說到生物技術(shù)領(lǐng)域最近的重大突破，“基因編輯技術(shù)”無疑是其中最為耀眼的明星。利用新開發(fā)的工具，人類已經(jīng)能對許多物種的基因進行便捷、有效的編輯。但與之相伴的，關(guān)于基因編輯的爭議也塵囂甚上。

這項研究以預(yù)印本的形式在線發(fā)表（圖片來源：參考資料[1]）

最近，一篇論文再次將基因編輯置于聚光燈下。來自美國FDA的一支團隊發(fā)現(xiàn)，一些在媒體的包裝下成為明星的“基因編輯動物”有著明顯的科學(xué)硬傷——對其基因組的分析表明，基因編輯做的并不干凈。這些動物的基因組里，竟然出現(xiàn)了細菌的基因，而這原本絕不應(yīng)該發(fā)生。

更糟糕的是，這些動物已經(jīng)產(chǎn)下了不少后代……

讓我們把時間回溯到2015年。當(dāng)時，一家位于明尼蘇達州的生物技術(shù)公司Recombinetics高調(diào)地向世界宣布，他們通過基因編輯技術(shù)，成功讓兩頭小牛頭上的角“消失了”。據(jù)報道，這也是世界上最先接受基因改造的兩頭牛。

具體來看，這家公司的科學(xué)家們首先分離出了單個牛的細胞，然后通過一種叫做TALEN的基因編輯工具，把“控制長角”的基因替換成了“不會長角”的基因。隨后，利用體細胞克隆的方法，研究人員們成功造出了經(jīng)過基因改造的小牛，它們果然不會長角。

研究人員們信誓旦旦地說，這次基因改造很成功（圖片來源：參考資料[5]）

隨后，研究人員們對這些牛進行了分析，認為基因改造完成得很成功，且沒有出現(xiàn)“脫靶效應(yīng)”。這是指在基因改造的過程中引入了錯誤的基因，或是在錯誤的地方引入了基因。這項成果于2016年發(fā)表在了《自然》子刊Nature Biotechnology上。研究人員們指出，為了減少飼養(yǎng)中的危險性，每年人們都要手動給奶?！靶藿恰薄Ｈ绻@些奶牛天生就不長角，那就能省下巨大的人力開支。

這看起來是一個非常典型的“生物技術(shù)”成功故事，這些小牛也成為了光環(huán)耀眼的明星。但誰也沒有想到，泡沫竟然在一場意外中被戳破……

時間來到了今年3月。在美國FDA，一名叫做阿萊西斯·諾里斯（Alexis Norris）的生物信息學(xué)工作人員正在調(diào)試一款軟件。很偶然的，他從網(wǎng)上下載下了這幾頭小牛的基因組數(shù)據(jù)（已是公開信息）進行分析，卻意外地發(fā)現(xiàn)，有一些基因壓根不應(yīng)該出現(xiàn)在那里！

整個細菌質(zhì)粒的序列都被引入到了牛的基因組里（圖片來源：參考資料[1]）

原來，在進行基因編輯的時候，研究人員們會用到一種叫做“質(zhì)?！钡沫h(huán)狀DNA。這種DNA上帶有研究人員們想要使用的基因（在這個例子里，是“不長角的基因”），卻也會帶有很多來自細菌的基因，這就包括了對抗生素產(chǎn)生耐受的基因。

FDA的工作人員發(fā)現(xiàn)，整個質(zhì)粒DNA都被植入到了牛的基因組里。也就是說，這些牛的基因組里，平白無故多了許多來自細菌的基因。

這一發(fā)現(xiàn)在7月以預(yù)印本的形式發(fā)布在了網(wǎng)上。論文中，作者們認為這是基因編輯工作中所存在的一個“盲點”。

但當(dāng)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這一點的時候，其中的一頭牛已經(jīng)產(chǎn)下了17個后代。

目前，我們還不清楚這些來自細菌的基因會給這些牛帶來怎樣的后果。它們可能無傷大雅，但也有可能會帶來潛在安全隱患。這個發(fā)現(xiàn)也給我們敲響了警鐘——在對動物進行基因編輯時，我們現(xiàn)有的檢測策略或許還需要“升級換代”。對于要推向市場的動物產(chǎn)品，則尤其應(yīng)當(dāng)如此。

參考資料：

[1] Alexis L. Norris et al., (2019), Template plasmid integration in germline genome-edited cattle, doi: http://dx.doi.org/10.1101/715482

[2] Gene-edited cattle have a major screwup in their DNA, Retrieved August 30, 2019, from https://www.technologyreview.com/s/614235/recombinetics-gene-edited-hornless-cattle-major-dna-screwup/

[3] FDA finds a surprise in gene-edited cattle: antibiotic-resistant, non-bovine DNA, Retrieved August 15, 2019, from https://newfoodeconomy.org/fda-gene-edited-cattle-antibiotic-resistant-crispr-dna/

[4] Daniel F Carlson et al., (2019), Production of hornless dairy cattle from genome-edited cell lines, Nature Biotechnology, DOI: https://doi.org/10.1038/nbt.3560

[5] Open Season Is Seen in Gene Editing of Animals, Retrieved November 27, 2015, from https://www.nytimes.com/2015/11/27/us/2015-11-27-us-animal-gene-editing.html

來源： 學(xué)術(shù)經(jīng)緯