使用 CRISPR–Cas9 技術(shù)制作的基因組編輯食品首次在公開市場(chǎng)上銷售。自2021年 9 月以來，總部位于東京的 Sanatech Seed 已將經(jīng)過基因編輯以含有大量 γ-氨基丁酸 (GABA) 的 Sicilian Rouge 番茄直接出售給日本消費(fèi)者。該公司聲稱口服 GABA 有助于降低血壓并促進(jìn)放松。

Sanatech 首席技術(shù)官、筑波大學(xué)植物分子生物學(xué)家 Hiroshi Ezura 說，在日本，富含 GABA 的膳食補(bǔ)充劑和食品在公眾中很受歡迎。GABA是日本著名的健康促進(jìn)化合物，它就像維生素 C，日本市場(chǎng)上已經(jīng)有 400 多種富含 GABA 的食品和飲料產(chǎn)品，例如巧克力，這就是為什么我們選擇它作為我們基因組編輯技術(shù)的第一個(gè)目標(biāo)。

筑波大學(xué)的初創(chuàng)公司 Sanatech 于 2021 年 5 月首次測(cè)試了日本消費(fèi)者對(duì)這種基因組編輯水果的胃口，當(dāng)時(shí)向大約 4200 名提出要求的家庭園丁免費(fèi)提供了經(jīng)過 CRISPR 編輯的番茄幼苗，同時(shí)也受到積極需求的鼓舞，該公司于 9 月開始在網(wǎng)上直銷新鮮番茄，一個(gè)月后接手了下一季的苗木訂單。日本監(jiān)管機(jī)構(gòu)于 2020 年 12 月批準(zhǔn)了這種番茄。

CRISPR–Cas9 基因組編輯自問世以來，已成為植物生物工程師的首選工具。研究人員已經(jīng)成功地用它來開發(fā)不褐變的蘑菇、耐旱大豆和許多其他?植物的創(chuàng)造性特征?。許多公司已獲得美國監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)，但在 Sanatech 的番茄之前，已知沒有 CRISPR 編輯的糧食作物已經(jīng)商業(yè)化。

消費(fèi)者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)使用一些較舊的 DNA 編輯技術(shù)制成的食品成分，例如轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)核酸酶 (TALEN)。事實(shí)上，Calyxt 在 2019 年將一種經(jīng)過 TALEN 編輯的不含反式脂肪的大豆油商業(yè)化?；蚪M編輯工具也被用來改造許多觀賞植物。因此，經(jīng)過 CRISPR 編輯的作物進(jìn)入味蕾只是時(shí)間問題。

然而，更有趣的是，科研人員選擇了這種高 GABA 特性作為第一個(gè)目標(biāo)。GABA 是一種氨基酸和神經(jīng)遞質(zhì)，可阻斷大腦神經(jīng)細(xì)胞之間的沖動(dòng)。該分子天然存在于人體中，也?普遍存在?于植物、動(dòng)物和微生物以及食物中。它可以通過發(fā)酵食物合成，在一些地區(qū)已被開發(fā)為營養(yǎng)補(bǔ)充劑。

Sanatech 的研究人員通過操縱稱為 GABA 分流的代謝途徑來增加番茄中 GABA 的含量。在那里，他們禁用了一個(gè)編碼鈣調(diào)蛋白結(jié)合域 (CaMBD) 的基因。去除 CaMBD 可以提高谷氨酸脫羧酶的活性，該酶催化谷氨酸脫羧為 GABA，從而提高分子水平。

Sanatech一直小心翼翼地不聲稱其西紅柿在治療上可以降低血壓并促進(jìn)放松，然后該公司卻通過廣告暗示食用 GABA 通?？梢赃_(dá)到這些效果，并且其西紅柿含有高水平的 GABA。鑒于缺乏支持 GABA 作為健康補(bǔ)充劑的證據(jù)，這引起了研究界的一些關(guān)注。

為了支持血壓的說法，Sanatech 引用了兩項(xiàng)人體研究：一篇?2003 年關(guān)于食用含有 GABA 的發(fā)酵乳的影響的論文和一篇關(guān)于 GABA、醋和干鰹魚影響的2009 年論文?。這兩項(xiàng)研究都是在輕度高血壓患者中進(jìn)行的，并顯示出降低血壓的作用。

但研究植物化合物對(duì)人類影響的荷蘭瓦赫寧根大學(xué)和研究中心的分子細(xì)胞生物學(xué)家 Maarten Jongsma 表示，這些論文缺乏良好的對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組的影響可以用 GABA 以外的因素來解釋。同樣，瓦赫寧根的營養(yǎng)科學(xué)家 Renger Witkamp 補(bǔ)充說，對(duì)于食用 GABA 的健康益處“沒有共識(shí)”，也沒有證據(jù)表明它可以穿過血腦屏障并到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

為了支持 GABA 促進(jìn)放松的說法，Sanatech 指出了六項(xiàng)人類研究，這些研究檢查了口服 GABA 對(duì)壓力、情緒、疲勞或睡眠的影響。但 2020 年發(fā)表的一篇系統(tǒng)評(píng)價(jià)對(duì)所有六篇論文以及另外八篇關(guān)于該主題的論文進(jìn)行了審查，得出了不同的結(jié)論。來自日本、澳大利亞和英國的作者總結(jié)道：“關(guān)于壓力的證據(jù)有限，而口服 GABA 對(duì)睡眠有益的證據(jù)也非常有限。”

Ezura說，Sanatech 的西紅柿被稱為 Sicilian Rouge High GABA，其 GABA 含量是傳統(tǒng)西紅柿的四到五倍。這是否比吃普通西紅柿更能降低血壓尚不清楚。Ezura說，盡管 Sanatech 計(jì)劃這樣做，但它還沒有進(jìn)行過這種干預(yù)研究。

Sanatech 的營銷策略一直是直接針對(duì)消費(fèi)者并在家庭園丁中產(chǎn)生積極的影響。該公司創(chuàng)建了一個(gè)在線平臺(tái)，供園丁交流。它還舉辦了一場(chǎng)比賽，看哪個(gè)家庭園丁可以種植 GABA 含量最高的西紅柿。（獲勝的番茄的 GABA 是傳統(tǒng)番茄的 20 倍。）

英國諾里奇約翰英尼斯中心的植物科學(xué)家 Cathie Martin 說，對(duì)于基因組編輯的水果和蔬菜，尤其是那些具有精品性狀的水果和蔬菜，這是一種明智的營銷策略?！澳銜?huì)發(fā)現(xiàn)一群人覺得他們對(duì)產(chǎn)品有一定的所有權(quán)，”她說，然后你幫助建立一個(gè)想要種植和食用這種蔬菜的人的社區(qū)，這會(huì)在積極的軌道上推出產(chǎn)品。

馬丁是“紫番茄”的創(chuàng)造者，這是一種經(jīng)過基因改造的品種，含有更高水平的抗炎化合物花青素，她于 2008 年在這些頁面中首次亮相。她說，在過去的 14 年里，在沒有大公司的資源的情況下，她和“一群沒有資金的、敬業(yè)的愛好者”一直試圖靠自己的力量將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

她將生物工程作物商業(yè)化的挑戰(zhàn)是大多數(shù)小型植物生物技術(shù)公司也面臨的挑戰(zhàn)，尤其是那些開發(fā)精品品種的公司。美國農(nóng)業(yè)部 (USDA) 農(nóng)業(yè)研究服務(wù)處的植物分子生物學(xué)家 James Giovannoni 說：“監(jiān)管成本如此之高，以至于幾乎沒有什么特性可以讓你真正考慮在像番茄這樣的作物中進(jìn)行工程改造?！?這就是為什么自 1990 年代中期以來，植物基因工程方面的大多數(shù)商業(yè)努力都集中在價(jià)值高的作物上，例如大豆、玉米（玉米）、小麥、油菜和棉花，這些作物的特性使農(nóng)民的工作更輕松，而且它們收獲更有利可圖。

與此同時(shí)，營養(yǎng)增強(qiáng)的作物已經(jīng)死產(chǎn)。市場(chǎng)上為數(shù)不多的例子包括含有改良油和脂肪酸的大豆和油菜，以及用于動(dòng)物飼料的營養(yǎng)改良玉米。例如高β-胡蘿卜素超級(jí)香蕉，已經(jīng)被開發(fā)出來，但在實(shí)驗(yàn)室的貨架上卻被擱置了。傳說中的“黃金大米”是用維生素 A 增強(qiáng)的，20 年來一直處于不確定狀態(tài)，就在幾個(gè)月前，它在菲律賓獲得了商業(yè)種植的批準(zhǔn)。

因此，Sanatech 的高 GABA 番茄作為一種營養(yǎng)強(qiáng)化作物脫穎而出。它是使用 CRISPR 設(shè)計(jì)的，這一事實(shí)似乎有助于提高消費(fèi)者的接受度，尤其是因?yàn)榇祟愖魑锊槐环Q為“轉(zhuǎn)基因生物”或“轉(zhuǎn)基因生物”。相反，它們被稱為“基因組編輯”。僅命名法的這種變化似乎就平息了歷史上對(duì)生物工程植物發(fā)起的許多反駁。

一些監(jiān)管機(jī)構(gòu)也在區(qū)分新舊技術(shù)。美國農(nóng)業(yè)部一再裁定基因編輯作物不在其職權(quán)范圍內(nèi)。通過該機(jī)構(gòu)的“我受到監(jiān)管嗎？”提交此類查詢的植物生物技術(shù)專家這個(gè)過程通常會(huì)在幾個(gè)月內(nèi)得到回應(yīng)，并獲得綠燈，在沒有進(jìn)一步監(jiān)督的情況下種植他們的基因組編輯植物。

這將美國對(duì)基因組編輯植物的監(jiān)管負(fù)擔(dān)減少到幾乎沒有。?巴西、阿根廷和澳大利亞也采取了類似的做法。北京中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授朱洪亮代表他自己而不是他的雇主或政府發(fā)言時(shí)說，中國已經(jīng)建立了基因組編輯農(nóng)業(yè)生物的監(jiān)管程序，盡管尚未獲得批準(zhǔn)。歐洲基本上禁止了基因編輯食品，將它們與第一代轉(zhuǎn)基因食品混為一談，盡管有人呼吁重新考慮這項(xiàng)政策。

許多其他國家仍然缺乏有關(guān)該技術(shù)的任何政策，從而減緩了商業(yè)努力。韓國首爾的 Toolgen 已經(jīng)使用 CRISPR 生產(chǎn)了顏色修飾的矮牽牛、高油酸大豆和抑制褐變的馬鈴薯，“但它們尚未上市銷售，因?yàn)閲鴥?nèi)對(duì) CRISPR 基因組編輯作物的監(jiān)管政策尚未出臺(tái)。”該公司的研究員 Yein Joen 說。

日本對(duì)基因組編輯植物的監(jiān)管政策是在審查 Sanatech 番茄的同時(shí)形成的——這一過程大約耗時(shí)一年。佛羅里達(dá)大學(xué)的植物分子生物學(xué)家和番茄研究員哈里·克利（Harry Klee）說，Ezura 單槍匹馬地推動(dòng)日本政府制定一項(xiàng)可以將基因編輯作物推向市場(chǎng)的政策，這值得稱贊，這在日本很重要，他做得很好。

Ezura 的努力為日本的基因組編輯食品打開了大門。去年 11 月，名古屋大學(xué)的研究人員在?《科學(xué)報(bào)告》中描述了一種更甜的番茄，該番茄是通過使用 CRISPR-Cas9 修飾細(xì)胞壁轉(zhuǎn)化酶抑制劑而開發(fā)的。該品種尚未獲得監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。

日本的 CRISPR–Cas9 編輯食品已經(jīng)從花園躍入大海。10 月，該島國批準(zhǔn)了兩條 CRISPR 編輯的魚：一種是表現(xiàn)出食欲抑制的基因編輯虎河豚，另一種是肌肉生長增加的紅鯛魚。這兩種魚都比野生魚長得更大，由位于京都的區(qū)域魚類研究所研發(fā)。

對(duì)于 Martin 來說，使用基因組編輯不可能賦予她的紫色西紅柿中的花青素特性。取而代之的是，她使用根癌農(nóng)桿菌（?Agrobacterium tumefaciens?）改造了它們，這是一種較舊的基因改造方法，可引發(fā)更多的監(jiān)管監(jiān)督和資源以及綽號(hào)“GMO”。但市場(chǎng)的大門也可能很快為她打開。馬丁說，她預(yù)計(jì)美國農(nóng)業(yè)部將在 2 月底之前對(duì)紫色西紅柿做出監(jiān)管決定。與 Sanatech 一樣，Martin 計(jì)劃最初直接向公眾推銷它們。她沒有進(jìn)行人類干預(yù)研究，比較高花青素和傳統(tǒng)西紅柿對(duì)健康的影響，也不打算提出健康益處聲明。

編輯：王洪