為什么基因組編輯提供了培育更好作物的有針對性的方
對害蟲的抵抗力更強,對干旱的敏感性更低,產量更高 - 這只是作物未來必須滿足的一小部分要求。人類需要新的作物,能夠抵御全球變暖帶來的變化,并能滿足日益增長的食物需求。在一種稱為基因組編輯的新方法的幫助下,科學家們正在尋求比以前更有效地開發(fā)新的作物品種。如果沒有外來基因插入這些植物中,則不能將它們與使用傳統(tǒng)方法培育的植物區(qū)分開來。出于這個原因,來自蒂賓根馬克斯普朗克發(fā)育生物學研究所的Detlef Weigel,以及來自美國和中國的同事,正在要求這種基因組編輯的植物品種不被歸類為轉基因植物。
魏格爾先生,今天如何從作物中培育新品種?
Detlef Weigel:重要的是要認識到傳統(tǒng)育種也旨在改變植物的DNA。例如,如果您想獲得能夠抵御干旱并產生高產量的新植物,您可以跨越現(xiàn)有的抗旱或產量特別高的品種。這些性狀的基因在后代的DNA中新混合,一些植物接收這兩種性狀的基因。化學物質或輻射也可用于在遺傳密碼的某處產生突變。具有新特性的植物也可以這種方式出現(xiàn)。然而,尋找具有來自數(shù)千個突變體的所需性狀的植物是非常耗時和復雜的。
基因組編輯和轉基因植物之間有什么區(qū)別?
對于傳統(tǒng)的基因工程,基因通常被引入植物的DNA中,這種DNA在物種中不是天然存在的,例如對除草劑具有抗性的基因。對此存在不同的過程:例如,可以使用一種“基因槍”將基因“射入”植物細胞中。通過基因組編輯,我們在預定位置用蛋白質切割DNA。稱為CRISPR / Cas9的基因組編輯方法已成為最常用的方法。然后我們可以在界面處修改DNA或插入新的部分。因此,基因組編輯應被視為突變育種的變種,不同之處在于特定突變的產生是針對性的。這里的主要優(yōu)點是這些修飾可以以與在傳統(tǒng)育種和雜交實驗中相同的方式獲得。例如,可以交換遺傳密碼的單個字母。這對應于也可以通過天然突變產生的修飾。也可以插入DNA的短片段,這樣,來自物種的基因可以被來自其他品種的基因或來自密切相關的物種的基因取代 - 這也是傳統(tǒng)雜交育種中的基因。
關于轉基因植物的批評尤其受到上述“外來基因”的啟發(fā)?;蚪M編輯的植物還含有這樣的外源DNA嗎?
切割蛋白的遺傳信息通常插入植物的DNA中,以便它可以在植物細胞中形成。該基因不是在植物中天然產生的,因此是外源DNA。然而,在成功修飾基因組后,可以完全去除它。使用目前可用的分析方法,可以確?;蚪M編輯的植物不再含有任何外源DNA?;蚪M編輯還可用于將完全外源基因插入基因組中 - 就像傳統(tǒng)基因工程中的情況一樣。但是,這種基因組編輯應該遵循不同于用于進行微小修改的規(guī)則。
是否有可能區(qū)分基因組編輯和傳統(tǒng)繁殖的植物?
如果沒有插入外源基因,那么,不,這是不可能的。使用基因組編輯進行修飾的植物與通過育種改變基因組的植物沒有任何差異。在這個過程的最后,沒有什么可以表明新品種是如何產生的。
因此,如果基因組編輯的植物不含任何外源DNA,就不應該像轉基因植物那樣對待它們?
究竟!這就是為什么我們要求將它們歸類為傳統(tǒng)的繁殖植物。在我們看來,植物品種如何產生并沒有任何區(qū)別; 最終產品才是最重要的。在我看來,如果無法說出它們是如何形成的,那么將植物分類為不同是沒有任何意義的。
從法律角度來看這是否可行,還是需要修改法律?
“德國基因工程法”規(guī)定,轉基因植物的后代也必須歸類為轉基因植物。這樣的基因組編輯的工廠暫時含在該基因的蛋白質切割的事實將使他們和他們的后代轉基因植物永遠-盡管事實是無跡可尋,除去外源基因。這當然不是立法者的意圖,因為當基因工程法通過時,基因組工程尚不存在。因此,我們建議不應將基因工程法應用于基因組編輯的植物。
推薦內容
-
在海洋細菌中新的特化分子的進化遵循先前未知的路徑
它是地球上最微小的生物之一,也是最豐富的生物之一。而現(xiàn)在,稱為Prochlorococcus的微觀海洋細菌可以在其屬性列表中增加一個更高級別:它
-
12月4日河北石家莊鹿泉區(qū)工地疫情消息公布 今日通報:4名確診
河北石家莊鹿泉區(qū)4名確診人員均為外來務工人員。據(jù)消息顯示,12月4日,石家莊市人民政府召開疫情防控新聞發(fā)布會,石家莊副市長張峰珍介紹,
-
解決消除血吸蟲病的主要障礙
血吸蟲病影響超過2億人,但它是一種高度集中的疾病,再次感染的可能性需要定期治療高危人群。不考慮其分布的焦點性質的制圖方法可能導致風
-
科學家發(fā)現(xiàn)抗擊抗生素的潛在武器
北卡羅來納大學醫(yī)學院的科學家們發(fā)現(xiàn),細菌對抗生素的敏感程度或多或少,取決于其中的特定細菌群落??茖W家們特別發(fā)現(xiàn),銅綠假單胞菌可...
-
鈉通道基因與癲癇綜合征有關
癲癇是一種多樣性疾病,包括幾種綜合征,其中一種最常見的是伴有海馬硬化的近中顳葉癲癇(MTLEHS)。這種疾病的原因尚不清楚,但它通常與兒童
-
利用干細胞替代血吸蟲誘導的肝纖維化中受損的肝細胞
新的研究表明,特定干細胞和血液咳嗽藥物吡喹酮的組合可以通過再生活躍的肝樣細胞有效地減輕血吸蟲誘導的肝纖維化。根據(jù)世界衛(wèi)生組織2014年
-
CEM簽訂最終協(xié)議購買Intavis生物分析儀器的關鍵資產
CEM Corporation今天宣布,它已達成最終協(xié)議,購買總部位于德國科隆的Intavis生物分析儀器公司的儀器生產線。此次收購使CEM得以加強其在生
-
CRISPR篩選識別幫助細胞抵抗西尼羅河寨卡病毒的基因
UT西南大學的研究人員今天報告首次使用CRISPR全基因組篩選鑒定一種有助于細胞抵抗黃病毒感染的基因。令人討厭的一類病原體包括西尼羅河病毒
-
載體蛋白如何將ADP和ATP轉運進線粒體
英國劍橋MRC-MBU的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種稱為線粒體ADP ATP載體的關鍵轉運蛋白如何轉運細胞的化學燃料三磷酸腺苷(ATP)。這個過程對于我們
-
小鼠和人腦組織中的表達譜和生物信息學分析
COMMD10是COMMD蛋白的成員,已經被證明可以靶向p65 NF-κB(核因子-κB)亞基并減少其核轉位,從而導致NF-κB通路的失活和結