跳到主要內容

育種家的福音,美國基因編輯(CRISPR)蘑菇不受基改法律規範

育種家的福音,美國基因編輯(CRISPR)蘑菇不受基改法律規範

編譯 廖靜誼編輯 柴幗馨、林韋佑

各界輿論還在爭執政府是否應該推廣基因改造作物(GMO crop)時,全世界的各大農業公司已經開始使用新一代的基因工程技術,想盡辦法在農業生技發展上取得先機。美國利用新的生物技術生產的真菌-基因編輯技術-CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats),未來利用此技術改造的蘑菇,確定可不受基因改造法規律的規範,能直接栽培與上市販售。


美國農業部(USDA)表示,未來以基因編輯生產的蘑菇,將不必受到基改的管制,這也是美國政府第一個放行的CRISPR基因編輯物種。


這項計畫由賓州州立大學的植物病理學家楊亦農教授主導,針對導致蘑菇白色菌傘褐化的多酚氧化酵素基因家族進行基因編輯。研究團隊將這技術應用在俗稱洋菇或白色紐扣菇的雙孢蘑菇(Agaricus bisporus)上,以達到抗褐化的目的。透過刪除蘑菇基因組內少數的鹼基對,研究團隊剔除了6個多酚氧化酵素基因的其中一個,成功將酵素活性減弱30%,減緩蘑菇褐化的速度。而賓州州立大學已於2015年9月對這一技術提出了臨時專利申請。


由楊教授主導的研究團隊所生產的新品種蘑菇,因為不包含來自植物病蟲害源如病毒或細菌的外源DNA,因此可不受美國農業部的監管。近年來不包含這些植物病蟲害外源基因的工具正如雨後春筍般的崛起中,逐漸取代了舊技術。

同時,楊教授正考慮成立一家公司來商品化他的改造蘑菇。因為抗褐化的水果與蔬菜再切片後仍能保持原有的顏色,銷售層面上具有相對高的價值。從2014年開始,就已有部分生技公司將抗褐化的基因應用在商業品種上,包含抗核化蘋果與馬鈴薯。

目前有30種基因改造物種,成功避開美國農業部的基因管制法規系統,而蘑菇只是其中一種。美國動植物衛生檢驗署(APHIS)表示,在每個案例中,生物體(大部分是指植物)均不受該機構必須規範的事項所約束(註)



註:農作物在經過美國農業部的審查以外,仍須接受食品和藥物管理局的自願性審查。


大部分能躲避規避美國農業部審查的植物,都是應用鋅指核酸酵素(ZFN)或是類轉錄活化子有效蛋白核酸酵素(TALEN)這類基因編輯技術的產物。但是至今為止,我們仍不曉得美國農業部是否會對使用堪稱現今科學界巨星的CRISPR-Cas9技術的生物體網開一面。


在動植物衛生檢驗署官員的鼓勵下,楊教授在2015年10月將這種作物贈送給美國農業部的監管人員。農業部在會議中對這項突破感到非常的興奮,也表現出高度的興趣並給予正面回應。


美國正在修改被統稱為生物技術管制配合架構(Coordinated Framework for Regulation of Biotechnology)的基因改造生物管制相關法規。美國國家科學、工程學與醫學科學院亦召集了一個委員會,負責預測在未來5到10年內生物技術產品將取得的進展。



延伸閱讀:
1. 科學界的專利戰爭!將由誰掌握 CRISPR / Cas9 基因編輯專利?
2. 通過核准,治療癌症的 DNA 剪貼技術 CRISPR 可望進行人體試驗

資料來源: Nature, April 14 2016 Gene-edited CRISPR mushroom escapes US regulation

留言

張貼留言

這個網誌中的熱門文章

【鈣與作物品質,進階篇】鈣肥怎麼挑?哪時後施?怎麼用?實習の植物醫生筆記

【鈣與作物品質,進階篇】如何選擇鈣肥?哪時候施?怎麼施?
(本文由科技農報(智耕農工作室)大虫農業共同企劃)

作物除了需要氮、磷、與鉀肥等主要元素,次量與微量元素例如:鈣、鎂、錳與鐵也是不可或缺的要素。「次量與微量元素往往是影響口感、風味、與蔬果品質的關鍵」。


這概念對專業農友來說已是老生常談。鈣肥種類怎麼選?施用的時機?以及施用方法?以下整理了中興大學土環系吳正宗教授,以及肥料從業人員的經驗分享,期許農友都能「投資肥料有賺有賠,施用前請詳閱使用說明書」。


鈣肥是一種土壤改良資材,用途大多為中和土壤的酸性。依照鈣肥種類,大致上可分為,石灰類、爐渣類、以及生物性的蚵殼與蟹粉。好鈣肥的標準,取決於改善酸鹼值的效率,即「以最少施用量就能顯著改善土壤酸鹼度」,因此就環境保育的角度與經濟效益而言,氯化鈣與硫酸鈣是相對等級較差的鈣肥。


農民之聲:有機質複合肥料補助,網頁好讀版!(頁面搜尋關鍵字,即可確認肥料有沒有補助)

農報好康:有機質複合肥料補助網頁好讀版農民朋友注意囉,使用這些肥料可向政府領補助!只要符合申請資格,並使用農委會公告的有機質肥料:「含有機質複合肥料運費補助作業規範」肥料產品彙整表,就能根據 國產有機質肥料補助原則,向當地主管機關申請肥料補助經費。(表格更新日期:106.05.15)

有機質肥料與化學合成肥料不同,肥料來源為動物、植物、微生物殘體或代謝物,不但能增加土壤肥力,還能改善土壤結構增加保水力。雖然肥效比化學合成肥料緩慢,但對土壤與環境的衝擊較小。因此從今年起,政府開始鼓勵慣行農民使用這種環境友善的肥料種類,但那些商品有補助呢?農民朋友可用手機瀏覽器右上方功能鍵,「在網頁中尋找」搜尋功能,或是電腦網頁右上方功能鍵的「尋找」,輸入自家使用的肥料登記字號,就能知道能不能領補助了喔! 相關新聞:為減輕農民成本,農委會啟動有機質複合肥料運費補助





手機搜尋方法(如上圖)


一、台灣肥料股份有限公司
編號 廠牌商品名稱 登記證字號 1 農友牌台肥硝磷基黑旺特1號有機質複合肥料 肥製(複)字第0792034號 2 農友牌台肥硝磷基黑旺特4號有機質複合肥料 肥製(複)字第0792035號 3 農友牌台肥硝磷基黑旺特5號有機質複合肥料

基因編輯「脫靶效應」的隱憂,仍待育種家尋求解方

基因編輯「脫靶效應」的隱憂,仍待育種家尋求解方 編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑/責任編輯 柴幗馨

全球暖化及各種因氣候變遷引發的植物病蟲害使得世界許多地區的糧食安全受到威脅。而在低度開發國家中,貧窮與作物欠收更可能導致飢荒和營養不良等更嚴重的糧食安全問題。


面臨作物適應的相關挑戰,英國John Innes Centre 研究團隊表示:使用基因編輯技術,針對作物基因序列中的目標基因進行基因編輯,作為作物的抗病育種的工具,會是一種非常有用且有效的方法。

目前CRISPR技術應用於作物基因的研究仍不廣泛,而作物經由CRISPR技術編輯之後,是否能夠成功地將編輯後的變異序列,繼續保存於後代的植株,尚需要深入的研究。此外關於CRISPR技術的脫靶效應(off-target effect)也是科學家無法百分之百確認的問題。

「脫靶」指的是:基因編輯的時候,CRISPR-Cas9系統沒有在正確的目標基因上,進行基因編輯,因此在非目標基因序列上,產生無法預期的變異。通常序列相似的同源基因,最有可能發生脫靶的狀況。




John Innes Centre以及英國The Sainsbury Laboratory 的科學家們,針對大麥與蕓薹屬植物(Brassica,十字花科下的一屬,常見的作物有青花菜、油菜或蕪菁)的特定基因進行編輯,並分析CRISPR基因編輯的成效:包括使用CRISPR技術是否能促使單子葉植物與雙子葉植物的目標基因片段產生變化、後代植物是否能夠遺傳編輯後的基因、以及基因編輯過程中發生脫靶效應的頻率。

研究成果顯示,大麥與蕓薹屬作物的目標基因片段在使用CRISPR技術之後都有產生微小的變化,雖然僅涉及目標基因序列中的1-6個鹼基。然而,這樣的微小變化也足以有效地阻止目標基因的正常運作。

研究近一步針對後代植株進行基因檢測,發現編輯後的基因序列不僅能保存在後代植株之中,而且後代植株的背景基因組,與使用傳統育種方法培育的後代沒有任何顯著差異。



儘管論文中提供了「如何降低脫靶效應」的試驗設計方法,但在研究過程中大麥與芸薹屬這兩種作物還是發生脫靶效應。

這表示未來科學家應該更謹慎的看待「如何確保CRISPR系統僅只編輯目標基因」的議題,而脫靶效應的發生,也就表示一個基因家族之中除了目標基因本身,同時還有許多相關的基因組都發生了變異。換句話說,除了研究者所認定的目標基因之外,可能還需考量更多非預期…