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新的基因组技术?我们以前来过这里

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迈克尔·安东尼奥教授表示,免除新转基因生物的安全检查并不能解决我们的粮食和农业问题,还会使健康和环境面临风险。

我们又来了(“给基因一个机会:1,000个国家的14多名科学家示威支持基因编辑”,欧盟记者,6月XNUMX日(https://www.eureporter.co/health/2024/02/06/give-genes-a-chance-over-1000-scientists-in-14-countries-demonstrate-in-support-of-gene-editing/)。每当世界面临粮食或环境危机时,基因改造(GM)都会以某种形式发挥作用。至少,这是那些主张在农业中不受限制地使用这些技术的人希望我们相信的。

首先是 1996 年推出的“转基因”商品转基因食品和农作物(主要是大豆和玉米),但未能兑现其承诺。他们没有增加产量。他们并没有减少农药的使用——实际上随着时间的推移增加了农药的使用。它们并没有让农业变得更容易,因为杂草对转基因作物经过改造的除草剂(特别是草甘膦)产生了抗药性,害虫对转基因作物经过改造产生的杀虫剂 Bt 毒素产生了抗药性。

但等一下——我们被告知,使用所谓的“新基因组技术”(NGT)生产的新一代转基因作物(和动物)是不同的,并且将在转基因失败的地方取得成功。 NGT,特别是基因编辑,以这种方式受到吹捧,因为据称它们对生物体的基因组进行“精确”的改变,模仿通过正常繁殖或自然突变自然发生的情况。我们被告知,结果是可以预测的,因此 NGT 植物和动物产品是完全安全的。毕竟,我们确实得到了包括 1500 名诺贝尔奖获得者在内的 37 多名科学家在一封信中对 NGT 的认可(https://www.weplanet.org/ngtopenletter)由技术爱好者游说团体 WePlanet 牵头。 37 位诺贝尔奖得主不会错……或者他们可以吗?  

此时此刻,我们这些自 1990 世纪 XNUMX 年代中期以来就一直参与转基因食品公开辩论的人将会有一种似曾相识的经历。转基因技术在转基因作物开发中的应用被认为是精确的并且是传统育种的自然延伸。此外,转基因技术被誉为更“精确”并且具有更可预测的结果,这意味着他们的产品可以安全食用。

随着 NGT 的到来,事情真的发生了变化吗?如果我们仔细、深入地研究 NGT 方法,就会发现有充分的科学理由怀疑最近围绕这一发展的精确性、安全性和包治百病的说法的炒作。

关于 NGT,首先需要注意的是,它们在欧盟没有被禁止,也从未被禁止。它们受到的监管很简单——也就是说,就像老式的转基因转基因生物一样,它们需要接受安全检查、在出现问题时的可追溯性要求以及为消费者提供选择的标签。 NGT“放松管制”的倡导者想要废除的正是这些保障措施。

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第二件需要注意的事情是,NGT 无疑是转基因技术的另一种形式——一种改变作物或动物基因构成的人工实验室方法。与老式转基因技术一样,NGT 与自然育种方法没有相似之处。 NGT基因编辑方法的“精确性”主张是基于开发人员试图对现有基因进行有针对性的遗传改变或有针对性地插入外源转基因的事实。 NGT 方法对生物体基因组进行遗传改变的目标性质是该技术“精确”且仅“模仿”自然界发生的情况的基础。那么,为什么要像 NGT 自由化的倡导者所说的那样对自然发生的事情进行监管呢?

支持者未能承认的是,NGT 过程,包括 CRISPR 介导的基因编辑,当作为一个整体(植物组织培养、植物细胞遗传转化和基因编辑工具的作用)考虑时,很容易大规模、全基因组的意外 DNA 损伤(突变)。这些意外突变包括影响许多基因功能的 DNA 的大缺失/插入和大重组。

所有基因都是网络或生态系统的一部分。因此,仅改变一个基因就可能对生物体的生物学/生物化学产生重大影响。就 NGT 和老式转基因转基因方法而言,许多基因功能将发生改变。这将导致基因功能的全球模式发生变化,并改变生物化学和组成,其中可能包括新型毒素和过敏原的产生。

但有些人可能会认为,与 NGT 相关的任何风险都是值得承担的,因为它们可以带来更高的产量或赋予对疾病的抵抗力或对热、干旱和盐度等环境压力的耐受性,并以这些方式帮助对抗世界饥饿。

然而,诸如此类的性状在遗传上是复杂的——也就是说,它们的基础是许多基因家族的功能。事实上,它们本质上可以被称为“全生”。这种大规模、复杂和平衡的组合基因功能远远超出了一般基因编辑和NGT所能提供的,即对一个或几个基因的操纵。只有自然育种才能产生大量的基因组合,从而有力地赋予理想的复杂性状。

此外,科学证据表明,整个基因编辑过程会产生数百甚至数千个意外的随机 DNA 突变,其数量远远多于自然繁殖轮次产生的遗传变异。https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-018-1458-5)和自然诱变。

这不仅仅与数字有关,还与突变发生的位置及其作用有关。自然繁殖产生的遗传变异不是随机的。基因组的关键区域受到保护(https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2019.00525/full)反对基因改变。任何确实发生的此类变化都会发生(https://www.nature.com/articles/s41586-021-04269-6)以定向进化的方式,作为植物对自身所处环境的适应反应。任何保存并种植自己种子的农民都会告诉您,随着时间的推移,他们的作物性能会随着植物基因以复杂的方式改变以适应农场的条件而改善。

因此,开发人员声称对农作物(和动物)进行基因编辑可以结束全球饥饿,这一说法并没有得到我们当代对基因组生物学的理解的支持。

正如 WePlanet 信件签署者和其他人所主张的那样,任何削弱 NGT 监管的做法都会忽视基因编辑过程在全基因组范围内的大规模突变效应,并将健康和环境置于危险之中。我并不是唯一持这种观点的科学家。法国食品安全机构ANSES(https://www.anses.fr/fr/content/avis-2023-auto-0189)和德国联邦自然保护局 (https://www.bfn.de/sites/default/files/2021-10/Viewpoint-plant-genic-engineering_1.pdf),以及欧洲科学家网络社会和环境责任组织(我是该组织的成员)也警告说(https://ensser.org/publications/2023/statement-eu-commissions-proposal-on-new-gm-plants-no-science-no-safety/)将 NGT 排除在 GMO 法规之外的危险。

目前还没有发表的研究评估任何基因编辑食品的健康和​​环境风险,包括那些已经上市的食品,例如日本声称有助于降低血压的基因编辑西红柿。这使得基因编辑产品安全性的主张变得不科学,因为任何立场都应该基于可靠的实验证据,而不是推定、假设或信念。    

综上所述,NGT的应用结果很难预测,因此在上市前需要进行全面、深入的安全评估,并且最终产品必须为消费者贴上标签。关于精确性、可预测性和安全性的说法并不符合支撑该技术的科学。

Michael Antoniou 教授,分子遗传学和毒理学教授,伦敦国王学院基因表达和治疗小组负责人。生命科学与医学学院医学和分子遗传学系,8th Floor, Tower Wing, Guy's Hospital, Great Maze Pond, London SE1 9RT, UK

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