基因编纂畛域专家访谈：刘耀光院士

《生物工程学报》：什么是基因编纂植物/动物？请您复杂引见一下基因编纂植物/动物制备进程或原理。

刘耀光：基因编纂艰深来说是做“减法”，次要是对目的物种/受体体内原有的内源基因进行基因工程操作 (敲除、修饰)，是特异的和可控的。

《生物工程学报》：您以为基因编纂植物/动物，作为食物 (肉类) 或许食粮平安吗？要是平安，为什么平安呢？

刘耀光：生物在自然退化进程中，遗传变异是相对的，稳定性是绝对的。基因的变异 (渐变) 起源次要有 3 种：自然渐变、人工诱变 (物理诱变、化学诱变) 和生物诱变 (转座子/T-DNA 拔出渐变、基于序列特同性核酸酶 (ZFNs 、TALENs、CRISPR/Cas9/Cpf1)的基因编纂)。自然渐变、人工诱变和生物诱变发生的基因渐变具备本质同等性，但基于序列特同性核酸酶的生物诱变的特同性 (专注性) 最高，因而具备最高的生物平安个性和可追溯性。

以往育种次要是依据自然渐变和物理化诱变。例如，作物临盆中普通必要限定小麦和水稻 等次要作物种类的株高，使之抗倒伏和高产。研 究发现节制赤霉素合成的某个基因自然渐变后可 以获得半矮杆的种类。异样地，要是应用基因编 辑技术可以将高杆作物种类中的赤霉素合成基因 敲除，即可到达与自然渐变雷同的后果和平安性。

再以咱们比来颁发的结果为例，米饭的软硬度是由稻米中直链淀粉的含量决议的，直链淀粉含量越高，米饭口感越硬，反之，直链淀粉含量越低，米饭口感越软。北方籼稻直链淀粉含量普通在 25%，口感较硬；南方粳稻直链淀粉含量普通在 15%–17%，口感适中；糯稻直链淀粉含量普通在 2%，口感最软。直链淀粉含量的高下次要受淀粉合成酶 Waxy 基因调控。自然界中由于该

Waxy 基因产生了自然渐变而发生分歧品种的水稻 (包含籼稻、粳稻和糯稻)，此中粳稻中 Waxy 基因功效被弱化，糯稻中 Waxy 基因功效根本丢失。咱们应用基因编纂技术将籼稻种类中的 Waxy 基因敲除，其稻米的直链淀粉含量即可降至糯稻 的程度；但将籼稻种类中的 Waxy 基因进行弱化编纂，其直链淀粉含量即降至 17%左右和 10%左右。以是，咱们可应用基因编纂技术修饰 Waxy 基因，从而得到直链淀粉含量适中、口感较好的 水稻种类，终极知足人们对优质米的需求。基因 编纂技术还可以对农业动动物的产量、养分品质、抗性等许多性状进行高效的改进。这些应用基因 编纂技术创立的新种质与自然渐变种类具备本质 同等性，是以是平安的。

日本近期同意上市的基因编纂番茄中的 γ-氨基丁酸 (一种神运营养因子) 比家养型番茄添加了4–5 倍。家养型番茄中含有分化 γ-氨基丁酸的酶， 要是应用基因编纂技术将该分化酶对应的基因敲除，即可使番茄中的 γ-氨基丁酸含量进步。是以， 症结必要从层面明白详细的代谢路径，进而通过基因编纂伎俩进行调控。该产物自身的技术难度不高，咱们国际也有学者在做相似的产物。

基因编纂动动物是否平安不克不及混为一谈，而是要依据特定基因的编纂与其自然渐变是否有本质同等性来确定。要是这些基因的自然渐变作物颠末恒久的食用被以为是平安，那么通过基因编纂伎俩来到达的与自然渐变雷同后果的性状改动也可以以为是平安的。无论转基因照样基因编纂技术，都仅是基因操作的伎俩和对象，其是否平安次要照样要看所操作的详细工具基因。

《生物工程学报》：近期日本和美国 别离同意了基因编纂番茄的贩卖申请和基因编纂猪用于食物和医疗，这对相关畛域有什么影响？

刘耀光：今朝美国、加拿年夜、澳年夜利亚、日本、阿根廷、巴西、智利、以色列、瑞典和法国等多个国度已将基因编纂 (没有导入外源基因) 作物视为非转基因生物，在治理政策上履行可以开放利用。但关于导入外源基因的基因编纂生物的治理政策照样视同于转基因生物。日本之前对转基因生物的治理政策绝对激进，但当初关于基因编纂产物加倍开放，与转基因产品区别看待。欧盟和新西兰将基因编纂作物视为转基因生

物，在治理政策上履行监管。中国今朝尚未出台 专门针对基因编纂生物的治理政策，国际有些科 研单元开辟的基因编纂作物也只能按转基因生物 平安治理方法的法式申存问全评估的审查。本事 域的科研任务者也始终十分关怀何时我国可以出 台针对基因编纂产物的治理政策。国外对基因编 辑番茄和基因编纂猪贸易化利用的同意，我以为对我国的影响是侧面的，愿望以此为契机减速我国对于基因编纂生物相关认定尺度和治理政策的出台。

《生物工程学报》：今朝我国与国外基因编纂技术研发和利用方面是否在一个起跑线？要是有差距，次要表示在哪些方面？

刘耀光：在基因编纂利用技术方面，我国处于国内先进程度。但由于基因编纂技术最顶层的原理是由国外试验室发现的，是以在规模化贸易利用方面存在专利受权的成绩。

《生物工程学报》：环抱四个面向，基因编纂在我国农业和医学方面，能够发扬哪些作用？科研职员今朝在推动技术转化时，必要哪些支持， 您有哪些建议？