两名科学家因“基因剪刀”获得诺贝尔化学奖

尼尔斯·卢瓦尔斯(Niels Louwaars)是荷兰植物繁殖材料协会Plantum的常务董事。作为一名植物育种家,他参与了植物繁殖政策的分析和倡导过程,这也是他在瓦赫宁根大学获得博士学位时的主题。

10月6日,瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予法国的Emmanuelle Charpentier和美国出生的Jennifer Doudna。今年颁发的这个奖项更多的是关于一种用来研究遗传学和基因的工具。该技术对生命科学产生了革命性的影响,在提高植物育种的速度和精度方面具有巨大的潜力。Charpentier和Doudna已经将主要由欧洲研究人员进行的基因组编辑的基础科学研究,变成了应用科学:可以适应生命密码的“基因剪刀”。世界各地的实验室正在采用基因工具应用于人类、植物、动物、真菌和细菌,在医学和农业方面的潜力是巨大的。不幸的是,欧洲政治家们仍然缺乏明确态度,妨碍了直接利用这项技术改善作物。

Plantum,荷兰植物繁殖材料协会,是欧洲基因改良法修正案的热心倡导者,以便小型和大型植物育种公司都能使用这项革命性的新技术。这个荷兰行业机构还希望,世界上最著名的智力成就奖将重新引发关于Crispr Cas 9基因组编辑系统所提供利益的辩论。

荷兰在植物育种和繁殖方面处于全球领先地位。植物培育者坚持不懈地使种子和植物适应消费者、食品加工者、贸易商和农民的愿望。多年的植物培育使得球芽甘蓝更加美味,小辣椒成为消费者最喜欢的零食。食品加工者热衷于酿造更好的大麦和具有更好烘焙质量的小麦,而农民们很高兴能获得各种各样的作物,更好地抵御虫害和疾病,以及气候变化造成的不利天气条件。

种子质量和优良的原料是培养统一健康植物的关键。Plantum协会有300多个成员,为一系列作物提供育种种质资源,这些作物在世界各地以有机、更传统的方式或高科技温室环境种植。从第一批幼苗到培养出具有改良性状的新品种需要6到16年的时间。因此,虽然植物育种过程中有着巨大的动力,但整个过程很慢。难怪育种者们一直在寻找加速这一过程的方法。诺贝尔奖获得者的发现可能有助于实现这一目标。

在荷兰,瓦赫宁根大学(Wageningen University)的科学家约翰·范德·乌斯特(John van der Oost)为CRISPR-Cas技术奠定了基础。他发现,在细菌中,某些可比较的遗传(重复序列——CRISPR的R)物质片段排列在一起,这与细菌识别病毒并迅速将它们切成碎片的机制有关。目前的诺贝尔奖获得者已经能够利用这一知识,我们现在可以非常具体地切割包括植物在内的各种生物体的遗传物质,从而导致突变。同样的突变也可能在自然界中出现,但要找到它们,你必须对数百万人进行筛选,这是不可能的。

这样,一块DNA,一种编码某种特性的基因,可以使其无法使用,或者用科学术语来说,被封。当涉及到我们不想要的特性时,这种技术是有用的,例如苦味。CRISPR-Cas也可以稍微改变这种性质。一个微小的变化,可能允许发生有用的改变。例如,当产生对一种已知疾病的新形式的抵抗力时,这种行动是有用的。这项技术让科学家可以研究基因的功能,也可以修改这种性状,这两者在植物育种中都非常有用。CRISPR或其他源自本发明的基因编辑技术,有望加快育种过程,从而提高育种对可持续性和产品质量的贡献。由于传统的诱变育种在营养繁殖的观赏作物中已被证明是非常重要的,这种所谓的靶向诱变对这类作物尤其有希望。

不幸的是,欧洲法院裁定该技术属于“受管制的基因改造”的法律定义范围。技术科学家表明,它与我们所说的转基因作物(包括玉米、大豆和棉花)有很大的不同,在后者中,引入了一种非常不同物种的功能特性。这种不可能在自然界中出现的作物,受到严格的规则约束,在欧洲没有种植,只有很少一些例外,尤其是在西班牙。

然而,关于基因编辑的植物也可能在自然界中出现的论点似乎没有说服力,法官不得不根据今天的科学发展状况解释2001年制定的定义。现在该由政策制定者修改这项立法了,荷兰政府正在布鲁塞尔大力倡导这项立法,因为它可以为其可持续发展政策做出贡献,而这些政策现在得到了欧洲绿色协议(European Green Deal)的大力支持。不幸的是,欧洲的政策制定要经历一个漫长的过程。

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