基因组编辑食品安全吗？

是否应当标注？

回应对基因组编辑食品的疑虑

通过改变基因来提高作物产量或增加特定营养素的“基因组编辑食品”即将上市。但围绕其安全性和相关政策的争论还在继续。争论的焦点到底是什么呢？这些问题真的存在吗？

图片展示了使用“分子剪刀”切断DNA特定位置的“基因组编辑”技术，以及利用这种技术生产的基因组编辑食品。

阳芋（土豆）、真鲷、大米、番茄、大豆……各种各样的基因组编辑食品即将走上人们的餐桌。在日本，厚生劳动省（卫生部门）已经从2019年10月1日起，开始对使用“基因组编辑”技术开发的食品进行销售备案。

不过，目前对于基因组编辑食品的安全性以及备案制度，还存在各种各样的争论。

瞄准位置切断DNA的基因组编辑

生物会向下一代传递遗传信息，而遗传信息的载体就是DNA（脱氧核糖核酸）分子。DNA分子中的4种碱基相当于“文字”，文字的排列（碱基序列）所形成的有意义的“文章”，就相当于是构成遗传信息的基因。因此，DNA被称作“生命的设计蓝图”。

基因组编辑是可以瞄准DNA中具有特定碱基序列的部分，利用特殊的“分子剪刀”将其切断，并以此改写遗传信息的技术（目前最常用的方法是CRISPR，也被称为“基因魔剪”）。这把特殊的剪刀可以识别特定的碱基序列，并直接和它结合，然后将结合部分的DNA切断。这时，改写遗传信息的方法主要有两种（右图）。

第一种方法（A）是切断部位周围的DNA产生缺失，目的基因被破坏。细胞具有修复断裂DNA的功能，但修复时可能会有一部分DNA产生缺失。这样，目的基因就会失去原本的功能。制造基因组编辑食品时，主要使用这种方法。

第二种方法（B）是在切断部位插入其他的外源基因。事先准备好包含外源基因的DNA片段，然后插入被切断的部分。这样，新插入的外源基因就会产生所需作用。

提起改变基因的技术，相信很多人会想到“转基因”。实际上，方法B就接近于转基因。转基因是把所需的外源基因插入到DNA的随机位置。由于不能像基因组编辑那样插入事先确定好的位置，一旦插错位置，就可能会破坏生物的正常基因。因此，目前基因组编辑食品的开发受到了越来越多的关注。

基因组编辑的方法及目的

通过基因组编辑产生基因变异的方法有两种。切断DNA后放任不管，由于细 胞具有DNA修复功能，会连接被切断的DNA。这时会出现一部分DNA缺失后 再连接的情况，因此基因会失去本来的功能（A）。如果切断位置替换成其 他碱基或是插入多余的碱基，基因同样会失去功能。而在切断位置插入其 他外源基因，新的基因将会产生新的功能（B）。

多种基因组编辑食品正在研发中

使用上述基因组编辑技术，目前正在开展各种各样食品的研究和开发。例如，日本正在开发一种富含γ氨基丁酸（GABA）的番茄。γ氨基丁酸被认为对健康有利。这种番茄使用基因组编辑技术，破坏抑制γ氨基丁酸制造的蛋白质的基因，从而使果实中富含γ氨基丁酸。

除此之外，还有破坏了制造有毒物质“龙葵碱”基因的阳芋，通过控制和米粒大小及数量相关的基因来增产的大米、通过破坏抑制肌肉增长的基因使个体变大的真鲷……各种各样的基因组编辑食品正在不断被研发出来。

未瞄准目标的“脱靶变异”

对基因组编辑食品抱有不安的理由之一是“脱靶变异”问题，这是指分子剪刀和瞄准的碱基序列（目的基因的一部分）以外的部分结合并加以切断。虽然说基因组编辑的剪刀瞄准所需切断的碱基序列的准确性非常高，但有时也会切断其他的碱基序列，而且这样产生的变异有可能对人体有害。日本国立研究开发法人、农业食品产业技术综合研究机构（日本农研机构）的室主任田部井丰说：“脱靶变异可能会产生新的过敏原（引起过敏的物质），也可能会产生具有毒性的物质，这一点无法完全否定。”

不过，针对这个问题，已经有了完善的对策。脱靶变异通常不会发生在和目的基因完全无关的位置，更有可能是分子剪刀错误地与一些类似于目的基因的序列结合。因此，针对有可能产生脱靶变异的序列，需要确认这些位置是否产生了变异。在向政府申报时也要报告结果。而且，在目的基因上选择切断位置时，也要尽量选择相似序列较少的地方。

另外，进行了基因组编辑的家畜和作物并不能直接出售。而需要将实施了基因组编辑的个体和普通个体开展杂交，通过对下一代个体加以调查，选出没有脱靶变异且只有所需变异的个体，才能上市流通（下图）。

基因组编辑食品的培育方法

图片绘制了利用基因组编辑技术培育食品原材料（作物）的过程。首先将基因组编辑使用的制造“分子剪刀”的基因（蓝色）利用 转基因技术导入作物细胞。这样一来，作物细胞就会合成分子剪刀，切断设计好的目的基因位置。这时，也有可能切断错误位置并 产生变异，这叫做“脱靶变异”。之后，通过和普通作物杂交，选出没有脱靶变异和分子剪刀基因，只具备所需变异的作物。

无法区分食品是经过基因组编辑还是基因突变

通过基因组编辑技术切断DNA后产生的变异，和自然发生的基因突变以及使用放射线进行辐射育种 产生的变异无法区分。

脱靶变异并非一定有害。实际上，在大自然中，在没有预期的部分出现几个碱基缺失这样的基因变异时有发生，这就是所谓的“基因突变”。“危险的脱靶变异有可能产生，因此必须要排除掉。但脱靶变异本身并非一定是危险的。”田部井丰补充道。

为什么基因组编辑食品不需要标识？

即使基因组编辑食品没有危险性，也有人不愿意食用。但是，在同意基因组编辑食品上市的美国和日本，通过破坏基因的基因组编辑技术制造的食品并没有标识义务，同时不需要第三方机构进行安全性审查。为什么会这样呢？因为客观来说，几乎不可能区分某个食品是否含有基因组编辑的成分。

如前所述，像几个碱基缺失这样的基因变异，不只发生在基因组编辑之时，在自然界的突变中也会发生。并且，人类迄今为止对各种作物和家畜进行育种时采用的照射放射线等方法，也会产生类似的变异。因此，检测到变异的基因后，并没有方法可以区分出这个变异是由基因组编辑引起的，还是由一直以来的育种引起的，或是由自然的基因突变引起的（上图）。目前来看，只能根据生产者自行标识来区分基因组编辑食品。

转基因食品有申报和标识义务，这是由于转基因食品中含有插入的外源基因，是人为地使其产生自然界中难以产生的变化。同理，插入外源基因的基因组编辑技术用来制造食品时，和转基因食品一样具有申报和标识义务。

了解基因组编辑食品，作出冷静的判断

日本在2020年就可以开始销售基因组编辑食品。田部井丰表示：“美国开发的富含油酸的大豆已经实现了商业化，有可能进口到日本。除此之外，日本开发的基因组编辑食品近期也有望实现商业化”。

听到基因组编辑食品，不必感到恐慌。以目前的现状，强行要求标识义务也难以实现。因此，最好先理解针对基因组编辑食品展开的争论，在经过缜密思考后，冷静作出理性判断。

内容来源：《科学世界》期刊 2020年第9期

撰文/竹原谅贵 翻译/杨西寒 责任编辑/孙天任