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轉(zhuǎn)基因三文魚已經(jīng)來到了人們的餐桌上。2017年8月4日，研發(fā)此魚的AquaBounty科技公司宣布，他們已經(jīng)售出一萬磅（約合4535公斤）的產(chǎn)品。
盡管轉(zhuǎn)基因三文魚的上市仍有爭議，但是，科學(xué)家的腳步并沒有因此停止，這次，他們把目光投向了一種常見的牲畜——牛。
如今，加州大學(xué)戴維斯分?；蚪M與生物技術(shù)研究員Alison Van Eenennaam 正在領(lǐng)導(dǎo)一個“只要男孩”（Boys Only）的項目。在這個名為“只要男孩”的項目中，她的目標(biāo)是創(chuàng)造一只公牛，它只會有雄性后代：要么是正常的公牛犢，要么是不僅擁有兩條X染色體，還攜帶決定雄性的SRY基因的牛犢，完全沒有常規(guī)意義上的母牛。
圖丨加州大學(xué)戴維斯分?；蚪M與生物技術(shù)研究員Alison Van Eenennaam
“只要男孩”
作為一名澳大利亞遺傳學(xué)家，Alison Van Eenennaam在戴維斯分校獲得遺傳學(xué)博士學(xué)位，致力于在牲畜繁育系統(tǒng)中應(yīng)用動物基因組學(xué)和生物技術(shù)。她曾擔(dān)任美國農(nóng)業(yè)部生物技術(shù)國家顧問委員會的成員，并獲得2014年布勞格農(nóng)業(yè)科技傳播獎。
基因編輯技術(shù)在家畜中具有很大的潛力。它已經(jīng)被用于繁育對病毒免疫的豬，和毛長得更長的綿羊。 Van Eenennaam本人也參與了一個成功的項目，編輯奶牛的基因來去掉牛角。
而就在近期，經(jīng)過一年的努力， Van Eenennaam實驗室成功使用基因編輯工具CRISPR，將一個名為SRY的基因敲入了牛皮膚細(xì)胞中。 SRY可不是一般的DNA。僅靠它的單獨(dú)作用，就可以使雌性變成雄性——這樣的雄性牛將有著更強(qiáng)壯的肌肉，以及陰莖和睪丸（盡管不能制造精子）。
因為牛會被貼上標(biāo)簽，打上烙印，聚集在圍欄里，最終被屠宰，而且繁殖速度很慢，它們其實是最不可能造成基因逃逸的生物之一。Van Eenennaam的長期目標(biāo)是提高牛肉生產(chǎn)效率。公牛比母牛產(chǎn)肉更多，而且不會懷孕或者發(fā)情。她認(rèn)為在把牧草和谷物轉(zhuǎn)化成牛肉方面，人造公牛比母牛的效率應(yīng)該高出15%左右。
為了培育出人造公牛，她的實驗室瞄準(zhǔn)了SRY 基因，這種基因也被稱為睪丸決定因子。在哺乳動物身上，這個基因單獨(dú)就可以決定動物生理上是否為雄性。正如你所料，它通常位于Y染色體上。
有時候，該基因會自然地跳到X染色體上。這種情況可能發(fā)生在人類身上。 1992年，國際奧委會開始對女運(yùn)動員進(jìn)行SRY檢測，在5000多名女性中發(fā)現(xiàn)約13例SRY攜帶者。不過后來，這種強(qiáng)制的性別檢測被取消了，因為檢測的手段是侵入性的，并且存在潛在的不公平。
圖丨SRY 基因結(jié)構(gòu)
目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)由雌性變?yōu)樾坌缘呐Ｌ烊粩y帶SRY。她的學(xué)生Owen認(rèn)為，這種情況可能是因為沒有人注意到：反正大部分雄性肉牛都被閹割了。
Van Eenennaam實驗室的目標(biāo)是培育出X染色體上編輯有額外SRY的公牛，如此一來，這頭牛的所有雌性后代都將攜帶SRY。近期，Owen報告了第一步：在雄性皮膚細(xì)胞的X染色體中插入SRY。要培育出一頭活牛，VanEenennaam需要在牛胚胎中實現(xiàn)類似的編輯。如果這樣行不通，她可以用Owen的培養(yǎng)皿里的皮膚細(xì)胞，通過克隆來培育公牛。
事實上，牲畜育種人員已經(jīng)有只繁育出雄性的其他辦法。比如說，攜帶Y染色體的精子比攜帶X染色體的精子含有的DNA略少，因此也更輕，所以可以按重量分離出含有Y染色體的公牛精液。全雄性的精液已經(jīng)在商品目錄中有售。
但“終結(jié)者公牛”也許是一個更好的解決方案。畢竟，目前只有約4％的肉牛是使用人工授精繁育的，因為涉及到的工作費(fèi)時費(fèi)力，包括巡視牧場、聚集牛群、使母牛懷孕等。
所謂的“終結(jié)者公?！?，即這些公牛是不育的。理論上來說，由于被SRY轉(zhuǎn)化為雄性的動物是不育的，所以它們不會把基因變化或任何其他與之相關(guān)的DNA變化傳遞下去。這就構(gòu)成了某種形式的“遺傳遏制”。
相較于人工授精培育肉牛，Van Eenennaam認(rèn)為她的只生兒子的公牛會是一個比較便宜的方式。她說：“公牛做這個比我們好得多，而且也更樂于此事?！?/span>
她認(rèn)為，這對飼養(yǎng)肉牛的農(nóng)場主來說很有價值，因為公牛體型更大，生長也更快，能產(chǎn)出的牛排要多得多。而牛肉已經(jīng)是美國最有價值的農(nóng)產(chǎn)品?！跋胂笠幌隆?，她說，“CRISPR公牛在牧場漫步，讓概率的天平朝著雄性傾斜，讓這一行業(yè)更有效率”。
“這就是為什么我致力于動物育種創(chuàng)新的原因，”她說，“一旦你成功進(jìn)行了遺傳改良，接下來的就是巨大的市場想象空間?！?/strong>
Van Eenennaam也承認(rèn)，這基本上就是“終結(jié)者技術(shù)”。這種技術(shù)也是孟山都這個農(nóng)業(yè)巨頭曾經(jīng)提出的想法，即培育產(chǎn)生不育種子的植物，這樣農(nóng)民就不能收獲種子進(jìn)行再次種植。這就是“我們獲得資助的代價”，VanEenennaam說。
圖丨孟山都
最初的終結(jié)者技術(shù)同樣是有爭議的。 1999年，孟山都公司也承諾永遠(yuǎn)不會將不育轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化。盡管應(yīng)用終結(jié)者技術(shù)的想法被拋棄了，但它確實臭名昭著，足以讓轉(zhuǎn)基因生物的批評者們直到今天都仍舊在談?wù)撍?/span>
“我討厭使用這個術(shù)語，因為那些激進(jìn)分子總說：'哦，我的天吶，孟山都在使用終結(jié)者技術(shù)'，他們可從沒這么做過’”，Van Eenennaam說?！拔蚁雵@這項技術(shù)進(jìn)行更細(xì)致的討論，而不只是那些陳詞濫調(diào)……那簡直讓我想說‘呃，殺了我吧’。由于圍繞這些作物的討論，我們使用這些技術(shù)受到了阻礙?！?/span>
監(jiān)管問題
作為一種能夠精確切割DNA的新型分子剪刀，CRISPR的出現(xiàn)讓改變幾乎所有生物的基因都變得容易了許多。但是對技術(shù)失控的憂慮意味著，研究CRISPR的風(fēng)險和危害，比利用它做有用的事情更容易獲得更多的資金。
事實上，Van Eenennaam從美國農(nóng)業(yè)部的項目中獲得了資金，用于研究基因改造生物的潛在危害。農(nóng)業(yè)部想要讓包括鯰魚和楊樹在內(nèi)的轉(zhuǎn)基因生物失去繁殖能力，這樣它們的DNA改變就不會傳播給野生近親。
圖丨美國農(nóng)業(yè)部
而從各種意義上來說，Van Eenennaa都是轉(zhuǎn)基因生物的堅定支持者。作為一名女科學(xué)家和母親，你如果和她在食品安全等問題上爭論，你會輸?shù)煤軕K。2014年，她與孟山都的首席科學(xué)家一起，在一場由科學(xué)名人Bill Nye出席的公開辯論中擊敗了懷疑論者。
具有諷刺意味的是，對于Van Eenennaam這樣擁有“合作推廣專家”頭銜的動物科學(xué)家來說，關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物的爭論其實或多或少令人心灰意冷。“合作推廣專家”的工作是向農(nóng)民傳授實用的科學(xué)知識。然而事實證明，做到這一點幾乎不可能的。目前，美國只有一種經(jīng)過基因改良的物種被批準(zhǔn)食用——一種能極快速生長的鮭魚。
科學(xué)家們希望監(jiān)管機(jī)構(gòu)對基因編輯的態(tài)度能夠有所松動，讓新的想法加速落實到食品工業(yè)中。但在2017年1月，作為奧巴馬政府的最后一項行動之一，美國食品和藥物管理局（FDA）表示，打算將CRISPR編輯的動物制品與新藥同等對待，即需要進(jìn)行精心設(shè)計且花費(fèi)不菲的安全性研究。
Van Eenennaam說，擬定的規(guī)定“給在動物中使用基因編輯技術(shù)構(gòu)成了巨大的監(jiān)管障礙”。她奮筆疾書寫了一封單倍行距的、長達(dá)七頁半的信件質(zhì)疑該決定，并將信件發(fā)給FDA。
圖丨Van Eenennaam
企業(yè)界正在游說特朗普政府扼殺這項規(guī)定，并號召基因編輯的動物不受管制。他們警告白宮方面，該規(guī)定可能會讓美國落后于阿根廷和巴西等國。
有些人甚至曾期待，美國總統(tǒng)特朗普能夠在本周在納什維爾面向農(nóng)民的現(xiàn)場演講時，宣布改變的舉措。然而，特朗普提出了一個更寬泛的承諾，“改革妨礙尖端生物技術(shù)的法規(guī)，讓我們的農(nóng)民自由創(chuàng)新、發(fā)展壯大?！?/span>
接下來， VanEenennaam都要在旅途中奔走——與孟山都轉(zhuǎn)基因大豆的批評者爭論，在紀(jì)錄片中出鏡，還有告訴公眾為什么基因編輯是安全的。
-End-
編輯：張晗 校審：黃珊
本書靈感源于“TR35”，即《麻省理工科技評論》享譽(yù)全球的“35 位 35 歲以下科技創(chuàng)新青年”（MIT Technology Review 35）青年人才榜，如果你想一睹全球科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者背后的精彩事跡，你也一定不能錯過這本書。
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