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基因组革命(1)让河豚变为大众鱼

2015/11/23

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  “没想到有这么肥,差不多比通常重了2成以上”,9月中旬,位于日本高松市的水产综合研究中心濑户内海区水产研究所主任研究员吉浦康寿(46岁)满足地确认了为在日本水产学会上发表成果而收集的虎河豚数据。

  在水槽里,体长20厘米左右的约40条虎河豚在舒畅地游来游去。这些鱼采用了据称能给农作物、鱼和家畜的品种改良带来革命的新技术“基因组编辑”,促使抑制食欲的基因不再发挥作用,结果使河豚变得肥胖。

使用“基因组编辑”技术快速成长的虎河豚(高松市的水产综合研究中心)
  DNA处在细胞核之中,上面刻有生命的设计图,具有能控制蛋白质形成的大量基因。“基因组编辑”指的是采用特殊的酶与核酸等化合物,准确切除或替换DNA的位置,以此操控基因。

  吉浦康寿自从7~8年前开始致力于容易生长的虎河豚的品种改良。虎河豚直到供货的养殖时间达到2年,如果将这一时间缩短至1半,价格将迅速下降,成为“大众鱼”。

  虽然目标很远大,但研究迟迟没有取得进展。随着分析技术的进步,了解了“食欲抑制基因”的真面目,但如果采用以往手法,就算培育1万条以上,也不知道改良能否取得成功,这种碰运气的工作一直在持续。在这种情况下,遇到了“基因组编辑”技术。

 关于“基因组编辑”,由美国和法国2名女科学家于2012年在美国《科学》杂志上发表了论文,点燃了实用化竞争的火焰。中国也有报告称,成功培育了充满肌肉的狗和作为宠物不会长大的迷你猪。

  2015年春季,吉浦康寿将降低食欲抑制基因作用的化合物注入受精卵,虎河豚均不断茁壮成长,超出了预想。由于过于顺利,到目前为止的品种改良的辛苦变得犹如谎言。

  吉浦认为:“基因组编辑将成为只要拥有基因工程学的知识,任何人都能运用的通用技术”。在共同研究伙伴京都大学和近畿大学,促进加级鱼生长的研究也在推进。据称“或将在3~5年内达到实用水平”。

  在医疗领域,有望带来变革的研究也在推进。

  日本理化学研究所生物资源中心实验动物开发室室长吉木淳(54岁)不断收到日本各地研究人员相似的咨询——“能否接收培育出来的小鼠?”

  模型小鼠是新药开发和疾病分析不可或缺的。如果采用基因组编辑技术,能够以过去一半的时间、数分之1的成本培育出来。该中心会将收到的小鼠分配给国内外的研究所和医疗机构。即使是患者人数较少的罕见疾病,新药开发或许也将迅速推进。

  人类拥有2万多种基因。日本理化学研究所与世界各国的18个研究机构展开合作,正在推进一项国际计划,培育与疾病相关的某些基因已被消除的“基因敲除小鼠”。预定自2011年起花费10年时间,但吉木淳表示“随着基因组编辑的出现,有望大幅提前实现计划”。

  基因组编辑的实用化研究正在迅速推进,同时课题也浮出水面。

  神户大学教授近藤昭彦(56岁)每次前往东京都呼吁文部科学省提供研究支援。这是因为近藤认为,必须开发使用时无需担心海外知识产权的日本国产基因组编辑技术。

  “作为授权费,似乎收取了销售额的1成”,近藤曾听说海外企业通过相关专利收取过分的专利实施费的情况。即使在日本国内培育出优秀的农作物和新药,如果收益流失到海外,也将得不偿失。

  目前存在备用选项。那就是利用特殊酶转换基因的一部分的作用。如果开发出向对准的位置高效注入酶的技术,或许就能避免在基因组编辑领域主导世界的美国博德研究所(Broad Institute)等的专利的影响。

  筑波大学教授江面浩(55岁)培育了近藤等利用国产基因组编辑技术获得的实验用番茄。通过对关系到保存时间长度的基因加以处理,“不腐烂的番茄”的诞生将很快实现。

  另一方面,江面浩的表情并不轻松。去年,一家企业的负责人流露的话令他难以忘记:“传言导致的伤害令人担忧。希望将我的名字从共同研究人员名单中删除”

 基因组编辑同时属于终极的转基因。消费者从安心方面加以拒绝的倾向很明显。要实现实用化,企业的努力也不可或缺。江面浩说:“需要制定能够消除不安的规则”。
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