采用 CRISPR-Cas9 技术进行基因组编辑的食品首次在公开市场上销售。自 9 月以来，西西里红番茄（Sicilian Rouge tomatoes）已在日本直接面向消费者销售，该番茄经过基因编辑，含有高含量的 γ-氨基丁酸 (GABA)，由总部位于东京的 Sanatech Seed 公司销售。该公司声称口服 GABA 可以帮助降低血压并促进放松。
Sanatech 首席技术官、筑波大学植物分子生物学家江面浩司 (Hiroshi Ezura) 表示，在日本，膳食补充剂和富含 GABA 的食品在公众中很受欢迎。“GABA 在日本是一种著名的健康促进化合物。它就像维生素 C，”他说。他表示，日本市场上已经有 400 多种富含 GABA 的食品和饮料产品，例如巧克力。“这就是为什么我们选择将其作为基因组编辑技术的首个目标，”他说。
Sanatech 是一家来自筑波大学的初创公司，于 2021 年 5 月首次测试了日本消费者对基因组编辑水果的需求，当时该公司向约 4,200 名已申请的家庭园丁免费发送了 CRISPR 编辑的番茄幼苗。受到积极需求的鼓舞，该公司于 9 月开始直接在互联网上销售新鲜番茄，并在一个月后开始接受下一生长季的幼苗订单。日本监管机构于 2020 年 12 月批准了该番茄。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
自十年前问世以来，CRISPR-Cas9 基因组编辑已成为植物生物工程师的首选工具。研究人员已成功使用它开发出不易褐变的蘑菇、耐旱大豆以及植物中的许多其他创新性状。许多已获得美国监管机构的批准。但在 Sanatech 的番茄之前，尚无已知商业化的 CRISPR 编辑食品作物。
消费者可能会发现使用一些较旧的 DNA 编辑技术（例如转录激活因子样效应物核酸酶 (TALEN)）制成的食品成分。事实上，Calyxt 公司于 2019 年将一种TALEN 编辑的大豆油商业化，该油不含反式脂肪。基因组编辑工具也已用于改造许多观赏植物。因此，CRISPR 编辑的作物进入人们的味蕾只是时间问题。
然而，更有趣的是，开发者选择这种高 GABA 性状作为首个目标。GABA 是一种氨基酸和神经递质，可阻断大脑中神经细胞之间的冲动。该分子天然存在于人体中，并且也普遍存在于植物、动物和微生物以及食物中。它可以通过发酵食物合成，并在某些地区被开发为营养补充剂。
Sanatech 的研究人员通过操纵一种称为 GABA 分流的代谢途径增加了番茄中 GABA 的含量。在那里，他们禁用了编码钙调蛋白结合域 (CaMBD) 的基因。去除 CaMBD 可增强酶谷氨酸脱羧酶的活性，该酶催化谷氨酸脱羧生成 GABA，从而提高该分子的水平。
Sanatech 一直小心翼翼地不声称其番茄具有治疗性降血压和促进放松的功效。相反，该公司暗示了这一点，通过宣传通常食用 GABA 可以达到这些效果，并且其番茄含有高水平的 GABA。鉴于支持 GABA 作为保健品的证据不足，这引起了研究界的一些质疑。
为了支持降血压的说法，Sanatech 引用了两项人体研究：一篇是关于食用含 GABA 发酵乳效果的2003 年论文，另一篇是关于 GABA、醋和干鲣鱼效果的2009 年论文。这两项研究均在轻度高血压患者中进行，结果显示具有降血压作用。
但荷兰瓦赫宁根大学及研究中心的分子细胞生物学家 Maarten Jongsma 表示，这些论文缺乏良好的对照组，并且实验组的效果可以用 GABA 以外的因素来解释，他研究植物化合物对人类营养的影响。“对于食用 GABA 的健康益处，以及它是否可以穿过血脑屏障并到达中枢神经系统，目前尚无共识，”同样来自瓦赫宁根的营养科学家 Renger Witkamp 补充道。
为了支持 GABA 促进放松的说法，Sanatech 指出了六项对人体进行的研究，这些研究检查了口服 GABA 对压力、情绪、疲劳或睡眠的影响。但 2020 年发表的一项系统评价审查了所有这六篇论文以及另外八篇关于该主题的论文，得出了不同的结论。来自日本、澳大利亚和英国的作者总结道：“口服 GABA 的摄入对压力的益处证据有限，对睡眠的益处证据非常有限。”
Ezura 说，Sanatech 的番茄，名为西西里红高 GABA (Sicilian Rouge High GABA)，其 GABA 含量约为传统品种的四到五倍。它是否比吃普通番茄更能降低血压尚不清楚。Ezura 说，Sanatech 尚未进行此类干预研究，尽管它计划这样做。该公司正在努力完成向日本政府提交的关于健康益处声明的补充通知。
Sanatech 的营销策略一直是直接面向消费者，并在家庭园丁中产生积极的口碑。该公司创建了一个在线平台，供园丁交流技巧。它还举办了一场比赛，看看哪位家庭园丁可以种植出 GABA 含量最高的番茄。（获奖番茄的 GABA 含量是传统番茄的 20 倍。）
英国诺威奇约翰·英纳斯中心 (John Innes Centre) 的植物科学家 Cathie Martin 说，对于基因组编辑的水果和蔬菜，尤其是那些具有精品性状的水果和蔬菜来说，这是一种明智的营销策略。“你会找到一群人，他们觉得自己对产品拥有某种所有权，”她说。然后，你帮助建立一个想要种植和食用这种蔬菜的社区，这会将产品推向积极的轨道，她说。
Martin 是“紫色番茄”的创造者，这是一种经过基因改造的品种，含有更高水平的抗炎化合物花青素，她于 2008 年在本刊上首次亮相。她说，在过去的 14 年里，在没有大型公司资源的情况下，她和一支“没有资金、专注的爱好者队伍”一直在努力将该产品推向市场。
她将生物工程作物商业化的挑战也是大多数小型植物生物技术公司面临的挑战，尤其是那些开发精品品种的公司。“监管成本非常高，以至于在番茄等作物中，你实际上甚至很少能考虑进行工程改造的性状，”美国农业部 (USDA) 农业研究服务处的植物分子生物学家 James Giovannoni 说。这就是为什么自 20 世纪 90 年代中期以来，植物基因工程的大部分商业努力都集中在高价值作物上，例如大豆、玉米（玉米）、小麦、卡诺拉油菜和棉花，这些作物的性状使农民的工作更轻松，收获更有利可图。
与此同时，营养强化的作物仍然难产。市场上为数不多的例子包括油和脂肪酸成分经过改良的大豆和卡诺拉油菜，以及营养得到改善的动物饲料玉米。还有更多，例如高 β-胡萝卜素超级香蕉，已经开发出来，但仍处于实验室搁置状态。传说中的“黄金大米”富含维生素 A 原，已经搁置了 20 年，就在几个月前，刚刚在菲律宾获得商业种植批准。
因此，Sanatech 的高 GABA 番茄作为一种营养强化的作物脱颖而出。事实上，它是使用 CRISPR 工程改造的，这似乎有助于消费者接受，尤其是因为此类作物没有被称为“转基因生物”或“基因改造生物”。相反，它们被称为“基因组编辑”。仅仅是这种命名法的改变似乎就平息了历史上针对生物工程植物的许多强烈反对。
一些监管机构也在区分新旧技术。美国农业部已多次裁定，基因组编辑的作物不属于其管辖范围。通过该机构的“我是否受监管？”流程提交此类咨询的植物生物技术专家通常会在几个月内收到回复，并获得绿灯，可以种植他们的基因组编辑植物，而无需进一步的监督。
这已将美国基因组编辑植物的监管负担降至几乎为零。巴西、阿根廷和澳大利亚也采取了类似的方法。中国已经建立了一套基因组编辑农业生物的监管流程，尽管尚未批准任何一种，中国农业大学教授朱宏亮代表个人而非其雇主或政府发言时表示。欧洲基本上禁止了基因组编辑食品，将它们与第一代转基因生物归为一类，尽管有人呼吁重新考虑该政策。
许多其他国家仍然缺乏关于该技术的任何政策，这减缓了商业化努力。韩国首尔 Toolgen 公司已使用 CRISPR 生成了颜色修饰的矮牵牛花、高油酸大豆和抑制褐变的土豆，“但它们尚未上市销售，因为韩国国内 CRISPR 基因组编辑作物的监管政策尚未制定，”该公司研究员 Yein Joen 说。
日本的基因组编辑植物监管政策是在审查 Sanatech 的番茄的同时形成的，这一过程大约花费了一年时间。佛罗里达大学的植物分子生物学家兼番茄研究员 Harry Klee 说，江面“单枪匹马地推动日本政府制定了一项政策，允许基因编辑作物上市销售，这值得称赞。“这在日本是一件大事，他做得非常出色。”
江面的努力为基因组编辑食品在日本打开了大门。11 月，名古屋大学的研究人员在《科学报告》上描述了一种通过使用 CRISPR-Cas9 修饰细胞壁转化酶抑制剂而开发的更甜的番茄。该品种尚未获得监管机构的批准。
在日本，CRISPR-Cas9 编辑的食品已从花园跃入海洋。10 月，该岛国批准了两种 CRISPR 编辑的鱼类：一种基因编辑的虎河豚，其食欲抑制受到抑制，以及一种肌肉生长增加的红鲷鱼。这两种鱼都比野生的同类鱼长得更大，由总部位于京都的 Regional Fish Institute 开发。
对于 Martin 来说，不可能使用基因组编辑在她的紫色番茄中赋予花青素性状。相反，她使用农杆菌（一种较旧的基因改造方法）转化了它们，这种方法引发了更多的监管监督和资源，以及“转基因生物”的称号。但她进入市场的机会可能很快也会打开。Martin 说，她预计美国农业部将在 2 月底前对紫色番茄做出监管决定。与 Sanatech 一样，Martin 计划最初直接向公众销售它们。她尚未进行比较高花青素和传统番茄健康影响的人体干预研究，也不计划提出健康益处声明。
本文经许可转载，并于 2021 年 12 月 14 日首次发表。