基因编辑跟基因改造有何不同?基改食品吃了伤身吗?专家一次解析

基因编辑作物简单且快速,能大幅降低育种成本,与基因改造最大差异在於有无外源基因。

為了提高粮食產量及良率,出现了「基因改造」的农作物,目前比较广為人知的属大豆、玉米,许多豆类製品都标榜「非基改食品」,当然一部分是法条规定需要标示清楚,但民眾是否理解,基改或不基改吃下去对人体有无好处?然而近年来又出现了「基因编辑」的作物,两者是否相同?美国黄豆出口协会特别邀请台湾大学农业化学系洪传扬教授、台湾大学农艺学系林彦蓉教授、食品工业发展研究髓研究员林焕妤博士於12月20日召开说明会分享。

基因编辑与基因改造不同 关键在於有无外来品种基因
根据食品安全卫生管理法第三条第11点记载,基因改造指使用基因工程或分子生物技术,将遗传物质转移或转殖入活细胞或生物体,產生基因重组现象,史表现具外援基因特性或使自身特定基因无法表现之相关技术。

而基因编辑与基因改造的关键差异在於有无「外源基因」。台湾大学农业化学系洪传扬教授分享,同样使用基因工程技术,对植物本身基因DNA序列进行突变或重组,但没有置入任何遗传物质到染色体,使特定基因提高、降低或无法表现。等於从现有的植物基因池中,拉出特定片段对植物进行调整,并未大幅度的改造植物。

基因编辑的滥觴须由两位杰出的科学家开始说起,艾曼纽尔.夏本提尔(Emmanuelle Charpentier)与珍妮佛.道纳(Jennifer Doudna)荣获了 2020 年诺贝尔化学奖,她们发现了CRISPR/Cas9 基因剪刀,进而将整个流程简化成-只需要嚮导RNA和核酸酶就可以精準编辑基因,且完全不需要外源基因。

大自然每次繁殖均有突变 不同育种方式筛选出更适合生长的物种
杂交育种这件事长久以来都在进行,台湾大学农艺学系林彦蓉教授表示,从有碳足跡开始的歷史洪流中,就是透过无数的杂交育种,使动植物性状產生变异,再经由适当的筛选与繁殖,才有现在看得到的植物种类,如小米,便是由狗尾草演变而成。

以台湾最有名的芒果為例,芒果甚至不是台湾的原生物种,是17世纪由荷兰人带来的三颗土芒果进入的大芒果时代。其中爱文芒果是1954年由美国引进,后来透过不同的种类授粉,也就是杂交育种,慢慢培育出现在常见的香水、蜜雪、金煌、夏雪芒果等;林彦蓉教授分享,简单来说,植物可以从两种育成六七种后代,再从中挑出需要的性状,继续育种。

除了前述的基因转殖、基因编辑、杂交育种,另外常见的方法就是诱变育种。诱变育种类似於基因编辑,同样没有外源基因,由植物本身的DNA,利用化学药剂或放射线去诱使它突变,林彦蓉教授指出,就像治疗癌症用的化疗与放疗,也是同样道理去诱使癌细胞突变凋零。

基因编辑简单、快速、低成本 解决不耐储运、虫害等问题
然而育种的道路漫且阻,在过去,杂交育种必须慢慢培育,慢慢筛选;诱变育种可以一次大量產生很好很多的变异,但结果可能是数千种,必须花上十年筛选,因此后来研发出基因转殖的技术,加速整个流程,也大幅降低成本,让人们可以快速掌握好种植、好生长、抗病菌、抗杀虫剂、抗农药等的农作物。

洪传扬教授提到,如日本贩售全世界第一个基因编辑,无转基因的高GABA番茄,号称可以帮助稳定血压;或是利用基因编辑演缓哈密瓜老化,可以延长在架上贩售的时间,并利於海运输送;日本甚至利用基因编辑培育出降低99%吸收鎘的稻米(越光环1号),日本发展已遥遥领先台湾。

台湾拥有优秀的生技人才与种苗產业,常听到农民自行培育出不同品种的植物,洪传扬教授表示,基因编辑能加速解决台湾多个作物面临的挑战,如水果不耐储运、多倍体作物育种、抗病抗虫作物育种,加速、补强传统育种之不足,是促进农业永续的革命性工具。

当然,基因编辑并未强大到可以取代传统的育种技术,对於特定的片段可以精準编辑,但需要大幅突变时,还是需要回到传统的诱变技术。林彦蓉教授也表示,由於气候变迁与市场需求,杂交育种仍不可少,但辅以基因编辑技术,的确可以大幅提升效率。她也提到,虽然基因编辑与基因改造的原理不同,但培育出的作物食用上是非常安全的,基改食物进到消化道后,会水解,并不会影响身体。

基因编辑食物相关法规 台湾仍在讨论阶段未有定案
由於台湾大豆主要从美国与巴西进口,不管是否為基因改造,都需要经国层层把关与查验才能进入国内,如基改特徵、关键成分、新物质含量与暴露量、食用歷史、各国认可证明、口服毒性试验等。食品工业发展研究髓研究员林焕妤博士坦言,在基因改造这块,我国已有相当完善的规范与法规,然而,在基因编辑上法规仍属空白,已有讨论但未有定论。

就欧盟的管理提案来说,新基因体技术(New Genomic Techniques,NGT)植物產品分為两类,第一类基因编辑植物等同於传统植物,微小的基因修饰(20个以内的片段),即使在自然界也会自然发生单点突变,只要為同源基因改造、没有加入外源基因,就不需要进行风险评估,仅有种子须标示。第二类的基因改造植物,因跨越物种,在自然界中不可能自然发生,含有外源基因,就受GMO法规管理,必须进行风险评估,种子及產品皆须标示。

中国目前拥有全球最多基因编辑专利数,在作物的多样性及產品特性都遥遥领先,欧美国家及日本也已经都有相关法规,林焕妤博士认為,要达到永续粮食体系,需要评估风险及效益,得有一个适当的机制来配合。洪传扬教授也认為,基因编辑是简单、高效、精準、低成本,是非常值得政府投入的產业,期许台湾能有相关配套措施,提升全球竞争力。

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