下一代转基因食品正在向前发展，旨在吸引消费者而不是生产者。卡特里娜·梅格特 （Katrina Megget） 发现 Crispr 是否意味着更脆的沙拉
如果我们可以通过吃紫色西红柿来提高我们的维生素水平呢？或者依靠草莓在温布尔登打进决赛，然后再变成糊状？也许吃真正美味的蔬菜？这些产品正在开发中，其他类似的产品已经在超市货架上了。作为基因工程的结果，这些更“美观”的水果和蔬菜预示着食品生产商处理转基因食品的方式将发生转变——它有可能改变这种说法。
传统的食品基因工程自世纪之交的早期以来一直经历着棘手的旅程。而且，大多数消费者对基因工程并不那么感兴趣，因为基因工程专注于提高作物产量的性状，如抗旱性或抗杀虫剂性，这些都是食品生产商传统上关注的领域。但随着消费者意识到，消费者往往被为他们量身定制的产品所吸引，无论是营养还是口味，甚至是粉红色而不是黄色的菠萝，情况正在发生变化。对于生产者来说，这为新一代转基因食品打开了一扇门。
“拜耳对消费者的需求有着深刻的理解：不仅营养丰富，而且味道宜人的食品，”拜耳蔬菜种子全球战略营销主管 Ruth Mathieson 去年在这家农业巨头宣布基因组编辑计划以增强蔬菜时表示。“我们的承诺是实现这些期望。”
过去所有的水果和蔬菜都含有更多的种子，味道更差。而 deliver Bayer 有望在今年年初发布一种沙拉叶，这种叶子已经被基因剥夺了其辛辣的味道。这种 Crispr 编辑的芥菜最初由农业科技初创公司 Pairwise 生产，该公司去年与拜耳签订了独家产品许可协议，以进一步大规模开发和商业化这种蔬菜。这些公司声称，与生菜相比，编辑后的沙拉蔬菜具有更好的风味和更高的营养。他们认为这将使这种蔬菜对消费者更具吸引力。
“改善水果和蔬菜的感官体验对于让人们多吃水果和蔬菜至关重要，从而改善营养、饮食和健康，”Pairwise 的联合创始人兼首席执行官 Tom Adams 说。“过去所有的水果和蔬菜都含有更多的种子，味道更差，看起来也不吸引人。改变这些品质让人们吃得更多，这是一件非常好的事情。使用基因组编辑的一大好处是，我们可以同时做不止一件事：我们可以在一个伟大的产品中创造农民、环境和美学效益。
遗传切割和粘贴
Pairwise 采用了沙拉绿，并使用更新的基因组技术对其进行升级，该技术通过称为 Crispr 的分子剪刀进行基因编辑，该技术可以选择性地切割目标基因以改变它。这使得基因特异性突变能够在芥菜中产生 1 型黑芥子酶基因的所有功能拷贝的敲除。黑芥子酶水解被称为硫代葡萄糖苷的植物化合物，导致咀嚼芥菜时引发令人不快的“芥末炸弹”味道。根据 Pairwise 在 2022 年发表的研究结果，温室和田间试验通过感官和生化分析表明，编辑植物的刺激性稳定降低。
亚当斯将剪辑描述为“解除反应的武装”，从而产生强烈的味道。他说：“反应的生物化学性质是众所周知的，所以关键是要观察基因组，了解哪些基因产生了化学物质，这些化学物质会相互反应，当你咀嚼叶子时，会产生强烈的辣味。
资料来源：© Martyn F Chillmaid /科学图片库Flavr Savr 番茄是市场上第一种转基因食品
这种基因编辑是一门漂亮的科学，亚当斯认为它将为营养食品的快速发展提供机会，改善人类营养，并增强消费者的吸引力。但 Bayer 和 Pairwise 指出，根据转基因生物的传统理解，转基因沙拉蔬菜不被视为转基因生物——这可能会对这些下一代食品的吸引力产生重大影响。
基因改造涉及通过添加来自不同植物物种或动物的外来基因来创造新的植物（或动物）品种。结果是无法通过传统杂交生产出的植物。市场上出现的第一种带有外来基因的转基因食品是 1990 年代的 Flavr Savr 番茄，它的成熟速度较慢。然而，许多人不喜欢媒体贴上“科学怪人食品”标签的想法，并且对此类食品的监管一直很严格，尤其是在欧洲。
相比之下，基因编辑是一种更新得多的技术，它不涉及添加外源 DNA。相反，它使用 Crispr 等技术来靶向并打开或关闭植物或动物中的特定基因，从而创造出一个新的品种。位于诺里奇的英国研究机构约翰·英尼斯中心（John Innes Centre）的植物科学教授凯西·马丁（Cathie Martin）解释说，它被认为更有针对性和精确性，她对使食物更有营养感兴趣，并参与了含有维生素 D3 的基因编辑番茄的开发。“基因编辑是一种可以对生物体的 DNA 进行有针对性的改变的技术，这些改变可能是由自然诱变过程产生的，”她说。
好处是，与传统的杂交育种相比，使用基因编辑可以更快地实现这些遗传变化，传统的杂交需要时间通过反复试验找到理想的性状。这就是 Adams 支持这项技术的原因。他说，通过传统的杂交培育，新的改良沙拉青菜通常需要数年时间才能制作出来。但是通过使用 Crispr 基因编辑，该公司花了大约六个月的时间。“植物育种家不断创造新品种，但这需要很长时间和很多努力，”他说。“新的育种技术，如基因编辑，降低了创造新品种的门槛，因为你可以非常快速地做出非常精确的改变，而不会牺牲一个品种已经具备的所有其他优秀特征。”
味道鲜美，营养丰富
根据 Martin 的说法，监管较少的基因编辑技术的引入使小公司能够进入这一行列——而基因改造一直由四家跨国公司主导。它还使这些小公司更具创新性，开发出更美味、更有营养或更美观的作物。“巧合的是，这让人们重新关注消费者特征，”她说。
因此，研究正在蓬勃发展。你已经在日本买到西红柿，这些西红柿已经被改造成富含神经递质γ-氨基丁酸（GABA），被认为可以降低血压和促进放松。人们正在探索不褐变的蘑菇、苹果和土豆，以及具有更长保质期的无麸质小麦和草莓的开发。Pairwise 也在考虑开发无核樱桃和无籽黑莓。“我们对我们在黑莓方面所做的工作感到非常兴奋，”Adams 说。“我们改进了他们的架构，去除了荆棘，创造了一种无籽的食用体验，我们认为消费者会喜欢这种美味的品种。”
资料来源：© Eugenio Butelli/Phil Robinson维生素 D 含量增强的西红柿可以改善人们的健康
Martin 的兴趣是让食物更有营养，这就是为什么她正在探索一种积累维生素 D3 的基因编辑番茄。她说，估计英国有63%的人维生素D水平不足，缺乏维生素D会增加患抑郁症、痴呆症、阿尔茨海默病和帕金森病的风险。“科学家们一直在寻找维生素 D3 的植物来源，而番茄的特殊代谢允许进行简单的基因编辑，从而导致维生素原 D3 的积累。这可以通过在室外种植植物或将它们暴露在紫外线下转化为维生素 D3。
使用 Crispr 基因编辑，Martin 的团队在编码 SI7-DR2（7-脱氢胆固醇还原酶的特异性亚型）的基因中进行了缺失，该酶将番茄中的 7-脱氢胆固醇（维生素原 D3）转化为胆固醇。敲除该基因导致维生素原 D3 的增加。根据该团队的结果，一个 SI7-DR2 突变番茄可以达到的维生素 D3 水平分别接近绿色和红色番茄每日推荐摄入量的 30% 和 20%。
马丁说，该团队目前正在开始人类生物利用度研究，以确保番茄中产生的维生素 D3 可以通过食用获得。希望今年可以启动商业化过程。
关心的公民
但是，鉴于 1990 年代基因改造的争议遗产以及由此产生的严格法规，消费者是否想要经过修补的食品，即使它的味道更好或营养丰富？Martin 说：“我自己的经验是，如果新产品有吸引力、味道好、新颖、提供额外的健康益处，并且可以通过以消费者为导向的组织购买，这些组织会征求和回应客户的反馈，那么消费者就会喜欢尝试这些产品。
来源： © Pairwise任何采摘过普通黑莓的人都可以欣赏到无刺的品种，更不用说没有种子的品种了
转基因生物享有盛誉，但基因编辑为食品生产商提供了一丝希望，以改变叙事并使转基因食品总体上更具吸引力。亚当斯解释说，这是因为基因编辑的食物实际上与传统育种产生的食物没有什么不同。Adams 说：“我们所做的改变与使用传统植物育种相同，只是我们更精确，所以从安全角度来看，没有区别。“我们仍然会检查植物，以确保它们符合我们的预期，任何不符合等级的东西都会被丢弃。”
但并不是每个人都对这项新技术感到满意。一个没有被说服的人是倡导组织 Beyond GM 的负责人帕特·托马斯 （Pat Thomas）。她认为基因编辑和基因修饰之间没有区别，她说 Crispr 基因编辑仍然需要外来 DNA 来“切割”——即使所有外来 DNA 在编辑后都被去除了。她还担心没有足够的监督，宽松的法规意味着新的过敏原或毒素会溜到消费者身上，或者对环境产生意想不到的影响。“到目前为止，转基因食品主要作为高度加工食品的成分食用——作为大豆粉或大豆添加剂或高度加工的油、脂肪和糖。基因编辑旨在通过生产可以整粒食用的食物来提升游戏水平，而对其潜在长期影响的研究为零。
Thomas 还对不断变化的监管目标感到担忧，在她看来，这些目标服务于企业利益，而不是服务于公民的利益。经过编辑的水果和蔬菜改善了营养和风味——她称之为“感觉良好的特征”——就是一个很好的例子。她说，当应该更多地关注人口需求和气候变化对粮食和农业系统面临的严重挑战时，这种转变是“误导性的”。“这些挑战不会通过粉红色的菠萝、紫色的西红柿或金色的大米来解决。”
也许不是直接的，但可以说，这更多的是关于建立对转基因食品的支持的长期游戏。随着支持者指出其潜在好处——改善营养和健康、提高作物产量和粮食安全、减少食物浪费、创造就业机会和应对气候变化，世界各地已经对基因编辑食品的许多法规进行了削减。
例如，在英国，政府于 2023 年 3 月通过了《精准育种法案》，该法案基本上将基因编辑食品（又名精准培育食品）从更严格的转基因法规范围中删除——但仅限于英格兰。吉迪恩·亨德森 （Gideon Henderson） 说：“变化的是，我们现在可以使用实验室开发的精准育种技术并将其带入田间，这样我们就可以种植更好的作物并更容易地将它们推向市场，这样我们就可以利用该技术来提高英国和全球的农业成果和粮食生产。 环境、食品和农村事务部首席科学顾问在宣布这一消息时告诉 BBC。新政府计划在今年 3 月底之前向议会提交二级立法。
包括美国、澳大利亚、加拿大和日本在内的其他国家也对基因编辑食品采取了类似的立场，而新西兰最近宣布计划结束近 30 年来对实验室外转基因生物的禁令，为基因编辑产品的商业化铺平道路。即使是拥有一些最严格法规的欧盟也提议减轻某些基因编辑产品的监管负担。
安全标准
除了释放 Defra 引用的经济和气候效益外，英国基因编辑法律的修改还反映了自最初引入转基因生物以来的两个重大转变：安全和公众舆论。
多年来，从英国皇家学会到欧洲食品安全局的许多机构一直在表示，转基因食品是安全的。美国国家科学院、工程院和医学院 2016 年的一份报告发现，没有证据表明食用转基因作物衍生的食物会直接对健康产生不利影响。一项研究分析将美国的健康趋势进行了比较，美国由转基因作物制成的食物很常见，并且已经食用了几十年，而欧洲的趋势则比较了这些食物，而传统培育的作物更为普遍。虽然该组织指出该分析并不完美，但它表示，它发现癌症、糖尿病、肾脏疾病、自闭症或食物过敏的模式没有差异。
消费者往往认为基因组编辑食品比转基因食品更容易接受
美国康涅狄格大学园艺植物生物技术教授李毅说：“在美国，自 1997 年以来，我们一直在消费转基因食品，迄今为止，还没有一例经过科学验证的与美国政府机构解除管制的转基因食品相关的疾病或健康问题。他说，即使对于美国法规不那么严格的基因编辑食品，仍然有确保安全的程序。
李教授一直在探索改变 DNA 甲基化的基因编辑技术的安全性，DNA 甲基化是向 DNA 中添加甲基以调节基因表达的自然过程。编辑这个过程不会直接改变 DNA 序列，而是纵基因表达水平——增加或减少——这会影响食物中有益性状的发育。他说：“虽然我们预计 [改变 DNA 甲基化] 不会产生重大的意外影响，但通过实验证明和记录安全性至关重要。“到目前为止，我们还没有在番茄中观察到任何意外影响。”
迄今为止，转基因食品安全的证据可能有助于改变公众舆论，尽管随着气候变化问题更加突出，关于转基因生物的辩论的激烈程度正在减弱，强调基因工程可以提供帮助。许多研究表明，至少基因编辑在某种程度上是有利的。李说：“基因编辑食品通常更容易被公众接受，争议较小，商业化面临的监管障碍也较少。
这在英国食品标准局于 2021 年委托进行的研究中看到，该研究是放宽基因编辑法律咨询的一部分。虽然它发现存在知识差距，许多消费者对基因编辑食品的认识较低或将其与基因改造混淆，但该报告还发现，一旦给出了每种食品的定义，“消费者往往认为基因组编辑食品比转基因食品更容易接受，通常是因为他们认为它更安全、更自然。
Pairwise 和 Bayer 正在利用这种看法。Adams 说：“我们的使命是让地球更健康，如果我们能为人们提供他们喜欢的良好体验，我们相信消费者会接受这项技术。“当我们推出该产品时，我们已经发现这是真的。在尝试沙拉后的数千次调查中，我们对基因组编辑的使用保持透明，反响非常积极。
时代在变化。让我们的食物更可口可能是使转基因食品总体上更可口的原因。“我不会把让食物更健康或让食物更美味当作虚荣心，”拜耳发言人亚历山大·古特曼 （Alexander Gutmann） 说。“农业在养活不断增长的人口的同时尊重地球边界和应对气候变化的挑战是巨大的。[我们] 需要工具箱中所有可用的工具。
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