“小学生和老农民都能掌握” 中国科学家大大简化植物基因编辑

来源：极目新闻香港《南华早报》网站2月14日刊发题为《中国科研人员创制出“小学生和老农民都能掌握”的植物基因编辑工具》的文章，作者是彭丹妮，全文编译如下：“就连小学生和老农民都能掌握基因编辑。”科学家朱健康说。他帮助开发了一种新方法，可以大大简化编辑植物基因这一困难且耗时的过程。朱健康是位于中国深圳的南方科技大学的一名科学家，他是助力研发这项创新技术的中国华南地区研究人员之一。尽管基因编辑依赖专业知识，但朱健康在评论中指出，他的团队在技术上实现的飞跃，大大降低这一过程的难度，更易于使用。南方科技大学科研人员、朱健康团队成员曹雪松这样描述基因编辑目前面临的障碍：“改造或编辑植物基因技术门槛很高，因为它涉及许多非常专业、精确的操作，而且效率低下——目前只有极少数植物可以进行基因编辑。”在去年12月发表在同行评议期刊《创新生命科学》的一项研究中，朱健康及其同事报告了一种“极其简化的基因转化和基因编辑方法”。他们表示，希望这种方法能显著降低基因编辑的门槛，提高其效率。朱健康也是该期刊的主编。该研究的第一作者曹雪松说，采用传统方法编辑植物遗传基因通常需要花费好几个月，某些情况下甚至需要一年，而这种创新的方法可以将这一过程缩短至大约两周。基因编辑主要指CRISPR/Cas技术。这是当今应用最广泛的第三代基因编辑工具。它是一个分子系统，就像一把精细的剪刀，可以精确地定位DNA链上的确切点位，以剪掉某个基因并插入其替代者，从而改变生物的遗传性状。十多年前首次问世以来，CRISPR/Cas已成为生命科学领域的颠覆性技术。研究人员因而能精确编辑动物、植物和微生物的DNA，其创始人因此于2020年荣获诺贝尔奖。在植物中使用基因编辑技术已经带来许多革命性的成果，例如提高作物产量，培育出更抗病、更能适应恶劣环境的种子等。曹雪松指出，尽管该技术在农业和科学研究中发挥着至关重要的作用，但仍然存在限制其使用的障碍。一个长期存在的难题是如何将编辑器传送到细胞中以便更有效地进行修改。他将基因编辑比作一把进化得更锋利、更容易使用的“剪刀”，但同时指出，一个尚未解决的问题是“如何将剪刀运送到需要使用它们的地方”。为了成功将外源基因编辑工具引入植物细胞，传统的过程需要进行组织培养。曹雪松说：“编辑过的细胞通常暴露在各种激素中，随后被诱导获得专门的结构和功能，才能发育成能够繁育后代的完整植物——这一过程被公认为冗长且低效的过程。”在自然界37万多种高等植物中，只有不到0.1%的植物可以进行基因改造，因为没有一种通用的组织培养方法，而且不同植物的生长方式各异。经过多年的尝试和探索，朱健康的团队研发了一种名为“CDB”的新方法(即“切-浸-芽”的英文单词首字母缩写)，跳过了包括组织培养在内的一些繁琐步骤。在CDB的三个步骤中，首先要将植物较有可能再生的部分(如叶子或根部)切割一道“伤口”，然后将其“浸入”含有一种名为发根农杆菌的细菌溶液中，以帮助将基因编辑酶传递到植物细胞中，最终实现经基因编辑或修改的细胞再生。在这项研究中，科学家们将该方法应用于橡胶草，证明了其可行性。橡胶草是一种因其优异的天然橡胶产量而被广泛研究的植物。不过曹雪松表示，该团队已经在20多种植物上测试了这项技术，“它有可能成为一种通用的方法”。曹雪松说，研究人员在2022年底发表了首篇介绍该方法的论文，引起了同行的广泛关注，并带动了许多后续论文的发表。