剪掉双孢菇褐变基因 商业化价值有待市场考证

在宾夕法尼亚州，双孢蘑菇的平均日产量接近500 吨，主导着美国12 亿美元的蘑菇市场。然而，该厂生产的双孢蘑菇中，有一部分还没来得及销售就已经焦黄腐烂在货架上。蘑菇对物理影响非常敏感，即使是小心的“一键式”采摘和包装也会激活加速蘑菇腐败的酶。

去年秋天，在一场关于双孢蘑菇的继续教育讲座上，生物学家杨以农上台宣布，他找到了解决双孢蘑菇褐变问题的有效方法。这位宾夕法尼亚州立大学植物病理学教授虽然不是蘑菇栽培专家，但他使用一种名为“crispr”的新技术编辑了西方世界最受欢迎的食用菌—— 双孢蘑菇的基因组。

“低价”切断双孢蘑菇褐变基因

2013年10月，一位名叫David Carroll的校友敲响了杨以农实验室的大门。 Carroll 是一家蘑菇公司的董事长，他想知道是否可以使用新的基因编辑技术来改良蘑菇，以期减少它们的褐变。

生物学家之前已经确定了六个编码褐变酶的基因，这些基因也负责苹果和土豆中的褐变酶。这些所谓的褐变基因中有四种在蘑菇的子实体中高度表达，产生大量的褐变酶，杨想到如果他能利用基因编辑技术在蘑菇基因组中引入突变，从而阻止其中一种基因的表达褐变基因，可以减缓蘑菇的褐变速度。

CRISPR 技术之所以如此简单，是因为生物学家可以直接根据需要构建突变生成分子。就像一把美工刀结合了指南针、剪刀和钳子，这些分子工具出色地做了两件事：锁定特定的DNA 序列，然后将其切割。一旦目标位点发生DNA 切割，自然就会发生突变。

杨以农利用一个微小的DNA突变扰乱了一个褐变酶基因的表达，并通过DNA检测证实了这一突变。他说，一个熟练的分子生物学家可以在大约三天内建立一个专门的突变工具，可以在任何生物体中编辑任何基因。

这就是为什么crispr技术受到科学家追捧的原因——快速、便宜、简单。在实验室中培育抗褐变蘑菇花了大约2 个月的时间。杨以农表示，这种研究即使不是特别简单，也非常常规，而且成本也很低。合成向导RNA及其“骨干”是整个研究项目中难度最大的一步，只需几百美元就可以完成。许多小型生物技术公司目前正在定制CRISPR 结构以编辑任何基因。杨以农说：“如果不考虑人力，这个项目成本不到1万美元。”

公众反应难以预测

虽然CRISPR 技术比传统育种技术更精确，但它并非万无一失。有时，这种精确的剪切工具还会剪切掉非目标区域，可能会“偏离目标”，从而引发对该技术安全性的一些担忧。

杨以农蘑菇的命运又将如何呢？在他的演讲结束时，蘑菇种植者除了礼貌的掌声外，对新技术没有明显的反应。对于这一点，杨一农也是明白的。他告诉种植者：“这种蘑菇能否商业化种植完全取决于你们。”抗褐变蘑菇暂时还是一个试验性的实验项目。如果种植者不相信抗褐变蘑菇的价值，或者害怕消费者的抵制，这些具有优异特性的基因编辑蘑菇可能永远见不到天日。对于在黑暗中生长的蘑菇来说，看不见通常不是坏事，但对于这种变革性的新技术来说可能不是好兆头。 （稿件来源：科技日报）