近日,歐洲最高法院發(fā)布的一項(xiàng)生物技術(shù)相關(guān)最新規(guī)定引起了行業(yè)關(guān)注。根據(jù)這項(xiàng)規(guī)定,歐盟將常規(guī)使用且具有長(zhǎng)期安全記錄的體外植物基因編輯技術(shù)排除在限制使用轉(zhuǎn)基因生物的歐盟法律之外。這項(xiàng)決議的公布很大程度放寬了基因編輯在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的限制,將促使更多企業(yè)、科研等群體加大投入基因編輯賽道。而歐盟作為全球監(jiān)管法規(guī)最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膰?guó)家/地區(qū)之一,對(duì)基因編輯相關(guān)政策的更新同時(shí)會(huì)為其他對(duì)該領(lǐng)域長(zhǎng)期保守且限制的國(guó)家提供參考。

 

基因編輯是一種新興、精確的能對(duì)生物體基因組特定目標(biāo)基因進(jìn)行修飾的一種基因工程技術(shù)。該技術(shù)不僅幫助改善主要作物和經(jīng)濟(jì)作物,還可以恢復(fù)因環(huán)境壓力而丟失或減少的本土品種,解決農(nóng)作物和牲畜面臨的病蟲(chóng)害壓力,增強(qiáng)應(yīng)對(duì)極端天氣的能力,并通過(guò)更有效利用資源來(lái)減少對(duì)環(huán)境的影響。

 

該領(lǐng)域發(fā)展十分迅速,植物基因編輯目前已成功應(yīng)用于水稻、玉米、小麥、大豆、番茄及蘑菇等的育種改良及植物基因功能研究。盡管全球受疫情影響,基因編輯作物商業(yè)化在部分國(guó)家進(jìn)展緩慢,但全球范圍依然保持相對(duì)穩(wěn)定,有些地區(qū)考慮到糧食安全的問(wèn)題甚至加快了商業(yè)化進(jìn)程。

 

在本文中,小編將帶領(lǐng)讀者了解基因編輯全球范圍的監(jiān)管政策,以及拜耳、先正達(dá)等跨國(guó)公司在基因編輯領(lǐng)域布局的商業(yè)化合作和研究成果,并通過(guò)分析市場(chǎng)前景和效益,為探索基因編輯廣闊的發(fā)展空間提供啟發(fā)。

全球基因編輯的三種監(jiān)管模式：寬松、謹(jǐn)慎和中立

 

基因編輯為應(yīng)對(duì)全球?qū)】岛蜖I(yíng)養(yǎng)食品需求迅速增長(zhǎng)的綜合挑戰(zhàn)提供了重大機(jī)遇。對(duì)基因編輯實(shí)施監(jiān)管旨在確定產(chǎn)品的安全性,各國(guó)通常會(huì)考慮轉(zhuǎn)基因作物帶來(lái)的機(jī)遇及與之相關(guān)的潛在風(fēng)險(xiǎn),需要嚴(yán)格、負(fù)責(zé)任和可預(yù)測(cè)的監(jiān)管環(huán)境來(lái)將基因編輯作物進(jìn)行商業(yè)化,采用更相稱和有利的監(jiān)管方式將為國(guó)際研究合作、對(duì)內(nèi)投資和技術(shù)出口開(kāi)辟更多機(jī)會(huì)。全球?qū)τ诨蚓庉嬜魑锏陌踩砸约叭绾伪O(jiān)管方面缺乏共識(shí)。分析各國(guó)如今的監(jiān)管現(xiàn)狀有助于探討未來(lái)基因編輯產(chǎn)品在該國(guó)商業(yè)化的速度和空間。

 

目前各國(guó)對(duì)基因編輯的監(jiān)管模式基本可分為三類：美國(guó)、巴西、阿根廷、巴拉圭、厄瓜多爾、哥倫比亞、以色列和智利都沒(méi)有對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行任何監(jiān)管。這些國(guó)家接受基因編輯技術(shù),認(rèn)為它等同于傳統(tǒng)育種技術(shù)；包括加拿大、尼日利亞、俄羅斯聯(lián)邦、日本、澳大利亞、印度、巴基斯坦、菲律賓和印度尼西亞在內(nèi)的國(guó)家已經(jīng)對(duì)基因編輯產(chǎn)品的個(gè)案評(píng)估設(shè)定有明確的規(guī)則和程序；而歐盟、中國(guó)(大陸)和英國(guó)則處于正在為使用基因編輯技術(shù)的生產(chǎn)制定新的監(jiān)管框架進(jìn)程中。

 

第一類監(jiān)管模式是以美國(guó)和阿根廷為代表的寬松型監(jiān)管模式,這種模式以產(chǎn)品監(jiān)管為導(dǎo)向；

• 美國(guó)：美國(guó)政府對(duì)基因組編輯作物產(chǎn)品監(jiān)管采取以最終產(chǎn)品為監(jiān)管對(duì)象,遵循″個(gè)案分析原則″,由美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)、環(huán)境保護(hù)署(EPA)和食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)共同管理。目前USDA已對(duì)多種應(yīng)用基因編輯技術(shù)培育的SDN-1和SDN-2類玉米、油菜、蘑菇和亞麻薺等產(chǎn)品豁免轉(zhuǎn)基因生物監(jiān)管。該國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)表示,由于基因編輯作物不含外來(lái)DNA (來(lái)自其他病毒或細(xì)菌的DNA),因此不需要像轉(zhuǎn)基因作物那樣進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管或測(cè)試。該國(guó)的監(jiān)管方法因基于過(guò)程而不是基于產(chǎn)品或結(jié)果而受到批評(píng)(盡管原則上采用基于產(chǎn)品的方法)。美國(guó)過(guò)于關(guān)注與基因編輯方法相關(guān)的監(jiān)管,而不是基于基因編輯植物帶來(lái)的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)的方法。該類型的監(jiān)管不適應(yīng)新的基因編輯技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn),隨著基因編輯技術(shù)的加速發(fā)展,該問(wèn)題或許將會(huì)加劇。

• 加拿大、阿根廷、智利、巴西、哥倫比亞等國(guó)家采取比較相似的監(jiān)管方式,以最終產(chǎn)品為監(jiān)管對(duì)象,按照″個(gè)案分析原則″進(jìn)行評(píng)價(jià),由開(kāi)發(fā)者確定其產(chǎn)品是否具有新屬性,若產(chǎn)品涉及DNA重組和新性狀則自動(dòng)觸發(fā)監(jiān)管。

 

• 日本：基因編輯產(chǎn)品在日本受到輕度監(jiān)管。根據(jù)具體情況進(jìn)行評(píng)估,并需要通知政府,除非植物含有外來(lái) DNA,否則不需要進(jìn)行安全或環(huán)境評(píng)估。

• 新西蘭：對(duì)基因編輯采取了預(yù)防措施。其高等法院裁定,規(guī)范基因工程的法律也涵蓋基因編輯技術(shù)。

 

第二類監(jiān)管模式是以歐盟大部分國(guó)家為代表的謹(jǐn)慎型模式,認(rèn)為基因編輯作物與轉(zhuǎn)基因作物實(shí)質(zhì)等同；

 

• 歐盟：轉(zhuǎn)基因生物立法不適合于由基因編輯或順式遺傳產(chǎn)生的植物。歐盟委員會(huì)對(duì)新法規(guī)的提案預(yù)計(jì)將在2023年中期出臺(tái),這可能會(huì)改變?cè)摰貐^(qū)完整的種子市場(chǎng)格局。歐盟基因編輯作物的監(jiān)管框架將不可避免地面臨國(guó)際貿(mào)易障礙的挑戰(zhàn),專利壟斷挑戰(zhàn)、市場(chǎng)混亂挑戰(zhàn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)停滯挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)給歐盟帶來(lái)了艱難的監(jiān)管挑戰(zhàn),希望利用基因編輯技術(shù)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),同時(shí)確保人類健康和環(huán)境安全。近日歐洲最高法院表示,常規(guī)使用且具有長(zhǎng)期安全記錄的體外植物基因編輯技術(shù)被排除在限制使用轉(zhuǎn)基因生物的歐盟法律之外。

 

• 英國(guó)：基因編輯目前在英國(guó)并未被禁止,但受嚴(yán)格監(jiān)管。英國(guó)目前的監(jiān)管框架側(cè)重于開(kāi)發(fā)新動(dòng)植物品種所涉及的技術(shù),而不是這些品種的特性和后果,英國(guó)脫歐提供了就基因編輯問(wèn)題進(jìn)行磋商的機(jī)會(huì)。英國(guó)于2021年啟動(dòng)了基因編輯咨詢。英國(guó)環(huán)境、食品與農(nóng)村事務(wù)處(DEFRA)咨詢將用于修改 GMO的定義,并為基因編輯立法的政策制定提供信息。有46 種不同作物物種的基因編輯應(yīng)用,其中水稻、煙草、番茄、玉米、小麥和大豆被引用最多正在開(kāi)發(fā)范圍非常廣泛的具有面向市場(chǎng)特性的產(chǎn)品,不僅對(duì)于具有農(nóng)藝特性(例如產(chǎn)量和抗病性)的產(chǎn)品,還包括具有面向消費(fèi)者特性的食品。

 

• 非洲：基因編輯可為非洲國(guó)家解決范圍廣泛的問(wèn)題(例如營(yíng)養(yǎng)不良、作物歉收和饑餓)提供巨大機(jī)會(huì)。該技術(shù)目前受到嚴(yán)格監(jiān)管,基因編輯作物很可能受到大多數(shù)國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物規(guī)則的約束。然而一些國(guó)家正在對(duì)基因編輯作物采取更靈活的立法。尼日利亞的立法者正在考慮對(duì)基因編輯進(jìn)行修正,肯尼亞正在起草規(guī)范基因編輯產(chǎn)品的指南。

 

• 中國(guó)：我國(guó)對(duì)基因組編輯植物的監(jiān)管主要依據(jù)是國(guó)務(wù)院于2001年5月9日頒布的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》的第三條規(guī)定：″本條例所稱的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物,是指利用基因工程技術(shù)改變基因組構(gòu)成,用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或者農(nóng)產(chǎn)品加工的動(dòng)植物、微生物及其產(chǎn)品″。凡是通過(guò)基因組編輯技術(shù)獲得的農(nóng)作物及其產(chǎn)品,均屬于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物,依法納入農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理范疇。

第三類監(jiān)管模式是以澳大利亞等為代表的折中型模式采用這種模式的國(guó)家,在基因編輯作物的監(jiān)管過(guò)程中,根據(jù)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展階段來(lái)調(diào)整相應(yīng)監(jiān)管法規(guī)和技術(shù)措施：

 

• 澳大利亞：與上述國(guó)家不同,澳大利亞的相關(guān)規(guī)則采取了中間立場(chǎng)。在不引入新的遺傳物質(zhì)的情況下,澳大利亞政府不會(huì)管控在植物、動(dòng)物以及人類細(xì)胞系使用基因編輯技術(shù)。在此之前,包括CRISPR-Cas9在內(nèi)的基因編輯技術(shù)是被管控的,被要求在傳統(tǒng)的GMO監(jiān)管框架下進(jìn)行,并需要得到澳大利亞基因技術(shù)監(jiān)管辦公室(OGTR)的批準(zhǔn)。

 

• 韓國(guó)：韓國(guó)正在修訂其現(xiàn)有法案以涵蓋新興生物技術(shù)產(chǎn)品,如基因編輯產(chǎn)品。2021年公布的修訂草案中包括一個(gè)預(yù)審流程,將確定一些新興生物技術(shù)產(chǎn)品是否需要進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或可免于評(píng)估。被選中的公司將利用基因組編輯技術(shù)開(kāi)發(fā)農(nóng)作物新品種。韓國(guó)大部分牲畜飼料源自生物技術(shù)培育的玉米和大豆。

 

過(guò)去基因編輯同轉(zhuǎn)基因作物一樣收到嚴(yán)格監(jiān)管,近幾年整體趨勢(shì)較為緩和,擁有大量種子市場(chǎng)份額的國(guó)家,大多數(shù)已不再將基因編輯技術(shù)作為轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行監(jiān)管。

 

此外,俄羅斯和烏克蘭的沖突表明了糧食安全的重要性,大部分第三方世界國(guó)家放寬了對(duì)基因編輯的限制,意味著受農(nóng)作物產(chǎn)量問(wèn)題困擾的地區(qū)將獲得基因編輯作物帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),在未來(lái)解決全球人口增長(zhǎng)和戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)的糧食安全問(wèn)題。然而,潛在的監(jiān)管要求、貿(mào)易壁壘、環(huán)境和道德問(wèn)題以及消費(fèi)者和零售商的接受程度,仍可能減緩基因編輯作物和性狀在某些國(guó)家的采用。主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國(guó)和進(jìn)口國(guó)基因編輯監(jiān)管政策的協(xié)調(diào),仍將是技術(shù)成功商業(yè)化的最大挑戰(zhàn)。

農(nóng)業(yè)跨國(guó)企業(yè)開(kāi)展商業(yè)化合作 小型專業(yè)公司爭(zhēng)奪市場(chǎng)

 

全球范圍內(nèi),包括動(dòng)植物在內(nèi),已有500多種產(chǎn)品正在使用基因編輯技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā),基因編輯已經(jīng)在水稻、玉米、大豆、小麥和番茄等農(nóng)作物中廣泛應(yīng)用并商業(yè)化,玉米、高油酸大豆、抗褐變馬鈴薯、高GABA番茄、抵抗褐變的蘑菇等基因編輯產(chǎn)品陸續(xù)在美國(guó)、日本等國(guó)家上市推廣。以基因編輯全球領(lǐng)先的美國(guó)為例,寬松的監(jiān)管環(huán)境和政策,有利于該國(guó)企業(yè)充分研發(fā)基因編輯產(chǎn)品,較早布局占據(jù)全球市場(chǎng),并促進(jìn)商業(yè)化進(jìn)程。由于美國(guó)已不需要對(duì)基因編輯作物進(jìn)行監(jiān)管,因此研發(fā)公司可節(jié)省大量時(shí)間與財(cái)力。隨著該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,大小企業(yè)間可能會(huì)達(dá)成越來(lái)越多的合作關(guān)系和許可協(xié)議,大學(xué)及其它公共研究機(jī)構(gòu)也將進(jìn)一步參與其中。

 

私營(yíng)部門貢獻(xiàn)了總產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的43%,其中5%的產(chǎn)品處于商業(yè)化前階段,49%的產(chǎn)品處于高級(jí)研究階段。在私營(yíng)部門,基因編輯有兩種類型的參與者：大型跨國(guó)種子公司和專注于基因編輯的小型公司。小型基因編輯公司面臨著市場(chǎng)占有率有限、資金和技術(shù)資源較低、研發(fā)地點(diǎn)和種子儲(chǔ)存設(shè)施有限等挑戰(zhàn),需要與第三方合作以將其產(chǎn)品商業(yè)化,由于與大型企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),他們的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略正在發(fā)生變化。整體來(lái)說(shuō),市場(chǎng)份額較大的公司,包括拜耳和科迪華,在基因編輯領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂谑召?gòu)、項(xiàng)目合作與自身研發(fā)相結(jié)合。市場(chǎng)份額較小的公司參與了并購(gòu)活動(dòng),以繼續(xù)其在特定領(lǐng)域的全球擴(kuò)張。

 

目前在農(nóng)業(yè)基因編輯領(lǐng)域最活躍的公司是科迪華農(nóng)業(yè)科技、Yield10 Bioscience、Benson Hill、Arcadia Biosciences、Calyxt和Inari Agriculture,大型跨國(guó)公司拜耳、先正達(dá)、巴斯夫、科迪華等均有通過(guò)收購(gòu)或項(xiàng)目合作對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行布局。新技術(shù)的加持下,植物基因編輯育種近年來(lái)受到了資本熱捧,誕生了Pairwise、Inscripta、Tropic Biosciences等一大批明星企業(yè)。

大型農(nóng)業(yè)跨國(guó)公司進(jìn)行的收購(gòu)和項(xiàng)目合作不完全統(tǒng)計(jì)如下：

 

• 拜耳：拜耳作物科學(xué)與Cellectis plant sciences(CPS)達(dá)成兩項(xiàng)有關(guān)作物基因編輯的新協(xié)議。協(xié)議擴(kuò)展了現(xiàn)有的合作關(guān)系,可以對(duì)特定作物基因和基因組引入靶向修改,首要目的就是使用CPS的新技術(shù)與拜耳共同開(kāi)發(fā)油菜種子的商業(yè)性狀,其次是利用拜耳相關(guān)技術(shù),直接對(duì)作物基因組進(jìn)行基因堆疊與變異等操作以改進(jìn)作物表現(xiàn)。拜耳與Mammoth Biosciences將合作開(kāi)發(fā)新型基因編輯技術(shù)。Pairwise和拜耳進(jìn)行了為期5年、價(jià)值1億美元的合作,利用基因編輯技術(shù)提高作物生產(chǎn)力和彈性。Pairwise已經(jīng)成功地將基因編輯工具應(yīng)用于15種不同的作物,合作還使用創(chuàng)新的基因編輯工具方法來(lái)改善農(nóng)業(yè),應(yīng)用基因編輯工具引入新特性,使種植者以更少的資源實(shí)現(xiàn)更多產(chǎn)量,將有利于未來(lái)糧食系統(tǒng)。

  
  

• 先正達(dá)：美國(guó)基因組編譯公司Precision BioSciences與先正達(dá)首次使用全合成基因組編譯技術(shù)開(kāi)發(fā)先進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,研究人員發(fā)現(xiàn)通過(guò)ARCUS獲得的核酸酶作用高效,這促進(jìn)了Precision和先正達(dá)的合作擴(kuò)展。先正達(dá)公司種子培育部門主管Dan Dyer指出,美國(guó)基因編輯作物從研發(fā)到商業(yè)種植可能僅需5年時(shí)間,先正達(dá)正致力于培育口味更好、保鮮期更長(zhǎng)的番茄,希望在2025年前后發(fā)布首種基因編輯作物。

 

• 巴斯夫：巴斯夫利用基因編輯和其他生物技術(shù)工具來(lái)增強(qiáng)微生物的產(chǎn)量,通過(guò)發(fā)酵和生物催化生產(chǎn)產(chǎn)品。巴斯夫獲得美國(guó)基因技術(shù)公司Precision BioSciences的非獨(dú)家授權(quán),獲準(zhǔn)使用核酸酶定點(diǎn)編輯技術(shù)。荷蘭種子公司Enza Zaden和巴斯夫合作的蔬菜種子業(yè)務(wù)已就蔬菜的專利性狀達(dá)成交叉許可協(xié)議。該協(xié)議將增強(qiáng)兩家公司的創(chuàng)新能力,加快蔬菜種子新品種的開(kāi)發(fā)。該協(xié)議規(guī)定了獲得專利的保障,涵蓋用于蔬菜育種和商業(yè)化的生物材料。

 

• 嘉吉：農(nóng)業(yè)巨頭嘉吉在研發(fā)基因編輯技術(shù)時(shí)格外謹(jǐn)慎。嘉吉與Precision BioSciences公司合作,共同研發(fā)更健康的芥花油。該公司食品安全、質(zhì)量與監(jiān)管部門副總裁表示,由于其它公司的基因編輯作物仍在等待監(jiān)管部門的明確規(guī)定,有關(guān)儲(chǔ)存和運(yùn)輸這些作物的協(xié)議目前進(jìn)展緩慢。

 

• 科迪華：科迪華、陶氏杜邦農(nóng)業(yè)事業(yè)部與國(guó)際水稻研究院(IRRI)聯(lián)合發(fā)布框架性合作協(xié)議,雙方將在未來(lái)數(shù)年內(nèi)攜手開(kāi)展水稻研究,部署新型育種技術(shù)并展開(kāi)項(xiàng)目協(xié)作。荷蘭蔬菜種子育種商(Bejo)與科迪華、麻省理工學(xué)院(MIT)和哈佛大學(xué)旗下的博德研究所達(dá)成一項(xiàng)非獨(dú)家的研究和商業(yè)許可協(xié)議,幫助Bejo利用基因編輯技術(shù)開(kāi)發(fā)蔬菜作物。

 

• 杜邦先鋒(現(xiàn)科迪華)：杜邦先鋒2016年宣布了CRISPR編輯玉米的新品種。后期和立陶宛的新創(chuàng)公司CasZyme宣布達(dá)成多年的合作協(xié)議,鑒定并解析新型 CRISPR-Cas核酸酶,合作旨在為CRISPR 研究人員提供新的基因編輯工具。

 

• 孟山都(現(xiàn)拜耳)：孟山都宣布和生物技術(shù)ToolGen公司就CRISPR技術(shù)平臺(tái)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用達(dá)成全球許可協(xié)議,該許可協(xié)議將使孟山都能夠在植物上使用ToolGen的CRISPR知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

孟山都、先正達(dá)和杜邦等種子開(kāi)發(fā)巨頭一手把持了上世紀(jì)90年代興起的轉(zhuǎn)基因技術(shù)。但面對(duì)一眾創(chuàng)業(yè)公司和其他小型競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的更廣泛競(jìng)爭(zhēng),以及美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)取消監(jiān)管,抬升技術(shù)門檻的最大因素將不復(fù)存在,基因編輯作物的開(kāi)發(fā)成本將大幅降低。像Calyxt、Cibus和Benson Hill Biosystems,已經(jīng)在推進(jìn)基因編輯項(xiàng)目,意圖與農(nóng)業(yè)巨頭爭(zhēng)奪這一潛在技術(shù)風(fēng)口的主導(dǎo)地位。

基因編輯領(lǐng)域內(nèi)一些擁有獨(dú)立技術(shù)的″明星企業(yè)″同樣頻繁開(kāi)展外部合作：

 

• Inari：美國(guó)種子基因編輯公司Inari擁有多樣化的基因基礎(chǔ),公司的SEEDesign™ 平臺(tái)旨在將每英畝玉米的產(chǎn)量提高 10%,同時(shí)將水和氮的使用量減少40%。其與Bioheuris的合作關(guān)系為棉花種植者帶來(lái)最佳遺傳學(xué)和性狀、新的解決方案和更多樣化的工具,將提供對(duì)低劑量使用的除草劑的抗性,對(duì)環(huán)境和人類更安全,是發(fā)展棉花產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。

 

• Bioheuris：阿根廷的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)初創(chuàng)公司,使用合成生物學(xué)和基因編輯技術(shù)來(lái)對(duì)抗雜草,Gensus是一家生產(chǎn)和銷售經(jīng)過(guò)認(rèn)證的棉花種子的阿根廷公司。兩家公司宣布建立合作伙伴關(guān)系,利用CRISPR基因編輯技術(shù)開(kāi)發(fā)抗除草劑的作物。

 

• Benson Hill：美國(guó)一家農(nóng)業(yè)生物技術(shù)公司,致力于開(kāi)發(fā)提高作物固有產(chǎn)量的性狀,該公司CropOS™革命性作物設(shè)計(jì)平臺(tái)將最先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析和生物學(xué)知識(shí)與云計(jì)算相結(jié)合。已正式啟用農(nóng)業(yè)基因編輯負(fù)責(zé)任使用框架,加入了其他食品系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)者的行列,如嘉吉公司、Costco Wholesale、FMI-食品工業(yè)協(xié)會(huì)、百事公司,以及BIO、Corteva Agriscience、Genus PLC和Tropic Biosciences等農(nóng)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。

 

• Calyxt：美國(guó)公司Calyxt計(jì)劃開(kāi)發(fā)十多種基因編輯作物,包括高纖維小麥、以及保鮮期更長(zhǎng)的土豆等。Calyxt和Cibus宣布合并協(xié)議,創(chuàng)建行業(yè)領(lǐng)先的精準(zhǔn)基因編輯和性狀許可公司。Cibus獲得Calyxt的基因編輯平臺(tái)Rapid Trait Development System™重點(diǎn)在種子中開(kāi)發(fā)新的生產(chǎn)性狀,通過(guò)提高作物產(chǎn)量和減少殺菌劑、除草劑、殺蟲(chóng)劑和化肥等投入來(lái)解決農(nóng)業(yè)可持續(xù)問(wèn)題。合并后的公司還將利用基因編輯開(kāi)發(fā)可持續(xù)低碳成分：可替代化石燃料成分和柴油燃料。

 

• Evogene：以色列生命科學(xué)領(lǐng)域的生物技術(shù)公司Evogene宣布與巴西最大的大豆育種公司之一Tropical Melhoramento & Genética(TMG)合作,利用基因編輯技術(shù)共同開(kāi)發(fā)非轉(zhuǎn)基因抗線蟲(chóng)大豆。

 

• NAPIGEN：美國(guó)基因編輯公司,專門改變細(xì)胞質(zhì)基因組,例如線粒體和葉綠體DNA,以改善農(nóng)業(yè)、工業(yè)生物技術(shù)和人類醫(yī)療保健,準(zhǔn)備將其線粒體和葉綠體基因編輯技術(shù)推向農(nóng)業(yè)應(yīng)用,該公司已經(jīng)驗(yàn)證了其在酵母線粒體和衣藻葉綠體中編輯專有細(xì)胞器基因組的方法,并將該方法進(jìn)一步應(yīng)用于小麥和水稻的雜交種子生產(chǎn)。

• BetterSeeds：以色列最大的植物基因組編輯公司,首次成功對(duì)豇豆進(jìn)行基因編輯。

基因編輯上研究重點(diǎn)按作物和性狀更加多樣化,約23%的產(chǎn)品是為蔬菜部分開(kāi)發(fā)的,7%為水果,觀賞植物、豆類、飼料和草類各占3%。例如,

 

蔬菜：GABA番茄已經(jīng)在2021年由Sanatech種子公司在日本實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。2023年,Pairwise的基因編輯綠葉蔬菜系列Conscious™ Foods,經(jīng)過(guò)改良提高了健康零食的適口性、風(fēng)味和色彩,預(yù)計(jì)通過(guò)零售渠道和餐館進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)。但55%的產(chǎn)品屬于谷物和油籽類,兩者仍在以作物開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品中占主導(dǎo)地位。

 

水果：2020年Elo Life Systems與世界三大香蕉供應(yīng)商之一Dole公司合作,通過(guò)基因編輯技術(shù)開(kāi)發(fā)抗黃葉病熱帶第4型(TR4)香蕉。巴西農(nóng)業(yè)研究公司(Embrapa)旗下Embrapa Agroenergy部門開(kāi)發(fā)了基因編輯甘蔗。大多數(shù)轉(zhuǎn)基因水果的開(kāi)發(fā)是為賦予害蟲(chóng)或病害抗性、或延遲成熟來(lái)提高農(nóng)藝生產(chǎn)力。如今產(chǎn)品通過(guò)消除水果褐變或添加新的視覺(jué)特征來(lái)解決質(zhì)量特征。一些經(jīng)過(guò)改造的水果作物已退出市場(chǎng),因?yàn)樗鼈冊(cè)谏虡I(yè)上不可行或從未商業(yè)化。

 

綜合以上企業(yè)在基因編輯的商業(yè)化合作和作物開(kāi)發(fā),基因編輯具備了兩類效益：

 

環(huán)境效益：使用更少的土地和投入提高產(chǎn)量。例如西紅柿可以培查出雙倍的分枝數(shù)量,因此西紅柿數(shù)量也會(huì)翻倍。還可以通過(guò)開(kāi)發(fā)更耐磨損的馬鈴薯來(lái)減少浪費(fèi)。因此基因編輯技術(shù)可以使用更少的資源,如土地、水和肥料,獲得相同或更高的產(chǎn)量。增強(qiáng)作物對(duì)惡劣環(huán)境的抵抗力。氣候變化將繼續(xù)導(dǎo)致更極端的天氣模式,例如洪水和千旱,對(duì)作物進(jìn)行基因編輯使其適應(yīng)氣候變化。

 

經(jīng)濟(jì)效益：降低農(nóng)民的成本,為消費(fèi)者提供更便宜的食品。由于基因編輯可提高產(chǎn)量并保護(hù)農(nóng)作物免受環(huán)境壓力和病害的侵害,從而提高農(nóng)業(yè)效率,同時(shí)降低了生產(chǎn)成本,這可能對(duì)消費(fèi)者的食品成本產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。轉(zhuǎn)型后的政治經(jīng)濟(jì)學(xué)。許多第一代商業(yè)轉(zhuǎn)基因作物是由大型農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)開(kāi)發(fā)的,這些公司投資實(shí)驗(yàn)室和溫室并獲得專利,因此他們能夠主導(dǎo)市場(chǎng)?；蚓庉嬁赡転榘l(fā)展中國(guó)家提供機(jī)會(huì),讓他們無(wú)需從大型跨國(guó)公司購(gòu)買品貴的種子即可種植農(nóng)作物,還可以使初創(chuàng)企業(yè)與跨國(guó)農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)共同競(jìng)爭(zhēng)。

國(guó)家加強(qiáng)政策建設(shè) 基因編輯潛力巨大

 

過(guò)去幾年,越來(lái)越多國(guó)家圍繞基因編輯建立了新的監(jiān)管制度。為避免在這場(chǎng)技術(shù)競(jìng)賽中落后于世界其它地區(qū),目前全球已經(jīng)超15個(gè)國(guó)家和地區(qū)制定了對(duì)農(nóng)作物基因編輯開(kāi)放的規(guī)則,包括中國(guó)、印度、阿根廷和澳大利亞等,但這些國(guó)家是將基因編輯作物和傳統(tǒng)育種作物區(qū)分開(kāi)的；相反許多國(guó)家,如美國(guó)、加拿大、巴西和日本,都沒(méi)有將其區(qū)分開(kāi)。自脫離歐盟以來(lái),英國(guó)正在尋求放寬監(jiān)管。印度今年早些時(shí)候宣布,某些基因編輯作物將不受轉(zhuǎn)基因規(guī)定約束。從最上游的基因編輯關(guān)鍵技術(shù)上看,我國(guó)原創(chuàng)性技術(shù)和相關(guān)專利都遠(yuǎn)少于美國(guó),現(xiàn)有基因編輯技術(shù)的核心專利基本為外國(guó)所有。目前政策層面國(guó)家已經(jīng)非常重視,《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中明確將基因與生物技術(shù)列為科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)。

 

育種技術(shù)中,CRISPR短短五年多里已經(jīng)展示了其巨大的科學(xué)和商業(yè)潛力。私營(yíng)和公共部門都在廣泛利用這一基因編輯系統(tǒng)來(lái)開(kāi)發(fā)感興趣的作物新性狀。農(nóng)業(yè)企業(yè)不僅通過(guò)基因編輯使作物多樣化,還在開(kāi)發(fā)各種生物脅迫耐受性和改良成分、植物產(chǎn)量和非生物脅迫耐受性的特性,同時(shí)使用基因編輯為生物能源作物開(kāi)發(fā)性狀,在生物能源領(lǐng)域發(fā)展合作伙伴關(guān)系。圍繞數(shù)據(jù)科學(xué)、數(shù)字農(nóng)業(yè)和基因編輯的創(chuàng)新和最近開(kāi)發(fā)的技術(shù),將在未來(lái)幾年對(duì)種業(yè)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。