「基因編輯」還是要視為「基因改造」

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文:郭華仁(本會顧問、台灣大學農藝學系名譽教授)
▲圖1:一般蘋果切丁放一陣子後,可能會因為氧化而變成褐色,但透過基因編輯也可以讓蘋果丁久放而外表仍然不變色。可是,基因編輯真的沒有風險嗎?(圖:Pezibear@pixabay.com
 
基因改造作物從1996年開始,全球種植面積快速成長,但是近3年的成長遲緩,面積佔全球耕地一成之後,其擴張好像已經到了極限。這有農務與消費者兩方面的原因。
 
基改特性隨時間逐漸失效
基改作物種久了,其特性會逐漸失效,因此不怕除草劑的超級雜草,基改毒蛋白毒不死的超級害蟲紛紛出爐,因此基改作物效果降低。
 
基改公司當然不是省油的燈,第一代的出現問題,就推出第二代的混合型基改作物來解決。最極端的例子便是Smartstax基改玉米。Smartstax轉殖了9個基因,用來忍受除草劑嘉磷塞與固殺草,並且可以殺死切根蟲、玉米螟、秋行軍蟲與鱗翅目蟲。也就是說吃下Smartstax基改玉米,我們至少多吃了9個外源蛋白質。
 
儘管如此,實際上「生命會找到出路」,二代基改作物仍然有失效的一天。因此,前車之鑒就有可能使得尚未種植基改品系地區的農人裹足不前。
 
全球反基改食品浪潮高漲
另一方面,各國消費者拒絕基改食品的浪潮高漲,也連帶使其栽培的版圖難以拓展。
 
雖然各國主管機關號稱對基改食品有在審核,但實際上越來越多研究報告指出基改食品具有健康上的風險,就算有把關,基改食品的長期性風險仍無法排除。
 
政府部門把關基改的缺失,主要在於錯誤的科學根據,認為一個基因只會產生一個蛋白質,因此只要該蛋白質沒問題就可以核准上市。但是正確的科學理論是一個基因可以產生好幾個蛋白質,但多出來的蛋白質卻從來沒有被檢視過。萬一其中一個具有健康風險,這就可能產生沒有料到的、「意外的」後果,既然是意料之外,政府就無從把關,那當然會從關卡溜過去給消費者吃到。
 
變色鳳梨和不變色蘋果時代來臨
隨著科技的進展,基改公司採用新的遺傳工程,稱為基因編輯的,可以很精準地挑選作物個體上的某個固定基因,直接加以處理,不用轉殖任何外源基因,就可以改變作物的特性。由於沒有轉殖外源基因,基改公司認為就不會有外源蛋白質的問題,因此根本不會有健康風險,更不需要政府的把關。
 
美國政府真的未經健康風險審核就讓基因編輯產品上市,目前放行的種類包括蘑菇、蘋果、鳳梨與馬鈴薯等。這些基改品系都採用基因編輯的方式,把體內的某一個基因給關掉,使得某個特性無法展現出來。例如把鳳梨的茄紅素轉換成胡蘿蔔素的基因關掉,鳳梨肉就會帶紅色。又或者是一般蘋果切丁放一陣子後,可能會因為氧化而變成褐色,透過基因編輯也可以讓蘋果丁久放而外表仍然不變色。
 
甚麼是基因編輯?
可是,基因編輯真的沒有風險嗎?其實不少學者對於各種基因編輯等新的遺傳工程技術,還是抱持謹慎的態度,主要的原因,在於還是可能具有「意料之外」的風險。
 
早期基因轉殖技術無法將外源基因插入染色體上的特定位置,僅能隨機地鑲在未知位置的染色體上。基因編輯技術號稱可以從整個基因體的DNA序列找到某特定基因加以處理,大幅提高其精確度。
 
各種基因編輯技術之所以能夠找到特定的基因,是利用特定核苷酸(RNA)(DNA亦可)與特定DNA配對的原理。DNA上每個基因都是由4種核苷酸鹼基排列組成鏈狀,就是所謂的遺傳密碼。DNA密碼會進行轉譯,將DNA鹼基鏈合成相對應RNA鏈,特定的RNA鏈就可以生成對應的氨基酸,轉譯出蛋白質。所以每一個基因的DNA密碼鏈都會有一個特定的RNA鏈,兩者能夠相結合。
 
基因編輯要修改或增減某特定基因之DNA序列,例如Q之前,需要將Q基因加以解碼,就Q基因排在前面的幾個密碼(就是DNA鹼基短鏈),人工合成相對應鹼基鏈(RNA短鏈),然後將這個RNA短鏈帶進去細胞核,它就會找到Q基因排在前面的幾個密碼,相互結合。找到Q基因,就可以用各種方法來加以處理。外來的RNA短鏈(或DNA短鏈)就像夾子夾著特定的基因,然後短鏈附帶的核苷酸分解酶就像剪刀把該基因處理掉,這就是基因編輯可以精確地修改特定基因的秘密。
 
▲圖2:例如,5’→3’ 與3’→5’就是雙股DNA (Q基因)。外來的RNA短鏈(或DNA短鏈)就像夾子(上圖多顏色部分)夾著特定的基因,然後短鏈附帶的核苷酸分解酶(上圖FokI的部份)就像剪刀把該基因處理掉,這就是基因編輯可以精確地修改特定基因的秘密。(製圖:廖宣雅)
 
基因編輯的「意料之外」
精確找到特定基因(Q)加以處理,這的確是基因編輯厲害的地方,但卻也是其缺點,是可能造成意料外改變的原因所在。生物內包含數以萬計的基因,欲修改的Q基因短鏈序列,也可能存在其他眾多的基因之中。假設有這樣的狀況,那麼,基因編輯用一套RNA短鏈,除了會夾到目的基因Q,也可能意外地改夾到其他非預期修改的基因,而造成意外的後果。
 
有一個現成的例子,科學家利用基因編輯技術,將控制豬隻肌肉正常生長的MSTN基因關掉,豬後腿就可以長出多餘的肌肉來,可以做出超大的火腿。雖然成功了,但還是有其他的額外變化,包括不容易生下小豬、32頭豬中有13頭只活了8個月等。這就是意外的後果。
 
奧地利環保署、泛大西洋消費者組織(TACD)這兩年來陸續出版報告,詳細指出各種基因編輯技術,包括常用的CRISPR/Cas、ZFN、TALENs,都具有意外後果,那就意味著其產品可能有未知風險,這也是不少學者認為基因編輯也應該視為基因改造的原因。產品上市前應該嚴加審核,上市後也應該進行追蹤追溯管理,並且張貼基改標示,讓不願購買的消費者可以加以區分。
 
「基因編輯」還是要視為「基因改造」
根據我國食品安全衛生管理法對於基因改造生物的定義,除了可以產生外源蛋白質者外,還包括自身特定基因無法表現者,因此基因編輯產品在法律上也應屬於基因改造範疇。我們在此呼籲本國食藥署公開聲明,基因編輯食品是為基因改造食品,享有相同的管理方式。我們也呼籲消費者,拒絕購買、食用基改編輯所製造出來食物。
 
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