เว็บสล็อต การใช้การแก้ไขยีน – มุมมอง

เว็บสล็อต ในบรรดารายชื่อเทคโนโลยีการเพาะพันธุ์ใหม่ที่จัดตั้งขึ้นเมื่อหลายปีก่อน การอภิปรายในปัจจุบันส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่กลุ่มเดียว: การกลายพันธุ์ที่กำหนดเป้าหมายหรือการแก้ไขยีน เมื่อเร็ว ๆ นี้ระบุว่าเป็นเทคนิคจีโนมใหม่ในการศึกษาที่ได้รับมอบหมายจากสภาสหภาพยุโรปตามกรณีใน ECJ เกี่ยวกับสถานะของเทคโนโลยีเหล่านี้ (รายงาน SWD(2021) 92 สุดท้าย เผยแพร่เมื่อวันที่ 29 เมษายน พ.ศ. 2564) 

กลุ่มนี้ครอบคลุมเทคโนโลยีหลายอย่าง 

เช่น Zinc-Finger Nucleases (ZFN), TAL Effector Nucleases (TALEN), CRISPR-Cas และอนุพันธ์ของมัน, Oligonucleotide Directed Mutagenesis (ODM) และเทคโนโลยีใหม่จำนวนหนึ่งที่กำลังพัฒนา เทคโนโลยีทั้งหมดนี้มีองค์ประกอบสามประการด้วยกัน: การกำหนดเป้าหมายลำดับ การกระตุ้นความเสียหายของ DNA ที่ลำดับนั้น และการใช้การซ่อมแซมเซลล์เพื่อสร้างการกลายพันธุ์ เทคโนโลยีบางอย่างใช้ปฏิกิริยาระหว่างโปรตีนกับดีเอ็นเอเพื่อกำหนดเป้าหมายลำดับของพวกมัน (ZFN, TALEN) ส่วนอื่นๆ ใช้ปฏิกิริยาระหว่าง DNA-DNA และ RNA-DNA ZFN และ TALEN สามารถสร้างการกลายพันธุ์แบบสุ่มที่ตำแหน่งที่เลือกในจีโนมเท่านั้น ในขณะที่ตัวแปร CRISPR-Cas เช่น การแก้ไขพื้นฐานและการแก้ไขแบบไพรม์ ตลอดจน ODM สามารถสร้างการกลายพันธุ์เฉพาะที่ตำแหน่งที่เลือก โดยสังเขป เทคโนโลยีเหล่านี้สร้างการดัดแปลงเล็กน้อยในแต่ละยีนโดยไม่มีการดัดแปลง DNA อื่น ๆ ในจีโนมที่รวมประเภทของการดัดแปลงจากการกลายพันธุ์แบบดั้งเดิมด้วยความแม่นยำที่เพิ่มขึ้น

สำหรับจุดประสงค์ของมุมมองนี้ ฉันได้แยกเทคโนโลยีที่กำหนดเป้าหมาย RNA และ epigenome ออกโดยเฉพาะ เนื่องจากในปัจจุบันนี้จำเป็นต้องมีการรวม DNA จากภายนอกเข้ากับพืชอย่างถาวร ดังนั้นจึงจัดประเภทเป็น GMO ได้โดยไม่ต้องสงสัย ฉันยังไม่รวมการใช้เทคโนโลยีการแก้ไขยีนเป็นเทคโนโลยีสนับสนุนเพื่อให้สามารถแทรกยีนเป้าหมายได้ ซึ่งเป็นแอปพลิเคชัน GMO ที่ชัดเจนอีกรายการหนึ่ง

Jeroen Wilmer ผู้จัดการฝ่ายวิจัยและเทคโนโลยีด้านชีววิทยาพืช

แต่มุมมองของเทคโนโลยีการแก้ไขยีนมีอะไรบ้าง? เราจะทำอะไรกับพวกเขาได้บ้าง? พวกเขาสมควรได้รับการอภิปรายที่ยาวและยากในการปรับปรุงกฎระเบียบสร้างเทคโนโลยีสนับสนุนที่จำเป็นเพื่อให้พวกเขาทั่วไปอย่างแท้จริงและทำให้ทุกคนที่สนใจในการปรับปรุงทางพันธุกรรมสามารถเข้าถึงได้หรือไม่?

วิธีแรกคือการดูผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นเนื่องจากเป็นตัวกำหนดมูลค่าการใช้งานที่เป็นไปได้ ลักษณะเริ่มต้นส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นนั้นคล้ายกับการกลายพันธุ์แบบดั้งเดิมมาก: ยีนน็อคเอาต์สำหรับลักษณะเชิงคุณภาพ เช่น แป้งข้าวเหนียวและแป้งที่มีอมิโลสสูงในซีเรียล การลดลงของกรดไขมันไม่อิ่มตัวในเมล็ดพืชน้ำมัน สีในผักบางชนิด และความต้านทานโรคบางชนิด และลักษณะทางการเกษตร เช่น การปลูกพืชในข้าวสาลี ด้วยเทคโนโลยีที่ล้ำหน้ามากขึ้น เราสามารถสร้างการดัดแปลงยีนที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น นอกเหนือไปจากการสูญเสียการทำงานด้วยฟีโนไทป์ที่ละเอียดยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเหล่านี้จะไม่สร้างยีนใหม่ ดังนั้นจึงไม่เทียบเท่ากับความทนทานต่อสารกำจัดวัชพืช Round-up Ready หรือความต้านทานแมลงคล้ายบีที และหากมีการกลายพันธุ์ที่ง่ายดายที่สร้างลักษณะที่มีมูลค่าเพิ่มสูง ฉันหวังว่าเราจะพบพวกมันโดยรวม แล้ว.

มุมมองที่สองคือการดูว่าเราสามารถใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ได้ที่ไหนในกระบวนการของเราและหากมีมูลค่าเพิ่มในด้านนี้หรือไม่ การใช้การแก้ไขยีนอย่างชาญฉลาดอาจช่วยให้เราสร้างการกลายพันธุ์ที่ต้องการในเชื้อโรคดัดแปลงพันธุกรรมโดยไม่ต้องทำงานซ้ำซากจำเจนานและยุ่งยากเพื่อขจัดลักษณะอื่นๆ ที่ไม่ต้องการออกจากผู้บริจาคอัลลีล: เพิ่มประสิทธิภาพและโอกาสในการเพิ่มอัลลีลที่หายไปในอัลลีลของเรา สระเชื้อโรคดัดแปลง นี่คือจุดที่เทคโนโลยีจะเปล่งประกาย: รวบรวมอัลลีลที่น่าสนใจโดยสร้างพวกมันใหม่ในเชื้อโรคที่เหมาะสม ยิ่งบริบทซับซ้อนมากเท่าไร เทคโนโลยีก็จะยิ่งได้เปรียบมากขึ้นเท่านั้น ความซับซ้อนนี้สามารถเกิดขึ้นได้สองรูปแบบหลัก ในความซับซ้อนทางพันธุกรรมของผู้รับ หรือในจำนวนของยีนที่จะปรับเปลี่ยนเพื่อให้ได้ผลตามที่กำหนด

คำถามเกี่ยวกับจำนวนยีนที่จะดัดแปลงเพื่อสร้างลักษณะนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดและอาจนำมาซึ่งข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการปรับปรุงทางพันธุกรรม จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราสามารถสร้างการกลายพันธุ์เป้าหมายในยีน 20 หรือ 30 ยีนที่เราสงสัยว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับลักษณะที่ซับซ้อนแต่เป็นพื้นฐานในพืชผลของเรา และเราสามารถเริ่มผสมพันธุ์ด้วยวัสดุนี้ เราจะขจัดสัญญาณรบกวนทางพันธุกรรมทั้งหมดออกจากผู้บริจาคอัลลีลหลายกลุ่มซึ่งมักจะไม่ค่อยได้รับการดัดแปลง และสามารถประเมินลักษณะที่เหมาะสมในประชากรจำนวนมากที่มีการผสมผสานของยีนที่เราเลือกไว้ได้หลากหลาย สิ่งนี้จะช่วยให้เราสามารถปรับปรุงการได้รับพันธุกรรมในกระบวนการผสมพันธุ์ได้อย่างมาก นี่อาจเป็นโอกาสที่ดีที่สุดของเราในการก้าวไปสู่เป้าหมายด้านความยั่งยืนที่กำหนดไว้สำหรับปี 2030 ในข้อตกลงสีเขียวของสหภาพยุโรปตามที่European Seed กล่าวถึงบรรณาธิการในข้อความของเขาในฉบับเดือนพฤศจิกายน 2020

โดยสรุป การกลายพันธุ์แบบกำหนดเป้าหมาย

หรือการแก้ไขยีนเป็นกลุ่มของเทคโนโลยีที่ไม่น่าจะทำให้เกิดลักษณะที่แปลกใหม่อย่างแท้จริงเหมือนกับที่ GM ทำเมื่อ 30 ปีที่แล้ว อย่างไรก็ตาม มันสามารถเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในการแนะนำลักษณะง่าย ๆ ขั้นสูงหรือยากต่อการจัดการเชื้อโรคตลอดจนวิธีการสร้างอัลลีลที่แปลกใหม่จำนวนมากซึ่งมาจากแหล่งของเชื้อโรคที่เข้าถึงได้น้อย ด้วยวิธีนี้ มันควรจะมีความสำคัญและบูรณาการในกระบวนการเพาะพันธุ์ของเราเช่นเดียวกับการใช้เครื่องหมายระดับโมเลกุล

ในขณะนี้ บางประเทศยอมรับคุณลักษณะที่สร้างขึ้นโดยเทคโนโลยีเหล่านี้บางส่วนว่าไม่ใช่จีเอ็มโอ ดังนั้นจึงไม่ได้รับการควบคุม แต่ไม่ใช่เทคโนโลยีอื่นๆ โดยมีระดับการตรวจสอบที่แตกต่างกันในแต่ละประเทศ พื้นที่อื่น ๆ เช่นสหภาพยุโรป ปฏิเสธการใช้เทคโนโลยีเหล่านี้นอกกรอบ GMO จากมูลค่าเพิ่มที่จำกัดที่ฉันคาดการณ์ไว้ การใช้คุณลักษณะที่สร้างโดยการแก้ไขยีนอย่างแพร่หลายอาจจะใช้ได้ก็ต่อเมื่อเราเปลี่ยนไปใช้การประเมินตามลักษณะที่มีต้นทุนต่ำแทนการประเมินตามเทคโนโลยีที่ใช้อยู่ในปัจจุบันในยุโรป กุญแจสู่ระบบดังกล่าวคือการยอมรับว่าการกลายพันธุ์เหมือนกัน ไม่ว่าจะสร้างขึ้นด้วยวิธีใด หากลำดับสุดท้ายเหมือนกัน ตอนนี้มีไอเดีย….

หมายเหตุบรรณาธิการ: Jeroen Wilmer เป็นผู้จัดการฝ่ายวิจัยและเทคโนโลยีใน Plant Biology และมีส่วนร่วมในการพัฒนารูปแบบธุรกิจสำหรับการใช้งาน CRISPR-CAS สำหรับบริษัทเมล็ดพันธุ์ เว็บสล็อต