基因编辑后，这些牛的身体里出现了不该有的细菌基因……

说到生物技术领域最近的重大突破，“基因编辑技术”无疑是其中最为耀眼的明星。利用新开发的工具，人类已经能对许多物种的基因进行便捷、有效的编辑。但与之相伴的，关于基因编辑的争议也尘嚣甚上。

这项研究以预印本的形式在线发表（图片来源：参考资料[1]）

最近，一篇论文再次将基因编辑置于聚光灯下。来自美国FDA的一支团队发现，一些在媒体的包装下成为明星的“基因编辑动物”有着明显的科学硬伤——对其基因组的分析表明，基因编辑做的并不干净。这些动物的基因组里，竟然出现了细菌的基因，而这原本绝不应该发生。

更糟糕的是，这些动物已经产下了不少后代……

让我们把时间回溯到2015年。当时，一家位于明尼苏达州的生物技术公司Recombinetics高调地向世界宣布，他们通过基因编辑技术，成功让两头小牛头上的角“消失了”。据报道，这也是世界上最先接受基因改造的两头牛。

具体来看，这家公司的科学家们首先分离出了单个牛的细胞，然后通过一种叫做TALEN的基因编辑工具，把“控制长角”的基因替换成了“不会长角”的基因。随后，利用体细胞克隆的方法，研究人员们成功造出了经过基因改造的小牛，它们果然不会长角。

研究人员们信誓旦旦地说，这次基因改造很成功（图片来源：参考资料[5]）

随后，研究人员们对这些牛进行了分析，认为基因改造完成得很成功，且没有出现“脱靶效应”。这是指在基因改造的过程中引入了错误的基因，或是在错误的地方引入了基因。这项成果于2016年发表在了《自然》子刊Nature Biotechnology上。研究人员们指出，为了减少饲养中的危险性，每年人们都要手动给奶牛“修角”。如果这些奶牛天生就不长角，那就能省下巨大的人力开支。

这看起来是一个非常典型的“生物技术”成功故事，这些小牛也成为了光环耀眼的明星。但谁也没有想到，泡沫竟然在一场意外中被戳破……

时间来到了今年3月。在美国FDA，一名叫做阿莱西斯·诺里斯（Alexis Norris）的生物信息学工作人员正在调试一款软件。很偶然的，他从网上下载下了这几头小牛的基因组数据（已是公开信息）进行分析，却意外地发现，有一些基因压根不应该出现在那里！

整个细菌质粒的序列都被引入到了牛的基因组里（图片来源：参考资料[1]）

原来，在进行基因编辑的时候，研究人员们会用到一种叫做“质粒”的环状DNA。这种DNA上带有研究人员们想要使用的基因（在这个例子里，是“不长角的基因”），却也会带有很多来自细菌的基因，这就包括了对抗生素产生耐受的基因。

FDA的工作人员发现，整个质粒DNA都被植入到了牛的基因组里。也就是说，这些牛的基因组里，平白无故多了许多来自细菌的基因。

这一发现在7月以预印本的形式发布在了网上。论文中，作者们认为这是基因编辑工作中所存在的一个“盲点”。

但当科学家们发现这一点的时候，其中的一头牛已经产下了17个后代。

目前，我们还不清楚这些来自细菌的基因会给这些牛带来怎样的后果。它们可能无伤大雅，但也有可能会带来潜在安全隐患。这个发现也给我们敲响了警钟——在对动物进行基因编辑时，我们现有的检测策略或许还需要“升级换代”。对于要推向市场的动物产品，则尤其应当如此。

参考资料：

[1] Alexis L. Norris et al., (2019), Template plasmid integration in germline genome-edited cattle, doi: http://dx.doi.org/10.1101/715482

[2] Gene-edited cattle have a major screwup in their DNA, Retrieved August 30, 2019, from https://www.technologyreview.com/s/614235/recombinetics-gene-edited-hornless-cattle-major-dna-screwup/

[3] FDA finds a surprise in gene-edited cattle: antibiotic-resistant, non-bovine DNA, Retrieved August 15, 2019, from https://newfoodeconomy.org/fda-gene-edited-cattle-antibiotic-resistant-crispr-dna/

[4] Daniel F Carlson et al., (2019), Production of hornless dairy cattle from genome-edited cell lines, Nature Biotechnology, DOI: https://doi.org/10.1038/nbt.3560

[5] Open Season Is Seen in Gene Editing of Animals, Retrieved November 27, 2015, from https://www.nytimes.com/2015/11/27/us/2015-11-27-us-animal-gene-editing.html

来源： 学术经纬