基因编辑作物从实验室到农场的瓶颈

题目： Bottlenecks for genome-edited crops on the road from lab to farm

链接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-018-1555-5

今天简单给大家解读一篇出自我们实验室的综述，基因的发现和政府的监管是基因组编辑作物未被广泛采用的瓶颈。文章作者提出了一种共享和整合作物数据平台，以加速候选基因的发现和筛选，以及如何与政府和公众的密切接触，以解决环境和健康问题，并达到适当的监管标准。

背景介绍

基因组编辑的进一步发展，让使用CRISPR / Cas系统精确的编辑指定的碱基，进而对作物基因组进行靶向突变。另外，大量的基因组数据和不断增长的基因组编辑方法为改善现有作物和新作物驯化提供了有力的支持。

在过去两年中，一些基因组编辑的作物已进入美国商业化的最后阶段，其中包括一种含有增强型ω-3油的油籽骆驼苜蓿作物等具有特定traits的作物。然而，许多国家的基因组编辑作物的监管状况仍然不确定。

目前基因组编辑作物的瓶颈是如何对那些与农业相关的基因进行发现并进行优先的编辑，以及政府如何严格控制这些作物。本文将通过三个要点去克服目前基因作物的瓶颈：

1. 收集更多非模式作物和作物野生种的数据
2. 创建一个数据整合和网络分析平台，以促进农艺基因的发现以及编辑
3. 让各国政府建立基因组编辑作物的监管框架，解决公共和环境健康问题，同时不施加不合理的限制

越多数据越好

候选基因的发现以及其优先顺序是整个植物育种的最关键的第一步，与传统育种，使用基因组编辑的作物改良非常依赖于候选基因。目前候选基因的发现所遇到的挑战是如何将基因组组装，功能注释，表型，基因型和关联研究的结果整合起来选出你想要编辑的基因。

如何将具有黄金标准，并具有多样性的种质和基因型提供给更广泛的研究群体，对于通过基因组编辑来影响性状和基因关联，这将会非常重要。基因的表征为基因组编辑提供了基因编辑优先级，但绝大多数作物基因仍未被定性。目前的方法都比较局限于，利用模式植物对其他物种的基因进行同源基因寻找，进一步来确定该物种基因的功能。但是，种间的基因功能和内容都上有差异的，这样的方法可能并不是非常的准确和完美。因此，需要对非模式作物和作物野生近缘种进行的基因表征的探测。另外，开放性数据将会很好的让整个农业科学的社区收益 （可减少不必要重复性的工作，浪费人力物力资源等）。公共部门应通过推动跨大学和其他公共研究组织的数据共享举措，树立起开放性资源的榜样。

创建一个数据整合和网络分析平台，以促进农艺基因的发现以及编辑

将不同类型的“omics”和表型的数据整合在一起，以大规模检测作物基因组编辑目标基因。网络分析可以帮助汇集混杂的数据类型，以允许非假设驱动的查询与特征相关的目标基因的发现。通过利用蛋白质 - 蛋白质相互作用，文献文本挖掘，共表达，基因组邻域信息，基因功能和，功能网络提供高于任何单一方法利用使用拟南芥同源的预测准确度的方法。因此，在作物基因发现和基因优先排序中更全面地使用网络分析将确保针对一系列农艺性状的基因编辑目标的可行和可用性。

从全球拼凑的作物生物技术监管转向基于产品的监管

对基因组编辑作物的限制性管理可能会限制这些作物对农业的未来影响。虽然将基因组编辑纳入植物育种有很多好处，但公众认知在生物技术的商业化中起着重要作用。转基因食品在一些国家由于其新颖性和对健康的负面影响而缺乏广泛的公众认可，这也可能影响基因组编辑作物的公众形象。公众的担忧可能会对政府机构施加压力，限制农业生物技术的应用，限制科学创新。因此，科学家，媒体和监管机构应该强调让公众参与有关基因组编辑安全性的事实讨论。基因组编辑的作物可以增加消费者对农业生物技术的接受度，因为这种技术并不同于转基因，这是公众的主要关注。还需要更加透明的立法，以适应当前和未来的植物育种技术。