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基因魔剪：改造生命的新技术 [:1700226944]
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基因魔剪：改造生命的新技术 利用“感染”，从土豆中排除毒素
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此前，村中教授一直与理化学研究所的研究组合作，对土豆的代谢过程进行研究。在此期间，他们发现了“SSR 2”这一基因，它与茄碱和卡茄碱的生成有关。如果阻断这一基因的运作，土豆是不是就不会产生茄碱和卡茄碱了呢？想到这里，村中教授决定采用基因组编辑技术。
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然而，这一思路从最开始就遇到了问题。通常而言，植物细胞的表面都被一种叫作“细胞壁”的坚固壁垒所包围，从而对细胞本体起到保护作用。因此，对于植物细胞，研究者就无法像对待细胞周围只覆盖着柔软的细胞膜的动物细胞那样，仅需从外部注入TALEN或CRISPR‐Cas 9，便可立即完成基因组编辑。对动物和植物进行基因组编辑，过程是截然不同的（这在第二章中进行过详述）。
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对此，村中教授所想出的解决方案是，首先利用能“感染”植物的细菌，在植物细胞的内部制造出进行基因组编辑所必需的TALEN。接下来，我就对这种方法进行具体说明。
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此处所使用的是在第二章中已经介绍过的“农杆菌”这种土壤细菌。该细菌在感染植物之后，会将自身基因的一部分融合到受感染植物的细胞基因组中去，以合成自身生存必需的营养成分。村中教授想利用的就是细菌的这种性质。
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首先，向这种细菌的DNA中融合“生成能阻断SSR 2运作的TALEN的基因”。然后把土豆仔细地切成碎块，放入施加了植物激素的培养皿中，并把细菌也加入其中。如此一来，这些细菌就会感染土豆，其中的一部分会向土豆的基因中引入TALEN的基因。细菌起到了将TALEN基因送入到土豆基因组中去的搬运工（载体）的作用。被引入的TALEN基因会在土豆细胞的内部进行TALEN的制造工作，然后制造出的TALEN再将目标基因破坏掉。
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■对土豆进行基因组编辑的方法
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但是，如果TALEN未能正确地将所瞄准的位点——也就是SSR 2所在的部分破坏掉，就无法阻断目标基因的运作。研究组对实验结果进行确认后发现，在感染了细菌的土豆之中，有一成左右完成了基因组编辑的过程。
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将被切成碎块的土豆浸没到植物激素中，土豆会发出被称作“不定芽”的嫩芽。等嫩芽长大，就可以转移到不含植物激素的培养基中继续栽培，最后把它们移植到土壤里，就能发育成土豆。如此，研究人员就能收获不会分泌茄碱和卡茄碱的“无毒土豆”了。毒素含量的检测结果显示，这些土豆的茄碱和卡茄碱都被控制在了原本含量的1/10左右。在这个剂量下，即使不逐一挖除芽块，人类直接食用也不会引起身体不适。
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基因魔剪：改造生命的新技术 基因重组农作物不得不面对的壁垒
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一位研究人员向我们展示了经过基因组编辑的土豆。读者应该可以想见，无毒土豆与有毒的土豆在外观上没有任何区别，看上去十分普通。
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“其实，用这种方法制造出来的依然应该算是基因重组（转基因）食品。今后如果能找到先去除细胞壁、再进行基因组编辑的方法，或许会更好。”
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按照现在的方法，研究人员不单单只破坏了毒素基因，而且还在土豆的基因中融入了TALEN的基因。如此一来，这种土豆就变成了基因重组食品。
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村中教授强调，就算按照现在的方法对土豆进行基因组编辑，也无需担心大肠杆菌以及农杆菌这种土壤细菌会对人体造成感染；即便是融合有TALEN基因的土豆，与普通土豆也并没有任何不同。然而消费者之中却不乏对基因重组食品有抵触心理的人。就基因组编辑技术而言，类似土豆这样的案例，只要引入了别的基因，它就跟基因重组的食品没什么区别，所以在市场上是否能为消费者所接受，还是未知数。村中教授正是预料到了此种情况，才认为必须另外开发一种不使用基因重组技术而对土豆进行基因组编辑的方法。
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为了解决这个难题，韩国已经有人发表了论文，介绍了先去除细胞壁再进行基因组编辑的方法，用以解决上述难题。使用这个方法的话，就无须担心制造TALEN的基因会混入土豆的基因组中，同样也能进行基因组编辑。另外，还可以通过名为“回交”的方法（参阅第二章）——也就是将其与未经基因重组的个体进行杂交，培育出将制造TALEN的基因排除掉的子代土豆。村中教授表示，他很期待通过对这些方法的研究，逐步探索出一条更容易为市场所接受的道路。
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而村中教授最终的愿望，则是能让基因重组的农作物获得全社会的接纳。因为通过融入新基因来进行品种改良这一方法，具有巨大的发展潜力。
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除了抑制SSR 2的功能之外，村中教授还进一步向我们介绍了另一种可以制造出“无毒土豆”的方法：在进行基因组编辑时，将别的基因作为目标，也是可以起到消除毒素的作用的。而且该方法还有一个优点，据说被抑制了该基因功能的土豆，能对阿尔茨海默病起到额外的治疗效果。如果这一优点获得了验证，其结果将会是划时代的。通过给农作物添加新的特性以提高其附加价值，这也是基因组编辑值得被寄予厚望的原因之一。
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基因魔剪：改造生命的新技术 对植物进行基因组编辑的可能性
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村中教授指出，在植物的品种改良领域，基因组编辑技术蕴藏着巨大的发展潜力。还是以土豆为例，在每个细胞里，起到相同作用的基因共有4个——人类每个细胞中作用相同的基因是2个——它们同时控制着同一功能。按照以往的方法，也就是通过品种杂交来实现品种改良的话，只能寄希望于偶然，才可能将这4个基因里所记录的遗传信息全都改掉。像土豆这样拥有4个基因的物种，仅改变其中1个基因的信息，其他3个依然保持原样，则基因仍旧能使原本的功能正常运作，达不到品种改良的目的。就算某个体某个基因的信息被完全改变，如果将其与正常个体杂交，则诞生的子代又有可能从其正常的亲代一方继承基因信息，导致品种改良被中断。这样的情况屡见不鲜。
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