【健康醫療網/記者黃心瑩報導】為了提高糧食產量及良率,出現了「基因改造」的農作物,目前比較廣為人知的屬大豆、玉米,許多豆類製品都標榜「非基改食品」,當然一部分是法條規定需要標示清楚,但民眾是否理解,基改或不基改吃下去對人體有無好處?然而近年來又出現了「基因編輯」的作物,兩者是否相同?美國黃豆出口協會特別邀請台灣大學農業化學系洪傳揚教授、台灣大學農藝學系林彥蓉教授、食品工業發展研究髓研究員林煥妤博士於12月20日召開說明會分享。
基因編輯與基因改造不同 關鍵在於有無外來品種基因
根據食品安全衛生管理法第三條第11點記載,基因改造指使用基因工程或分子生物技術,將遺傳物質轉移或轉殖入活細胞或生物體,產生基因重組現象,史表現具外援基因特性或使自身特定基因無法表現之相關技術。
而基因編輯與基因改造的關鍵差異在於有無「外源基因」。台灣大學農業化學系洪傳揚教授分享,同樣使用基因工程技術,對植物本身基因DNA序列進行突變或重組,但沒有置入任何遺傳物質到染色體,使特定基因提高、降低或無法表現。等於從現有的植物基因池中,拉出特定片段對植物進行調整,並未大幅度的改造植物。
基因編輯的濫觴須由兩位傑出的科學家開始說起,艾曼紐爾.夏本提爾(Emmanuelle Charpentier)與珍妮佛.道納(Jennifer Doudna)榮獲了 2020 年諾貝爾化學獎,她們發現了CRISPR/Cas9 基因剪刀,進而將整個流程簡化成-只需要嚮導RNA和核酸酶就可以精準編輯基因,且完全不需要外源基因。
▲台灣大學農業化學系、農業試驗場廠長洪傳揚教授
大自然每次繁殖均有突變 不同育種方式篩選出更適合生長的物種
雜交育種這件事長久以來都在進行,台灣大學農藝學系林彥蓉教授表示,從有碳足跡開始的歷史洪流中,就是透過無數的雜交育種,使動植物性狀產生變異,再經由適當的篩選與繁殖,才有現在看得到的植物種類,如小米,便是由狗尾草演變而成。
以台灣最有名的芒果為例,芒果甚至不是台灣的原生物種,是17世紀由荷蘭人帶來的三顆土芒果進入的大芒果時代。其中愛文芒果是1954年由美國引進,後來透過不同的種類授粉,也就是雜交育種,慢慢培育出現在常見的香水、蜜雪、金煌、夏雪芒果等;林彥蓉教授分享,簡單來說,植物可以從兩種育成六七種後代,再從中挑出需要的性狀,繼續育種。
除了前述的基因轉殖、基因編輯、雜交育種,另外常見的方法就是誘變育種。誘變育種類似於基因編輯,同樣沒有外源基因,由植物本身的DNA,利用化學藥劑或放射線去誘使它突變,林彥蓉教授指出,就像治療癌症用的化療與放療,也是同樣道理去誘使癌細胞突變凋零。
▲台灣大學農藝學系林彥蓉教授
基因編輯簡單、快速、低成本 解決不耐儲運、蟲害等問題
然而育種的道路漫且阻,在過去,雜交育種必須慢慢培育,慢慢篩選;誘變育種可以一次大量產生很好很多的變異,但結果可能是數千種,必須花上十年篩選,因此後來研發出基因轉殖的技術,加速整個流程,也大幅降低成本,讓人們可以快速掌握好種植、好生長、抗病菌、抗殺蟲劑、抗農藥等的農作物。
洪傳揚教授提到,如日本販售全世界第一個基因編輯,無轉基因的高GABA番茄,號稱可以幫助穩定血壓;或是利用基因編輯演緩哈密瓜老化,可以延長在架上販售的時間,並利於海運輸送;日本甚至利用基因編輯培育出降低99%吸收鎘的稻米(越光環1號),日本發展已遙遙領先台灣。
台灣擁有優秀的生技人才與種苗產業,常聽到農民自行培育出不同品種的植物,洪傳揚教授表示,基因編輯能加速解決台灣多個作物面臨的挑戰,如水果不耐儲運、多倍體作物育種、抗病抗蟲作物育種,加速、補強傳統育種之不足,是促進農業永續的革命性工具。
當然,基因編輯並未強大到可以取代傳統的育種技術,對於特定的片段可以精準編輯,但需要大幅突變時,還是需要回到傳統的誘變技術。林彥蓉教授也表示,由於氣候變遷與市場需求,雜交育種仍不可少,但輔以基因編輯技術,的確可以大幅提升效率。她也提到,雖然基因編輯與基因改造的原理不同,但培育出的作物食用上是非常安全的,基改食物進到消化道後,會水解,並不會影響身體。
基因編輯食物相關法規 台灣仍在討論階段未有定案
由於台灣大豆主要從美國與巴西進口,不管是否為基因改造,都需要經國層層把關與查驗才能進入國內,如基改特徵、關鍵成分、新物質含量與暴露量、食用歷史、各國認可證明、口服毒性試驗等。食品工業發展研究髓研究員林煥妤博士坦言,在基因改造這塊,我國已有相當完善的規範與法規,然而,在基因編輯上法規仍屬空白,已有討論但未有定論。
就歐盟的管理提案來說,新基因體技術(New Genomic Techniques,NGT)植物產品分為兩類,第一類基因編輯植物等同於傳統植物,微小的基因修飾(20個以內的片段),即使在自然界也會自然發生單點突變,只要為同源基因改造、沒有加入外源基因,就不需要進行風險評估,僅有種子須標示。第二類的基因改造植物,因跨越物種,在自然界中不可能自然發生,含有外源基因,就受GMO法規管理,必須進行風險評估,種子及產品皆須標示。
中國目前擁有全球最多基因編輯專利數,在作物的多樣性及產品特性都遙遙領先,歐美國家及日本也已經都有相關法規,林煥妤博士認為,要達到永續糧食體系,需要評估風險及效益,得有一個適當的機制來配合。洪傳揚教授也認為,基因編輯是簡單、高效、精準、低成本,是非常值得政府投入的產業,期許台灣能有相關配套措施,提升全球競爭力。
▲食品工業發展研究所生物資源保存及研究中心研究員林煥妤博士