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朱健康:如何点燃一场植物编辑的产业革命?| 专访

访谈 | 邸利会
责编 | 陈晓雪
最近,顶尖千人计划入选者、美国科学院院士朱健康和山东省济南市政府合作干了一件大事。5月24日,双方签约建设一个植物基因编辑的公共技术平台和产业基地项目。这是政府方面首次尝试植物基因编辑的产业化。
 
山东,这个东部农业大省,也是经济强省,近几年却焦虑于产业结构陈旧,高新技术产业发展滞后,不仅经济总量逐渐与排头的广东和江苏拉开距离,而且不断被周边省市追赶迫近。如何促进“新旧动能转换”,促进高质量发展,成为山东省发展的重要议题。
 
而朱健康,作为植物基因编辑领域的顶尖科学家,多年以来也有一个焦虑:如何让科研发挥其能量,促进产业发展,造福社会民众。
 
双方一拍即合。这次合作还有一个重要的背景——方兴未艾的植物基因编辑技术正在全球引发一场农业革命。在美国农业部陆续批准几种基因编辑植物,大小公司紧锣密鼓推出产品,即将产业化之际,中国由地方政府推动,顶尖研究团队牵头,通过建设基因编辑公共技术平台,结合大学培养人才,为初创企业提供培训和支撑,或许有望在这轮新的农业革命面前迎头赶上。
 
如何在山东点燃这场植物基因编辑的革命,今后的农业发展趋势会是什么样的?近日,《知识分子》为此专程访问了朱健康院士。
1 山东的机会与勇气
   
《知识分子》:济南市怎么找到了您?
 
朱健康:我们做基因编辑技术好几年了,除了做一些文章,对成果转化也一直很有兴趣,一直想做。之前,有好几个地方,像青岛、安徽、北京,都跟我联系过,到他们那里去尝试。济南这次也是对我们的技术很有兴趣,通过一个朋友到上海来找我。现在这种形势是很好的,国家正在大力推动创新创业,各地政府都在到处找人、找技术,这是一个大趋势。
   
《知识分子》:是什么让您觉得山东还可以?
 
朱健康:是多方面的原因,其中一个原因是我们中心跟山东师范大学有不少合作,我个人跟他们合作有二十多年了。最近关于基因编辑的一些基础研究,我们也在合作,他们有一个团队做纳米材料的,做得很好,我们想结合纳米材料,让基因编辑变得更高效。所以,相互之间比较了解。这个基地是与市政府、山东师范大学一块推进的,就在济南市的长清区高新区的一个创新工业园,有山有水,蛮漂亮的。
 
《知识分子》:您觉得山东有这个基础。
 
朱健康:对,他们有基础,来过几次,很有诚意。因为农业不好做,很多人都不敢往农业上投钱,周期比较长,农产品的价格又不是很高。他们有很强烈的愿望去做这个事,愿意拿出资金来支持,革新农业,这很不容易。
 
《知识分子》:支持的力度怎样,主要目标是什么?
 
朱健康:支持力度还是很大的,承诺前5年支持不少于6个亿,希望能够支持更长的时间。很大一部分是做公共技术平台,有实验室,有植物工厂,有智能温室,都是比较大规模的,这是基础设施,还有设备各方面的。当然,这些有了以后,还要招人,都是和山东师范大学、高新区一块去推动的。我们想的是能够在5年内出一系列的产品、品种,有更好的编辑技术,让大家去用,孵化一批企业。
 
《知识分子》:您预计发展的过程会怎么样?
 
朱健康:我们希望很快,比如说到10月份就能够把实验室装修好,仪器设备开始买来搬进去,因为招标走程序的时间还是很长的,希望到年底能够有地方,有设备,第一批人也招好了,明年一年之内就有前期的一些产品做出来,然后推广到各个公司。
 
《知识分子》:这个平台做技术转化还是希望能吸引公司过来?
 
朱健康:高新区希望有多家公司被这个平台吸引过来,然后去利用这个平台,形成一个产业集群,现在有一些公司已经表示兴趣了。当然去运作这个平台的人还是很重要的,我们的队伍中如果有人对产业化更感兴趣,就会全职加入到这里来,但更多是从世界各地招一些人。
 
《知识分子》:转化毕竟跟做基础研究是不太一样的,更多的要考虑市场需求,在技术选择或者是产品开发上,有没有什么考虑?
 
朱健康:是的,做文章我们是比较熟了,做产品我们不熟,需要学习。但是,肯定是面向市场的,所以我们不管在做任何产品之前,都是要大家一块商量现有的技术优势,市场需求,做哪一种作物的哪一种性状,有哪些基因可以去编辑,编辑了之后,种子公司会不会感兴趣。
 
《知识分子》:有一个稍微敏感的话题,我们知道现在沿用的还是以前转基因的安全管理的框架。这次是地方政府主动要推这个技术,要把它落地,您是怎么理解这个事情的?
 
朱健康:这个也不敏感,从科学的角度看,它跟转基因的区别是很明显的,最后的产品不涉及到外源基因。我一再强调,这并不是说转基因技术有什么不好,但我们基因编辑的产品,可以不含外源基因,产品跟自然界已有的东西,在本质上是没有区别的。所以,在一些国家,像美国、加拿大、南美的一些国家已经确定了,欧盟还没正式出台政策,应该是比较类似的——不含外来基因的编辑产品是不在转基因监管范畴之内的。
   
做基因编辑的专家,是有这个共识的,这是一个科学的态度。跟传统育种选出来的东西没什么本质的区别,都是植物自身DNA的变化,不含外源基因。如果哪个国家最后非要监管,那怎么监管?没有外源基因,怎么去检测?有些编辑的产品就是一个碱基不一样了,相比自然界里面通过辐射,筛选出来的,怎么鉴别?没办法的,鉴别不了的。所以,从科学上来说,不应该去监管,从实际来说,也监管不了。在这方面,咱们国家还没有明确的政策,但是值得好好讨论,大家都希望出台明确的有科学依据的政策,这个产业才能得到更好的发展。
   
《知识分子》:济南市方面是不是也比较放心这事了?
 
朱健康:对,他们问的第一个问题就是这跟转基因有没有区别,到底有什么区别?我一开始就解释了,它的原理是什么,跟转基因有什么区别,他们理解了,和转基因不一样,他们就放心了。
 
2 去垄断,造就多样世界
 
《知识分子》:在您看来,植物基因编辑技术会带来哪些好处?
 
朱健康:现在气候变化带来了很大的问题,怎么让现有的农作物适应严酷的气候,怎么去减少投入,减少化肥、农药,减少淡水消耗,比如南水北调的那点水,光是灌溉北方的小麦都不够用,如果小麦的水分丢失减少10%,可能就不需要这么大的引水工程。这些都是我们面临的严重问题,是很难解决的,但基因编辑技术有可能改变这个局面。
 
《知识分子》:另一个好处是能增加物种的多样性?
 
朱健康:这就是另外一个好处,现在从基因资源方面来考虑,遗传多样性正慢慢减少。现在人类再不去考虑这方面,再过若干年,就那几个品种了,很多宝贵的资源都被丢掉了,不可逆的,遗传资源太窄了,单一了就很难改进了。但是,基因编辑这种手段,可以用来增加遗传多样性。最近上海要做国际科创中心,他们让大家提一些计划,我提了一个就是植物物种复兴计划,就是按照这个思路来说的。这个世界面临着很多物种在灭亡,遗传多样性在减少,是很危险的。怎么去增加遗传多样性,不让物种减少,甚至创造新的物种,这个手段是可以做到的。
 
《知识分子》:之前的转基因,成本很高,跨国公司只做一些种植面积大的作物,比如像玉米,大豆;蔬菜、水果就很少。这个技术会带来一个什么样的变化?
 
朱健康:你的问题问得很好,转基因有很多包袱在那儿,很多人不理解这个技术,把它“妖魔化”了。现在中国基本上已经行不通了,包括我们也不敢去碰。另外,转基因本身门槛比较高,开发一个产品可不容易了,审批的流程特别长,要大量的投资。所以,都是国际上的跨国公司有资金、有实力去做这个事。所以,做的都是大的作物,比如说玉米,种植几百万公顷才能够赚钱。另外,转基因的产品也是比较有限的,大多是抗虫、抗除草剂。
 
但是,这个世界需要的不仅是这些。世界需要的是多样的东西,可以有各种营养成分,风味,各种抗性,更好抵御病害。现在,基因编辑技术虽然有一定的门槛,但技术发展很快,越来越容易。我想在不到10年内,这个技术会发展到一定程度,大家都可以做,不光是一些跨国公司、育种公司,科研院所也可以做,一般的小实验室,甚至本科生,中学生都可以去做,农民自己都可以去做,那多好。这样的话,遍地开花,育出来的东西各式各样。我想以后会形成这样一个局面,这就是整个种业的变革,而这个世界需要发生这样的变化。
   
《知识分子》:未来的产业会不会像互联网的发展一样,被几家公司垄断?
 
朱健康:更早以前的农业都是没有规模化的,比如中国的农村一家几亩地,种子也不好,管理也不到位,产量比较低,消耗比较高。后来,向先进国家学习,把大片田地连在一块规模化种植,像东北黑龙江的那些农垦基地;可中国大部分的地方都是小片的地,很难大规模的做。这种小地方怎么去用起来,也是很重要的。规模化以后,也会有很多问题,比如,大块地种单一品种,有一个新的虫害就可能把它全毁了,也是有这样的危险的。当然大公司有一定优势,有技术积累。但是,我想这种技术基因编辑是能够普及化的。
 
《知识分子》:目前从技术上来说,还是有一些难点,是吧?
 
朱健康:现在难点还是有的。最大的难点就是这个技术虽然好,但是能用的地方太少了。现在的编辑工具要通过遗传转化的手段递送到植物里去,比如把一片叶子拿过来,使它发生遗传转化,再从里面生出新的植株来,这是要求比较高的技术。自然界里面有将近30多万种高等植物,真正能被遗传转化的就20、30种,很少很少,就比如玉米能被遗传转化,做起来也是很难的,就几个品种可以转化得很好,其他的很多品种想转化是很难的。水稻也是,现在水稻做得多了,相对比较容易一点。但是,很多品种还是很难转化的,这是最大的难点,现在我们要解决这个问题,就是要开发新的技术,不受这个限制,使编辑工具不是用在20、30种植物,而是2000、3000,20、30万种植物,那就不一样了。
 
《知识分子》:植物编辑技术,在伦理方面限制还是要更少一些。
 
朱健康:基因编辑这么好的一个手段,它可以用在微生物、植物上,也可以用于动物和人。它目前最大用处应该是在植物上,就是因为伦理限制较少。还有一个主要考虑是所谓的脱靶效应,要保证编辑了这个基因,其他的基因没被编辑。在植物上,可以不用管是否脱靶,只要编辑出来的是好东西,就可以要,就像传统育种一样,用X射线去照,整个基因组成千上万的片段都变化了,很多变化都是不好的,扔掉就行了,好的选出来留着用。这就是做植物优势的地方,很明显的优势。
 
3 走出象牙塔
   
《知识分子》:在应用转化上,中国好像现在没什么人。
 
朱健康:对。培养出做基础科研特别强的也很好,但如果基础科研做得又不怎么样,跟应用也脱节,其实是一种浪费。培养一批人,能做一些研究,做的东西又能够跟生产实践结合得特别好,我觉得这方面是很缺的。现在大学的指导方向都是发论文,技校又对这个完全不懂,所以是很脱节的。如果未来这是一场农业的革命的话,这样的人是有大量需求的。
   
《知识分子》:山东师范大学每年提供40个研究生的名额参与这个项目,这个人是不是还不够?
 
朱健康:跟山东师范大学合作是个开始。以后有了这个平台,其他的学校,山东农大、齐鲁工业大学、山东大学,他们都会感兴趣的,希望是这样。他们感兴趣的话,其中一个参与的途径就是放一批学生到那儿,去培养一批人,同时也做好转化的工作。
 
《知识分子》:研究生是不是要做研究,发文章,做技术转化的话,是不是得另外评价?
 
朱健康:你可以理解为有冲突,也可以理解为不冲突,产学研需要结合起来。现在都是硕士研究生去,硕士研究生很多都是应用型的,根据市场需求。比如水稻的一个抗病性状,选几个位点编辑一下,是不是提高抗病了,靶点发生了什么变化。做的过程,可能需要一年,甚至是两年的时间,做出来一个好的产品,可能育种公司感兴趣。同时,这个工作做了以后,学生写出来,应该也是挺好的一篇论文,不一定非要发另外一种论文——比如去找一些新的抗病基因。这种是从知道的这几个可能跟抗病有关的基因入手,在生产品种上实践一下,这也是很有必要的,也有很多杂志喜欢这样的文章。做研究有上游,中游,下游,这是链条的不同部分。
   
《知识分子》:学校方面有没有障碍?
 
朱健康:障碍肯定会有的,包括管理层,包括一些老师,大家的观念是需要调整的。所以,我们要努力把这个工作做好,过两年有一批学生出来了,真的受到锻炼,做出漂亮的工作了,就会跟以前的不一样。以前的可能是纸上谈兵,看起来新颖,但这个是更偏应用的东西,大家看到这样的成果,就会支持的。
   
《知识分子》:怎么看这次由地方政府去推动这个产业的发展?
 
朱健康:整个植物科学,植物分子层面的研究,在中国得到政府的大力支持,大家都是有目共睹的,在这方面取得的科学进步也是很明显的。其他国家和地区,像美国、欧洲,对植物科学方面的支持相对来说不是那么好,很多实验室基本上是半关闭状态。但是,有一点需要指出,不光是中国,整个植物科学界,从之前30年的基因克隆革命到现在,真正能应用的东西很少。
   
《知识分子》:这不只是中国的问题。
 
朱健康:全世界都是这样,转基因的东西,又无法大规模推广。现在分子育种方面,基因可以做分子标记,育种方面可以加快,但是总体来说应用特别少。现在有了基因编辑技术,找出抗旱的基因、抗病的基因,增加产量的基因,都可以通过基因编辑马上把它用起来。
 
《知识分子》:即使像你们在一线做基础研究,前沿研究的人,也是非常期待这个成果能够被转化?
 
朱健康:特别期待,要不然怎么改变整个学科的现状。生物医学方面有类似的问题,在植物科学最明显,培养了那么多学生,最后博士也念完了,做了不知道多少年,最后工作都不好找,不像做计算机的,本科毕业就找一个工作,年薪比博士、博士后还要高很多。为什么?人家有用,学了马上就用,人家产业做得很大,许多公司都需要这些计算机编程的人。所以,我们有基因编辑这个工具了,只要发现新东西,马上就可以用上去,那就不一样了。现在主要有几个跨国公司去用这些东西,去做育种,以后技术发展好了,拉几个人就去做,那就不一样了,就跟信息技术一样了,很多人都可以去创业,工作机会就多了。
 
整个育种领域、整个植物学科需要有更好的编辑工具,把它用起来,不用起来的话,这个学科的发展是没有后劲的,是不可持续的。所以,不管你做的研究多重要,应用要做起来。国家投入了很多的经费,最后5年没有,10年没有,过20年还没有造福社会,那是不行的。
   
《知识分子》:基因编辑技术在植物上的应用,未来会是什么样的?
 
朱健康:这个技术发展好了,工具好用了,可以用到各种各样的植物,不光是主粮作物,各种水果、蔬菜、林木、花卉都可以用上。各种各样的公司都会出来,可以做各种产品,像玫瑰花,现在有红色的、白色的,以后有黄的,黑的,紫的,各种各样的颜色、形状、香气;比如西红柿有酸的,甜的,各种风味组合;作物有抗病毒的、抗菌的,有节水的,抗旱的。而且不单是几种很单一的粮食作物,现在粮食作物提供大量碳水化合物,其实其它营养不是那么好,以后就不一样了,各种营养组合,更适合人类身体健康。绿化植物、经济作物、药用植物都会大大增加,现在的药用植物就是自然界里采过来用一下,以后培育出来各种各样新的药用成分的植物。世界会变得更为丰富,多姿多彩。
 
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