限制性別，只准生育雄性！科學家培育「終結者肉牛」，基因編輯控制性別或將成為現實

轉基因三文魚已經來到了人們的餐桌上。2017年8月4日，研發此魚的AquaBounty科技公司宣布，他們已經售出一萬磅（約合4535公斤）的產品。

儘管轉基因三文魚的上市仍有爭議，但是，科學家的腳步並沒有因此停止，這次，他們把目光投向了一種常見的牲畜——牛。

如今，加州大學戴維斯分校基因組與生物技術研究員Alison Van Eenennaam 正在領導一個「只要男孩」（Boys Only）的項目。在這個名為「只要男孩」的項目中，她的目標是創造一隻公牛，它只會有雄性後代：要麼是正常的公牛犢，要麼是不僅擁有兩條X染色體，還攜帶決定雄性的SRY基因的牛犢，完全沒有常規意義上的母牛。

圖丨加州大學戴維斯分校基因組與生物技術研究員Alison Van Eenennaam

「只要男孩」

作為一名澳大利亞遺傳學家，Alison Van Eenennaam在戴維斯分校獲得遺傳學博士學位，致力於在牲畜繁育系統中應用動物基因組學和生物技術。她曾擔任美國農業部生物技術國家顧問委員會的成員，並獲得2014年布勞格農業科技傳播獎。

基因編輯技術在家畜中具有很大的潛力。它已經被用於繁育對病毒免疫的豬，和毛長得更長的綿羊。 Van Eenennaam本人也參與了一個成功的項目，編輯奶牛的基因來去掉牛角。

而就在近期，經過一年的努力， Van Eenennaam實驗室成功使用基因編輯工具CRISPR，將一個名為SRY的基因敲入了牛皮膚細胞中。 SRY可不是一般的DNA。僅靠它的單獨作用，就可以使雌性變成雄性——這樣的雄性牛將有著更強壯的肌肉，以及陰莖和睾丸（儘管不能製造精子）。

因為牛會被貼上標籤，打上烙印，聚集在圍欄里，最終被屠宰，而且繁殖速度很慢，它們其實是最不可能造成基因逃逸的生物之一。Van Eenennaam的長期目標是提高牛肉生產效率。公牛比母牛產肉更多，而且不會懷孕或者發情。她認為在把牧草和穀物轉化成牛肉方面，人造公牛比母牛的效率應該高出15%左右。

為了培育出人造公牛，她的實驗室瞄準了SRY 基因，這種基因也被稱為睾丸決定因子。在哺乳動物身上，這個基因單獨就可以決定動物生理上是否為雄性。正如你所料，它通常位於Y染色體上。

有時候，該基因會自然地跳到X染色體上。這種情況可能發生在人類身上。 1992年，國際奧委會開始對女運動員進行SRY檢測，在5000多名女性中發現約13例SRY攜帶者。不過後來，這種強制的性別檢測被取消了，因為檢測的手段是侵入性的，並且存在潛在的不公平。

圖丨SRY 基因結構

目前為止，還沒有發現由雌性變為雄性的牛天然攜帶SRY。她的學生Owen認為，這種情況可能是因為沒有人注意到：反正大部分雄性肉牛都被閹割了。

Van Eenennaam實驗室的目標是培育出X染色體上編輯有額外SRY的公牛，如此一來，這頭牛的所有雌性後代都將攜帶SRY。近期，Owen報告了第一步：在雄性皮膚細胞的X染色體中插入SRY。要培育出一頭活牛，VanEenennaam需要在牛胚胎中實現類似的編輯。如果這樣行不通，她可以用Owen的培養皿里的皮膚細胞，通過克隆來培育公牛。

事實上，牲畜育種人員已經有隻繁育出雄性的其他辦法。比如說，攜帶Y染色體的精子比攜帶X染色體的精子含有的DNA略少，因此也更輕，所以可以按重量分離出含有Y染色體的公牛精液。全雄性的精液已經在商品目錄中有售。

但「終結者公牛」也許是一個更好的解決方案。畢竟，目前只有約4％的肉牛是使用人工授精繁育的，因為涉及到的工作費時費力，包括巡視牧場、聚集牛群、使母牛懷孕等。

所謂的「終結者公牛」，即這些公牛是不育的。理論上來說，由於被SRY轉化為雄性的動物是不育的，所以它們不會把基因變化或任何其他與之相關的DNA變化傳遞下去。這就構成了某種形式的「遺傳遏制」。

相較於人工授精培育肉牛，Van Eenennaam認為她的只生兒子的公牛會是一個比較便宜的方式。她說：「公牛做這個比我們好得多，而且也更樂於此事。」

她認為，這對飼養肉牛的農場主來說很有價值，因為公牛體型更大，生長也更快，能產出的牛排要多得多。而牛肉已經是美國最有價值的農產品。「想像一下」，她說，「CRISPR公牛在牧場漫步，讓概率的天平朝著雄性傾斜，讓這一行業更有效率」。

「這就是為什麼我致力於動物育種創新的原因，」她說，「一旦你成功進行了遺傳改良，接下來的就是巨大的市場想像空間。」

Van Eenennaam也承認，這基本上就是「終結者技術」。這種技術也是孟山都這個農業巨頭曾經提出的想法，即培育產生不育種子的植物，這樣農民就不能收穫種子進行再次種植。這就是「我們獲得資助的代價」，VanEenennaam說。

圖丨孟山都

最初的終結者技術同樣是有爭議的。 1999年，孟山都公司也承諾永遠不會將不育轉基因植物商業化。儘管應用終結者技術的想法被拋棄了，但它確實臭名昭著，足以讓轉基因生物的批評者們直到今天都仍舊在談論它。

「我討厭使用這個術語，因為那些激進分子總說：哦，我的天吶，孟山都在使用終結者技術，他們可從沒這麼做過』」，Van Eenennaam說。「我想圍繞這項技術進行更細緻的討論，而不只是那些陳詞濫調……那簡直讓我想說『呃，殺了我吧』。由於圍繞這些作物的討論，我們使用這些技術受到了阻礙。」

監管問題

作為一種能夠精確切割DNA的新型分子剪刀，CRISPR的出現讓改變幾乎所有生物的基因都變得容易了許多。但是對技術失控的憂慮意味著，研究CRISPR的風險和危害，比利用它做有用的事情更容易獲得更多的資金。

事實上，Van Eenennaam從美國農業部的項目中獲得了資金，用於研究基因改造生物的潛在危害。農業部想要讓包括鯰魚和楊樹在內的轉基因生物失去繁殖能力，這樣它們的DNA改變就不會傳播給野生近親。

而從各種意義上來說，Van Eenennaa都是轉基因生物的堅定支持者。作為一名女科學家和母親，你如果和她在食品安全等問題上爭論，你會輸得很慘。2014年，她與孟山都的首席科學家一起，在一場由科學名人Bill Nye出席的公開辯論中擊敗了懷疑論者。

具有諷刺意味的是，對於Van Eenennaam這樣擁有「合作推廣專家」頭銜的動物科學家來說，關於轉基因生物的爭論其實或多或少令人心灰意冷。「合作推廣專家」的工作是向農民傳授實用的科學知識。然而事實證明，做到這一點幾乎不可能的。目前，美國只有一種經過基因改良的物種被批准食用——一種能極快速生長的鮭魚。

科學家們希望監管機構對基因編輯的態度能夠有所鬆動，讓新的想法加速落實到食品工業中。但在2017年1月，作為奧巴馬政府的最後一項行動之一，美國食品和藥物管理局（FDA）表示，打算將CRISPR編輯的動物製品與新葯同等對待，即需要進行精心設計且花費不菲的安全性研究。

Van Eenennaam說，擬定的規定「給在動物中使用基因編輯技術構成了巨大的監管障礙」。她奮筆疾書寫了一封單倍行距的、長達七頁半的信件質疑該決定，並將信件發給FDA。

企業界正在遊說特朗普政府扼殺這項規定，並號召基因編輯的動物不受管制。他們警告白宮方面，該規定可能會讓美國落後於阿根廷和巴西等國。

有些人甚至曾期待，美國總統特朗普能夠在本周在納什維爾面向農民的現場演講時，宣布改變的舉措。然而，特朗普提出了一個更寬泛的承諾，「改革妨礙尖端生物技術的法規，讓我們的農民自由創新、發展壯大。」

接下來， VanEenennaam都要在旅途中奔走——與孟山都轉基因大豆的批評者爭論，在紀錄片中出鏡，還有告訴公眾為什麼基因編輯是安全的。