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我國科學家首次實現穩定的工業大麻基因編輯


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2021年5月16日 - 科學小編 新京報 
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近日,記者從中國農科院獲悉,該院麻類研究所種質資源創新團隊首次完成了穩定的工業大麻基因編輯,研究成果發表在《植物生物技術雜志(Plant Biotechnology Journal)》上。

對工業大麻進行基因編輯後同時產生白化幼苗與嵌合體幼苗。中國農科院供圖

潛力無限的工業大麻

長久以來,公眾對大麻的認知仍然停留在“毒品”與“禁忌”的層面。但實際上,隨著科技的進步,大麻中許多珍貴的非致幻成分被人們發現,能夠被合理利用的工業大麻,有著很多寶貴價值,比如大麻二酚(CBD)。

“大麻中含有500多種化學成分,是最複雜的植物之一。這些成分又被分為大麻素和非大麻素兩種,大麻素有100多種,其中最重要的成分有兩種,一種叫四氫大麻酚,英文簡稱為THC,它就是大麻致幻的元凶,也是大麻被列為毒品的原因。另外一種叫大麻二酚,英文簡稱為CBD,它並非毒品,而是一種用途廣泛的材料。在藥用方面,它在治療小兒癲癇、老年精神疾病、癌症止痛等方面功效顯著,且具有不可替代性;在保健方面,它同樣可以作為化妝品、保健品等產品的原材料。”中國農科院麻類研究所研究員粟建光介紹。

工業大麻是指四氫大麻酚(THC)小於0.3%的大麻品種,在我國也被稱為漢麻,是大麻科大麻屬的一年生草本植物。本輪工業大麻藥用興起從歐美開始,主要體現為以其花葉中的大麻二酚(CBD)等大麻素特殊功效的挖掘和開發。

近年來,國際科學界和資本市場對工業大麻開發應用的關注度不斷提高。粟建光介紹,目前,工業大麻主要有兩大應用領域:纖維與紡織領域、大健康領域。工業大麻纖維有天然抑菌、屏蔽紫外線輻射、防靜電、耐熱等獨有的優良特性,工業大麻紡織品的優勢已經被市場證明。而大健康領域的工業大麻應用,仍處於潛力未被完全開發的階段。目前,以工業大麻提取物為原料,在食品、醫藥、醫美領域的商業化產品已經有上萬種,尤其對治療帕金森症、阿爾茲海默症、癲癇、焦慮等疾病效果顯著。“工業大麻中有些化學成分具有唯一性,即目前沒有從其他物種中發現,也不能由人工合成”,粟建光介紹。

風險與機遇並存的麻妝品

目前,中國尚未制定有關工業大麻的專門法律法規,全國範圍內尚未將工業大麻全面合法化,僅有黑龍江和雲南兩省合法化工業大麻,而化妝品行業是國內工業大麻葉提取物唯一合規的應用領域。

大麻化妝品中的大麻二酚在改善皮膚發炎、舒緩皮膚敏感泛紅、為皮膚表層建立保護屏障等方面效果顯著,已經成為化妝品市場的新寵兒。

實驗室裏種植的紅麻正在開花。新京報記者 王穎 攝

2021年3月26日,中國食品藥品檢定研究院官網發布了《中檢院關於就修訂化妝品禁用組分公開征求意見的通知》,擬將大麻仁果、大麻籽油、大麻葉提取物和大麻二酚(CBD)等原料列為化妝品禁用組分。

4月30日,國家藥品監督管理局發布修訂後的《已使用化妝品原料目錄(2021年版)》,自5月1日起施行。其中,大麻仁果、大麻籽油、大麻葉提取物,仍標注為“擬調整為《化妝品安全技術規範》禁用成分”。這也說明,以上三種工業大麻成分的使用還有待《化妝品安全技術規範》商榷。

粟建光認為,雖然工業大麻化妝品業得以喘息,但麻妝產品過火的資本炒作、行業內部的魚龍混雜、制作工藝的參次不齊等亂象仍然影響著麻妝產業的健康發展。

向“卡脖子”技術難題沖擊

工業大麻中THC含量與CBD含量有一定的正相關關系。如何在提高CBD含量的同時保證THC含量不超標,從而編輯出低毒、高CBD的工業大麻基因,是目前工業大麻育種的“卡脖子”技術難題,也是全球育種專家們追求的目標。

粟建光告訴記者,大麻雌雄異株、遺傳背景複雜等特點決定了分子定向育種技術是工業大麻育種的必然趨勢。

據介紹,本次研究通過優化外植體、優選品種、優化基因編輯工具等方法,在工業大麻中首次成功獲得了基因編輯植株以及具有卡那黴素抗性的穩定轉基因植株。本研究的成功,標志著可以通過基因編輯技術培育CBD含量高、THC含量低甚至為零的工業大麻品種,是工業大麻分子育種領域的重大突破,並最終實現產業化應用的技術能力。

新京報記者周懷宗實習生劉文婧

編輯 張樹婧 校對 危卓