加纳科学家尝试基因编辑以创造更健康的甘薯

加纳海岸大学正在研究加纳的第一个基因编辑农作物-一种高产的甘薯，其β-胡萝卜素含量增加。

该大学分子生物学与生物技术系的塞缪尔·阿切姆蓬说：“对于地瓜，我们想研究如何使用CRISPR-Cas9系统来增加β-胡萝卜素。” “β-胡萝卜素对我们来说意义重大，因为作为动物，当我们吃β-胡萝卜素时，我们的细胞能够将它们转化为维生素A。”

世界卫生组织估计，由于维生素A缺乏，发展中国家每年有25万至50万儿童失明，使其成为世界上导致儿童失明的主要可预防原因。其中约有50％在失去视力的一年内死亡。儿童的呼吸系统疾病以及感染性和腹泻性疾病也与维生素A缺乏症有关。

Acheampong正在使用CRISPR-Cas9敲除负责在甘薯中产生酶的基因，该酶将β胡萝卜素转化为其他产物。这将使作物中的β-胡萝卜素含量更高，人类食用时将使其产生维生素A。甘薯在加纳是一种非常受欢迎的蔬菜，使其非常适合此类生物强化工作。

加纳科学家在美国北卡罗来纳州立大学学习时就开始了这项研究。此后，他将工作转移到了位于开普敦大学的家中。 “我处于开发阶段，”科学联盟访问他的实验室时他解释道。 “我正在制定度量标准，以优化高效再生红薯的条件。”

此外，Acheampong正在研究如何增加农作物贮藏根的大小。 “我正在研究一组影响糖在植物中运输的基因。因此，我正在尝试使用CRISPR基因组编辑来敲除一些基因集，从而使农作物中的糖分更多流动，这肯定会提高产量。”

当被问及为什么选择甘薯种植时，Acheampong解释说它是一种重要的农作物，因为它非常有韧性，高产并且能适应许多环境条件。

“此外，红薯生产不需要复杂的投入，”他说。 “你刚买了你的甘薯，你得到你的洞，你的粘屑......然后你去。所以它使得甜蜜的马铃薯非常非常重要。如您所知，气候变化以及即将到来的所有这些变化。甘薯可用于适应这些条件。红薯也是营养丰富的。所以它使得甜蜜的土豆成为加纳的粮食安全和世界许多地方的良好作物。“

Acheampong表示，他决定使用CRISPR基因编辑工具来改善工厂，因为常规育种技术更难以施加。

“甘薯很难为这种性状繁殖，因为低干物质含量（这是不期望的特征）与β胡萝卜素含量有关，”Heexplated。 “所以，分离它们是非常困难的。植物育种者尝试了几种方法来改善β胡萝卜素含量，但是当你得到高β胡萝卜素含量时，你会得到低干物质含量。这些特征是链接的，所以它们主要在一起。为了获得高β胡萝卜素含量以及高干物质含量，您需要一种不同的方法，您需要这种技术。因此，基因组编辑可以编辑一些基因，以使甘薯橙色肉在仍然保持高干物质含量。“

Acheampong将Crispr基因编辑描述为直接，高效易用的植物育种工具。

“对于基因组编辑，我们不需要太多，”他说。 “一旦你有一个基本的组织培养实验室，我们就可以做基因组编辑。一旦你拥有高压灭菌器，你有你的增长室，你就完成了。你很好。这是任何实验室都是基本的，您可以认为这在非​​洲的任何地方都正确运作...... CRISPR实际上是一个游戏更换者。

“基因组编辑，相对，很便宜，”他补充道。 “你不需要这么多专业知识来做到这一点。在您可以做之前，您不需要非常专业的仪器...所以它使Crispr Genome编辑为粮食生产和未来粮食安全提供了非常有效的技术。“

CRISPR基因编辑是一种使用来自细菌的CRISPR-CAS9 DNA来修饰生物体基因组的工具。 “关于基因编辑的一件事是，这是一次性活动，”Acheampong说。 “一旦您介绍了CAS9，CAS9切断了DNA。现在，当切割时，有机体将修复。一旦修复完成，就是全部。 Cas9只是一种酶。在几分钟或几小时内，它降低或变性。在生物体中没有任何东西。“

他说，这与基因改造不同，因为“您不会从其他生物中引入任何新东西”。 “这是同一生物，但进行了一些更改。就像是弄脏的衬衫；您使用漂白剂或其他任何东西清除。清理干净后，就没有使用过的肥皂或漂白剂的痕迹。这就是基因编辑的工作方式。”

由于这是在加纳使用CRISPR的第一个研究项目，Acheampong坚信其成功将为使用该技术解决该国乃至整个非洲的其他农业生产挑战铺平道路。 “在加纳，我们面临缺铁，贫血的大问题。我们吃的食物中铁含量低，我们可以使用基因编辑来增加铁含量。我们可以使用基因编辑来[改善]还有许多其他特征，”他指出。

他补充说：“在美国，他们已经使用了它，并且在许多工厂都取得了成功。”对于加纳和西非，我们现在也在这样做。您会看到，技术来临时，您必须适应自己的情况并利用它来发挥自己的优势。因此，我相信当这一研究进展时，它将鼓励其他科学家也从事与CRISPR-Cas9系统有关的研究。”

Acheampong观察到，如果这项工作证明成功，那么对科学界和对食品生产感兴趣的人将是非常重要的。

他估计，要想开始将产品交到农民手中，就可能需要长达五年的时间才能完成研究。他说：“取决于法规等，将其推向市场可能会花费很长时间。”

加纳的生物安全法不允许基因编辑过的农作物腾出空间，政府也未就如何调控它们采取立场。尽管如此，Acheampong仍然对农民充满信心，公众将接受他的产品。

他说：“目前，他们对这项技术还不太了解。” “而且我相信随着时间的流逝以及我们对此的解释，人们的理解将越来越好。因此，我绝对相信他们会接受。”

他说：“非洲各国政府应接受基因组编辑，以改善作物的性状，因为当政府赞助一个项目时，一个项目就会成功并分发给人们。” “我相信人们会比允许生物技术公司开发它然后将其出售给农民更有信心……它将是可负担的，每个人都可以轻松获得并使用它。 他继续说：“我热爱技术，我认为人们应该拥抱技术。” “我们需要技术来改进。 我们在做的许多事情中都需要技术。 没有技术，我们将永远留在原地。 我们不会改善。”