你说基因组编辑我说自然突变

数万年来，进化通过 自然突变塑造了西红柿。然后，人类出现了。几个世纪以来，我们一直在培育和采摘具有我们喜欢的特性的西红柿。如今，CRISPR 基因组编辑使我们能够制造新的作物突变，进一步改善性状。然而，个体突变，无论是自然突变还是工程突变，都不能单独发挥作用。每一个都在数千个所谓的“背景”突变的海洋中运作。这些变化是进化和农业历史播下的种子。如果只有一个基因就能显着改变工程突变的预期结果呢?

现在，冷泉港实验室 (CSHL) 的一名植物遗传学家和一名计算科学家联手探索自然突变和 CRISPR 突变的植物育种实际上是如何可预测的。为此，他们调回了进化时钟。

CSHL 教授兼 HHMI 研究员 Zachary Lippman 和副教授 David McCandlish 想知道不同的自然突变和工程突变是否会对番茄大小产生类似的影响，具体取决于其他两种基因突变的存在。他们利用 CRISPR 在SlCLV3基因中产生了一系列突变 。(众所周知，该基因的自然突变会增加果实的大小。)然后，他们将这些突变与与 SlCLV3一起工作的基因中的其他突变结合起来。

他们总共培育了 46 个具有不同突变组合的番茄品系。他们发现， 当某些其他突变也存在时，SlCLV3突变会产生更可预测的影响。一个基因的突变会导致番茄大小发生可预测的变化，但另一个基因的突变会产生随机的结果。值得注意的是，最有益的影响涉及几千年前出现的两种突变，它们是番茄驯化的核心。

麦坎德利什和李普曼的新研究可能有助于我们更好地理解遗传的可预测性。但有一件事是确定的。在引入新的作物突变时，背景很重要。李普曼解释说：

“基因组编辑是否是一种快速为消费者带来利益的方法——更好的口味、营养?答案可能是肯定的。问题是它的可预测性如何。”

Lippman 和 McCandlish 的工作表明背景突变的作用需要重新评估。“当我们开始制造更多高度工程化的生物体时，该领域将不得不解决这个问题，”麦坎德利什说。“一旦你开始进行 10、20 个突变，出现意外结果的可能性可能会增加。”

进化论之书是用各种不同的语言写成的，其中许多语言我们仍在学习中。 植物遗传学 和计算生物学提供了两种破译文本的方法。李普曼和麦坎德利什希望他们的合作解释能够帮助科学应对挑战。展望未来，它还可能帮助人类改造农作物，以满足社会不断变化的需求。

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