基因上工程鲑鱼如何游泳

这个故事最初出现在传记的，加州科学院的在线杂志。

1992年的一天，一家技术企业家坐下来与两位生物学家的会面，研究鱼类。科学家们，Choy Hew和Garth Fletcher正在研究一种纯化“防冻蛋白”，这些方法可以帮助大西洋鲑鱼（Salmo Salar.）在北大西洋的北大西洋中所谓的超级综合事件幸存下来。通常，这些鲑鱼从远北大西洋的零冰上冰海海水中迁出，以在不那么寒冷的水域中冬季冬季冬季。然而，越来越多的鱼被养殖，在近海笼子里一直笼罩在近北极水域，他们没有调整。养鱼人正在寻找一种方法来通过冬天保持鱼类，并且抗冻蛋白似乎是可能的解决方案。

在会议接近尾声时，弗莱彻和休给企业家艾略特·恩蒂斯看了一张照片，上面是两条年龄相当的鱼。一个使另一个相形见绌。“我又坐了下来，”Entis最近回忆说。

事实证明，弗莱彻和休不仅仅是在大西洋鲑鱼中加入防冻蛋白。他们还找到了一种添加奇努克鲑鱼(雄鱼tshawytscha），加上海洋噘嘴的DNA片段（Zoarces Americanus.)，一种类似鳗鱼的生物，生活在新英格兰和加拿大东部沿海寒冷的深海。这个遗传密码就像一个“打开”的开关，激活生长激素。结果是一种经过基因改造的超级鱼，其生长速度几乎是传统鲑鱼的两倍，食物也更少。

这些三文鱼由Entis创立的AquaBounty Technologies公司种植和销售，明年可能会进入美国的杂货店。它们可以提供一种摆脱过度捕捞的致命螺旋的方法，过度捕捞正在大量减少野生鱼类资源。

对野生物种的远洋捕捞不再是可持续的;已经很久没有了。虽然近年来一些最具破坏性的工业捕捞形式已被取缔，但持续的过度捕捞、栖息地破坏和海洋变暖的共同作用，使鲑鱼的数量急剧减少。根据西北渔业科学中心的数据，太平洋鲑鱼的17个不同种群中，所有种群要么被认为“濒临灭绝”，要么被认为“可能濒临灭绝”。大西洋鲑鱼也受到了商业过度捕捞、气候变化和养殖鲑鱼的交叉污染以及由此导致的疾病传播的打击;根据世界自然基金会2001年的一份报告，从1984年到2001年，它们的数量减少了75%以上。

根据2006年发表在《科学》杂志上的一篇文章，以目前的速度那到本世纪中叶，世界上所有的野生鱼类都将消失。

转基因鱼可以提供一个解决方案，减轻野生鱼类的压力，减少满足世界海鲜需求所需的能源和碳排放。因为AquaBounty的鲑鱼是无菌的，并且是在陆地上饲养的，它们不能与野生种群繁殖。由于它们能有效地将鱼饲料转化为可食用的蛋白质，它们不仅为北美富裕的消费者提供了一种潜在的低成本解决方案，也为难以获得肉类的发展中国家饥饿的人们提供了营养。

但是转基因鱼有一些特别让人不安的地方。《纽约时报》2013年的一项调查显示，75%的受访者表示他们不会吃转基因鱼。(其他形式的通用电气肉类的这一比例降至三分之二。)美国最大的食品杂货连锁店，包括Safeway和Kroger，以及Whole Foods和Trader Joe 's，签署了一份声明，表示他们不会出售转基因鱼。

根据当期税率，根据2006年期刊科学的文章，世界将于世纪中期逃出所有野生鱼类。

还有一个官僚繁文缛节以前通过通用电气公司鱼发现它进入美国杂货店。这我们。食物＆药物管理局批准了两年多以前超过两年者批准的Aquabounty Salmon出售，但在2015年11月，未来月份的晦涩糟糕的骑车者由阿拉斯加参议员Lisa Murkowski附加到预算账单，下个月有效地阻止了FDA允许G.E.鲑鱼进口禁令仍然存在。

这是一个奇怪的悖论:如果你能在这里买到鱼，你就能卖掉它们;但你不能把通用公司的三文鱼带进美国

今年6月，总部位于马萨诸塞州梅纳德的AquaBounty公司没有被吓倒。他买下了印第安纳州奥尔巴尼附近的一个陆基养鱼场。如果进口禁令能够被推翻，使AquaBounty公司能够将在加拿大生产的转基因鸡蛋带进加拿大，那么AquaBounty公司可能会在今年的某个时候开始在加拿大养鱼。这意味着该公司的三文鱼将于2019年在美国上市，这将使其成为美国销售和食用的第一种转基因动物食品。

反对，自然，是激烈的。但是对于Aquabounty Ceo Ron Stotish，将超级鱼带到全球市场不仅仅是一个有前途的商机;它还有可能改变一个行业。

“我们正在提供技术，以改善粮食生产，使其可持续发展，”表现号。他说，他说，将社会放置在一个更好的位置“解决全球粮食安全问题，因为世界的人口接近100亿。”

渴望看到Aquabounty到目前为止，鱼类农业的未来可能看起来像什么，我在爱德华王子岛上前往该公司的孵化场。岛屿 - 被称为裴- - - - - -在圣劳伦斯海湾南部形成了一个弧形，就在新不伦瑞克和新斯科舍海岸附近。从夏洛特镇驱车前往远东半岛，我们经过风景如画的小渔村和整洁的悬挂着加拿大国旗的农场。AquaBounty的实验室和孵化场是一座金属边的两层建筑，漆成令人愉悦的海洋蓝色，这已成为该公司的标志性颜色。与内部正在进行的研究和工程相比，它的外观更像是一个路边仓库，而不是一个疯狂鱼科学实验室。

里面，在大绿玻璃玻璃罐中，游泳三文鱼：常规和转基因在单独的罐中，每条鱼单独微芯片。在公司的营销材料中称为“Aqualvantage Salmon”，通用电气公司12个月大的鱼比普通鱼大两倍多- - - - - -约2.2磅相比0.7普通鲑鱼0.9磅

这是弗莱彻和休的创新，在他们25年前展示给Entis的照片中。Entis的父亲是最早从挪威进口养殖三文鱼的公司之一，他看到了一场正在酝酿中的革命:“我想到的第一件事是，‘天哪，这些家伙不知道他们坐在什么上面。’”用一半的时间来养鱼，这意义重大。我很快意识到，这是一项重大突破，可能对整个行业至关重要。”

Entis当时没有意识到的是，将这一突破推向市场需要多长时间- - - - - -也不知道他将不再在那里见证这一切。与此同时，1994年加入该公司的Entis和Fletcher都被驱逐了。

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2012年，该公司的主要投资者卡哈·本杜基泽(Kakha Bendukidze)失去了耐心，退出了该公司。本杜基泽是生物学家和企业家，曾担任前苏联社会主义共和国格鲁吉亚的经济部长。2012年，合成生物学公司Intrexon Corp.向AquaBounty投资600万美元，在此之前，AquaBounty濒临倒闭。

如今，AquaBounty的鱼可以在加拿大的杂货店买到。2016年有5吨在那里出售，但没有贴上标签。加拿大并没有法律规定转基因海鲜要贴上标签。

回到湾孵化场孵化场，转基因鱼不断巡逻，唯一的声音偶尔的飞溅，因为一个人打破了表面，思考我们可能有食物。鲑鱼被淘汰，在无尽的灰色，银色和黑色阴影中，偶尔的绿色闪烁。演变为距离他们的淡水产卵场地数百英里到开放的海洋和背部，这些鱼将在这些坦克中的存在，通过不断循环过滤的淡水喂养，从未离开过这座建筑物。

设施经理道恩·鲁尼根(Dawn Runighan)向我展示了饲养幼鱼的微型水箱，以及它们成熟的生长区域。这里有大袋的鱼饲料，还有排成一排的精子罐，就像老式的牛奶罐。另一个房间是管状孵化器，里面装着将成为超级鱼类的卵。如果我以为这是一个高科技的密室，浮士德派的科学家们用超级计算机来摆弄大自然的积木，我发现的是更普通的东西:几个穿着胶靴的技术人员移动着设备，检查着水位。相邻房间的大部分空间由一个精心设计的三相过滤系统占据，该系统包括沉淀池、浸有有机物的“生物珠”(bio-beads)，用来去除水中的氨和有机物，最后还有一个紫外线过滤器，完成清洗过程。“这基本上就是一个有鱼的废水处理厂，”鲁尼根说。

楼上是实验室，质检和研发该公司的专利基因技术。一名涂着白色涂层的技术人员用吸液管蘸液，并将细小的管子塞进架子上。这些数据将被放入一台机器中，该机器将复制特定序列的DNA，以便日后进行分析。幸运湾没有进行真正的基因剪接。事实上，在AquaBounty鲑鱼的13代中，这种情况都没有发生过，可以追溯到一种繁殖并于1992年死亡的鱼类祖先。每个后代都携带着一份基因结构的副本，该结构将奇努克生长激素基因与来自海洋撅嘴的启动子基因结合在一起。

“今天，”公司发言人戴夫·康利说，“我们从事养鱼业务。”

这是一个凌乱的业务。在产卵时间，传统的女性用手挤奶鸡蛋，一种需要每名女性的两条鱼类争吵者来处理鱼类，另一个用于握住收集卵子的容器。技术人员使用相同的挤压技术来从雄性中提取精液或“米尔特”。

为了防止转基因鱼的不受控制的繁殖，AquaBounty只生产转基因雌鱼供市场。为了避免产生雄性卵的可能性，产生精子的雄性鱼实际上是“新雄鱼”:经历了一种鱼类性别变化的雌性鱼。在幼年时期暴露在睾丸激素下，它们的毛只含有女性性染色体。这是水产养殖中常用的技术。当新雄鱼的精子被用来使卵子受精(也带有女性性染色体)时，只会产生雌性鱼。

当卵和米结合时，就产生受精卵。技术人员将发育中的胚胎置于高压下的不锈钢管中。这使得所有的胚胎细胞变成三倍体，这意味着它们有三组染色体而不是两组，这使得这些鱼无法繁殖——这是转基因鲑鱼在野外传播的另一个生物障碍。

在幸运湾的孵卵场经过一段时间的孵化后，不育的、全是雌性的转基因胚胎被空运到巴拿马高地的一个饲养设施，在那里产生的鲑鱼成熟后再被重新进口到加拿大。(康利说，之所以选择巴拿马，是因为当时该公司的总统在那里有联系，而且建造设施的成本远低于在北美。)最终，AquaBounty计划在爱德华王子岛罗洛湾正在建设的新设施和印第安纳州的设施中生产适合市场需求的鱼。印第安纳州的设施是一家现有的鱼类生产工厂，属于一家现已倒闭的水产养殖公司。

关于所有这些地方，无论是现存的还是正在建设中的，关键的事实是它们的位置:它们在陆地上。几乎所有其他的水产养殖都是在池塘、湖泊或大海中进行的——在围栏中设计，以防止养殖鱼类进入，野生鱼类进入。与使用这种传统方法生产的鱼类不同，AquaBounty鲑鱼没有机会逃到野生栖息地。这是该公司申请FDA批准的关键。但是陆地水产养殖成本昂贵，而且以前的许多尝试都失败了。AquaBounty的商业成功的关键是找到一种成本效益高的方法，将水温和水质维持在生长健康鱼类所需的水平——这些都是大自然免费提供的。

“我们看到了这两种技术的汇合:鱼类生物学的改进和水产养殖系统技术的改进，”曾担任制药公司高管的斯托蒂什说。他说，公司已经“改变了增长和生产的经济模式”。

斯托蒂什指出，在印第安纳州生产三文鱼将不再需要长途飞行，将冷冻鱼从海外农场运到美国市场。在陆地上生产快速生长的鱼类减少了生产一定数量的食物所需的食物量和能量，同时也减少了传统水产养殖中普遍使用的杀菌剂、抗生素和杀虫剂的使用。AquaBounty的科学家们表示，他们已经设计出一种可持续的、环境友好的、经济的方法，可以生产大量健康的海产品，而且不会有传统水产养殖的环境风险。

大多数研究过这个问题的科学家都同意这个观点，并且相信AquaBounty鲑鱼的重要性远远超出了捕鱼业。1992年，弗莱彻、休和其他五名科学家在《自然生物技术》杂志上发表了一篇文章，阐述了该公司的说法背后的证据，从那以后，这些说法被许多其他研究证实。2013年发表在《水产养殖》杂志上的一篇文章(由七名独立于该公司的科学家撰写)得出结论说转基因的AquAdvantage鲑鱼比喂食相同饲料的传统大西洋鲑鱼有更高的饲料转化率，更有效地保留氮，并以40%的速度达到目标体重。

“在20岁或25年的时间里，我们都将要在遗传修改的动物产品中进行遗传修饰的动物产品，”弗吉尼亚理工学院海洋生物学教授Eric Hallerman表示，在弗吉尼亚理工学院的一位专家小组上，审查了Aquabounty的FDA申请技术。“有什么使其对生产者有吸引力的是消费者的利益。”

潜在的福利尚未淘汰对抗转基因博斯的声乐运动的关切，并特别地转基因“弗兰克鱼”。

事实上，自从我们第一次来到北美，人类就一直在食用鲑鱼，而且鲑鱼已经与它们繁殖地的文化和生态系统深深交织在一起。事实上，鲑鱼在许多方面塑造了这些地方的文明和环境。鲑鱼一直是一种严格管理的食物来源。

“芳烃鱼类资源可能是这些原住民社会中最强烈的管理和生态操纵的食物资源，”在1977年的一项研究中写道人类学家Sean Swezey和Robert Heizer。

“生态操纵”是对今天的鲑鱼市场的良好描述。即使是阿拉斯加的野生鲑鱼渔业也受到人类干预的帮助：每年的鱼类和游戏部释放出近20亿少年的鲑鱼在孵化场催生到威廉王子和阿拉斯加东南部的水域。2015年阿拉斯加渔民捕获了9300万孵化场鲑鱼，超过总收获的三分之一以上2.63亿。自20世纪70年代触底以来，北太平洋鲑鱼股已经恢复;没有沿海孵化场就不会发生这种情况。

美国进口鲑鱼总计339,000吨，价值超过30亿美元。绝大多数是来自于浮式网箱过加拿大，智利，挪威和苏格兰海岸升起养殖的大西洋鲑鱼，并流入美国根据Sintef.是挪威的独立研究学院，核对饲料，水产养殖和能量，以冻结和运送鱼类，巴黎或纽约的2.2磅养殖三文鱼产生了6.4磅的二氧化碳排放到大气中。A水产养殖工程中的2016年纸张发现，陆基封闭系统中制作的碳占地面积，如Aquabounty，不到挪威传统的鱼类农场生产的鲑鱼的一半，并通过空气送到美国。

但碳足迹并没有文化遗产的情感冲击。“垃圾垃圾食品主权项目”的项目协调员瓦莱丽·塞勒斯特在2017年的一份声明中说:“数千年来，海岸萨利希人围绕着鲑鱼组织他们的生活。”该组织位于贝灵汉的西北印度学院，致力于保护人们获得传统食物的途径。萨利希人担心，ge鲑鱼可能会对当地物种造成环境破坏，基因工程和水产养殖的结合最终可能会压倒他们仍在使用的传统捕鱼方法。“企业拥有这样一个文化基石，是对我们的身份和祖先留给我们的遗产的直接攻击。”

2016年7月，Quinault印度民族加入了环境团体和娱乐渔民的诉讼。它挑战了FDA批准，称该机构“没有充分评估Aquabounty申请提供的全部潜在的重要环境和生态效应。”诉讼仍在等待。由食品安全中心领导，反转基因生物活动人士担心，如果一些霍迪尼鱼逃脱并在野外传播转基因三文鱼，转基因三文鱼可能会威胁本地物种。

但是，在经历了AquaBounty漫长的审批过程后，科学家们认为，这个长达25年的过程表明，审批机制存在缺陷，而且政治化。延迟”将消息发送到其他国家,科学监管体现在FDA审查过程是受政治干预,“末Calestous Juma作证,哈佛大学肯尼迪政府学院,在2011年的一次听证会众议院农业委员会小组委员会农村发展的研究,生物技术与外国农业。“此外，它向世界发出了一个信号，美国可能会放弃其在生物技术农业应用方面的领导地位。”

根据科学小组审查了Aquabounty提交的证据FDA.，基因工程三文鱼“i“它和传统的大西洋鲑鱼一样安全，而且……食用这种动物的食物有理由肯定不会造成伤害。”

原子能机构得出结论，因为Aquabounty Salmon是“与其他大西洋鲑鱼的实物不同” - 这意味着它是营养和化学上的无法区分 - 没有必要额外的标签。

21世纪初，普渡大学(Purdue University)遗传学教授、风险分析领域的先驱威廉·缪尔(William Muir)通用电气公司鱼类，他的同事理查德霍华德开发了一种定量模型，以评估与其他重大恐惧相关的风险通用电气公司鲑鱼:逃跑。

简单来说，Muir的方法量化了野外逃离的转基因鱼杂交的概率，以及如果应该发生这种情况，它会导致造成的伤害程度。第一部分本身是两个因素的产物：“生物体的概率逃逸到野外，分散和变得野性”以及新基因传播的能力。

在我看来，由AquaBounty开发和管理的ge三文鱼的危害风险比养殖的三文鱼要小。

根据该模型，如果其中任何一项为零，转基因养鱼对环境的破坏风险为零。这是一个简单的乘法运算。“如果它不能逃脱，那就不要担心，”缪尔说。“或者如果它逃逸，然后不能增殖，不要担心。”

AquaBounty通过在远离冷水环境的陆地上的容器中养殖鱼类，将逃逸的风险降低到接近零(不像传统的水产养殖，养殖的鱼可以而且经常逃到野外)。第二个因素——逃逸鱼传播其遗传物质的风险——也应该为零，因为AquaBounty生产的是不育的三倍体雌性鱼。即使这些鱼逃脱了，野生鲑鱼也无法成功地与它们繁殖，所以它们无法繁殖并在环境中持续存在。相比之下，当一个传统养殖鲑鱼的网栏被破坏时，逃脱者的数量可以压倒整个环境，因为它们是可繁殖的，它们可以交配，降低本地鲑鱼的适应性。

“在我看来，由Aquabounty开发和管理的G.E. Salmon造成伤害的风险低于农林鲑鱼，”现在退休。

加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的动物基因组学和生物技术专家艾莉森·范·埃南纳姆(Alison Van Eenennaam)是评估AquaBounty申请FDA的科学小组的主题专家，她说，传统养殖的鱼具有不同的、可以说更高的风险。传统上繁殖大西洋三文鱼不受食物安全测试，由于选择性育种而增长更快，是肥沃的，在海洋网栏中养殖，他们可以逃到海洋和传播/获得疾病和寄生虫，“她说。

像大多数科学家那样审查此事，Hallerman解除了索赔通用电气公司三文鱼对现有渔业构成威胁:“这项技术已经被搁置太久了。人们想要更多的肉，而这是一种为他们提供肉的方式。”

但并非所有科学家都同意这一共识。2013年，在FDA发布了AquaBounty养殖项目的环境评估草案后，达特茅斯学院(Dartmouth College)可持续发展科学教授安妮·卡普钦斯基(Anne Kapuscinski)和瑞典乌普萨拉大学(Uppsala University)生态学和遗传学助理竞彩足球app怎么下载教授弗雷德里克·桑德斯特伦(Fredrik Sundstrom)提交了批评该机构“没有重大影响”的意见。

最终，AquaBounty超级鱼的未来更有可能取决于市场营销，而不是法律挑战。

这两位科学家写道，他们在评估中“发现了重大的科学不足”。他们的许多关切之一是，虽然暴露在公海的风险和海洋环境的损害通用电气公司鲑鱼可能在现有裴和巴拿马网站，这些设施只有许多可能的孵化场和生产农场中的第一个 - 并且无法保证其他地方将保持相同的标准。

“未来的通用电气公司2015年，海洋保护协会的首席科学家卡普辛斯基和乔治·伦纳德在一篇评论文章中写道。这些假想的未来农场带来的风险更难确定。

与此同时，Murkowski这一点是唯一剩下的Aquabounty法律障碍我们。他说允许通用电气公司鲑鱼相当于“破坏了天然的完美健脑食物”。7月，穆尔科斯基宣布将继续“与‘科学怪鱼’长达数年的斗争”，并提出了《转基因三文鱼标签法案》(Genetically Engineered Salmon Labeling Act)，该法案不仅要求转基因三文鱼贴上纯英文标签通用电气公司三文鱼，但也会授权审查FDA.批准AquaBounty的鱼的程序。AquaBounty的官员说，如果法规要求，他们对给鱼贴标签没有问题;但穆尔科斯基的法案，由华盛顿和俄勒冈州的参议员共同发起，将有效地维持对AquaBounty鲑鱼的禁令我们。市场。

最终，AquaBounty超级鱼的未来更有可能取决于市场营销，而不是法律挑战。食品杂货商会运送这些鱼吗?消费者会购买它们吗?如果这些问题的答案是肯定的，那么持续的抗议通用电气公司三文鱼最终会很重要。muir指出，无论阿布拉蒙三文鱼发生在全世界，都会在全球范围内进行转基因鱼的研究我们。市场。古巴和英国的科学家对罗非鱼进行了改造，使其增重速度比普通鱼类快三倍。韩国开发的一种泥鳅的生长速度是传统泥鳅的35倍。

在我访问财富湾的最后，我和斯托蒂什以及AquaBounty的员工一起坐在公司的小厨房里，享用了AquaBounty室内养鱼场出产的、由当地厨师烹制的熏鲑鱼。它是美味的。我无法分辨它和普通的鲑鱼。

Stotish希望Murkowski的进口禁令将​​在即将举行的拨款法案中删除，如果国会应设法就预算达成一致。他不会对Aquabounty的未来计划说，除了提到他与一个对生长和营销Aquabounty Salmon感兴趣的多个亚洲鱼供应商的谈话，他不会说。这我们。市场可能对Aquabounty作为公司的成功非常重要，但表现在反对的其他地方通用电气公司海产品不那么挑剔，也不那么政治化。换句话说，AquaBounty是否能在我们。最终可能是没有意义的，就未来而言通用电气公司水产养殖。

与此同时，AquaBounty在罗洛湾新建的室内水产养殖设施裴——两座仓库大小的建筑，有足够的空间容纳超过88,000立方英尺的鱼缸——已接近完工。当它达到全部产能时，每年将供应1300万至1500万个鸡蛋。该公司预计将于2018年第二季度在那里生产鸡蛋。