人类疯狂改造番茄就为了让你吃到维生素D
众所周知，吃番茄可以补充维生素C，但人类显然并不满足于此。最近几年，越来越多的科学家疯狂改造番茄，试图让它为人类生产维生素D。
他们都是怎么做的？效果咋样？真的能吃吗？
让番茄和鱼肉、鸡蛋一样有营养鱼肉和鸡蛋等动物来源的维生素D3，要优于植物来源的D2。因为D3在人体内的生物利用度更高，所以目前，市面上大部分产品都以D3作为卖点，工业化大规模生产，也需要使用动物原料：脱氢胆固醇，它主要来自羊毛脂。
全世界生产维生素D3都指望着薅羊毛，物理意义上的薅羊毛。
但后来，人们发现，脱氢胆固醇还有另一大储存库：番茄。
番茄的叶子的确可以生产维生素D3的原料：7-脱氢胆固醇（7-DHC），但下一步不是生产维生素D3，而是转化为其它物质了。
对人类来说，这属于暴殄天物，必须整改。
英国约翰·英纳斯中心（John Innes Centre）的科学家们动了一番脑筋，然后在《自然·植物》上发表了一篇论文宣布，番茄也能生产维生素D3了[1]。具体说来，是这样的：
在番茄体内，7-脱氢胆固醇（7-DHC）原本有两个去路：
第一条路，是通过酶催化，合成防虫防病菌的天然生化武器（番茄皂苷A）；
第二条路，也是通过酶催化，合成维持生长发育的植物激素（油菜素甾醇）；
番茄的两条固醇代谢通路，图丨九叶刀使用AI绘制
如果选第二条路，那番茄基本生长发育都有问题，更别说结出果实了，所以只能选第一条路下手。
敲掉一个基因，让维生素D3的原料不断积累，图源丨九叶刀使用AI绘制 人们使用CRISPR基因编辑工具，对番茄的基因组进行一番编辑，堵上第一条路，于是维生素D3的原料7-DHC，就在叶子和番茄果实中源源不断地累积。
目标基因：Sl7-DR2酶对应的基因片段；
操作方式：①替换成不含Sl7-DR2基因的等位基因片段；②直接在Sl7-DR2基因中删除2个碱基对，然后插入1个碱基对，或者只插入1个碱基对；
操作目标：①当替换等位基因时，直接不合成Sl7-DR2酶；②当插入错误碱基对时，制造密码子，无法合成Sl7-DR2酶；
操作结果：新品种番茄植株无法合成Sl7-DR2酶，无法分解7-DHC。
最终的编辑结果，图源丨九叶刀使用AI绘制 当番茄成熟的时候，就可以采摘了。
在这篇研究中，约翰·英纳斯中心的科学家们还宣称，由于生化通路类似，除了番茄，同为茄科的马铃薯、辣椒也是生产维生素D3原料的潜力选手。
怎么样，看起来是不是还挺厉害的？接下来还有更厉害的。
劳模番茄在科学家们的眼中，番茄就是个劳模，让它干啥就干啥。
比如，来自德国马克斯普朗克研究所的研究，就非常狂野。
他们在《植物生物技术杂志》发表了一篇文章[2]，说英国人的研究思路不错，但就是效率不高，怎么不高呢？
前边说了7-DHC在番茄体内有两个转化途径 ，人们只是堵住了其中一条路，但另一条路径会做出补偿，消耗一部分的7-DHC，生成大量胆固醇。
他们的思路是：既然番茄偷偷把7-DHC消耗掉，转化成了胆固醇，那我通过基因技术，让番茄再产生一种酶，把这些胆固醇打回原形。
番茄本身没有这种酶，植物界都没有，但昆虫有，这就是蜕皮激素酶，于是研究人员就从家蚕身上借了一段基因，装在番茄身上。其实，这就是一种典型的转基因技术。
具体做法：
目标基因：家蚕的Neverland (NVD) 基因；
操作方法：将Neverland (NVD) 基因移植到番茄体内；
操作目标：让番茄产生家蚕的BmNVD酶，将胆固醇转化回7-DHC；
操作结果：避免番茄累积胆固醇，让7-DHC产量更高。
经过处理后，产生的维生素D3含量，是英国版新番茄的3-5倍。
但尴尬的是，只有叶子和青色番茄有，红色番茄完全没有。
即使经过改造的番茄，虽然含有VD3的前体，也只存在于叶子和青色番茄中，图源丨Pixabay 而来自中国南方科技大学的研究团队，在《美国科学院院报》上发了一篇研究论文，可能觉得欧洲人太保守了，别人都研究怎么让番茄产出更多维生素D，只编辑1个基因，我来给你们表演一个“多基因编辑”。[3]
他们一口气为番茄编辑了5个基因，给番茄叠了更多buff：让它同时富含7种营养素：
维生素C（最高提升2.53倍）、维生素D3（0.70 μg/g干重）、α-胡萝卜素（最高 2.47 倍）、β-胡萝卜素（最高 2.47 倍）、叶黄素（最高 3.26 倍）、番茄红素（最高 7.07 倍）、γ-氨基丁酸（GABA，最高 5.26 倍）。
吃这种番茄，已经快赶上直接吃复合维生素片了。
那么这种番茄哪里可以买到？
神奇番茄在哪里如果必须给这些番茄起一个共同的名字，那就是：功能番茄。
早在2021年9月，日本就上市了一款富含γ-氨基丁酸的番茄（高GABA番茄）[4]，该品种来自筑波大学孵化的公司Sanatech Seed，这是全球首款经过CRISPR基因编辑的功能食品，售价高达6048日元/2kg（当时折合人民币300多元一斤）。
目前这款番茄已经认证了4种功能声称，2026年，该公司又开发了兼具高GABA和番茄红素的新款番茄上市。[5] [6]
普通番茄（左）和高GABA+高番茄红素番茄（右），图源丨Sanatech Seed官网 虽然是名副其实的奢侈蔬菜，但至少人们还能买得到吃得着。而本文提到的这些番茄，研究思路很好，还有不少问题，一年半载还难以上市。
首先，前文提到的三种思路，都面临一些技术问题。比如，原本用于防病虫害的番茄皂苷，生产原料被人类截胡，那新品种的抗病抗虫能力如何呢？
到目前都没有公开的研究数据，如果抗性差到需要打很多农药才能收获果实的话，确定还有人愿意吃吗？
第二，采摘后的番茄，并不直接含有维生素D3，只是含有原料：7-DHC，需要晒干或切开，经过紫外线B（UVB）照射后才能转化成D3，就像你皮肤晒过太阳之后，才能产生D3一样。
所以，想要直接吃新鲜番茄补D3的人可能要失望了；这是最不能让人接受的，就是新鲜番茄仍然不含维生素D3。
没办法，就算番茄脸皮再薄，紫外线也难以穿透。
第三，以上研究都涉及基因编辑，德国团队的研究还上了转基因技术，这些技术在各国监管程度差异很大，导致至今还没有产品上市。
不过好消息是，今年8月底，英格兰地区（不是英国）官方发布一则不起眼的通告，公示了英国约翰·英纳斯中心“精准育种植物”进入营销告知程序[4]。这翻译过来意思就是：这种番茄的基因编辑技术细节已公示，但这个品种还没获批上市。
但这款维生素D3番茄可能是目前离商业化最近的，约翰·英纳斯中心甚至给自己的新品种番茄起名为“阳光”（sunshine）。监管已经铺好路，就等继续推进了，掐指一算，最早有可能在2030年之前上市。
南方科技大学的技术，如果不是秀技术肌肉，且产业化进度不错，那么也有可能按基因编辑监管，以较快速度获得安全证书并通过审定，最终实现商业化。
德国马克斯普朗克研究所的研究，无论是基因编辑，还是转基因，目前在欧盟均视同转基因，监管较严，商业化就更遥远一些。
而当这些新款功能番茄上市的时候，大概率还是比较昂贵，我们可以等科学家解决新鲜番茄不含VD3的问题，再决定要不要买。