大學(xué)通識(shí)教學(xué)之轉(zhuǎn)基因技術(shù)

徐偉明 施逸凌 李萬(wàn)梅 章鵬飛

摘要：轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)在不知不覺(jué)中滲透進(jìn)了人類(lèi)的生產(chǎn)與生活，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展給人們帶來(lái)便利的同時(shí)，也背負(fù)著很多質(zhì)疑。如何直觀了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)，本文從轉(zhuǎn)基因食品、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)植物上的運(yùn)用以及基因治療出發(fā)，層層推進(jìn)，揭開(kāi)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的面紗。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因技術(shù);轉(zhuǎn)基因食品;轉(zhuǎn)基因作物;基因治療

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）07-0148-02

對(duì)生命科學(xué)工作者來(lái)說(shuō)，基因并不神秘，它就是一段可參與調(diào)控生物學(xué)過(guò)程的DNA序列。轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是指，通過(guò)基因工程在某生物品種基因組中嵌入原來(lái)在該生物品種基因組中不存在的基因。轉(zhuǎn)基因就是將人工分離和修飾過(guò)的基因?qū)氲侥康纳矬w的基因組中，從而達(dá)到改造生物的目的。1946年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)DNA可以在生物間轉(zhuǎn)運(yùn)，自從1983年世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物在美國(guó)成功培植，轉(zhuǎn)基因技術(shù)得到了越來(lái)越多的重視，各種應(yīng)用也應(yīng)運(yùn)而生。

一、轉(zhuǎn)基因食品

轉(zhuǎn)基因食品就是利用現(xiàn)代分子生物技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去，改造生物的遺傳物質(zhì)，使其在形狀、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、消費(fèi)品質(zhì)等方面向人們所需要的目標(biāo)轉(zhuǎn)變，從而形成可以直接食用，或者作為加工原料生產(chǎn)的食品。

1.轉(zhuǎn)基因食品的分類(lèi)。根據(jù)轉(zhuǎn)基因食品來(lái)源的不同可分為植物性轉(zhuǎn)基因食品、動(dòng)物性轉(zhuǎn)基因食品、微生物性轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因特殊食品。植物性轉(zhuǎn)基因食品是指含有轉(zhuǎn)基因的植物為原料的轉(zhuǎn)基因食品，是生活中最常見(jiàn)的，包括小麥、番茄、大豆等。面包生產(chǎn)需要高蛋白質(zhì)含量的小麥，而目前的小麥品種含蛋白質(zhì)較低，將高效表達(dá)的蛋白基因轉(zhuǎn)入小麥，將會(huì)使做成的面包具有更好的焙烤性能。動(dòng)物性轉(zhuǎn)基因食品是指以含有轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物為原料的轉(zhuǎn)基因食品。動(dòng)物性轉(zhuǎn)基因食品也有很多種類(lèi)，比如，牛體內(nèi)轉(zhuǎn)入了人的基因，牛長(zhǎng)大后產(chǎn)生的牛乳中含有基因藥物，提取后可用于人類(lèi)病癥的治療。微生物性轉(zhuǎn)基因食品是指以含有轉(zhuǎn)基因的微生物為原料的轉(zhuǎn)基因食品。轉(zhuǎn)基因微生物食品，主要是利用微生物的相互作用，培養(yǎng)一系列對(duì)人類(lèi)有利的新物種。轉(zhuǎn)基因特殊食品是科學(xué)家利用生物遺傳工程，將普通的蔬菜、水果、糧食等農(nóng)作物，變成能預(yù)防疾病的神奇的“疫苗食品”。目前，越來(lái)越多的抗病基因正在被轉(zhuǎn)入植物，使人們?cè)谄穱L鮮果美味的同時(shí)，達(dá)到防病的目的。

2.轉(zhuǎn)基因食品是否安全。隨著轉(zhuǎn)基因食品的日益普遍，越來(lái)越多的聲音問(wèn)到“轉(zhuǎn)基因到底安不安全”？關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入食品行業(yè)的懷疑一直廣泛存在，歐洲民眾喜歡將轉(zhuǎn)基因食品稱作“食品怪物”，轉(zhuǎn)基因食品被認(rèn)為是“非天然”的。心理學(xué)家羅伯特·斯滕伯格發(fā)現(xiàn)，熟悉程度是人們區(qū)分“天然”和“非天然”的重要標(biāo)準(zhǔn)，在人們的認(rèn)知中，越熟悉就越天然;而越陌生，不管是在認(rèn)知上還是在經(jīng)驗(yàn)上，越復(fù)雜，即人們需要調(diào)動(dòng)更多的認(rèn)知資源去理解的事物，人們就認(rèn)為其更加“非天然”。并且人們?cè)谂袛鄡烧呤雰?yōu)孰劣時(shí)會(huì)存在認(rèn)知上的偏見(jiàn)，即天然的一定是好的，而非天然的就是壞的。但與此同時(shí)，也有很多支持者宣稱轉(zhuǎn)基因食物是安全的，并且具有傳統(tǒng)食物所不具備的特性，為人類(lèi)的生產(chǎn)生活提供了許多便利。轉(zhuǎn)基因大豆是典型的轉(zhuǎn)基因食品之一，它可以作為一種飼料來(lái)喂養(yǎng)豬，那么轉(zhuǎn)基因大豆中的遺傳物質(zhì)會(huì)不會(huì)進(jìn)入到豬身上從而對(duì)豬的遺傳物質(zhì)造成影響呢？如果能造成影響，那么人吃了這樣的豬肉會(huì)不會(huì)也“遺傳”到了大豆的基因？應(yīng)該說(shuō)，轉(zhuǎn)基因食品不會(huì)直接影響人類(lèi)基因，因?yàn)榛蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，而DNA經(jīng)過(guò)消化系統(tǒng)的分解，已失去了表達(dá)的功能;而從間接方面來(lái)說(shuō)，則存在改變?nèi)嘶虻目赡堋４蠖挂部梢杂脕?lái)榨油，那么得到的油是不是也含有轉(zhuǎn)基因的成分呢？理論上來(lái)說(shuō)，油是一個(gè)脂肪酸的甘油酯，與蛋白沒(méi)有多大的關(guān)系，對(duì)人體也不會(huì)有影響，之所以用轉(zhuǎn)基因大豆來(lái)榨油只是為了提高產(chǎn)率。但是，又有科學(xué)家指出，大豆油不是簡(jiǎn)單的脂肪，其對(duì)人體的發(fā)育有重要作用。“尤其是里面的成分維生素E，又稱生育酚，對(duì)人體最重要的作用就是生殖，如此重要的人體必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，若來(lái)自于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，很可能有極大的健康威脅”，王小語(yǔ)說(shuō)。與此同時(shí)，種植轉(zhuǎn)基因大豆有可能造成基因漂移，導(dǎo)致附近野生近緣種發(fā)生內(nèi)在的基因變化，具有目標(biāo)基因的一些優(yōu)勢(shì)特征，形成新的物種，以致整個(gè)生態(tài)環(huán)境發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化。

二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)植物上的運(yùn)用

1.轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物上的運(yùn)用：轉(zhuǎn)基因作物的除草原理。農(nóng)作物的除草過(guò)程常常是農(nóng)民們一個(gè)頭疼的問(wèn)題。物理除草方法需要消耗大量的人力，而結(jié)果卻是事倍功半，因此大多數(shù)人都會(huì)采用化學(xué)的方法來(lái)除草，那就是噴灑除草劑。但是噴灑除草劑也會(huì)有一些風(fēng)險(xiǎn)，有的時(shí)候除草劑在殺死雜草的同時(shí)，也對(duì)農(nóng)作物造成了影響。除草劑之所以能除掉雜草是因?yàn)槌輨┠軐?duì)雜草中的某一段基因序列所表達(dá)翻譯出來(lái)的蛋白質(zhì)造成破壞。在此設(shè)想，是否農(nóng)作物中也有某一段類(lèi)似的基因序列以至于除草劑能對(duì)它造成影響呢？如果我們把這一小段序列拿掉，那么除草劑是不是可以只殺死雜草而不對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生任何影響了呢？比如說(shuō)草甘膦和轉(zhuǎn)基因大豆。高抗除草劑草甘膦的轉(zhuǎn)基因大豆不會(huì)被草甘膦殺滅，但草甘膦會(huì)將其他雜草一概殺滅。這種轉(zhuǎn)基因大豆的好處是可以大大降低大豆的種植成本，比如大豆幼苗期用機(jī)械噴灑草甘膦就可以輕松去除雜草，而非轉(zhuǎn)基因的大豆，就只能是人工除草，而雜草的生長(zhǎng)能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何人工種植的作物的，沒(méi)有例外。假設(shè)種植大豆完全不除草的話，秋天肯定雜草遍地，顆粒無(wú)收，所以必須噴灑大量的農(nóng)藥來(lái)避免雜草的生長(zhǎng)。難怪有支持轉(zhuǎn)基因技術(shù)的人士呼吁：我們寧愿吃轉(zhuǎn)基因食品，也好過(guò)每天吃含農(nóng)藥的食物。不可否認(rèn)的是，對(duì)于轉(zhuǎn)基因食物，一千個(gè)人眼中就有一千個(gè)哈姆雷特，每個(gè)人都有不同的看法。

2.轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)物上的運(yùn)用：轉(zhuǎn)基因滅蚊利器。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的Andrea Crisanti教授和Nikolai Windbichler博士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，將一種黏菌基因移植到非洲瘧蚊身上。這種基因會(huì)產(chǎn)生一種名為核酸內(nèi)切酶的生物酶，當(dāng)它識(shí)別出一種特殊的序列時(shí)就會(huì)破壞攜帶X染色體的DNA。重要的是這種變化是可遺傳的，如果對(duì)一個(gè)蚊子種群施加人為壓力，這種特性就能夠傳播，直到雄性只產(chǎn)生雄性后代，或許會(huì)完全根除蚊子種群。Crisanti教授解釋稱，這些效果是非常有益的，因?yàn)榀懠矁H依靠蚊子傳播，而且只有母蚊子咬人并傳播瘧疾，因此母蚊子數(shù)量的減少或許會(huì)延緩瘧疾的傳播。這項(xiàng)技術(shù)標(biāo)志著我們朝向一種遺傳控制策略邁出的重要一步。

三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在人類(lèi)身上的運(yùn)用：基因治療

1.基因治療。基因治療是指將外源正常基因?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達(dá)到治療目的，也就是將外源基因通過(guò)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將其插入病人的適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，使外源基因制造的產(chǎn)物能治療某種疾病。

2.基因治療的設(shè)想。我們知道，從雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA中的一條鏈上選一小段，也就是一段基因的序列，如果拿出來(lái)的這一段有一定的破壞性，我們就稱之為病毒。也就是說(shuō)，病毒是沒(méi)有生命的DNA或RNA的片段，如果把病毒性感冒人體中病毒DNA或者RNA需要進(jìn)行復(fù)制的那一小段序列拿掉或者替換掉，使得病毒無(wú)法進(jìn)行復(fù)制，理論上就可以治愈病毒性感冒。但它會(huì)有副作用嗎？萬(wàn)一把病毒復(fù)制上去了呢？因?yàn)檫@一個(gè)小片段能夠復(fù)制，它能夠?qū)⑷梭w中本來(lái)正常的一部分給復(fù)制掉，從而造成了人體另一條DNA鏈帶有了病毒性，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯合成了帶有破壞性的蛋白質(zhì)，而且這個(gè)過(guò)程是不可逆、不可控和自發(fā)進(jìn)行的。人類(lèi)經(jīng)歷過(guò)的Sars、非典等都是通過(guò)病毒傳播的，在無(wú)法完全控制它之前，最最行之有效的辦法是隔離。但是多數(shù)情況下，病毒的傳播也是非常確定的，它能識(shí)別微小的基因差別：人與人之間傳播的病毒不會(huì)在動(dòng)物身上傳播，不同動(dòng)物之間也不太會(huì)相互傳播。地球上有黃種人、白人、黑人、猶太人……不同人種之間的基因是有微小差別的，所以，科學(xué)家對(duì)基因治療的研究一定要慎之又慎，避免走入研究的誤區(qū)。

在這個(gè)生機(jī)勃勃的地球上，生物在不斷地演化，基因突變隨時(shí)在發(fā)生，其實(shí)，基因突變就是大自然自發(fā)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)的運(yùn)用，所以人們大可不必談轉(zhuǎn)基因色變，關(guān)鍵是像迎接其他新技術(shù)新革命一樣，如何去接納它、使用它并合理規(guī)范它。

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