現(xiàn)代生物學(xué)導(dǎo)論

專題4:生物技術(shù)平安性和倫理問題轉(zhuǎn)基因生物的平安性珠海市實驗中學(xué)周樹奇一、轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止1.1972年美國斯坦福大學(xué)的伯格第一次重組DNA獲得勝利.現(xiàn)代基因工程的開創(chuàng)人P·伯格〔美國,1926－〕在1960年以敏銳的科學(xué)預(yù)見力提出一個大膽的想象：能否可以發(fā)明出一種人工方法，把外界的遺傳基因引入動物體內(nèi)，以到達改動遺傳性狀和治療某些疾病的需求呢？1972年，伯格把兩種病毒的DNA用同一種限制性內(nèi)切酶切割后，再用DNA銜接酶把這兩種DNA分子銜接起來，于是產(chǎn)生了一種新的重組DNA分子，初次實現(xiàn)兩種不同生物的DNA體外銜接，獲得了第一批重組DNA分子，這標(biāo)志著基因工程技術(shù)的誕生。伯格因此獲得了1980年諾貝爾化學(xué)獎。2.轉(zhuǎn)基因的重要成果

(1)微生物方面:把某些重組DNA轉(zhuǎn)移到細菌中表達獲得勝利,隨后,使出現(xiàn)了具有重要經(jīng)濟價值的各種重組微生物,如可以去除石油污染的假單孢桿菌等.

利用轉(zhuǎn)基因細菌制造蛛絲３０多年來，科學(xué)家們不斷試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的方法。蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，由于它們會相互吞食，所以不能夠建立人工豢養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場。沙伊貝爾說："我們正在與各行業(yè)聯(lián)絡(luò)，以檢測這種新絲的質(zhì)量，并進一步研發(fā)工業(yè)規(guī)模的消費技術(shù)。"蛛絲假設(shè)能實現(xiàn)大規(guī)模人工消費，將可以取代塑膠資料，用于眼部或神經(jīng)外科手術(shù)的精細縫合，也可用來制造膠布等傷口包扎資料或者人造韌帶及肌腱等，運用前景極其寬廣。在轉(zhuǎn)基因細菌之前，曾有科學(xué)家嘗試利用轉(zhuǎn)基因山羊、轉(zhuǎn)基因煙草、轉(zhuǎn)基因土豆等制造蛛絲，但由于產(chǎn)量過低或絲質(zhì)太差均未勝利轉(zhuǎn)基因細菌可治癌癥

英國醫(yī)學(xué)專家日前將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌與一種抗癌藥相結(jié)合，勝利殺死了實驗鼠體內(nèi)的癌細胞?？茖W(xué)家將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌注射到實驗鼠的腫瘤內(nèi)，再給實驗鼠注射一種名叫6－MPDR的抗癌藥。這種藥無法單獨發(fā)揚作用，但是一種由轉(zhuǎn)基因大腸桿菌分泌的酶能將此藥物“激活〞，構(gòu)成一種有效的毒素，將其周圍的癌細胞殺死，而不損傷其它組織器官。

(2)基因制藥方面:生物制藥曾經(jīng)成為21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè).

近十幾年來，在利用生物技術(shù)制取新藥方面獲得了驚人的成就，已有不少藥物運用于臨床。例如人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細胞生成素〔Epo〕、GM－集落刺激因子〔GM－CSF〕、組織溶纖酶原激活素、白細胞介素－2及白介素－11等。正在研討的有降鈣素基因相關(guān)因子、腫瘤壞死因子、表皮生長因子等140多種。隨著生物技術(shù)藥物的開展，多肽與蛋白質(zhì)類藥物的研討與開發(fā)，已成為醫(yī)藥工業(yè)中一個重要的領(lǐng)域，同時給生物制劑帶來了新的挑戰(zhàn)。在實踐運用中，基因工程藥物遭到一定限制，如口服運用時生物利用度低，會遭到消化酶的破壞，在胃酸作用下不穩(wěn)定，在體內(nèi)半衰期較短等，因此只能注射給藥或部分用藥。為了抑制這些缺陷，已開場改為合成這些天然蛋白質(zhì)的較小活性片段，即所謂“多肽模擬〞或“多肽構(gòu)造域〞合成，又叫“小分子構(gòu)造藥物設(shè)計〞。這類藥物可口服，有利于由皮膚、粘膜給藥，用于治療免疫缺陷癥、HIV感染、變態(tài)反響性疾病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等，其制造本錢也更低。這種設(shè)計思想也已運用于多糖類藥物、核酸類藥物和模擬酶的有關(guān)研討。小分子藥物設(shè)計屬于第二代構(gòu)造相關(guān)性藥物設(shè)計，所設(shè)計的分子能替代原先天然活性蛋白與特異靶相互作用。

(3)轉(zhuǎn)基因動物方面:遭到轉(zhuǎn)基因巨型小鼠獲得勝利的鼓舞,科學(xué)家又在培育生長迅速、營養(yǎng)質(zhì)量優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面,不斷獲得輝煌成就.同時,科學(xué)家還把轉(zhuǎn)基因動物變成生物反響器(3)轉(zhuǎn)基因植物方面:預(yù)防乙肝不用打針，只需吃幾個西紅柿就行。這可不是玩笑，中國農(nóng)科院生物技術(shù)研討中心經(jīng)過十年研討，培育出的抗乙肝西紅柿順利經(jīng)過前三個階段的測試，明年有望上市?？挂腋挝骷t柿與普通西紅柿口感一樣酸中帶甜，不但可以直接食用，還可以榨成汁或炒菜吃，對人體沒有任何毒副作用。據(jù)該工程擔(dān)任人劉德虎研討員引見，食用抗乙肝西紅柿，雖不能治愈乙肝，但一年只吃幾個，就完全能替代注射乙肝疫苗?？挂腋挝骷t柿屬于轉(zhuǎn)基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內(nèi)，經(jīng)多代繁衍，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿上市后將論個出賣，每個售價大約在２元左右吃西紅柿能防乙肝?轉(zhuǎn)入熒光素酶蛋白基因的發(fā)熒光煙草改動花樣的轉(zhuǎn)基因矮牽?；ㄞD(zhuǎn)基因甜椒轉(zhuǎn)基因草在穴盆中生長良好...轉(zhuǎn)基因西紅柿藍色玫瑰不斷是人類美麗的夢想基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實(4)轉(zhuǎn)基因植物方面:目前,科學(xué)家曾經(jīng)培育出了大批具有抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆等全心外形的農(nóng)作物.基因一旦被改動，一方面能夠引起生物體內(nèi)一系列未知的構(gòu)造與功能的變化；另一方面，轉(zhuǎn)基因操作對生物體的影響會經(jīng)過遺傳傳送。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的平安性問題外源基因引入后，能否會影響其他重要的調(diào)理基因，甚至?xí)せ钤┗?？轉(zhuǎn)基因技術(shù)廣泛運用能否會導(dǎo)致難以消滅的新病原物出現(xiàn)？能否會呵斥生態(tài)學(xué)災(zāi)難？人類攝食大量轉(zhuǎn)基因食品能否會影響人類及其后代的安康？二、對轉(zhuǎn)基因生物平安性的爭論(1)在轉(zhuǎn)基因生物中,有時候會出現(xiàn)一些人們意想不到的后果的緣由:

a.對基因的構(gòu)造,基因間的相互作用及基因的調(diào)空機制都了解的相當(dāng)有限;

b.轉(zhuǎn)移的基因雖然是功能不斷的基因,但不少是異種生物的基因;

c.外源基因插入宿主基因組的部分往往是隨機的.(2)轉(zhuǎn)基因生物與食物平安

a.轉(zhuǎn)基因食物引起食物平安性問題的理由:平安性檢測問題、滯后效應(yīng)、擔(dān)憂出現(xiàn)新的過敏原、擔(dān)憂營養(yǎng)成分的改動;

b.不用擔(dān)憂轉(zhuǎn)基因食物平安性的理由:多環(huán)節(jié)、嚴謹?shù)钠桨残栽u價,可以保證轉(zhuǎn)基因食物的平安;科學(xué)家的擔(dān)任態(tài)度可以防止新過敏原的產(chǎn)生;至今尚未發(fā)現(xiàn)食用轉(zhuǎn)基因食品而影響人體安康的事例;沒能足夠的證據(jù)證明轉(zhuǎn)基因食物有問題;(3)轉(zhuǎn)基因生物與生物平安

a.引起生物平安的理由:

能夠會分散到種植區(qū)以外,成為野生種類,能夠成為〞入侵的外來干涉物種〞,要挾生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存能夠重組出對人類或其他生物有害的細菌或病毒,有能夠使雜草成為除草劑除不掉的〞超級雜草〞;

b.不引起生物平安的理由:分散到種植區(qū)以外就很快死亡要表現(xiàn)出新性狀,必需具有一定的水肥等條件,以及配套的種植技術(shù).由于生殖隔離的存在,使他們很難與其他植物雜交,花粉傳播的間隔有限、存活時間有限;(4)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境平安

a.引起環(huán)境平安的理由:

突破自然物種的原有界限,改動了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán),重組微生物能夠?qū)θ祟惖纳瞽h(huán)境呵斥二次污染,重組DNA與微生物雜交,能夠產(chǎn)生有害的病原微生物;轉(zhuǎn)基因植物花粉中的有毒物質(zhì)可經(jīng)過蜜蜂進入蜜蜂,再經(jīng)過食物鏈傳送;

b.不引起環(huán)境平安的理由:轉(zhuǎn)基因不會改動生物原有的分類位置,不會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定