美國科學家近日成功培育出世界首批轉基因嬰兒,這30名健康寶寶在出生前都經(jīng)歷過一系列基因科學實驗。該事件在美國甚至在全球都激起了關于倫理的激烈爭論。
據(jù)介紹,目前已有其中的兩名嬰兒接受檢測,科學家發(fā)現(xiàn)他們身上含有來自三位“父母”身上的基因。在過去三年中,美國新澤西州圣巴拿巴斯生殖研究所的基因實驗已經(jīng)培育出15名孩子。這些嬰兒的母親都患有生殖障礙。科學家們將女性卵子捐獻者捐獻的卵子基因嵌入到這些生殖障礙患者的卵子中,然后再讓卵子受精,從而幫助患者成功懷孕。
科學家對兩名一歲孩子的基因指紋進行檢測后證實,他們已經(jīng)遺傳了三名成年人的dna,其中包括兩位女性和一位男性。這些孩子已經(jīng)獲得了額外的基因,并且已將這些基因與自己的生殖細胞實現(xiàn)結合。這一事實也意味著他們可以將這些修正后的基因遺傳給自己的后代。
世界上絕大多數(shù)科學家都在盡量回避采用修改人類生殖細胞的技術。遺傳學家擔心有一天這種技術可能會被用于制造擁有指定特征的新種人類,如擁有高智商和強壯體魄的人。此項研究負責人、生殖學家雅克-克恩表示,“這是首例通過改變人類生殖細胞基因培養(yǎng)出正常、健康嬰兒?!毖趴?克恩的研究成果發(fā)表于《人類生殖》雜志之上。
不過,這一實驗和研究成果也受到了許多專家的嚴厲批評和強烈反對。英國西倫敦哈默史密斯醫(yī)院科學家洛德-溫斯頓表示,“在不孕不育疾病的治療方面,沒有任何證據(jù)可以證明這種技術有何價值。然而,我很驚訝的是,這種實驗竟然可以開展到如此地步。這在英國肯定是絕對禁止的?!北Wo未出生兒童協(xié)會負責人約翰-斯密頓表示,“對于那些患有生殖障礙的夫妻,我們應該報以深深的同情。但是,這種方式培育出的嬰兒也會被看作是生產線上的產品一樣。這是人類在一條錯誤的道路上又邁進了令人擔憂的一步?!?/p>
克恩的研究團隊診斷出,這些不孕不育女性的卵子細胞的微結構線粒體上有缺陷,因此造成了她們無法懷孕。研究人員利用細針從卵子捐獻者中吸取一些內部物質,其中含有健康的線粒體,然后注射到希望懷孕的女性卵子中。由于線粒體中含有基因,因此利用這種技術培育出的嬰兒會遺傳兩位母親的dna,而且這些基因同樣會通過母系遺傳下去。
英國人類受精與胚胎管理局發(fā)言人聲稱,英國不會向這項技術頒發(fā)許可證,因為這將改變正常的生殖細胞??硕魇且晃惶觳趴茖W家,同時也是一位備受爭議的研究人員,他將輔助生殖技術推向了倫理的極限。
資料:1938年,第一位現(xiàn)代胚胎學家、德國的漢斯?斯皮曼博士建議用成熟的細胞核植入卵子的辦法進行哺乳動物克隆。
1952年,運用斯皮曼的構想,出現(xiàn)世界上第一只克隆青蛙。
1962年,約翰?格登宣布他用一個成熟細胞克隆出一只蝌蚪,從而引發(fā)了關于克隆的第一輪辯論。
1984年,斯蒂恩?威拉德森用胚胎細胞克隆出一只羊。這是第一例得到證實的克隆哺乳動物。
1995年10月,美國麻省麻醉學家維坎蒂博士利用改良組織工程,令老鼠背上長出人耳,從而使人類能在實驗室培育出可向人類移植的皮膚和軟骨。
1996年7月,英國蘇格蘭羅斯林研究所成功地用羊乳腺細胞克隆出小綿羊"多利"。
1997年10月,英國專家研制出一個無頭的青蛙胚胎,令其有關技術可以制造人類器官以便作為醫(yī)學移植用途。
1999年7月,日本科學家克隆出多頭牛,并將其肉類推向市場出售。
2000年4月,美國先進細胞工程公司克隆出6頭比它們本身實際年齡年輕的小牛。
2000年,美國科學家用無性繁殖技術成功克隆出一只猴子"泰特拉",這意味著克隆人本身已沒有技術障礙。
2001年11月25日,美國馬薩諸塞州的生物技術
回答者:江戶川哀子 - 試用期 一級 3-20 19:14
個細菌經(jīng)過20分鐘左右就可一分為二;一根葡萄枝切成十段就可能變成十株葡萄;仙人掌切成幾塊,每塊落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐莖,一年內就能長出數(shù)百株草莓苗……凡此種種,都是生物靠自身的一分為二或自身的一小部分的擴大來繁衍后代,這就是無性繁殖,無性繁殖的英文名稱叫“Clone”,譯音為“克隆”,實際上,英文的“Clone”起源于希臘文“Klone”,原意是用“嫩枝”或“插條”繁殖。時至今日,“克隆”的含義已不僅僅是“無性繁殖”,凡來自一個祖先,經(jīng)過無性繁殖出的一群個體,也叫“克隆”。這種來自一個祖先的無性繁殖的后代群體也叫“無性繁殖系”,簡稱無性系。
你寫作文吧,我也給你吧
光陰似箭,歲月如梭,眨眼間十幾年過去了,我已經(jīng)成為克隆領域的一位資深專家?,F(xiàn)在,克隆技術已經(jīng)被人們所接受。克隆使森林恢復了本來的顏色,是動物們找回了綠色的家園,使人們過上了幸福的生活。
新的課題已經(jīng)在我的腦海里形成,從模糊到清晰??寺∪梭w器官——眼睛?!段疑畹墓适隆悺P勒自傳》是我最喜歡的一本書,從看到那本書起,我就被主人公海倫·凱勒的那種堅持不懈、在困難面前從不低頭的精神所打動。我為海倫·凱勒失去了光明而感到惋惜,卻又暗自慶幸命運沒有對我那么殘忍。然而,因為我不注意用眼衛(wèi)生,終究還是得了近視,眼前成了一片模糊的世界,沒辦法,小小年紀的我只好架上一副眼鏡?!叭绻覂H僅憑觸覺就能得到那么多的快樂,那么憑借視覺將會有多少美好的東西展現(xiàn)出來??!”這是在海倫·凱勒《假如給我三天光明》中寫的一句話,這句話也許能更加深刻地體現(xiàn)出眼睛在人們生活中的地位。請保護自己的眼睛,擁有一雙明亮的眼睛,是多么的寶貴啊。
想到這兒,我終于下定了決心,我要克隆眼睛。我一定會成功,因我知道,世界上有許許多多忍受著眼病困擾的人, 他們需要一雙健康的眼睛;世界上有許許多多生活在黑暗中的人,他們更需要一雙明亮的眼睛!我要克隆出一雙雙眼睛,讓那些痛不欲生的病人,及時換上健康的眼睛,擺脫病魔的糾纏,做一個健康快樂的人。
這大概就是我的未來吧,一個克隆專家。我希望人人都有一雙明亮的眼睛,但我更希望人們都能夠保護屬于我們自己的那雙明亮的眼睛。
回答者:孟碟舞 - 試用期 一級 3-20 19:16
個細菌經(jīng)過20分鐘左右就可一分為二;一根葡萄枝切成十段就可能變成十株葡萄;仙人掌切成幾塊,每塊落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐莖,一年內就能長出數(shù)百株草莓苗……凡此種種,都是生物靠自身的一分為二或自身的一小部分的擴大來繁衍后代,這就是無性繁殖,無性繁殖的英文名稱叫“Clone”,譯音為“克隆”,實際上,英文的“Clone”起源于希臘文“Klone”,原意是用“嫩枝”或“插條”繁殖。時至今日,“克隆”的含義已不僅僅是“無性繁殖”,凡來自一個祖先,經(jīng)過無性繁殖出的一群個體,也叫“克隆”。這種來自一個祖先的無性繁殖的后代群體也叫“無性繁殖系”,簡稱無性系。
回答者:wuhao8637 - 舉人 四級 3-20 19:17
克隆技術大事記
1938年:德國科學家首次提出克隆設想。
1952年:科學家開始用青蛙進行克隆實驗。
1970年:克隆青蛙實驗取得突破,青蛙卵發(fā)育成了蝌蚪,但是在
開始進食以后死亡。
1981年:科學家進行克隆鼠實驗,據(jù)稱用鼠胚胎細胞培育出了正
常的鼠。
1984年:第一只胚胎克隆羊誕生。
1997年2月24日:英國羅斯林研究所宣布克隆羊培育成功??茖W
家用取自一只6歲成年羊的乳腺細胞培育成功一只克隆羊。
1998年2月23日:英國PPL醫(yī)療公司宣布,該公司克隆出一頭牛犢“
杰弗遜先生”。
1998年7月5日:日本科學家宣布,他們利用成年動物體細胞克隆
的兩頭牛犢誕生。
1998年7月22日:科學家采用一種新克隆技術,用成年鼠的體細
胞成功地培育出了第三代共50多只克隆鼠,這是人類第一次用克隆動
物克隆出克隆動物。
1999年5月31日:美國夏威夷大學的科學家,利用成年體細胞克
隆出第一只雄性老鼠。
1999年6月17日:以美藉華人科學家楊向中為首的研究小組利用
一頭13歲高齡的母牛耳朵上取出的細胞克隆出小牛。
2000年1月3日:美國著名華人楊向東,用體外長期培養(yǎng)后的公牛
耳皮細胞成功克隆出6頭牛犢。
2000年1月:美國科學家宣布克隆猴成功,這只恒河猴被命名“
泰特拉”。
2000年3月14日:曾參與克隆小羊“多利”的英國PPL公司宣布,
他們成功培育出5頭克隆豬。
克隆技術研究現(xiàn)狀
一、克隆的早期研究
克隆一詞是英文單詞clone的音譯,作為名詞,c1one通常被意譯為無性繁殖系。同一克隆內所有成員的遺傳構成是完全相同的,例外僅見于有突變發(fā)生時。自然界早已存在天然植物、動物和微生物的克隆,例如:同卵雙胞胎實際上就是一種克隆。然而,天然的哺乳動物克隆的發(fā)生率極低,成員數(shù)目太少(一般為兩個),且缺乏目的性,所以很少能夠被用來為人類造福,因此,人們開始探索用人工的方法來生產高等動物克隆。這樣,克隆一詞就開始被用作動詞,指人工培育克隆動物這一動作。
目前,生產哺乳動物克隆的方法主要有胚胎分割和細胞核移植兩種??寺⊙颉岸嗬颉?,以及其后各國科學家培育的各種克隆動物,采用的都是細胞核移植技術。所謂細胞核移植,是指將不同發(fā)育時期的胚胎或成體動物的細胞核,經(jīng)顯微手術和細胞融合方法移植到去核卵母細胞中,重新組成胚胎并使之發(fā)育成熟的過程。與胚胎分割技術不同,細胞核移植技術,特別是細胞核連續(xù)移植技術可以產生無限個遺傳相同的個體。由于細胞核移植是產生克隆動物的有效方法,故人們往往把它稱為動物克隆技術。
采用細胞核移植技術克隆動物的設想,最初由漢斯·施佩曼在1938年提出,他稱之為“奇異的實驗”,即從發(fā)育到后期的胚胎(成熟或未成熟的胚胎均可)中取出細胞核,將其移植到一個卵子中。這一設想是現(xiàn)在克隆動物的基本途徑。
從1952年起,科學家們首先采用青蛙開展細胞核移植克隆實驗,先后獲得了蝌蚪和成體蛙。1963年,我國童第周教授領導的科研組,首先以金魚等為材料,研究了魚類胚胎細胞核移植技術,獲得成功。
哺乳動物胚胎細胞核移植研究的最初成果在1981年取得——卡爾·伊爾門澤和彼得·霍佩用鼠胚胎細胞培育出發(fā)育正常的小鼠。1984年,施特恩·維拉德森用取自羊的未成熟胚胎細胞克隆出一只活產羊,其他人后來利用牛、豬、山羊、兔和獼猴等各種動物對他采用的實驗方法進行了重復實驗。1989年,維拉德森獲得連續(xù)移核二代的克隆牛。1994年,尼爾·菲爾斯特用發(fā)育到至少有120個細胞的晚期胚胎克隆牛。到1995年,在主要的哺乳動物中,胚胎細胞核移植都獲得成功,包括冷凍和體外生產的胚胎;對胚胎干細胞或成體干細胞的核移植實驗,也都做了嘗試。但到1995年為止,成體動物已分化細胞核移植一直未能取得成功。
克隆羊“多莉”的意義和引起的反響
以上事實說明,在1997年2月英國羅斯林研究所維爾穆特博士科研組公布體細胞克隆羊“多莉”培育成功之前,胚胎細胞核移植技術已經(jīng)有了很大的發(fā)展。實際上,“多莉”的克隆在核移植技術上沿襲了胚胎細胞核移植的全部過程,但這并不能減低“多莉”的重大意義,因為它是世界上第一例經(jīng)體細胞核移植出生的動物,是克隆技術領域研究的巨大突破。這一巨大進展意味著:在理論上證明了,同植物細胞一樣,分化了的動物細胞核也具有全能性,在分化過程中細胞核中的遺傳物質沒有不可逆變化;在實踐上證明了,利用體細胞進行動物克隆的技術是可行的,將有無數(shù)相同的細胞可用來作為供體進行核移植,并且在與卵細胞相融合前可對這些供體細胞進行一系列復雜的遺傳操作,從而為大規(guī)模復制動物優(yōu)良品種和生產轉基因動物提供了有效方法。
在理論上,利用同樣方法,人可以復制“克隆人”,這意味著以往科幻小說中的獨裁狂人克隆自己的想法是完全可以實現(xiàn)的。因此,“多莉”的誕生在世界各國科學界、政界乃至宗教界都引起了強烈反響,并引發(fā)了一場由克隆人所衍生的道德問題的討論。各國政府有關人士、民間紛紛作出反應:克隆人類有悖于倫理道德。盡管如此,克隆技術的巨大理論意義和實用價值促使科學家們加快了研究的步伐,從而使動物克隆技術的研究與開發(fā)進入一個高潮。
三、近3年來克隆研究的重要成果
克隆羊“多莉”的誕生在全世界掀起了克隆研究熱潮,隨后,有關克隆動物的報道接連不斷。1997年3月,即“多莉”誕生后1個月,美國、中國臺灣和澳大利亞科學家分別發(fā)表了他們成功克隆猴子、豬和牛的消息。不過,他們都是采用胚胎細胞進行克隆,其意義不能與“多莉”相比。同年7月,羅斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造過的胎兒成纖維細胞克隆出世界上第一頭帶有人類基因的轉基因綿羊“波莉”(Polly)。這一成果顯示了克隆技術在培育轉基因動物方面的巨大應用價值。
1998年7月,美國夏威夷大學Wakayama等報道,由小鼠卵丘細胞克隆了27只成活小鼠,其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代,這是繼“多莉”以后的第二批哺乳動物體細胞核移植后代。此外,Wakayama等人采用了與“多莉”不同的、新的、相對簡單的且成功率較高的克隆技術,這一技術以該大學所在地而命名為“檀香山技術”。
此后,美國、法國、荷蘭和韓國等國科學家也相繼報道了體細胞克隆牛成功的消息;日本科學家的研究熱情尤為驚人,1998年7月至1999年4月,東京農業(yè)大學、近畿大學、家畜改良事業(yè)團、地方(石川縣、大分縣和鹿兒島縣等)家畜試驗場以及民間企業(yè)(如日本最大的奶商品公司雪印乳業(yè)等)紛紛報道了,他們采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘細胞以及初乳中提取的乳腺細胞克隆牛的成果。至1999年底,全世界已有6種類型細胞——胎兒成纖維細胞、乳腺細胞、卵丘細胞、輸卵管/子宮上皮細胞、肌肉細胞和耳部皮膚細胞的體細胞克隆后代成功誕生。
2000年6月,中國西北農林科技大學利用成年山羊體細胞克隆出兩只“克隆羊”,但其中一只因呼吸系統(tǒng)發(fā)育不良而早夭。據(jù)介紹,所采用的克隆技術為該研究組自己研究所得,與克隆“多莉”的技術完全不同,這表明我國科學家也掌握了體細胞克隆的尖端技術。
在不同種間進行細胞核移植實驗也取得了一些可喜成果,1998年1月,美國威斯康星一麥迪遜大學的科學家們以牛的卵子為受體,成功克隆出豬、牛、羊、鼠和獼猴五種哺乳動物的胚胎,這一研究結果表明,某個物種的未受精卵可以同取自多種動物的成熟細胞核相結合。雖然這些胚胎都流產了,但它對異種克隆的可能性作了有益的嘗試。1999年,美國科學家用牛卵子克隆出珍稀動物盤羊的胚胎;我國科學家也用兔卵子克隆了大熊貓的早期胚胎,這些成果說明克隆技術有可能成為保護和拯救瀕危動物的一條新途徑。
克隆技術的應用前景
克隆技術已展示出廣闊的應用前景,概括起來大致有以下四個方面:(1)培育優(yōu)良畜種和生產實驗動物;(2)生產轉基因動物;(3)生產人胚胎干細胞用于細胞和組織替代療法;(4)復制瀕危的動物物種,保存和傳播動物物種資源。以下就生產轉基因動物和胚胎干細胞作簡要說明。
轉基因動物研究是動物生物工程領域中最誘人和最有發(fā)展前景的課題之一,轉基因動物可作為醫(yī)用器官移植的供體、作為生物反應器,以及用于家畜遺傳改良、創(chuàng)建疾病實驗模型等。但目前轉基因動物的實際應用并不多,除單一基因修飾的轉基因小鼠醫(yī)學模型較早得到應用外,轉基因動物乳腺生物反應器生產藥物蛋白的研究時間較長,已進行了10多年,但目前在全世界范圍內僅有2例藥品進入3期臨床試驗,5~6個藥品進入2期臨床試驗;而其農藝性狀發(fā)生改良、可資畜牧生產應用的轉基因家畜品系至今沒有誕生。轉基因動物制作效率低、定點整合困難所導致的成本過高和調控失靈,以及轉基因動物有性繁殖后代遺傳性狀出現(xiàn)分離、難以保持始祖的優(yōu)良勝狀,是制約當今轉基因動物實用化進程的主要原因。
體細胞克隆的成功為轉基因動物生產掀起一場新的革命,動物體細胞克隆技術為迅速放大轉基因動物所產生的種質創(chuàng)新效果提供了技術可能。采用簡便的體細胞轉染技術實施目標基因的轉移,可以避免家畜生殖細胞來源困難和低效率。同時,采用轉基因體細胞系,可以在實驗室條件下進行轉基因整合預檢和性別預選。在核移植前,先把目的外源基因和標記基因(如LagZ基因和新霉素抗生基因)的融合基因導入培養(yǎng)的體細胞中,再通過標記基因的表現(xiàn)來篩選轉基因陽性細胞及其克隆,然后把此陽性細胞的核移植到去核卵母細胞中,最后生產出的動物在理論上應是100%的陽性轉基因動物。采用此法,Schnieke等(Bio Report,1997)已成功獲得6只轉基因綿羊,其中3只帶有人凝血因子IX基因和標記基因(新霉素抗性基因),3只帶有標記基因,目的外源基因整合率高達50%。Cibelli(Science,1997)同樣利用核移植法獲得3頭轉基因牛,證實了該法的有效性。由此可以看出,當今動物克隆技術最重要的應用方向之一,就是高附加值轉基因克隆動物的研究開發(fā)。
胚胎干細胞(ES)是具有形成所有成年細胞類型潛力的全能干細胞??茖W家們一直試圖誘導各種干細胞定向分化為特定的組織類型,來替代那些受損的體內組織,比如把產生胰島素的細胞植入糖尿病患者體內??茖W家們已經(jīng)能夠使豬ES細胞轉變?yōu)樘鴦拥男募〖毎?,使人ES細胞生成神經(jīng)細胞和間充質細胞和使小鼠ES細胞分化為內胚層細胞。這些結果為細胞和組織替代療法開辟了道路。目前,科學家已成功分離到人ES細胞(Thomson等1998,Science),而體細胞克隆技術為生產患者自身的ES細胞提供了可能。把患者體細胞移植到去核卵母細胞中形成重組胚,把重組胚體外培養(yǎng)到囊胚,然后從囊胚內分離出ES細胞,獲得的ES細胞使之定向分化為所需的特定細胞類型(如神經(jīng)細胞,肌肉細胞和血細胞),用于替代療法。這種核移植法的最終目的是用于干細胞治療,而非得到克隆個體,科學家們稱之為“治療克隆”。
克隆技術在基礎研究中的應用也是很有意義的,它為研究配子和胚胎發(fā)生,細胞和組織分化,基因表達調控,核質互作等機理提供了工具。
五、克隆技術存在的問題
盡管克隆技術有著廣泛的應用前景,但離產業(yè)化尚有很大距離。因為作為一個新興的研究領域,克隆技術在理論和技術上都還很不成熟,在理論上,分化的體細胞克隆對遺傳物質重編(細胞核內所有或大部分基因關閉,細胞重新恢復全能性的過程)的機理還不清楚;克隆動物是否會記住供體細胞的年齡,克隆動物的連續(xù)后代是否會累積突變基因,以及在克隆過程中胞質線粒體所起的遺傳作用等問題還沒有解決。
在實踐中,克隆動物的成功率還很低,維爾穆特研究組在培育“多莉“的實驗中,融合了277枚移植核的卵細胞,僅獲得了“多莉”這一只成活羔羊,成功率只有0.36%,同時進行的胎兒成纖維細胞和胚胎細胞的克隆實驗的成功率也分別只有1.7%和1.1%,即使是使用“檀香山”技術,以分化程度較低的卵丘細胞為核供體,其成功率也只有百分之幾。
此外,生出的部分個體表現(xiàn)出生理或免疫缺限。以克隆牛為例,日本、法國等國培育的許多克隆牛在降生后兩個月內死去;到2000年2月,日本全國已共有121頭體細胞克隆牛誕生,但存活的只有64頭。觀察結果表明,部分犢牛胎盤功能不完善,其血液中含氧量及生長因子的濃度都低于正常水平;有些牛犢的胸腺、脾和淋巴腺未得到正常發(fā)育;克隆動物胎兒普遍存在比一般動物發(fā)育快的傾向,這些都可能是死亡的原因。
即使是正常發(fā)育的“多莉”,也被發(fā)現(xiàn)有早衰跡象。染色體的未端被稱為端粒,它決定著細胞能夠分裂的次數(shù):每一次分裂端粒都會縮短,而當端粒耗盡后細胞就失去了分裂能力。1998年,科學家發(fā)現(xiàn)“多莉”的細胞端粒比正常的要短,即其細胞處于更衰老的狀態(tài)。當時認為,這可能是用成年綿羊的細胞克隆“多莉”造成的,使其細胞具有成年細胞的印記,但這一解釋目前受到了挑戰(zhàn),美國馬薩諸塞州的醫(yī)生羅伯特·蘭扎等用培養(yǎng)的衰老細胞克隆牛,得到6頭小牛,出生5~10個月后發(fā)現(xiàn)這些克隆牛的端粒比普通同齡小牛要長,有的甚至比普通新生小牛的端粒還長?,F(xiàn)在還不清楚這一現(xiàn)象的原因,也不清楚為何與“多莉“的情況有巨大差別。但這一實驗說明,在一些情況下克隆過程能改變成熟細胞的分子鐘,使其“恢復青春”,關于這種變化對克隆動物壽命的影響,還有待于進一步觀察。
除了以上的理論和技術障礙外,克隆技術(尤其是在人胚胎方面的應用)對倫理道德的沖擊和公眾對此的強烈反應也限制了克隆技術的應用。但幾年來克隆技術的發(fā)展表明,世界各科技大國都不甘落后,誰也沒有放棄克隆技術研究。這一點上英國政府的態(tài)度非常具有代表性,在1997年2月底宣布中止對“多莉”研究小組投資后不到1個月,英國科技委員會就對克隆技術發(fā)表專題報告,表明英國政府將重新考慮這一決定,認為盲目禁止這方面的研究并不是明智之舉,關鍵在于建立一定的規(guī)范利用它為人類造福。
克隆是英文 clone的音譯,簡單講就是一種人工誘導的無性繁殖方式。但克隆與無性繁殖是不同的。無性繁殖是指不經(jīng)過雌雄兩性生殖細胞的結合、只由一個生物體產生后代的生殖方式,常見的有孢子生殖、出芽生殖和分裂生殖。由植物的根、莖、葉等經(jīng)過壓條、扦插或嫁接等方式產生新個體也叫無性繁殖。綿羊、猴子和牛等動物沒有人工操作是不能進行無性繁殖的??茖W家把人工遺傳操作動、植物的繁殖過程叫克隆,這門生物技術叫克隆技術。
克隆技術的設想是由德國胚胎學家于1938年首次提 出的,1952年,科學家首先用青蛙開展克隆實驗,之后不斷有人利用各種動物進行克隆技術研究。由于該項技術幾乎沒有取得進展,研究工作在80年代初期一度進入低谷。 后來,有人用哺乳動物胚胎細胞進行克隆取得成功。 1996年7月5日,英國科學家伊恩·維爾穆特博士用成年羊體細胞克隆出一只活產羊,給克隆技術研究帶來了重大突破,它突破了以往只能用胚胎細胞進行動物克隆的技術難 關,首次實現(xiàn)了用體細胞進行動物克隆的目標,實現(xiàn)了更高意義上的動物復制。研究克隆技術的目標是找到更好的辦法改變家畜的基因構成,培育出成群的能夠為消費者提供可能需要的更好的食品或任何化學物質的動物。
克隆的基本過程是先將含有遺傳物質的供體細胞的核移 植到去除了細胞核的卵細胞中,利用微電流刺激等使兩者融合為一體,然后促使這一新細胞分裂繁殖發(fā)育成胚胎,當胚胎發(fā)育到一定程度后(羅斯林研究所克隆羊采用的時間約為 6天)再被植入動物子宮中使動物懷孕使可產下與提供細胞 者基因相同的動物。這一過程中如果對供體細胞進行基因改造,那么無性繁殖的動物后代基因就會發(fā)生相同的變化。培育成功三代克隆鼠的“火奴魯魯技術”與克隆多利羊技術的主要區(qū)別在于克隆過程中的遺傳物質不經(jīng)過培養(yǎng)液的培養(yǎng),而是直接用物理方法注入卵細胞。這一過程中采用化學刺激法代替電刺激法來重新對卵細胞進行控制。1998年7月 5日,日本石川縣畜產綜合中心與近畿大學畜產學研究室的科學家宣布,他們利用成年動物體細胞克隆的兩頭牛犢誕生。這兩頭克隆牛的誕生表明克隆成年動物的技術是可重復的。
當蘇格蘭的羅斯林研究所1996年利用克隆技術克隆出小羊多利后,這一成果立即被譽為本世紀最重大的也是最有爭論的科技突破之一。這一突破帶來的好處是顯而易見的。 利用這一技術可以在搶救珍奇瀕危動物、復制優(yōu)良家畜個體、 擴大良種動物群體、提高畜群遺傳素質和生產性能、提供足量試驗動物、推進轉基因動物研究、攻克遺傳性疾病、研制 高水平新藥、生產可供人移植的內臟器官等研究中發(fā)揮作用。
在肯定了這種技術的正面作用的同時,人們更大程度上表示了對這種技術的擔憂,他僑銜?綣?褂貌壞保?庵旨際蹩贍芏隕??肪巢??て詰牟渙加跋歟?恍┛蒲Ъ胰銜?? 果在畜牧業(yè)中大量推廣這種無性繁殖技術,很可能破壞生態(tài)平衡,導致一些疾病的大規(guī)模傳播;如果將其應用在人類自身的繁殖上,將產生巨大的倫理危機。
克隆羊多莉的身份被披露后,美國俄勒岡科學家也證實他們于1996年8月已經(jīng)利用克隆胚胎培育出猴子;又有傳說,比利時一醫(yī)生已無意中克隆出一個男孩。盡管比利時科學家否認克隆人的報道,但是各國政府對克隆技術在法律 和倫理方面可能造成的影響非常重視,美、德、法、英、加 等國紛紛成立專家小組研究這一問題,科學家們也要求對這 一領域的研究加以限制。世界衛(wèi)生組織總干事中島宏和歐盟委員會負責科研的委員1997年3月11日分別發(fā)表聲明 和談話,表示反對進行人體克隆試驗。目前各國對這項技術較為一致的看法是制定法律加強對這種技術的管理,并嚴禁用它復制人類??寺〕鲂⊙蚨嗬挠茖W家維爾穆特也說, 用來克隆多利的那種技術效率極低,在他成功克隆出多利之前該技術曾導致先天缺損動物的出生。將這種技術用于人類 是“非常不人道的”。
中國政府也十分重視克隆技術及其提出的相關問題,國家科委和農業(yè)部等部門已多次召開有各方面專家參加的研討、 座談會,并就有關問題達成共識。專家們認為,動物克隆技術的成功是科學研究上的一個重大事件,它既有有益的一面, 又有不利的可能,必須采取措施加以規(guī)范,嚴格控制住有害的一面,使這項技術造福于人類。
1997年11月11日,聯(lián)合國教科文組織第29屆 大會在巴黎通過一項題為《世界人類基因組與人權宣言》的文件,明確反對用克隆技術繁殖人。文件指出,應當利用生物學、遺傳學和醫(yī)學在人類基因組研究方面的成果,但是, 這咱研究必須以維護和改善公眾的健康狀況為目的,違背人 的尊嚴的作法,如用克隆技術繁殖人的作法,是不能允許的。
1998年1月12日,歐洲19個國家在法國巴黎簽署了一項嚴格禁止克隆人的協(xié)議(european protocol on banning human cloning)。這是國際上第一個禁止克隆人的 法律文件,是對《歐洲生物醫(yī)學條約》的補充。這項禁止克 隆人協(xié)議規(guī)定,禁止各簽約國的研究機構或個人使用任何技術創(chuàng)造與一活人或死人基因相似的人,否則予以重罰。違反協(xié)議的研究人員和醫(yī)生將被禁止從事研究和行醫(yī),有關研究 所或醫(yī)院的執(zhí)照將被吊銷。如果簽約國研究機構或個人在歐洲以外地區(qū)進行這類活動也將追究法律責任。在協(xié)議上簽字的國家有法國、丹麥、立陶宛、芬蘭、希臘、愛爾蘭、意大 利、拉脫維亞、盧森堡、摩爾多瓦、挪威、葡萄牙、羅馬尼 亞、斯洛文尼亞、西班牙、瑞典、馬其頓、土耳其和圣馬力諾。
克隆技術的發(fā)展
克隆,是Clone的譯音,意為無性繁殖,克隆技術即無性繁殖技術。前不久報道的英國羅斯林研究所試驗成功的克隆羊多利,是首次利用體細胞克隆成功的,它在生物工程史上揭開了新的一頁。
克隆技術已經(jīng)歷了三個發(fā)展時期:
第一個時期是微生物克隆,即由一個細菌復制出成千上萬個和它一模一樣的細菌而變成一個細菌群。
第二個時期是生物技術克隆,如DNA克隆。
第三個時期就是動物克隆,即由一個細胞克隆成一個動物。
在自然界,有不少植物具有先天的克隆本能,如番薯、馬鈴薯、玫瑰等插枝繁殖的植物。而動物的克隆技術,則經(jīng)歷了由胚胎細胞到體細胞的發(fā)展過程。早在本世紀50年代,美國的科學家以兩棲動物和魚類作研究對象,首創(chuàng)了細胞核移植技術,他們研究細胞發(fā)育分化的潛能問題,細胞質和細胞核的相互作用問題。1986年英國科學家魏拉德森首次把胚胎細胞利用細胞核移植法克隆出一只羊,以后又有人相繼克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等動物。我國的克隆技術也頗有成就,80年代末,我國克隆出一只兔,1991年西北農業(yè)大學發(fā)育研究所與江蘇農學院克隆羊成功,1993年中科院發(fā)育生物研究所與揚州大學農學院共同克隆出一批山羊,1995年華南師大和廣西農大合作克隆出牛,接著中國農科院畜牧研究所于1996年克隆牛獲得成功。而美國最近克隆猴取得成功,日本科學家也聲稱他們繁殖出200多頭“克隆牛”。以上所述的克隆動物,都是用胚胎細胞作為供體細胞進行細胞核移植而獲得成功的。
1997年2月英國羅斯林研究所宣布克隆成功的小羊多利,是用乳腺上皮細胞作為供體細胞進行細胞核移植的,它翻開了生物克隆史上嶄新的一頁,突破了利用胚胎細胞進行核移
轉基因歷史
1.轉基因食品的發(fā)展歷程是怎樣的轉基因植物技術始于20世紀70年代初,最早進行轉基因食品研究的是美國,始于20世紀80年代初,世界上第一例進入商品化生產的轉基因食品是1994年投放美國市場的可延緩成熟的轉基因番茄。
進入21世紀以后,全世界轉基因作物種植發(fā)展異常迅速,1998年全球轉基因植物種植面積僅2780hm2。美國最多,占74%;中國不到1%。
轉基因植物按種植面積多少排序為大豆、玉米、棉花、油菜、馬鈴薯。轉基因性狀主要是抗除草劑和抗蟲,分別占77%和22%。
1999年全球轉基因植物種植總面積達4000hm2,其中美國、加拿大、阿根廷三國占99%,此外中國、印度等國也有一定量的種植。2002年全世界轉基因作物種植總面積為5870hm2,主要生產國為美國、阿根廷、加拿大、中國。
主要農作物有:抵抗昆蟲的玉米,抵抗殺蟲劑的大豆,抵抗病蟲害的棉花,富含胡蘿卜素的水稻,耐寒抗旱的小麥,抵抗病毒的瓜類和控制成熟速度及硬度的西紅柿等等。轉基因植物技術始于20世紀70年代初,最早進行轉基因食品研究的是美國,始于20世紀80年代初,世界上第一例進入商品化生產的轉基因食品是1994年投放美國市場的可延緩成熟的轉基因番茄。
進入21世紀以后,全世界轉基因作物種植發(fā)展異常迅速,1998年全球轉基因植物種植面積僅2780hm2。美國最多,占74%;中國不到1%。
轉基因植物按種植面積多少排序為大豆、玉米、棉花、油菜、馬鈴薯。轉基因性狀主要是抗除草劑和抗蟲,分別占77%和22%。
1999年全球轉基因植物種植總面積達4000hm2,其中美國、加拿大、阿根廷三國占99%,此外中國、印度等國也有一定量的種植。2002年全世界轉基因作物種植總面積為5870hm2,主要生產國為美國、阿根廷、加拿大、中國。
主要農作物有:抵抗昆蟲的玉米,抵抗殺蟲劑的大豆,抵抗病蟲害的棉花,富含胡蘿卜素的水稻,耐寒抗旱的小麥,抵抗病毒的瓜類和控制成熟速度及硬度的西紅柿等等。。
2.轉基因技術的發(fā)展歷史1974年,科恩(Cohen)將金黃色葡萄球菌質粒上的抗青霉素基因轉到大腸桿菌體內,揭開了轉基因技術應用的序幕。
1978年,諾貝爾醫(yī)學獎頒給發(fā)現(xiàn)DNA限制酶的納森斯(DanielNathans)、亞伯(WernerArber)與史密斯(HamiltonSmith)時,斯吉巴爾斯基在《基因》期刊中寫道:限制酶將帶領我們進入合成生物學的新時代。
1982年,美國Lilly公司首先實現(xiàn)利用大腸桿菌生產重組胰島素,標志著世界第一個基因工程藥物的誕生。
1992年荷蘭培育出植入了人促紅細胞生成素基因的轉基因牛,人促紅細胞生成素能刺激紅細胞生成,是治療貧血的良藥。轉基因技術標志著不同種類生物的基因都能通過基因工程技術進行重組,人類可以根據(jù)自己的意愿定向地改造生物的遺傳特性,創(chuàng)造新的生命類型。同時轉基因技術在藥物生產中有著重要的利用價值。轉基因技術,包括外源基因的克隆、表達載體、受體細胞,以及轉基因途徑等,外源基因的人工合成技術、基因調控網(wǎng)絡的人工設計發(fā)展,導致了21世紀的轉基因技術將走向轉基因系統(tǒng)生物技術2000年國際上重新提出合成生物學概念,并定義為基于系統(tǒng)生物學原理的基因工程與轉基因技術。
3.【轉基因的發(fā)展與成就】轉基因技術的定義將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中,由于導入基因的表達,引起生物體的性狀的可遺傳的修飾,這一技術稱之為轉基因技術(Transgenetechnology).人們常說的"遺傳工程"、"基因工程"、"遺傳轉化"均為轉基因的同義詞.經(jīng)轉基因技術修飾的生物體在媒體上常被稱為"遺傳修飾過的生物體"(Geicallymodifiedanism,簡稱GMO).轉基因技術,包括外源基因的克隆、表達載體、受體細胞,以及轉基因途徑等,外源基因的人工合成技術、基因調控網(wǎng)絡的人工設計發(fā)展,導致了21世紀的轉基因技術將走向轉基因系統(tǒng)生物技術-合成生物學時代.轉基因技術與傳統(tǒng)技術的關系自從人類耕種作物以來,我們的祖先就從未停止過作物的遺傳改良.過去的幾千年里農作物改良的方式主要是對自然突變產生的優(yōu)良基因和重組體的選擇和利用,通過隨機和自然的方式來積累優(yōu)良基因.遺傳學創(chuàng)立后近百年的動植物育種則是采用人工雜交的方法,進行優(yōu)良基因的重組和外源基因的導入而實現(xiàn)遺傳改良.因此,轉基因技術與傳統(tǒng)技術是一脈相承的,其本質都是通過獲得優(yōu)良基因進行遺傳改良.但在基因轉移的范圍和效率上,轉基因技術與傳統(tǒng)育種技術有兩點重要區(qū)別.第一,傳統(tǒng)技術一般只能在生物種內個體間實現(xiàn)基因轉移,而轉基因技術所轉移的基因則不受生物體間親緣關系的限制.第二,傳統(tǒng)的雜交和選擇技術一般是在生物個體水平上進行,操作對象是整個基因組,所轉移的是大量的基因,不可能準確地對某個基因進行操作和選擇,對后代的表現(xiàn)預見性較差.而轉基因技術所操作和轉移的一般是經(jīng)過明確定義的基因,功能清楚,后代表現(xiàn)可準確預期.因此,轉基因技術是對傳統(tǒng)技術的發(fā)展和補充.將兩者緊密結合,可相得益彰,大大地提高動植物品種改良的效率.轉基因水稻從實驗室走向田野據(jù)新華社杭州電廣受世人關注的轉基因水稻研究正從實驗室走向田野,記者最近從中國水稻研究所獲悉,轉基因水稻已進入大田釋放階段,現(xiàn)正申請商品化生產.1996年,中國水稻研究所以黃大年研究員為首的課題組,在世界上首次研究出了抗除草劑轉基因雜交稻,為解決長期以來困擾雜交稻制種純度問題提供了新方法.這項成果名列由我國500位兩院院士評選出的“1997年中國十大科技進展”榜首.之后,課題組又成功配制出抗除草劑轉基因直播水稻,可省工省時除盡稻田雜草.去年3月,中國水稻所與浙江錢江生物化學股份有限公司聯(lián)合組建了浙江金穗農業(yè)基因工程有限公司,正式拉開了將轉基因水稻推向產業(yè)化的序幕.目前,黃大年等人已選育出一批優(yōu)良的轉基因水稻組合和新品系,經(jīng)農業(yè)部基因產品安全委員會的安全審定和批準,這些新品種已開始在浙江的富陽、臨安、麗水等地進行繼實驗室研究和中間試驗后的大田釋放和試種示范,并正在向有關部門申請商品化生產.轉基因食品你敢吃嗎?2000年3月,克隆小豬“橫空出世”.隨之而來,歐美之間也為轉基因食品吃與不吃的問題爭論不休.在我國,轉基因食品還比較罕見,到目前為止,經(jīng)農業(yè)部生物工程安全委員會準許商業(yè)化的轉基因作物僅有6種,其中有3種涉及食品,兩種西紅柿、一種甜椒.但是,隨著我國加入WTO的推進和全球經(jīng)濟一體化的到來,食用轉基因食品將成為不可回避的現(xiàn)實.那么,什么是轉基因食品?轉基因食品到底能不能吃?十幾年來一直從事基因工程方面研究的中國農業(yè)大學食品學院院長、博士生導師羅云波教授的答疑或許能為轉基因食品的食用者壯壯膽.所謂轉基因食品,就是利用分子生物學技術,將某些生物的基因轉移到其它物種中去,改造生物的遺傳物質,使其在性狀、營養(yǎng)品質、消費品質方面向人類所需要的目標轉變,以轉基因生物為直接食品或為原料加工生產的食品就是轉基因食品.它的研究已有幾十年的歷史,但真正的商業(yè)化是近十年的事.90年代初,市場上第一個轉基因食品出現(xiàn)在美國,是一種保鮮番茄,這項研究成果本是在英國研究成功的,但英國人沒敢將其商業(yè)化,美國人便成了第一個吃螃蟹的人,讓保守的英國人后悔不迭.此后,轉基因食品一發(fā)不可收.據(jù)統(tǒng)計,美國食品和藥物管理局確定的轉基因品種已有43種.美國是轉基因食品最多的國家,60%以上的加工食品含有轉基因成分,90%以上的大豆、50%以上的玉米、小麥是轉基因的.轉基因食品有轉基因植物,如:西紅柿、土豆、玉米等,還有轉基因動物,如:魚、牛、羊等.雖然轉基因食品與普通食品在口感上沒有多大差別,但轉基因的植物、動物有明顯的優(yōu)勢:優(yōu)質高產、抗蟲、抗病毒、抗除草劑、改良品質、抗逆境生存等.轉基因食品的安全問題面對越來越多的轉基因食品,人們的認識并非一致,以美國為首的主吃派和歐洲為首的反對派在全球范圍內形成了兩大陣營.不久前調查表明,美國、加拿大兩國的消費者大多已接受了轉基因食品,僅有27%的消費者認為食用轉基因食品可能會對健康造成危害.而在歐洲,大多數(shù)人是反對轉基因食品的,英國尤為明顯.緣由是1998年英國的一位教授的研究表明,幼鼠食用轉基因的土豆后,會使內臟和免疫系統(tǒng)受損,這是對轉基因食品提出的最早質疑,并在英國及全世界引發(fā)。
4.轉基因作物的發(fā)展歷史從表面上看來,轉基因作物同普通植物似乎沒有任何區(qū)別,只是多了能使它產生額外特性的基因。
從1983年以來,生物學家已經(jīng)知道怎樣將外來基因移植到某種植物的脫氧核糖核酸中去,以便使它具有某種新的特性:抗除莠劑的特性,抗植物病毒的特性,抗某種害蟲的特性。這個基因可以來自任何一種生命體:比如細菌、病毒、昆蟲。
這樣,通過生物工程技術,人們可以給某種作物植入一種靠雜交方式根本無法獲得的特性,這是人類9000年作物栽培史上的一場空前革命,將大大促進作物的質量和產量。世界上第一種基因移植作物是一種含有抗生素藥類抗體的煙草。
它在1983年培植出來;直到10年以后,第一種市場化的基因食物才在美國出現(xiàn),那是一種可以延遲成熟的西紅柿。1996年,由這種西紅柿食品制造的西紅柿餅才得以允許在超市出售。
轉基因牛羊、轉基因魚蝦、轉基因糧食、轉基因蔬菜和轉基因水果在國內外均已培育成功并已投入食品市場。國家農業(yè)轉基因生物安全委員會委員、中國農科院植保所彭于發(fā)研究員介紹,全球的轉基因作物在問世后的7年中整整增加了40倍,轉基因生物以植物、動物和微生物為多,其中植物是最普遍的。
從1983年研究成功后,轉基因作物從1996年的170萬公頃直接增長至2003年的6770萬公頃,有5大洲18個國家的700萬戶農戶種植,其中轉基因大豆已占全部大豆種植的55%,玉米占11%,棉花占21%,油菜占16%,這些作物的國際貿易出口額也在增加。。
5.轉基因食品的歷史,要詳細的并且簡練自1997年以來,該地區(qū)土地總面積用于種植轉基因食品的次數(shù)增加了驚人的80個,并突出了產品的知名度,這些食物非常好。然而,這并不意味著這些食品是沒有爭議所包圍。雖然經(jīng)歷歷史上的轉基因食品,你不能不看到,它已經(jīng)為眾多爭議周圍更多的消息,對于它的好處。在我們周圍移動)到它的歷史,企圖爭議看到的發(fā)展以及轉基因食品(如各種,讓我們嘗試了解轉基因食品的實際含義。
什么是轉基因食品?
由一個適當?shù)亩x走,轉基因食品是食品加工產品,是從轉基因植物和動物。)在本生物體(包括,上述生物是受到遺傳的方式來修改它們的DNA變化所作出的具體工程。這涉及到或插入或。缺失基因的基因工程一直是一個在該領域取得的成就主要生物學,并使用相同的食品生產無疑是誘人的。
轉基因食品的歷史
在轉基因食品的歷史可以追溯到19世紀中葉,當孟德爾-奧地利的僧侶和植物學家,進行了一項實驗,其中他短暫豌豆雜交種豌豆種與高顯示一個物種的某些性狀的繼承其他與此進程。盡管孟德爾被認為是今天的科學遺傳學奠基人,他的努力沒有承認,直到20世紀。孟德爾的意見鋪平了第一種方式的發(fā)展轉基因植物-煙草植物的抗生素有抗藥性的1983年,在。
1983年后的突破,科學家們又花了十年成長的轉基因食品首次用于商業(yè)用途。這種轉基因作物是由美國加州的公司創(chuàng)建了一個番茄-Calegne。番茄新品種-這是該公司FlavrSavr命名,是在1994年提供商用。這是基因改造的方式,它需要較長的時間期限為它分解后回升到正常相比,西紅柿。即使消費者表現(xiàn)出同樣的濃厚興趣,該公司于1997年停止了這樣的事實:由于其較長的保質期使該公司盈利減少生產。
一些人士還列舉了為制止這種作物生產的實際原因是它要面對競爭,從傳統(tǒng)的對應,以及一些生產,該公司遭到了問題。在此同時,另一家歐洲公司制造的,從轉基因番茄醬和番茄品種在1996年它在市場上發(fā)售。在轉基因食品的爭論就開始與一些聲稱這些產品為轉基因動物和人類一樣有害的科學家。一個這樣的科學家阿帕德泰博士-一位匈牙利出生的生物化學家和營養(yǎng)學家,誰透露,他已經(jīng)注意到這些食物對胃壁的人,他和美聯(lián)儲在1998年轉基因馬鈴薯的老鼠免疫系統(tǒng)的一些不良影響。
隨之而來的是一系列相關的一個爭議的轉基因食品的優(yōu)點和缺點這使群眾相信,人類減少了對這一新技術為單純的豚鼠。雖然這并影響世界的基因改良生產的食品,在某些地區(qū),它并沒有帶來同樣的完全停止。基因研究繼續(xù)和許多其他食品很快被轉基因農作物以滿足人類的需求。該地區(qū)土地總面積種植轉基因作物的生長增加4.2萬英畝一十九萬九千七點零萬英畝到2009年的331。截至今天,美國有一個主要份額占有率分別為轉基因食品生產達百分之45的世界巴西生產,其次是阿根廷和16和百分之15的世界。
這是一個在過去十五年的歷史短,但爭議的基因在轉基因工程食品的聚光燈一直保持這個概念。即使在今天,轉基因食品的爭議和以往一樣的很大一部分信貸這正好沖突研究轉基因食品的優(yōu)勢和風險和他們夸大的結果。在當天結束的,有沒有具體的理由說這些轉基因食品是否有害,我們還是沒有,因此它是明智的評估轉基因食品的優(yōu)點和缺點,并選擇安全的出路-即使這意味著棄權從他們的消費。
(求推薦)
美國,轉基因技術由沃森和克里克發(fā)明。
1953年,沃森(Watson JD)和克里克(Crick FHC)首次提出了DNA的雙螺旋結構模型和半保留復制假說。
1966年,美國科學家尼倫伯格(Nirenberg MW)等破譯了全部遺傳密碼,宣告了分子生物學的誕生。隨著DNA限制性內切酶和DNA連接酶等工具酶的相繼發(fā)現(xiàn),為體外遺傳操作提供了便利的工具。
1972年,美國科學家波義爾(Boyer HW)和博格(Berg P)等成功實現(xiàn)了將不同來源的兩段DNA拼接在一起的工作,標志著DNA重組技術的誕生 。
轉基因的原理:
轉基因技術利用現(xiàn)代生物技術,將人們期望的目標基因,經(jīng)過人工分離、重組后,導入并整合到生物體的基因組中,從而改善生物原有的性狀或賦予其新的優(yōu)良性狀。
除了轉入新的外源基因外,還可以通過轉基因技術對生物體基因的加工、敲除、屏蔽等方法改變生物體的遺傳特性,獲得人們希望得到的性狀。這一技術的主要過程包括外源基因的克隆、表達載體構建、遺傳轉化體系的建立、遺傳轉化體的篩選、遺傳穩(wěn)定性分析和回交轉育等。
以上內容參考:百度百科——轉基因技術
1、人類基因組計劃
(1)人類基因組計劃的目標
人類基因組計劃是一項國際性的研究計劃。它的目標是通過以美國為主的全球性的國際合作,在大約15年的時間里完成人類24條染色體的基因組作圖和DNA全長序列分析,進行基因的鑒定和功能分析。由美、英、日、德、法、中六國參與的國際人類基因組計劃是人類文明史上最偉大的科學創(chuàng)舉之一。其核心內容是測定人基因組的全部DNA序列,從而獲得人類全面認識自我最重要的生物學信息。我國于1999年9月1日正式加入該計劃,承擔了1 %人類基因組(約三千萬個堿基)的測序任務。
(2)人類基因組的研究內容
A.建立遺傳圖譜
遺傳圖譜 (genetic map),又稱連鎖圖(linkage map),是指基因或DNA標志在染色體上的相對位置與遺傳距離。遺傳距離通常由基因或DNA片斷在染色體交換過程中分離的頻率厘摩(cM)來表示。1厘摩表示每次減數(shù)分裂的重組頻率為1%。厘摩值越高表明兩點之間距離越遠,厘摩值越低表示兩點間距離越近。
B.建立物理圖譜
物理圖譜 (physical map)是指DNA序列上兩點的實際距離,通常由DNA的限制酶片段或克隆的DNA片段有序排列而成。物理圖譜反應的是DNA序列上兩點之間的實際距離,而遺傳圖譜則反應這兩點之間的連鎖關系。在DNA交換頻繁的區(qū)域,兩個物理位置相距很近的基因或DNA片段可能具有較大的遺傳距離,而兩個物理位置相距很遠的基因或DNA片段則可能因該部位在遺傳過程中很少發(fā)生交換而具有很近的遺傳距離。
C.DNA序列測定
人類基因組計劃最終將測定出人類基因組的全部序列。這種序列測定不同于以往那種只對其一個特定的感興趣的區(qū)域進行DNA序列分析的工作。它要求一種更高效的規(guī)模測序,并將測出的每一個DNA片段按其染色體位置進行準確的排列。從而得到人類基因組DNA序列堿基排列的全貌。
D.基因的確定和分析
確定每一個基因,研究它的結構、特性和功能是人類基因組計劃的又一個重要內容。通
過對人類基因組全部DNA序列的測定,可以利用計算機找出分布在DNA兩條互補鏈上所有可能編碼蛋白質的基因。
(3)中國的人類基因組研究
我國已建成了一批實力較強的國家級生命科學重點實驗室,組建了北京、上海人類基因組研究中心。有了研究人類基因組的條件和基礎,并引進和建立了一批基因組研究中的新技術。中國的HGP在多民族基因保存、基因組多樣性的比較研究方面取得了令人滿意的成果,同時在白血病、食管癌、肝癌、鼻咽癌等易感基因研究方面也取得了較大進展。中國是世界上人口最多的國家,有56個民族和極為豐富的病種資源,并且由于長期的社會封閉,在一些地區(qū)形成了極為難得的族群和遺傳隔離群,一些多世代、多個體的大家系具有典型的遺傳性狀,這些都是克隆相關基因的寶貴材料。但是,由于我國的HGP研究工作起步較晚、底子薄、資金投入不足,缺乏一支穩(wěn)定的、高素質的青年生力軍,我國的HGP研究工作與國外近年來的驚人發(fā)展速度相比,差距還很大,并且有進一步加大的危險。如果我們在這場基因爭奪戰(zhàn)中不能堅守住自己的陣地,那么在21世紀的競爭中我們又將處于被動地位:我們不能自由地應用基因診斷和基因治療的權力,我們不能自由地進行生物藥物的生產和開發(fā),我們也不能自由地推動其他基因相關產業(yè)的發(fā)展。
2、中國雜交水稻基因組計劃簡介
水稻是世界上最重要的糧食作物之一,是半數(shù)世界人口賴以生存的主要食物,也是有7000年種植水稻歷史的中國經(jīng)濟、文化、傳統(tǒng)和歷史的一個重要組成部分。年總產值達千億人民幣以上的大米是關系到我國國計民生的最主要的糧食。袁隆平院士的雜交水稻在我國水稻育種和東南亞各國有著廣泛的影響。"中國雜交水稻基因組計劃" 這個項目著眼于中國糧食的主要物種秈稻和以秈稻為遺傳背景的雜交水稻,它在農業(yè)上的意義可與人類基因組計劃在人類健康中的意義相媲美。
通過對水稻全基因組序列分析,可以獲得大量與水稻育性、豐產、優(yōu)質、抗病、耐逆、成熟期等有關的遺傳信息和功能基因;可以促進水稻的品種改良,培育更好的優(yōu)質高產新品種;還有助于了解小麥、玉米等其它重要農作物基因組中的相關基因,從而帶動整個糧食作物的基礎與應用研究;還可以專利的方式,將優(yōu)良的種質資源轉化為信息資源進行保護,以利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
眾所周知袁隆平院士是我國水稻雄性不育系的最主要的發(fā)明和奠基人,有水稻之父和綠色革命先驅的全球美譽。選擇這一水稻株作為切入點進行測序分析在政治、科學和經(jīng)濟上都有著積極的意義。開展超級雜交稻基因組的研究,在產業(yè)上,是密切聯(lián)系生產實踐的;在科學上,是對國際水稻基因組研究的補充與發(fā)展;在國家任務上,將促進和幫助我國正在進行的水稻四號染色體基因組序列圖的完成。
處于世界領先地位的我國雜交水稻是我國糧食安全和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要資源之一。袁隆平院士等人培育的超級雜交稻更是中國的驕傲和國寶。開展雜交稻的分子遺傳機理研究是生產實踐提出的問題,也是使水稻高產高質的必由之路。通過對超級雜交稻基因組的測序,解開其遺傳秘密;以信息化帶動水稻的應用研究和產業(yè)發(fā)展;申請相應的專利保護,為可持續(xù)發(fā)展打好基礎。并將我國這一學科推至國際前沿。
中國雜交水稻基因組計劃就是以水稻基因組測序為基礎,以水稻比較基因組、功能基因組等領域的研究為核心,重點開展具有我國自主知識產權的重要功能基因發(fā)掘和應用。項目測定的是袁隆平院士培育的超級雜交稻兩優(yōu)培九的二個親本培矮64S和9311的基因組全序列框架圖。培矮64S是光溫敏核不育的品種,它的基因組兼具秈稻、粳稻和瓜畦稻的成分,在雜交稻中作母本;9311是的典型秈稻品種,作父本。
水稻的基因組序列與人類基因組序列一樣,是研究水稻的遺傳變異、發(fā)育與進化的基礎。特別是作為農作物,是培育高產、優(yōu)質、美味的優(yōu)良品種的基礎。它的意義是不言而喻的,正因為如此, 國際上已有三個"水稻基因組計劃":
①1992年開始,1997年正式形成的"國際水稻基因組協(xié)作組,現(xiàn)已公布 200 Mb 的BAC 克隆的數(shù)據(jù),及一條染色體的全序列;
②2000 年4月,孟山都 (Monsanto)公司公布水稻的"工作框架圖";
③2001年2月,另一公司 Syngenta 也宣布完成水稻的"工作框架圖"。
而我國的雜交水稻"工作框架圖"將對全球的水稻研究與育種提供信息,并將推動水稻基因組及其他農作物基因組的研究。開展雜交稻及其秈稻親本基因組的研究,既能針對我國雜交稻生產的實際,也能彌補國際水稻基因組計劃的不足。
2001年9月我們完成了具有國際領先水平的中國雜交水稻(秈稻)基因組"工作框架圖"和數(shù)據(jù)庫,并將公布數(shù)據(jù),供全球免費共享。
根據(jù)組裝和數(shù)據(jù)分析結果,中國雜交水稻基因組"工作框架圖"和數(shù)據(jù)庫,具有國際領先地位,標志著我中心的科研從追隨世界級課題(1%項目)到自主進行世界級大課題研究的跨越。
3、體細胞克隆技術
克隆, 是英文CLone的音譯, 意思是無性繁殖。它是由一個細胞或一個分子經(jīng)復制擴增而變成一群相同細胞或分子的生物學過程和特征。個體水平的克隆在植物繁殖中司空見慣, 農業(yè)廣泛應用的扦插嫁接產生的后裔都是無性系的, 利用植物細胞在細胞水平上克隆生產林木花卉,水果疏菜也很平常。但通過拼接基因, 使之復制和表達, 在分子水平上克隆, 就要復雜和困難得多。
50年代曾有科學家用蝌蚪小腸上的皮細胞核, 移植到未去核的非洲爪蟾細胞上, 證明了已經(jīng)分化了的體細胞核的全能性。但在哺乳動物身上, 這項技術從未成功。
80年代,人們轉而用胚胎細胞克隆哺乳動物, 它是先將一個早期胚胎細胞的卵裂球分離,使之成為具有多個相同遺傳基因的卵細胞,這樣從一個品種繁殖出遺傳基因一模一樣的仔畜。1986年,英國科學家利用胚胎細胞克隆出一只綿羊。從80年代中期起,我國科學家用胚胎細胞相繼克隆成功小鼠、山羊、兔、豬和牛。就在英國的克隆羊旋風般攪動世界輿論之時, 美國科學家宣布去年成功地利用胚胎細胞克隆出兩只人類的近親:猴子。
但這所有的輝煌都無法和英國科學家利用體細胞克隆出的這只綿羊相提并論。
這只非凡的綿羊被它的創(chuàng)造者以人們喜愛的英國鄉(xiāng)村歌手多莉命名。它的身世的確曠古未有。它有三個母親, 卻沒有一個父親。它的胚胎發(fā)育和誕生的過程, 全部受到羅林研究所威爾莫特小組的操縱。他們先用藥物促使母羊A排卵, 然后將這只未受精卵的全部染色體吸空, 使之成為一個具有活性但無遺傳物質的“卵空殼”, 接著他們從母羊B——一只6齡綿羊的乳腺中取出一個普通細胞, 通過電流刺激作用, 使乳腺細胞的細胞核與“卵空殼”結合成一個含有新的遺傳物質的卵細胞, 這個卵細胞在試管中發(fā)育成胚胎后, 再將其植入母羊C的子宮。1996年7月, 多莉在科學們忐忑等待的心情中降臨世間。令人振奮的是, 迄今這個憨態(tài)可掬的“嬌小姐”一切正常。三只母羊對它都有生養(yǎng)之恩, 但只有母羊B, 那只為它提供了細胞核的6齡綿羊, 才是她的真正“生母”。多莉繼承了它的全部DNA遺傳基因, 換句話說, 多莉是母羊B百分之百的復制品。
多莉的誕生, 為生物工程技術在本世紀行將結束的時候, 打上了一個華麗的休止符, 也為21世紀眾目矚望、一致看好的這項技術起了個嘹亮的高音??寺〖夹g一旦成熟, 就意味著哺乳動物的任何一個體細胞,都可以是克隆的供體材料。據(jù)測算, 一個成年人體大約有400億萬個細胞。以此為參照, 試想想, 一小塊皮肉, 就包蘊多少細胞吧。這簡直取之不盡, 用之不竭。而克隆的最大優(yōu)勢在于能百分之百復制親本的所有性狀。因此克隆技術為解決目前在基礎醫(yī)學、醫(yī)藥和畜牧業(yè)生產等領域棘手的難題,為保護地球生物的多樣性, 開辟了一條獨特的路徑。
很多吞噬人類健康的頑疾之所以久攻不克, 是因為它只露出一幅猙獰的面目, 而隱匿了神秘的身世??茖W家們設想, 把體細胞中可能與疾病有關“嫌疑”基因, 導入實驗動物基因中, 然后克隆出一批轉基因的實驗動物。由于人與動物的疾病發(fā)生機理有很多相似之處, 如果導入的嫌疑基因在動物身上發(fā)病, 就證明那一基因是肇事元兇, 反之就嫌疑排除。這樣人類就可以找到一把斬斷病魔惡爪的利劍。
若從血液中提取的蛋白藥物, 成本高, 價格昂貴, 而且有些血液制品中可能隱匿有令人聞之色變愛滋病、乙肝等病毒, 這使人們在使用這些藥物時疑慮重重, 甚至草木皆兵。如果大量克隆具有特殊藥用價值的基因動物, 就可以利用這種動物的血液和乳汁, 生產具有特殊效用的蛋白藥物?!敖杌ǐI佛”, 既提高效率, 又可高枕無憂。
若要培養(yǎng)一個優(yōu)良畜種, 需要數(shù)代雜交選種, 而且變異和退化時常威脅品質的穩(wěn)定, 致使研究人員數(shù)年辛勞前功盡棄, 付諸東流。利用體細胞克隆技術, 這一世紀難題就迎刃而解。比如用一頭高產奶牛作供體, 就可以克隆出十頭、百頭、千頭、萬頭……同樣高產的奶牛。當然, 這得保證飼養(yǎng)條件與供體大致相同?!坝忠R兒好, 又要馬兒不吃草”,在那兒都是行不通的。
還有每年,都有些物種成為我們這個星球永遠的過客。大熊貓、金絲猴……瀕危物種低沉的嗚咽和孤單的身影,時時牽動了世界的神經(jīng)。克隆技術無疑為珍稀動物兒孫繞膝, 子繁嗣盛帶來了福音, 也為人類保護地球的生物多樣性提供了技術的可能。
克隆技術的誘人前景現(xiàn)今還只顯露出崢嶸的一角。目前同種動物的體細胞克隆的重復性實驗還有待完善, 應用也非一朝一夕。今后不同種動物的克隆將是更大膽、更重要的一個研究方向。比如把羊的體細胞核與牛的卵細胞雜合, 再把這個重構胚胎植入馬的子宮孕育。但這些都有大量懸而未決的理論和技術問題等待科學家們去探索。
但同時我們可以看到:象許多科學技術一樣, 克隆技術也是一把雙刃劍。因為從理論上看, 既然哺乳類的綿羊可以克隆, 克隆人也不會大的障礙。人們想象, 現(xiàn)在克隆羊已經(jīng)姍姍走來, 克隆人離我們還會遠么?
克隆人的出現(xiàn)可能將對人類社會的政治、宗教、法律、倫理道德提出挑戰(zhàn), 將給現(xiàn)在人類社會的生活方式、家庭結構、婚戀方式帶來不可預料的沖擊, 因此世界各國都宣布克隆人為不受歡迎的人, 并為克隆人研究設置了一個個不得逾越的雷區(qū)。
美國總統(tǒng)克林頓宣布, 聯(lián)邦政府禁止用政府經(jīng)費克隆人, 并下令組成一個專門小組, 審查克隆技術的突破給倫理帶來的影響。
梵蒂岡的《羅馬觀察家》呼吁:“人類有權以人類的方式出生, 而不是在實驗室。任何一種反人類的方式都是令人難以接受的?!?
中國衛(wèi)生部長陳敏章宣布,中國對克隆人研究不贊成、不參與、不資助、也不接受外來科學家從事這方面研究。
法國衛(wèi)生國務秘書表示:“克隆人不可取”, 法國農業(yè)研究所聲明:“堅決反對任何克隆人體的技術?!?
值得我們欣慰和驕傲的是, 面對克隆, 人類表現(xiàn)得比以往任何時候都富有成熟理性和遠見。如果克隆技術真是上帝放在人類面前的又一只潘多拉魔盒, 那么人類將滿懷自信地伸出兩手,一只手叫智慧或靈性, 它讓克隆技術為我所用, 造福世界, 另一只手叫理性, 它將控制和防止克隆技術走向反面。
4、基因治療:
隨著人類遺傳學的發(fā)展,研究人員認識到,人類最基本的遺傳單位是染色體上的基因,基因是“制造”和“操縱”人類機體的藍圖,它指揮著細胞合成人類生命的基礎——蛋白質。但是,當基因發(fā)生變化時,其編碼的蛋白質不能履行自己正常的功能,這種情況下可能會出現(xiàn)疾病。近10多年來,作為糾正存在缺陷的基因的一種技術,基因療法在許多國家特別是西方發(fā)達國家中成為研究和試驗的熱點。
經(jīng)過多年的研究,研究人員尋找到了多種糾正缺陷基因的方法,其中最普遍的方法是將正常的基因插入基因組非特定的位置以取代有缺陷(也稱為失效或致?。┑幕?。在這種方法中,研究人員通常會利用被稱作傳病媒介的載體將正?;蛑委熁蜻f送到病人的目標細胞中。目前,最常見的傳病媒介是已被人為改變攜帶了人體正常DNA的病毒。病毒在漫長的進化過程中,形成了一套獨特的方式將自己的基因遞送到人體細胞中,致使人體發(fā)病。研究人員試圖除去病毒基因組中導致人體患病的基因,并加入治療基因,然后利用病毒遞送基因的特殊能力醫(yī)治人類疾病。
當病毒性傳病媒介在抵達目標細胞(如肝或肺細胞)后,它便將攜帶的治療人類基因的遺傳物質“卸下”留在目標細胞中。在治療基因給出的遺傳指令下,細胞開始產生具有相應功能的蛋白質,從而恢復目標細胞的正常功能。通常,用于基因療法傳病媒介的病毒類型包括:逆轉錄病毒、腺病毒、腺相關病毒(AAV)和皰疹單式病毒。不同的病毒在人體中攻擊的目標各不相同,因此它們在作為傳病媒介時,攜帶的治療基因和目標細胞也不盡相同。
當然,除利用傳病媒介遞送治療基因治療疾病的方法外,還有其他幾種非病毒遞送基因的方法供研究人員選擇。其中最簡單的方法是直接向目標細胞“注入”治療性DNA,然而這種方法應用范圍十分有限,原因是它只適用于少數(shù)人體組織,卻需要大量的DNA?,F(xiàn)在,研究人員在實驗將一條人造染色體或者稱第47條染色體注入目標細胞中,這條人造染色體將與人體細胞中的23對(46條)染色體并存,不影響它們的工作或引起它們發(fā)生突變,同時也不會受人體免疫系統(tǒng)攻擊。研究人員希望能將人造染色體作為一個大的傳病媒介,攜帶大量的遺傳密碼。這種方法目前存在的問題是,將如此之大的分子遞送到目標細胞的核內十分困難。
盡管基因療法從理論上講具有很強的可行性,但在實踐中卻遇到了不少的困難。美國首例基因療法臨床試驗開始于1990年,至今沒有取得明顯的效果。1999年,18歲的杰斯?格爾辛格接受試驗性基因療法治療鳥氨酸轉羧酶缺乏癥時,在治療的第4天由于多器官停止工作而去世。據(jù)認為,用作傳病媒介的腺病毒引起人體免疫系統(tǒng)強烈反應是導致杰斯死亡的原因。
基因療法研究遭受的最為嚴重的打擊是今年1月份法國又一例以失敗而告終的基因療法試驗。一名患X染色體相關嚴重綜合免疫缺乏疾?。╔-SCID,俗稱“泡泡嬰兒綜合癥”)的男孩在接受基因療法試驗后,出現(xiàn)了同白血病類似的疾病。而在2002年8月,就曾有一名患同樣疾病的男孩在接受試驗性基因療法后出現(xiàn)了相同的情況。在第二例試驗失敗后,為慎重起見,美國食品和藥物管理局(FDA)立即采取措施,暫時中斷了在美國所有利用逆轉錄病毒作為傳病媒介在血液干細胞內進行基因治療的試驗。
2003年2月底,美國食品和藥物管理局下屬的BRMAC委員會召開會議,討論是否能在有相應安全保障的前提下,允許對威脅人類生命的疾病進行一些逆轉錄病毒基因療法試驗,但是食品和藥物管理局尚沒有對此給予答復。目前,美國基因療法仍然處于試驗階段,食品和藥物管理局沒有批準任何人類基因療法的產品上市。
研究人員發(fā)現(xiàn),有不少因素影響了基因療法治療遺傳疾病的效果,其中包括基因療法自然生命短、人體免疫系統(tǒng)反應強烈、病毒傳病媒介存在的問題和多基因疾病。具體來說,治療性DNA不易“融入”基因組以及許多細胞的快速分裂這兩方面的問題,導致基因療法無法取得長久的治療效果,病人不得不多次接受治療;人體免疫系統(tǒng)對“入侵者”的強烈反應影響了基因療法的有效性,同時免疫系統(tǒng)產生的免疫反應導致病人重復接受基因療法的難度加大;病毒傳病媒介會給病人帶來潛在的危害,如毒性、免疫及炎癥反應。此外,人們擔心傳病媒介在進入人體后也許會重新恢復致病的活力;對單基因變異引起的疾病來說,基因療法是最有效的方法。但是實際上,人體許多疾病是由多基因變異引起的,因此單基因療法難以奏效。
雖然基因療法離臨床應用還有相當長的距離,但是基因療法的研究最近在某些方面仍取得了令人倍受鼓舞的進展。今年3月20日《新科學家》雜志報道,美國加州大學的研究小組成功地利用“涂”有PEG(聚乙烯乙二醇)高分子層的微脂粒(或脂質體),將治療基因遞送到人體大腦中。這是一項重大的突破和成就,因為過去的研究表明,病毒傳病媒介“身體”過大,無法跨過“血-腦屏障”。新的研究成果將有望治療帕金森病。又如,《新科學家》在3月13日還報道,有研究人員表示,由于細胞能利用雙鏈核糖核酸短片(siRNA)致使特殊序列的RNA出現(xiàn)退化或降級,如果設計一個siRNA同有缺陷基因的RNA副本相匹配,那么有缺陷的基因將不能產生異常的蛋白質。日前,倫敦哈默史密斯醫(yī)院的科學家在英國《自然醫(yī)學》雜志的網(wǎng)絡版上報告說,他們使用注射核糖核酸(RNA)的方法治療患有杜氏肌營養(yǎng)不良癥的實驗鼠,獲得初步成功,效果可持續(xù)3個月之久。
也許有一天,研究人員堅定的信念和不懈的努力能夠將基因療法用于人類疾病的預防和治療,讓那些攜帶缺陷基因生活在隨時出現(xiàn)病癥陰影下的人們從痛苦中徹底解放出來。
5、轉基因生物
(1)轉基因作物
在美國首都華盛頓新會議中心召開的“生物技術工業(yè)組織”年會上,生物技術工業(yè)組織主席菲爾德鮑姆宣稱:“截至2002年年底,全世界已有16個國家種植了8.7億畝生物技術作物。美國、阿根廷、加拿大和中國是種植轉基因作物最多的4個國家。僅在美國就有55種生物技術作物獲準商業(yè)化,目前最多的轉基因作物是大豆(3個品種)、棉花(6個品種)、玉米(13個品種)和油菜籽(11個品種)。”
來自美國47個州及全世界50多個國家的1.5萬名企業(yè)家和科學家參加了這屆為期3天的年會。討論的題目十分廣泛,從生物科學及其管理到生物倫理學和國土安全。分會場的內容包括生物防御、全球生物技術買賣、藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)、資金籌集以及知識產權保護等。
參加本屆年會的人數(shù)大大超過往年,這是因為美國最近生物技術股價直線上升,今年納斯達克生物技術股指上升了近50%。生物技術研究也取得了很大的進展,美國食品與藥物管理局還批準幾種新藥上市。菲爾德鮑姆說:“人們已知生物技術和信息技術正發(fā)生重大結合,但現(xiàn)在,已出現(xiàn)生物技術與其他技術,特別是同納米技術相結合的趨勢,產生了新的、高度計算機化的‘干實驗室’?!?
所謂“干實驗室”就是指在實驗室中,不采用諸如溶劑、溶液等化學物質,而大量使用計算機和其它電子技術進行試驗。這是生物實驗室的一個重大變化,使人們能在實驗室中比過去多進行幾千次試驗。從會議的小組討論中記者看到,工業(yè)上使用生物技術已十分普遍,用生物技術可以制造塑料、燃料、紙張和洗滌劑,從而對環(huán)境產生較小的影響。
在2003年6月22日中午舉行的生物技術和發(fā)展中國家會議上,組織者特地為記者提供了“生物技術午餐”。從主菜到點心和水果,每種食品都是經(jīng)過生物技術改造后的產品。第一道開胃菜就是生物技術改造的西紅柿和木瓜,記者品嘗了這種黃色的西紅柿后,感到除了有點酸以外,與普通西紅柿沒什么兩樣。轉基因木瓜能抗一種木瓜病,該病曾使美夏威夷州木瓜業(yè)損失了1700萬美元。主食是米飯烤蝦,外加洋李和花生米。轉基因稻米富含鐵元素和維生素A,經(jīng)過生物技術改造的洋李可防洋李皮疹病毒,而蝦和花生米食用后不會患蝦過敏和花生過敏癥,因為科學家已利用生物技術將過敏源徹底消除了。
(2)楊樹和白樺開始變臉 俄研制出轉基因樹木
俄羅斯科學院西伯利亞植物生理學和生物化學研究所利用基因工程的方法成功地研制出轉基因楊樹。而沃羅涅日森林遺傳和育種科研所則克隆出優(yōu)質的卡累利白樺樹。研究人員通過試驗發(fā)現(xiàn),轉基因樹和克隆樹在保障木材質量的情況下,還具有生長速度快、抗蟲害等優(yōu)點。
20世紀基因工程在醫(yī)藥、食品和農業(yè)生產中已得到廣泛運用,但利用基因工程改善樹木和森林質量的研究起步較晚。最近幾年來,科學家開始關注轉基因樹和克隆樹的研究。
俄西伯利亞植物生理學和生物化學研究所的科研人員發(fā)現(xiàn),玉米基因ugt能控制植物生長素酶的合成,若能提高樹木中植物生長素的含量,樹木的生長速度將加快??蒲腥藛T將ugt基因植入山楊、白楊和雪松中,獲得了轉基因的山楊、白楊和雪松。經(jīng)多年試驗證明,含ugt玉米基因的山楊、白楊和雪松的生長速度已大大增加。
沃羅涅日森林遺傳和育種科研所的科研人員選擇了最有價值的卡累利白樺樹進行克隆研究。他們從最漂亮的花紋木質白樺樹的莖中提取細胞和愈傷組織,再從愈傷組織中培育白樺樹,成功地獲得了克隆白樺樹。試驗證明,克隆白樺樹的生長速度更快:3年到4年樹干內就出現(xiàn)花紋木質的標志———節(jié)或者棱,5年到8年樹干內全部變成漂亮的花紋。而用傳統(tǒng)的方法種植的卡累利白樺樹,出現(xiàn)花紋木質標志通常需要10年到12年。
對此,也有一些俄科學家認為,和其他轉基因產品一樣,目前還缺乏對轉基因樹木結構和性能的完整認識??焖偕L的樹木能使土壤提前衰竭,轉基因樹木的花粉可能引起森林種群自然結構的改變,從而破壞森林生態(tài)系統(tǒng)。因此,對轉基因樹木的研究還需要長期觀察。
(3)美培育的煙草“長出”狂犬病病毒抗體
美國科學家首次培育出一種轉基因煙草作物,它能含有針對狂犬病病毒的抗體。新成果表明,轉基因作物有望成為狂犬病病毒抗體的廉價“生產車間”。
托馬斯·杰斐遜大學的研究人員說,他們在新型轉基因煙草作物中插入了編碼人類狂犬病病毒抗體的基因,目前,900英畝的轉基因煙草至少能收獲1000克狂犬病病毒抗體,大約可生產10萬份醫(yī)療制劑。研究人員稱,經(jīng)改進后,作物“生產車間”的生產率還能進一步提高。細胞培養(yǎng)實驗顯示,用轉基因煙草獲取的抗體能抑制狂犬病病毒,功效與人體天然產生的狂犬病病毒抗體差不多,甚至更強。活體動物實驗還表明,轉基因煙草產出的抗體能保護倉鼠免受狂犬病病毒感染。
全球每年平均有5萬多人死于狂犬病,狂犬病藥物和疫苗的市場空間相當大。傳統(tǒng)上主要從人和馬身上提取狂犬病病毒抗體,但前者成本過高,而從馬體內獲取的抗體會使人產生嚴重過敏等副作用。目前,世界范圍內狂犬病病毒抗體非常短缺。新型轉基因煙草作物研究負責人、托馬斯·杰斐遜大學科普羅夫斯基博士認為,與其他方法相比,從轉基因作物中獲取狂犬病病毒抗體,好處在于更安全、生產成本更低。
(4)反響:
20世紀70年代初,當科學家第一次利用重組基因技術把大腸桿菌的大噬菌體病毒和猿猴的SV40病毒構建成重組基因分子時,人們產生了一種恐懼,用這種方法會不會制造出人類無法控制的超級生物,給人類和自然造成毀滅性的破壞?于是科學家開始關注現(xiàn)代生物技術的安全性問題,即生物安全。
專家們認為,現(xiàn)代生物技術存在著廣泛性、潛在性、長期性的危險,可能會出現(xiàn)影響環(huán)境中非目標性生物生態(tài)結構,改變物種的競爭關系,出現(xiàn)轉基因植物雜草化和部分產品的毒性、致病性和過敏性等一系列問題。
如何看待這些潛在的危險呢?中國農業(yè)大學教授王國英認為,生物技術的潛在危險應當引起重視,采取預防手段是必要的,但不要夸大生物技術的危害。一些可預見到的潛在危險通過生物安全手段是可以避免的@并不像人們想象得那么可怕。例如,轉基因植物的雜草化問題,現(xiàn)有的大多數(shù)栽培作物經(jīng)人工馴化后,在自然條件下已失去適應性和自然競爭力,其退化為雜草的可能性是微乎其微的。
涉及生物安全檢查的另一方面就是基因漂移。轉基因作物會不會發(fā)生基因漂移,改變非目標生物的生態(tài)結構和物種的競爭關系?王國英解釋說,基因漂移只能在親緣關系較近的種屬之間進行,
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