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人类对转基因还知之甚少
http://www.100md.com 2011年10月15日 百科知识 2011年第20期
     有一位女明星,美艳超群,尤其可赞的是,其肌肤吹弹可破。她成为各大名牌化妆品/护肤品的广告代言人。每年,她都会收到各大化妆品公司争先恐后送来的新产品,用也用不完。其中有的过期了,她又不舍得扔掉……堆了一阵之后,她想起来送给她的粉丝试试……

    这件事让我联想起“转基因食物”的事情。

    为什么亚运会、大运会、世博会、农业部幼儿园等等(甚至转基因老巢孟山都有自己的食堂)都不用转基因食品,但却要向人民大众推广?因为前者,就好比那位有优越感的女明星;而后者,则好像是“发展中国家”。而欧洲人是不买转基因食品的账的。

    从转基因技术到转基因食物

    转基因技术在美国刚刚兴起时,虽然引来了争议,但还是赢得了为数众多的支持者。因为这门年轻的科学,与充满魅力的、震撼整个人类生命史的DNA双螺旋结构的发现(获1962年诺贝尔生理学或医学奖)联系在一起,并带给了人们无数的梦想和承诺。
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    转基因技术不但满足了人类想对自然进行小修小补的欲望,还进一步激发了人们想要“征服自然”、“改造自然”的雄心。

    对于转基因技术寄予的浪漫厚望,曾导致了美国民众群体性的、于最初取得的转基因成果节日性的狂欢;转基因公司股票的暴涨曾引起华尔街股市革命性的壮观景象。而今天,好些在生活中对转基因食品避之不及、深恶痛绝的美国人,当初却曾是“转基因食物”研发的积极支持者和拥护者。

    由美国麻省理工学院科学家发起组织的“忧虑的科学家联盟”,在2009年对过去20年“转基因农作物”的研发、13年的种植所作的跟踪调查和系统评估表明:转基因并不能增加农作物的产量。然而,最初支持转基因农作物研发的最响亮口号却是:“它能最大限度地增产,”“能解决全世界穷人的饥饿问题……”

    转基因动植物在实验室中的探索是过去二三十年来生物科学与技术手段进步的成果,它们为人类深入了解生命现象提供了前所未有的视角和研究途径。转基因技术研究与转基因农作物应用有两点基本不同:一是转基因产品在相对可控的实验室内环境中与放到自然界外环境下自由生长的不同;二是产品的目的不同。前者的产品不是供人食用的,而后者是要取代人们赖以生存的日常食物。即便以医用为目的的转基因,它的副作用和风险也是被认可的。作为科研的“转基因”,成败都是正常的。而转基因作物作为粮食,将大规模普通人卷入试验,失败是不允许的。
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    重新认识转基因

    西方分子生物学界的一些有识之士认为:转基因食物的研究和制造产业,最初发展起来时所基于的对于基因的认识和研究的理论,在日新月异的分子生物学发展进程中(特别是发展到了今天这个阶段),已一再被证明是“错了的”。

    转基因技术刚开始时,生物学家还以为,真核生物(如植物、动物和人)的基因编码规律与原核生物(如细菌)是一样的,即一个基因只编码一个特定的蛋白质。但“可变剪接”原理的发现告诉我们,在真核生物中,一个基因可以编码多个不同的蛋白质。而一直到2000年以后,对于“可变剪接”现象在真核生物中的广泛性和普遍性才被充分确认。

    但是,目前的一些科普宣传还在说:“转基因可以把我们已知的、有用的、优良的、安全的基因,非常精确地去做一个转移,它的安全性完全能够得到保障……”显而易见,这种说法还在用二十世纪七八十年代对于原核生物所适用的基因学理论来认识真核生物(包括农作物、动物和人)。
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    对转基因的新认识可以用一个最简单的方法来说明,即“内含子”的概念。假如一个基因中能够编码蛋白质的序列为“information”,而这个基因所携有的完整信息是:inXXXXforXXmaXXXXXtion。

    基因中嵌在编码蛋白质信息的基因段之间的、非编码部分“XXXX”或“XX”或“XXXXX”就叫做“内含子”(intron),而那些编码蛋白质部分的基因呢(in–for–ma-tion),叫作“外显子”(exon)。

    基因组序列中有90%以上的序列(内含子)是不编码基因的,早期的转基因专家曾认为内含子是基因的无用段、是“垃圾基因”。而今天再没人敢这样说了。但转基因专家、分子生物学专家们还没能搞得清楚,这些内含子的目的究竟是什么?在生物的生长和发育中是否起作用?是怎样发生作用的?而“转基因”过程中忽略内含子的作用或者在不同程度上对于内含子的干扰破坏会引起什么样的后果?

    基因编码和表达的复杂性
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    大约1985年之前的分子生物学认为,基因是互为独立的一系列微单元。而更新了的基因学理论认为,基因次序并非随机的。那么对于这种内在联系的破坏是有后果的(还有新近发现的“第二套遗传密码”,更揭示了基因间相互联系的高度复杂性)。增或减一个基因,或是对某一个基因动手,所引起的改变并不仅仅在于这一基因本身,更在于与其相关联的基因网络中发生的影响。

    在中国已经被颁发了“安全证书”的转基因水稻中,外源基因的插入对于受体基因次序的干扰后果是不清楚的。这样的产品,你会毫无顾忌地吃吗?

    在20世纪70年代和80年代,研究者普遍认为,外源性基因通过“横向转基因”不会进入哺乳动物的消化道。这一理解对于当初转基因食物的“安全性”评估起了根本性的作用。后来,当科学家发展了更为精密的检测技术,才发现了有显著比例的DNA并没有被消化系统摧毁。转基因技术所采用的外源性基因,甚至可能透过胎盘进入未出生婴儿的体内,以及转移进入成人的性细胞,影响到后代。假如更为精密的检测技术在当初就能获得并检测到“横向转基因”现象,转基因食物在一开始就根本不应被开发。
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    转基因作物的设计是特别有利于“横向转基因”发生的。它所采用的强悍的启动子(promoter),就是力图要突破物种之间天然的屏障。而且,在正常植物基因中,都会含有内含子,含有内含子的基因较长,也就不容易转移入肠道细菌中。即便偶然进入了肠道细菌,细菌也没有功能除去它的内含子段,因而这个偶然进入的基因也不会被表达。而转基因作物在插入基因的编码段是没有内含子的,这使得转入的基因更容易在肠道细菌中被表达。

    根据陈旧的遗传学理论,一旦氨基酸顺序确定了,蛋白质便总是会按正确的方式折叠。转基因作物的研发,便是基于这样的原理。而更新了的遗传学理论告诉我们:蛋白质折叠是需要有蛋白伴侣(chaperone)来协助进行的。千百万年以来,每一种植物的蛋白伴侣与它所折叠的特定的蛋白质一起,经历了漫长的进化。

    当转基因专家突然间将一种外源细菌基因插入植物,当这一植物的蛋白伴侣遭遇了完全陌生的异类蛋白,它们之间将如何互动是难以预料的。假如,这种尴尬的遭遇使得蛋白质折叠发生错误,后果将是错综复杂的。比如“疯牛病”的发生,就与“蛋白质错误折叠”有关。
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    基因微阵列片是一种相对比较新的技术,目前还没能被广泛地用于转基因作物的检测中。而用基因微阵列片测试发现,仅仅一个外源基因的插入,就可能导致5%的受体基因改变它们本身的基因表达。这种基因表达的改变可引起农作物原有营养成分的丢失,或意外毒素表达程度的升高。

    所以,转基因作物的风险并不仅仅来自于所转的那个外源性基因。

    转基因食物的一些真相

    转基因食物的一系列风险和开发过程中的得不偿失,是逐渐暴露和被了解的。事实上,在科学素养普遍较高的欧洲、日本等,都采取了对转基因食物极为审慎的防范态度。瑞士更是以全民公投的方式,禁止了转基因食物。

    至今美国食品与药物管理局所批准上市的转基因作物中,没有任何一种是转真核生物的基因的,20世纪美国生物公司曾经向投资者、向政府决策者、向消费者许下的许多宏伟、美丽而诱人的诺言都没有实现。比如将北极圈内比目鱼的基因“转”入农作物,就可以在严寒中获得丰收;将沙漠中抗干旱的动植物的基因“转”入农作物;将血红蛋白基因“转”入玉米和大豆;将生长素基因、廋肉型基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、角蛋白基因等等转入猪、牛、羊、鸡、鱼等动物,以增加产肉、产蛋、产乳量等等的经济效益,都没有实现。
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    中国的电视节目主持人近期还举出深海鱼的基因转入西红柿这样的例子来定义转基因食物,而事实上,转深海鱼这种真核生物的基因到西红柿中去,从来就没有成功过。曾经在美国短暂上市过的转基因西红柿只是通过转入较短的反义核酸来抑制导致西红柿软化的一个酶而已。

    2001年,转基因土豆在美国遭到强烈抵制,2004年,转基因小麦还没有上市就在美国遭到强烈抵制。于是,孟山都改弦易辙,重新制定了一项重大策略,即放弃土豆和小麦的转基因计划,转而集中力量开发玉米和大豆转基因项目。因为土豆是欧洲部分地区的传统主粮,小麦更是整个高加索人(白种人)的传统主粮;而玉米主要是南美人和墨西哥人的传统主粮,大豆则是亚洲人的传统食品。

    美国是一个多族裔的国家。白种人在美国主流社会中的声音比较被重视。因此,白人对自己的传统食物“转基因”的抵制,对孟山都来说是不容轻视的,孟山都索性就放弃了对白种人传统主粮的转基因计划。

    【责任编辑】张田勘, 百拇医药(曹明华)