基因工程生物安全講稿

基因工程生物安全講稿基因工程生物安全講稿第1頁何謂基因工程？為何發(fā)展基因工程？基因工程有哪些生物安全問題？基因工程生物安全怎樣管理？基因工程生物安全講稿第2頁什么是基因工程？基因工程生物安全講稿第3頁

科學(xué)家為之癡狂，藝術(shù)家為之靈感涌溢，世界為之震撼......

1953年4月25日，JamesWatson和FrancisCrick在《Nature》上發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。

DNA基因工程生物安全講稿第4頁1973年，Cohen等人成功地實(shí)現(xiàn)了DNA分子體外重組，從而使人類進(jìn)入了能人工設(shè)計(jì)和改造生物物種新時(shí)代—基因工程時(shí)代。以DNA重組技術(shù)為關(guān)鍵基因工程興起不但極大地推進(jìn)了整個(gè)生命科學(xué)研究，而且成為改變工農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥學(xué)面貌巨大力量。1977年11月，Boyer等利用重組DNA技術(shù)合成出了生長(zhǎng)抑制激素--利用基因工程方法取得第一個(gè)基因產(chǎn)物。從此基因工程研究蓬勃發(fā)展。

基因工程生物安全講稿第5頁基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。是在生物體外，經(jīng)過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表示，產(chǎn)生出人類所需要新生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ躺锇踩v稿第6頁從分子水平上干預(yù)生物遺傳特征基因工程生物安全講稿第7頁經(jīng)過基因工程可把來自任何生物基因轉(zhuǎn)移到與其毫無關(guān)系任何其它受體細(xì)胞中，能夠任意改造生物遺傳特征，創(chuàng)造出生物新性狀?；蚬こ躺锇踩v稿第8頁基因工程操作流程示意圖基因工程生物安全講稿第9頁由基因工程技術(shù)構(gòu)建且含有新遺傳性狀生物稱之為“基因工程生物”、“轉(zhuǎn)基因生物”或“基因工程體”。轉(zhuǎn)基因食品基因工程生物安全講稿第10頁為何發(fā)展基因工程？基因工程生物安全講稿第11頁基因工程誕生使生命科學(xué)發(fā)生了革命性改變，標(biāo)志著人類已進(jìn)入改造和創(chuàng)建新生命形態(tài)時(shí)代，并展現(xiàn)出其光芒未來?；蚬こ躺锇踩v稿第12頁基因工程應(yīng)用生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究中應(yīng)用農(nóng)林牧副漁中應(yīng)用工業(yè)中應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用基因工程生物安全講稿第13頁（一）在基礎(chǔ)研究中應(yīng)用幾乎在全部生命科學(xué)分支學(xué)科中得到應(yīng)用。基因工程生物安全講稿第14頁（二）在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用1.增加農(nóng)作物產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值如增加種子、塊莖蛋白質(zhì)含量，改變植物蛋白必需氨基酸百分比等。2.提升農(nóng)作物抗逆性能如抗病蟲害、抗旱、抗?jié)?、抗除草劑等性能?.提升光合作用效率從而提升農(nóng)作物產(chǎn)量。4.生物固氮基因工程。把禾谷等非豆科植物轉(zhuǎn)變?yōu)槟芡鼍采?，或具固氮能力，將代替無數(shù)個(gè)氮肥廠。5.增加植物次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)率。~組成全球藥品原料25%，如治療瘧疾奎寧、治療白血病長(zhǎng)春新堿、治療高血壓東莨菪堿、作為麻醉劑嗎啡等。6.培育畜牧業(yè)和水產(chǎn)業(yè)新品種。7.其它如肥料等?；蚬こ躺锇踩v稿第15頁轉(zhuǎn)基因植物基因工程生物安全講稿第16頁1995年：7500萬美元1997年：3.6億美元1998年：16億美元1999年：21-23億美元：30億美元：42.5億美元：80億美元：250億美元轉(zhuǎn)基因植物對(duì)未來農(nóng)業(yè)將產(chǎn)生不可估量影響。億美元轉(zhuǎn)基因作物全球銷售額改變“第二次綠色革命”

基因工程生物安全講稿第17頁轉(zhuǎn)基因動(dòng)物基因工程生物安全講稿第18頁

ProducingEnviropigsResearchersborrowagenefromE.colibacteriumthatproducesaphytaseenzyme(植酸酶),injectitintoafertilizedegg,andrelyontheanimal’snormalreproductivesystemtodelivertransgenicpigs.基因工程生物安全講稿第19頁（三）在工業(yè)中應(yīng)用啤酒釀造白酒和黃酒釀造和酒精生產(chǎn)干酪“吃油”工程菌纖維素酶基因工程生物安全講稿第20頁飼料、養(yǎng)殖業(yè)及其它工業(yè)

酶制劑﹑氨基酸﹑維生素﹑增稠劑﹑有機(jī)酸﹑乳化劑，表面活化劑﹑食用色素﹑食用香精及調(diào)味料、合成靛藍(lán)、限制性內(nèi)切酶生產(chǎn)等，都能夠采取基因工程微生物生產(chǎn)而得到。。。。基因工程生物安全講稿第21頁基因工程生物安全講稿第22頁（四）在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用1.基因工程用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)類藥品1982年美國EliLilly企業(yè)推出基因工程制造人胰島素（治療糖尿?。?，商品名為Humulin。干擾素治療肝炎等病毒感染性疾病有良好療效。1升發(fā)酵液中所得干擾素相當(dāng)于過去從1000升人血中所得，生產(chǎn)成本也大為降低。當(dāng)前基因工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥品已達(dá)數(shù)十種，許多以前不可能大量生產(chǎn)生長(zhǎng)因子，凝血因子等蛋白質(zhì)藥品，用基因工程可能大量生產(chǎn)?；蚬こ躺锇踩v稿第23頁在大腸桿菌表示或酵母中表示基因工程生物安全講稿第24頁人類藥品生產(chǎn)1982年美國首先將重組胰島素投放市場(chǎng)，標(biāo)志著世界第一個(gè)基因工程藥品誕生。26年來基因工程技術(shù)結(jié)果60％集中應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)，為生物醫(yī)藥發(fā)展帶來一場(chǎng)嶄新革命?；蚬こ躺锇踩v稿第25頁2.基因工程用于疫苗生產(chǎn)利用基因工程制備重組亞基疫苗只含有病原物一個(gè)或幾個(gè)抗原成份，不含病原物遺傳信息，且這么亞基疫苗往往效價(jià)很高，但決無感染毒性等危險(xiǎn)。

在酵母中表示乙型肝炎表面抗原HBsAg產(chǎn)量可達(dá)每升2.5mg，已于1984年問世?；蚬こ躺锇踩v稿第26頁正在開發(fā)350種生物技術(shù)藥品中，1/3以上用于腫瘤，其中有30種用于黑素瘤，20種用于結(jié)直腸癌，13種用于乳腺癌，13種用于前列腺癌。正在開發(fā)疫苗有77種，用于預(yù)防或治療AIDS、結(jié)直腸癌、胰腺癌、乳腺癌、肺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、多發(fā)性硬化、中風(fēng)等。正在開發(fā)生物技術(shù)藥品中，有29種用于HIV感染、AIDS相關(guān)疾?。?9種用于本身免疫性疾病，其中11種用于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、3種用于狼瘡；8種用于血液疾病，其中4種用于血友病，一個(gè)用于鐮形細(xì)胞性貧血。基因工程生物安全講稿第27頁基因工程生物安全講稿第28頁3.基因工程用于基因治療人體基因缺失或突變，造成一些遺傳疾病，應(yīng)用基因工程技術(shù)使缺失基因償還人體，到達(dá)治療目標(biāo)，已成為基因工程在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用又一主要內(nèi)容?；蚬こ躺锇踩v稿第29頁4、特殊轉(zhuǎn)基因食品基因工程生物安全講稿第30頁（五）環(huán)境保護(hù)修復(fù)重金屬離子污染土壤基因工程菌含酚工業(yè)廢水中經(jīng)典污染物生物降解技術(shù)造紙工業(yè)中木聚糖酶高效表示工程菌應(yīng)用石油產(chǎn)品微生物脫硫技術(shù)農(nóng)藥殘留微生物降解技術(shù)合成友好可再生材料微生物工程菌新型秸稈發(fā)酵乙醇代謝基因工程菌．．．．．．基因工程生物安全講稿第31頁基因工程有哪些生物安全問題？基因工程生物安全講稿第32頁youngwomanoroldwoman?基因工程生物安全講稿第33頁基因工程是一把雙刃劍，既可能成為推感人類進(jìn)步新動(dòng)力，也可能成為造成人類倒退甚至毀滅工具?；蚬こ躺锇踩v稿第34頁

“科學(xué)即使偉大，但他只能回答世界是什么問題，應(yīng)該怎樣價(jià)值目標(biāo)，卻在它視野之外?！?-愛因斯坦(《愛因斯坦文集》,北京商務(wù)書館,1979,p3）

基因工程生物安全講稿第35頁引發(fā)科學(xué)家良心危機(jī)二大事件第一事件：廣島原子彈爆炸

科學(xué)理論造成成千上萬人死亡。第二事件：1965年《寂靜春天》一書出版揭露了大量使用有機(jī)氯農(nóng)藥所引發(fā)嚴(yán)重后果。世界范圍環(huán)境污染威脅人類在地球生存以及地球本身存在，向人類敲響了環(huán)境惡化警鐘?；蚬こ躺锇踩v稿第36頁引發(fā)科學(xué)家良心危機(jī)二大事件使科學(xué)家和公眾對(duì)科學(xué)研究社會(huì)后果，結(jié)果應(yīng)用對(duì)社會(huì)、人類和生態(tài)影響嚴(yán)厲關(guān)注基因工程生物安全講稿第37頁

基因工程生物安全包含重組DNA技術(shù)在內(nèi)全部對(duì)基因操作及其生物體安全基因工程生物安全講稿第38頁基因工程生物安全性問題環(huán)境安全性(damagetothenaturalenvironment)

轉(zhuǎn)基因植物演變成農(nóng)田雜草可能性基因漂流到近緣野生種可能性對(duì)非目標(biāo)生物影響當(dāng)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全性(disruptionofcurrentpracticesoffarming)

作物－作物間基因漂流轉(zhuǎn)基因食品安全性(damagetohuman

health)

過敏性抗生素抗性水平轉(zhuǎn)移外源DNA食用營(yíng)養(yǎng)水平改變基因工程生物安全講稿第39頁國家和地方政府重視基因工程生物安全講稿第40頁對(duì)非目標(biāo)生物影響基因工程生物安全講稿第41頁花粉Bt玉米帝王蝶幼蟲死亡帝王蝶事件1999.5,美國康乃爾大學(xué)研究組轉(zhuǎn)基因植物安全性標(biāo)志性事件風(fēng)蝶死亡基因工程生物安全講稿第42頁Bt玉米傷害大斑蝶幼蟲攝食Bt花粉葉片幼蟲重量平均只有無花粉葉片50%基因工程生物安全講稿第43頁Crop-to-cropgeneflow基因工程生物安全講稿第44頁轉(zhuǎn)基因作物推廣威脅到作物遺傳多樣性轉(zhuǎn)基因植物育種困難，只有少數(shù)品種能夠種植外源基因擴(kuò)散基因工程生物安全講稿第45頁Crop-to-weedgeneflow基因工程生物安全講稿第46頁轉(zhuǎn)基因作物可能變成雜草Bartschetal.(1994)：轉(zhuǎn)基因甜菜能夠經(jīng)過與一年生野生甜菜雜交而轉(zhuǎn)變成雜草

Kling(1996)：抗除草劑基因轉(zhuǎn)移到野生近源種油菜Brassicanapus基因可轉(zhuǎn)移到近源種野油菜B.campestris(Mikkelsen等,1996)基因工程生物安全講稿第47頁LeakageofGMproteinsintosoil

很多植物分泌化合物到土壤中，從而可能影響土壤中根際微生物群落。帶有幾丁質(zhì)酶抗真菌轉(zhuǎn)基因作物，其遺傳分解時(shí)可能降低土壤中菌根種群，使得土壤中凋謝物分解受阻，從而阻滯了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)功效。基因工程生物安全講稿第48頁StarLink玉米事件：蘇云金芽孢桿菌Cry9C基因轉(zhuǎn)入玉米，即StarLink玉米。1998年，美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）同意只作為家畜飼料和工業(yè)用途。未經(jīng)許可進(jìn)入了食品中，引發(fā)了食用該食品一個(gè)別人過敏反應(yīng)?；蚬こ躺锇踩v稿第49頁基因工程生物安全講稿第50頁1998年，英國蘇格蘭研究所ArpadPusztiai教授用轉(zhuǎn)基因馬鈴薯喂老鼠，1998年秋在電視上宣告大鼠食用后，引發(fā)器官生長(zhǎng)異常，體重和器官重量減輕，免疫系統(tǒng)受損。此事引發(fā)國際轟動(dòng)。這是對(duì)轉(zhuǎn)基因食品提出最早，有所科學(xué)證據(jù)質(zhì)疑，并在英國及全世界引發(fā)了關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全性大討論。Pusztiai事件基因工程生物安全講稿第51頁1999年5月，英國皇家學(xué)會(huì)宣告此項(xiàng)研究“充滿漏洞”，從中不能得出轉(zhuǎn)基因馬鈴薯有害生物健康結(jié)論?；蚬こ躺锇踩v稿第52頁轉(zhuǎn)基因生物檢測(cè)轉(zhuǎn)基因食品定量檢測(cè)大量轉(zhuǎn)基因食品快速檢測(cè)加工后轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)各種轉(zhuǎn)基因成份混合后檢測(cè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展發(fā)展將大大增加檢測(cè)難度基因工程生物安全講稿第53頁基因工程生物安全怎樣管理基因工程生物安全講稿第54頁基因工程能夠使不一樣生物基因進(jìn)行相互轉(zhuǎn)移，。。。生物多樣性，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，食品安全。。?；蚬こ躺镉绕涫俏唇?jīng)安全性驗(yàn)證基因工程生物大規(guī)模釋放到環(huán)境中，將有可能給生物多樣性和生態(tài)環(huán)境造成無法填補(bǔ)生態(tài)災(zāi)難。死vs活基因工程生物安全講稿第55頁1976年美國NIH公布《重組DNA分子研究準(zhǔn)則》8月，全世界70多個(gè)國家簽署了《“生物多樣性條約”卡塔赫納生物安全協(xié)定書》基因工程生物安全講稿第56頁我國現(xiàn)行基因工程生物安全法規(guī)

法規(guī)制訂部門法規(guī)名稱施行日期農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施方法》.01.17農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理方法》.03.20農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全進(jìn)口管理方法》.03.20農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全標(biāo)識(shí)管理方法》.03.20農(nóng)業(yè)部《獸用生物制品管理方法》.01.01農(nóng)業(yè)部《獸用新生物制品管理方法》1989.09.02國務(wù)院《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》.05.23衛(wèi)生部《新資源食品衛(wèi)生管理方法》.12.01衛(wèi)生部《轉(zhuǎn)基因食品衛(wèi)生管理方法》.07.01國家藥品監(jiān)督管理局關(guān)于頒布執(zhí)行《中國生物制品規(guī)程》通知.10.01國家藥品監(jiān)督管理局《新生物制品審批方法》1999.05.01國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局《進(jìn)出境轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢驗(yàn)檢疫管理方法》.04.24國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)《基因工程安全管理方法》1993.12.24國家煙草專賣局《煙草基因工程研究及其應(yīng)用管理方法》.03.20基因工程生物安全講稿第57頁《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》于5月由國務(wù)院頒布實(shí)施。條例共8章56條第一條為了加強(qiáng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理，保障人體健康和動(dòng)植物、微生物安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研究，制訂本條例。第八條國家對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物實(shí)施標(biāo)識(shí)制度?；蚬こ躺锇踩v稿第58頁基因工程產(chǎn)品源頭在試驗(yàn)室，大量研究工作也在試驗(yàn)室，所以，試驗(yàn)室規(guī)范基因工程研究是實(shí)現(xiàn)基因工程安全性基礎(chǔ)步驟和主要場(chǎng)所?；蚬こ躺锇踩v稿第59頁基因工程

試驗(yàn)室安全基礎(chǔ)要求基因工程生物安全講稿第60頁基因工程工作安全等級(jí)基因工程工作分4個(gè)安全等級(jí)。與研究對(duì)象、采取載體系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化方法等相關(guān)。Ⅰ級(jí)：不存在危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)：低度危險(xiǎn)Ⅲ級(jí)：中度危險(xiǎn)Ⅳ級(jí)：高度危險(xiǎn)基因工程生物安全講稿第61頁生物試驗(yàn)室分為4個(gè)等級(jí)：BSL1、BSL2、BSL3、BSL4。BSL1或BSL2級(jí)：不需過濾空氣，臺(tái)面防酸堿、耐熱，有通風(fēng)柜等BSL3或BSL4級(jí)：特殊空氣雙過濾系統(tǒng)和排放液體消毒系統(tǒng)?；蚬こ淘囼?yàn)室分級(jí)基因工程生物安全講稿第62頁每個(gè)基因工程試驗(yàn)室應(yīng)制訂有針對(duì)性基因工程操作安全規(guī)范指南。了解基因工程基礎(chǔ)原理、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)及所操作生物屬性。充分認(rèn)識(shí)所用菌種、受體、載體、目標(biāo)基因、基因操作方法和基因工程產(chǎn)品安全性。依據(jù)基因操作對(duì)受體生物安全性影響確定基因操作對(duì)安全性影響類型（I、II、III）。

基因工程試驗(yàn)室操作注意問題基因工程生物安全講稿第63頁依據(jù)基因操作對(duì)受體生物安全性影響確定基因操作對(duì)安全性影響類型I、II、III。

（P137）影響類型I：增加受體生物安全性。影響類型II：對(duì)受體生物安全性沒有影響。影響類型III：受體生物安全性降低?；蚬こ躺锇踩v稿第64頁詳細(xì)記載試驗(yàn)過程：受體生物；供體生物；目標(biāo)基因核苷酸序列；目標(biāo)基因與載體構(gòu)建圖譜；載體名稱、起源、結(jié)構(gòu)、特征；標(biāo)識(shí)基因或匯報(bào)基因大小、功效；開啟子和終止子大小、功效等；目標(biāo)基因與受體基因組整合及其表示分子檢測(cè)或判定結(jié)果；轉(zhuǎn)基因性狀及其產(chǎn)物檢測(cè)、判定技術(shù)；試驗(yàn)地點(diǎn)位置地形圖和釋放隔離圖；試驗(yàn)設(shè)計(jì)等。其它：在培養(yǎng)過程中，一個(gè)工作人員不得同時(shí)操作兩種不一樣細(xì)胞或菌種；不要共用試劑、試驗(yàn)臺(tái)；試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)污染處理；生物材料交流。。?；蚬こ淘囼?yàn)室操作注意問題（續(xù)）基因工程生物安全講稿第65頁基因工程生物垃圾處理：

生物垃圾與其它垃圾有什么不一樣？從事基因工程工作單位，應(yīng)依據(jù)基因工程工作進(jìn)行階段和安全等級(jí)，制訂對(duì)應(yīng)治理廢棄物安全辦法和操作規(guī)程?；蚬こ躺锢幚砩锊牧虾屠欧乓郧靶韪邏合??；蚬こ躺锇踩v稿第66頁轉(zhuǎn)基因植物品種釋放要求

我國1997年頒布“農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例”。從試驗(yàn)研究、生產(chǎn)加工、經(jīng)營(yíng)、進(jìn)口出口等方面對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行詳細(xì)規(guī)范。試驗(yàn)室研究結(jié)束后，進(jìn)入中試。中試結(jié)束后，進(jìn)入環(huán)境釋放或正式生產(chǎn)?；蚬こ躺锇踩v稿第67頁轉(zhuǎn)基因植物品種釋放主要考慮是否會(huì)對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成影響?；蚬こ躺锇踩v稿第68頁基因工程藥品投放規(guī)則和要求基因工程藥品審批普通程序（5~9年）試驗(yàn)研究：在試驗(yàn)室工作，為以后大規(guī)模生產(chǎn)提供理論依據(jù)。小量試制：臨床前安全性和有效性試驗(yàn)，制訂制造與檢測(cè)基礎(chǔ)要求。中間試制：動(dòng)物試驗(yàn)，Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期