轉(zhuǎn)基因生物的安全性

轉(zhuǎn)基因生物的安全性一、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獲得成功.第2頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人P·伯格（美國,1926－）在1960年以敏銳的科學(xué)預(yù)見力提出一個(gè)大膽的設(shè)想：是否可以創(chuàng)造出一種人工方法，把外界的遺傳基因引入動(dòng)物體內(nèi)，以達(dá)到改變遺傳性狀和治療某些疾病的需要呢？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連接酶把這兩種DNA分子連接起來，于是產(chǎn)生了一種新的重組DNA分子，首次實(shí)現(xiàn)兩種不同生物的DNA體外連接，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(jiǎng)。第3頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

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(xì)菌中表達(dá)獲得成功,隨后,使出現(xiàn)了具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的各種重組微生物,如可以清除石油污染的假單孢桿菌等.

利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌制造蛛絲３０多年來，科學(xué)家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。蛛絲是自然界最奇特的物質(zhì)之一，它具有極強(qiáng)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)，因?yàn)樗鼈儠?huì)互相吞食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農(nóng)場。沙伊貝爾說："我們正在與各行業(yè)聯(lián)系，以檢測這種新絲的品質(zhì)，并進(jìn)一步研發(fā)工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)技術(shù)。"蛛絲如果能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模人工生產(chǎn)，將可以取代塑膠材料，用于眼部或神經(jīng)外科手術(shù)的精細(xì)縫合，也可用來制造膠布等傷口包扎材料或者人造韌帶及肌腱等，應(yīng)用前景極其廣闊。在轉(zhuǎn)基因細(xì)菌之前，曾有科學(xué)家嘗試?yán)棉D(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)太差均未成功轉(zhuǎn)基因細(xì)菌可治癌癥第4頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)基因細(xì)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，成功殺死了實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)的癌細(xì)胞?？茖W(xué)家將轉(zhuǎn)基因大腸桿菌注射到實(shí)驗(yàn)鼠的腫瘤內(nèi)，再給實(shí)驗(yàn)鼠注射一種名叫6－MPDR的抗癌藥。這種藥無法單獨(dú)發(fā)揮作用，但是一種由轉(zhuǎn)基因大腸桿菌分泌的酶能將此藥物“激活”，形成一種有效的毒素，將其周圍的癌細(xì)胞殺死，而不傷害其它組織器官。

第5頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

(2)基因制藥方面:生物制藥已經(jīng)成為21世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè).

1.應(yīng)用于臨床的藥物：人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細(xì)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(xì)胞介素－2及白介素－11等。2.正在研究的：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3.“多肽模擬”或“多肽結(jié)構(gòu)域”合成，又叫“小分子結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計(jì)”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)反應(yīng)性疾病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等，其制造成本也更低。第6頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

(2)基因制藥方面:生物制藥已經(jīng)成為21世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè).

近十幾年來，在利用生物技術(shù)制取新藥方面取得了驚人的成就，已有不少藥物應(yīng)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(xì)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(xì)胞介素－2及白介素－11等。正在研究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)藥物的發(fā)展，多肽與蛋白質(zhì)類藥物的研究與開發(fā)，已成為醫(yī)藥工業(yè)中一個(gè)重要的領(lǐng)域，同時(shí)給生物制劑帶來了新的挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，基因工程藥物受到一定限制，如口服應(yīng)用時(shí)生物利用度低，會(huì)受到消化酶的破壞，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局部用藥。為了克服這些缺陷，已開始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“多肽結(jié)構(gòu)域”合成，又叫“小分子結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計(jì)”。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)反應(yīng)性疾病、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等，其制造成本也更低。這種設(shè)計(jì)思想也已應(yīng)用于多糖類藥物、核酸類藥物和模擬酶的有關(guān)研究。小分子藥物設(shè)計(jì)屬于第二代結(jié)構(gòu)相關(guān)性藥物設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的分子能替代原先天然活性蛋白與特異靶相互作用。

第7頁,共41頁，2024年2月25日，星期天(3)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面:受到轉(zhuǎn)基因巨型小鼠獲得成功的鼓舞,科學(xué)家又在培育生長迅速、營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面,不斷取得輝煌成就.同時(shí),科學(xué)家還把轉(zhuǎn)基因動(dòng)物變成生物反應(yīng)器第8頁,共41頁，2024年2月25日，星期天(4)轉(zhuǎn)基因植物方面:目前,科學(xué)家已經(jīng)培育出了大批具有抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆等全心形狀的農(nóng)作物.抗蟲棉棉花所國家轉(zhuǎn)基因棉花中試基地第9頁,共41頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)入熒光素酶蛋白基因的發(fā)熒光煙草轉(zhuǎn)基因的重要成果展

第11頁,共41頁，2024年2月25日，星期天改變花色的轉(zhuǎn)基因矮牽?；ǖ?2頁,共41頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共41頁，2024年2月25日，星期天英國劍橋先正達(dá)公司開發(fā)的富含胡蘿卜素的“金大米”。轉(zhuǎn)基因的重要成果展

第14頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)基因甜椒轉(zhuǎn)基因的重要成果展

第15頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)基因草在穴盆中生長良好...

轉(zhuǎn)基因的重要成果展

第16頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)基因西紅柿抗乙肝西紅柿導(dǎo)入了轉(zhuǎn)基因疫苗，人如果每周生吃1-2個(gè),每年吃2-3個(gè)月就能達(dá)到去醫(yī)院注射乙肝疫苗的效果。(中國)紫西紅柿英國研究人員培育成一種轉(zhuǎn)基因紫番茄轉(zhuǎn)基因的重要成果展

第17頁,共41頁，2024年2月25日，星期天(3)轉(zhuǎn)基因植物方面:

預(yù)防乙肝不用打針，只要吃幾個(gè)西紅柿就行。這可不是玩笑，中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究中心經(jīng)過十年研究，培育出的抗乙肝西紅柿順利通過前三個(gè)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)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉德虎研究員介紹，食用抗乙肝西紅柿，雖不能治愈乙肝，但一年只吃幾個(gè)，就完全能代替注射乙肝疫苗?？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)多代繁殖，使轉(zhuǎn)入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿上市后將論個(gè)出售，每個(gè)售價(jià)大概在２元左右吃西紅柿能防乙肝?抗乙肝西紅柿導(dǎo)入了轉(zhuǎn)基因疫苗，人如果每周生吃1-2個(gè),每年吃2-3個(gè)月就能達(dá)到去醫(yī)院注射乙肝疫苗的效果。(中國)第18頁,共41頁，2024年2月25日，星期天藍(lán)色玫瑰一直是人類美麗的夢想基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)基因的重要成果展

第19頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)基因的重要成果展

第20頁,共41頁，2024年2月25日，星期天-----美國研制轉(zhuǎn)基因高蛋白棉花將解決人類糧食饑荒

圖：德克薩斯州試種的轉(zhuǎn)基因棉花德克薩斯州試種的轉(zhuǎn)基因棉花第21頁,共41頁，2024年2月25日，星期天基因一旦被改動(dòng)，一方面可能引起生物體內(nèi)一系列未知的結(jié)構(gòu)與功能的變化；另一方面，轉(zhuǎn)基因操作對生物體的影響會(huì)通過遺傳傳遞。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性問題外源基因引入后，是否會(huì)影響其他重要的調(diào)節(jié)基因，甚至?xí)せ钤┗?？轉(zhuǎn)基因技術(shù)廣泛應(yīng)用是否會(huì)導(dǎo)致難以消滅的新病原物出現(xiàn)？是否會(huì)造成生態(tài)學(xué)災(zāi)難？人類攝食大量轉(zhuǎn)基因食品是否會(huì)影響人類及其后代的健康？第22頁,共41頁，2024年2月25日，星期天二、對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論(1)在轉(zhuǎn)基因生物中,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些人們意想不到的后果的原因:

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

b.轉(zhuǎn)移的基因雖然是功能一直的基因,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(jī)的.第23頁,共41頁，2024年2月25日，星期天(2)轉(zhuǎn)基因生物與食物安全

a.轉(zhuǎn)基因食物引起食物安全性問題的理由:安全性檢測問題、滯后效應(yīng)、擔(dān)心出現(xiàn)新的過敏原、擔(dān)心營養(yǎng)成分的改變;

b.不必?fù)?dān)心轉(zhuǎn)基因食物安全性的理由:多環(huán)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩栽u價(jià),可以保證轉(zhuǎn)基因食物的安全;科學(xué)家的負(fù)責(zé)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健康的事例;沒能足夠的證據(jù)證明轉(zhuǎn)基因食物有問題;第24頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)點(diǎn)1.解決糧食短缺問題。2.減少農(nóng)藥使用，避免環(huán)境污染。3.節(jié)省生產(chǎn)成本，降低食物售價(jià)。4.增加食物營養(yǎng)，提高附加價(jià)值。5.增加食物種類，提升食物品質(zhì)。6.促進(jìn)生產(chǎn)效率，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第25頁,共41頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共41頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共41頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共41頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)基因生物和食品可能引起的問題1.食物內(nèi)所產(chǎn)生的新毒素和過敏原2.農(nóng)作物的生物多樣化的損失，生態(tài)平衡的干擾3.影響周邊的植物的生長，抗除草劑的雜草會(huì)產(chǎn)生4.疾病的散播跨越物種障礙5.不是同一種類，甚至?xí)?dòng)物基因轉(zhuǎn)到植物上6.對昆蟲造成傷害7.昆蟲或病菌在演化中增加抵抗力，或產(chǎn)生新的物種，之后一樣有可能會(huì)傷害作物第29頁,共41頁，2024年2月25日，星期天(3)轉(zhuǎn)基因生物與生物安全a.引起生物安全的理由:可能會(huì)擴(kuò)散到種植區(qū)以外,成為野生種類,可能成為”入侵的外來干涉物種”,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存可能重組出對人類或其他生物有害的細(xì)菌或病毒,有可能使雜草成為除草劑除不掉的”超級雜草”;

b.不引起生物安全的理由:擴(kuò)散到種植區(qū)以外就很快死亡要表現(xiàn)出新性狀,必須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,花粉傳播的距離有限、存活時(shí)間有限;第30頁,共41頁，2024年2月25日，星期天

(4)轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全

a.引起環(huán)境安全的理由:

打破自然物種的原有界限,改變了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán),重組微生物可能對人類的生活環(huán)境造成二次污染,重組DNA與微生物雜交,可能產(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)可通過蜜蜂進(jìn)入蜜蜂,再經(jīng)過食物鏈傳遞;

b.不引起環(huán)境安全的理由:轉(zhuǎn)基因不會(huì)改變生物原有的分類地位,不會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的種植,減少了農(nóng)藥的使用量;抗除草劑農(nóng)作物的種植,減輕了農(nóng)田管理的負(fù)擔(dān),保護(hù)了農(nóng)田的土壤環(huán)境;第31頁,共41頁，2024年2月25日，星期天不是同一種類，甚至?xí)?dòng)物基因轉(zhuǎn)到植物上Iworryabout第32頁,共41頁，2024年2月25日，星期天Iworryabout第33頁,共41頁，2024年2月25日，星期天Iworryabout第34頁,共41頁，2024年2月25日，星期天Iworryabout第35頁,共41頁，2024年2月25日，星期天Iworryabout第36頁,共41頁，2024年2月25日，星期天Iworryabout第37頁,共41頁，2024年