什么是转基因?

第一个上市的转基因食品是黄沙佛番茄。基因改造是改变生物体遗传组成的过程。几千年来,这是通过控制或选择性繁殖动物和植物间接实现的。现代生物技术使得通过基因工程对生物进行特定基因的更精确的改变变得更容易和更快。

“改良的”和“工程改造的”这两个术语在转基因食品或“转基因食品”的标签中经常互换使用。在生物技术领域,转基因生物是指经过基因改造的生物,而在食品行业,转基因生物一词仅指经过有目的改造而非选择性繁殖的生物。这种差异导致消费者的困惑,所以美国美国食品药品监督管理局(FDA)更喜欢用基因工程(GE)这个术语来描述食品。

转基因简史根据哈佛大学公共卫生科学家加布里埃尔·兰格尔的一篇文章,转基因可以追溯到古代,当时人类通过选择性繁殖生物来影响遗传学。经过反复的世代,这个过程导致了物种的巨大变化。

狗可能是第一种被有目的地进行基因改造的动物。根据兰格尔的说法,这种努力可以追溯到大约32000年前。在东亚,狼加入了我们狩猎采集的祖先,在那里犬科动物被驯化和繁殖以增加它们的温顺。几千年来,人们培育了不同性格和身体特征的狗,最终导致了我们今天看到的种类繁多的狗。

已知最早的转基因植物是小麦。根据2015发表在《传统与补充医学杂志》上的一篇文章,这种有价值的作物被认为起源于中东和北非,被称为“肥沃的新月”。古代农民在公元前9000年左右开始有选择地培育小麦草,以培育颗粒更大、种子更硬的驯化品种。到公元前8000年,欧洲和亚洲各地都种植了驯化小麦。小麦的持续选择性育种导致了今天种植的成千上万个品种。

在过去的几千年里,玉米也经历了一些最显著的基因变化。主要的农作物是从一种叫Teosite的植物中获得的,这是一种长着小耳朵和很少坚果的野草。随着时间的推移,农民有选择地种植禾草,以培育大穗、饱满的玉米。

除了这些作物,我们今天吃的许多农产品——包括香蕉、苹果和西红柿——都经历了几代的选择性育种。根据兰格尔的说法,

这项技术专门用于切割一段重组DNA(rDNA)并将其从一个生物体转移到另一个生物体。它是由加州大学旧金山分校的赫伯特·博耶和斯坦福大学的斯坦利·科恩分别于1973年开发的。这两个人将一段DNA从一种细菌转移到另一种细菌,从而使这种经过改造的细菌具有了抵抗力。第二年,美国两位分子生物学家Beatrice Mintz和Rudolf Jaenisch将外源遗传物质引入小鼠胚胎,这是第一次通过基因工程技术对动物进行基因改造的实验。

研究人员还改造了用作药物的细菌。1982年,基因工程大肠杆菌合成人胰岛素,成为第一个获得FDA批准的基因工程人用药物。根据兰格尔的说法,

玉米(正如我们今天所知)是从玉米草中提取的,玉米草是一种长着小耳朵的野草,只有很少的坚果。转基因食品主要有四种方法。根据俄亥俄州立大学的说法,转基因作物:

选择性育种:引进和培育两种植物以产生具有特定特征的后代。10,000到300,000个基因会受到影响。这是最古老的转基因方法,通常不属于转基因食品的范畴。突变:植物种子被有意暴露于化学物质或辐射中,以使有机体突变。具有所需特征的后代被保存下来并进一步繁殖。突变通常不属于转基因食品的范畴。RNA干扰:植物中个别不受欢迎的基因被灭活,以消除任何不受欢迎的性状。转基因:从一个物种中提取一个基因,然后植入另一个物种,引入一个理想的特性。后两种方法被认为是遗传工程的类型。根据美国美国食品药品监督管理局(FDA)的说法,一些作物已经过基因工程,以提高作物产量、抗虫性和对植物疾病的免疫力,并引入更多的营养价值。在市场上,这些作物被称为转基因作物。“转基因作物为解决农业问题提供了很多希望,”佐治亚州埃默里大学牛津学院的作物科学家Nitya Jacob说。

1994年,美国批准种植的第一种转基因作物是Flavesafe番茄。(为了在美国生长,转基因食品必须得到环境保护署(EPA)和FDA的批准。)因为基因失活,新番茄一旦采摘就开始变软,所以保质期更长。根据加州大学农业和自然资源系的数据,西红柿也被承诺可以增强风味。今天,棉花、玉米和大豆是美国最常见的农作物。根据FDA的数据,近93%的大豆和88%的玉米作物都是转基因作物。根据美国农业部(USDA)的数据,许多转基因作物(如转基因棉花)都被设计成抗虫的,大大减少了对可能污染地下水和周围环境的农药的需求,转基因作物的广泛种植越来越受到争议。

“一个担忧是转基因作物对环境的影响,”雅各布说。例如,转基因作物的花粉可以飘进非转基因作物的田间和杂草种群中,这可能导致非转基因作物因异花授粉而表现出转基因特征。

雅各布说,一些大型生物技术公司垄断了转基因作物产业,这给个人带来了困难,并以小农为生。然而,美国农业部表示,尽管一些农民可能会被赶出家园,但那些与生物技术公司合作的农民可能会从提高作物产量和降低农药成本中获得经济利益。根据《消费者报告》进行的民意调查,转基因食品

标签对大多数美国人来说非常重要,* * *和梅尔曼集团。强烈支持转基因标签的人认为,消费者应该能够决定是否购买转基因食品。

然而,雅各布说,没有明确的科学证据表明转基因食品对人体健康有害。

转基因动物和人类今天,家畜通常被选择性地饲养,以提高生长速度和肌肉质量,并鼓励抗病能力。例如,根据2010发表在《解剖学杂志》上的一篇文章,今天一些肉鸡品种的生长速度比20世纪60年代快了300%。目前,美国市场上没有转基因动物产品,包括鸡肉和牛肉。所以都不属于转基因或者转基因食品。据美国国家人类基因组研究所称,研究人员在过去几十年中一直在对实验动物进行基因改造,以确定这种生物技术有朝一日将如何帮助治疗人类疾病和修复人类组织损伤。这项技术的最新形式之一被称为CRISPR(读作“crisper”)。

该技术基于细菌免疫系统利用CRISPR区域和Cas9酶使进入细菌细胞的外源DNA失活的能力。加利福尼亚州斯克里普斯学院生物学副教授格雷琴·埃德瓦尔兹·吉尔伯特说,同样的技术使科学家能够修改特定的基因或基因群。

研究人员正在利用CRISPR技术寻找癌症的治疗方法,并寻找和编辑可能导致个人未来疾病的DNA片段。Edwalds Gilbert说,干细胞疗法还可以利用基因工程来再生受损组织,如中风或心脏病发作。

在一项极具争议的研究中,至少有一名研究人员声称,为了消除疾病,已经在人类胚胎上测试了CRISPR技术。这位科学家在祖国中国受到严厉审查并被软禁了一段时间。

这项技术的道德困境或许可行,但科学家是否应该对人类进行转基因研究?斯克里普斯学院的哲学教授里夫卡·温伯格说,这要视情况而定。

“当涉及到某种(新)技术时,你必须考虑它的意图和不同的用途,”温伯格说。

大多数由基因工程治疗的医学实验是在同意的病人身上进行的。然而,胎儿的基因工程是另一回事。温伯格说:“没有人类的同意,”

实验本身就有问题。“不仅有风险,而且风险是没有计划的。”我们甚至不知道我们在冒什么样的风险,”温伯格说。

如果下一代技术是可行的,并且被证明是安全的,那么在人类身上进行测试将不会有什么反对意见。但事实并非如此。

“所有这些实验技术的最大问题是它们是实验性的,”温伯格说。中国科学家在胚胎上使用CRISPR技术的一个主要原因是,这是一个如此早期的实验阶段。这不是基因工程。

大多数基因工程的支持者意识到这项技术还没有准备好在人类身上进行测试,并表示这项技术将被永远使用。雅各布说,转基因的目标“一直是解决人类社会面临的问题。”

进一步阅读:

阅读世界卫生组织关于转基因食品的常见问题。参见哈佛研究生博客切尔西·鲍威尔的《如何制造转基因生物》。从遗传与社会中心了解更多关于人类基因改造的信息