转基因风云

　　成绩一般，长相平庸，并且高度近视的皮特·帕克因为在科学展览会上被一只蜘蛛咬伤得了“怪病”：视力好得看功夫拳脚如同慢动作，弹跳惊人，手腕还能嗖嗖吐蛛丝。若干年后这或许不再是漫画，科学狂人们正在利用转基因技术（也叫基因重组技术，recombinant DNA technology）创造“新品种”，保不准还真能将蜘蛛的基因导入人体再生一个真人版“蜘蛛侠”。今天，《Geek》就将带领各位进入转基因的世界。友情提醒：请自备雨伞，提防唾沫！

　　基因是个什么玩意

　　它还真不是个玩意儿——低至真菌，高至人类的生命都少不了它。中学生物课本上对“基因”的解释大致为生物的“蓝图”、“图纸”之类的词汇，虽然虚幻了点，但确实如此。基因的俗称还有“遗传因子”。绝大部分人会将基因、DNA与染色体等同为一体，事实上这并不是茴香豆的三种写法，基因只是DNA链上的片段，而染色体则是DNA的承载体。

　　1865年，奥地利神父兼菜农孟德尔（GregorJohann Mendel）在捷克布尔诺的奥古斯丁教派修道院经过8年辛勤的豌豆种植提出了“遗传因子”理论，直到40多年后的1909年，“基因”这一正式说法才被丹麦学者W.L.约翰森提出。

　　关于染色体、DNA与基因的关系大致是这样的：搞设计的Mr. Zhang走进了2000系列车型的图纸库，站到了2001号车型的专柜资料前，注意，他已经走近了2001号“染色体”地带。在他面前有一排排的抽屉，这些抽屉排列成奇怪的双螺旋结构。他贴近了标号为T的抽屉，这里是变速箱的资料，他飞快地打开它，在一个部件上做了点修改，并重新放回原处。几个月后，2001款下线，变速箱“基因”已经不是原来的设计了，而是Mr. Zhang修改过的。当然跟以前相比是否优越，只有Mr. Zhang知道了，不过最终用户在经过长期体验后也能间接知晓。当然这份图纸也是能够“遗传”给其他车型的，设计可以原封不动，也可以再做些小改进（突变）。

　　学术上，基因被称为遗传物质的“最小单位”，一个基因所对应的设计总是用来描述“最终产品”的形态和功能，一旦出现差错或者丢失，就会造成瑕疵或者某种“病态”。与集中管理的图纸资料库不同，自然界的生命基因在每个细胞中都有一份拷贝，确保不会被哪个无良家伙偷走或者当烟花点了。此外，生命体系中还有一套安保系统，对某些基因受到损坏的细胞会发出清剿或逮捕令，以防止扩散至其他正常组织。当然也有一些悍匪突破安保系统，最终可能造成生命体病变或者死亡。

　　给基因做手术

　　人类想到给基因手术大约是在20世纪70年代的时候，而在上亿年前，另外一个高手已经在做这项工作了，这位高手姓大，名自然。

　　大自然改造基因的方式大致为用环境促使基因变异和自然杂交等手段，前者被达尔文先生写入了《物种起源》，又名自然选择。

　　关于自然选择的具体内容诸位可参考达尔文先生的著作，因为这是一个漫长、复杂的体系，追溯起来，连我们的老祖宗都是从海洋里头爬出来的。也有极端的案例，比如传说中切尔诺贝利电站的核泄露造成当地的老鼠壮如小猪，并具备极强的攻击性；还有电影《哥斯拉》中描述的超级蜥蜴。不过，这种恐怖级的“基因突变”在自然界中是极少的，绝大多数自然选择的变异都是比较温和的，不然也不需要上亿年来进化现在的生物圈。

　　关于杂交，其实已经成为一种被广大劳动人民所掌握，被广为应用的手段。其原理是利用同一种属的两种不同类型的个体进行交配，让产生的新个体拥有独特的优势。杂交后代俗称“杂种”（注意，非粗口）。这听起来有些晦涩，也有浅显易懂的案例，如袁隆平先生搞的杂交稻，马和驴杂交产生的骡子，亚洲人与欧洲人结合所生出的混血儿等等。杂交一般不能跨界进行，因为要求两者的染色体或者基因必须匹配，比如不能进行人和兽……重口味了，就此打住。不过以下要说的这种就没什么限制了。

　　这个没有限制级的手术就是人类所掌握的“转基因”技术。与杂交一般是两种个体的两个完整染色体或者DNA进行“杂交”结合不同，转基因只改造DNA片段上的基因，而且基因来源不限，如可以把人的某种基因添加到牛身上，或者也可以把蜘蛛的部分基因嵌入到人的D N A中。这看起来虽然不那么重口味，但也够咸重的。诸位不要想偏了，事实上，科学家们所倡导的转基因工程都是有着为人民服务的崇高宗旨的。譬如上面说的把能产生人血清白蛋白的人体基因植入到奶牛身上，就可以从牛奶中提取到这种血清血蛋白，而不用从人血液中提取。血清血蛋白可用于治疗因失血、烧伤、烫伤、整形外科手术及脑损伤引起的低蛋白血症以及肝硬化、肾水肿等，是利在千秋的项目。导致口水仗的是转基因食品，我们将在后面部分为大家直播。

　　转基因那些事儿

　　自从基因被搞明白以来，人们就梦想着成为“上帝之手”，借助基因重塑需要的品种，并为此孜孜以求。

　　转基因植物

　　最先被尝螃蟹的是转基因植物。1983年美国华盛顿大学宣布，成功将卡那霉素抗性基因导入烟草细胞，让烟草具备抗除草剂的性能，这是世界上第一例转基因植物。同年4月，美国威斯康星大学也宣布成功将大豆基因转入向日葵，标志着植物转基因技术的诞生，并对生物工程技术和世界农业都产生了巨大震动。随后转基因技术开始飞速发展起来，大量转基因植物开始陆续研制成功。

　　全球最主要的转基因产品生产国包括美国(转基因作物种植面积最大，约占全球转基因作物种植面积的68%)、阿根廷(约占22%)、加拿大(6%)和中国(3%)。这四国所种植的转基因作物占全球转基因作物种植总量的99%。

　　被商品化的主要转基因作物有大豆、棉花、油菜、玉米四类，主要用于生产动物饲料、炼制植物油、制药等。其中大豆已被广泛用于食品生产。其他转基因作物还包括烟草、番木瓜、土豆、西红柿、亚麻、向日葵、香蕉和瓜菜类等。转基因作物大致分为四类：一是可抵御害虫侵害、减少杀虫剂使用的作物；二是抗除草剂作物；三是抗疾病作物；四是营养增强性作物。

　　转基因动物

　　转基因动物虽然研究不比植物晚，但由于生命体系更复杂，只在小白鼠和动物身上有实验。1981年，第一次成功将外源基因导入动物胚胎，创立了转基因动物技术；1982年获得转基因小鼠。该小鼠转入了大鼠的生长激素基因，使小鼠体重达到了正常个体的两倍，又被称为“超级小鼠”。此后相继培育成功了转基因兔、绵羊、猪、鱼、昆虫、牛、鸡、山羊、大鼠等转基因动物。

　　1997年2月，第一头无性繁殖的克隆羊“多利”现世，转基因开始朝着高等哺乳动物开刀。之后由于担心转基因克隆所带来的伦理问题，动物转基因开始步入口水战。

　　转基因是怎样炼成的

　　理论上，有了转基因法宝，就像吃粽子蘸白糖就是白糖味，蘸红糖就是红糖味。不过这也不像搭模型那么简单，也不能直接用手术刀完成。当前技术下，至少需要达到以下层次的修炼方可勉强以不太高的成功几率完成这项任务。

　　第一式：探囊取物

　　历史上，这乃是“侠道族”独门绝技，我们并没有手抄本资料。此处是与时俱进版“DNA收集术”。转基因是通过将第二方的基因插入或替换受主基因来完成的，因此，需要先采集双方的DNA样本。任务较为简单，关键是要清洁、无污染，样本准确。以下教程适于无损伤采集绝大部分动物DNA。

　　以口腔细胞DNA提取操作为例：

　　1.准备一张干净的白纸和一包医用消毒棉签；

　　2.用清水漱口N遍，至口腔洁净；

　　3.取第一根棉签（手不要碰触脱脂棉部位），伸进口腔内侧来回刮拭15次（不时旋转棉棒），需充分接触口腔粘膜，但不要蘸到口水。取出棉签，放在白纸上自然晾干；

　　4.同样的方法反复操作，至少采取三根棉签，样本采集完毕。

　　第二式：分筋错骨

　　嗯！看名字就知道没有三五年的修炼是没有办法的。此为“基因分离术”，所谓转基因，就是只提取需要的基因，并不是整个DNA链（使用全部DNA链的是杂交术）。这必须在无菌实验室中进行，请备足基因图谱授权使用费、分析试剂费、仪器使用费和操作处理费前往有生物技术认证的实验室。如果希望自己操作，请先回学校重修生物工程专业，并获得“相关部门”颁发的资格证书。

　　第三式：借尸还魂

　　印象中只有《聊斋》中成功使用过此项技术，难度颇高。要将提取的基因转入受体细胞不是件容易的事，DNA链很长，而且蜷缩在染色体中，准确找到某个基因片段，并摘取、替换还不能直接进行，一般采用的技术是病毒转化和基因枪接入转化。

　　1.病毒介导转化

　　病毒听起来吓人，其实它感染组织是有很高选择性的，并且也存在一些“无害”的病毒。

　　将需要携带的基因“逆转录”在无害病毒的DNA上，让病毒去“侵蚀”受体细胞，并将携带的基因插入到受体DNA中，完成基因的转入。一般而言，这种细胞还需培养，再生出转基因的组织或者新植株后才能使用。此法需要选择合适的载体病毒。

　　2.基因枪介导转化

　　利用火药爆炸或高压气体加速，将包裹了带目的基因DNA溶液的高速微弹直接送入完整的受体细胞中，然后通过组织培养技术培养出转基因后的细胞。将此细胞注入受体的相关部位，或者进行胚细胞培养，再生出转基因的组织或者新植株。基因枪法转化不受受体范围限制，是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。

　　对于动物转基因，还可以使用显微注射法和体细胞核移植法。显微注射法是在显微镜下，用一根极细的玻璃针（直径1-2微米）直接将D N A注射到胚胎的细胞核内，再把注射过DNA的胚胎移植到动物体内，使之发育成正常的幼仔。用这种方法生产的动物约有十分之一是整合外源基因的转基因动物；体细胞核移植法是先在体外培养的体细胞中进行基因导入，筛选获得带转基因的细胞。然后，将带转基因体细胞移植到去掉细胞核的卵细胞中，生产重构胚胎。重构胚胎经移植到母体中，产生的仔畜百分之百是转基因动物。

　　吃什么变什么？

　　转基因作物在食品之外是大受欢迎的，比如转基因棉花，不仅产量高、抗病虫害和除草剂的能力也强，农民伯伯都喜欢，也为我们带来了物美价廉的御寒原料；而转基因动物饲料则可以有效避免动物与人类争口粮，一举多得。转基因的另外一个最大的亮点是用作药品，用含有转基因的植物生产抗生素和用基因药品直接治疗某些基因缺陷疾病。1990年9月14日，美国医学家 W.F.安德森在世界上首次利用基因疗法治疗一名患腺甘脱氨酶缺乏症的4岁女孩。

　　由于基因缺陷，她在4岁之前之前先天性免疫功能不全，只能生活在无菌的隔离帐里。安德森将经过转基因的白血球溶液输入小女孩的血液中，最终成功替代了有缺陷的基因，获得了成功。对于以上应用，事实上广大人民群众是情绪稳定的，不明真相的主要为转基因食品。

　　[正方]

　　理论派

　　转基因是指将某种生物中含有遗传信息的DNA片段转入另一种生物中，经过基因重组，使这种遗传信息在另一种生物中得到表达。转基因可以自然发生，比如自然界的农杆菌就可以将细菌的基因转入高等植物中。所以转基因不是对自然规律的违背，而是人类掌握了自然规律以后，加以利用来为自己服务。

　　任何一种转基因食品在上市之前都进行了大量的科学试验，国家和政府有相关的法律法规进行约束，而科学家们也都抱有很严谨的治学态度。一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉，转化的基因是经过筛选的、作用明确的，所以转基因成分不会在人体内积累，也就不会有害。

　　案例派

　　美国是最大的转基因食品生产国，他们都吃了10多年了，也没见出什么问题嘛，我自己也吃很多年转基因食品了，你看我现在身体倍儿棒，吃嘛嘛香！

　　[反方]

　　激进派

　　我文明用语文明用语，有本事从你儿子辈起开始吃转基因粮食（仅仅自己说吃不行，要拿出你几辈子人长期吃的证据），一直吃到孙子辈，倘若真的无事，建议联合国授你诺贝尔科学献身奖。

　　忧民派

　　通过人工手段使基因在不同物种之间转来转去，尤其是在亲缘关系过远的物种间甚至跨界转基因，在实验室里搞研究或者用于制药行业，当然可以，应予肯定。但如果用于关乎国计民生的农业生产，既是反自然的，也是反伦理的，对人类健康和生态的潜在危害甚大。国外的转基因作物，基本上是用于工业原料和饲料，而不是供人类使用。

　　农作物被转基因后，不仅仅是合成的蛋白质发生了改变，细胞内许多相应的代谢过程也会改变，从而使得很多代谢产物发生改变，这些改变了的代谢产物和蛋白质不同，未必能够被分解成无毒无害的成分，因为胃肠道没有或者难以诱导出相应的分解酶，人体摄入之后对人的健康极有可能产生有害或潜在的影响。国外已经有实验证实，某些转基因食物对实验动物是有害的。在人类，这种影响未必能在短时间被发现，而一旦发现则悔之晚矣。

　　[口水战总结]

　　转基因食品是一种人工干预的产品，对于其安全性的关注早在1993年经合组织（OECD）就做了评价原则——实质等同。即：如果对转基因食品各种主要营养成分、主要抗营养物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类与含量进行分析测定，与同类传统食品无差异，则认为两者具有实质等同性，不存在安全性问题；如果无实质等同性，需逐条进行安全性评价。

　　即便是对人体安全，对自然环境也并不一定是安全的，现在已发现转基因作物会与其他自然作物交换基因，可能造就超级杂草。美国人生产转基因作物，但食用的极少（转基因番茄只是抑制了早熟基因，并未引入其他外源基因），绝大部分用于工业和动物饲料及出口，欧盟更是对一切转基因食品say NO。转基因不全好，但也不全坏，在没有确切的安全性评价标准和严格的监管前，特别对关系国计民生的农业，还是不要做超级大国的小白鼠好。

　　啥？砖家说可笑？好吧，我承认我没文化了！