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了解转基因技术

[ 来源: | 作者: | ?时间:2015-08-31 | 浏览:604次 ]

提起转基因,大家往往谈虎色变。可是,到底什么是转基因技术,似乎没有几个人能说得清楚。而转基因技术与转基因作物,以及由转基因作物加工成的食物又是完全不同的概念。今天,我们就从科学研究的本身,来了解一下什么是转基因技术。并以西北大学生命科学院尉亚辉团队的植物疫苗为例,揭开转基因技术的“面纱”。

? ?一项生物科学技术

? ?转基因技术是指将不同来源的DNA分子进行重组,克服了天然物种生殖隔离的屏障,将具有某种特性的基因分离和克隆,再转接到另外的生物细胞内,从而可以按照人们的意愿创造出自然界中原来并不存在的新的生物功能和类型。例如,在某种植物中,引入抗虫害基因,从而提高其抗击虫害的性能,引入耐旱基因,从而提高其抗旱的能力。

? ?事实上,自然界的转基因现象古往今来普遍存在,现在仍悄悄发生。自然界的生物进化,是不断在“转基因”的过程。例如,小麦就是由燕麦在自然条件下,“良种基因”杂交而来。不过,这是一种自然条件下的基因杂交,是在自然界生物进化过程中长期发展而来,是没有目的、盲目的“转基因”。自然界的生物,正是因为种属内外、甚至不同物种间基因的转移,不断打破原有的种群隔离,才得以进化发展。

? ?同样,今天我们种植的绝大部分作物,也都不是自然进化的野生物种,而是经过千百年人工选育改造,而这个过程正是对某种特性“基因”的利用。例如,栽培稻是由野生稻经历人工长期驯化而来,野生醋栗番茄被驯化为栽培番茄的过程中,果实变大了上百倍,黄瓜则由苦涩难食变得香甜可口。这些长期驯化过程背后发生的基因转移,近年来陆续在《自然》《科学》等国际期刊上被揭示。从这个角度而言,转基因技术与传统育种技术并无本质不同。

? ?随着现代生物技术的发展,科学家找到了具有某种特性的基因。“基因转移”不再像自然进化那么盲目,或者人工选育那么艰难漫长。由于目的基因和基因功能都已知,科学家们所做的,不过是通过与传统育种不同的方法对作物进行更有预见性和准确性的定向改造,让某种基因功能更好地为我们服务。

? ?转基因技术如何实现

? ?我们以植物疫苗为例,讲讲转基因技术是如何实现的。植物疫苗是以植物基因工程技术与机体免疫机理为基础,生产出的以植物(蔬菜,水果,谷类等)为载体的口服疫苗。

? ?早在上世纪90年代,尉亚辉团队就开始转基因番茄疫苗的研究。这种植物疫苗是把乙肝表面抗原蛋白基因,转到番茄上,使得番茄的果实具有类似疫苗的功能。

? ?把具有某种特性的基因,转移到一种生物体上,首先必须要有载体。农杆菌(一种环状DNA)就是把乙肝苗冕抗原蛋白基因,载入番茄体内的载体。科学家首先用酶为切口,把环状的农杆菌DNA“切开”,把乙肝苗冕抗原蛋白基因植入。然后,把载有乙肝苗冕抗原蛋白基因的农杆菌和植物细胞放在特质器皿中共同培育,使之进入植物受体细胞,在受体细胞内整合。

? ?当细胞整合成功,科学家们再对细胞进行筛选、培养,形成转基因番茄植株。最后,看起来和一般番茄幼苗无异的转基因番茄植株,在实验室用盆子栽培,生长、开花并结果。当然,这个过程的每一个阶段,科学家们都有严格的数据记录和对比研究。

? ?转基因番茄成熟之后,也要经过实验室毒性试验、动物实验等一系列严格的研究程序。当“第一轮”的研究完成后,还有提高目的基因的表达量、栽培条件等,更多深入复杂的研究等着科学家们一一攻克。

? ?2008年前后,尉亚辉团队完成了番茄疫苗的毒性试验后,迫于社会压力不得不暂时中止研究。据介绍,毒性试验的完成,对这株转基因番茄成为番茄疫苗作物的实验室研究来讲,只做了三分之一工作。而这项原本走在国际前列的科学研究,也在这几年内被多个国家成功完成。 (受访者为西北大学生命科学院教授、博士生导师尉亚辉)

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