人与生物技术文献综述

转基因技术应用与安全的文献综述

一、前言

毫无疑问，生命科学是21世纪十分有发展前景的一门自然科学，生物技术作为高科技的核心，已经越来越多地应用于人类的生活，而转基因技术则是其中极为重要的一个组成部分。转基因技术是现在以及今后相当长时期内备受关注的研究重点，它在生物医药、农业、食品、能源、环境等各个领域都有广泛的应用。事物有利必有弊，转基因技术也是一样，它在给人类带来便利的同时，也带来了隐忧，比如转基因食品的安全性、转基因生物的安全性等，近来也引起了热切关注。本文将主要讨论转基因技术应用的各种方面和转基因技术引发的安全问题。

二、主题

（一）、转基因技术应用

转基因技术通常也称为基因工程技术，是指利用载体系统的重组DNA技术以及通过物理化学和生物学等方法，将重组DNA导入有机体的技术。它在生物医药、农业、食品上的应用是与我们的日常生活最为贴近的。

生物医药方面

1、用来生产特殊蛋白质。在体外大量生产人体中天然存在的蛋白质，高度纯化，然后再返

回人体使用，从而治疗疾病。比如利用植物作为生物反应器，用转基因烟草高水平表达治疗癌症的单克隆抗体，从而大量生产抗体供病人使用。细胞素治疗比过去的化学治疗、放射治疗等疗法有明显的优越性。

2、用来生产疫苗。DNA疫苗的制造过程和工作原理与传统疫苗完全不同，科学家们主要是

利用DNA片段的分离、筛选、插入、转染等技术。DNA疫苗注射器注入肌肉或基因枪注入皮肤黏膜，被人体细胞摄入后，疫苗中含有的已经被传染的质粒便进入人体细胞核内，诱导人体细胞以质粒中含有的病原体的抗原DNA片段为模板，合成病原体所具有的抗原蛋白分子，从而诱导机体免疫系统产生体液免疫或细胞免疫。和传统疫苗相比，优点就是，避免了病原体诱导自身免疫反应和感染机体的可能。

3、抗病转基因。目前正在研究的可分为三类，植物病毒外壳蛋白基因、人工合成抗菌肽基

因、几丁质酶和葡聚糖酶双价基因。

农业方面

抗虫植物、转基因作物。目前研究较多的有Bt杀虫蛋白基因（来自苏云金芽孢）、蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。Bt毒蛋白通过昆虫摄食进入昆虫的消化道后，可转变成具有毒性的多肽分子，与昆虫肠道上皮表面的特异蛋白相互作用，诱导植物膜产生一些孔道，扰乱细胞的渗透平衡，引起细胞肿胀甚至裂解，最终导致昆虫死亡，如今这种抗虫转基因的研究最广泛也最有潜力。蛋白酶抑制剂杀虫的机理在于与昆虫消化道内的蛋白酶相互作用，形成复合物，阻断或减弱消化酶的蛋白水解作用，导致昆虫缺乏代谢中必须的氨基酸。植物凝集素被昆虫摄食后，在消化道中释放，与昆虫肠道膜上的糖蛋白结合，影响营养物质的正常吸收，促进细菌繁殖，诱发病灶，从而杀虫，比如常用的豌豆外源凝集素和雪花莲外源凝集素。

转基因作物在生态方面也有积极的作用，显著降低了农药的使用量，减少了对河流、地下水和土壤的污染；农药使用量的减少是农药在作物中的残留量减少，从而提高了食品的安全性和健康性；减少农药的使用有利于建立良好的生态系统；Bt基因和蛋白酶抑制剂基因所表达的对昆虫有毒的蛋白质是天然蛋白质，对人类和其他有机体无害。

食品方面

转基因食品是基因修饰生物体(genetically modified objects, GMO)中的一类，又称基因修饰食品(genetically modified food, GMF)。GMF是现代生物技术的产物，它利用现代分子生物学技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造它们的遗传物质，使某些生物的基因转移到其他物种中去，改造它们的遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。生产GMF的转基因技术着眼于从分子水平上，进行基因操作（通过重组DNA技术做基因的修饰或转移），因而更加精致、严密和具有更高的可控制性。

比如转基因番茄，有一家名叫Calgene的公司育成的转基因番茄果胶酶分泌水平只是普通番茄的1%，转基因番茄不易变软，因此霉烂变质的速度也很慢。在其他很多蔬菜和水果上，通过基因沉默技术抑制ACC合成酶的产生和ACC氧化酶的产生，可以达到延长保存周期、改善外观和提高适口性和营养价值的目的。

转基因技术也可以增加水果和蔬菜的甜度，有研究报道，将一种名叫奇异果的西非灌木多合成的蛋白质奇异果甜蛋白的编码基因转移到马铃薯中可使其蔗糖含量提高将近三千倍。

可以说转基因技术在食品方面的应用已经造福了我们很多人的胃了。

（二）、转基因生物安全

人们通过现代生物技术能够直接操作生命遗传物质——基因，这意味着人类可以在一定程度上设计、并定向改造某种生物，而这种认为改造的生物是原来自然界本来就不存在的，由于生物技术具有正负两方面的双重特性，其负效应风险具有不确定性和难预测性。转基因植物和现代生物技术药物进入商品化生产，为一些国家带来巨大的商业利益，但是我们必须清醒地看到重组DNA技术有可能给人类及生态环境带来一些潜在的、不确定性的危险。

首先来讨论转基因生物的生态安全性难题。

（1）转基因作物本身可能演变为农田杂草植物在获得某种特定基因可能会增强其生存竞争性，在生长势、越冬性、耐受性、种子产量等方面强于非转基因植物。若被推广种植，释放到自然环境中的机会特别大，将会迅速地成为新的优势种群，进而演变成农田杂草。

（2）基因漂流影响其他物种。转基因作物中的一些抗除草剂、杀虫剂和病毒的抗性基因通过花粉杂交等途径向其同种或近缘野生种转移，从而产生出一些可抗除草剂、杀虫剂和病毒的所谓“超级杂草，造成不可估量的农业损失和生态灾难。另外，自然界存在植物病毒的重组现象，随着抗病毒转基因作物的大面积推广有可能产生侵染力、致病力更强的“超级病毒”，从而造成更大的危害。

（3）可能对非目标生物造成危害，影响生物的多样性。植物在引入抗虫或抗病基因后，往往具有较强的“选择优势”，大量的转基因作物进入自然生态系统中，造成生物数量剧减，甚至会使原有物种灭绝。美国康奈尔大学Losey等发现，转基因Bt玉米花粉能导致非目标害虫黑麦金斑蝶幼虫死亡。

另外还有转基因食品的健康安全性问题。

（1）毒性问题。关于转基因食品的毒性问题，目前只有一些相关的实验报道，尚无人体的研究报告。苏格兰Rowett研究院的Putsai博士曾声称培育出了带凝集素(Lectin)基因的