原標(biāo)題：科學(xué)家“細(xì)說”轉(zhuǎn)基因
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編者按
轉(zhuǎn)基因技術(shù)自問世以來，就備受公眾關(guān)注。中國科協(xié)近日舉辦的第29期“科學(xué)家與媒體面對面”活動，邀請了中科院院士、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長張啟發(fā)，中科院院士、中科院上海生命科學(xué)研究院院長陳曉亞，中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所研究員、博士生導(dǎo)師黃大昉，中國疾控中心營養(yǎng)與食品安全研究所研究員卓勤四位專家，以“轉(zhuǎn)基因技術(shù)的未來發(fā)展”為主題，深入探討了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的過去、現(xiàn)狀和未來。本報今日編發(fā)他們的發(fā)言，以饗讀者。
陳曉亞（中科院院士、中科院上海生命科學(xué)研究院院長）：
轉(zhuǎn)基因技術(shù)推動生命科學(xué)發(fā)展
1953年，生命科學(xué)界有一個重大發(fā)現(xiàn)：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。從此科學(xué)進(jìn)入分子生物學(xué)時代。后來，通過一系列發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家總結(jié)了生命科學(xué)的一條基本規(guī)律：中心法則，即從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)。重要性跟物理學(xué)上的牛頓定律地位一樣。生物體內(nèi)各種反應(yīng)主要由蛋白質(zhì)催化，同時蛋白質(zhì)也是生物主要的組成成分，比如人的肌肉甚至頭發(fā)都含蛋白質(zhì)。
由此科學(xué)派生了幾個重大進(jìn)步。一是后來發(fā)展的DNA重組技術(shù)，最早由大腸桿菌開始，發(fā)現(xiàn)了很多工具酶，可以設(shè)定特定序列，把DNA切開。另一些酶可以把另外的DNA連上去，作為一個工程重組。很多藥物，比如重組的干擾素都是通過這種辦法生產(chǎn)。另外，還發(fā)現(xiàn)有一部分長在植物上的細(xì)菌，叫溶桿菌，可以把一種DNA加到植物體的基因組上，由此促進(jìn)了轉(zhuǎn)基因植物技術(shù)的發(fā)展。第三是基因組學(xué)的發(fā)展，它的中心是轉(zhuǎn)基因組次序。
基因組技術(shù)還推動了一些相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。如人們不再一個一個看蛋白質(zhì)，而是整體去看。這些組學(xué)的發(fā)展催生了現(xiàn)代系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展，就是把這些東西整合起來，用系統(tǒng)學(xué)的觀點(diǎn)、系統(tǒng)論的方法來看生物體。與此同時，還產(chǎn)生了合成生物學(xué)，也是現(xiàn)在比較新興的領(lǐng)域，可以合成新的生命。
基因技術(shù)的發(fā)展，對整個社會、經(jīng)濟(jì)、人類的思想都產(chǎn)生了重大的影響。一是對生物醫(yī)藥的影響。二是催生了轉(zhuǎn)基因動植物育種。三是對環(huán)境的影響。生物修復(fù)技術(shù)可以選取合適的生物，最好是通過轉(zhuǎn)基因的方法產(chǎn)生一些特別有用的生物，可以把一些污染物清除掉。還有就是生物能源，我們可以通過微生物來生產(chǎn)各種各樣的化工品，比如物質(zhì)纖維素、酒精等。
同時，生物技術(shù)還在不斷地發(fā)展。比如不久前產(chǎn)生的RNA干擾素，可以刻意使某些基因沉默，讓它不表達(dá)了。如果我們能夠非常有導(dǎo)向地把這些干擾信號輸送到特定的細(xì)胞或者特定的組織里，它的應(yīng)用前景是非常廣闊的，屬于基因治療的一部分。
張啟發(fā)（中科院院士、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長）：
跟發(fā)達(dá)國家相比，我們差在哪？
在關(guān)心轉(zhuǎn)基因的討論當(dāng)中，大家都會提到糧食安全問題。糧食安全是一個什么概念呢？經(jīng)過很多討論，這一概念應(yīng)該是這樣的：第一，要滿足量的需求，首先必須要生產(chǎn)足夠的糧食。第二，要關(guān)注可持續(xù)發(fā)展。這兩方面缺一不可。
回顧過去幾十年中，三大糧食作物即水稻、玉米、小麥，年增長率大約1%，當(dāng)中一個最大的進(jìn)步就是作物育種，發(fā)揮了非常重要的作用。中國在過去幾十年中，以7%、8%的耕地養(yǎng)活了世界22%的人口。但是，特別是本世紀(jì)以來，中國消耗掉了大量的農(nóng)藥、化肥，用量占到了全世界的1/3多一些，大約在35%。所以，我們提出了“第二次綠色革命”的概念。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)家們稱之為10個字：高投入、多產(chǎn)出、保護(hù)環(huán)境，有16個字的目標(biāo)：少打農(nóng)藥、少施化肥、節(jié)水抗旱、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。如果要做到這一點(diǎn)，跟技術(shù)相關(guān)的，一是生命科學(xué)技術(shù)研究，尤其是DNA組的研究；二是品種資源的發(fā)掘；三是育種。這幾者要緊密結(jié)合。
我國生命科學(xué)的研究足夠支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從上世紀(jì)90年代初開始，中國啟動了水稻基因組計劃，后來中國科學(xué)家和世界很多國家的科學(xué)家一起做完了水稻基因組的全部序列，而且這個序列，到目前為止仍然是所有生物當(dāng)中質(zhì)量最高的測序，最有用。我們希望在2020年之前認(rèn)識水稻每一個性狀的功能基因組，包括產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病，這些性狀我們要搞清楚它是怎么決定的。另外，分離克隆一些有用的基因。在這三方面，中國的科學(xué)家在過去十年中很有建樹。截至去年底，全世界水稻一共查明差不多1000個基因的功能，其中40%是中國科學(xué)家做出來的。在水稻領(lǐng)域，中國在世界上既算一個大國也算一個強(qiáng)國。水稻生產(chǎn)也走在世界前列，水稻面積比印度少很多，但產(chǎn)量比印度高很多。但跟發(fā)達(dá)國家相比，我們差在哪呢？我認(rèn)為，我們差比較強(qiáng)大的企業(yè)。我國做生命科學(xué)研究、水稻功能基因組主要在大學(xué)和科學(xué)院，研究一個基因發(fā)文章、申請專利，就到此為止了，專利沒有用到企業(yè)里去。就技術(shù)發(fā)展來說，我國的植物生命科學(xué)可以和發(fā)達(dá)國家相媲美，但缺乏把資本、技術(shù)、產(chǎn)品、市場整合到一起的大公司。根據(jù)調(diào)查，國內(nèi)的現(xiàn)狀是三張皮，第一張皮是一些大學(xué)在做，有文章、有專利、有技術(shù)。第二張皮是做育種的，以農(nóng)科院居多，省一級為主。第三張皮是賣種子的公司。國家最近出臺的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中把種業(yè)放在一個非常重要的位置上，這很正確。
黃大昉（中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所研究員、博士生導(dǎo)師）：
獲批的轉(zhuǎn)基因作物風(fēng)險可控
轉(zhuǎn)基因育種經(jīng)過17年的發(fā)展，巨大的經(jīng)濟(jì)社會效益和顯著的生態(tài)效益已經(jīng)顯現(xiàn)。根據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)組織報告，2012年全世界有28個國家1730萬戶農(nóng)民種植了1.7億公頃的轉(zhuǎn)基因作物，折合25.5億畝。另外還有59個國家和地區(qū)進(jìn)口轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。全球四大轉(zhuǎn)基因作物種植面積的比例，現(xiàn)在大豆和棉花是81%，玉米現(xiàn)在已經(jīng)超過1/3，油菜接近1/3。經(jīng)過科學(xué)評估、依法審批的轉(zhuǎn)基因作物是安全的，它的風(fēng)險是可以預(yù)防和控制的。
我國初步建成了世界上為數(shù)不多的獨(dú)立完整的生物育種研發(fā)體系，擁有了抗病蟲、抗除草劑、抗旱耐鹽、營養(yǎng)品質(zhì)改良等重要功能基因的自主知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)。中國的棉花、水稻、玉米等轉(zhuǎn)基因作物基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，形成了自己的比較優(yōu)勢和特色。一是轉(zhuǎn)基因的抗蟲棉，三系雜交配套的抗蟲棉在我們國家首次成功了。二是抗蟲水稻的研究和開發(fā)，這是我國生物育種領(lǐng)域具有重要國際影響的重大科技成果。還有用轉(zhuǎn)基因水稻來生產(chǎn)人血清白蛋白。
現(xiàn)在市場上轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品主要是食用油。還有轉(zhuǎn)基因的番木瓜，它是一種抗病毒的番木瓜，現(xiàn)在在海南、廣東有種植。對于轉(zhuǎn)基因食品，我國實(shí)施的是零閾值，即凡有轉(zhuǎn)基因成分，只要檢測出來，就需要有標(biāo)識。有的國家標(biāo)識閾值都是最低限度標(biāo)識，比如日本是5%，含量不夠5%不用標(biāo)識；韓國是3%，歐盟是0.9%。標(biāo)識和安全是兩個概念，并不意味著轉(zhuǎn)基因就不安全，非轉(zhuǎn)基因就安全，個別商家為了自己的利益誤導(dǎo)消費(fèi)者，造成了一些混亂。
我國是世界上率先研究農(nóng)業(yè)生物育種的國家之一，轉(zhuǎn)基因作物種植面積居國際前列?，F(xiàn)在由于在安全問題上受到諸多復(fù)雜因素的影響和牽制，生物育種的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程減慢了。如果我們還是猶豫觀望、停滯不前，結(jié)果不僅會導(dǎo)致發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家的差距重新拉大，而且發(fā)展速度也會落到巴西、印度等發(fā)展中國家之后。我國多年努力形成的研發(fā)優(yōu)勢將會得而復(fù)失，結(jié)果會讓生物育種發(fā)展與市場受制于人。
卓勤（中國疾控中心營養(yǎng)與食品安全研究所研究員）：
轉(zhuǎn)基因技術(shù)對營養(yǎng)健康的影響
轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，根據(jù)功能來分，現(xiàn)在可以分成三類，一種是環(huán)境適應(yīng)性的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，比如抗蟲、抗病、抗鹽、抗霜凍的產(chǎn)品，目前來說絕大多數(shù)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品都是這種類型。第二種是品質(zhì)改良型的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，它能夠改變營養(yǎng)成分，提高產(chǎn)品中營養(yǎng)品質(zhì)，比如一些高賴氨酸的玉米，一些高油酸的大豆。另外還有一種是免疫藥用類型的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，用它來生產(chǎn)疫苗和藥品。
現(xiàn)在比較成熟的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，有脂肪酸改良的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，可以降低血中膽固醇、低密度脂蛋白、血脂，但同時跟多不飽和脂肪酸相比，又可以維持高密度脂蛋白作用。普通大豆油酸含量大概是20%，有的通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以把大豆油中的油酸含量提高80%，可以大大地促進(jìn)大豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)的提高。目前，美國大概每年有10萬公頃的高油酸大豆種植，還有脂肪酸，像DHA大家稱之為是腦黃金，是腦細(xì)胞、視網(wǎng)膜重要的構(gòu)成成分，EPA則對心血管有一定的保護(hù)作用。
另外，生產(chǎn)蛋白質(zhì)改良的產(chǎn)品。比如像高賴氨酸的玉米和大米。賴氨酸本身是重要的必須的脂肪酸，人體不能合成，它在玉米、稻米中的含量比較低，不能滿足人體需要?，F(xiàn)在可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，把賴氨酸含量提高。目前已經(jīng)有試售高賴氨酸玉米，2005年在美國批準(zhǔn)使用，在澳大利亞、加拿大、日本都有食用的記錄。還有微量營養(yǎng)素的改良，如“黃金大米”，它主要是為了提高大米中β-胡蘿卜素的含量。
此外，生產(chǎn)疫苗和藥物。比如乙肝疫苗、胰島素這些藥物，早在生物制藥和臨床當(dāng)中使用。現(xiàn)在通過生物反應(yīng)器，可以把一些特定的、在自然界很少的藥用蛋白轉(zhuǎn)入到動物的體內(nèi)，通過它的乳汁來分泌這種蛋白。世界上首例通過乳腺的生物反應(yīng)器來生產(chǎn)一種抗血栓藥物的轉(zhuǎn)基因羊，2009年美國食品和藥品管理局（FDA）已經(jīng)批準(zhǔn)了，這是第一例轉(zhuǎn)基因動物的臨床藥物。另外，還可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把過敏物質(zhì)降低。
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各國轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品有哪些？
美國：FDA的一份清單顯示，以下食物可以通過轉(zhuǎn)基因工程改造：玉米、黃豆、棉花、苜蓿、油菜、甜菜。其中大多數(shù)被用來喂養(yǎng)動物或作為原料制作其他食物。關(guān)于超市中的水果和蔬菜，美國FDA認(rèn)可經(jīng)過基因改造工程的李子、哈密瓜、木瓜、南瓜、菊苣、西紅柿和土豆。此外，有一種轉(zhuǎn)基因鮭魚正在經(jīng)過FDA的審核并已到了最后階段，如果獲得通過將成為首個進(jìn)入美國市場的轉(zhuǎn)基因動物。
俄羅斯：據(jù)俄聯(lián)邦消費(fèi)品監(jiān)管局2012年數(shù)據(jù)，目前在俄羅斯正式注冊的轉(zhuǎn)基因食品有67種，其中20種以植物為原料，47種以微生物為原料。這些轉(zhuǎn)基因食品主要包括大豆、玉米、土豆、面粉、進(jìn)口巧克力、飲料、香腸、肉類、奶制品以及食品調(diào)料等。
韓國：據(jù)食品醫(yī)藥品安全處2013年6月發(fā)布的材料顯示，現(xiàn)在韓國通過安全檢查且獲得許可的轉(zhuǎn)基因農(nóng)副產(chǎn)品共有七種，分別是大豆、玉米、棉花、油菜、甜菜、馬鈴薯、苜蓿。
