為什麼要發展轉基因技術

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上世紀末以來，糧食產量增長放緩，化肥、農藥用量開始猛增，土壤、水質等農業生態環境不堪重負，第一次綠色革命已不再綠色，名存實亡。這些老百姓暫時看不到的糧食危機才是真正的不安全，亟待解決。而轉基因技術正是「第二次綠色革命」的先驅之一。

古時男耕女織，人們知曉種瓜得瓜、種豆得豆，可是古人並不知道這是基因的功勞。古往今來，宏觀世界越來越小，微觀世界越來越大，人們在探索浩瀚宇宙的同時，也發現了肉眼看不到的細胞、染色體、DNA，以及本文的主角——基因。不僅如此，人們在微觀世界里的動手能力也慢慢增強，可以輕鬆自如的操控基因，讓瓜越來越甜，豆越來越大。

基因的本質和功能

遺傳物質，就是生物體內可以進行自我複製並能穩定傳給後代的東西，科學前輩給它取了個很好聽的名字GENE。語言果然是相通的，咱們的漢字「基因」幾乎完美適配了GENE的音和義。基因，就是基本遺傳因子。究其化學本質，基因是DNA片段，由腺嘌吟（A）、鳥嘌吟（G）與胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）兩兩配對排列組合而成。簡單說，基因就是長長的ATCG雙鏈條分子。

基因是怎麼自我複製穩定遺傳呢？細胞複製時，ATCG雙鏈條會打開變為單鏈，細胞中遊離的A、T、C、G會在裝配酶的作用下按照A-T、C-G的配對規則以兩條單鏈為模板組裝上去，單鏈重新變成雙鏈，整個過程彷彿我們穿衣服時拉拉鏈般。基因穩定的複製是親子代間性狀穩定遺傳的基本保障。

基因如何決定新陳代謝乃至生物性狀呢？生物細胞的新陳代謝都由基因所控制。簡單而有趣的是生物細胞內所有的蛋白質幾乎都由20種氨基酸所組成，不同的排列組合構成不同的蛋白質。而不同的蛋白質（主要分功能蛋白和儲存蛋白）就決定著生物性狀。奇妙的是組成蛋白質的氨基酸序列卻就是由基因的核苷酸序列所決定的。 我們知道4個漢字構成一個成語，這個成語能表達固定的含義；基因亦然，每3個字母（ATCG任選仨）組成一個密碼子，這個密碼子也能表達固定的意義——一種特定的氨基酸。不同的基因就能表達成不同的氨基酸鏈分子，即不同的蛋白質，從而表達出不一樣的生物性狀。

遺傳基因彷彿一篇文章，裡面的字只有4個，A、T、C、G，這4個字不斷的重複，形成不同的隊列；字數不同和字的排序不同，文章的意思則不同。基因又像一首樂譜，僅用4個音符就譜寫出千奇百怪的生命之歌。

生食基因的「後果」

基因到底能不能吃？在這個吃貨橫行的時代，解決這個問題迫在眉睫。

基因存在於生命體的每一個細胞中。大家都吃過青椒炒肉吧，裡面的豬肉和青椒都是含有基因的；若再來一份醋溜黃瓜，就一口米飯，滿口皆是水稻、黃瓜的基因，那真箇酸爽啊。大家每天都在食用基因，不會因為吃了豬蹄而長豬腳，也不會因為吃了黃瓜而變綠。

那吃下肚的基因跑哪去了呢？基因的本質是長長的ATCG雙鏈條分子，它們通過口腔進入胃腸道后，被人體的各種酶類物質（功能性蛋白質）消化，分解成小分子物質（嘌吟、嘧啶），基因也就消失了。人體會對這些小分子物質分類處理，有用的就吸收了，沒用的就排出體外。這樣看來，吃進口的這些基因是無法履行其遺傳物質的功能了。

轉基因古已有之

轉基因，顧名思義，就是基因的轉移。基因是遺傳物質，那轉基因就是遺傳物質的轉移。遺傳物質發生轉移，接受了新基因的生物能夠獲得新的性狀。這新的性狀，若是有利於生物生存的，生命則完成一次升級；若是不利於生物生存的，生命則會為自然所淘汰。千百年來，依靠遺傳物質的不斷轉移，獲得好性狀的生命形態在自然篩選壓力下存續，長此以往，優勝劣汰，生命才得以進化。因此，遺傳物質的轉移是自然界生命進化的原動力之一，它是伴隨生命起源至今再自然不過的現象了。轉基因現象古已有之。

雜交也是一種寬泛意義上的轉基因

在自然界中，花粉隨風飄散、蜜蜂採花授粉，都是遺傳物質轉移的途徑。農業生產中，雜交技術是對雜種優勢的利用，它是人類較早掌握並得以推廣的實現遺傳物質轉移的有效技術之一。親本A、B雜交，可以讓A、B的遺傳物質重新組合，後代可能獲得A和B的優勢性狀而更趨完美。水稻雜交將該技術的利用推向高峰。

雜交技術的操作對象是整個基因組，雜交過程會產生大量遺傳物質的不定向轉移，形成多種難以預見的後代性狀表現。人們再在這些性狀表現中進行選擇，選出農業生產所需要的有利性狀。所以雜交技術中遺傳物質轉移量大，目標性狀命中率低，後代表現預見性差。

玉米A品種穗子大、籽粒飽滿，抗性也很好，但是植株太高，容易倒伏；而B品種的產量性狀不突出，但植株很矮。將A、B雜交，後代中會出現各種性狀表現的個體，有的穗子大、植株矮，但抗性差；有的抗性好、植株矮，但籽粒癟……總會不盡如人意。而只有穗子大、籽粒飽滿，抗性好且植株矮的個體C才是優勢雜交後代，但這種個體在後代中的出現幾率是相當低的。

人工轉基因技術

隨著基因工程、細胞工程和功能基因組的發展，人們在了解基因功能的基礎上對基因進行操作，實現基因在生物個體間的轉移，完成目標品種的性狀改良。這個過程就是轉基因。轉基因技術所操作和轉移的是經過明確定義的基因，功能清楚，後代表現可準確預期。

利用轉基因技術獲得上文提到的後代C比雜交技術簡單明了得多。我們只需要在B品種中找到控制矮桿性狀的基因，將該基因接上啟動載體后，通過轉基因的方法直接讓A品種獲得矮桿性狀。

安全性

雜交技術的安全性幾乎沒有成為過話題，雜交水稻面世以來也未進行過系統的安全評價，因為雜交技術被默認是安全的。轉基因技術則走向另一個極端，嚴格的安全評價伴隨始終，轉基因輿情從未降溫，其安全性備受爭議。原因是多方面的。

（1）不願改變現狀。做出改變需要勇氣，不管是消費者還是既得利益者，總認為改變意味著風險。

（2）有得選。今時不比往日，食品琳琅滿目，消費者錯誤地以為「有機代表著健康、傳統意味著安全」，而「便宜高效的轉基因」並不能吸引消費者做出選擇」。

（3）安全疑慮。這恐怕是轉基因引領的第二次綠色革命始終徘徊在雲端的最大障礙。

幾十年來，在以作物矮桿技術為先驅的第一次綠色革命的推動下，糧食產量快速上漲，吃飯問題得以緩和；上世紀末開始，糧食產量增長放緩，而化肥、農藥用量開始猛增，土壤、水質等農業生態環境不堪重負，第一次綠色革命不再綠色，名存實亡。這些老百姓暫時看不到的糧食危機才是真正的不安全，亟待解決。以此為契機，農業科學家倡導的以「少投入、多產出、保護環境」為目標的「第二次綠色革命」呼之欲出，作為革命先驅之一的轉基因技術本是頂著前沿科學的光環走進人們的生活，正準備大展身手造福於民時，卻遭到非議和責難。

上世紀90年代，棉鈴蟲蠶食棉花，蟲害蔓延，轉Bt基因抗蟲棉的研發和推廣力挽狂瀾，拯救了棉產業。抗蟲棉作為第一代深受農民朋友喜歡的抗蟲、抗除草劑轉基因作物之一，能降低80%的農藥用量，其保護環境、改良生態的綜合效應已得到驗證。另一種與消費者息息相關的第一代轉基因產品是轉基因大豆。因國內未批准種植轉基因大豆，而傳統大豆因成本高，產量低，遠遠無法滿足需求。現在超市上架的大豆油、調和油以及日常食用的豆腐，其原料九成都是進口轉基因大豆。大豆之殤與棉花之幸形成強烈反差，而水稻、玉米作為人畜的口糧，究竟該何去何從？

隨著技術推進，第二代旨在改善作物品質的轉基因產品也會進入市場，屆時終端消費者將直接受益。比如富含胡蘿蔔素的黃金大米，能大大改善維生素A缺乏地區人們的胡蘿蔔素攝入難題。

安全不是想當然。國家食品安全風險評估中心研究員、工程院院士陳君石對食品安全做過如下表述：「不管是純天然食品、傳統食品，還是現代食品工業生產的食品，安全不安全不能靠想象，都應由科學評估說了算。」要用一兩句話把科學評估說清楚不容易。轉基因的過程就好比把饅頭變成花捲。饅頭默認是安全的，要確定花捲是否安全，那隻需要驗證花捲裡面的蔥是否安全即可。這就是轉基因安全評價所做的主要工作。如果新成員「蔥」本身的基因組成以及表達的蛋白質在營養學、毒理學、致敏性等各個方面是安全的，那就可以認為花捲和饅頭實質等同，是一樣安全的。

技術是中性的，並無褒貶之分。這就好比金庸先生筆下的絕世武功六脈神劍，在段譽手中可以救人危難，而若被鳩摩智學會則會危及武林。也就是說，轉基因是否安全，需要控制，善人善用。這就是科學評價、安全評估的用武之地。凡是上市銷售的轉基因食品，都經過科學界和權威部門的安全評估，所以，其安全性比許多傳統食品更經得起考驗。

延伸閱讀

轉基因動物或將成盤中餐

基因農業網編譯（譯：楊寧，校：Panda）：在密蘇里大學的研究大樓里，幾位研究人員養了一群快樂的小豬。最近這群胖嘟嘟、哼哼唧唧的粉紅小豬家庭又多了兩位新成員。

儘管看上去跟全國各地豬圈中的豬一樣，但這些動物卻有特別之處。它們經過基因工程改良，屬於使用新技術得到的新型轉基因動物，可能很快就會成為我們的盤中餐。

來自密蘇里大學和堪薩斯州立大學的一個研究小組培育了這種豬，這一新品種可抵抗一種常見的無法治癒的豬瘟。豬繁殖與呼吸綜合征（PRSS）可在豬群中迅速傳播，經常迫使養豬的農戶一次性對整個豬圈實施安樂死。

2015年12月，該研究團隊在《自然-生物技術》雜誌上刊登了他們的研究發現。最終買下這項技術的公司對研究提供了部分資助。

參與本項目的密蘇里大學研究員克莉斯汀·惠特沃思（Kristin Whitworth）說：「豬繁殖與呼吸綜合征是一種毀滅性的病害。」「它會造成持續感染，造成母豬流產，然後失去豬仔。它會引起嚴重咳嗽，使豬變得非常虛弱。」

一旦病毒進入豬體內，它會藉助蛋白質傳播。Whitworth和她的團隊對該蛋白質的編碼基因進行了編輯，有效去除了這種蛋白。

惠特沃思說：「一旦沒有了這種（蛋白質）分子，病毒不僅不能進入巨噬細胞，也無法在豬與豬之間傳播。」

科學家希望用基因組編輯技術生產的豬幾年後就能出現在美國的餐桌上。這種美好的希望寄託於從美國食品與藥品監督管理局（FDA）那裡獲得對轉基因豬的批准，任重而道遠。

目前獲得批准能在美國市場上銷售的只有一種動物，一種比野生三文魚生長速度快一倍的轉基因三文魚。培育這種魚的AquaBounty公司花了幾十年時間才獲得批准。事實上，該公司現在又遇到了新的挫折，FDA近期發布了一項規定，或將在幾年內禁止售賣這種轉基因三文魚。

加州大學戴維斯分校動物生物技術和基因組學專家艾莉森·范·埃寧納姆（Alison Van Eenennaam）說：「儘管這一技術早在30多年前就已經出現了，但到目前為止，這還是唯一通過法規批准（程序）的產品。」「而且是花費了約20年時間和數千萬美元才得以通過。」

從無角牛到低致敏性奶牛，科學家們已經培育出了轉基因家畜，還有其他一些轉基因動物也正在培育中。不過，目前還沒有轉基因動物真正走向消費市場，主要是因為其中所依託的技術對公眾來說還是新鮮事物，它的成本極高，並且還沒有通過管理部門和消費者這一關。

范·埃寧納姆說到：「動物育種聯盟正在等待監管部門會對這一技術給出怎樣的回應。」

沒有一項普遍適用的研究能夠完全消除對科學技術的擔憂。因為每種動物和每種轉基因操作都是不同的。

凱文·威爾斯（ Kevin Wells）是密蘇里大學的一位助理教授，參與了抗豬繁殖與呼吸綜合征（PRSS）轉基因豬的培育，同時也是AquaBounty鮭魚的聯邦諮詢委員會的成員。他發問：「例如，如果我們引進一種人類可能不常吃的新蛋白質，我們就一定會對它過敏嗎？」「然而，對於我們每天要吃的東西你可能就不會這樣問。」

在這一技術上花費數百萬的公司也很擔心消費者的反應，尤其是，時至今日，轉基因食物仍然還是一個熱點問題。

轉基因動物的反對者稱，關於轉基因動物還有很多風險和未知情況。他們擔心對環境和人類健康的影響。

儘管頒布了一個自願標識計劃的管理草案，但FDA目前並未要求對轉基因動物產品做特別標示。阿拉斯加參議員芭芭拉·穆爾科斯基（Barbara Murkowski）揚言要提名一位新的FDA專員來監管當局對轉基因三文魚的安全和標識的決議。

當談到對抗豬繁殖與呼吸綜合征（PRSS）的豬時，研究人員惠特沃思說，購買這一技術的公司Genus會盡最大努力取得聯邦政府的批准。

她說：「他們會考慮飼料利用效率和生長情況，還會將基因組編輯引入到其它品種豬的遺傳譜系中。」如果出現這種情況，也許很快就能在全國各地的食品商店中見到這種豬的豬肉了。