呂永巖按語:曾慶平先生搞過轉基因研究,是轉基因專家,也曾積極支持過轉基因。令以轉基因試吃鬧劇方式挽救轉基因水稻僵尸的人們意想不到的是,就在轉基因決戰的關鍵時刻,曾先生明確表態:“1)轉基因技術本身的局限性(無法分離并導入高產基因)使之難以解決糧食安全性問題;2)轉基因抗病蟲作物一旦推廣,可能像抗生素導致耐藥性一樣,因病蟲的適應性進化而導致生態災難;3)轉基因果蔬及其他農產品、副產品的直接食用或飲用存在過敏風險;4)轉基因目標蛋白的潛在催化功能可能讓有害小分子化合物經過家畜、家禽進入人體,導致難以預計的后果。因此,轉基因食品的推廣應用必須慎之又慎。”這個表態標志著轉基因陣營的雪崩瓦解正在加速,顯然會得到人民的歡迎,也會招來轉基因利益集團的圍剿。但是,天地之間有桿秤,那稱砣是老百姓。金獎銀獎,比不上人民夸獎。人民支持曾先生對轉基因實事求是的科學態度,有這一條就足夠了。我們向曾慶平先生表示歡迎和敬意!
劉實:歡迎曾慶平在轉基因問題上棄惡從良
我的大表侄饒毅挺轉挺錯政治因而會攤上大事,但過去被我鄙視為“腦子進了水”的曾慶平現在卻在轉基因問題上“脫水”而棄惡從良了。這是一個很好的轉變。
其實,不僅是曾慶平,很多搞轉基因的人現在也要“非轉基因”分子育種。例如,饒毅的親密戰友、美國科學院新院士,北京生科所前“共同所長”鄧興旺博士就向中共中央政治局委員、國務委員劉延東等領導保證“非轉基因分子育種”。
饒毅說:“如果轉基因在中國死掉了,這將成為一個笑話,也是一個悲劇。”
其實,作為饒毅的大表叔,親眼看見大表侄跟隨轉毒基因主糧在中國“死掉”,那才是一個真話,也是一個喜劇。
附: 曾慶平我對轉基因的態度
已有 1909 次閱讀 2013-7-18 17:21 |個人分類:建言獻策|系統分類:觀點評述|關鍵詞:轉基因植物
從歷來的一貫態度上看,我是支持轉基因的,即某些人眼中的“挺轉派”。可是,我過去是從事轉基因研究的,我“挺轉”顯然沒有多少說服力,因為我是所謂的“局中人”,也就是“反轉派”眼中的既得利益者。時過境遷,我已經十年沒有介入轉基因研究了,也就是成了“旁觀者”,但我現在的態度依然是支持轉基因研究。至于轉基因主糧上市,我的態度也很明確:建議暫緩!原因有二:一是轉基因目前并不能直接提高糧食產量(沒有導入高產基因);二是現有抗病、抗蟲基因的人為導入可能促進病蟲害的適應性進化,因而其間接促進高產的效應是暫時的。
轉基因技術的發展無疑是人類科技文明史上的巨大進步,它可以為工農業生產和社會生活帶來很多好處。但是,不可否認的是,具體轉入什么基因,結局大不相同。比如,為提高家畜對飼料的磷利用率轉入的植酸酶基因,有利于提高家畜的營養水平,促進畜牧業生產。相反,如果在蔬菜或水果中導入了新的基因,人們可能因為分不清轉基因與非轉基因而將其用作“沙拉”制作原料,即使導入的基因所產生的蛋白質對人體無毒無害,但未經加熱變性的蛋白質還是可能會導致某些人過敏。
我過去一直強調,轉基因的最終產物就是蛋白質,而蛋白質經過蒸煮后是沒有任何活性(包括毒性)的,因而轉基因食品是安全的。可是,轉基因產生的蛋白質可能還有人們不能預知的催化功能,因而轉基因主糧未經蒸煮直接作為飼料后,可能在家畜、家禽體內催化某種(些)前體分子產生某種(些)有毒的小分子化合物,或者與體內其他酶類共同作用產生全新的有害小分子化合物,而它們是無法經過高溫滅活的。
因此,鑒于:1)轉基因技術本身的局限性(無法分離并導入高產基因)使之難以解決糧食安全性問題;2)轉基因抗病蟲作物一旦推廣,可能像抗生素導致耐藥性一樣,因病蟲的適應性進化而導致生態災難;3)轉基因果蔬及其他農產品、副產品的直接食用或飲用存在過敏風險;4)轉基因目標蛋白的潛在催化功能可能讓有害小分子化合物經過家畜、家禽進入人體,導致難以預計的后果。因此,轉基因食品的推廣應用必須慎之又慎。
我6年前曾在科學出版社出版過一本《遺傳修飾植物》的專著。我再次重溫了一次該書前言,發現自己對轉基因的態度有些微妙的變化,請讀者明鑒。因此,普通民眾對轉基因的態度值得重視,他們對轉基因食品安全性的擔心也必須認真對待。專家要站在民眾的立場考慮問題,不要一棍子打死,而應該循循善誘。民眾也要更多地了解轉基因知識,不要亂發言、發錯言。我相信,只要專家保持與民眾的良好溝通,科學的東西終將深入人心,全社會也一定會理性、客觀地對待轉基因這個新生事物!
附:曾慶平主編《遺傳修飾植物》前言(未經編輯刪減)
轉基因植物(transgenic plant)、轉化植物(transformed plant)、基因工程植物(genetically engineered plant)和遺傳修飾植物(genetically modified plant,簡稱GM植物)作為同義語在本書中被交替使用,是指采用基因操作方法培育的具有人工設計性狀的植物。既然GM作物非“造物主”之作,那就難免有“矯揉造作”之處,“設計師”的考慮也未必面面俱到。有鑒如此,GM作物的抗生素抗性(antibiotics resistance)被指有向環境擴散之嫌,抗蟲性(insect pest resistance)也頗受公眾非議、批評乃至抵制,過去曾發生過涉及蘇云金芽孢桿菌毒蛋白的黑脈金斑蝶(monarch butterfly)事件(Losey JE, Rayor LS, Carter ME. 1999. Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature, 399: 214)及凝集素毒性的Pusztai事件(Ewen SWB, Puztai A. 1999. Effect of diet containing genetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine. Lancet, 354: 1353~1354),最近中國超市銷售的亨氏米粉轉基因成分之爭更令消費者聞“轉基因”而色變;轉基因食品屢次從商場上架又下架,后來硬性規定外包裝上必須貼有醒目標簽,以還公眾知情權和遴選權;環保人士扯起大旗游行示威的震天價響仍如雷貫耳,歷歷在目,令從事GM作物研究的科學家幾成“過街老鼠”,轉基因食品也屢被推上審判臺。這些事件給人們留下一種錯誤的印象,那就是轉基因食品的生產和銷售大有遮遮掩掩蒙騙普羅大眾的嫌疑,無異于“黑市奸商”投機倒把賺無辜民眾的黑心錢。那么,科學家們真的是昧著良心干著罪惡的勾當嗎?顯然不是!那么,他們為什么還要如此賣力地扮演一種“費力不討好”的角色呢?那是因為他們相信GM作物必將成為養活地球上日益增多的人口的希望!而且隨著時間的推移,這種不可阻擋的趨勢會變得越來越明顯!
GM作物就象是塊尚未雕琢完成的鉆石,它本身的確存在這樣或那樣的不足,但瑕不掩瑜,“真金不怕烈火煉”,GM作物仍以頑強的生命力“打拼并快樂著”!盡管如此,考慮到人們對轉基因食品的疑慮,不管它們是否科學和合理,科學家們還是作出了實際讓步。他們不再象以前那樣喋喋不休地解釋轉基因表達蛋白在烹飪過程中失效的老話題,而是在GM作物的培育方法上進行徹底革新,那就是不厭其煩地再轉一次基因而將“惹是生非”的抗藥性基因剔除,或者完全擯棄這些抗性基因而改用其他沒有副作用的選擇標記,或者盡量避免在非烹飪型轉基因食品(如水果、蔬菜)中生產可能引起過敏反應的蛋白質。可喜的是,如今大眾對轉基因作物的負面評價越來越少,社會認可程度越來越高,無論在發達國家還是發展中國家都廣受歡迎,種植規模正在不斷攀升,大有興起第二次“綠色革命”之勢!
植物GM作為一種分子育種方法,它與常規育種一樣都涉及基因的重組,其后代也遵循獨立分離、自由組合和連鎖等經典的孟德爾、摩爾根遺傳規律。然而,分子育種是一種無性過程,品種培育是在分子水平上完成的,其特點是可以實現基因的跨物種傳遞(cross-species transmission);而常規育種是有性過程,育種是在個體水平上完成的,遠緣物種之間的雜交不親和(incompatibility)。因此,常規育種需要父本授粉和母本受粉,二者的親緣關系必須接近,雜交方式因不同植物而異,包括異交(異花授粉)和自交(自花授粉);分子育種中提供基因的一方稱為基因供體(donor),接受基因的一方稱為基因受體(recipient),還需借助基因載體(vector)作為中介,但供體和受體可以來自任何近緣或遠緣物種。這樣的對比并不是“王婆賣瓜”地肆意炫耀誰比誰重要,也不是鼓吹分子育種的優越性而肆意貶低常規育種的重要性。如果真是這樣,我反倒要理屈詞窮了,因為雜交水稻就是用常規方法育成的。
數十年來,許多人似乎有一種誤解,以為離開了根癌農桿菌的Ti質粒,植物轉基因就寸步難行了。事實上,生物體乃至細胞對外來遺傳物質持有一定程度的開放和容忍態度。無論是有意或無意,它們遵循著 “利我者留,害我者棄” 的簡單原則而獵取各種有用的外源基因,殊不知人體中就有許多基因直接來源于細菌,這從細胞器的內共生起源(endosymbiosis)及隨后持續不斷的核質基因交流也可理解。
1970年代末,中國科學院上海生物化學研究所的女科學家周光宇“打破迷信,解放思想”,將抗蟲棉的總DNA滴加在普通棉的花柱上,結果在普通棉的后代中居然奇跡般地出現了抗蟲棉。這個結果在當時是不可思議的,在很長一段時間內得不到承認,尤其對她不用載體而用總DNA的做法頗有微詞。好在當年《酶學方法》的主編慧眼識英才,在各種質疑之聲甚囂塵上鬧得沸沸揚揚之際,破例登出了周光宇主筆的《將外源DNA導入棉胚》(Zhou GY,Weng J,Zheng Y et al. 1983. Introduction of exogenous DNA into cotton embryos. Methods in Enzymology, 101: 433-448),總算讓國外學者領略了一番學院派以外的新氣象。后來,美國康奈爾大學吳瑞教授實驗室的訪問學者羅忠訓以外國人認可的方式使用Ti質粒載體、35S啟動子、選擇標記NPTII等轉基因,無可辯駁地證明外源基因確實能從花柱進入子房,并為這種方法取了一個漂亮的名字——花粉管通道法(pollen tube pathway)(Luo Z and Wu R. 1988. Pollen-mediated rice transformation. Plant Mol Biol Rep., 6: 165-174)。有趣的是,現在在擬南芥中轉基因就更簡單,只要把正在開花的花朵在農桿菌菌液里面浸一下,剩下的工作就是等候收獲轉基因種子了。這種方法被稱為“花浸法”(floral dip)。
早在上個世紀初葉,美國科學家就發現植物的冠癭瘤(crown gal tumor)是由根癌農桿菌引起的,但直到1974年才由Schell研究小組發現了Ti質粒(Van Larabeke N, Engler G, Hosters M, et al. 1974. Large plasmid in Agrobacterium tumefaciens essential for crown gall-inducing ability. Nature, 252: 169-170)。美國華盛頓大學的“西雅圖冠癭瘤集團”(Seattle Crown Gall Group)趁熱打鐵,在不到3年的時間里搞清了T-DNA插入染色體才是植物致瘤的根本原因,從而趕在比利時與荷蘭科學家之前取得重大突破(Chilton MD, Drummond MH, Merlo DJ, et al. 1977. Stable incorporation of plasmid DNA into higher plant cells: the molecular basis of crown gall tumorigenesis. Cell, 11: 263-271)。1983年,Schell研究小組繼上一輪較量敗北后,奮起直追,一鼓作氣,培育出世界上第一棵轉基因植株(Zambryski P, Joos H, Genetello C, et al. 1983. Ti plasmid vector for the introduction of DNA into plant cells without the alteration of their normal regeneration capacity. EMBO J, 2: 2143-2150)。從此,由美國、比利時、荷蘭科學家組成的研究團隊逐步形成三足鼎立的植物轉基因“正統學院派”。然而,令這些權威們沒有想到的是,轉基因并非想象的那樣復雜,有人在誘導轉基因沉默(transgenic silence)時根本不用載體,只要用基因槍把雙鏈RNA射入細胞就完事了。還有一種由DNA/RNA組成的雜合寡核苷酸(chimeric oligonucleotide)打靶也能導致基因的點突變,完全用不著什么載體、整合元件和選擇標記,真是“條條大路通羅馬”!
通過上面對植物轉基因發展歷史的回顧,不能不讓我們有所啟迪:簡單并不意味著無效,“土法”照樣可以“上馬”!與其說轉基因載體構建與轉基因方法重要,不如說轉基因策略、思路及原始性創新成果更重要。我國有大量杰出人才正在從事轉基因方面的研究工作,也不乏從國外留學歸來的“海派”人物,載體你可以帶回來,方法你可以學回來,但不會有人告訴你應該轉什么樣的基因。因此,創新性思維永遠應該擺在第一位!“獨立精神”在某種程度上建基于“拿來主義”,因為你在看 “大師級”論文時已經上了一個新的臺階,再加上“英雄所見略同”碰撞出來的“智慧的火花”,你必然由此獲得靈感。不過,話說回來,如果你僅僅是一味地跟蹤模仿,那就只會老是跟著別人的屁股后面轉,等到人家的論文發表了,你也只有哀嘆:我沒想到的他們全想到了,而我想到的他們卻完成了!
當然,在科學的競賽中要處處領先又談何容易!真是“失之毫厘,差以千里”!更顯出把握“先機”的重要性。就拿青蒿素合成的國際競爭來說吧,最先由荷蘭的Bouwmeester小組分離出青蒿素合成的關鍵酶——紫穗槐二烯合酶基因并完成其功能表達和鑒定(Wallaart TE, Bouwmeester HJ, Hille J, et al. 2001. Amorpha-4, 11-diene synthase: cloning and functional expression of a key enzyme in the biosynthetic pathway of the novel antimalarial drug artemisinin. Planta, 212: 460~465),可以說開局不錯,為重建青蒿素合成途徑打下了良好的基礎。可是,美國加州大學的Keasling小組從一開始就將重建青蒿素合成途徑定位在商業開發上,為此還申請到Bill Gates基金會數百萬美元的巨額資助。在財大氣粗的美國人面前,荷蘭人意識到了新一輪競爭的殘酷性,于是大張旗鼓地擺開架勢準備迎戰,力圖先于美國人分離到第二個關鍵酶——細胞色素P450單加氧酶基因。他們構建了青蒿腺毛(glandular trichome)的基因文庫,但只從中分離出一些無關緊要的基因,卻沒有分離到最關鍵的細胞色素P450基因,反而由加拿大的一個研究小組搶先分離成功(Teoh KH, Polichuk DR, Reed DW, et al. 2006. Artemisia annua L. (Asteraceae) trichome-specific cDNAs reveal CYP71AV1, a cytochrome P450 with a key role in the biosynthesis of the antimalarial sesquiterpene lactone artemisinin. FEBS Lett, 580: 1411~1416)。不過,由瑞典Brodelius領頭開辟的歐洲“第二戰場”卻戰果輝煌,他們先后在大腸桿菌和酵母菌中成功表達紫穗槐二烯合酶基因而暫時拔得頭籌(Lindahl AL, Olsson ME, Mercke P, et al. 2006. Production of the artemisinin precursor amorpha-4,11-diene by engineered Saccharomyces cerevisiae. Biotechnology Lett, 28: 571~580),總算給歐洲人挽回一點面子。可是,就在歐洲人還沒有回過神來的時候,美國人突然在Nature上爆出猛料:他們不僅分離到青蒿細胞色素P450基因,而且已將它轉入酵母內并成功地獲得青蒿酸(Ro DK, Paradise EM, Ouellet M, et al. 2006. Production of the antimalarial drug precursor antemisinic acid in engineered yeast. Nature, 440: 940~943),這離青蒿素的全合成只差一步!面對這樣的結局,荷蘭人、瑞典人乃至整個歐洲人都只能驚呼:我的天啊!為什么我們總是在美國人面前吃敗仗!實際上,美國人在開始時也走了一些彎路,那就是他們原本打算在大腸桿菌中重建青蒿素合成途徑,并勞命傷財地在其中轉移了10多個基因。雖然這項研究結果后來在Nature Biotechnology上發表(Martin VJJ, Pitera DJ, Withers ST,et al. 2000. Engineering a mevalonate pathway in Escherichia coli for production of terpenoids. Nature Biotechnol, 21: 796~802),但他們卻無法再向前挪一步,因為他們犯了一個致命的錯誤,那就是大腸桿菌的膜系統并不適合表達青蒿的膜結合型細胞色素P450。從這個例子可以看出,在科學研究中先人一步是多么重要啊!
俗話說得好:要當好先生,先做好學生!讀書的人指望教書的人,而教書的人指望寫書的人,科學知識的傳播還是應該首先從學生抓起,而且重在拋磚引玉,集思廣益!因此,這本書與其說是為同行們寫的一部學術專著,還不如說是專門獻給學生們的一本高級教材。事實上,本書的大部分內容都曾給研究生們反復講授過,這次出版只是補充了一些新觀點和新材料,并對一些舊提法或錯誤概念進行了勘誤。同時,我們還將本實驗室在已發表論文中引用過的一些較成熟的實驗方法加以歸納和總結,一并列入本書。我們將盡可能多地引用近年來發表的GM植物方面的最新研究論文和綜述,以便讓有需要的讀者進一步查閱。這些文獻主要來自Science、Nature、Nature Biotech、Proc Natl Acad Sci USA、Plant J、Plant Cell、Plant Mol Biol、Plant Cell Rep、Plant Physiol、Trangenic Res等世界頂尖植物分子生物學及基因工程方面的專業雜志。
為了讓那些GM植物的背景知識較缺乏而又對此感興趣的學生們也能完全讀懂本書,我們適當增加了一些分子生物學、基因組學和基因工程方面的基礎知識介紹,尤其是專業名詞和術語的解釋,并用粗體字一一標明。為了提高學生們直接閱讀英文專業文獻的水平,特別是增加他們的專業英文詞匯量,我們還盡可能列出這些名詞術語的英文原文及縮寫。我們在本書中并不回避艱深難懂的名詞術語和紛繁復雜的實驗結果,但我們嘗試從行文的深入淺出和圖表的輔助設計上下了一些工夫,效果如何則只能由讀者自行評判了。另外,考慮到讀者對最新信息的需求,本書附錄中列出了基因組學相關的生物信息學數據庫及生物信息學工具的網址,并精心地加以分門別類。
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