转基因生物.ppt

专题4 生物技术安全性和伦理问题 转基因生物的安全性 珠海市实验中学周树奇 一 转基因成果令人叹为观止 1 1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNA获得成功 现代基因工程的创始人P 伯格 美国 1926 在1960年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想 是否可以创造出一种人工方法 把外界的遗传基因引入动物体内 以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢 1972年 伯格把两种病毒的DNA用同一种限制性内切酶切割后 再用DNA连接酶把这两种DNA分子连接起来 于是产生了一种新的重组DNA分子 首次实现两种不同生物的DNA体外连接 获得了第一批重组DNA分子 这标志着基因工程技术的诞生 伯格因此获得了1980年诺贝尔化学奖 2 转基因的重要成果 1 微生物方面 把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功 随后 使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物 如可以清除石油污染的假单孢杆菌等 利用转基因细菌制造蛛丝 多年来 科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法 蛛丝是自然界最奇特的物质之一 它具有极强的韧度 其韧度是同样直径钢材的好几倍 但与家蚕不同 蜘蛛不能家养 因为它们会互相吞食 所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场 沙伊贝尔说 我们正在与各行业联系 以检测这种新丝的品质 并进一步研发工业规模的生产技术 蛛丝如果能实现大规模人工生产 将可以取代塑胶材料 用于眼部或神经外科手术的精细缝合 也可用来制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱等 应用前景极其广阔 在转基因细菌之前 曾有科学家尝试利用转基因山羊 转基因烟草 转基因土豆等制造蛛丝 但由于产量过低或丝质太差均未成功 转基因细菌可治癌症英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一种抗癌药相结合 成功杀死了实验鼠体内的癌细胞 科学家将转基因大肠杆菌注射到实验鼠的肿瘤内 再给实验鼠注射一种名叫6 MPDR的抗癌药 这种药无法单独发挥作用 但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物 激活 形成一种有效的毒素 将其周围的癌细胞杀死 而不伤害其它组织器官 2 基因制药方面 生物制药已经成为21世纪的朝阳产业 近十几年来 在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就 已有不少药物应用于临床 例如人胰岛素 人生长激素 干扰素 乙肝疫苗 人促红细胞生成素 Epo GM 集落刺激因子 GM CSF 组织溶纤酶原激活素 白细胞介素 2及白介素 11等 正在研究的有降钙素基因相关因子 肿瘤坏死因子 表皮生长因子等140多种 随着生物技术药物的发展 多肽与蛋白质类药物的研究与开发 已成为医药工业中一个重要的领域 同时给生物制剂带来了新的挑战 在实际应用中 基因工程药物受到一定限制 如口服应用时生物利用度低 会受到消化酶的破坏 在胃酸作用下不稳定 在体内半衰期较短等 因此只能注射给药或局部用药 为了克服这些缺陷 已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段 即所谓 多肽模拟 或 多肽结构域 合成 又叫 小分子结构药物设计 这类药物可口服 有利于由皮肤 粘膜给药 用于治疗免疫缺陷症 HIV感染 变态反应性疾病 风湿性关节炎等 其制造成本也更低 这种设计思想也已应用于多糖类药物 核酸类药物和模拟酶的有关研究 小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计 所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用 3 转基因动物方面 受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞 科学家又在培育生长迅速 营养品质优良的转基因家畜 家禽方面 不断取得辉煌成就 同时 科学家还把转基因动物变成生物反应器 3 转基因植物方面 预防乙肝不用打针 只要吃几个西红柿就行 这可不是玩笑 中国农科院生物技术研究中心经过十年研究 培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试 明年有望上市 抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜 不但可以直接食用 还可以榨成汁或炒菜吃 对人体没有任何毒副作用 据该项目负责人刘德虎研究员介绍 食用抗乙肝西红柿 虽不能治愈乙肝 但一年只吃几个 就完全能代替注射乙肝疫苗 抗乙肝西红柿属于转基因食品 就是将乙肝疫苗植入西红柿内 经多代繁殖 使转入的基因稳定化 这种西红柿上市后将论个出售 每个售价大概在 元左右 吃西红柿能防乙肝 转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草 改变花色的转基因矮牵牛花 转基因甜椒 转基因草在穴盆中生长良好 转基因西红柿 蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想基因工程正在将它变为现实 4 转基因植物方面 目前 科学家已经培育出了大批具有抗虫 抗病 抗除草剂 抗逆等全心形状的农作物 基因一旦被改动 一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化 另一方面 转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递 转基因技术的安全性问题 外源基因引入后 是否会影响其他重要的调节基因 甚至会激活原癌基因 转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现 是否会造成生态学灾难 人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康 二 对转基因生物安全性的争论 1 在转基因生物中 有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因 a 对基因的结构 基因间的相互作用及基因的调空机制都了解的相当有限 b 转移的基因虽然是功能一直的基因 但不少是异种生物的基因 c 外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的 2 转基因生物与食物安全a 转基因食物引起食物安全性问题的理由 安全性检测问题 滞后效应 担心出现新的过敏原 担心营养成分的改变 b 不必担心转基因食物安全性的理由 多环节 严谨的安全性评价 可以保证转基因食物的安全 科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生 至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例 没能足够的证据证明转基因食物有问题 3 转基因生物与生物安全a 引起生物安全的理由 可能会扩散到种植区以外 成为野生种类 可能成为 入侵的外来干涉物种 威胁生态系统中其他生物的生存可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或病毒 有可能使杂草成为除草剂除不掉的 超级杂草 b 不引起生物安全的理由 扩散到种植区以外就很快死亡要表现出新性状 必须具有一定的水肥等条件 以及配套的种植技术 由于生殖隔离的存在 使他们很难与其他植物杂交 花粉传播的距离有限 存活时间有限 4 转基因生物与环境安全a 引起环境安全的理由 打破自然物种的原有界限 改变了生态系统中能量流动和物质循环 重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染 重组DNA与微生物杂交 可能产生有害的病原微生物 转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂 再经过食物链传递 b 不引起环境安全