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更多>>轉基因食品

什么是轉基因食品?

轉基因食品就是利用現代分子生物技術,將某些生物的基因轉移到其他物種中去,改造生物的遺傳物質,使其在性狀、營養品質、消費品質等方面向人們所需要的目標轉變。

轉基因生物直接食用,或者作為加工原料生產的食品,統稱為“轉基因食品”。

也就是說,通過基因工程手段將一種或幾種外源性基因轉移至某種生物體(動、植物和微生物等),并使其具有效表達出相應的產物(多肽或蛋白質),這樣的生物體作為食品或以其為原料加工生產的食品。

其實,轉基因的基本原理也不難了解,它與常規雜交育種有相似之處。雜交是將整條的基因鏈(染色體)轉移,而基因轉移是選取最有用的一小段基因轉移。因此,轉基因比雜交具有更高的選擇性。

轉基因食品的種類:

為了提高農產品營養價值,更快、更高效地生產食品,科學家們應用轉基因的方法,改變生物的遺傳信息,拼組新基因,使今后的農作物具有高營養、耐貯藏、抗病蟲和抗除草劑的能力,不斷生產新的轉基因食品。

第一類,植物性轉基因食品。

植物性轉基因食品很多。例如,面包生產需要高蛋白質含量的小麥,而目前的小麥品種含蛋白質較低,將高效表達的蛋白基因轉入小麥,將會使做成的面包具有更好的焙烤性能。

番茄是一種營養豐富、經濟價值很高的果蔬,但它不耐貯藏。為了解決番茄這類果實的貯藏問題,研究者發現,控制植物衰老激素乙烯合成的酶基因,是導致植物衰老的重要基因,如果能夠利用基因工程的方法抑制這個基因的表達,那么衰老激素乙烯的生物合成就會得到控制,番茄也就不會容易變軟和腐爛了。美國、中國等國家的多位科學家經過努力,已培育出了這樣的番茄新品種。這種番茄抗衰老,抗軟化,耐貯藏,能長途運輸,可減少加工生產及運輸中的浪費。

第二類,動物性轉基因食品。

動物性轉基因食品也有很多種類。比如,牛體內轉入了人的基因,牛長大后產生的牛乳中含有基因藥物,提取后可用于人類病癥的治療。在豬的基因組中轉入人的生長素基因,豬的生長速度增加了一倍,豬肉質量大大提高,現在這樣的豬肉已在澳大利亞被請上了餐桌。

第三類,轉基因微生物食品。

微生物是轉基因最常用的轉化材料,所以,轉基因微生物比較容易培育,應用也最廣泛。例如,生產奶酪的凝乳酶,以往只能從殺死的小牛的胃中才能取出,現在利用轉基因微生物已能夠使凝乳酶在體外大量產生,避免了小牛的無辜死亡,也降低了生產成本。

第四類,轉基因特殊食品。

科學家利用生物遺傳工程,將普通的蔬菜、水果、糧食等農作物,變成能預防疾病的神奇的“疫苗食品”。科學家培育出了一種能預防霍亂的苜蓿植物。用這種苜蓿來喂小白鼠,能使小白鼠的抗病能力大大增強。而且這種霍亂抗原,能經受胃酸的腐蝕而不被破壞,并能激發人體對霍亂的免疫能力。于是,越來越多的抗病基因正在被轉入植物,使人們在品嘗鮮果美味的同時,達到防病的目的。

食用轉基因食品的安全性

轉基因食品是利用新技術創造的產品,也是一種新生事物,人們自然要問,食用轉基因食品安全嗎?

其實,最早提出這個問題的人是英國的阿伯丁羅特研究所的普庇泰教授。1998年,他在研究中發現,幼鼠食用轉基因土豆后,會使內臟和免疫系統受損。這引起了科學界的極大關注。隨即,英國皇家學會對這份報告進行了審查,于1999年5月宣布此項研究“充滿漏洞”。 1999年英國的權威科學雜志《自然》刊登了美國康乃爾大學教授約翰·羅西的一篇論文,指出蝴蝶幼蟲等田間益蟲吃了撒有某種轉基因玉米花粉的菜葉后會發育不良,死亡率特別高。目前尚有一些證據指出轉基因食品潛在的危險。

但更多的科學家的試驗表明轉基因食品是安全的。贊同這個觀點的科學家主要有以下幾個理由。首先,任何一種轉基因食品在上市之前都進行了大量的科學試驗,國家和政府有相關的法律法規進行約束,而科學家們也都抱有很嚴謹的治學態度。另外,傳統的作物在種植的時候農民會使用農藥來保證質量,而有些抗病蟲的轉基因食品無需噴灑農藥。還有,一種食品會不會造成中毒主要是看它在人體內有沒有受體和能不能被代謝掉,轉化的基因是經過篩選的、作用明確的,所以轉基因成分不會在人體內積累,也就不會有害。

比如說,我們培育的一種抗蟲玉米,向玉米中轉入的是一種來自于蘇云金桿菌的基因,它僅能導致鱗翅目昆蟲死亡,因為只有鱗翅目昆蟲有這種基因編碼的蛋白質的特異受體,而人類及其它的動物、昆蟲均沒有這樣的受體,所以無毒害作用。

1993年,經合組織(OECD)首次提出了轉基因食品的評價原則--“實質等同”的原則,即:如果對轉基因食品各種主要營養成分、主要抗營養物質、毒性物質及過敏性成分等物質的種類與含量進行分析測定,與同類傳統食品無差異,則認為兩者具有實質等同性,不存在安全性問題;如果無實質等同性,需逐條進行安全性評價。

在我國,國家科委于1993年頒布了“基因工程安全管理辦法”,用于指導全國的基因工程研究和開發工作。2000年由國家環保總局牽頭,8個相關部門參與,共同制訂了《中國國家生物安全框架》。
 

更多>>生物芯片

  什么是生物芯片?
  簡單地說,生物芯片就是在一塊指甲大小的玻片、硅片、尼龍膜等材料上放上生物樣品,然后由一種儀器收集信號,用計算機分析數據結果。目前制備芯片的固相材料有玻片、硅片、金屬片、尼龍膜等。目前較為常用的支持材料是玻片,因為玻片適合多種合成方法,而且在制備芯片前對玻片的預處理也相對簡單易行。

  進入二十一世紀,隨著生物技術的迅速發展,電子技術和生物技術相結合誕生了半導體芯片的兄弟——生物芯片,這將給我們的生活帶來一場深刻的革命。這種革命對于我國,乃至全世界的可持續發展都會起到不可估量的貢獻。

  生物芯片是八十年代末在生命科學領域中迅速發展起來的一項高新技術,它主要是指通過微加工技術和微電子技術在固格體芯片表面構建的微型生物化學分析系統,以實現對細胞、蛋白質、DNA以及其他生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。常用的生物芯片分為三大類:即基因芯片、蛋白質芯片和芯片實驗室。生物芯片的主要特點是高通量、微型化和自動化。芯片上集成的成千上萬的密集排列的分子微陣列,能夠在短時間內分析大量的生物分子,使人們快速準確地獲取樣品中的生物信息,效率是傳統檢測手段的成百上千倍。它將是繼大規模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學技術革命。

  生物芯片的種類

  通常的生物化學反應過程包括三步,即樣品的制備,生化反應、結果的檢測和分析。可將這三步不同步驟集成為不同用途的生物芯片,所以據此可將生物芯片分為不同的類型。例如用于樣品制備的生物芯片,生化反應生物芯片及各種檢測用生物芯片等。現在,已經有不少的研究人員試圖將整個生化檢測分析過程縮微到芯片上,形成所謂的“芯片實驗室”(Lab-on-chip)。“芯片實驗室”通過微細加工工藝制作的微濾器、微反應器、微泵、微閥門、微電極等以實現對生物樣品從制備、生化反應到檢測和分析的全過程,從而極大地縮短的檢測和分析時間,節省了實驗材料。

  樣品制備芯片的目的是將通常需要在實驗室進行的多個操作步驟集成于微芯片上。目前,樣品制備芯片主要通過升溫、變壓脈沖以及化學裂解等方式對細胞進行破碎,通過微濾器、介電電泳等手段實現生物大分子的分離。

  生化反應芯片即在芯片上完成生物化學反應。與傳統生化反應過程的區別主要在于它可以高效、快速地完成生物化學反應。例如,在芯片上進行PCR反應,可以節約實驗試劑,提高反應速度,并可完成多個片段的擴增反應。當前,由于檢測和分析的靈敏度所限,通常在對微量核酸樣品進行檢測時必需事先對其進行一定程度的擴增。所以用于PCR的芯片無疑為快速大量擴增樣品多個DNA片段提供了有力的工具。

  檢測芯片顧名思義是用來檢測生物樣品的。例如用毛細管電泳芯片進行DNA突變的檢測,用于表達譜檢測、突變分析、多態性測定的DNA微點陣芯片(也稱DNA芯片、基因芯片),用于大量不同蛋白檢測和表位分析的蛋白或多肽微點陣芯片(也稱蛋白或多肽芯片)。

  芯片實驗室是生物芯片技術發展的最終目標。它將樣品的制備、生化反應到檢測分析的整個過程集約化形成微型分析系統。現在,已經有由加熱器、微泵、微閥、微流量控制器、微電極、電子化學和電子發光探測器等組成的芯片實驗室問世,并出現了將生化反應、樣品制備、檢測和分析等部分集成的芯片。例如可以將樣品的制備和PCR擴增反應同時完成于一塊小小的芯片之上。再如Gene Logic公司設計制造的生物芯片可以從待檢樣品中分離出DNA或RNA,并對其進行熒光標記,然后當樣品流過固定于柵欄狀微通道內的寡核苷酸探針時便可捕獲與之互補的靶核酸序列。應用其自己開發的檢測設備即可實現對雜交結果的檢測與分析。這種芯片由于寡核苷酸探針具有較大的吸附表面積,所以可以靈敏地檢測到稀有基因的變化。同時,由于該芯片設計的微通道具有濃縮和富集作用,所以可以加速雜交反應,縮短測試時間,從而降低了測試成本。

  綜觀生物芯片的發展,檢測用生物芯片的發展最為迅猛。目前,檢測用生物芯片主要為微點陣技術。

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