漫谈“转基因”


 

漫谈“转基因”

江一平

转自基因农业网江一平博客


    
一、何比窦娥冤        

   
 随着生物高技术在日常生活中的推广应用,转基因一词也从专家学者专用的学术概念,变成社会上多数人耳熟能详的普通词语。打一个不甚恰当的比方,就像一首著名唐诗所说,旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家
    
但是,转基因这只燕飞出来后,却不像自然界的燕子备受欢迎,反而如一只可怜的乌鸦在许多人眼里不受待见。更有甚者,有些人一提起转基因便如临大敌谈虎色变。这种状况,在对转基因比较了解乃至有所熟悉的人心里,不仅始料未及甚至匪夷所思目瞪口呆。
    
对明白者而言,转基因堪称人类有史以来最伟大的一类发明。近30年来,转基因技术及其产品,一直在悄然无声却功德无量地造福人类。转基因生物药品己成为无数重症病人的救星,比如重组人胰岛素,如果没有它,大量现在还活得好好的人,就算不早死于糖尿病也只能苟延残喘苦不堪言;转基因农作物也正在保护着我们神州大地,比如已在我国广为种植的转基因抗虫棉和大豆,没有它我们不知要多施无数万吨的农药而恶化我们生长于斯的土壤水源;转基因食品由于营养结构的改良而更有利于食用者身体康健,比如含有胡萝卜素和铁蛋白的金色大米,能预防儿童产生夜盲症、缺铁性贫血和多器官发育不全;况且,所有的转基因产品都经过比传统产品严格得多的检测鉴定才得以批准生产上市,所以转基因食品吃起来更加安全。总而言之,救命、保健、环保,促进文明美化生活!还有比这更慈善更值得恭迎的吗!
    
然而,恰是这么慈善的人类好友,当她步入我们中国民众的生活时,竟横遭在国外前所未有的尴尬和冤屈。一些头脑愚昧思想极端文风不正甚或别有用心的个人和组织,相当长期以来利用多种媒体和手段,极尽歪曲造谣等欺骗性宣传,不遗余力地妖魔化转基因技术和转基因产品,使原本就缺乏科学知识和理性思维的普通民众受到严重误导,从而对转基因极端误解盲目抵制进而无端恐慌,仿佛濒临世界末日一样。
    
慈善好友被当成洪水猛兽,呼唤朝阳的吉祥春燕被视为哀嚎黄昏的不祥乌鸦,转基因莫名其妙地蒙受了不白之冤。依我们常用的比喻,真是比窦娥还冤
    
换个角度说,其实比窦娥还冤的不仅是转基因,还有众多受蒙蔽而反感转基因的百姓。他们不仅白白错失科技文明带给自身的好处,还无厘头地陷自己于虚幻的恐惧而身心受损;不仅充当了冤大头,说难听点,还令自个儿承受羞耻。宛如上世纪初有些人出于迷信,害怕摄影机摄走了魂魄而拒绝照相留影一样。
    
不幸的是,这样的冤大头比比皆是,其中不乏我的至爱亲朋。因此,出于友爱的召唤,我这个虽然少不了采用转基因进行科学研究,却与转基因产业并无瓜葛的生物-医学教师,也来直抒胸臆打抱不平。
    
但愿能助转基因洗冤,也帮冤大头们雪耻。

   
 二、基因和转基因         

    
要明白什么是转基因,先要知道什么是基因
    “
基因是英文“gene”的音译。我一直很敬慕那个不知名的,把“gene”按英语发音直接译为基因的学术前辈,因为这个谐音的中文词居然恰到好处地表达了英文原词的含义,音义皆同浑然一体堪称完美。于是,我们就可以直接对中文词进行解读。顾名思义,基因就是基本因子(或基本因素)的简称。进一步扩展开来,基因就是——决定生物(当然包括我们人)生命特征的基本因子。生命的特征往往是可以遗传(代代相传)的,故而,也可说基因是决定遗传的基本因子。
    
如此只是字面上的解读,文字总是抽象的,懵懂的孩子不明白。什么叫生命特征决定又是什么意思?举个例子来听听!
    
例如,我们体表的颜色就是一项生命/遗传特征。中国人基本上都是黄皮肤黑毛发黑眼珠,那是我们皮肤和眼球里的黑色素细胞生产的黑色素,分别进入表皮、头发和眼珠中的虹膜而造成的。表皮里黑色素比较少,很淡的黑色与深层的肌肉、血液的颜色混合呈现黄色,而毛发和虹膜里的黑色素特别多则呈现黑色。那些细胞之所以能生产黑色素,又是因为细胞里含有一种关键的蛋白质叫做酪氨酸酶,是它催化一些前体物质形成了黑色素。而细胞里之所以含有酪氨酸酶,则是因为细胞的核(就叫细胞核)里含有酪氨酸酶基因,是该基因指导制造了酪氨酸酶(换言之,酪氨酸酶是酪氨酸酶基因的表达产物)。从因果关系的源头说起,就是以下这样一条关系链:
    
酪氨酸酶基因——酪氨酸酶——黑色素:黄皮肤黑毛发黑眼珠
    
从链条看,对黄皮肤黑毛发黑眼珠这项生命/遗传特征直接起决定作用的,是酪氨酸酶这种蛋白质,而起最基本决定作用的则是酪氨酸酶基因。所以说,基因是决定生命/遗传特征的基本因子。
    
黑色素对人很重要,它可以阻止强烈的阳光尤其是其中的紫外线伤害我们的身体,没有它,我们将见不得太阳。假如一个人体内的酪氨酸酶基因有缺陷,他就会患上白化病,导致生命力十分脆弱。
    1978
年我在福州读医学院的时候,有段时间天天早出晚归地到乌山对面的协和医院见习。在没有阳光直照的晨昏时分走过乌山路,经常遇到一个头发眉毛胡须全白的人在缓慢地散步。他的皮肤也白里透红,一双眼睛更是血红。偏偏他又爱穿白色衣裤,整个人看起来就像一头直立行走的大白兔。我们一见就知道他是白化病人也就不甚惊奇。惊奇的是听本地人说,福州过去这样的人很多,老福州们都说这才是传统的标准福州人。还有人说,由于现代人不再近亲通婚,这样的人就越来越少了。言下之意,还有调侃现在的福州人都不标准的玩笑成分。
    
说白化病人是标准福州人当然是笑谈,但说非近亲通婚会使白化病人的数量减少则有科学依据。
    
生命科学研究发现,我们体内绝大多数基因都是双份配对的,学术上叫二倍体。男、女两性在生产精子或卵子时,双份基因会分别进入单个精子或卵子,就是说精子或卵子只含有单倍体的基因组,每种基因都是单份的。我们的生命诞生时,父亲的精子和母亲的卵子相融合,相当于父母分别转移给我们一份基因来重新配对,我们才又恢复了二倍体。但是我们身上的基因配对已经与父母的任何一方都不完全相同了,因此我们不全像也不完全不像父亲或母亲。白化病人是成对的双份酪氨酸酶基因都有缺陷(单份缺陷不会发病)。如果他/她与正常人结婚,孩子从双亲中的一方转到了一份正常的酪氨酸酶基因,就不会得白化病。如果代代都是远缘结婚,有缺陷的酪氨酸酶基因转来转去也难于双缺成对,也就罕见白化病人了。换句话说,恰是正常人的酪氨酸酶基因转移到了病人后代身上,阻止了白化病的发生。这样的基因转移真是可喜的事情。但如果他/她与同样的病人或近亲中携带有缺陷基因的潜在病人结婚,后代就可能被转入另一份缺陷基因,双缺成对就会发病。这样的基因转移就是可怕的了。
    
基因的转移也就是转基因。其实我们每个人都是天生的转基因产物。那些被人类吃了千万年的家畜家禽还有许多粮食果蔬,也是天生的转基因产物。
    
因此,转基因本身无所谓可喜或者可怕,关键是被转了什么样的基因。


    
三、基因是什么东西  

   
 懵懂的孩子都好奇,总爱打破砂锅纹(问)到底。那么,基因到底是什么东西
    ——
基因是生物细胞的细胞核里的染色质里面的脱氧核糖核酸链状大分子中的某一段核苷酸序列所记载的某种蛋白质之氨基酸编码信息。
    
这样说是一种学术性的概括描述。甭说孩子,就是受过高等教育的成年人,如果缺乏生物-医学常识,恐怕也听得如坠五里雾中。还是掰开来说容易听明白。
    
我们的身体是由数以亿计的细胞组建起来的,每一个细胞里都有一个细胞核。细胞核里的主要物质叫染色质,是由一种核酸——脱氧核糖核酸与一些蛋白质缠在一起形成的纤维状物质。脱氧核糖核酸本身又是由四种单核苷酸小分子构建起来的双链。四种单核苷酸分别是:(1)腺嘌呤核苷酸、(2)胞嘧啶核苷酸、(3)鸟嘌呤核苷酸、(4)胸腺嘧啶核苷酸。姑且以上述序号作为代表,1234的任意两个之间都可以形成化学键而相互连接,比如
1-2-3-4-2-4-1-3……,那么许许多多个核苷酸就可以按不同的排列顺序连接成一条长长的链条(称为单核苷酸链)。四种核苷酸中,14之间、23之间又可以互相识别两两配对。也就是说,许多核苷酸在一起,既可以纵向连接成一股链,又可以横向互补配对联合成双股链。这样的双股链,如果其中一条从头向尾的核苷酸顺序是1-2-3-4-2-4-1-3……,那么另一条从头向尾的核苷酸顺序则是4-3-2-1-3-1-4-2……。这两条链的核苷酸是互补的,即一条链的某个顺序位置上如果是1号或2号核苷酸,那么,另一条链相同顺序位置上的一定是4号或3号核苷酸。因此,两条链彼此可以作为对方的模板,只要知道一条链的核苷酸排列顺序,就可以根据1423这样的规律,拼凑出另一条来。这些就是脱氧核糖核酸的分子结构及其理化特性,看起来颇为神奇又颇为复杂(非专业人士一般不必刨根问底,只需由此理解脱氧核糖核酸是由四种单核苷酸链接起来的链状大分子即可)。
    
更神奇的是,四种单核苷酸中的某三种,单个挨在一起排成三联体,就可以代表某一个氨基酸的编码。生物体内构建蛋白质的总共只有20种氨基酸,而四种核苷酸的自由排列却可以组合成64种三联体,远远超过20种氨基酸编码的需要。因此,由四种核苷酸自由组合排列起来的单核苷酸链就足以记载所有氨基酸的排列信息。氨基酸是组成蛋白质的基本单位,换言之,蛋白质是由各种氨基酸拼成的大分子。所以,核酸链上所记载的是蛋白质的氨基酸排列信息,记载着某种蛋白质全部氨基酸排列信息的那一段核酸,就被称为该蛋白质的基因。一个基因对应于一个蛋白,构建生物身体所需的所有蛋白质的基因,都记载在细胞核里的核酸链上。
    
由此可知,基因只是一种信息。一个基因就是一种蛋白质的氨基酸排列信息。这种信息由核酸来承载,故从东西的角度说,基因是核酸。一个基因就是一段核酸。这就好比远古人类结绳记事,一条长绳上一段段地打了许多结,每一段结的组合代表着某个信息,它的载体是绳子,一个信息就是一段绳子。后来人们以字纸记事,文字是信息纸成了载体,一个信息就是一片纸。我们天天做饭需要食谱,如果一页纸记载一种饭/菜的做法,合起来就是一本书。我们要做菜,就要从书里抄一个单谱,然后照着做一个菜出来。
    
细胞核里的脱氧核糖核酸也像这样一本书,记载着生物体所有蛋白质的做法。生命活动时刻需要各种蛋白质(如前节的酪氨酸酶催化黑色素),我们不可能在出生时就备好一生所需,因而要时常更新制造。因此细胞要从脱氧核糖核酸里把蛋白质的氨基酸排列信息出来。这种抄法在分子生物学上称为转录,抄到的版本称为转录本(物质上是一种单链的核糖核酸),然后再合成蛋白质(学术上称为翻译)。就像从食谱上抄下单谱再炒菜一般。
    
核酸既然是生物体(包括我们身体)细胞里的物质,自然也是可以吃的,但是我们却吃不进基因。因为,承载着基因的核酸到了消化道就会被消化液里的核酸酶以及其它化学物质消化降解成为单核苷酸直至更小的原材料分子。这样,原来核酸里单核苷酸的排列顺序便被破坏殆尽,而作为信息的基因就此云散烟消。宛如结绳记事的绳子被剪碎了,所记之事也就无影无踪。
    
很多国人迷信吃什么补什么,如果有人想借吃外源的基因产品来转换、改善自己的基因,那就像在土豆片上刻上唐诗宋词,然后幻想自己能吃成诗人一样荒唐可笑。

    
原文网址
http://blog.agrogene.cn/jiangyp/