
遺傳修飾是改變基因構成有機體。通過受控或選擇性的動植物繁殖,這是間接進行了數千年的時間。現代生物技術使針對特定基因的速度更加容易,更快,以通過基因工程對生物體進行更專有的改變。
“修改”和“工程”術語通常在標記基因修改或“ GMO”食品的背景下互換使用。在生物技術領域,轉基因生物代表轉基因生物,而在食品工業中,該術語專門指的是經過有目的地設計而不是選擇性繁殖生物的食物。這種差異導致消費者混淆,因此美國食品藥品監督管理局(FDA)更喜歡基因工程(GE)一詞食物。
遺傳修飾的簡短歷史
遺傳修飾可以追溯到古代,當時人類通過選擇性繁殖生物影響遺傳學,根據哈佛大學的公共衛生科學家加布里埃爾·蘭格爾(Gabriel Rangel)的一篇文章。當重複幾代人時,此過程會導致該物種的巨大變化。
Rangel稱,狗可能是最早進行基因修飾的動物,而這項努力的起點約為32,000年。野狼加入了我們在東亞的獵人採集者祖先,在那裡犬類被馴化並繁殖以提高能力。數千年來,人們為具有不同理想的個性和身體特徵的狗育種,最終導致了我們今天看到的各種各樣的狗。
最早已知的轉基因植物是小麥。根據2015年發表在該地區,這種有價值的農作物被認為起源於該地區的中東和北非。傳統和補充醫學雜誌。古老的農民選擇性地育出了小麥草,開始於公元前9000年,以創建具有較大穀物和較硬種子的馴化品種。到公元前8000年,馴養的小麥的種植遍布歐洲和亞洲。持續的小麥選擇性繁殖導致了今天種植的數千種品種。
玉米在過去的幾千年中,還經歷了一些最引人注目的遺傳變化。主食農作物源自一種稱為Teosinte的植物,Teosinte是一種野生草,耳朵只有幾個核。隨著時間的流逝,農民選擇性地育了teosinte草,使玉米大耳朵爆裂。
除了這些作物之外,我們今天吃的許多農產品 - 包括香蕉,,,,蘋果和西紅柿根據Rangel的說法,已經經歷了幾代選擇性育種。
1973年,赫伯特·博伊爾(Herbert Boyer)和斯坦利·科恩(Stanley Cohen)開發了該技術,該技術分別削減並將一塊重組DNA(rDNA)從一種生物轉移到另一種生物體,分別是加利福尼亞大學,舊金山大學和斯坦福大學的研究人員的1973年開發的。兩對將一塊DNA從一個細菌轉移到另一種菌株,從而在改良細菌中抗生素抗性。次年,兩位美國分子生物學家比阿特麗斯·明茲(Beatrice Mintz)和魯道夫·賈尼斯(Rudolf Jaenisch)在第一個實驗中將外來遺傳物質引入了小鼠胚胎中,以使用基因工程技術對動物進行基因修飾。
研究人員還正在修飾細菌以用作藥物。 1982年,人類胰島素是根據基因工程合成的大腸桿菌根據Rangel的說法,細菌已成為FDA批准的第一個基因工程的人類藥物。
轉基因食物
根據基因修飾作物的四種主要方法ohio State University:
- 選擇性育種:引入和繁殖兩種植物,以產生具有特定特徵的後代。可能會影響10,000至300,000個基因。這是遺傳修飾的最古老的方法,通常不包含在GMO食品類別中。
- 誘變:植物種子故意暴露於化學物質或輻射中,以突變生物體。保留了帶有所需特徵的後代,並進一步繁殖。誘變也通常不包括在GMO食品類別中。
- RNA干擾:為了消除任何不希望的特徵,植物中的單個不良基因被滅活。
- 轉基因:一個基因是從一個物種中獲取的,並植入了另一種物種,以引入理想的性狀。
最後兩種方法被認為是基因工程的類型。如今,某些農作物已經經歷了基因工程,以提高農作物的產量,對昆蟲損害和對植物疾病的免疫力的抵抗,並引入增加的營養價值。FDA。在市場上,這些被稱為基因修飾或轉基因作物。
“轉基因作物在解決農業問題方面有很多希望。
在美國批准種植的第一批基因工程作物是1994年的Flavr Savr番茄(為了在美國種植,必須被環境保護局(EPA)和FDA接受轉基因食品。根據加州大學農業與自然資源部。
如今,如今,棉花,玉米和大豆已成為美國近93%的大豆和88%的玉米作物的最常見作物。根據該昆蟲的抗性,許多轉基因作物(例如改良的棉花)已被設計為抗昆蟲,大大減少了對可能污染地下水和周圍環境的農藥的需求。你。s。d農業植物(USDA)。
近年來,轉基因作物的廣泛種植變得越來越有爭議。
雅各布說:“一個問題是轉基因生物對環境的影響。” “例如,來自轉基因生物的花粉可以漂移到非轉基因作物和雜草種群中,這可能導致非基因生物因交叉授粉而獲得轉基因生物特徵。”
雅各布說,少數大型生物技術公司已經壟斷了轉基因作物行業,這使得小型小型農民難以謀生。但是,儘管有些農民可能會倒閉,但與生物技術公司合作的農民可能會從農作物產量增加和農藥成本降低的經濟利益中獲得經濟利益。
根據民意調查,對美國大多數人的標籤都很重要消費者報告,,,,《紐約時報》和梅爾曼集團。人們強烈支持轉基因生物標籤,認為消費者應該能夠決定是否希望購買轉基因食品。
但是,雅各布說,沒有明確的科學證據表明轉基因生物對人類健康是危險的。
基因修改動物和人類
如今,牲畜經常被選擇性地育種以提高生長速度和肌肉質量並促進抗病性。例如,根據2010年在2010年發表的文章的報導,某些為肉飼養的雞的生長速度比1960年代的生長速度快300%。解剖學雜誌。目前,美國市場上沒有動物產品,包括雞肉或牛肉,是經過基因工程的,因此沒有任何動物產品被歸類為GMO或GE食品。
在過去的幾十年中,研究人員一直在基因修改實驗室動物,以確定生物技術可以有一天有助於治療人類疾病和修復人的組織損害。國家人類基因組研究所。該技術的最新形式之一稱為CRISPR(發音為“ Crisper”)。
該技術基於細菌免疫系統使用CRISPR區域和Cas9酶的能力,以使進入細菌細胞的外國DNA失活。加利福尼亞州斯克里普斯學院生物學副教授Gretchen Edwalds-Gilbert說,相同的技術使科學家有可能針對特定的基因或一組基因進行修飾。
研究人員正在使用CRISPR技術來尋找癌症治愈方法,並查找和編輯單一部分脫氧核糖核酸這可能會導致未來疾病在個人。幹細胞埃德瓦爾德·吉爾伯特(Edwalds-Gilbert)說,治療還可以利用基因工程,在受損組織的再生中,例如中風或心髒病發作。
在一項極具爭議的研究中,至少一位研究人員聲稱已經測試了CRISPR技術人類胚胎目的是消除某些疾病的潛力。那位科學家面臨嚴厲的審查,是被逮捕在他們的祖國中國一段時間。
道德困境
該技術可能可用,但應該科學家追求遺傳修飾在人類研究?斯克里普斯學院哲學教授里夫卡·溫伯格(Rivka Weinberg)說,這取決於這取決於。
溫伯格說:“當涉及到[新技術的事情時,您都必須考慮它的意圖和不同用途。”
使用基因工程的大多數醫學試驗是對同意患者進行的。但是,在胎兒是另一個故事。
溫伯格說:“未經同意的人類受試者的實驗本質上是有問題的。” “不僅有風險,而且風險沒有被淘汰。我們甚至都不知道我們的風險。”
溫伯格說,如果可獲得下一代技術並證明是安全的,那麼在人類中測試它的異議將是最小的。但事實並非如此。
溫伯格說:“所有這些實驗技術的最大問題是它們是實驗性的。” “人們在胚胎上使用CRISPR技術的中國科學家如此恐懼的主要原因之一是因為它是實驗的早期階段。它不是基因工程。您只是在對它們進行實驗。”
基因工程的絕大多數支持者意識到,該技術還沒有準備好對人類進行測試,並指出該過程將永遠使用。雅各布說,遺傳修飾的目的是“解決目前面臨的人類社會的問題”。
進一步閱讀:
- 閱讀世界衛生組織的答案常見問題解答關於轉基因食品。
- 看“如何製作GMO”切爾西·鮑威爾(Chelsea Powell)在哈佛大學的研究生博客上。
- 閱讀更多人遺傳修飾來自遺傳學與社會中心。