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文字|陈志华看世界
编辑|陈志华看世界
2012年,美国著名学术期刊《临床营养学》上有一篇关于“黄金大米”的论文。
但这篇论文背后的真相却令人惊奇。
论文内容为:美国塔夫茨大学对中国湖南省衡阳市江口镇中心小学25名6岁至8岁的小学生进行了转基因水稻“人体试验”。
更要命的是,报纸的自助餐里竟然有三个中国人。他们是:广文堂(汤光文)、荫士安和王茵。
为了进行这项实验,汤光文、荫士安、王茵三位研究人员以及湖南省疾病预防控制中心的胡余明等人来到江口镇中心小学。
尽管他们声称父母签署了知情同意书,但实际上当场只签署了一份声明,并没有告知他们试验中将使用美国种植的“黄金大米”。
实验要求这些学生在接下来的21天,周一到周五,早餐、午餐和晚餐都在学校吃,并吃学校提供的免费“营养餐”。
他们告诉家长:这是国家项目,对身体没有伤害,而且会促进孩子的发育。
然而事实是,汤光文等人将金米碎米搅拌,与普通大米混合,分发给学生。
什么是“黄金大米”
美国塔夫茨大学解释说:这种大米在大米胚乳中掺杂了β-胡萝卜素,在油囊中掺杂了β-胡萝卜素,因此看上去呈金黄色,俗称“黄金大米”。
它与我们常见的小米不同。小米生长时本身的颜色是黄色的,但这种大米却通过“转基因”技术获得了金黄色的颜色。
市场上的彩色米非常多,很多都是染色米,但如果真的是染色的话,就没有那么多争议了。
该大米由瑞士农业化学公司先正达于1999年研制成功。
据瑞士先正达公司称:
胡萝卜素富含维生素A。夜盲症是维生素A缺乏的典型症状。世界各地许多穷人或偏远地区的人们因缺乏维生素A而患有夜盲症并失明。
这一“黄金大米”项目可以帮助解决一些发展中国家贫困儿童因缺乏维生素A而导致的失明等健康问题。
于是在2002年,汤光文以“黄金大米”为核心研究,申请了美国NIH的资助,研究儿童植物类胡萝卜素中相当于维生素A的物质,但他们的研究对象是中国儿童。
2004年,塔夫茨大学与浙江省医学科学院签署合作协议。
并于年底与浙江仙居启动项目试点。在这项研究中,美方的负责人是汤光文,中方的负责人是荫士安和王茵。
但很快这一实验就被我国有关部门叫停,原因暂时不得而知。
广文堂(汤光文)
该项目暂停后,中国领导人之一的荫士安向中国国家自然科学基金委员会申请类似汤光文在美国NIH申请的研究,并于一年后获得批准。
但也遭到相关部门的制止。大家都以为事情到这里就结束了。
没想到,2007年的《卫生研究》杂志上竟然有一篇基于2004年仙居实验数据的论文。
报纸的作者表里还有荫士安和王茵的名字,
显然,这个项目已经终止了,那么这项研究是一个偷偷摸摸的实验吗?所有这些都将包括浙江医学院在内的人推上了顶峰。
王牌
本以为这三个人会背负浙江人民的罪责而放弃,没想到湖南金米时间又重新提起此事。
原因是美国著名期刊《临床营养学》上有一篇作者的论文,其中还涉及汤光文、荫士安和王茵,这篇论文就叫《“黄金大米”中的β-胡萝卜素与油胶囊中β-胡萝卜素对儿童补充维生素a同样有效》。
有争议的人物
既然能参与主要涉及外国人的研究项目,这三人的学历自然不低。
我们先来说说荫士安,作为中国营养学会前任会长,1955年出生,男性。
他对我们国家的贡献还是相当大的。医学博士,医师导师,中国疾病预防控制中心、营养与食品安全研究所研究员。
1998年享受国务院特殊津贴。如果仔细看他的荣誉,你会发现他还担任过中国营养学会第四届、第五届母婴营委员会主任委员。
早年还获得中国医学科学院医学硕士学位、日本国立职业医科大学博士学位。
然而,在这次事件中,由于非法研究,荫士安的博士生导师资格被撤销,他的党内职务也被撤销,包括降级或免去其他职称。处罚还包括三年内禁止从事任何研究工作。
另一位中方负责人王茵是浙江省医学科学院保健食品研究所副所长。
虽然技术不如荫士安,但她出生于1963年,也是一位高智商人才。毕业于浙江工商大学,硕士生导师。
她生前的中国毒理学会食品毒理学专业委员会副主任委员、国家食品药品监督管理局、保健食品专家等国家、省两级委员、常务理事,只要看看她就知道了。营养学作为浙江省医学重点学科带头人,已是引人注目。
也正是因为这件事受到了广泛的关注,以及荫士安是如何受到相应的惩罚的。
在这起事件中,最受关注的还是美籍华人女教授汤光文。
汤光文在南京生活、成长,考入南京大学化学系。大学毕业后,他前往美国留学,进入塔夫茨大学深造,获得博士学位,并留在塔夫茨大学任教,随后成为美国公民。
她在塔夫茨大学专注于胡萝卜素和健康研究,并在国外研究机构担任研究主任。
尽管上述三人都拥有重大权利,但在粮食安全问题上,他们不能一手遮天。
这肯定涉及到我国的一些相关人员,比如原湖南省疾病预防控制中心副主任、监察科科长胡玉明。
事件恢复
据有关报道,2008年5月至6月,共有25名6-8岁的中国小学生在中国湖南省衡阳市江口镇中心小学进行了黄金大米试验。
在美国塔夫茨大学研究人员以及湖南省疾病预防控制中心胡玉明等相关人员的带领下,他们一起来到了江口镇中心小学。
事件曝光后,湖南省疾病预防控制中心领导及相关人员均表示无知,甚至中心小学校长也表示不存在人体实验这回事。
但经过相关工作人员深入调查,“黄金大米”实验在准备期间进行了长达21天的实验。在被选中的70名学生中,他们使用阿苯达唑来消除体内寄生虫。
而这半个月的时间,只要是学校吃早餐、午餐、晚餐,就是吃学校所谓的免费营养餐。
在三餐期间,研究人员将黄金大米与普通大米混合在一起,这并没有引起怀疑,因为它看起来像小米或玉米粒。
按照时间计算,所有参加实验的学生大约吃了60克“黄金大米”。
事实也证明,论文中也反映出,三名中国人是内部人员,这次实验明显违反了相关规定、科研道德和安全诚信。
因此,包括三名华人在内的相关工作人员和学校均被开除并受到处分。
然而,转基因食品的安全性并没有得到保证。因此,为了安抚公众的愤怒,湖南 *** 相关部门也对每一个参与实验的家庭进行了补偿。但对于孩子的健康问题,如何能强加相当于数万的补偿费用呢?
事件被广泛曝光后,美国和先正达发表声明称,“黄金大米”是一项人道主义项目,并未从中获取任何利润。
但这只是他们片面的说法。针对此次事件,国家也对食品安全问题做了深刻的反省。
无论出于什么目的,通过隐瞒、欺诈的方式将儿童作为食品安全的实验对象,完全违背人类道德。
直到现在,转基因食品与绿色食品之间的争议仍在加深。不管是什么食物,只有对人体健康有利的才是更好的。
这次事件也可以给大家一个提醒,特别是相关 *** 部门,包括地方 *** 和各级监管机构,以及各个医学研究机构和各大大学研究机构,一定要把人民群众的安全放在之一位。
希望国家能够尽快建立转基因食品进入的监管渠道和应对模式,以及公众的知情权。
总之,类似“黄金大米”的事件不能在中国重演。我们希望看到食物的多样性,但我们希望安全能够得到保证。
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不可轻视!转基因是必须抢占的新领域新赛道阅读此文前,麻烦您点击一下“关注”,既方便您进行讨论与分享,又给您带来不一样的参与感,感谢您的支持。
科技的进步始终驱动着人类社会的演进,改写食物的基因,创造出更加营养丰富、产量更高、抗性更强的农作物,这是现代农业领域为之热血沸腾的挑战。
无论是在农业、医疗还是环境保护领域,转基因都被认为是必须抢占的新赛道,将塑造未来世界的命运。
转基因技术,作为一项引领食品生产革命的新领域,已经成为当今世界不可忽视的赛道,在这个充满机遇的赛场上,开拓者们正在努力抢占先机,为人类提供更加丰盈的未来。
转基因技术的必要
人口不断增长对粮食供应提出了巨大的挑战,据预测,未来几十年内,全球人口将继续增长,几十年后可能超过90亿,这使得粮食安全成为全球关注的焦点。
而传统农业生产方式面临着土地有限、水资源缺乏、气候变化等问题,很难满足不断增长的粮食需求,转基因技术可以使农作物具有特定基因,以此提高其产量。
例如,转基因作物具备更强的抗虫能力,减少农作物受害,并增加产量,可以通过改善植物的根系结构、提高光合效率等方式,进一步提高农作物的产量和耐旱能力。
当前全球范围内存在着不平衡的饮食结构和营养摄入不足的问题,许多人食用过多垃圾食品,导致能量过剩、营养不均衡。
另一方面,仍有大量人口面临着营养缺乏和相关疾病的挑战,如缺铁性贫血、维生素A缺乏等。
转基因技术为改良作物的营养价值提供了新途径,特定基因使得作物富含营养,如维生素、矿物质和抗氧化剂。
例如,转基因黄金大米富含维生素A,可以帮助改善发展中国家中缺维生素A的人群的健康状况,还可以降低某些植物中的抗营养因子含量,提高植物蛋白质的消化吸收率。
转基因技术已经成功应用于提升人类健康的转基因作物,除了黄金大米外,还有其他例子,如转基因玉米富含抗坏血酸(维生素C)和转基因小麦中降低了麦麸中的抗营养物质含量。
这些转基因作物的应用为改善人类营养状况提供了新途径,并对营养不良相关疾病的预防和治疗具有潜力。
转基因技术与环境问题
传统农业中广泛使用的化学农药对环境造成了严重的污染,农药残留和漂流对土壤、水源和生态系统带来危害,同时还对野生动植物造成了负面影响,破坏了生态平衡。
转基因技术可以减少农药的使用,通过向作物中导入特殊基因,使得作物具有自身的抗虫能力,降低了对化学药品的依赖程度。
这有助于减少农药的使用量,降低农业对环境的负面影响,并减少了农民的接触风险。
转基因作物在保护生态平衡方面发挥着重要作用,抗虫性转基因作物可以减少害虫数量,降低对益虫的杀伤,从而维持了生态系统中各种生物之间的平衡关系。
一些转基因作物也被设计成对特定杂草具有抗性,减少了对除草剂的使用,进一步保护了生态环境。
该技术在可持续农业发展中有着很多应用,例如,转基因棉花可以抵抗棉铃虫,并减少对农药的需求,转基因大豆可以耐受除草剂,降低农药使用量并提高生产效率。
此外,转基因水稻种植技术也被研究和应用,帮助提高产量、提高抗逆性和改善品质。
转基因技术与气候问题
气候变化对农业产出带来了严重的威胁,极端天气事件如干旱、洪涝和高温等频率和强度的增加,对农作物生长和产量造成了负面影响。
还引发了病虫害的爆发和扩散,加剧农作物的损失,转基因技术具有提升农作物抗旱和抗盐碱能力的潜力,引入适应干旱和盐碱胁迫的基因,农作物可以增强其抵御这些压力的能力。
例如,转基因玉米和小麦中的抗旱基因可以提高作物在干旱条件下的生存能力和产量稳定性,而转基因水稻中的抗盐碱基因可以使其在盐碱地区生长更为良好。
转基因作物也已经在提升气候适应性方面取得了一些成功案例。例如,而转基因番茄中的抗逆基因可以使其更好地应对高温、干旱和盐碱胁迫。
转基因玉米Bt玉米在抵抗干旱和虫害方面表现出色,转基因棉花具有更强的抵抗力,能够在干旱条件下保持高产量。
通过转基因技术,我们可以为农作物赋予更强大的抗病性和适应性,提高产量和质量,从而有效应对全球粮食安全的挑战。
除了农业领域,转基因技术还在医药、能源等多个领域展现出广阔的应用前景,通过转基因技术,我们可以开发出更安全、更高效的药物,为罕见病患者提供更好的治疗选择。
利用转基因微生物,可以生产出高效清洁的生物燃料,减少对化石能源的依赖。
然而,转基因技术也面临着众多的挑战和争议,我们需要深入研究,确保其安全性和可持续性,同时注重伦理和社会责任。
只有在全面了解和平衡各方利益的基础上,我们才能更好地引领转基因的发展方向,确保其为人类社会带来更多福祉。
本文由“青花岁月少年郎”原创,已开通全网 *** ,未经授权不得转载,侵权必究。
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中国的生命伦理学走向何处?——贺建奎“回归”引发的反思作者:冀朋 雷瑞鹏
2022年11月,“基因编辑婴儿”事件的主要负责人贺建奎在北京高调复出,宣称今后要致力于杜氏肌营养不良等罕见病的公益研究。然而,在严肃的学术会议上,他却对科研伦理避而不谈,再次引起中国学术界乃至全球的关注。过去几年,中国在重建生命伦理学方面取得了重大成就,但依然要加强警惕他国的伦理倾销,促进不同主体间公开、透明的对话,共同为科学技术良善发展做出努力。
2018年,震惊全球的贺建奎“基因编辑婴儿”事件引发我们国家长达4年多的深刻反思与积极行动。如何重建中国的生命伦理学?如何不断加强我国在全球科技伦理治理领域的话语权和影响力,与世界各国一道为科技更加良善地发展以及科技更好地造福人类,贡献中国智慧、中国方案和中国力量?趁着2022年贺建奎的“回归”引发的新一轮热议,有必要回顾贺建奎“基因编辑婴儿”事件的始末,学术界在贺建奎“回归”后为消除中西方、科学界与伦理法学界之间的分歧和积极推动公开、透明的对话所做的努力,以及5年来我国在重建生命伦理学方面取得的重大成就,从而推动人们更深入地思考中国的生命伦理学应该走向何处。
“基因编辑婴儿”事件回顾
2018年11月,在中国上海和香港先后举办了两场贺建奎均有参加的会议,一场是11月16日的第八届全国生命伦理学大会,一场是11月27—29日的第二届人类基因组编辑国际峰会。上海会议上,贺建奎参加了雷瑞鹏教授(本文作者之一)主持的一场关于“如何避免基因编辑在临床试验中过早应用”的专题分会,会上贺建奎并没有对自己的研究发表过只言片语。但是,他不可能没有意识到中国伦理学家对于基因编辑临床应用的担忧,以及了解到关于国内外禁止基因编辑技术用于人体试验的伦理法规。直到香港会议召开前两天,贺建奎通过社交平台YouTube宣布了他的团队让一对名为露露和娜娜的基因编辑双胞胎姐妹于11月在中国“健康”诞生。我们不知道贺建奎是怀着怎样的心情在香港大学李兆基会议中心召开的第二届人类基因组编辑国际峰会上再次提及他的这一疯狂行为的。但正如他前两天在视频中公开这一行为后引发的舆论一样,香港会议也在他的演讲后引起一轮新的巨大争议,并很快吸引全球的关注,从而将中国的生命伦理学界推向了舆论的中心。
事实证明,贺建奎“基因编辑婴儿”事件严重违反了国际伦理共识和我国的现行法规。早在2015年12月,于美国华盛顿举办的之一届人类基因组编辑国际峰会上,各国学者已经达成基本共识:除非安全性、有效性的问题已经得到解决,除非社会已经认可,否则不得进行任何基因编辑婴儿的临床应用。随后,美国人类基因编辑研究委员会发布的研究报告,也针对生殖系(可遗传)基因编辑提出两条原则:有令人信服的治疗或者预防严重疾病或严重残疾的目标,并在严格监管体系下使其应用局限于特殊规范内,允许临床研究试验;任何可遗传生殖基因组编辑应该在充分的持续反复评估和公众参与条件下进行。同时,还提出了10条伦理规范。我国印发的《人胚胎干细胞研究伦理指导原则》(2003)、《人类辅助生殖技术和人类 *** 库伦理原则》(2003)也明确禁止对人类配子、合子和胚胎进行基因操作,并对涉及人的科技研究方案要求必须符合《干细胞临床研究管理办法(试行)》(2015)、《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》(2016)、《生物技术研究开发安全管理办法》(2017)等文件中的相关规定。贺建奎团队针对人类胚胎进行基因操作既缺乏安全性、必要性,也在研究伦理审查和有效知情同意方面存在明显问题<1>。贺建奎甚至没有搞清楚他进行的是针对未出生婴儿进行保护的基因治疗,还是出于医学目的的基因增强。但毫无疑问的是,他的疯狂行为违背了伦理、触犯了法律。2019年12月,贺建奎和其他2名被告人因共同非法实施以生殖为目的的人类胚胎基因编辑和生殖医疗活动,构成非法行医罪,分别被依法追究刑事责任。贺建奎被判处有期徒刑三年,并处罚金人民币300万元。
贺建奎的“回归”:一场没有成效的对话
时隔3年,贺建奎于2022年4月刑满释放。2022年11月,贺建奎在新浪微博上宣称他在北京大兴启动了新的实验室,并发出 *** 公告,致力于DNA合成仪、DNA信息存储以及基因大数据分析的研发项目。同时,他还多次强调他在未来针对杜氏肌营养不良(DMD,一种罕见遗传病)的公益研究计划,并称目前正为此募集善款。在他宣称暂停更新微博等自媒体账号后的一周内,我们观察到他在微博上(约2023年2月20日晚21:30,但很快又删除了)公开了他的实验室关于DMD基因编辑研究的伦理审查计划表,并明确表示会邀请伦理委员会对他的项目进行六轮的严格审查。贺建奎在停更自媒体账号前,由于频繁发声和亮相,而被认为“高调”复出,没有对制造“基因编辑婴儿”事件心存悔意。事实上,自2018年该事件发生以来,无论是对参与试验的家庭,还是为此忧心的学者专家和社会公众,贺建奎从未有过真正意义上的公开致歉。因此,贺建奎的高调复出更像是一种“回归”(即退回到过去的状态或卷土重来)。
2023年2月11日,由英国肯特大学全球科学与认知正义中心主办的“生物技术治理共同体研讨会——回望未来:CRISPR与社会价值”学术会议邀请了贺建奎等来自13个国家约110位学者。贺建奎参加了线下会议,并作了“CRISPR基因编辑——革命性的生物技术如何改变我们的生活”科普报告,最后表达了他希望实现的“人人享有平价基因治疗”的目标。我们分别在武汉线下会场和Zoom线上会议室听取了贺建奎的报告,与其他学者一样,本来还想就“基因编辑婴儿”事件进行回顾性提问,但当贺建奎对于线上各国学者的问题均表示“请发邮件”而拒绝直接回应时,我们放弃了提问的想法。因为,我们已经明白所有参会者与作为会议焦点的贺建奎之间只可能有一个结果——一场没有成效的跨学科对话。贺建奎完全没有按照会议邀请函中请他发表的内容进行演讲和回应的意思,而是讲了他自己目前关注的一些研究工作。虽然他也提到了“技术的边界”这个话题,并表示科学研究必须接受伦理道德约束,但大家并不清楚他真正的用意,因为他在提到可遗传的胚胎基因编辑时,只是客观陈述国内外不允许进入人体临床,并没有表明他自己的立场和观点<2>。
对此,在一篇刚刚发表于著名的美国海斯廷斯研究中心(The Hasting Center)“生命伦理学论坛”的论文中,该会议的发起人之一暨肯特大学全球科学与认知正义中心创始主任张悦悦教授(Joy Y. Zhang)等指出“在会上,贺建奎没有讨论他过去的工作,也拒绝回答听众的问题,即他没有制定计划以负责任和合乎道德的方式,开展他的DMD基因治疗研究,这引起了中国科学家及全球同行的担忧。更重要的是,该事件促使中国科学家考虑日常研究中的管理漏洞。它还促使中国主流媒体首次就他的DMD研究公开质疑他,并呼吁进一步的公众监督。结果,他停止了对患者的在线营销。”<3>
2023年2月27日,中国伦理学界再次发起了一场“科技伦理治理挑战与应对”的在线研讨会。这是一场真正有效的科学家、医生、伦理学家、法律学家和社会代表(罕见病患者家属)之间的跨界对话。与会专家针对贺建奎过去的基因编辑行为严重违反伦理和法律规范的事实,进行了充分的讨论和反思,并针对违反科技伦理的行为达成了以下共识:
一是应该有效规范生物技术研究,构建合理的科技伦理治理框架,通过加强不同主体、行业、部门和国际间的对话协商,促进相关问题的共识的达成;二是应该落实相应的伦理审查机制的实质作用,完善监管漏洞,特别是加强建设区域伦理审查委员会并作为企业伦理审查工作的有效平台;三是平衡当代新兴科技发展中关于工具理性和价值理性的关系,坚持以伦理道德引领科技良善发展,同时加强科技立法和科技伦理治理的规范体系建设;四是科学家应该进行负责任的研究,科技应用应该充分考虑限制性条件,对于高风险科技活动要建立登记制度,对于违背伦理和法律的科技行为应该促进公开透明的调查和公布,在“过罚相当”的原则下对责任人进行从业限制、列入失信名单等;五是加强科研共同体的自律、自治,不断提高从业人员的科研诚信以及相关伦理和法律意识,建立适应新兴科技伦理治理特点的教育和培训体系,强化各类科研单位、协会及其成员在科技伦理治理方面的自律建设和科技伦理共同体成员间的监督约束机制。
中国的生命伦理学走向何处
自从2018年贺建奎基因编辑婴儿事件发生以来,中国 *** 和学界一直都在积极地重建中国的生命伦理学<4>。2019年7月, *** 总书记主持召开中央全面深化改革委员会第九次会议并发表重要讲话,会议审议通过了《国家科技伦理委员会组建方案》。2022年5月, *** 总书记在主持中央全面深化改革委员会第二十三次会议时再次强调,“科技伦理是科技活动必须遵守的价值准则,要坚持增进人类福祉、尊重生命权利、公平公正、合理控制风险、保持公开透明的原则,健全多方参与、协同共治的治理体制机制,塑造科技向善的文化理念和保障机制。”会议审议通过了《关于加强科技伦理治理的指导意见》,明确提出要强化底线思维和风险意识,把科技伦理要求贯穿到科学研究、技术开发等科技活动全过程,覆盖到科技创新各领域,确保科技活动风险可控。2020年10月,国家科技伦理委员会成立后,又先后成立了人工智能、生命科学、医学三个分委员会,并不断推动相关部门成立科技伦理专业委员会,以及指导各地方建立或者筹建地方科技伦理委员会。2023年3月, *** 中央、国务院印发了《党和国家机构改革方案》,明确将国家科技伦理委员会作为中央科技委员会领导下的学术性、专业性专家委员会,不再作为国务院议事协调机构。这表明我国 *** 已经将科技伦理建设正式纳入国家治理的重要议程,使中国的生命伦理学发展迈入了新的时代。
不仅如此, 2020年5月在十三届全国人大三次会议上表决通过的《中华人民共和国民法典》中第1009条,以专条形式明确规定:从事与人体基因、人体胚胎等有关的医学和科研活动的,应当遵守法律、行政法规和国家有关规定,不得危害人体健康,不得违背伦理道德,不得损害公共利益。这是我国首次在法律层面直接针对人体基因、人体胚胎有关的医学和科研活动作出的明确规定。2022年1月,经第二次修订后正式施行的《中华人民共和国科学技术进步法》对科技伦理作出了明确规定。2022年3月, *** 中央办公厅和国务院办公厅联合印发的《关于加强科技伦理治理的意见》,确立了我国科技伦理治理的指导思想,明确了科技活动应当遵循的伦理原则,提出了加强科技伦理治理的基本要求。该意见的出台还促使成立了专门的大学科技伦理教育工作组。2023年2月,国家卫生健康委、教育部、科技部和国家中医药管理局等四部门联合印发《涉及人的生命科学和医学研究伦理审查办法》,对2016年印发的《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》进行了重大修订,特别是扩大和细化了监管范围,进一步明确了处罚清单,并将过去对参与研究的健康人或患者的称呼从“研究对象”“受试者”之一次改称为“研究参与者”等<5>。这些重要的变化,体现了 *** 致力于从国家层面引导我国生命伦理学的未来走向,表达了对研究参与者和研究人员为科学事业做出同等贡献的肯定,使生命伦理学真正成为有效防范我国科技伦理风险、推动科技向善发展的实践智慧。
近几年,国家为了加快推进生命伦理学建设,在健全工作机制、完善制度规则和强化伦理监管方面做出了一系列卓有成效的努力,这是毋庸置疑的。然而,还有一些问题应该引起重视,这些问题的妥善处置将为生命伦理学在我国科技伦理治理中发挥更积极作用的道路上扫清障碍。例如,警惕国际上存在的“伦理倾销”(ethics dumping)<6>、争取积极公开透明的讨论与合作等。
生命伦理学家邱仁宗指出:违反伦理规范和保护研究参与者的规定的一个重要因素是伦理倾销<7>。伦理倾销是指那些将本国不被允许的医学研究,搬到另一个伦理规制较为宽松的国家去进行的不道德的行为。过去在中国境内发生的未经证实和缺乏监管的“干细胞疗法”“黄金大米”试验、头颅移植计划等,都或多或少地存在伦理倾销的问题。贺建奎对人类胚胎的编辑同样如此。他得到了他的博士生导师、美国莱斯大学物理和生物工程学教授蒂姆(M. Deem)的支持。蒂姆还参与了贺建奎该项目的临床试验和知情同意的过程,同时他也是贺建奎的关于基因编辑婴儿论文的合著者<8>。作为贺建奎的美国支持者之一,为什么在美国不能进行的基因编辑人体试验,蒂姆却支持他的中国学生在中国大陆进行呢?这不能不让人怀疑这里面存在伦理倾销的可能。
积极、公开、透明的讨论与合作,不仅对于“提高中国生命伦理学的可信度和影响力是很重要的”<3>,而且对于消除西方与中国、科学界与伦理法学界之间的认知隔阂与对话壁垒十分必要。2023年2月11日和2月17日在中国召开的两次关于基因编辑等新兴技术的公开生命伦理学讨论就是成功的尝试。与此相反的是,2022年哈佛大学针对贺建奎进行调查的闭门会议却始终没有公开调查结果。这种不透明的行为助长了科学家们的内部分化,导致一些科学家甚至同情贺建奎,进而抵触与伦理法律学界的对话。这既不利于科学技术的良善发展,也不利于各国之间的合作共赢。西方应该以积极的方式推动与中国学术界之间公开、透明的对话,对于具有全球性意义的科技伦理问题加强交流与合作;科学界与伦理法学界也应该致力于消除对话屏障,在严守尊重、理性、团结(solidarity)以及负责任的原则下<9>,一致促进科学技术与伦理、法律的共同演进,让科学技术更好地造福全人类。
<本文相关研究受广东省哲学社会科学“十四五”规划项目“合成生物学的本体论问题研究” (GD22YZX02)和汕头大学科研启动经费项目“新兴科技的哲学与伦理问题研究”(STF22021)的支持。>
作者简介
冀朋:博士,汕头大学马克思主义学院讲师,汕头 515000;雷瑞鹏,电子科技大学马克思主义学院/科技伦理治理研究中心教授、博士生导师,成都610000。812562502@qq.com
Ji Peng: Ph. D., School of Marxi *** , Shantou University, Shantou 515000. Lei Ruipeng: Professor, School of Marxi *** , Science and Technology Ethics Governance Research Center, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610000.
<1>冀朋. 生命伦理学对生物医学的重要性——论“基因编辑婴儿”事件, 科学, 2019, 71(1): 24-26.
<2>孙瑜. 贺建奎和他的DMD研究会走向何方?科技日报,2023-2-13.
<3>Zhang Joy Y, Lei R P. Is Chinese bioethics ready to move forward from the CRISPR baby scandal? Hastings Bioethics Forum, March 6, 2023. https://www.thehastingscenter.org/is-chinese-bioethics-ready-to-move-forward-from-the-crispr-baby-scandal/#feature-content.
<4>Lei R P, Zhai X M, Zhu Wei, et al. Reboot ethics governance in China. Nature, 2019, 569: 184-186.
<5>邱仁宗. 不再是“研究对象”, 而是“研究参与者”. 中国科学报, 2023-3-24.
<6>Linda N. Europe’s biggest research fund cracks down on “ethics dumping”. Nature, 2018, 559(7712): 17-18.
<7>邱仁宗. 对“Is Chinese bioethics ready to move forward from the CRISPR baby scandal? ”一文的评论, https://www.thehastingscenter.org/is-chinese-bioethics-ready-to-move-forward-from-the-crispr-baby-scandal/#feature-content.
<8>Qiu J. American scientist played more active role in ‘CRISPR babies’ project than previously known. STAT Reports, Jan. 31, 2019. https://www.statnews.com/2019/01/31/crispr-babies-michael-deem-rice-he-jiankui/.
<9>Prainsack B, Buyx A. Solidarity, reflections on an emerging concept in bioethics. Jahrbuch Für Wissenschaft Und Ethik, 2012, 17(1): 331-344.
关键词:生命伦理学 基因编辑婴儿事件 反思■
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雅昌专稿 | 扔黄金大米的人和他的社会创意艺术家杨烨炘
《天空寺概念图》
杨烨炘 元宇宙艺术
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文 | 陈志华观天下
编辑 | 陈志华观天下
2012年,美国著名学术期刊《临床营养学》中,有一篇有关“黄金大米”的论文。
然而,这篇论文背后的真相却令人震惊。
论文中的内容是:美国塔夫茨大学,对中国湖南衡阳市江口镇中心小学,25名6-8岁的小学生,进行了转基因大米的“人体试验”。
更令人发指的是,论文的作者中有三名中国人。分别是:GuangWenTang(汤光文)、荫士安、王茵。
为了进行这项试验,汤光文、荫士安和王茵三位研究人员,与湖南省疾控中心的工作人员胡余明等人一同前往江口镇中心小学。
虽然他们声称说家长们都签署了知情同意书,但实际上现场只签署了一份声明,而且并未告知试验中会使用美国培育的“黄金大米”。
试验要求这些学生在之后的21天里,周一到周五早、中、晚三餐统一在学校就餐,并且食用由学校提供的免费“营养餐”。
他们告知家长说:这是国家项目,对身体没有害处,还会促进孩子发育。
然而,事实是汤光文几人把黄金大米的碎米饭搅拌后,混在正常米饭里分给学生食用。
什么是“黄金大米”
美国塔夫茨大学解释说:这种大米是在大米胚乳中,掺杂了β-胡萝卜素与油胶囊中β-胡萝卜素,所以呈现金黄色,俗称“黄金大米”。
它和我们常见的小米不一样,小米生长出来本身的颜色就是黄色,但这种米却是通过“转基因”技术而得到的金黄色。
市场上有那么多五颜六色的米,很多都是染色米,但真的要是染色,就不会有那么多的争议。
这些大米,是由瑞士农业化工厂先正达公司研发的,于1999年研发成功。
瑞士先正达公司声称说:
胡萝卜素富含丰富的维生素a ,夜盲症就是典型缺乏维生素a的病症,在全世界各地有很多贫苦人民或偏远地区的人们,都因为缺乏维生素a而患上夜盲症导致失明。
这项“黄金大米”的项目,就可以帮助解决一些发展中国家贫困儿童因缺乏维生素A而导致的失明等健康问题。
于是2002年,汤光文就以“黄金大米”作为核心研究,申请了美国NIH资助儿童植物类胡萝卜素维生素a当量研究,但是他们研究的目标却是中国儿童。
到了2004年,美国塔夫茨大学与浙江医学科学院签署了合作协议。
并且在年底与浙江仙居展开项目试验,在这项研究当中,美方的负责人正是汤光文,而中方负责人则是荫士安和王茵。
但很快,这项试验就被我国有关部门叫停,缘由暂且不知。
GuangWenTang(汤光文)
在项目暂停之后,中方负责人之一,荫士安又向国家自然科学基金,申请了与汤光文向美国NIH申请的项目差不多的研究,一年后获得批准。
但是也被相关部门叫停,大家以为到这里就结束了,
可没想到,在2007年的《卫生研究》期刊上,竟然有一篇以2004年仙居试验数据为基础的论文。
而在论文作者表内,同样有荫士安和王茵的名字,
明明这项项目是被叫停了的,所以这项研究到底是不是偷摸试验了?将以上所有人,包括浙江医科院推到了风尖浪口。
荫士安
本以为这仨人背负上浙江人们的骂名死心了,可没想到湖南黄金大米时间,又将此事重新揭开。
原因还是在美国著名期刊《临床营养学》上,有一篇论文的作者同样涉及了汤光文、荫士安和王茵,而且这篇论文名叫《“黄金大米”中的β-胡萝卜素与油胶囊中β-胡萝卜素对儿童补充维生素a同样有效》。
争议人物
作为能够参与外国人为主的研究项目,这三人的学历资历自然不会低。
先来谈谈荫士安,作为中国营养学会前理事长,1955年生,男性。
他对我国的贡献还是蛮大的,他本身是一名医学博士,更是博士生导师,也是中国疾病预防控制中心,营养与食品安全研究所的研究员。
曾在1998年获得过国务院特殊津贴,仔细盘点他的殊荣,会发现他还担任过第4节、第5届中国营养学会妇幼营委员主任委员。
在早些年还获得了中国医学科学院医学硕士学位和日本国立高职医科大学博士学位。
但是在此次事件当中,由于非法研究,荫士安的博士生导师资格取消,党内职务也撤销了,包括其他职务职称皆有所降级或撤销,处罚还包括三年不得干任何研究工作。
另外一个中方负责人王茵,她是我国浙江医学科学院保健食品研究所的副所长。
虽然没有荫士安那么有资历,但是63年出生的她也是高智商人才,毕业于浙江工商大学,是一名硕士生导师。
纵观她的生平,中国毒理学会食品毒理专业委员会副主任委员,国家食品药品监督管理局,保健食品审评专家,还有其他国家级省级的各种委员会委员以及常务理事,光看浙江省医学重点学科营养学学科带头人就已经很了不起了。
也是因为此次事件受到人们的广泛关注,和荫士安一样,同样受到了相应的处罚。
在此次事件中,受到人们最主要关注的,还是那位美籍华裔女教授汤光文。
汤光文从小在南京生活长大,后考入南京大学化学系,大学毕业之后到美国留学,进入了塔夫茨大学进修,获取了博士学位,并留任于塔夫茨大学任教,随即加入美国国籍。
她在塔夫茨大学主要研究胡萝卜素和健康研究,并且在国外研究所担任研究主任。
尽管以上三人都拥有不小的权利,但在食品安全方面,还无法做到只手遮天。
这其中必然涉及到我国部分相关人员,就比如说原湖南省疾控中心主任助理监督理科科长胡宇明。
事件还原
据相关报道,在2008年5月至6月,在中国湖南衡阳市江口镇中心小学,共有25名6~8岁的中国小学生进行了黄金大米人体试验。
以美国塔夫茨大学的研究人员为主导,还有湖南疾控中心的胡宇明等相关人员,共同去到江口镇中心小学。
事件曝光过后,湖南省疾病预防控制中心领导及相关人员均表示不知情,就连中心小学校长也表示不存在人体试验一事。
但据相关人员深入挖掘,“黄金大米”试验在筹备期期间就已经长达了21天的试验,他们在筛选出来的70名学生当中,使用了阿苯达唑进行了体内寄生虫清除。
并且在这大半个月的时间里,只要在学校用餐早中晚三餐都是食用的学校所谓的免费营养餐。
在三餐当中,研究人员将黄金大米拌入正常米饭,因为特别像小米或者玉米粒,所以并未引起怀疑。
按照时间推算,所有参与试验的学生每人大概吃了60克左右的“黄金大米”。
事实也证明了,在论文当中也体现了,三名华人均为知情者,此项试验明显违反了相关规定,科研伦理和安全诚信。
所以相关工作人员以及校方,包括三名华人都作出了撤职处理和相关惩罚。
但是转基因食品到底来说安全性没有保障,所以湖南 *** 有关部门为了平息大众的怒火,也是给每户参与试验的家庭相应补偿。
但是孩子的健康问题,怎么设置区区几万元补偿费用所能比得上的呢?
事件大肆曝光过后,美方以及先正达公司都做出了表态,称“黄金大米”完全是人道主义项目,并未从中收获任何利润。
但也仅仅是他们的一面之词,对于此次事件,国家在食品安全方面也是做出了深刻反省。
不管是出于何种目的,通过隐瞒欺骗的方式,将儿童作为食品安全的实验对象,完全是违背人伦理。
到了现在,转基因食品和绿色食品之间的争议仍在不断深化,无论是何种食品,对人体健康有益才是更好的。
从此次事件也可以给大家带来一个提醒,尤其是国家有关部门,包括地方 *** 以及各级别监管单位,还有各医疗科研单位以及各大高校研究所,要把民众安全问题放在首位。
希望国家能尽快建立对转基因食品进入的监管渠道和应对模式,还有大众的知情权。
总之,像“黄金大米”事件不能在中国再次发生,我们是希望看见食品的多样性,但是更希望安全能够得到保证。
多彩大米,恰如多彩人生本次推文内容速览:
水稻是我国非常重要的粮食作物之一,为了将我们的饭碗牢牢地端在自己手里,科研先驱者们付出了不懈地努力,经过了漫长的探索过程。从袁隆平院士研发的杂交水稻解决了中国人的温饱问题(席德, 2015),再到李家洋院士团队研发的双季早粳稻品种,让以后每年好吃的优质新米可以提前两三个月端上餐桌,我国特色粮食安全之路越走越稳健,越走越宽广。当然,除了提高水稻产量、研制能够对抗恶劣环境的新品种外,我国科学家还尤其热衷于让水稻更有营养。我们平常吃的米饭都是白色半透明的或带有很浅的黄色,那“黄金大米”、“赤晶米”和“紫晶米”等为什么会带有颜色而且更有营养呢?科学家们是如何研制出这些水稻的呢?今天,伯小远就为大家讲讲更有营养的彩色大米——“紫晶米”、“黄金大米”和“赤晶米”。
图1 在云南省昆明市西山区团结街道核桃箐村种植的红、绿、黄、黑等颜色有序拼合成的彩色水稻吸引着不少游客前来打卡(图片来源:中国网)。
“紫晶米”
“紫晶米”会呈现紫色,是因为在其胚乳中具有高花青素(Anthocyanins)含量。花青素是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素(图2)。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。植物在叶、茎、花和果实中都会产生花青素。在谷物中,果皮产生花青素,例如:一些黑粒和红粒水稻在果皮中产生花青素和原花青素,但胚乳中缺乏花青素。这些未经抛光的水稻由于果皮纤维含量高,口感不佳,对米粒进行抛光会去除果皮及其营养成分,只留下胚乳(Zhu et al., 2017)。
胚乳中没有花青素,那为什么科学家们要研制出“紫晶米”呢?这是因为花青素具有高抗氧化活性,摄入花青素有益于人类健康,降低患某些癌症、心血管疾病、糖尿病和其他慢性疾病的风险(Zhang et al., 2014)。而胚乳是我们主要食用的部分,通过吃“紫晶米”,既可以填饱肚子又可以补充花青素,岂不是一举两得?
图2 花青素的化学结构式。已知花青素有20多种,食物中重要的有6种,即天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素(图片来源:百度)。
如何在胚乳中表达花青素呢?那就需要从表达花青素的黑粒和红粒水稻以及紫叶水稻中寻找答案。植物中花青素生物合成途径是较为复杂的,涉及调控花青素代谢产物的形成、修饰和运输的保守蛋白质,同时也涉及控制花青素相关基因在各种器官和组织中时空表达的调节蛋白。在紫叶稻中,调节蛋白包括OsC1(玉米中ZmC1编码的MYB-R2R3型转录因子Colored 1的同源蛋白)、OsB1和OsB2(玉米中bHLH型转录因子Booster 1的同源蛋白)以及OsWD40(WD40型转录因子),这些蛋白质相互作用形成MYB-bHLH-WD40(MBW)复合物,该复合物激活叶片中花青素生物合成基因(Sakamoto et al., 2001)(图3)。
图3 不同水稻品种的花青素/原花青素生物合成途径和上游苯丙氨酸途径(Zhu et al., 2017)。来自同源基因或等位基因变异的bHLH变体形成了不同类型的MBW复合物(MBWⅠ/Ⅱ/Ⅲ),激活不同组织/器官中3类下游基因(结构基因、辅助基因和转运基因)的表达,促进花青素/原花青素的产生。OsRc是OsB1/OsB2的同源蛋白,其作用是控制红粒水稻果皮中原花青素的产生和种子休眠。OsF3’5’H和OsDFR在所指示的步骤中可能具有低活性,因此,花青素生物合成的两个分支(黄色背景)受到抑制。矢车菊色素(Cyanidin)是花青素在水稻中的主要形式。合成的花青素和原花青素通过转运蛋白转运到细胞的液泡中。
最初,科学家们尝试在水稻胚乳中人工合成花青素并没有取得成功。例如:将来自玉米的两个调控基因ZmR-S和ZmC1(分别编码bHLH和MYB型转录因子)在水稻胚乳中表达,结果并没有产生花青素,只产生了中间类黄酮产物(Shin et al., 2006)。2017年,华南农业大学生命科学学院刘耀光教授带领的研究团队在Molecular Plant在线发表题为“Development of ‘Purple Endosperm Rice’ by Engineering Anthocyanin Biosynthesis in the Endosperm with a High-Efficiency Transgene Stacking System”的研究论文。该研究团队首先设计了需要在水稻胚乳中进行花青素生物合成的相关基因,并通过一种高效多基因叠加系统TGSII对花青素生物合成相关基因进行组装,成功研制出胚乳含有丰富花青素的转基因大米——“紫晶米”(Zhu et al., 2017)。
图4 紫晶米即“紫色胚乳水稻”(Purple Endosperm Rice,PER)未抛光和抛光的谷粒表型(Zhu et al., 2017)。黑粒稻(BGR1)、ZH11为对照。在具有浅紫色颗粒的PER-Z#2中,缺少SsCHS、SsCHI和SsF3’H这三个基因。
为了弄清楚许多水稻品种不产生花青素的原因,以及为什么前人在水稻胚乳中进行花青素生物合成的尝试没有奏效,该团队分析了不同水稻品种中花青素合成途径中各基因的序列。序列分析表明,调控基因OsB1和OsB2以及结构基因OsDFR在不产生花青素的水稻品种中存在缺陷,包括在该研究中用于转化的粳稻品种ZH11和籼稻品种HG1。此外,对公共转录组数据的分析表明,调控基因OsC1和大多数编码花青素途径蛋白质的基因在水稻胚乳中沉默或低水平表达。这说明只进行花青素合成途径中调控基因或结构基因的转基因并不能使水稻胚乳中产生花青素(Zhu et al., 2017)。
由此,该研究团队探索了一种新的策略,让两个调控基因和花青素生物合成完整途径中的六个结构基因在水稻胚乳中表达,这些基因都由胚乳特异性启动子控制。研究者选择玉米的bHLH型转录因子基因ZmLc(Leaf color)和MYB型转录因子基因ZmPl(Purple leaf)这两个调控基因,以激活花青素生物合成基因。ZmPl是ZmC1的同源蛋白,但具有更强的活性。基于植物花青素途径基因的高序列保守性,该研究团队从彩叶草(Solenostemon scutellarioides)中分离出花青素生物合成的6个结构基因的cDNA,包括SsCHS、SsCHI、SsF3H、SsF3’H、SsDFR和SsANS。对于驱动这些基因表达的启动子,该研究团队从水稻中扩增出8个胚乳特异性启动子(Endosperm-specific promoters,ESPs),可用于设计谷类作物胚乳中的各种代谢途径。该研究团队利用高效多基因叠加系统TGSII将2个调控基因和6个结构基因组装到一起,构建成含有8个基因的双元载体,经过水稻的遗传转化后,在ESPs的控制下,最终在水稻胚乳中成功合成出花青素(Zhu et al., 2017)。
表1 紫晶米中用于花青素生物合成的相关基因(Zhu et al., 2017)。
图5 水稻胚乳的花青素生物合成途径(Zhu et al., 2017)。水稻胚乳的花青素生物合成途径涉及转基因表达相关的蛋白(红色)、MBW转录因子复合物和一些被MBW复合物激活(或增强)的功能性内源性基因(蓝色)。该途径合成的矢车菊色素(Cyanidin)是花青素的主要形式,通过进一步修饰,分别产生花青素产物C3G和P3G。备注:本图未显示次要的原花青素分支。
“黄金大米”
“黄金大米”的胚乳中能够产生β-胡萝卜素(carotene),在抛光后呈现出特有的黄色,故而得名。为什么科学家要让水稻产生β-胡萝卜素呢?类胡萝卜素(Carotenoids)是一组在人类饮食中很重要的植物色素,尤其是β-胡萝卜素,其可在体内分解为维生素A,因而被称为前维生素A(Pro-vitamin A),是维生素A的唯一前体(Yeum et al., 2002)。维生素A缺乏会导致永久性失明,并增加传染病的发病率(West et al., 2008)。在亚洲,水稻是主要的粮食作物,而水稻的胚乳中缺乏β-胡萝卜素,所以维生素A缺乏在亚洲国家非常普遍(Paine et al., 2005)。如果在大米等主食中能够表达β-胡萝卜素将是一种简单有效缓解维生素A缺乏症的 *** 。
图6 野生型和转基因水稻经抛光处理后,水稻胚乳的表型(Paine et al., 2005)。Np Psy/crtI为之一代“黄金大米”,Zm Psy/crtI为第二代“黄金大米”,图片中水稻颗粒显示出因类胡萝卜素积累程度不同而显示出深浅不同的黄色。
之一代“黄金大米”(Golden Rice 1)于2000年问世,该转基因水稻中表达了水仙花(Narcissus pseudonarcissus)的八氢番茄红素合成酶(Phytoene synthase)基因NpPsy1和欧文氏菌(Erwinia uredovora)的胡萝卜素去饱和酶(Carotene desaturase)基因crtI以调控β-胡萝卜素在胚乳中的合成,其中类胡萝卜素含量为1.6μg/g,但科学家们很快意识到其谷粒中所含的β-胡萝卜素太少而不足以在田间实践。所以在之一代“黄金大米”的基础上,先正达公司Jacqueline A Paine等人通过多种植物Psy基因的转基因测试,发现玉米中一种Psy基因显著增加了类胡萝卜素的积累,将ZmPsy1与之一代“黄金大米”中crtI基因一起在水稻中表达,创制出了第二代“黄金大米”(Golden Rice 2)。与之一代“黄金大米”相比,类胡萝卜素总量增加了23倍(更高37μg/g),而且β-胡萝卜素会优先积累(Paine et al., 2005)。英国先正达公司最早获得了培育“黄金大米”的专利。
“赤晶米”
类胡萝卜素除了上面提到的是体内维生素A的主要来源外,还具有抗氧化、免疫调节、抗癌、延缓衰老等功效。虾青素是一种红色的脂溶性酮式类胡萝卜素,比其他类胡萝卜素或维生素E具有更强的抗氧化活性,有益于人类健康,广泛用于制药、营养品、化妆品和水产养殖业。然而虾青素在大多数高等植物和动物中都不会产生,只有一些微藻、细菌和酵母中会产生虾青素,人类主要从一些海产品(如鲑鱼、贝类和鳟鱼)中摄入虾青素,而这些海洋动物也是通过捕食藻类来摄入和积累虾青素的(Zhu et al., 2018)。因此,在水稻等作物中生物合成虾青素是十分吸引人的研究目标。“赤晶米”就是胚乳中富含虾青素的大米,由于呈现橙红色而得名。科学家们是如何研制出“赤晶米”的呢?
2018年,华南农业大学生命科学学院刘耀光教授带领的研究团队在Molecular Plant在线发表题为“From Golden Rice to aSTARice: Bioengineering Astaxanthin Biosynthesis in Rice Endosperm”的研究论文。该研究团队对水稻胚乳的虾青素从头生物合成进行了设计,使用高效多基因叠加系统TGSII对4个合成基因进行组装,通过转基因研制出首个胚乳合成虾青素的“赤晶米”(Zhu et al., 2018)。
该研究团队首先对虾青素的合成途径以及已有的报道进行研究。已有的研究表明,虾青素由β-胡萝卜素通过β-胡萝卜素酮化酶(β-carotene ketolase,BKT)和β-胡萝卜素羟化酶(β-carotene hydroxylase,BHY)催化合成(Higuera-Ciapara et al., 2006)。BHY基因广泛存在于高等植物中,但BKT基因仅存在于某些微藻、细菌和酵母中,而不存在于大多数高等植物中(Zhu et al., 2009)。据研究报道,虾青素已经能够在烟草、胡萝卜、西红柿、生菜、马铃薯和玉米(Hasunuma et al., 2008;Jayaraj et al., 2008;Huang et al., 2013;Harada et al., 2014;Campbell et al., 2015;Farre′ et al., 2016)中进行生物合成,主要的 *** 是在有天然β-胡萝卜素作为虾青素前体的情况下,通过在这些植物中引入两种(BHY和BKT)或一种(BKT)转基因,从而实现虾青素的生物合成。然而,水稻中虾青素的工程化生物合成相对困难,因为水稻胚乳不产生虾青素的前体。前人在水稻胚乳中生产虾青素的一些尝试没有成功,例如:使用粒子轰击共转PSY、CrtI和BKT基因,所得转基因水稻在胚乳中只产生低水平的角黄素(Canthaxanthin),而不产生虾青素(Bai et al., 2017)。根据文献,该研究团队总结了通过转基因 *** 在植物中生物合成类胡萝卜素/酮类胡萝卜素/虾青素的生物途径。
图7 推测在水稻胚乳中虾青素从头生物合成途径(Zhu et al., 2018)。据推测,在水稻胚乳中由转基因编码的八氢番茄红素合成酶(PSY)和胡萝卜素去饱和酶(CrtI)(蓝色)产生的β-胡萝卜素,可以被另外两种转基因编码的β-胡萝卜素羟化酶(BHY)和β-胡萝卜酮化酶(BKT)(蓝色)催化,产生目标终产物虾青素。其他酶(黑色)由植物物种的内源性胡萝卜素生成基因编码。
为了确定水稻胚乳中虾青素生物合成所需的基因,研究者分析了公开的水稻转录组数据,发现胚乳中的内源性胡萝卜素合成基因(包括OsBHY)是沉默表达的或以非常低的水平表达。由于第二代“黄金大米”品种通过表达PSY和CrtI产生了β-胡萝卜素,研究者们推断,水稻胚乳中虾青素的有效从头生物合成可能需要引入和表达BKT和BHY,以及PSY和CrtI(Zhu et al., 2018)。
由此,研究者基于玉米的PSY1、欧文氏菌(Pantea ananatis,原名Erwinia uredovora)CrtI、莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)BKT和雨生血球菌(Haematococcus pluvialis)BHY的蛋白质序列,经过密码子优化并合成产生了sZmPSY1、sPaCrtI、sCrBKT和sHpBHY四个基因。由于中间产物和最终类胡萝卜素产物是在质体中合成的,将来自豌豆(Pisum sativum)核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)小亚基的质体转运肽的序列与非植物来源的sPaCrtI、sCrBKT和sHpBHY融合(玉米PSY1含有质体转运肽)。在构建载体时,这四个基因分别由来自水稻球蛋白基因Glb1和水稻谷蛋白基因GluB4、GluC和GluB1的胚乳特异性启动子调控。通过高效多基因叠加系统TGSII将这些基因组装到一起,构建成一个含有4个合成基因的双元载体,通过水稻遗传转化,最终在水稻胚乳中成功合成出虾青素。作为比较,研究者还构建了包含PSY和CrtI两个基因和编码PSY、CrtI和BKT三个基因的载体,分别创制出产生富含β-胡萝卜素的“黄金大米”和富含角黄素的大米(Zhu et al., 2018)。
图8 野生型(WT)和黄金大米(GR)、角黄素大米(CR)和虾青素大米(AR或aSTARice)。转基因品系谷粒的横截面显示,色素均匀分布在谷粒的胚乳中(Zhu et al., 2018)。
表2 用于类胡萝卜素和虾青素生物合成的相关基因(Zhu et al., 2018)。
水稻胚乳生物反应器
生物营养强化(Biofortification)是一种可持续且经济的 *** ,通过传统育种或基因工程增加作物中的微量营养素或植物营养素,已被证明可以极大地促进人类营养和健康(Zhu et al., 2022)。除了上述提到的彩色大米外,还有富含叶酸的大米、富含维生素B6的木薯等,它们均具有改善健康的益处。水稻胚乳被认为是理想的用于生物营养强化的生物反应器,生产类黄酮、类胡萝卜素和维生素等。同时,水稻胚乳也成功用于生产各种生物医药产品,如抗原、抗体、疫苗和药物蛋白等。
图9 利用水稻胚乳作为生物反应器生产高价值产品(Zhu et al., 2022)。水稻胚乳中产生的新兴产品必须经过“学习-重建-测试”三个过程。水稻胚乳已成功用于生产各种生物医药产品和生物活性代谢产物。生物医药产品包括抗原和疫苗/可食用疫苗、抗体和药物蛋白,这些产品通常具有先进的空间结构和翻译后修饰,更适合在高等生物中生产。生物活性代谢产物包括维生素、矿物质、类黄酮和类胡萝卜素,需要多种功能基因的共同表达。ATT,人α-抗胰蛋白酶;GM-CSF,人类粒细胞-巨噬细胞 *** 因子;HSA,人血清白蛋白;Lys,人类溶菌酶;Osr,水稻重组物。
水稻胚乳生物反应器的优势:(1)生物信息学资源丰富:水稻的遗传和生物信息学资源非常丰富,为生物合成途径的设计提供了重要信息。(2)复杂蛋白能够稳定表达:在结构和组成上,水稻胚乳能够稳定地储存重组蛋白和其他生物活性物质。由于其蛋白质合成和修饰机制,水稻的胚乳细胞还可以产生具有高活性的复杂结构蛋白质。例如:α-抗胰蛋白酶(AAT)是一种结构复杂的人类血浆蛋白,难以在其他生物反应器中表达和生产(Karn et al., 2006)。然而,在水稻胚乳中表达的重组人ATT(OsrAAT)具有与人AAT相似的结构和高生物活性(Zhang et al., 2013)。同时,在水稻胚乳中表达的蛋白质具有良好的亲和力和低致敏性,大大降低了其临床应用的风险。(3)易于提取和处理:对于大多数生物反应器来说,产品的纯化约占成本的80%,底盘的选择可以大幅降低生产成本(Ou et al., 2014)。基于目标蛋白与水稻贮藏蛋白的差异,可以很容易地从水稻胚乳中分离出目标蛋白,目前已有多种重组蛋白在水稻胚乳中成功地表达和纯化。(4)生产成本低:水稻产量高,在水稻种子成熟的30-45天内,籽粒会持续积累重组蛋白或生物活性代谢产物。在4-8℃干燥环境中储存的种子,重组蛋白或代谢产物在几年内都能保持高生理活性,没有显著变性或降解。(5)几乎没有生物安全风险:水稻是一种严格的自花授粉者,其花粉粒寿命短,限制了转基因逃逸的风险。此外,大米不含对人体有害的生物碱或过敏原。
尽管如此,水稻胚乳作为生物反应器也有一些局限性。相比于生命周期短作为生物反应器的植物或使用瞬时表达系统,水稻的生命周期较长(约4-5个月),增加了由于恶劣天气等原因失败的风险。
小远叨叨
彩色大米是利用水稻胚乳生物反应器进行生物营养强化的具体案例,今天重点为大家具体介绍了创制“紫晶米”、“黄金大米”和“赤晶米”所需的基因。当然找到这些基因,并且能够很好地表达活性代谢物质,并不是一蹴而就的,需要学习了解作物有关代谢途径,选择适当的基因,随后试着构建相关载体,将其用于适当的底盘生物进行目标产物和相关理化性质的检测。然后在不断循环的测试中发现一些成功之处和缺陷不足,最终才能获得成果。由于篇幅的原因,高效多基因叠加系统TGSII还没有和大家介绍,后面有机会,伯小远会和大家分享哦!
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大米价格为何暴涨?背后的真相你真的了解吗?阅读文章前麻烦您点下右上角的“关注”,方便及时看到每天的最新内容,并参与讨论和分享,在此十分感谢您的支持。
图片 | 来源 ***
近年来,随着社会和经济的快速发展,很多事物都在悄无声息地发生变化,而有些变化或许在日常生活中不会立刻引起我们的注意。大家是否还记得,那种坐在餐桌前,享受家人为你炖的米饭的滋味?这种滋味如今可能会因为一种趋势而有所改变。近期,有一种我们日常生活中不可或缺的食材价格飙涨,那就是大米。这样的变化不仅仅涉及经济问题,更与我们的饮食文化、生活方式乃至社会整体的稳定有关。
在日常的新闻报道中,我们时常能够看到与食品价格相关的信息,但其中大部分人们可能会忽略或仅是扫一眼而过。大米作为我国的主食,其价格的变动绝不仅仅是数字上的波动,更是与每一个普通家庭的日常生活息息相关。而大米价格持续走高的背后,又隐藏着怎样的原因和故事?本篇文章希望为大家揭开这一经济现象背后的真相,为大家提供一个更深入的分析角度。
大米,作为亚洲的主要粮食,承载了千百年的文化传统与生活习惯。历史上,这一小小的米粒,伴随着每一个亚洲家庭,见证了无数的欢笑与泪水。而在现代社会中,大米依旧是我国民众日常餐桌上的重要组成部分。然而,时至今日,大米的地位遭遇了前所未有的挑战:价格的连续走高。这种看似突如其来的价格涨势,并不是一个孤立的事件,而是众多因素交织的结果。全球的气候变化、政策调整和市场供求关系等多种因素都在其中起到了关键作用。在这样的大背景下,每一次大米价格的波动,都可能直接影响到千家万户的生活。了解大米价格上涨的背后原因,就成了一个亟待解答的问题。
大米在亚洲的餐桌上有着不可替代的地位。它不仅仅是食物,更是一种文化,一种情感的寄托。而在我国,大米更是数百万农民的生计所系,与国民经济的健康发展紧密相关。那么,这样一种重要的粮食为何会出现连续上涨的现象呢?
首先,环境因素已经成为影响大米价格的主要驱动力之一。全球气候变化导致的极端气候事件,如洪水、干旱和台风,直接威胁到了水稻种植区。这些气候异常给水稻生长带来了很大的困扰,减少了产量,直接导致了供应的紧张。特别是在我国的重要水稻种植区,由于受到气候变化的冲击,导致稻谷的收成不稳定,这无疑对大米市场造成了很大的压力。
其次,政策调整也是大米价格上涨的关键因素之一。为了保障农民的利益, *** 实施了粮食更低收购价政策。这确实在一定程度上维护了稻农的利益,但也为市场带来了一定的压力,导致大米价格逐渐走高。同时,随着国际贸易环境的变动,贸易保护主义的盛行使得我国的大米出口受到了限制,反过来对国内市场产生了冲击。
而其他隐性的因素也不容忽视。快速的城市化进程,意味着大量的农田被征用,转变为城市建设用地。这直接导致了可供种植的土地面积减少,给水稻的生产带来了压力。同时,随着人口的增长和消费观念的变迁,现代人对于饮食的需求也发生了变化。许多人不再满足于传统的白米,而转向更加营养、健康的糙米、红米等替代品,这无疑也拉高了市场上对于高质量大米的需求。
通货膨胀同样是一个不可忽略的因素。随着整体物价的上涨,大米的生产成本也在逐年上升。从种子到化肥,从农机到人工,每一环节的成本增加都可能反映到大米的价格上。这就意味着,即使没有其他外部因素,单是通货膨胀也足以驱动大米价格的上涨。
与此同时,大米价格的上涨对我国民众的生活造成了深远的影响。低收入家庭需要为日常的饮食开支付出更多,而对于稻农来说,生产成本的增加使得他们并未从高价中获得更多利益。反而,由于价格过高,可能会影响大米的销量,从而影响他们的收入。再者,我国作为全球更大的大米生产国和消费国,大米价格的稳定对国家的经济安全和社会稳定都至关重要。在此背景下, *** 也采取了一系列措施,如储备粮的轮换、调控市场供需关系等,以保障大米价格的稳定。
然而,面对这一复杂的情况,单纯依靠 *** 的调控并不足够。我们也应当从生活中做出调整,如适量减少大米的食用,增加其他主食的摄入,或是选择更健康的替代品。这不仅可以为市场减轻压力,更能促使我们的饮食结构更加均衡,生活更加健康。
大米,作为我国的“白色黄金”,在我们的生活中扮演了不可替代的角色。然而,伴随其价格的连续走高,许多家庭都感受到了压力。但是,背后的原因并非单一,涉及多方面的复杂因素。对于我们每个人来说,了解这些背后的原因,将有助于我们更加明智地做出选择,无论是在购买大米,还是在整体的饮食结构上。如果您对本文的内容感兴趣或有任何想法,请在下方点赞、评论,分享给更多的朋友。小编会持续关注相关的动态,为大家带来更多的资讯和解读。也希望大家能够持续关注,与我们一起探索这个话题。感谢您的阅读,期待与您下次再见。
未来农业必备技术!转基因技术提高作物产量品质,满足农业需求!文丨三旬后的理想
编辑丨三旬后的理想
前言
随着科学技术的不断发展,农业领域也在探索各种创新 *** 来提升作物的产量、耐受性和质量,以满足不断增长的全球食品需求。在这个背景下,农业生物技术作为一项引人注目的领域,为农业的种植进步带来了新的希望和机遇。
转基因作物是通过将外源基因导入植物的基因组中,使植物获得新的性状或特征的作物。这项技术能够为作物赋予抗虫、抗病、耐旱、耐盐等性状,从而提高作物的产量和质量。
转基因水稻可以提高抗虫能力,减少虫害损失;抗病毒的转基因番茄可以提供更好的产量和果实品质。
它可以增加作物的产量,缓解全球粮食短缺问题。转基因作物具有更高的抗虫、抗病能力,减少了农药的使用,降低了作物损失,从而提高了农产品的产量。
耐旱、耐盐等性状的转基因作物能够在恶劣的气候和土壤条件下生长,拓展了种植的区域范围,增加了农产品的供应。
转基因作物还可以改善作物的质量和营养价值。通过调整植物的基因表达,转基因作物可以提高维生素、蛋白质等营养物质的含量,使作物更加营养丰富。
转基因作物也引发了一系列的争议和关切。其中包括环境风险、食品安全、基因流失等问题。因此,转基因作物的种植和应用需要经过严格的科学评估和监管。
在农业生物技术领域,转基因作物的种植进步为农业带来了巨大的潜力,同时也需要平衡各种考虑因素,确保其在环境、社会和经济层面都能够为人类福祉做出积极贡献。随着科技的不断进步和研究的深入,农业生物技术将继续为农业的可持续发展和粮食安全作出新的贡献。
转基因作物:科技与农业的融合
转基因作物作为农业生物技术的重要成果,代表了科技与农业领域的深度融合。它通过人为干预作物的基因组,赋予作物新的特性和性状,从而为农业生产带来了前所未有的革命性变化。
科学家们通过在作物的基因中插入其他物种的基因,实现了从传统育种方式无法达到的目标。例如,将一些具有抗虫或抗病性的基因引入作物,使其获得更强的防御能力。这不仅减少了农药的使用,也减轻了农民的劳动负担,同时提高了农作物的产量和质量。
传统的育种方式需要长时间的繁琐交配和选择,而转基因技术可以直接向作物基因组中引入所需特性,大大缩短了培育新品种的周期。耐旱、耐盐等特性的转基因作物可以在恶劣的气候和土壤条件下生长,扩展了种植的区域范围,为全球农业面临的变化提供了有力支持。
食品安全、环境影响、基因流失等问题成为了人们关注的焦点。科学家们需要进行严格的风险评估和监管,确保转基因作物的安全性和可持续性。
转基因作物是科技与农业融合的生动体现,它在提升作物产量、质量和适应性方面发挥了积极作用。然而,科技进步的同时也需要伴随着科学伦理的考虑和严格的监管体系,以确保转基因作物的应用能够为农业的可持续发展和食品安全作出实质性的贡献。随着技术的不断发展,转基因作物的前景仍然充满希望,将继续在农业领域创造新的奇迹。
提升作物产量与质量:转基因作物的潜力
转基因作物作为农业生物技术的创新成果,在提升作物产量与质量方面展现了巨大的潜力。通过引入外源基因,转基因作物能够获得新的性状和特征,从而在农业生产中发挥出色的作用,满足不断增长的全球食品需求。
转基因作物在提高产量方面具备显著的优势。通过引入抗虫、抗病等基因,转基因作物能够有效减少病虫害对作物的影响,从而降低了农作物的损失。传统上,农民需要频繁喷洒农药来保护作物,而转基因作物可以减少或消除这种需求,降低了农药使用量,提高了作物的产量
一些转基因作物还能够抵御逆境,如干旱、盐碱等,使作物能够在恶劣的环境中生长,增加了产量的稳定性和可靠性。
通过基因调控,转基因作物可以增加营养物质的含量,改善作物的口感、营养价值和外观。例如,转基因黄金大米富含维生素A,有助于解决维生素A缺乏引发的健康问题。
类似地,转基因作物还可以提高蛋白质、维生素等营养物质的含量,使作物更具营养价值。这对于全球营养不良问题的解决具有重要意义。
转基因作物也能够改善作物的质量特性。通过调控基因表达,转基因作物可以提高耐储存性、抗氧化性等特性,延长作物的保鲜期,降低食品浪费。同时,一些转基因作物还能够抑制不良化合物的积累,改善食品的品质和安全性。
尽管转基因作物在提升作物产量与质量方面具备巨大潜力,也需要充分考虑食品安全、环境影响等问题。科学家和 *** 需要进行严格的风险评估和监管,确保转基因作物的种植和应用不会对人类健康和生态环境造成不良影响。
通过引入抗虫、抗病、耐逆等基因,转基因作物能够有效应对农业生产面临的挑战,为农民提供更多的选择,为人类创造更多的营养健康食品。然而,科学和伦理的审慎考量同样至关重要,以确保转基因作物的应用真正造福人类,不对环境和食品安全造成潜在风险。
解决虫害与病害:抗虫、抗病的转基因作物
抗虫、抗病的转基因作物是农业生物技术的重要成果,为解决虫害和病害问题提供了一种创新的 *** 。
传统农业生产中,农民经常需要大量使用化学农药来控制虫害和病害,然而这不仅增加了生产成本,还对环境和人类健康造成了潜在风险。
抗虫、抗病的转基因作物通过引入特定基因,使作物能够自身产生抗虫和抗病的蛋白质,从而减少对化学农药的依赖。
抗虫转基因作物通过引入具有杀虫作用的基因,使作物能够在受到虫害侵袭时产生抗虫蛋白,从而减少虫害损失。
转基因棉花可以产生一种称为Bt蛋白的杀虫蛋白,对一些主要害虫如棉铃虫具有高度的毒杀作用,从而降低了棉花受害程度。这不仅减少了农药的使用,还保护了益虫和生态平衡。
抗病转基因作物则通过引入抗病基因,使作物能够在遭受病原微生物侵袭时产生抗病蛋白,从而增强了作物的抵抗力。
转基因马铃薯可以具备抵抗马铃薯晚疫病的能力,这是一种严重危害马铃薯产量的病害。抗病转基因作物不仅减少了病害对作物的危害,还有助于维护农田生态系统的平衡。
它们不仅在提高作物产量的同时减少了农药的使用,降低了环境和生态的风险,还为农民提供了更可靠的农作物保护方案。然而,转基因作物的应用也引发了一些争议,包括可能的基因流失、抗虫虫害的适应性等问题,这些问题需要科学家、 *** 和社会共同合作解决。
抗虫、抗病的转基因作物是农业生物技术在虫害和病害管理上的创新应用,为农业生产提供了新的解决方案。随着技术的不断发展和研究的深入,这些作物有望进一步优化和改良,为农业生产带来更大的效益和可持续性。
强化环境适应能力
强化作物的环境适应能力是转基因作物的另一个重要方向,它为作物在恶劣环境下的生长提供了新的可能性。随着气候变化的加剧和环境压力的增大,传统农作物往往面临干旱、盐碱、高温等恶劣环境的挑战,这严重影响了作物的产量和质量。
而通过转基因技术引入适应这些环境的基因,作物能够在恶劣条件下更好地生长,从而为农业生产提供了更大的稳定性和可持续性。
转基因作物可以通过引入耐逆基因来增强其对逆境的抵抗能力。例如,在面临干旱和高温等逆境时,一些转基因作物可以产生具有保护性功能的蛋白质,从而减轻逆境对作物的损害。这使得作物能够在恶劣环境中更长时间地保持正常生长,从而提高产量和稳定性。
转基因作物还可以通过调节生理代谢等方式,减轻因环境压力而产生的不良影响。例如,一些转基因作物可以调整根系结构,增加根部吸收水分和养分的能力,从而更好地适应盐碱地区的生长环境。这样的适应性改变使得作物能够更好地利用有限的资源,提高了生长的效率。
强化环境适应能力的转基因作物不仅可以在恶劣环境下获得更好的生长表现,还有助于拓展种植的地域范围。
在本来不适合种植的沙漠地区或者海水淡化地区,通过引入相应基因,作物可以获得对盐碱、干旱等环境的适应能力,实现农业的可持续发展。
不良的基因组稳定性、不完全理解的基因功能等问题可能导致意想不到的结果。因此,科学家和农业专家需要进行充分的研究和风险评估,确保引入的基因不会对作物的正常生长和周围生态环境造成不利影响。
它们不仅可以提高农作物的产量和稳定性,还有望在面对不断变化的气候和环境压力时保障食品供应。然而,科学的研究、严格的监管以及社会的接受是确保转基因作物真正发挥潜力的重要保障。
结语
农业生物技术的蓬勃发展为农业领域带来了巨大的变革与希望,而其中的一个重要组成部分就是转基因作物。这些作物不仅为农业生产带来了前所未有的革命性变化,也为人类社会的粮食安全、可持续发展和环境保护提供了新的路径。
转基因作物的应用也伴随着一系列的争议与挑战,需要科学家、 *** 、农业界和公众通力合作,共同探索出更佳的方案,确保技术的合理应用和社会的可持续受益。
转基因作物的出现为解决这些问题提供了有力支持。它们不仅可以提高作物产量和质量,减少对农药和化肥的依赖,还可以增强作物的适应性和抗性,应对气候变化和环境压力。
这些作物的应用不仅有助于保障全球粮食供应,还有望在营养改善、环境保护等方面发挥重要作用。
转基因作物的应用也引发了一些重要的问题。食品安全、生态环境影响、基因流失等问题需要严格的科学评估和监管,确保技术的安全性和可持续性。此外,农民的利益、知识产权、社会伦理等因素也需要得到妥善考虑,确保所有相关利益得到公平保护。
在转基因作物的种植与应用中,科学家的研究与创新是推动力量, *** 的政策与监管是保障,农民的参与与合作是关键,社会大众的理解与支持是基础。
只有在科学、法律、道德等多重层面的保障下,转基因作物才能够为农业的可持续发展和人类社会的进步带来真正的贡献。
转基因作物作为其中的重要组成部分,将在科技不断发展和社会需求不断变化的背景下持续发展与创新。我们期待这一领域能够为农业的可持续性、食品安全以及人类福祉带来更多的积极影响,同时也需要不断的努力与探索,确保技术的广泛受益和长远可持续性。