
上一期,小编带着大家大概了解了号称“开启新世纪大门的钥匙”的转基因技 术的基本概念。而这一期,就让我们乘 着时光机,一起踏入历史的长河,去看 看转基因技术的前世今生吧。
好吧,其实也就是一百多年前,就在人们还天真的认为“白花+红花=粉红花” 的年代,奥地利一个小修道院中住着一 位机智的、热爱科学的神父,孟德尔。 孟德尔坚持不懈地进行了长达12年之久 的植物杂交实验,尝试了无数种实验植 物,通过层层分析,最终选定了豌豆作 为杂交实验的材料。也正是这一株株小 小的豌豆,将他推向了成功,让他最终 发现了遗传的奥秘,成为了当之无愧的 “遗传学之父”。经过八年(1856-18 64)的不懈努力,孟德尔终于通过他著 名的 豌豆杂交实验,推测并验证了生物 体内有控制性状遗传的遗传因子 ,也就 是我们今天所说的基因。
1865 年,孟德尔成功发表了《植物杂交实验》的论文,并且超前地提出了遗 传单位是遗传因子(现代遗传学称为基 因)的论点,并揭示出遗传学的两个基 本规律——分离规律和自由组合规律。 这与当时人们一贯相信的“融合”观点 格格不入,因此当时的人们自然而然地 将这位神父所提出的观点忽略了。
而直到1900年,孟德尔的发现被欧洲 三位不同国籍的植物学家在各自的杂交 试验中分别予以证实后,其理论才受到 重视和公认,遗传学的研究才开始不断 加速向前。就像从步行,到马车,再到 汽车,现如今仿佛坐上了火箭一般,每 年都不断有重大的发现提出,而这一切 的一切,都是基于孟德尔的那些小小的 豌豆花上的。
伴随着生物学的飞速发展,让我们“咻” 地一下穿越到1953年,在沃森和克里 克的实验室中,这两位将要在科学史上 用小小的DNA书写下自己名字的年轻科 学家正在冥思苦想着DNA的结构模型。 忽然他们脑洞一开!就这样,当当当当! DNA双螺旋结构诞生了 !
而到了1969年,科学家经过艰辛的探索,终于成功分离出第一个基因。至此 基因学说的骨架已然搭起 。
既然转基因技术的大门已经被撬开了一条缝,科学家们怎么会不乘胜追击?
仅仅是过了一年,到了1970年,美国科学家Smith和Wilcox从大肠杆菌中分离 出第一个限制性内切酶,使得DNA分子 的体外精确切割成为可能。限制性内切 酶对于转基因技术之重要,好比于剪刀 对于裁布制衣。 从此,转基因技术拥有 了切实可用的工具 。
转基因技术的故事,就此正式开始了。
正所谓“工具在手,天下我有”,有了工具,科学家们说干就干,转基因技术 很快就被应用于实践中了:
在1972年,科学家对转基因技术的尝试终于成功,美国分子生物学家保罗• 伯格(Paul Berg)首次成功进行了重 组DNA的克隆。在此以前,科学家已经 发现了细菌中存在的DNA连接酶。197 2年Berg首次将不同的DN*片A**段连接起 来,并且将这个重组的DNA分子有效地 插入到细菌细胞之中,重组的DNA进行 繁殖,产生了重组DNA的克隆。
然而,凡事必有两面,关于转基因安全性的讨论也随着转基因技术的发展而出 现 :
1973年,美国的Herber Boyer教授和Stanley Cohen教授在大肠杆菌中表达 了一个来自沙门氏菌的基因,取得了人 类历史上第一次有目的的基因重组的成 功尝试。
但是大众的眼睛是贼亮贼亮的,随随便便对基因组进行插入编辑这种事怎么能 忍?因此,这次实验在科学界引起了轩 然大波,并首次引发了关于转基因安全 性的深入思考。
不过广大理工男的科学探索精神怎么可能因为区区质疑声而受到压制?尽管安 全性存在争议,科学家们对转基因技术 应用的探索仍未停止,正相反, 科学界 迎来了转基因技术的“大爆炸”:
1974年,科恩(Cohen)将金黄色葡萄球菌质粒上的抗青霉素基因转到大肠 杆菌体内,揭开了转基因技术应用的序 幕。
俗话说,“钱不是万能的,但没有钱是万万不能的”没有实际利益 的研究也定无法长久。因此,在资本主 义的大潮中,转基因技术商业化也随之 到来:
1978年,由Herbert Boyer创建的全球第一个重组DNA技术公司-Genetech 宣布利用重组DNA技术创建了一个新 的大肠杆菌菌系,用于生产人胰岛素。
有了白花花的银子在前方等着,转基因技术显得更加实际有用,科学家们的研 究也更加卖力,各种转基因技术也纷纷 出现,各显神通:
1982年,由理查德•帕尔米特和拉尔夫•布林斯特领导的研究小组利用显微注射 法,将锌控基因的内物质同老鼠生长激 素基因(GH基因)结合,并植入受孕的 老鼠胚胎,获得了世界上第一个转基因动 物——一只生长速度倍增的转基因鼠。
还是1982年,美国Lilly公司首先实现利用大肠杆菌生产重组胰岛素,标志着 世界第一个基因工程药物的诞生。
仅仅过了一年,1983年,世界上第一个人工转基因植物——转基因*草烟**问 世。比利时人Zambryski发表在EMBO J上。他们将Ti质粒pGV3850通过农杆 菌导入*草烟**细胞,其T-DN*片A**段整合进 入*草烟**基因,成功获得了转基因*草烟**。 标志着转基因植物获得成功。
同年,孟山都公司的转基因土豆研发获得成功。
而我大天朝在转基因技术上也自然不会落后 :1985年,我国科学家朱作言院 士等将人GH基因导入鲫鱼受精卵,得 到了生长速度快、耐受性强、肉质好的 转基因鱼,这也是世界上首例转基因鱼。 该项研究成果被1989年美国出版的《科 学年史》记录为近代中国两大重要开拓 性科研成果之一。
当然,救死扶伤的医药领域自然也不会少了转基因技术的参与:
1986年,美国FDA批准通过了美国默克公司研制的重组酵母乙肝疫苗。
之后依旧是转基因技术发展“大爆炸”:
1987年,美国科学家Gordon及其团队应用转基因动物技术使转基因小鼠乳汁 中产生人组织纤维蛋白溶酶原激活因子。
还是1987年,世界上第一只商业化转基因绵羊在英国著名的罗斯林研究所诞 生,这只转基因母羊可以分泌含α-抗胰 蛋白酶(含量高达30毫克/升)的乳汁。
1989年,意大利科学家Lavitrano等首次利用精子载体法获得了转基因鼠。
也是1989年,英国科学家马丁•埃文斯、美国科学家马里奥•卡佩基、奥利弗•史 密斯这3位获奖科学家,利用“ 基因靶 向 ”技术让小鼠体内的特定基因失去 活性,培养出研究价值极高的“基因敲 除”小鼠。科学家们通过多次“敲掉” 基因,在小鼠体内发现了导致莱一二氏 症(又称自毁容貌综合症)的基因。
紧压老美的脚步,1991年,我国自行研制的第一个基因工程疫苗——哺乳动 物细胞生产乙肝疫苗获准在国内生产。
而近几年被炒的沸沸扬扬的“来自欧洲的神奇大米”——“黄金大米”也在这 场转基因技术大爆炸中诞生:
1992年,苏黎世理工学院Ingo Potrykus教授推出了第一代“黄金大米”这 一概念性产品 。
而这时,啥都要管管的联合国的也推出了能令转基因技术能更好地发展的实质 等同性原则 :
1993年,联合国经济和合作组织(OECD)提出了对新食物进行安全性评估的原 则——实质等同性原则。根据该原则, 若一种生物工程食物或食物成分与其相 应的传统食物或食物成分基本相同,则 可以认为具有相同的安全性。这一种基 于比较的指导原则已被许多国家采纳作 为评估转基因食物安全性的起点。
后来转基因技术又有哪些发展?转基因食品是什么时候开始渐渐出现在餐桌? 转基因产品有有哪些优势?
欢迎大家继续关注我们的《转基因技术发展史(下)》。下期节目更精彩。
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