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10年前就研制出的转基因作物“黄金水稻”,有着拯救世界的远大理想,今天却被许多人视为人类的敌人,这让它的发明人和生物技术公司头痛不已。
75岁的波特利库斯非常沮丧。10年前的1月31日,《时代》(TIME )杂志就在封面上报道过他的成就,那是一把绿色的植物茎秆,上面印着醒目的标题“这种大米每年能挽救100万孩子的生命”, 同年《科学》(Science )杂志也刊登了波特利库斯小组的转基因大米—黄金水稻。但他现在认为自己在有生之年看不到它对人类作出的贡献了,因为黄金水稻仍在田间试验里努力为自己正名,用2009年9月刊《自然》(Nature)杂志的标题来说,它掉进了一个关于转基因作物争论的“战场”。
β胡萝卜素大米拯救世界
整个20世纪80年代,洛克菲勒基金都在寻找改善大米营养成分的方法,一直到1992年纽约的一次头脑风暴会议上,一个大胆的想法诞生了—将合成β胡萝卜素的整个生化通路构建到大米基因组中去!
世界上有2亿5千万儿童缺乏维生素A,世界健康组织(WHO)估计,每年因缺乏维生素A导致25万到50万儿童失明,其中一半在12个月大之前死去。而维生素A缺乏症主要分布在以大米为主食的国家,因为大米不含有能转化为维生素A的胡萝卜素。虽然蔬菜水果、肉和牛奶都能提供维生素A或者它的前体,但在一些贫困国家,获得这类食物比获得大米更难。
波特利库斯,一位在瑞士联邦工学院(ETH)研究大米转基因的前沿者,正好参加了这次会议。他在飞机上碰到了在类胡萝卜素生化和分子生物学方面的专家拜尔,这两个研究领域正好互补的科学家同时为这个想法所震动,并且一拍即合。更有意思的是,他们俩的实验室相距不到2个小时的车程,事后证明这很有意义。
拜尔承认自己仅仅是被这个想法本身所吸引,洛克菲勒的科学咨询委员会也对此十分怀疑—将整条生化通路整合到大米基因组里看起来更像个美丽蓝图。最终,基金会还是决定冒险一试。
7年之后,波特利库斯和拜尔在将两个水仙基因和一个细菌基因整合到大米基因组里后终于成功获得了黄金水稻。这个激动人心的时刻发生在弗莱堡的一个深夜,拜尔回忆,他像往常一样用高效液相色谱仪分析产自波特利库斯实验室种子的分子成分。这次,显示器上出现了一个过去没有的波峰—类胡萝卜素的信号!当拜尔回头仔细看这批种子,他注意到一个自己忽视的现象:谷粒呈现出微微的黄色色泽。
绿色和平组织和黄金水稻的战争
泰国商人为波特利库斯的大米建议了一个好听的名字,黄金水稻。但是波特利库斯知道,黄金水稻不会像它的名字那样容易被人接受。瑞士是欧洲反基因技术努力量最强大的国家之一,整个80年代波特利库斯都在面对来自愤怒学生的对抗。为了保护他的作物,ETH花费几百万美元建立可以抵御手榴弹的温室。
不过,黄金水稻的诞生的确让绿色和平组织陷入了不曾遇到过的困境。不像防虫的转基因作物,黄金水稻是第一种被设计用来帮助发展中国家的贫困人群的作物,它也许能够挽救生命。是否应该反对黄金水稻,一度让协调绿色和平组织运动的黑尔林感到困惑,他为此请教了WHO专家关于维生素A的知识,并最终决定亲自去位于苏黎世的波特利库斯实验室看看。
谈了一整天,波特利库斯很希望能说服这位同胞,但他们还是谈崩了。
尽管绿色和平组织保证不去破坏波特利库斯的田间试验,但他们还是发起了反对黄金水稻的强有力的运动。他们认为黄金水稻被设计出来,是以可疑的公众为借口,来达到开放其他转基因作物大门的目的。他们指出,按照一颗黄金水稻里含原维生素A 1.6微克算,一个两岁的小孩每天必须吃掉3公斤黄金水稻才能达到推荐的每日维生素摄取量,一个哺乳期的妈妈则超过6公斤。波特利库斯则指出这些人的无知,只要能达到推荐摄取量的一半就已经能防止营养不良,而且指望小孩所有的维生素A从大米中摄取完全不现实。
绿色和平组织又指出,人体肠道对β胡萝卜素的吸收和转化为维生素A的效率很差,12个分子的β胡萝卜素只能转化出1个维生素A分子。虽然最新的一个研究表明,经过测试以黄金水稻为食的自愿者体内的转化速度,大概每3-4个β胡萝卜素分子就能转化出1个维生素A分子,该研究的科学家拉塞尔认为这是一个相当不错的效果。但是黑尔林指出该研究的计算是建立在理想数据的基础上。
对于绿色和平组织的吹毛求疵,波特利库斯嗤之以鼻。他说,绿色和平组织不如去指责1900年的莱特兄弟没有造出穿越大西洋的飞机。
商业化也难改黄金水稻命运
世界500强之一,英国制药巨头阿斯利康公司开始介入这场争斗。他通过资助拜尔实验室的方式获得了对黄金水稻技术的使用权。后来瑞士Syngenta种子公司通过合并阿斯利康公司的农业综合企业部门,控制了黄金水稻技术,并试图提高大米内的类胡萝卜素含量来实现商业化。
Syngenta公司科学家创造了一个新版本的黄金水稻,他们命名为GR2,与之前的GR1区别开来。GR2将黄金水稻里β胡萝卜素含量提高了23倍。即使按照绿色和平组织所说的12:1的转化率,每粒米含有72微克的β胡罗素也足以满足一个孩子。
但这些结果不会打消外界的怀疑,就像一位WHO专家所说,在实际生活中效果如何还需要检验。Syngenta公司已经停止了对黄金水稻的研究,目前主要在菲律宾、印度和越南这些国家开展作物的应用研究,将黄金水稻与当地受欢迎的稻种一代代回交。
田间试验需要很长时才能获得同意,而局限在温室里的科学家,在大量种植用于研究的作物时很困难,这些限制导致“年复一年的拖延”,波特利库斯抱怨。
即使田间试验成功,黄金水稻能否在这些国家获得批准还很难说。而且,来自黄金水稻的争议让其他作物的营养价值也获得了重视,每年1400万美元的预算投入到了12个作物中的传统育种研究中,目的就是为了提高维生素A、铁和锌的含量,这些研究还得到了绿色和平组织的青睐。
转基因纠结愈演愈烈
与中国有计划、有调控地实现转基因作物生产相比,国外不同组织对于转基因技术的争论日趋尖锐。就在中国2009年8月宣布给抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”的颁发安全生产证书之前,国外对于转基因技术安全的争论,从反转基因作物组织与科学家、企业之间矛盾,甚至转移到科学家内部的争论上来。
2007年11月在《美国科学院院刊》(PNAS)上年轻的科学家Rosi-Marshall发表了一个研究结果,通过观察在河流里以玉米残渣为食的石蛾幼虫生长情况,她发现每当河流旁的玉米是防虫转基因玉米时,石蛾的发育就比正常的要慢,而且以转基因玉米花粉为食的石蛾死亡率是正常的两倍以上,因此转基因玉米“在农业区域可能会对河流生物产生不良影响”。这一结论立刻在科学界和非政府组织间激起了轩然大波。
一方面,反对转基因作物的组织拿作为武器。一家伦敦的非盈利组织对文章进行了摘要,“要求停止在河流附近种植玉米⋯⋯这与(Rosi-Marshall)提供的证据是一致的”,这一结果也立刻被绿色和平组织引用作为转基因危害环境的证据。
另一方面,科学家对这篇文章的反应极为激烈。不到两个星期,对于试验和结论极度不满的科学家开始给作者、PNAS编辑以及美国国家科学基金写信,到了月底对于这篇文章的抱怨已经席卷了整个研究领域。“这是一个愚蠢的实验”,斯坦福大学胡佛研究所的米勒说。
令科学家不满的是,她这一充满了问题的论文对国家政策产生了巨大影响,文章发表后法国政府宣布禁止种玉米。很明显,该文章加剧恶化了处于困境中的转基因技术研究。“我十分肯定,它对于政策制定者造成的影响将比之前任何一次都严重。”乔治亚大学的农作物遗传学家说。
“在过去的30年里,农业生物技术一直被如此可怕而毫无科学根据地控制着,被如此过分的压制和阻碍,以至于煽动这些毫无必要的伪争论,伤害了每个人、每件事。”米勒认为。瑞典伯尔尼大学的植物学教授Ammann则以黄金水稻为例,尽管每年因为维生素A缺乏导致超过25万儿童失明,但是太多限制一再延缓转基因大米的研究和发展。
中国给转基因水稻发证后,在民间也引起了巨大讨论,如何让转基因水稻不再走在黄金水稻的老路上,如何合理使用转基因技术,如何让民众认识转基因技术,将是一个比转基因技术本身更大的难题。
75岁的波特利库斯非常沮丧。10年前的1月31日,《时代》(TIME )杂志就在封面上报道过他的成就,那是一把绿色的植物茎秆,上面印着醒目的标题“这种大米每年能挽救100万孩子的生命”, 同年《科学》(Science )杂志也刊登了波特利库斯小组的转基因大米—黄金水稻。但他现在认为自己在有生之年看不到它对人类作出的贡献了,因为黄金水稻仍在田间试验里努力为自己正名,用2009年9月刊《自然》(Nature)杂志的标题来说,它掉进了一个关于转基因作物争论的“战场”。
β胡萝卜素大米拯救世界
整个20世纪80年代,洛克菲勒基金都在寻找改善大米营养成分的方法,一直到1992年纽约的一次头脑风暴会议上,一个大胆的想法诞生了—将合成β胡萝卜素的整个生化通路构建到大米基因组中去!
世界上有2亿5千万儿童缺乏维生素A,世界健康组织(WHO)估计,每年因缺乏维生素A导致25万到50万儿童失明,其中一半在12个月大之前死去。而维生素A缺乏症主要分布在以大米为主食的国家,因为大米不含有能转化为维生素A的胡萝卜素。虽然蔬菜水果、肉和牛奶都能提供维生素A或者它的前体,但在一些贫困国家,获得这类食物比获得大米更难。
波特利库斯,一位在瑞士联邦工学院(ETH)研究大米转基因的前沿者,正好参加了这次会议。他在飞机上碰到了在类胡萝卜素生化和分子生物学方面的专家拜尔,这两个研究领域正好互补的科学家同时为这个想法所震动,并且一拍即合。更有意思的是,他们俩的实验室相距不到2个小时的车程,事后证明这很有意义。
拜尔承认自己仅仅是被这个想法本身所吸引,洛克菲勒的科学咨询委员会也对此十分怀疑—将整条生化通路整合到大米基因组里看起来更像个美丽蓝图。最终,基金会还是决定冒险一试。
7年之后,波特利库斯和拜尔在将两个水仙基因和一个细菌基因整合到大米基因组里后终于成功获得了黄金水稻。这个激动人心的时刻发生在弗莱堡的一个深夜,拜尔回忆,他像往常一样用高效液相色谱仪分析产自波特利库斯实验室种子的分子成分。这次,显示器上出现了一个过去没有的波峰—类胡萝卜素的信号!当拜尔回头仔细看这批种子,他注意到一个自己忽视的现象:谷粒呈现出微微的黄色色泽。
绿色和平组织和黄金水稻的战争
泰国商人为波特利库斯的大米建议了一个好听的名字,黄金水稻。但是波特利库斯知道,黄金水稻不会像它的名字那样容易被人接受。瑞士是欧洲反基因技术努力量最强大的国家之一,整个80年代波特利库斯都在面对来自愤怒学生的对抗。为了保护他的作物,ETH花费几百万美元建立可以抵御手榴弹的温室。
不过,黄金水稻的诞生的确让绿色和平组织陷入了不曾遇到过的困境。不像防虫的转基因作物,黄金水稻是第一种被设计用来帮助发展中国家的贫困人群的作物,它也许能够挽救生命。是否应该反对黄金水稻,一度让协调绿色和平组织运动的黑尔林感到困惑,他为此请教了WHO专家关于维生素A的知识,并最终决定亲自去位于苏黎世的波特利库斯实验室看看。
谈了一整天,波特利库斯很希望能说服这位同胞,但他们还是谈崩了。
尽管绿色和平组织保证不去破坏波特利库斯的田间试验,但他们还是发起了反对黄金水稻的强有力的运动。他们认为黄金水稻被设计出来,是以可疑的公众为借口,来达到开放其他转基因作物大门的目的。他们指出,按照一颗黄金水稻里含原维生素A 1.6微克算,一个两岁的小孩每天必须吃掉3公斤黄金水稻才能达到推荐的每日维生素摄取量,一个哺乳期的妈妈则超过6公斤。波特利库斯则指出这些人的无知,只要能达到推荐摄取量的一半就已经能防止营养不良,而且指望小孩所有的维生素A从大米中摄取完全不现实。
绿色和平组织又指出,人体肠道对β胡萝卜素的吸收和转化为维生素A的效率很差,12个分子的β胡萝卜素只能转化出1个维生素A分子。虽然最新的一个研究表明,经过测试以黄金水稻为食的自愿者体内的转化速度,大概每3-4个β胡萝卜素分子就能转化出1个维生素A分子,该研究的科学家拉塞尔认为这是一个相当不错的效果。但是黑尔林指出该研究的计算是建立在理想数据的基础上。
对于绿色和平组织的吹毛求疵,波特利库斯嗤之以鼻。他说,绿色和平组织不如去指责1900年的莱特兄弟没有造出穿越大西洋的飞机。
商业化也难改黄金水稻命运
世界500强之一,英国制药巨头阿斯利康公司开始介入这场争斗。他通过资助拜尔实验室的方式获得了对黄金水稻技术的使用权。后来瑞士Syngenta种子公司通过合并阿斯利康公司的农业综合企业部门,控制了黄金水稻技术,并试图提高大米内的类胡萝卜素含量来实现商业化。
Syngenta公司科学家创造了一个新版本的黄金水稻,他们命名为GR2,与之前的GR1区别开来。GR2将黄金水稻里β胡萝卜素含量提高了23倍。即使按照绿色和平组织所说的12:1的转化率,每粒米含有72微克的β胡罗素也足以满足一个孩子。
但这些结果不会打消外界的怀疑,就像一位WHO专家所说,在实际生活中效果如何还需要检验。Syngenta公司已经停止了对黄金水稻的研究,目前主要在菲律宾、印度和越南这些国家开展作物的应用研究,将黄金水稻与当地受欢迎的稻种一代代回交。
田间试验需要很长时才能获得同意,而局限在温室里的科学家,在大量种植用于研究的作物时很困难,这些限制导致“年复一年的拖延”,波特利库斯抱怨。
即使田间试验成功,黄金水稻能否在这些国家获得批准还很难说。而且,来自黄金水稻的争议让其他作物的营养价值也获得了重视,每年1400万美元的预算投入到了12个作物中的传统育种研究中,目的就是为了提高维生素A、铁和锌的含量,这些研究还得到了绿色和平组织的青睐。
转基因纠结愈演愈烈
与中国有计划、有调控地实现转基因作物生产相比,国外不同组织对于转基因技术的争论日趋尖锐。就在中国2009年8月宣布给抗虫水稻“华恢1号”和“Bt汕优63”的颁发安全生产证书之前,国外对于转基因技术安全的争论,从反转基因作物组织与科学家、企业之间矛盾,甚至转移到科学家内部的争论上来。
2007年11月在《美国科学院院刊》(PNAS)上年轻的科学家Rosi-Marshall发表了一个研究结果,通过观察在河流里以玉米残渣为食的石蛾幼虫生长情况,她发现每当河流旁的玉米是防虫转基因玉米时,石蛾的发育就比正常的要慢,而且以转基因玉米花粉为食的石蛾死亡率是正常的两倍以上,因此转基因玉米“在农业区域可能会对河流生物产生不良影响”。这一结论立刻在科学界和非政府组织间激起了轩然大波。
一方面,反对转基因作物的组织拿作为武器。一家伦敦的非盈利组织对文章进行了摘要,“要求停止在河流附近种植玉米⋯⋯这与(Rosi-Marshall)提供的证据是一致的”,这一结果也立刻被绿色和平组织引用作为转基因危害环境的证据。
另一方面,科学家对这篇文章的反应极为激烈。不到两个星期,对于试验和结论极度不满的科学家开始给作者、PNAS编辑以及美国国家科学基金写信,到了月底对于这篇文章的抱怨已经席卷了整个研究领域。“这是一个愚蠢的实验”,斯坦福大学胡佛研究所的米勒说。
令科学家不满的是,她这一充满了问题的论文对国家政策产生了巨大影响,文章发表后法国政府宣布禁止种玉米。很明显,该文章加剧恶化了处于困境中的转基因技术研究。“我十分肯定,它对于政策制定者造成的影响将比之前任何一次都严重。”乔治亚大学的农作物遗传学家说。
“在过去的30年里,农业生物技术一直被如此可怕而毫无科学根据地控制着,被如此过分的压制和阻碍,以至于煽动这些毫无必要的伪争论,伤害了每个人、每件事。”米勒认为。瑞典伯尔尼大学的植物学教授Ammann则以黄金水稻为例,尽管每年因为维生素A缺乏导致超过25万儿童失明,但是太多限制一再延缓转基因大米的研究和发展。
中国给转基因水稻发证后,在民间也引起了巨大讨论,如何让转基因水稻不再走在黄金水稻的老路上,如何合理使用转基因技术,如何让民众认识转基因技术,将是一个比转基因技术本身更大的难题。