转基因生物

转基因生物体(GMO),生物的基因组被设计在实验室为了支持所需的生理特征的表达或生成所需的生物制品。在传统牲畜生产、种植业、甚至宠物饲养,它一直练习品种选择个体为了后代的性状。在遗传修改,然而,重组基因技术是用来生产生物的基因组已经改变了在分子水平上,通常的包容基因物种的生物特征代码不会获得很容易通过常规选育。

转基因生物(GMOs)就是用科学的方法,包括DNA重组技术和生殖克隆。在生殖克隆核个人从细胞中提取是克隆插入到无核的吗细胞质一个主机蛋(一个无核的蛋是一个卵细胞,都有其自己的核删除)。过程结果的一代后代基因完全相同的个人捐赠。意味着产生的第一个动物克隆技术的成年供体细胞(而不是捐赠的胚胎)是一个羊叫多莉,1996年出生。此后许多其他动物,包括猪,马,狗已经产生的生殖克隆技术。DNA重组技术,另一方面,包括一个或多个个体基因的插入一个有机体的一个物种DNA(脱氧核糖核酸)的另一个地方。全基因组的替换,涉及的移植细菌基因组的“细胞”,或细胞质,另一种微生物,据报道,尽管这项技术仍局限于基本的科学应用。

转基因生物产生通过基因技术已经成为日常生活的一部分,通过农业、进入社会医学、研究和环境管理。然而,尽管转基因生物受益人类社会在很多方面,存在一些缺点;因此,转基因作物的生产仍然是一个极具争议的话题在世界的许多地方。

转基因(GM)食品在美国首次被批准用于人类消费,1994年和2014 - 15的约90%玉米,棉花,大豆种植在美国通用。到2014年底,转基因作物覆盖近180万平方公里(695000平方英里)土地在全世界20多个国家。大多数的转基因作物生长在美洲。

转基因作物可以大大增加单位面积作物产量,在某些情况下,减少化学物质的使用杀虫剂。例如,以前的应用杀虫剂拒绝在许多地区种植植物,如土豆和玉米,棉花,被赋予了一个基因的细菌苏云金杆菌,并产生一个叫做Bt毒素的天然杀虫剂。领域研究在印度的Bt棉花与non-Bt棉花证明增加30 - 80从转基因作物产量。这一增长归功于明显提高转基因植物的能力克服棉铃虫侵扰,否则是常见的。Bt棉花生产的研究在亚利桑那州,美国,demonstrated only small gains in yield—about 5 percent—with an estimated cost reduction of $25–$65 (USD) per acre owing to decreased农药应用程序。在中国,农民在1997年首次获得Bt棉花,转基因作物最初成功。Bt棉花的农民已经种植减少了农药使用50 - 80,他们的收入增加了36%。然而,到2004年,农民已经种植Bt棉花多年来发现的好处作物侵蚀作为次要害虫的种群,如mirids、增加。农民再次被迫喷雾广谱杀虫剂在整个生长季节,这样Bt种植者的平均收入低于8%的农民传统的棉花。同时,Bt阻力也进化领域主要棉花害虫的种群,包括棉铃虫(Helicoverpa armigera)和棉红铃虫(Pectinophora杀虫剂进行)。

其他转基因植物是抵抗特定化学工程除草剂,而不是抵抗天敌和害虫。耐除草剂作物(HRC)可用自1980年代中期;这些作物启用有效的化学防治杂草,因为只有HRC植物可以生存在字段处理相应的除草剂。许多人权组织抵抗草甘膦(综述),使自由的应用化学,这是非常有效的对杂草。这类作物对免耕农业尤其宝贵,这有助于防止水土流失。然而,由于人权组织鼓励增加应用程序的化学物质回馈于土壤,而不是减少应用程序,他们仍有争议对于环境的影响。此外,为了减少的风险选择抗除草剂杂草,农民必须使用多个不同杂草管理策略。

转基因作物的另一个例子是“黄金”大米,最初是面向亚洲和转基因生产β-近20倍-胡萝卜素以前的品种。金大米是由修改水稻基因组的基因水仙花水仙pseudonarcissus产生一个酶被称为phyotene合酶和细菌的基因欧文氏菌uredovora产生一种酶,叫做phyotene desaturase。这些基因的引入使β-胡萝卜素,这是转换维他命A在人类肝脏,积累的大米胚乳——可食用的部分大米plant-thereby增加可用的β-胡萝卜素在体内维生素A的合成。2004年同样的研究人员开发了原始的金大米工厂改进模型,生成金大米2显示,增加了23倍生产类胡萝卜素。

另一种形式的生成对水稻进行了转基因处理帮助战斗铁不足,影响近30%的世界人口。这种转基因作物被引入到水稻基因组工程常见的铁蛋白基因豆,菜豆产生一种蛋白质能够绑定铁,以及真菌的基因来自烟曲霉属真菌产生一种酶能够通过消化消化铁化合物,提高生物利用度的肌醇六磷酸铁的吸收(抑制剂)。加铁的转基因水稻是改造现有的水稻基因过表达,产生一个cysteine-rich metallothioneinlike (metal-binding)蛋白,提高铁的吸收。

各种各样的其他作物改良忍受极端天气在世界其他地区也在生产。

转基因作物已成为生物医学研究的一个支柱自1980年代。例如,转基因动物模型的人类遗传疾病使研究人员能够测试新的治疗方法和探索疾病的候选危险因素和修饰符的角色的结果。转基因微生物、植物和动物也彻底改变了复杂的生产药品通过支持一代更安全、更便宜疫苗和治疗。药品从重组肝炎B疫苗生产的通用贝克酵母对注射胰岛素通用汽车生产的(糖尿病)大肠杆菌细菌和VIII因子(用于血友病患者)和组织纤溶酶原激活物(tPA,心脏病或中风患者),这两个生产转基因哺乳动物细胞在实验室培养。此外,转基因作物生产“可食用疫苗”正在开发中。食用疫苗的抗原蛋白在植物的可消费的部分(如水果)和部分吃时吸收到血液中。一旦被身体吸收,蛋白质刺激免疫系统产生抗体的病原体抗原是派生的。这种疫苗可以提供一个安全、廉价和无痛的方式提供疫苗,尤其是在欠发达地区,制冷和无菌针头的有限的可用性问题的一些传统的疫苗。小说DNA疫苗可能有用的预防疾病的斗争中,证明了对传统的疫苗接种方法,包括艾滋病毒/艾滋病,肺结核,癌症。

基因改造的昆虫已经成为一个重要的研究领域,特别是在预防寄生虫病的斗争。例如,通用汽车蚊子已经开发出来,表达一种叫做SM1的蛋白质,哪块的疟疾寄生虫,疟原虫蚊子的肠道。这导致破坏寄生虫的生命周期,使蚊子对疟疾。引入这些转基因蚊子到野外可以帮助减少疟疾的传播。在另一个例子中,男性埃及伊蚊蚊子工程的方法称为昆虫不育技术传播他们的后代的基因导致后代成为性成熟前死亡。在巴西郊区大田试验,埃及伊蚊持续释放后的数量下降了95%无菌转基因雄性。

最后,人类通过基因改造基因治疗是成为疾病的治疗选择从罕见吗代谢紊乱癌症。耦合干细胞技术与DNA重组方法允许干细胞来自患者要修改在实验室引入所需的基因。举例来说,一个正常的β球蛋白基因可能引入的DNA骨髓派生从患者造血干细胞镰状细胞性贫血;引入这些通用细胞为病人可以治愈这种疾病不需要匹配的捐献者。

转基因生物的另一个应用程序的管理环境问题。例如,一些细菌可以生产生物可降解塑料和转移能力的微生物,可以很容易地生长在实验室可以使塑料工业的大规模“绿化”。捷利康在1990年代初,一家英国公司,开发了一种微生物生产生物可降解塑料称为是(polyhydroxyalkanoate或PHA)。塑料是由使用转基因细菌,Ralstonia eutropha,将葡萄糖和各种有机酸灵活聚合物。转基因生物具有编码的细菌代谢的能力石油和重金属可以提供高效的生物修复策略。

虽然转基因生物对社会提供了许多潜在的利益,与他们相关联的潜在风险引发了争议,尤其是在食品行业。许多怀疑论者警告,转基因作物可能会对人类健康构成危险。例如,基因操作可能的过敏性质改变作物。是否某些转基因作物,如金大米,兑现的承诺改善健康的好处还不清楚。释放转基因蚊子和其他转基因作物环境也表示担忧。知名风险与工程作物基因的潜在传播有关的原生植物和可能的进化insecticide-resistant“超级细菌”。

从1990年代末欧盟(欧盟)解决这些问题通过实施严格的转基因标签法。在2000年代早期,所有在欧盟转基因食品和转基因动物饲料都要求标签如果他们组成或包含转基因产品的比例大于0.9%。相比之下,在美国,含有转基因成分的食物不需要特殊的标签,虽然这个问题激烈争论在国家和国家的水平。许多反对转基因的产品他们的论点集中在未知的食品安全风险。然而,尽管一些消费者和健康组织的担忧,尤其是在欧洲,许多科学小组,包括美国食品和药物管理局认为,食用转基因食品是安全的,即使在转基因食品的案件非常远亲生物体的遗传物质。

严格规定转基因产品在欧盟农产品贸易紧张局势的根源。在1990年代末,欧盟宣布暂停进口和使用转基因作物。然而,禁令导致贸易纠纷与其他国家,特别是美国,转基因食品被接受了可是被认为是不合理的世界贸易组织。结果,欧盟实施监管改革,允许某些转基因作物的进口。然而,在欧洲,只有一个转基因作物,一种抗虫玉米(玉米),是培养。包括一些非洲国家在内的一些国家,也拒绝转基因产品。还有其他国家,如加拿大、中国、阿根廷和澳大利亚,对转基因食品的开放政策。

转基因生物的使用在医学和研究产生了争论,更哲学的性质。例如,尽管遗传研究人员相信他们正在治疗疾病和改善痛苦,许多人担心当前基因治疗方法可能有一天被应用于生产“设计师”的孩子或延长人类的自然寿命。类似于许多其他技术、基因治疗和基因改良的生产和应用可用于解决和解决复杂的科学,医学,和环境问题,但他们必须明智地使用。

茱莉亚·m·迪亚兹

朱迪斯·l·Fridovich-Keil

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奈杰尔·g·哈尔福德,转基因作物,第二版。(2012),给出了一个历史的基因技术在食品工业中,探讨当代转基因食品的安全性,评价转基因作物的未来。帕斯卡尔牌和菲利普Poindron《经济学(季刊)》。转基因生物和基因工程的研究和治疗(2012),提供了科学的背景遗传工程和转基因作物的开发利用研究和医学。

约翰E.J. Rasko,加布里埃尔·奥沙利文,雷切尔·a . Ankeny,可继承的基因改造的伦理:分界线?(2006),探讨了应用基因技术对人类医学和人类基因改造的伦理问题。与转基因生物知识产权相关问题的讨论查尔斯·劳森和拜里Charnley《经济学(季刊)》。知识产权和转基因生物:法的收敛性(2015)。

丽贝卡Grumetet al。(eds),转基因作物的环境安全(2010),探讨了环境问题与转基因生物的使用。艾伦McHughen,潘多拉的野餐篮:转基因食品的潜在和危险(2000),提供了一个怀疑转基因食品安全性的角度,关注政策有关转基因食品的生产和销售。风险转基因作物的使用和方法来减轻潜在环境影响得到解决乔治·t·Tzotzos,格雷厄姆·p·头,罗杰·赫尔,转基因植物:安全评估和管理风险(2009)。约翰·c·Avise,希望、炒作和基因工程的现实:非凡的故事从农业、工业、医学、和环境(2004),涵盖了范围广泛的主题,从农业到医学生物恐怖主义。

茱莉亚·m·迪亚兹

朱迪斯·l·Fridovich-Keil

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