轉基因食品,指的是利用轉基因生物技術獲得的轉基因生物品系,并以該轉基因生物為直接食品或為原料加工生產的食品稱為轉基因食品。曾經很長一段時間一直是人們關注和爭論的對象。
甚至有網友提出了:如何保證轉基因作物的“新基因片段”的啟動、轉錄、表達以及在宿主新的“環境”下與其他基因、蛋白等交互作用不會產生非預期的物質和變化?畢竟這些物質可能根本無法運用現有手段檢測,又如何判斷對人體是否有潛在危害?如果僅對預設的目標物質成份進行檢測又如何保證轉基因新物種一定安全呢?今天就來和大家聊聊這個問題。
01,關于網友問題的答案
**首先,答案是impossible!**至少,在我們目前可以了解的技術范圍和可以預期的未來里,我們無法解決這個問題。(說明:大部分內容,把轉基因三個字去掉或者換成其他的,如輻射,誘導等,都成立)
我們從以下角度來解讀:
第一部分,我們的食品攝入的不確定性;
第二部分:我們的現有技術手段.
02,我們食品攝入的不確定性
**以植物轉基因為例,**從轉基因到進入我們體內,大體上有以下三步,如圖:
以上每一個過程,都充滿了大量的不確定性,事實上,這個不確定性,從生物學角度,所有我們吃的喝的,甚至是呼吸的,活動的,都會影響整個過程的不確定性,因為,太復雜了,而我們現在還處在生物學起步階段。
下面我們一一來分析。
03,轉基因本身的不確定性
轉基因本身的不確定性,我從三個方面來說:
**一、基因來源問題。**目前轉基因來源都是非宿主本身,來自于其他物種,諸如病毒、細菌或真菌等的基因。這是轉基因和雜交育種及誘變育種最大的區別,包括我們目前了解的cas9技術,事實上都屬于后者,即編輯已有基因和導入外源基因的差別。這個差別,需要較長的周期來確認。
二、基因插入位置的問題(這絕對是最新的問題,也是我們傳統轉基因從業者從未意識到的,因為這些進展是這兩年才出現的)。如下圖所示,傳統意義上,我們認為動植物的基因組組成如下
大部分為垃圾區域(90%以上),很長,而我們有效的部分,也就是基因,只是極少的一部分。所以,我們把我們的轉基因擦入到圖示的垃圾區域,這樣就安全了。所有的轉基因,不管通過什么方法,都是插入到了如圖的垃圾區域。
然而,這個觀點同樣被顛覆了,我們認為的垃圾區域,竟然是有意義的,最出名的一個內容就是典型作用就是翻譯成為lncRNA(長鏈非編碼RNA),這些在劑量補償效應(Dosage compensationeffect)、表觀遺傳調控、細胞周期調控和細胞分化調控等眾多生命活動中發揮重要作用,成為遺傳學研究熱點
那么問題來了:既然我們認為插入的垃圾位置突然有了作用,那我們之前的轉基因是否還安全的躺在了宿主基因組上呢?
三、轉基因對宿主代謝網絡的影響。
目前看到的所有轉基因產品,都是基于傳統的方法檢測,比如宿主的常見性狀(如育性,毒性,環境影響如異交率等),然而,對整個生命體的其他基因表達影響,沒有研究過(技術原因),現在RNA-seq這么物美價廉,有人開始做這方面,基本上,一個轉基因,至少會帶來上百個基因表達的改變。
這個圖是轉基因前后基因表達的變化,總共~12,000 基因Gao L, Tu Z J, Millett B P, et al. Insights into organ-specific pathogen defense responses in plants: RNA-seq analysis of potato tuber-Phytophthora infestans interactions[J]. BMC genomics, 2013, 14(1): 340.
這個圖示巴西商業銷售的轉基因玉米和非轉基因玉米 面粉的 蛋白表達差異(只是玉米粉,不包括其他的 圖上的有區別的蛋白按照分類區分,比例如下:疾病防御相關40%、未知13%、蛋白合成10%、細胞結構7%、細胞生長分化7%、新陳代謝7%、蛋白錨定和儲存3%、信號轉導3%等Comparative study of transgenic and non-transgenic maize (Zea mays) flours commercialized in Brazil, focussing on proteomic analyses)
說明:第三點不僅存在于轉基因中,雜交育種、誘變育種等所有育種都存在這樣的內容,只不過,大家盯著轉基因而已。只要做個這比較,幾乎所有的都會存在熱圖。我們不關注,但不等于不存在!
04,轉基因食品加工
植物的處理過程,完全會影響到后續的效果
一、植物的生長環境
主要包括日照、溫度以及土壤、肥料和農藥的影響,還有水的影響,都會影響到植物的果實。很多因素,包括重金屬污染,植物的生長環境影響(典型的是秈稻在不同區域生長產量差異極大,糯性也受影響)
二、植物的果實采摘
主要包括采摘時間及相應的儲存方式的影響。
三、食品加工方法
這一點是非常關鍵的
各種加工方法,事實上對食品的影響非常大
比如我們的食品加工方法:燉、燜、煨、蒸、煮、熬、炒、鹵、炸、燒,每一種處理后,其獲得的產品都是有影響和差別的,特別提出的是腌制類食品,由于高鹽等原因,容易對心血管有影響,甚至致癌。
05,人體對食品的處理
不同人,對食品的處理結果也不一樣
一、人食用差異
包括喜歡的口味、生熟的水平等,還有人吃隔夜食品
二、人體差異
不同人對不同食品攝入的影響,特別典型的是牛奶攝入以及酒精攝入的問題,不同人體質差異太大。
06,我們目前擁有的技術
**食品化學技術。**我不是專業人士,常見的分析,包括毒性、營養成分含量分析,這些基本上已經形成了國家標準
生物學角度:
基因組學:在植物食品方面,個人認為影響不大,一般是用于植物分子生物學分析,在食品方面個人覺得應用不大
轉錄組學:這一套技術是應用最多最廣的,包括那張熱圖,主要是通過對RNA的捕獲來獲取植物體內所有基因的表達,這樣就可以尋找到差異表達基因
蛋白組學:其實,原則上,我們最直接攝入的是蛋白,因此,如果能夠詳細的鑒定出蛋白的表達情況,自然是最好不過了。然而,囿于技術問題,我們目前的蛋白組學還不盡人意。因為蛋白組學最大的問題一是蛋白質分離問題(蛋白種類太多而且彼此結合以及活性結構),二是蛋白鑒定問題(測序難)
綜上,以我們目前掌握的技術和能力,我們無法給出一個確切的答案,甚至,你這一會兒和下一會兒,你喝了口水和沒喝水,都很難區分,如果從這么多指標去分析,那簡直是個天文數字,至少一臺天河計算機都不夠用。
所以,就不要愁了,該咋樣就咋樣。