顾秀林：基因工程的理论基础已经崩溃

【按：此文原发以“道理讲得清，利益讲不清”为题，这次重发，换了这个题目，是想引起更多重视，也为我下一步做大众科普做铺垫。在微博上玩了一小段时间，深感大众科普是我们自己义不容辞的责任。2011 12 8】

    生物基因工程[1]有三大用途，分别为基因治疗、农作物育种和基因武器。

截止目前，转基因产品作为人类食品和动物饲料商业化销售的历史已有15年。中国是把转基因产品直接用于人类消费的第一大国。中国消纳了全球第一大转基因农作物——抗除草剂转基因大豆全部产量的半数。中国全部人类食用植物油的80%来自转基因的大豆和油菜籽；饲喂动物的豆粕、棉籽饼全部是转基因产品，甚至相当部分玉米也是非法的转基因产品。除此以外，中国还是全世界唯一计划实行主要粮食品种（水稻玉米）转基因化的国家。2009年12月4日，有一家国际机构（ISAAA）的总裁，詹姆士.克莱夫，把中国转基因技术的应用模式比喻为“三驾马车”：植物纤维（棉花）、主粮（水稻小麦）和饲料作物（玉米），全部采用转基因技术。[2]

这“三驾马车”模式的真正含义是：不久以后，中国农业将实现全面转基因化，并且会从此永远都转基因化。这是一条单行线、不归路。

生物技术在农业方面的应用被大力推动，的确可以说是“来势汹汹”，卷入其中的利益集团的数量和涉及的受众之广，超过了以往的任何一种应用技术。不幸的是，所谓的农业生物技术——农业基因工程技术，或称转基因农作物育种技术，是一条彻头彻尾错误的技术路线，它蔑视生态平衡这个最高原则，它无视自然界的生殖屏障这个安全底线，它把陈旧过时、已被证明为谬误的生物学理论作为依据。半个世纪前出现的分子生物学、分子遗传学，概括起来是基于一种假说：一个基因唯一地决定一种性状（或一种蛋白质）。在这个基础上，“基因工程”派狂人的设想是：只要找到一个“好的”基因、把它插入一种目标生物，就能创造出一个新的物种、解决一个科学上的难题、满足一种人类需求。

然而，当年曾经的理论前沿，在今日已被证明为谬误。生命科学30年来的进展，已经在实质上彻底颠覆了当年分子生物学的核心部分——遗传基因决定论。但是，以错误的理论体系为基础开发出来的所谓农业“生物技术”，仍然在大规模地推广应用，主要是因为，利益集团自始至终处于主导地位；利益、政治、科学、技术纠缠在一起。由此错误的趋势得不到遏制。

基因工程技术的基础理论错误，在中国持续了两年的激辩中越来越清晰，转基因农业技术应用后伤害人类、伤害动物和毁坏生态的事件，不再是罕见事件、也不再是秘密。按照科学合理的逻辑，遵从人类古老的智慧——“预防性原则”，在前景不明了、风险无法把握的形势面前，转基因技术的商业化应用应当马上停止。但是事情决不会这么简单。尽管我国中央决策层已经叫停了转基因水稻的商业化计划（2011-9），在利益集团更加强力的推动下，中国农业全面转基因化的可怕前景不但没有改变，反而在利益集团更加疯狂的推动下渐行渐近。

道理讲得清，利益讲不清。在农业技术的路线问题上，我国数届政府在十年以上的时期内，犯了一个致命的战略性错误：走农业技术高科技化道路——化学化、转基因化。怎样确认错误、退出错误路线，是我们无法回避的重大决策问题。

              基因工程的理论基础已经崩溃[3]

支撑今日生物工程或者转基因技术产业的基础，是半个世纪前的分子生物学理论，代表性理论是1958年由弗朗西斯.克里克首先提出的“中心法则”，其核心为，（1）生物信息在生命体内单方向流动，从DNA—>RNA—>蛋白质；但是上世纪七十年代初就发现了逆转录酶，表明还有自RNA逆转录形成DNA的过程，中心法则被证伪；（2）一个基因决定一种蛋白质，或者一种性状。最近30年来，生命科学的发展已经证明：（1）生命体内生物信息的流动不是单方向的；（2）只有在极少数情况下，一个基因决定一种蛋白质，在绝大多数情况下，一个基因参与多种蛋白质的合成；一个蛋白质的合成也是需要多个基因参与。

在“生物工程”技术大发展的30年里，生命科学领域中也有日新月异的发现。仅下面谈及的几项重大发现；就已经全面颠覆了30年前的生命科学的前沿理论。 

（1） 可变剪接 （Alternative Splicing）

转基因技术刚开始时[4]，生物学家以为，真核生物 (如植物、动物、和人) 的基因编码规律，与原核生物(如细菌) 是一样的，即：一个基因只编码一个特定的蛋白质。但是，“可变剪接”原理表明：在真核生物中，一个基因可以编码多个不同的蛋白质。[5]但是，一直到2000年以后，对于“可变剪接”现象在真核生物中的广泛性和普遍性才被充分确认；而此时转基因农产品如抗除草剂的转基因大豆新品种早已“育成”，其大规模商业化生产和出口的一切准备都已就绪，在随后极短的几年时间内，就形成了史无前例的生产能力和出口规模。 

（2） 内含子 （Intron）不一定无功能

一个基因中包含内含子（Intron）和外显子（exon）。假设有一个“基因”的完整信息为： “inXXXXforXXmaXXXXXtion”，那么其中能够编码蛋白质的序列为“information”，嵌在编码蛋白质信息的基因段之间的、非编码部分，“XXXX”或“XX”，是“内含子”，编码蛋白质部分的基因（in–for–ma－tion）叫做“外显子”。需要我们注意的是：基因组序列中90%以上的序列都是不编码基因“内含子”。

  转基因专家曾经认为，内含子是基因的无用段、是“垃圾基因”。现在已没有人再这样看了，因为部分内含子有重要功能[6]。但是，时至今日大部分“内含子”的功能尚不清楚，即它们在生物的生长和发育中是否有作用、怎样发生作用，现在仍然不知道。在“转基因”的过程中忽略了内含子的作用，或者在不同程度上对内含子造成干扰、破坏，会引起什么后果呢？谁也不知道。 

（3） 基因“有”次序 （Gene Order）

1985年之前，分子生物学家认为：基因是互为独立的一系列微单元。而更新了的基因学理论认为：基因次序并非随机的。[7]对于“基因次序”内在联系的破坏，将是有后果的。“增加”一个基因，或“减掉”一个基因，或对某一个基因动手术，所引起的改变并不仅仅在于这一个基因本身。而现有的、功能非常有限的检测手段，仅仅是检测被“增加”进去的那一个基因本身，其他问题根本无法触及。 

（4） 横向（水平）转基因 （Horizontal Gene Transfer）

在上世纪70年代和80年代，研究者普遍认为，通过“横向转基因”导致外源基因进入哺乳动物的消化道这种事情不会发生。这一理解对当初评估转基因食物的“安全性”起了根本性的作用。[8]而后来，当科学家开发了更为精密的检测技术后才发现，有一个显著比例的DNA并没有被消化系统摧毁。转基因技术所采用的外源基因材料，甚至可能透过胎盘进入胚胎[9]、转移进入成人的性细胞，由此影响到遗传。

  横向转基因是生物工程技术的目标和结果。生物工程技术可以去除内含子，使横向转基因这个目标得以实现。[10]    正常植物基因中都有内含子（见上第2条），含有较长内含子的食物植物基因就不容易转移入肠道细菌中；即便偶然进入了，由于细菌没有一种除去除内含子段的功能，因而这个偶然进入的基因就不会被表达。然而，转基因作物大部分外源插入基因的编码段中是没有内含子的，有时为了使导入的外源基因在转基因植物或动物中高效表达，不仅要在编码区前使用强启动子，还要在编码区中加入内含子，这时内含子呈现这样的状态：informationXXXXX——这会使转入细菌的外源基因更容易被表达。于是，“横向转基因”便成了一个全新的问题，它的直接后果，就是无法预知的安全风险。

（5） 蛋白质错误折叠 （Protein Misfolding）

根据陈旧的遗传学理论，一旦氨基酸顺序确定了，蛋白质便总是会按正确的方式折叠。转基因作物的研发便是基于这样的原理。而更新了的遗传学理论指出：蛋白质折叠需要有蛋白伴侣（chaperone）来协助进行。千百万年以来，每一种植物的蛋白伴侣与它所折叠的特定的蛋白质一起，经历了漫长的进化而相互适应。当一种外源细菌基因被插入植物时，这一植物的蛋白伴侣就会遭遇完全陌生的异类蛋白，它们间将如何互动，是无法预料的。假如这种尴尬的遭遇使得蛋白质折叠发生错误，后果将是错综复杂的。疯牛病就与“蛋白质错误折叠”有关。 

（6） 基因微阵列芯片测试 （Micro-array gene chip study）

基因微阵列芯片是一种相对新的技术，目前还没有被广泛应用。这项新技术应用于转基因作物的检测时发现，仅仅一个外源基因的插入，就可能导致5%受体基因改变它们本身的基因表达。[11]这种改变的结果，可以是农作物原有营养成分的丢失，也可以是意外毒素表达程度升高。[12]所以，转基因作物的风险并不仅仅来自于所转的那个外源基因，问题比那一个基因更多，更大。

另外，新近发现的“第二套遗传密码”(即RNA系统，DNA-基因被称为第一套遗传密码)，更揭示了基因间相互联系的高度复杂性。

而30年前生物工程技术——转基因技术发端之时，生物科学界对以上所有的问题都一无所知，一无所知啊！

危险万分的转基因农业技术，就这样在利益集团和政客的勾结之下，像洪水泥石流一样涌向市场。今天全球转基因农业技术产品的第一目的地，是我们中国——不论那玩意是在中国种的，还是在美国巴西阿根廷种的。今天中国笑纳了全球转基因大豆产量的50%。

有很多糊涂的消费者，真以为“批准的就是安全的”，殊不知那个批准程序，不论在美国还是在中国，都是迷雾重重。当一个本来很简单的事情被搞得太复杂的时候，我们自己必须采取行动，把背后的那些事情搞清楚。这是我们自己的责任。

向公众做宣传，也是我们义不容辞的责任。请读者继续关注。