作物育種中基因編輯的意義? 了解基因編輯技術(shù)的應(yīng)用與影響
植物基因的靶向修飾
植物基因的靶向修飾是基因編輯應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。首先可以通過(guò)修飾內(nèi)源基因來(lái)幫助設(shè)計(jì)所需的植物性狀。例如,可以通過(guò)基因編輯將重要的性狀基因添加到主要農(nóng)作物的特定位點(diǎn),通過(guò)物理連接確保它們?cè)谟N過(guò)程中的共分離,這又稱為“性狀堆積”。其次,可以產(chǎn)生耐除草劑作物。比如,使用ZFN輔助的基因打靶,將兩種除草劑抗性基因(煙草乙酰乳酸合成酶SuRA和SuRB)引入作物。再次,可以用來(lái)防治各種病害如香蕉的條紋病毒。
此外,基因編輯技術(shù)還被應(yīng)用于改良農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,比如改良豆油品質(zhì)和增加馬鈴薯的儲(chǔ)存潛力。
克隆技術(shù)對(duì)遺傳育可以復(fù)制或產(chǎn)生增倍效應(yīng)
基因編輯技術(shù)是一種新興的生物技術(shù),它可以準(zhǔn)確地修改生物體的基因組,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體性狀的精準(zhǔn)調(diào)控?;蚓庉嫾夹g(shù)的利與弊如下:
利:
1. 治療遺傳性疾病:基因編輯技術(shù)可以通過(guò)修改人類基因組來(lái)治療遺傳性疾病,如囊性纖維化、血友病、先天性免疫缺陷等。
2. 增強(qiáng)農(nóng)作物產(chǎn)量:通過(guò)基因編輯技術(shù),可以改良農(nóng)作物的基因組,增強(qiáng)其抗病性、耐旱性、耐寒性等,從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量。
3. 生產(chǎn)新型藥物:基因編輯技術(shù)可以用于生產(chǎn)新型藥物,如利用基因編輯技術(shù)生產(chǎn)出能夠治療癌癥的CAR-T細(xì)胞療法。
4. 保護(hù)生態(tài)環(huán)境:基因編輯技術(shù)可以用于改良生物體的性狀,提高其適應(yīng)環(huán)境的能力,從而保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
弊:
1. 道德爭(zhēng)議:基因編輯技術(shù)的使用涉及到倫理和道德問題,如是否應(yīng)該對(duì)人類基因進(jìn)行修改來(lái)改變其性狀。
2. 意外風(fēng)險(xiǎn):基因編輯技術(shù)可能會(huì)產(chǎn)生意外的風(fēng)險(xiǎn),如可能導(dǎo)致基因突變、免疫反應(yīng)等。
3. 社會(huì)問題:基因編輯技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致社會(huì)問題,如增加社會(huì)不平等、增加人口數(shù)量等。
4. 倫理問題:基因編輯技術(shù)涉及到人類基因的修改,可能會(huì)帶來(lái)倫理問題,如人類基因的私有化、基因歧視等。
基因編輯又稱基因組編輯或基因組工程,是一種新興的比較精確的能對(duì)生物體基因組特定目標(biāo)基因進(jìn)行修飾的一種基因工程技術(shù)。
基因編輯技術(shù)指能夠讓人類對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行定點(diǎn)“編輯”,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定DNA片段的修飾。
基因編輯依賴于經(jīng)過(guò)基因工程改造的核酸酶,也稱“分子剪刀”,在基因組中特定位置產(chǎn)生位點(diǎn)特異性雙鏈斷裂(DSB),誘導(dǎo)生物體通過(guò)非同源末端連接(NHEJ)或同源重組(HR)來(lái)修復(fù)DSB,因?yàn)檫@個(gè)修復(fù)過(guò)程容易出錯(cuò),從而導(dǎo)致靶向突變。
華南理工大學(xué),最早在三十前就建立了基因工程學(xué)
1、第一代基因編輯技術(shù):鋅指核酸酶技術(shù)( ZFNs)
2、第二代基因編輯技術(shù):轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶技術(shù)(TALEN)
3、第三代基因編輯技術(shù):成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列術(shù)(CRISPR)
基因編輯技術(shù)作為現(xiàn)如今較為尖端的醫(yī)療活動(dòng),主要有以下幾個(gè)特征:
1、公益性
基因編輯技術(shù)是生命科學(xué)領(lǐng)域一項(xiàng)非常重大的發(fā)現(xiàn),有著廣泛的運(yùn)用前景,例如基因治療遺傳疾病、感染性疾病和動(dòng)植物基因改良等領(lǐng)域。目前來(lái)看,沒有基因編輯技術(shù)的出現(xiàn),醫(yī)學(xué)的發(fā)展還僅僅停留在藥物治療和外科治療等領(lǐng)域,基因編輯技術(shù)從基因的角度出發(fā),有利于疾病預(yù)防和控制?;蚓庉嫾夹g(shù)從上世紀(jì)出現(xiàn)就飽受爭(zhēng)議,但正是因?yàn)樗墓嫘圆艜?huì)依然被社會(huì)所接受的原因。
2、高風(fēng)險(xiǎn)性
基因編輯是一項(xiàng)新興技術(shù),存在著人為不可知和不可控。因?yàn)榛蚓庉嫼蟮幕蛴兄摪械娘L(fēng)險(xiǎn),脫靶效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致基因組中其他序列突變、癌變基因被激活等嚴(yán)重后果,脫靶后目前技術(shù)無(wú)法修復(fù),這也就是為什么基因編輯技術(shù)用于生殖細(xì)胞未被許可的原因。最嚴(yán)重的潛在的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)包括,基因編輯或許會(huì)造成永久性的階級(jí)分化,基因編輯技術(shù)可能被“希特勒式”的野心家用于大范圍地定向改造人類。
3、任意性
目前最新的基因編輯技術(shù)門檻較低,操作較為簡(jiǎn)單,分為基礎(chǔ)研究、體細(xì)胞基因編輯和胚胎細(xì)胞基因編輯等。近些年技術(shù)飛速發(fā)展的背景下,資本的大量涌入使得這個(gè)行業(yè)充滿更多的可能性,科學(xué)研究資本化會(huì)有很多弊端?;蚓庉嬛黧w的價(jià)值觀會(huì)對(duì)技術(shù)產(chǎn)生巨大影響,由于基因編輯技術(shù)具有科研性和醫(yī)療性,如果出現(xiàn)非法基因編輯行為,那么這種行為在罪與非罪的認(rèn)定時(shí)就有很大的彈性,有時(shí)候難以做到罪責(zé)刑相適應(yīng)。
基因編輯技術(shù)最受關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)屬基因治療和藥物研發(fā)。
基因編輯技術(shù)問世后,其應(yīng)用領(lǐng)域就迅速擴(kuò)大,包括開辟了分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究的新范疇,助推微生物、植物和動(dòng)物的精準(zhǔn)基因改造,以及基因治療重大遺傳性疾病。
該技術(shù)的出現(xiàn),讓我們可以隨心所欲地對(duì)物種的基因組進(jìn)行編輯,從而可以探究基因的功能,大大加速了我們研究基因功能的進(jìn)程。
對(duì)后代有影響的
這個(gè)先父遺傳基因的說(shuō)法,還處在科學(xué)論證階段,缺乏一定的科學(xué)依據(jù),但是也有一定道理,作為女孩子一定要珍惜自己的第一次,不要輕易的付出,最好走進(jìn)婚姻以后,不然是會(huì)影響到整個(gè)家庭幸福的。
目前的研究表明,轉(zhuǎn)基因可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響。原因是轉(zhuǎn)基因作物通常被設(shè)計(jì)成抗菌、殺蟲等,這可能會(huì)影響到人體的腸道菌群;轉(zhuǎn)基因食品可能含有抗生素抗性基因,這可能增加了藥物耐受性菌的數(shù)量;轉(zhuǎn)基因食品還可能存在過(guò)度攝入外源DNA等不確定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。此外,考慮到顯性和隱性變異的可能性以及潛在影響的復(fù)雜性,批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法需要更加嚴(yán)格和全面。因此,我們需要更多的研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以了解轉(zhuǎn)基因?qū)θ梭w的確切影響。