本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
上个月我稍微暂停了博客写作,但发生了很多好事。我有一篇手稿被Cell(《细胞》)杂志接受发表,我通过了资格考试(这意味着我可以开始写我的毕业论文了,也意味着我今年应该可以毕业),而且我的未婚妻和我最终确定了我们的婚礼日期(今年11月!)。
但我也收到了一位农民的电子邮件,她对转基因生物和过敏的问题感兴趣。她联系我是因为我在客座博客上发表的去年的文章,而且因为我花了一些时间通过电子邮件与她交流,我认为她的问题和我的回复将是重温这个话题的好方法(也让我重新养成写博客的习惯)。她的问题(经许可引用)是在与一位反对在食品中使用基因工程(GE)技术的人讨论时产生的,这个人
...坚持要将“Bt”与转基因食品和过敏性问题分开,因为“过敏反应可能与其他转基因技术不同。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
然后她说(我隐去了部分信息以保持她的匿名性)
这对我来说意义不大,所以我的回应是,如果我们要将Bt转基因食品分开,那么我们也需要关注所有喷洒Bt的食品的过敏性,因为蛋白质本质上是相同的。基因工程“技术”并没有在结构上改变Bt蛋白,也没有使其成为“新型”蛋白,因此无论它是喷洒在作物上还是插入到作物中,我们都不会看到不同的反应。这种说法是否合理?我使用Bt来控制[特定害虫]。[作物]既不是有机的也不是生物技术的,我只是使用我能支配的最好的杀虫剂来控制易感害虫。虽然Bt“菌株”可能不同,但蛋白质结构不是相同的吗?或者用于基因工程的Bt与我用作杀虫剂的Bt“不同”吗?
在我回复之前,先介绍一点背景知识
- 喂食给小玉米螟幼虫的花生植株。底部植株经过基因工程改造,表达Bt Cry蛋白。来源:维基共享资源
“Bt”指的是细菌苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis),这是一种栖息于土壤中的细菌,可以产生多种晶体状蛋白质,这些蛋白质对特定种类的昆虫有毒。这些细菌的杀虫特性已经为人所知100多年了,喷洒Bt孢子培养物一直是(并且仍然是)控制昆虫害虫的有效策略。它也非常安全——即使在极高剂量下,Bt Cry蛋白对哺乳动物也无毒,Bt也被用于有机农业。
但正如我在我之前的文章中解释的那样,由于这些Cry毒素是蛋白质,我们可以将Cry基因插入植物中,使其在叶片中产生蛋白质,无需喷洒。因此,对于来信者的提问:关于过敏性,喷洒产生毒素的细菌和工程改造植物自身产生毒素之间有什么区别吗?这个特殊的例子与其他转基因技术有什么不同吗?
在接下来的一个月里,我将撰写一系列关于过敏免疫学的文章,但现在,这是我写的回应(经过轻微编辑)
首先,您应该将Bt与其他转基因生物分开,因为“过敏反应可能与其他转基因技术不同”的观点是毫无意义的,因为过敏反应几乎肯定会与其他转基因品种不同。但是,草甘膦抗性也会与其他转基因品种不同,黄金大米的修饰也会不同。每一种基因产物都具有不同的致敏潜力,这对于目前市场上的产品和未来将要推出的产品都是如此。当然应该对它们进行评估和监测,但是没有理由先验地将一种新的转基因品种与以前从未在美国货架上出现过的新水果区别对待(例如,当藜麦开始流行时,没有人对过敏性感到恐慌),而且肯定没有理由认为经典标记为“GE”的技术与不属于转基因生物反对者雷达范围内的诱变育种等技术有任何不同。
也就是说,我认为与电子邮件发送者讨论这个问题的人可能指的是一些论文,这些论文表明Bt可能是一种佐剂(即,一种刺激先天免疫系统的物质)。博客评论区中的某个人在某个时候将它们链接给了我。我阅读了它们,并没有发现它们特别有说服力——刺激先天免疫系统正是我攻读博士学位的方向,而这些论文缺少很多关键细节。除此之外,它们显示出佐剂活性是在直接注射到小鼠体腔时,而不是摄入时,这与食品问题不太相关。
但这引出了她的另一个观点——您喷洒在作物上的Bt与工程改造到植物中的Bt有区别吗?是的,存在差异,但可能不是重要的差异。首先,有很多不同的Bt菌株,它们产生的Cry蛋白具有不同的特异性。它们杀死不同类型的昆虫,有些甚至杀死线虫而不是昆虫。不同类型的转基因植物中使用的Bt菌株可能与她喷洒在作物上的品种不同。在蛋白质最终在植物中的位置方面也可能存在差异。例如,我看到一些研究表明,Bt玉米的表达模式表明,实际上在玉米籽粒中发现的非常少(设计启动子将蛋白质表达限制在植物的某些部位是相当容易的)。我没有看到补充研究表明喷洒的Bt最终会出现在哪里,但可能存在差异。坦率地说,这似乎可能是转基因的优势,因为它更容易控制,但我没有看到相关数据。无论如何,我不知道有任何针对任何Bt菌株的研究表明,即使在极高剂量下喂食给哺乳动物,也会产生任何负面影响。
为了回答我认为她真正想问的问题:假设您拥有相同菌株的Bt Cry蛋白,并且假设它们在食物中的剂量相同,那么是否有任何理由怀疑在植物细胞环境中传递的Cry蛋白会与在喷洒在植物上的细菌环境中给出的Cry蛋白不同。没有。事实上,细菌的存在似乎更具过敏性,因为免疫系统旨在识别细菌(尽管说实话,Bt可能没有任何方法可以在哺乳动物摄入后存活,而且任何未煮熟的食物上肯定都存在细菌,所以这一点有点站不住脚)。我认为转基因生物的反对者会说你可以洗掉细菌,所以剂量会更低,但在有人比较超市中用插入基因生长的玉米棒子与喷洒Bt的玉米棒子中发现的Bt水平之前,我不认为这种说法站得住脚。
最后,基因工程技术本身与其他类型的农业有区别吗?再次,可能存在,但可能没有。为了制造转基因,您必须插入其他遗传元件,以便在正确的位置获得感兴趣基因的正确插入和表达。我不认为有任何证据表明这些东西具有任何免疫原性潜力,事实上,许多这些技术在研究免疫系统的其他方面都非常成功,正是因为它们本身基本上是沉默的。总是值得做更多的研究,但我认为,坚持预防原则的人立场站不住脚,特别是考虑到基因工程可能实现的伟大成就。