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《使用生物信息学和文献检索评估雄性不育基因和恢复基因表达的重组蛋白对转基因芥菜(印度芥菜)潜在的食物过敏风险》

  • 来源专题：食物与营养
  • 编译者： liujy
  • 发布时间：2015-07-23

  • The potential allergenicity of Bar, Barnase, and Barstar recombinant proteins expressed in genetically engineered mustard for pollination control in plant breeding was evaluated for regulatory review. To evaluate the potential allergenicity of the Bar, Barnase and Barstar proteins amino acid sequence comparisons were made to those of known and putative allergens, and search for published evidence to the sources of the genes using the AllergenOnline.org database.

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相关报告

  • 《转基因植物新材料育种价值评估》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：zhangyi8606
    • 发布时间：2020-10-11
    • 作者：姜奇彦 胡正 孙现军 张辉 （中国农业科学院作物科学研究所） 引言 当前，以转基因育种为代表的生物育种技术发展迅猛，正在推动常规育种全面升级，引领育种产业发生重大变革。从研发进展来看，从基因克隆到新品种培育就像一个金字塔，众多实验室开展了基因克隆、功能分析及优异基因挖掘的研究工作，组成了转基因育种的重要基石。优异基因的遗传转化、转基因材料的创制和目标性状的功能效率评价，作为转基因育种的一个重要阶段承上启下。之后优异的转基因材料从实验室走向田间，完成小、中、大规模的中间试验、环境释放、生产性试验阶段，经受住严格的安全性评价，包括食品安全和环境安全，然后才可以申报安全证书。走到这一阶段的材料可以说是凤毛麟角了。但随着我国转基因研究成果的不断涌现，取得生物安全证书后的转基因植物是否可以作为种质资源利用，进入育种程序，它们的育种利用价值如何，还需要深入评估，才可以不断缩小克隆的基因与育种利用之间的差距，加速转基因作物新品种培育的育种进程。 顾名思义，育种价值评估就是对转基因材料进行育种利用价值进行评估，具体包括功能基因知识产权分析，育种利用价值评估，以及转基因新材料保存及育种价值评估信息管理等几个方面。 功能基因知识产权分析 转基因新材料育种价值评估和知识产权分析有什么关系呢？在世界各国加快培育生物产业、抢占生物经济发展先机的激烈竞争中，知识产权成为占领生物技术制高点，圈占世界生物遗传资源的有力工具。据不完全统计，主要发达国家和国际生物技术公司在农业生物技术领域部署的专利、品种权等知识产权数量估计在30万件以上。与跨国种业巨头相比，国内研究机构在知识产权拥有量，特别是核心功能基因的专利数量与质量上还存在较大差距，很容易陷入跨国公司的知识产权陷阱，从粮种源头丧失保障国家粮食安全的能力。面对发达国家远谋深虑的知识产权布阵设防，必须对我国重要性状基因的知识产权进行科学系统的分析，通过掌握这些重要功能基因在全球知识产权保护的范围、重点及趋势，设计出我国转基因农作物新品种培育、转基因育种成果产业化的合理发展路径，才能有效突破发达国家的专利封锁与围剿，培育出具有自主知识产权的功能基因和生物新品种，这样的转基因新材料才具有更高的自主创新性和更大的育种利用价值。 知识产权的分析包括很多方面，如转基因技术，克隆的基因，甚至包括转基因过程中用到的一些载体、菌株、启动子等。主要通过专利广泛检索获取原始数据，然后进行数据处理、分析和解读，进行知识产权分析，最终为我国的转基因事件提出规避专利纠纷的建议策略。如日本烟草公司（Japan Tobacco INC）建立的农杆菌介导的小麦遗传转化新技术的转化效率高达40%，给小麦功能基因的研究带来了革命性的发展机遇。如果使用该技术，需要从日本烟草公司购买该项专利技术的使用权，并签订相关的规范性文件。而遗传转化过程中用到的载体如pCambia3301、菌株如LBA4404和ubiquitin启动子都是在生物学研究常用的，不受专利保护。采用具有独立自主知识产权的愈伤组织特异性表达的启动子CP代替35S/Ubi来启动选择性标记基因的表达，可以回避因Monsanto公司持有35S启动子而可能产生的专利权纠纷。 转基因植物新材料育种价值评估 转基因生物育种是一项系统科学工程，包含基因克隆、遗传转化、转基因材料创制、新品种培育、产业化推广应用等环节。例如在杜邦先锋种业公司，将转基因生物技术发展归纳为七个阶段（A到G），包含A（New ideas）、B（Evaluate genetic approaches）、C（Optimize gene construct）、D（Create commercial event）、E（Commercial event to regulatory）、F（Breeding and testing）、G（Sell product），其中将E具有育种利用价值的“最佳转化事件”定为最重要的阶段。在我国也在不断加强基因和育种材料的利用价值评估工作，目的是筛选具有重要应用前景的基因和材料，并快速应用于新品种研发。 转基因植物新材料的育种价值评估主要针对目标性状，如抗病虫、抗逆、高产、优质等等。首先明确目标性状的鉴定技术，制定或完善转基因植物目标性状鉴定技术规范或技术标准，利用这些规范或标准对转基因植物新材料的育种利用价值开展综合评估，最终筛选出有重大育种价值的基因和转基因作物育种新材料，应用于转基因生物育种。 对于重大育种价值基因针对不同性状，我国也有初步的判定标准。总体来讲，转基因或分子标记辅助育种研究结果表明重大育种价值基因应该对目标生物的重要经济性状具有显著改良效果，但对其他性状无不良影响。具体举例来讲，如抗棉铃虫性状，参考国家现有棉铃虫抗性标准，抗性达1级以上；如小麦各类抗病性状，抗性达1级以上；如植物抗逆性状，在半致死剂量逆境条件下，与对照相比，转基因作物存活率提高10%以上；在正常环境下，对作物生长发育没有显著负面影响；抗除草剂性状，抗草甘瞵EPSP合酶基因，可以耐受4倍生产上使用剂量的草甘膦，抗草甘瞵N-乙酰转移酶基因，可以耐受4倍生产上使用剂量的草甘膦；作物高产性状，通过转基因或分子标记辅助选择在作物中进行了基因功能验证，提高作物产量5%以上；作物品质性状，极显著改进外观品质，如籽粒外观、加工品质、食味、营养价值等性状，极显著改进度量品质，如纤维长度、强度、细度；作物蛋白质、淀粉、油分、油酸和不饱和脂肪酸、赖氨酸、含硫氨基酸等性状，性状值提高5%以上。养分高效性状，能明显提高养分的吸收或利用效率，与对照相比，在产量不变的前提下，能减少5%-10%氮、磷或钾肥的用量，或在同等施肥条件下，产量比对照提高5%以上；光能高效性状，能明显提高目标作物的光能吸收或利用效率，与对照相比，光能利用效率或抗光氧化能力提高5%以上，或生物量/产量比对照提高5%以上。 对于转基因育种新材料需要具备目标性状表现突出、重要经济性状表现稳定的特点。举例来讲，抗白叶枯病转基因水稻，抗白叶枯病效果达到高抗。鉴定标准参照国际水稻研究所9级分级标准。耐盐转基因水稻，耐盐效果达到中抗以上，鉴定标准参照国际水稻研究所制定的9级分级标准制定。高产转基因水稻，与受体对照品种比较，产量增加10%以上；与区试对照品种比较，产量增加5%以上。抗逆转基因小麦，抗旱性达到极强或强水平，鉴定方法参照2008年农业部颁布实施的“小麦抗旱性鉴定评价技术规范”（GB/T 21127—2007）。高产转基因玉米，东北春玉米区，与受体对照品种比较，产量增加8%以上，与区试对照品种比较，产量增加6%以上；黄淮海夏玉米区，与受体对照品种比较，产量增加5%以上，与区试对照品种比较，产量增加3%以上；西南山地玉米区：与受体对照品种比较，产量增加10%以上；与区试对照品种比较，产量增加5%以上。针对不同的作物，不同的性状，都有各自初步的判定标准。 转基因新材料保存及育种价值评估信息管理 完成了对自主创新的新基因或转基因新材料的目标性状的评价似乎就完成了转基因作物育种价值评估过程。但从长远来讲，这些新材料的保存及信息、材料的共享利用，对于转基因材料在作物育种中的安全、广泛应用也很重要。 我国已建立了国家农作物种质资源库和保存中心，长期保存各类农作物基因资源39万余份，建立了农作物基因资源信息系统和农作物基因资源共享平台。国家种质库未针对转基因材料建立专门的保存设施，尚无转基因材料保存的相关技术标准，在保存手段上相对单一，不能较好地满足转基因材料的保存需求；现有的基因资源信息系统也未制定基因和转基因材料的相关数据标准，转基因材料的信息尚未进入基因信息数据库中，基因和转基因材料的信息，尤其是育种价值评估信息的共享几乎是空白，严重影响了转基因材料的深入和持续利用。许多转基因新材料未纳入国家种质资源保存体系，导致转基因材料分散于各研究单位或专家手中，不利于转基因材料的长期保存和利用，也容易引起潜在的基因污染。因此，迫切需要在国家农作物种质资源库的基础上建立转基因材料的国家管理和保存体系，对转基因材料进行集中编目、接收、检测、保存和分发利用，并建立基因和转基因新材料的数据库，开发信息管理系统，实施跟踪管理，并实现新材料与信息的社会共享。对转基因作物育种价值评估的范畴也应该包括对转基因材料保存的安全性、基因和转基因信息数据库的完善度、信息及材料共享利用的可行性等进行评估，为转基因材料在作物育种中的安全、广泛应用提供重要的保障。 当然，随着各种类型的转基因新材料的不断涌现，转基因新材料在作物育种应用中各种新问题的出现，以及育种家对转基因新材料应用的各种新要求的提出等，对转基因植物育种价值评估的内容及标准也会不断完善和更新，确保转基因新材料在未来转基因生物育种中发挥更重要的作用。
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  • 《基因技术应用乱象及潜在风险》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：huangcui
    • 发布时间：2019-01-18
    • 基因技术是生物工程中一种基于基因的技术，在人口健康、农业育种和工业生产等方面发挥了重大作用。基因技术的发展历史可以追溯到1953年，沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构，开启了分子生物学的大门，奠定了基因技术的基础。此后，由基因工程衍生出的基因技术包括基因检测、基因修复、基因编辑、转基因技术等，其中基因编辑技术是当前发展最为迅速的一项新兴基因技术。目前主要的基因编辑技术有锌指核酸酶技术（ZFN）、转录激活因子样效应物核酸酶（TALEN）、归巢核酸内切酶（Meganucleases）和成簇间隔短回文重复（CRISPR）等，其中CRISPR技术是目前最新也最为通用的基因编辑技术，其成本低廉，简单易用，只需花费60美元就可以购买到CRISPR技术所需的基本材料，网络上甚至有免费获得这些材料的途径。 基因技术广泛应用于微生物基因编辑、植物基因编辑、动物基因编辑和人体基因编辑等领域。目前研究最多的是基因技术在人类疾病治疗中的应用，其最终的目的就是通过改变基因结构来达到疾病的预防和治疗。美国再生医学联盟的统计显示，仅2017年第一季度，全球基因疗法领域投资超过10亿美元。CRISPR已经在人类和其它哺乳动物细胞中成功进行了位点特异性的DNA切割，未来有望解决一些人类相关疾病；在商业上，已经用于多种转基因农作物中，利用该技术可以将转基因作物的相关外源基因，在发挥作用后敲除，有望使转基因食品更加安全。 基因技术存在的风险 由于基因技术能改造出新的生物体，因此存在一定的误用和滥用风险，主要集中在伦理和安全上。2017年8月，英国广播公司在其网站发表文章，列出了2050年前人类将面临的十大挑战，其中基因编辑技术位列首位，认为该技术会给人类带来伦理等诸多方面的挑战。 技术自身存在风险 作为一项技术，基因编辑等新兴技术还存在不完善和不成熟之处。2017年8月，CRISPR发明人之一、华人科学家张锋团队指出，不同个体间存在巨大的遗传变异，这些变异可能会影响CRISPR的精确编辑。此外，基因编辑技术目前走向临床应用面临最大的问题是其脱靶风险，如果基因编辑过程中出现脱靶可能引发其他疾病或健康风险。 可能存在伦理问题 基因技术在临床上的应用引发了人们对伦理问题的担忧，目前伦理上争议较大的是人类胚胎基因编辑，不同国家对人类生殖细胞基因编辑态度不同。根据2014年一项研究显示，在全球39个国家的调查中，有25个国家反对人类生殖细胞基因的修饰，并通过法律来执行这项禁令，其中包括了加拿大、澳大利亚、英国以及法国等。另有4个国家已通过文件禁止这类研究进行，但未立法，这其中包括中国。包括俄罗斯在内的9个国家对人类生殖细胞基因修饰的态度不明确，而美国限制人类生殖细胞基因修饰。 对国家安全造成严重影响 基因技术可以用来发明新的病原体，如果这些病原体发生泄露，或是被用作生物武器，将会造成严重损失。站在国家的立场来看，一种新的技术出现时，它总会想到这种技术不好的一面，可能有什么负面的影响或者潜在的威胁，可能会就此做出一些防御性战略。为此2016年2月，美国情报界年度全球威胁评估报告中，将基因编辑技术列入“大规模杀伤性与扩散性武器”威胁清单。 对基因改造产品监管的争议 基因技术在农业上通常用于植物或动物育种过程的改进。基因改造农产品的潜在风险包括：对病害、虫害、环境胁迫的抗性或敏感性增加，毒性或致敏性的潜在变化，以及非靶标影响等。目前在基因产品的监管等方面还存在不同的争议，下面列举几个具体的例子： 无角的奶牛。与大多数肉牛不同，奶牛通常有角。由于人类每天都与有角的奶牛接触，牛角会带来不小的风险，所以大多数奶牛幼年时要去除牛角。美国加利福尼亚大学戴维斯分校的研究人员利用基因编辑技术关闭了奶牛体内编码角的基因。这种表现型只是将一些自然界本可以发生的事情重复了出来，因为自然界中有一些牛天生就是不长角的，而有人却觉得这是一件了不得的大事。依据美国《联邦食品、药品和化妆品法案》，美国食品药品管理局（FDA）指出，这种基因编辑的动物要像新的兽药一样，必须经受多年的审查，并遵守药物批准的要求。针对这种情况，畜牧业已经开始反抗，要求国会禁止FDA的做法，并将其权力移交给美国农业部（USDA）。 抗褐变的蘑菇。美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员利用基因编辑技术关闭了蘑菇中引起褐变的酶的基因。这种所谓的“失效”突变模仿了自然界中经常发生的过程，这种情况产生的结果是完全无害的。它与自然界存在的金黄色葡萄或是小型葡萄完全一样，都发生了“功能失活”突变，而这两种葡萄已经被人类安全食用了许多年，并未发现致病效应，也不需要事先获得政府的批准。这种蘑菇实际上已经过USDA仔细审查，认为不值得进一步审查——事实上并不像许多媒体报道的那样“逃脱”了监管。 目前，迅猛发展的基因技术正在给我们的生活带来巨大的变化，在享受先进科学技术带来的种种福利的同时，我国在核心技术的创新以及相关的伦理学和法律法规监管等方面还应进一步加强，以确保这一先进技术得到正确而有效的应用。
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