PCR技术是一种体外酶促合成、扩增特定DNA片段的方法。下面是我整理的关于pcr技术论文,希望你能从中得到感悟!
技术的研究进展
摘要 PCR技术是一种体外酶促合成、扩增特定DNA片段的方法。因其高强的特异性和灵敏度以及检测速度快、准确性好等优点,已被广泛地应用于水产、微生物检测等许多领域。该文从PCR技术的原理及应用方面进行了综述,并对其发展做出了展望。
关键词 PCR技术;研究进展;应用
中图分类号 Q819 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)10-0047-02
PCR(polymerase chain reaction,PCR)即聚合酶链式反应,它是一种体外酶促合成,扩增特定DNA片段的方法。1985年,美国Karray等学者首创了PCR技术,并由美国Cetus公司开发研制[1]。随着科学技术的发展和突破,PCR技术已在多个领域得到广泛地应用,如微生物检测、兽医学、水产养殖等方面。由于该技术具有较强的灵敏度、准确度和特异性,又能快速进行检测,因而其应用领域也在不断延伸[2-3]。随着PCR技术的不断发展,在常规PCR技术的基础上又衍生出了许多技术,如多重PCR(mutiplex PCR)技术[4]、实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative PCR,FQ-PCR)技术[5]、单分子PCR技术[6]。
1 PCR技术原理
PCR技术是根据待扩增的已知DNA片段序列、人工合成与该DNA 2条链末端互补的2段寡核苷酸引物,在体外将待检DNA序列(模板)在酶促作用下进行扩增。PCR的整个技术过程经若干个循环组成,一个循环包括连续的3个步骤:第1步是高温条件下的DNA模板变性,即模板DNA在93~94 ℃的条件下变性解链;第2步是退火,即人工合成的2个寡核苷酸引物与模板DNA链3’端经降温至55 ℃退火;第3步是延伸,即在4种dNTP底物同时存在的情况下,借助TaqDNA聚合酶的作用,引物链将沿着5’-3’方向延伸与模板互补的新链[7]。经过这个循环后,合成了新链,可将其作为DNA模板继续反应,由此循环进行。循环进程中,扩增产物的量以指数级方式增加,一般单一拷贝的基因循环25~30次,DNA可扩增l00万~200万倍[1]。PCR反应的步骤很简单,但是具体的操作是复杂的,如退火温度的确定、延伸时间的长短以及循环数等。因此,不同的反应体系应该确定适当的反应条件,以避免假阴性或假阳性等情况的产生。
2 PCR技术的分类
在传统PCR技术的基础上,根据人们的需要以及各个领域的应用要求,又衍生出很多种类的PCR技术。新技术在各领域广泛应用并逐渐改进,为进一步的研究提供了基础。
2.1 实时荧光定量PCR技术
1996年,学者经过研究,在传统PCR技术的基础上,首创了实时荧光定量PCR技术,新技术已经应用至医学领域、分子生物学和其他基础研究领域。实时荧光定量PCR技术基于传统技术的优势,还具有实时性、准确性、无污染,实现了自动化操作和多重反应,是PCR技术研究史上从定性到定量的飞跃[8]。
荧光定量PCR技术最大的特点是能将荧光基团加入到PCR反应体系中,借助于荧光信号,累积实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析[9]。实时监测这一特点是常规PCR技术所不具有的,因为其对扩增反应不能进行随时的检测。常规PCR技术的扩增终产物需要在凝胶电泳等条件下才能进行,无法对起始模板进行准确的定量,而荧光定量PCR技术的反应进程可以根据荧光信号的变化做出准确的判断[10-11]。一个PCR循环反应结束之后,定量PCR仪可以收集1个荧光强度信号,荧光信号强度的变化可以反映产物量的变化情况,这样就可以得到1条荧光扩增曲线[12]。荧光信号在指数扩增阶段,PCR产物荧光信号的对数值与起始模板量之间存在线性对应关系,然后进行定量分析[13]。
2.2 多重PCR技术
多重PCR(mutiplex PCR)技术是PCR技术的一种,为同一管中加入多对特异性引物,与PCR管内的多个模板反应,在一个PCR管中同时检测多个目标DNA分子。多重PCR技术可以扩增一个物种的一个片段,也可以同时扩增多个物种的不同片段[14]。
在同一反应体系中,多重PCR技术进行多个位点的特异性扩增时,引物间的配对、引物间的竞争性扩增等会对扩增效果产生重要影响。一方面,如果能选择适宜的反应体系和反应条件,可极大地提高多重PCR的扩增效果[15]。主要包括退火温度、退火及延伸时间、PCR缓冲液成分、dNTP的用量、引物及模板的量等。另一方面,DNA的抽提质量也影响多重PCR扩增效率,如DNA抽提不干净或降解都将影响PCR扩增效果[16]。
2.3 单分子PCR技术(SM-PCR)
单分子PCR技术是在传统PCR技术的基础上发展的,基本循环过程相同,但在反应条件、模板数量、DNA 聚合酶选择、引物设计方面具有不同点。该技术是以少量或单个DNA分子为模板进行的PCR[17]。
单分子PCR技术反应中,DNA 模板浓度极低,这就要求模板有较高的质量。因为这是试验成败的决定性因素。在设计引物时,应该严格控制GC的含量和Tm值,同时尽量避免引物间存在可配对序列。在反应混合物模板数极低的情况下,若引物之间存在少量配对序列,扩增时极易形成二聚体,使反应无法进行,得不到所需要的产物[18]。由于单分子PCR技术反应的变性温度(96~98 ℃)大多比常规PCR技术(94 ℃)略高,因而对DNA 聚合酶热稳定性的要求也更加严格,需要有较好的热稳定性,以防止温度过高而使其失活。其变性时间(5~15 s)、退火时间及延伸时间也短于常规PCR技术[17]。
3 PCR技术的应用
3.1 PCR技术在水产上的应用
基因表达是检测某个基因在不同发育期或不同组织中的表达量变化,或受到某种试验处理过程中的影响而出现表达量变化的情况。有学者应用real-time PCR技术研究碳水化合物含量对翘嘴红鲴糖代谢酶G6Pase、GK以及PEPCK表达量的影响[19-21],研究结果可为翘嘴红鲴饲料配方中的最合适糖含量提供理论依据。孙淑娜等[22]研究叶酸拮抗剂对斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2表达的影响,表明叶酸拮抗剂对早期胚胎的心脏发育影响较大,可导致斑马鱼心脏发育延迟及心脏形态异常,并下调斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2的表达,这可能是叶酸生物学活性受抑后导致心脏发育异常的机制之一。Sawyer et al[23]以斑马鱼的未受精卵、胚胎、仔鱼和成鱼为研究材料,采用实时荧光定量PCR技术,检测了P450aromA和P450aromB在不同组织的表达量,表明在各组织中均有2种基因的表达,但表达量显著不同,呈现组织特异性。
3.2 PCR技术在微生物检测上的应用
1990年,Bej et al[24]在利用多重PCR的方法检测了Leg-ionella类菌种和大肠类细菌,其结果是通过点对点方法固定的多聚dT尾捕捉探针和生物素标记的扩增DNA进行杂交来检测的。张志东等检测口蹄疫病毒(FMDV)持续性感染的带毒动物,表明实时荧光定量PCR技术具有快速检测、准确、客观等优势,较优于传统的检测方法[25-26]。Metzger-Boddien et al[27]对PCR-ELISA的方法进行了评价,结果显示,样品中沙门氏菌的检出率可以达到98%。
4 展望
传统PCR技术以及衍生出来的新型PCR技术自面世以来,已被广泛应用到生命科学的各个领域。随着技术方法的不断改进与完善,荧光定量PCR技术将会逐渐完善并广泛应用。多重PCR技术在食品病原微生物、非致病微生物及环境微生物检测中具有重要作用;未来的研究主要集中在去除食品抑制因子干扰、改进样品前处理技术等方面,其次是整合应用多重PCR与其他技术,必将在未来食品微生物检测中有非常好的应用前景。
5 参考文献
[1] 常世敏.PCR在食品微生物检测中的应用[J].邯郸农业高等专科学校学报,2004,21(4):23-25.
[2] 唐永凯,俞菊华,徐跑,等.实时荧光定量PCR技术及其在水产上的应用[J].中国农学通报,2010(21):422-426.
[3] 吴学贵.LPS刺激点带石斑鱼免疫相关基因的克隆与组织表达差异性分析[D].海口:海南大学,2011.
[4] 侯立华,黄新,朱水芳,等.双色荧光多重PCR技术及在禽流感病毒检测中的应用[J].生物技术通报,2010(1):168-172.
[5] 查锡良.生物化学[M].7版.北京:人民卫生出版社,2009:483-485.
[6] 张杰道.生物化学实验技术PCR技术及应用[M].北京:科学出版社,2005:12-18.
[7] 谢海燕.黑线仓鼠LHR部分序列克隆及组织器官的表达差异[D].曲阜:曲阜师范大学,2011.
[8] KUBISTA M,ANDRADE J M,BENGTSSON M,et a1.The real-time pol-ymerase chain reaction[J].MoLecular Aspects of Medicine,2006,27(2-3):95-125.
[9] AGINDOTAN B O,SHIEL P J,BERGER P H.Simultaneous detection of potato viruses,PLRV,PVA,PVX and PVY from dormant potato tubers by TaqMan real-timeRT-PCR[J].J Virol Methods,2007,142(1-2):l-9.
[10] 李丽平.小麦慢锈品种叶片受条锈菌侵入后的木质素合成及调控研究[D].雅安:四川农业大学,2009.
[11] 薛霜,独军政,高闪电,等.实时荧光定量PCR技术研究进展及其在兽医学中的应用[J].中国农学通报,2010(7):11-15.
[12] SCHUBERT J,FOMITCHEVA V,SZTANGRET-WISNIEWSKA J. Dif-ferentiation of Potato virus Y strains using improvedsets of diagnostic-PCR-primers [J].J Virol Methods,2007,140(1-2):66-74.
[13] 袁继红.实时荧光定量PCR技术的实验研究[J].现代农业科技,2010(13):20-22.
[14] 朱善元.生物检测技术PCR及其在兽医微生物检测中的应用[J].黑龙江畜牧兽医,1999(11):21-22.
[15] 黄银花,胡晓湘,李宁,等.影响多重PCR扩增效果的因素[J].遗传,2003,25(1):65-68.
[16] 陈诺,唐善虎,岑璐伽,等.多重PCR技术在食品微生物检测中的应用进展[J].生物技术,2010,37(10):72-75.
[17] 刘连生.常规PCR技术与单分子PCR技术[J].医学信息,2010,23(11):4379-4380.
[18] 顾超颖.汗孔角化病的临床分析,SSH1、ARPC3基因突变检测和表达谱分析[D].上海:复旦大学,2008.
[19] 唐永凯,俞菊华,刘波,等.翘嘴红鲌肝脏G6Pase催化亚基的克隆以及摄食和饲料中碳水化合物对其表达的影响[J].水产学报,2007,31(1):45-53.
[20] 刘波,谢骏,苏永腾,等.高碳水化合物日粮对翘嘴红鲌生长、GK及GK mRNA表达的影响[J].水生生物学报,2008,32(1):47-53.
[21] 俞菊华,戈贤平,唐永凯,等.碳水化合物、脂肪对翘嘴红鲌PEPCK基因表达的影响[J].水产学报,2007,31(3):369-373.
[22] 孙淑娜,桂永浩,宋后燕,等.叶酸拮抗剂甲氨喋呤导致斑马鱼心脏发育异常及BMP2bHAS2表达下调[J].中国当代儿科杂志,2007,9(2):159-163.
[23] SAWYER S J,GERSTNER K A,CALLARD G.Real-time PCR analysis of cytochrome P450 aromatase expression in zebrafish:gene specific tissue disyribution,sex differences,developmental programming,and estrogen regulation[J].General and comparative endocrinology,2006,147(2):108-117.
[24] BEJ A K,MAHBUBANI M H,MILLER R,et a1.Multiplex PCR amplif-ication and immobilized capture probes for detection of bacterial patho-gens and indicators in water[J].Mol Cell Probes,1990,4(5):353-365.
[25] ZHANG Z D,ALEXANDERSEN S.Detection of carrier cattle and sheep persistently infected with foot-and-mouth disease virus by a rapid real-time RT-PCR assay[J].Journal of Virological Methods,2003,111(2):95-100.
[26] ZHANG Z D,BASHIRUDDIN J B.Quantitative analysis of foot-and-mouth disease virus RNA duration in tissues of experimentally infected pigs[J].TheVeterinary Journal,2009,180(1):130-132.
[27] METZGER-BODDIEN C,BOSTEL A,KEHLE J.Salmonella sp.PCR-ELISA for analysis of food samples[J].J Food Prot,2004,67(8):1585-1590.
点击下页还有更多>>>关于pcr技术论文
转基因技术是通过有性生殖过程实现的,作为生命科学的前沿技术,转基因技术已经逐渐走入了人们的生活。面是我整理的关于转基因技术论文,希望能对大家有所帮助!
转基因技术论文篇一:《试谈转基因技术》
【摘要】
作为生命科学的前沿技术,转基因技术已经逐渐走入了人们的生活,应用领域不断开拓,在解决人类所面临的粮食短缺、环境污染、资源匮乏、效益衰减等重大问题上显示出日益重要的作用, 逐渐发展成为强大的现代生物技术产业。然而,由于转基因生物及其产品是否存在潜在风险尚无定论,故转基因生物及其产品的安全性成为全球的 热点 问题,并引起世界各国政府和许多国际组织的高度重视。
【关键词】转基因技术;发展现状;争议;生物安全管理
1 转基因技术简介
转基因技术(Transgene technology)是指根据人们的意愿,利用分子生物学 方法 , 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰。人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"均为转基因的 同义词 。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为"遗传修饰过的生物体"(Genetically modified organism,简称GMO)。
转基因技术的优越性体现在:首先,转基因技术突破了传统技术的某些局限,其所转移的基因不受生物体间亲缘关系的限制,比如将人类的胰岛素基因导入到细菌体内,跨越了物种之间的界限。其次,转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因,功能清楚,后代表现可准确预期。因此,转基因技术对传统的育种技术进行了广泛的发展和比较完美的补充。
2 转基因技术方法
2.1 植物转基因方法。
转基因植物是指利用重组DNA技术将克隆的优良目的基因整合到植物的基因组中,并使其得以表达,从而获得的具有新的遗传性状的植物。方法有如下几种:
农杆菌介导法:农杆菌中有一种致瘤的环型DNA,称为Ti质粒。被农杆菌感染的植物之所以长瘤正是由于T―DNA插入了植物染色体。从此,人们便利用这种天然的转化体系向植物转基因。
基因枪:利用火药爆炸或高压气体加速(这一加速设备被称为基因枪),将包裹了带目的基因的DNA溶液的高速微弹直接送入完整的植物组织和细胞中,然后通过细胞和组织培养技术,再生出植株,选出其中转基因阳性植株即为转基因植株。主要优点是不受受体植物范围的限制。而且其载体质粒的构建也相对简单,因此也是目前转基因研究中应用较为广泛的一种方法。
花粉管通道法:在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道,将外源DNA导入受精卵细胞,并进一步地被整合到受体细胞的基因组中,随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株,技术简单,不需要装备精良的实验室,常规育种工作者易于掌握。
2.2 动物转基因方法。
转基因动物是通过人工实验方法,将别的基因导入动物细胞,与动物本身的基因整合在一起,并随细胞的分裂而繁殖,并且能够将别的基因信息遗传给后代,严格意义上说,转基因动物是人工创造的新动物。
转基因动物接受外来基因的细胞一般是受精卵。主要的转基因动物技术包括有:
核显微注射法:是动物转基因技术中最常用的方法。它是在显微镜下将外源基因注射到受精卵细胞的原核内,注射的外源基因与胚胎基因组融合,然后进行体外培养,最后移植到受体母畜子宫内发育,这样分娩的动物体内的每一个细胞都含有新的DNA片段。它可以直接获得纯系,实验周期短。
逆转录病毒载体法:指将目的基因重组到逆转录病毒载体上,制成高浓度的病毒颗粒,人为感染着床前或着床后的胚胎,也可以直接将胚胎与能释放逆转录病毒的单层培养细胞共孵育以达到感染的目的,通过病毒将外源目的基因插入整合到宿主基因组DNA中去。此法优点在于无需要重排,可在整合点整合转移基因的单个拷贝;将胚胎置于高浓度病毒容器中,或者与被感染的细胞体外共同培养,或微注射鸡胚盘里,整合有逆转录病毒的DNA的胚胎率高。
胚胎干细胞介导法:是将基因导入胚胎于细胞;然后将转基因的胚胎干细胞注射于动物囊胚后可参与宿主的胚胎构成,形成嵌合体,直至达到种系嵌合。其优点是:在将胚胎干细胞植入胚胎前,可以在体外选择一个特殊的基因型,用外源DNA转染以后,胚胎干细胞可以被克隆,继而可以筛选含有整合外源DNA的细胞用于细胞融合,由此可以得到很多遗传上相同的转基因动物。
3 转基因技术发展现状
目前,国际上获得的转基因植物已达100种以上。转基因作物已在美国、阿根廷及加拿大等国大面积 种植 ,在所有转基因作物中,转基因的大豆、玉米、棉花和油菜的种植面积占99%以上。中国政府十分重视生物技术的研究,中国正在研发的转基因作物和林木有47种,涉及的基因种类超过100种。以转基因山羊、奶牛生产LAt-PA,以转基因猪生产人血红蛋白等,这些基因产品具有高效、优质、廉价与相应的人体蛋白具有同样的生物活性,且多随乳汁分泌,便于分离纯化。
4 转基因技术的争议
随着转基因问题日益成为热点,越来越多的人开始关注转基因。科学家发明转基因技术的初衷是想利用该技术造福人类,既可加快农作物和家畜品种的改良速度,提高人类食物的品质,又可以生产珍贵的药用蛋白,为患病者带来福音。
但是,人类对自然界的干预是否会造成潜在的尚不可能预知的危险?由于一系列的争论,联合国也公开言论试图说明转基因产品是无害安全的,国际经合组织1993年提出了食品安全性评价的实质等同性原则,如果转基因动植物生产的产品与传统产品具有实质等同性,则可以认为是安全的。然而各国政府对于转基因的态度却转向两个方向。一方是以美国为代表的宽松政策,认为只要在科学上无法证明转基因产品的危害性都不应该限制。另一方以欧盟为代表的则认为只要不能否定其危害性就应该限定。
我国政府十分重视转基因生物安全管理问题,2001年5月,国务院颁布了《农业转基因生物安全管理条例》,我国越来越重视转基因生物及其产品的安全性,并且密切关注国际上有关管理法规的动向。
转基因技术论文篇二:《试论转基因食品检测技术》
摘要:在基因工程技术开展的影响下,各国对转基因食品的研发也在不时放慢,而转基因食品的呈现随同着食品平安成绩,人们对转基因食品的信任度并不高,为了使人们可以对转基因食品停止自主选择,各个国度与组织机构要求企业对消费的转基因产品停止标识,这也对转基因食品剖析检测技术提出了更高的要求。本文引见了转基因食品剖析检测技术的内容,讨论其研讨进程,并对转基因食品剖析检测技术的将来开展停止了瞻望。
关键词:转基因食品;剖析检测技术;基因工程
20世纪70年代重组DNA技术的问世将生物技术带进基因工程时代,农业生物技术在世界范围内迅速崛起,转基因动物在全球范围内失掉普遍种植,随之而来的转基因食品也迅猛开展。由于转基因生物技术的普遍使用和转基因作物的大规模种植,转基因食品的平安性成绩也已惹起人们越来越多的关注。
一、转基因食品标识制度与剖析检测技术
我国在2015年对叶食品平安法曳的修订中有明白的指示,企业对转基因食品必需依照规则停止标识。目前国际中关于转基因食品标识制度次要分为强迫性标识与自愿性标识2种。在我国关于转基因食品的标识有着较为严厉的法律制度,关于企业消费与运营的产品直达基因食品含量超越阈值必需停止标识。而在一些欧美国度对转基因食品标识没有严厉的要求,只关于存有过敏要素的转基因食品停止标志。而在我国产品出口时需求停止严厉的剖析检测,关于合格的转基因食品同意出口并停止转基因标识,其也是产品流通的关键。由此可见标识的重要性[1]。而对转基因产品的标识需求经过剖析检测来完成,故转基因食品标识制度是转基因食品的重要标签。实践检测才能决议标识制度的树立,定性和定量剖析检测技术所到达的检测限为标识制度提供迷信根据;但是在实践检验检疫任务中标识制度是经过检测技术来完成的。因而,标识制度与剖析检测技术的关系非常亲密,二者互相影响,互相作用[2]。
二、、转基因食品成绩现状
2.1转基因食品概述
在基因工程中,应用DNA重组技术将外源性基因转移到其他生物体中,使生物体显现出特殊的遗传特征与生物性状,失掉新的基因重组的生物体就是转基因的内容。而所谓转基因食品则是使用这些特殊的生物体停止加工而成的食品。转基因在某种水平上只是应用外源性基因放慢生物体的生出息程,在基因工程中,转基因食品次要是为了延长作物生长周期尧添加作物产量尧添加抗病虫害才能,从而无效降低消费本钱,进步作物的消费效益。在目前的转基因研讨中,并没有发现食品中含有少量的毒素。但是由于转基因食品属于人工制造的外来生物体而非自然选择生成的物种,在基因漂流的进程中发生的基因序列的改动无法完全地停止掌握,外源性基因在与DNA停止重组时存在着不可控制的性状,因此对转基因食品的平安性也无法停止确切的定论[3]。
2.2转基因食品存在的成绩
转基因食品自呈现开端便成了一种十分具有争议的食品,越来越多的转基因食品流入市场与媒体的发酵使人们对转基因食品的平安性有了很大的质疑。而在转基因食品平安的成绩上,目前还没有严谨的迷信结论与研讨 报告 对其平安性给出确切的证据结论,其存在的成绩次要有以下几个方面。第一,转基因食品是由基因植入及基因重组构成的新的生物体,其本来具有的构造与成分能否发作了变化;第二,转基因食品不是自然界生成的产物,食用转基因食品能否会对人体发生负面影响,临时食用能否会有毒素的积聚,对人体的发育生长有什麼影响;第三,转基因作物不是在自然选择下呈现的产物,其能否会对生物链有影响,能否会毁坏生态均衡;第四,转基因作物是基因活动下的产物,这种状况下能否会呈现基因净化的状况,涉及到其他自然界的作物,使其基因发作改动[4]。由于上述这些成绩并没有失掉无效的处理,因此才迫切需求完好尧精确尧严谨的转基因食品剖析检测技术对其平安性停止保证,从而进一步完善我国转基因食品监管方面的迷信标准。
2.3转基因食品检测技术的内容和分类
目前,关于转基因食品的平安性次要依托转基因食品剖析检测来停止测定。而在转基因食品的剖析检测进程中,次要是对DNA尧蛋白质及核酸这3类物质停止测定,可以依据这3类物质分红3个品种的检测办法,在实践状况中可以依据需求停止检测办法的联用。由于蛋白质程度检测办法仅适用于未停止加工的食品检测和新颖食品范围,具有较大的局限性,因此现阶段外源基因测定办法的运用范围较为普遍[5]。
三、转基因食品检测技术的研讨
3.1蛋白质印迹检测技术
蛋白质印迹检测次要是应用聚丙烯酰氨凝胶电泳对转基因食品外源蛋白质停止别离,并与显色酶反响停止结合,从而使外源蛋白质可以无效地停止别离检测。这种检测办法次要是对转基因食品中不可溶蛋白质停止剖析,检测在转基因食品中的蛋白质含量,并与蛋白质预定限值停止比对。
3.2复合扩增PCR检测技术
目前在转基因食品检测中多重PCR检测技术是一种被普遍运用的检测手腕。PCR渊聚合酶链式反响冤普通只能对1个DNA片段停止缩小扩增检测。为了能在转基因食品检测中取得更片面的基因序列信息,在停止基因检测时应用PCR反响原理停止多重检测,由此构成了复合扩增PCR转基因食品检测技术。这种检测技术的使用可以无效提升检测效率,并且可以对基因序列多个靶位点同时停止检测,完成转基因食品检测的精确性与牢靠性[6]。
3.3外源DNA检测技术
转基因食品次要是将外源DNA导入生物体中,而对外源DNA的检测次要是对植入的DNA片段停止转基因食品基因序列特征的检测,以转基因食品DNA序列作为检测目的,转基因食品核酸程度检测作为最次要的转基因产品检测技术,其次要检测启动子尧基因和终止子,便于检测转基因食品。
3.4基因芯片检测技术
基因芯片是对转基因生物体的基因组序列停止测定,经过将转基因食品的DNA有规律排布在硅片或是玻片上构成微距阵。经过对基因芯片上的基因序列停止计算机软件的计算处置,从而取得转基因食品的基因特征与生物信息,这种办法可以精确无效地对转基因生物体的基因表达特征停止检测[7-9]。
3.5LAMP检测技术
LAMP渊环介导等温扩增冤技术是众多核苷酸扩增技术中的一种,这种技术在运用时没有特定的环境条件要求,只需求在恒温形态下就可以停止检测实验,操作技术较为复杂。LAMP检测技术次要是应用显色反响对转基因生物体停止察看,并且应用浊度仪对其在反响进程中发生的沉淀物停止检测判别,是一种较为复杂的检测技术。
3.6联用检测技术
联用检测技术次要是集合多种检测技术的优点对转基因食品停止无效的剖析检测,这样可以起到扬长避短的作用。在基因检测中,现有的联用检测技术有PCR技术与酶联免疫吸附法的结合运用等办法[10-11]。
四、结语
转基因食品剖析检测技术次要是对转基因食品的平安停止评价。目前,转基因食品剖析检测技术有多种,由于转基因食品的基因片段不同,因此采用的检测技术也需求根据实践需求停止选择,确保检测技术的无效性。在将来市场上会呈现越来越多的转基因食品,剖析检测技术作为其中重要的检测手腕也肯定会有新的开展。
转基因技术论文篇三:《浅议转基因食品消费者知情权保护制度》
[摘 要]转基因食品消费中存在的信息不对称及食品安全的不确定性引发了消费者的普遍关注,切实保障消费者的知情权有助于转基因食品的理性消费和转基因技术的健康发展。
因此,应借鉴美国和欧盟保障消费者知情权的主要制度,从标识制度、安全评价和检测制度以及公众参与制度等方面构建和完善我国转基因食品消费者知情权的保障体系。
[关键词]转基因食品;消费者;知情权。
二十世纪末以来,转基因食品在生活中得到了广泛的推广。
所谓转基因,就是利用分子生物学手段,将某些生物的基因转移到其他生物物种中去,使其出现原物种不具有的性状或产物,以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。但另一方面,随着转基因技术日益普遍的运用,这一技术对人类健康可能带来的安全隐患也逐渐受到社会各界的关注。在转基因食品已经生产并上市的情况下,消费者的知情权具有正当性,应当予以保护。
一、消费者知情权的内涵。
消费者有权要求经营者按照法律规定的方式标明转基因食品及其相关服务的真实成份、所用原料、来源。如果食品含有转基因成份、所用原料为转基因产品、直接来自于转基因方法培育的作物、所提供的餐饮服务中涉及转基因食品等等,则消费者有权要求经营者在出售转基因食品或提供转基因食品相关的服务时,予以标明。消费者有权在交易过程中,就所售食品或所提供服务进行询问和了解,经营者应该耐心、细致地予以回答和说明。经营者在提供转基因食品或与转基因食品相关的服务时,无论食品或服务的优、缺点均应向消费者如实介绍。
二、消费者知情权保护制度的意义。
(一)转基因食品消费者知情权保护,是食品安全保障的重要方面。
由于转基因作物能更好地防治病虫害,抵御干旱,提高产量,营养成分高,因此发展前景十分广阔。但专家们也强调,发展转基因食品必须有严格监督、科学检验、加强立法和管理,以避免它对人类健康和环境造成损害。[1]而转基因食品消费者知情权保护法律制度,有助于通过消费者监督,促使食品生产者在转基因技术的运用上更加慎重,避免有害健康的食品进入消费领域,因而是食品安全保障的重要途径和手段。
(二)转基因食品消费者知情权保护,是消费者权益的重要体现。
知情权作为政治民主化的一种必要和结果,是公民依法享有的基本人身权利。消费者作为特定的民事主体,其享有知情权是政治领域的民主原则扩展到经济生活的必然要求,我国相关法律法规做出了明确规定。特别是消费者的知情权,还是其行使选择权的前提条件,消费者有权决定是否购买转基因食品。因而知情权对食品消费者的基本权益的全面实现有着至关重要的作用。然而,就目前我国转基因食品研发、生产、加工、销售等方面而言,消费者所应享有的知情权与社会现实有着极大差距,现行法律对此方面规定亦不完善。这种情况不利于对消费者基本权益的保护,也对转基因食品的规范管理造成负面影响。
三、国外转基因食品消费者知情权保护现状。
转基因食品信息公开,保障消费者充分享有知情权,是目前世界各国自转基因生物技术研发到转基因食品商业化生产销售过程中所需解决的重要课题。欧美等发达国家对于此有着较为完善的立法和管理体系。国外先进的信息透明化管理模式以及消费者知情权保护法律制度的研究与实践对我国有着重大的借鉴意义。其主要可归纳为三大模式:
(一)以欧盟为代表的严格限制型模式。
欧盟对转基因食品的认定根据过程而非最终产品。为保证消费者对食品拥有充分知情权,欧盟设立了专门机构,即欧盟食品安全管理局(EFSA),负责评估与整个食物链相关的风险,不受其他机构管辖,独立开展工作。[2]并建立专门网站向公众提示食品风险问题,充分公开转基因食品自研发到销售的各环节信息。
在对消费者知情权法律保护方面,欧盟以《通用食品法》为主体,辅以大量食品标签法令和 广告 法令,构成高低有序,结构严谨的转基因食品信息公开制度。2003 年第 1829 号法令和1830 号法令规定:无论源自转基因生物的 DNA或蛋白质是否存在,只要食品包含转基因生物或由转基因生物制成,都要有特别标签加以标明。法令细化到标签规格制式,转基因含量限制等,种类扩展到数十类百余种。
(二)以美国为代表的宽松鼓励型模式。
美国对于转基因食品管理遵循的是“可靠性科学原则”,采取宽松式管理模式,奉行自律管制。但其仍十分注重公众知情权的法律保护,强调转基因技术研发、实践、生产、推广的透明性,并建立了有效的食品安全信息系统,定时发布转基因食品检测信息,在网络发布转基因食品名录、食品安全资源信息等,使食品安全信息最大限度予以公开。[3]美国《转基因食品安全管理草案》、《公共健康卫生法》、《联邦食品及药物管理现代化法》规定了转基因食品商业化申请流程,并将对公众公开相关技术资料等,作为取得食品和药物管理局(FDA)合法执照的必要条件。
(三)以日本为代表的折中模式日本对转基因食品采取的是在严格管制的同时加以鼓励的原则。为保护消费者知情权,日本政府颁布《转基因食品标识法》,对主要原料为已通过安全评价的转基因农产品,加工后仍残留重组 DNA或其编码的蛋白质食品,制定具体的标识办法。同时,由日本科学技术厅、农林水产省和厚生省共同管理转基因技术事项,定期公布转基因食品研发资料以及市场流通转基因食品名录。
国外转基因食品管理模式,不管其对转基因技术产品是否持谨慎态度,都将信息透明化、保证消费者充分知情权置于立法及管理优先考虑的方面,值得我国相关立法执法机构借鉴。
四、我国转基因食品消费者知情权保护现状。
我国政府高度关注现代生物技术,支持和鼓励转基因生物和转基因食品的研究。我国于 2000 年 8 月 8 日签署《卡塔赫纳生物安全议定书》的第 23 条规定:各缔约方应按其各自的法律规章,在关于改性活生物体的决策过程中征求公众的意见,并在不违反关于机密资料的情况下,向公众通报;缔约方应力求使公众知悉可通过何种方式公开获得生物安全资料。[4]2001 年 5月 23 日,国务院发布《农业转基因生物安全管理条例》,明确规定农业转基因生物实行安全评价制度,标志管理制度,生产许可制度,经营许可制度和安全审批制度。作为迄今为止我国级别最高、最全面的转基因技术管理条例,信息公开制度和知情权保护制度均未列入其中。
我国在转基因食品消费者知情权的保护方面在立法上取得重大成就的同时,也存在着一些弊端。如缺少专门生物技术安全立法,立法层次不高,研究、生产、销售等转基因技术重要阶段信息公开出现“真空管理”,[5]造成信息公开制度和知情同意制度严重缺失。转基因食品强制标识是保护消费者知情权最重要的手段,但随着转基因技术迅速发展,《农业转基因生物标识管理办法》所规定标识种类未进行更新补充,标识管理未向烟酒等进行细化规范,造成标识混乱,透露信息极为有限,对消费者充分行使知情权造成巨大阻碍。
五、完善我国转基因食品消费者知情权保护制度 措施 。
我国学术界在转基因食品消费者知情权法律保护方面,也做了较多的研究。具体来说,完善我国转基因食品消费者知情权保护制度,应加强以下三个工作重点:
第一,加强对转基因食品的标识管理。虽然转基因标识制度已经实施多年, 但在转基因食品标识上还存在诸多问题。一方面, 还有众多转基因食品没有进行标识;另一方面, 现有的进行了标识的转基因食品,其所作的标识多数不符合规范。因此,国家相关部门应在今后加强对转基因食品标识的监管工作。
第二,强调公众对转基因食品的知情权和选择权。公众对所消费的食品应拥有知情权和选择权, 公众只有充分地获得知情权, 才能享有选择权, 并最大限度地保护自己的权益。在目前转基因食品的风险和危害尚不明确的情况下, 消费者对其选择有些茫然难以避免。因此, 政府相关主管部门应提高转基因相关信息透明性和安全管理的公众可参与性, 比如在批准转基因生物环境释放和商业化生产时增加公众听证的程序。
第三,健全转基因食品检测、评估体系。首先, 建立独立的权威检测机构, 对转基因食品进行严格的检测, 保证其质量和安全性, 并逐渐形成一个覆盖全国的农业生物技术管理监督与监测网络体系。定时发布转基因食品名录供消费者参考。其次,严格控制转基因食品的生产、加工、贮运、销售直到进出口各环节, 使安全风险降至最低。[6]结合我国实际, 研制出一套切实可行的转基因食品安全评估体系, 将转基因食品置于规范化的管理和监控之中, 使消费者能放心地消费转基因食品。第三, 要加大执法力度。对未经申报审批而进行商业化生产的, 对不执行转基因食品标识制度的单位和个人, 应承担相应的法律责任,以保证转基因食品市场健康发展。
六、结语。
摘要 世纪70年代诞生的基因工程、克隆技术和干细胞研究等现代生物技术, 使生命科学的发展进入了一个新阶段, 这些以创造或改变生物类型及生物机能为目标的现代生物技术已成为新技术革命的三大支柱之一。通过探寻生命本质及生长发育、疾病、衰老等奥秘, 揭示生命现象的内在规律。随着生物技术在医药、食品化工、农业、环保以及能源、采矿等工业部门中的广泛应用, 它正在对人类经济及社会生活和社会进步产生深刻而广泛的影响。
关键字:生命科学 生物技术 人类生活 影响
随着生物科学的发展,生物科学技术对人类社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面: 1.影响人们的思想观念,如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2.促进社会生产力的提高,如生物技术产业正在形成一个新兴产业;农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3.随着生物科学的发展,将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4.促进人们提高健康水平和生活质量,延长寿命。 5.影响人们的思维方式,如生态学的发展促进人们的整体性思维;随着脑科学的发展,生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6.对人类社会的伦理道德体系产生冲击,如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等,都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7.生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响,如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库,可能会影响生物圈的稳定性。 理解科学技术与社会的关系,是科学素质的重要组成部分。
一、生物与基因科技
生物与基因科技的进展,已促使生物医学的研究迈入后基因体医学时代,这些尖端医疗科技在提升人们健康福祉的同时,也给家庭和社群等各个层面前带来所未有的影响。其中有些影响或许还是潜在的。
(1)基因改造作物(genetic modified organism)
科学家以基因改造的方式改良农作物,以促进收成、防治病虫害、提高经济效益,希望可以解决人类粮食不足或营养问题,但是基因改造作物会不会创造出新的过敏原、对人体造成新的健康问题、引起昆虫的抗药性、制造所谓的基因污染?基因改造作物所带来对自然与人类社会的风险、安全性与效益如何评估?基因改造作物的专利权将如何规范?其巨大商业利益是否将加剧资本家对弱势族群、第三世界国家的经济控制或剥削?究竟,人与植物、自然生态的理想关系应该如何?
(2)基因检测(Genetic testing):
基因检测有助于遗传疾病的诊断、预防及处置,执行的时机常见于婚前健康检查、胚胎植入前检测、产前检查、新生儿筛检、儿童及成人的遗传检验等,检测的性质又可分诊断检测、带原者检测、发病前检测、罹病倾向检测。由于遗传信息不仅关乎个人,同时也与家庭或家族其他成员的健康息息相关,因此遗传信息的获得与告知时常带来特殊的医学伦理问题,包括:基因信息带来的心理负担及社会压力,基因诊断结果的告知对个人与家庭、家族的影响,个人隐私的保障与家庭成员利益产生冲突,基因检测引起的医疗资源分配、社会正义议题等。
(3)基因治疗(gene therapy):
科学家透过基因治疗希望能为人类目前各种主要的死亡原因、慢性疾病、遗传疾病的治疗带来曙光,一般分为体细胞基因治疗及生殖细胞基因治疗。体细胞基因治疗乃针对已发病或将发病患者的体细胞,在基因的层次作医疗介入,以病毒为载体、或使用物理方式将好的基因传送到欲治疗的体细胞或组织,以取代或修补有缺陷的基因,并发挥正常生理功能。体细胞基因治疗的相关伦理议题与一般新进医学科技、临床试验所必须考量的内涵大致相同。其中,应采取何种程序方能公平选出接受治疗的病患?应采用何种步骤以确保患者或其父母或监护人的知情同意?生殖细胞基因治疗则是对生殖细胞或胚胎进行基因调控,以期根绝病因、一劳永逸,然而对生殖细胞直接进行基因介入却可能改变新生儿的遗传组合、造成长远的医源性的伤害,同时可能引起设计家宝宝、基因超市、出卖基因以牟利、政变人种等发展的疑虑。这些问题正在或即将对人类的家庭、社会伦理观念与道德实践带来重大的冲击,理应纳入到生命伦理学的思考范围之内。
历时22年,研究人员终于从头到尾破译了完整的人类基因组序列。
钛媒体App4月1日消息,据科技日报,全球顶级期刊《Science》(科学)杂志今天凌晨连发6篇论文报告,公布了人类基因组测序的最新进展:国家人类基因组研究中心(NHGRI)组成的端粒到端粒 (T2T) 联盟科学团队,通过新的技术研究出全球第一个完整的、无间隙的人类基因组序列,首次揭示了高度相同的节段重复基因组区域及其在人类基因组中的变异。
这是对标准人类参考基因组,即2013年发布的参考基因组序列(GRCh38)的“重大升级”,增加了之前整条染色体上隐藏的DNA片段,破译了缺失的大约2亿个DNA碱基对以及2000多个新基因——占人类基因组的8%。
这篇研究成果意义重大。科研人员揭示的完整人类基因组序列,是世界上最复杂的谜题之一,这一研究使得人类第一次看到最完整的、无间隙的DNA碱基基因序列,对于人类了解基因组变异的全谱,以及某些疾病的遗传贡献至关重要,将会推动与癌症、出生缺陷和衰老相关的研究与科学发展。
同时,这也是《Science》创刊141年来,首次在同一期杂志中连发6篇论文揭示人类基因组研究。
本论文作者,圣路易斯华盛顿大学医学院遗传学家Ting Wang(音译:王庭)表示,此次拥有完整的基因组,一定会改善生物医学研究。“毫无疑问,这是一项重要的成就。”
据中国科学报,人类基因组计划参与者、中国科学院北京基因组研究所研究员于军表示,假如把人类基因组序列比作一辆非常复杂的汽车,那么与20年前完成的人类基因组草图相比,完整的新序列非常于增添了更多零件。
“我们看到了以前从未阅读过的章节,”本论文通讯作者,华盛顿大学霍华德-休斯医学研究所(HHMI)研究员Evan Eichler(艾希勒)表示,这是全行业的一件大事。
Science封面图研究人员到底破译了什么?人类基因组由超过60亿个独立的DNA碱基、大约2-3万个蛋白质编码基因(整个基因仍未有统一答案)组成,与黑猩猩等其他灵长类动物的数量差不多,分布在23对染色体上。为了读取数以万计的基因组,科学家们首先将所有的DNA链切成几百到几千个单位长度的DNA片段。然后用测序机器读取每个片段中的各个碱基,科学家们试图按照正确的顺序组装这些片段,就像拼凑一个复杂的拼图。
2001年2月12日,由6国科学家共同参与的国际人类基因组计划首次公布人类基因组图谱及初步分析结果;2003年4月15日,公布了人类基因组序列草图。
然而,由于技术限制,当初的人类基因组计划留下了大约8%的“空白”间隙。这部分很难被测序,由高度重复、复杂的DNA块组成,其中包含功能基因以及位于染色体中间和末端的着丝粒和端粒。
实际上,核心的挑战在于,基因组的某些区域反复重复相同的碱基。重复的区域包括着丝粒和核糖体DNA等,过去无法按照正确的顺序组装一些被切碎的片段。这就像拥有相同的拼图碎片一样,科学家们不知道哪块碎片在哪里,因此基因组图中留下了很大的空白。
而且大多数细胞包含两个基因组--一个来自父亲,一个来自母亲。当研究人员试图组装所有的片段时,来自父母双方的序列可能混合在一起,掩盖了个体基因组内的实际变异。
如今,研究人员通过新的纳米机器设备与核心技术,实现了新的无间隙版本T2T-CHM13,由30.55亿个碱基对和19969个蛋白质编码基因组成。增加了近2亿个碱基对的新DNA序列,包括99个可能编码蛋白质的基因和其中近2000个需要进一步研究的候选基因。
这些候选基因大多数是失活的,但其中115个仍然可能表达。团队还在人类基因组中发现了大约200万个额外的变异,其中622个出现在与医学相关的基因中。此外,新序列还纠正了GRCh38中的数千个结构错误。
近端着丝粒染色体的显示图样(来源:论文)
具体而言,新序列填补的空白包括人类5条染色体的整个短臂,并覆盖了基因组中一些最复杂的区域。其中包括在重要的染色体结构中及其周围发现的高度重复的DNA序列,如染色体末端的端粒和在细胞分裂过程中协调复制染色体分离的着丝粒。
此外,新序列还揭示了以前未被发现的节段重复,即在基因组中复制的长DNA片段,并揭示了关于着丝粒周围区域的前所未见的细节。这一区域内的变异性可能为人类祖先如何进化提供新证据。
值得一提的是,本研究成果的关键进展,其实是利用了新的技术设备——英国牛津纳米孔技术公司和太平洋生物科学公司制造的快速迭代的基因测序机器。
早在2017年,国家人类基因组研究中心(NHGRI)负责人Adam Phillippy(亚当-菲利皮),以及加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)的凯伦-米加意识到,新的纳米孔机器实现了一次准确读取100万个DNA碱基的能力,可以为最终解决基因组难点打开了大门。
大约在同一时间,华盛顿大学霍华德-休斯医学研究所(HHMI)Evan Eichler(艾希勒)领导的科研团队已经证明,使用太平洋生物科学公司的设备技术,可以解决更复杂形式的遗传变异技术。
因此,三人一起创办了端粒到端粒(T2T)联盟,利用全球约100名科学家团队资源,使其加快了研究佳偶。
随后,该团队连续六个月不间断地利用快速迭代的纳米孔基因测序机器,并请来几十位科学家来组装这些基因片段并分析结果。最终利用设备、技术等,实现了长读数测序读数,并将长读测序与牛津纳米孔的数据相结合,准确率超过了99%,填补了全球基因学研究的空白。
一直到2020年夏天,该团队已经拼上了两条染色体。在新冠疫情爆发的期间,团队通过Slack等通讯工具进行远程工作,获得了另外21条染色体,将每个染色体从一端或端粒排序到另一端。而且,科研人员人员还试图组装基因组中最难的区域,即着丝粒中高度重复的DNA序列。
最终,通过长时间的研究与团队合作,该团队成功实现了对每个染色体进行了测序,包含了编码用于制造核糖体的RNA的基因的多个拷贝,总共400个。
2021年6月,这份研究成果首次发表在预印版平台bioRxiv上。经过同行评议等,如今一系列论文登上了《Science》(科学)杂志。
研究人员在会后采访中表示,下一阶段的研究将对不同人的基因组进行测序,以充分掌握人类基因的多样性、作用以及人类与近亲、其它灵长类动物的关系。
年增速超20%,中国百亿基因市场前景广阔
随着生物学技术的不断发展,新的行业层出不穷,本次研究成果所属的中国基因测序行业是一个百亿级市场,拥有广阔的发展前景。
根据千际投行的研究统计数据显示,早在2019年,基因测序所在的全球生物制品行业市场规模就达到了3172亿元,未来五年有望达到万亿级别。其中,2019年中国基因测序行业市场规模约为149亿元,年增速超20%。
近年来,基因测序行业得到迅速发展,吸引了大量资本和企业的进入。从产业上下游来看,基因测序产业链主要包括了上游仪器、中游服务提供商以及下游终端应用三个环节。涉及到的公司包括华大基因、达安基因、药明康德,以及互联网巨头苹果公司、亚马逊、谷歌、微软等。
整个产业看似简单,但上游的基因测序仪及配套试剂是整个产业链壁垒最高的部分,下游终端应用还涉及领域覆盖面非常广,既包括医疗领域的人体基因组、人体微生物基因组以及基础研究领域,还包括非医疗领域的环境治理、石油存储探测、农牧软文种等。
实际上,早在几十年前,医学界就对此有过尝试,将狒狒的心脏移植给了一个罹患先天性心脏病的孩子。如今,通过嵌合的方式,通过基因编辑的方式,甚至是通过合成生物学的方式,实现了猪心脏在人类身上的移植。
华大集团CEO尹烨曾表示,其实,今天人类进入了生命时代,我们关心的则是自身的基因和健康,以此就将去整合物理世界、信息世界和生命世界。
在应用场景不断拓宽,测序能力进一步加强的共同促进作用下,全球基因测序行业市场规模将不断增长,中国基因行业市场规模虽然与全球头部企业差距较大,但是在国内市场中仍然占据较大的优势,未来要想提高国际市场份额,还需进一步加强技术研发,未来发展具有巨大的想象空间。
今天,新的基因组序列研究成果,是科研人员必不可少的第一步,也是实现商业化的重要一步。
Evan Eichler(艾希勒)表示,“现在我们有了一块罗塞塔石碑(注:一块制作于公元前196年的花岗闪长岩石碑,解读出已经失传千余年的埃及象形文之意义与结构),可以在未来研究数十万个其他基因组的完整编译。”