生物科技

生物科技

生物科技(biotechnology):利用科學技術和生物技術,對農業或其他方面進行改造。科學利用現代基因工程技術,精確的挑選生物體某些優良特性的基因,來轉殖到另外一個物種,使新的基因改造生物具有預期特定的特性。

基本信息

簡介

生物科技生物科技
生物科技
是一個耳熟能詳的名詞,它是由英文biotechnology翻譯而來。美國國家科技委員會將生物科技定義為“生物科技包含一系列的技術,它可利用生物體或細胞生產我們所需要的產物,這些新技術包括基因重組,細胞融合和一些生物製造程式等。”
其實人類利用生物體或細胞生產我們所需要的產物的歷史已經非常悠久,例如在距今一萬年前開始耕種、畜牧以提供穩定的食物來源、六千年前利用發酵技術釀酒和做麵包、兩千年前利用黴菌來治療傷口、一七九七年開始使用天花疫苗、一九二八年發現抗生素盤尼西林等。
既然人類使用生物科技的歷史這么久,為什麼1990年以來生物科技又突然吸引人們的廣泛注意呢?這是因為從一九五〇年代開始,科學界對構成生物體最小單位的細胞及控制細胞遺傳特徵的基因有更深入的了解,以及一九七〇年代發展出基因重組和細胞融合技術。由於這兩項技術可以更有效地讓細胞或生物體生產我們所需要的物質,且有助於工業或農業量產,因此從一九八〇年代開始造就了一個新興的生物科技產業!
比爾.蓋茲在一九九六年說過"生物科技將像電腦軟體一樣改變了這個世界"。近代的生物科技產業從1980年發展至今,套用的範圍包括製藥、農業、環保、食品加工、特用化學品等產業。在生物醫學製藥方面,已經有155種生物科技藥品或疫苗被美國食品藥物管理局批准上市,並用來治療糖尿病、心臟病、癌症、愛滋病等疾病。在農業方面,已有基因重組植物例如木瓜番茄玉米大豆等上市,這些基因重組植物的特點是抗病蟲害能力強,可以減少使用化學農藥。

圖書信息

書 名:即將到來的生物科技時代
作 者:理察·W·奧利弗
出版社:中國人民大學出版社
所屬叢書:全國揭示生物物質時代的新經濟法則
條形碼:978-7-300-04618-1
I S B N :730-004-618-5
出版時間:2003-5-1
開 本:大32開
頁 數:218
定 價:23 元

特色

本書對於即將成為21世紀最重要動力的產業,提出了適時的觀點;以知識為基礎的經濟配合突破性的發明,將對我們抵抗疾病的戰役帶來前所未有的進展,並造福人類。

內容簡介

生物科技及其社會經濟影響是眾多媒體的熱門話題,從《華爾街日報》到《時代雜誌》,再到晚報新聞。生物科技及其商業——即生物物質時代,將作為經濟的新引擎而超越資訊時代。預計到21世紀中葉,所有公司都會變成生物物質公司,生物物質經濟將比以往任何形態的經濟發展得更快,更具滲透性,更強有力。作為對未來商業發展的柄質性探討,《即將到來的生物科技時代》描述了正在先驅性的大學、公司和政府發生的生物科技革命。本書中沒有使用任何令人畏懼的學術術語,奧利弗為產席執行官、投資家、決策者,以及對生物物質的社會衍生物感興趣的人提供了他們必須知道的東西。
《即將到來的生物科技時代》與眾不同的關注點是生物科技將對全球經濟產生積極的影響。如杜邦、諾華、默沙東等全球名列前茅的化工企業正在轉變為生物科技企業,和全球各地的4000多家生物科技公司一起創造新的就業崗位、開發新產品。儘管生物科技潛存著危險,但非常先進的生物科技已經使:全球上億人受惠於新的生物科技產品和疫苗;成百種生物科技製品正處於臨床試驗階段,而更多的產品已經進入開發階段。

目錄

第1章21世紀:生物物質的時代
第1節資訊時代終結的標誌:生物學取代電子學
第2節生物物質:新的高科技
第3節生物物質?
第4節基因銀行:夢想與資金
第5節生物物質“精靈”
第6節基因工廠:生物經濟
第7節生物物質的經濟法則
第8節不對稱的產業
第9節改變中的科技
第10節每一家公司都是生物物質公司
第2章征服物質:探索細胞與次原子世界
第1節生物學超越物理學與化學
第2節範圍全球化、規模世界化的生物物質
第3節自動自發的生物物質科技
第4節生物物質的全面性影響
第5節想像無法想像之事
第3章生物經濟學:生物物質的新法則
第1節從農場到工廠
第2節從辦公室到實驗室?
第3節生物物質的新經濟典範:無休止的複製
第4節原子與基因
第4章生物經濟的第一法則:知識每日倍增
第1節知識倍增過程中專利權的角色
第2節1977年以來的生物科技專利權趨勢
第3節1977年以來的知識倍增趨勢
第5章生物經濟的第二法則:全球化範圍的廣大與研究目標的微小成反比
第6章生物經濟的第三法則:加速中的垂直增長率曲線
第7章新材料:每一個原子都是一座工廠
第8章設計基因:重新建構人體
第9章生物科技與“大藥廠”:生物醫療複合體
第10章生物科技與農業:生物工學農夫
第11章資助夢想:生物資本家
第12章物生倫理學:長城
後記2005年:開始的結束
附錄原則聲明

發展簡史

人類文明的進展是由早期漁業狩獵式生活的採集社會到農耕畜牧為主的農業社會,繼而邁向現代化的工業社會。由於人口不斷的增加,以及工業用地的過度開發,使得農業耕地面積降低;另外,溫室效應的產生也加速了人類外其他生物的物種的滅絕,使得糧食問題變成21世紀很重要的核心問題。資源有限,而人類生長無限的社會,就有人想到這樣的點子——要是糧食可以靠著高科技來增加的話,應該就不會有糧食吃完的一天,於是生物科技的蓬勃發展,使得許多以前做不到的事情,在21世紀的今天都已經可以做到。藉由生物科技達成許多不可能的任務,像是你可以用塗抹劑或是貼片的方式來影響人體脂肪進而達到美容瘦身的效果,或是肉毒桿菌的施打也是一個生物科技的例子。
自有人類,人們就試圖改造生物。過去傳統的育種方法是運用選種及交配,以獲取想要的生物體特質(如口感好及較甜的玉米)及減少或去除不想要的特質(如自然產生的毒性)。另一方面,食物是人類成長的必需品,而且最近人口快速的增加,有鑒於糧食的短缺問題,開始有所謂『人造的食品』。但是,傳統育種最大的限制在於交配的品種必需是相同的或相近的,為了要突破這種限制,科學利用現代基因工程技術,精確的挑選生物體某些優良特性的基因,來轉殖到另外一個物種,使新的基因改造生物具有預期特定的特性。
美國食品藥物管理局(FDA)的數據顯示,在1991年卡爾京(Calgene)公司申請基因改造的西紅柿,把Antisense polygalacturonase (PG) gene 轉殖進西紅柿,延遲西紅柿的成熟和軟化。1994年,該公司的「佳味」(FLAVR SAVR)蕃茄是世界上第一種獲準上市的基因改造食品。佳味蕃茄里產生促進熟軟酵素的PG基因被抑制,所以質地較堅實,可減少採收、運輸、加工處理過程中碰傷變質,因而保存風味。不過,目前此蕃茄已停止商業生產。在1994年就更多了,總共有大豆西紅柿玉米馬鈴薯棉花、瓜類等29件申請案,Monsanto便是其中的大公司。

基本套用

●此外,在環保方面,已利用基因重組微生物分解一些有毒的工業廢棄物和造成污染的原油.在食品方面,已利用發酵工程技術生產乳酸菌,靈芝,冬蟲夏草等健康食品.在特用化學品方面,則已利用基因重組酵素製造藥物或纖維,或將其用在清潔劑中以分解污垢.到二○○一年,全球已有約一千五百家生物科技公司,年產值達三百億美元.
●基因重組和細胞融合技術是近代生物科技的基石,近年來在這個基礎上又開發出許多新技術及新的套用領域,例如蛋白質工程技術可以用來改進蛋白質的結構和活性,生物奈米技術可以用來製造生物感應器,生物晶片和藥物輸送系統,組織工程技術可以利用幹細胞修補受損的器官,以及動物複製技術可以利用細胞核轉移方法複製動物等.
●生物科技發展的目的在於治療疾病,改善生活品質,提供不虞匱乏的食物及保護我們的居住環境,不過在這項高科技發展過程中如果不加以嚴格監控,也可能對人類或地球上的生態造成傷害.因此在發展生物科技的過程中,也要同時注意它對人文,道德或生態的衝擊.
●由於生物科技套用的領域非常廣泛,與我們日常生活又息息相關,在一般報章雜誌或新聞媒體上經常有相關的報導,因此了解生物科技新知識應該列入我們平常學習的一部分了.
●生物科技的任務,是探索生命的奧秘,掌握生命運動的規律.

改基因食品

簡介

科技的套用帶來便利,但是也帶來了未知的恐懼,當基因重組的技術被廣泛運用到生物、醫藥、農業及工業的發展,未來甚至可能進入更多的領域深深地影響著我們的人生時,我們似乎可以體悟到這已經是無法遏止的趨勢。因此,正面的認識基因改造食品,再理性思考可接受性,將選擇權留給每個人,是比較正確的作法。
所謂「基因改造」是指針對生物的個別性狀去挑選特定基因並改變生物體之基因組成與表現。科學家利用不同的生物科技技術,例如利用限制酵素製作出目標基因斷片,再將DNA斷片連線於「載體」DNA分子上,再將載體轉殖到目標染色體上。這個過程就是一種基因工程。
有別於傳統的育種方式-性狀的移轉,僅限於同種或是種源相近的個體,現代的基因工程技術已突破了傳統育種的格局,能將得自不同種源的外來基因以「人為」的方式嵌入植物體,而此外來基因甚至可以是源自微生物或動物體。例如將取自蘇力菌(Bacillus thuringiensis)的殺蟲結晶毒蛋白基因(cry-gene)植入玉米體內,則此玉米亦能合成由cry基因所主導產生的殺蟲毒蛋白,因此具有抗蟲的特性,這種以人工方式植入cry基因的玉米,便可稱為一種GMO。

基本分類

基因改造生物GMO(genetically modified organism),一般可以分成三種類別,分別是:
⒈ 基因轉殖微生物(及其產物):包括可作為發酵食品的菌元,或用以生產酵素、胺基酸、有機酸、維生素、色素、香料等食品添加物之微生物。
⒉ 基因轉殖農作物(及其加工品):此為GMOs中發展最快的領域,已有大豆、玉米、蕃茄、馬鈴薯等轉殖作物問世。
⒊ 基因轉殖動物(及其加工品):轉殖生長激素基因的鮭魚,但目前多處於研究階段。

改造方式

基因改造食品(GMF=GM foods)又稱基因轉殖食品,是由GMO所加工而成,因此凡以基因重組技術所衍生的食品,皆稱之為基因改造食品。到底基因改造食品如何產生的呢?
大體而言,目前主要有兩種不同的方法能將具有功能的外來基因植入植物體內。對於雙子葉植物(例如:大豆、西紅柿、棉花)來說,基因轉殖通常是藉由冠纓農桿菌(Agrobacterium tumefaciens)來達成。冠纓農桿菌能夠自然地(也就是不經任何人工處理)感染種類繁多的植物,其感染乃是透過將其自身的一段DNA直接的插入受感染植物的DNA中,是以只要將冠纓農桿菌DNA中的致癌基因去除,並將所欲植入的外來基因插入冠纓農桿菌去感染植物,如此便能將此外來基因轉移至受感染的雙子葉植物的DNA中。而受感染植物中含此外來基因的細胞可以進一步被篩選出來,再利用細胞培養的技術產生一含有此外來基因的完整植株。就單子葉植物(例如:玉米、小麥、稻米)而言,冠纓農桿菌對其的感染效果並不好,一般乃將所欲植入的外來基因包覆於鎢粒子(tungsten balls)表面,再以物理方式將此包覆有外來基因的鎢粒子導入植物的細胞中,有些外來基因會自鎢粒子表面脫落而成為植物DNA的一部份,這些含有外來基因的植物細胞一樣可被篩選出來並培育成一完整的植珠。除了冠纓農桿菌外,植物病毒亦常被當作載體來用,但是並非所有的植物病毒都具有載體的功能,除非此病毒能經由原生質絲(plasmodesmata)於細胞間散布,加上外來基因必須要能被複製且此經修飾後的病毒核酸於感染植物細胞後並不引發病徵,另外就是此病毒須有廣泛的寄生。一般而言,基因轉殖的操作乃是以DNA為主要對象,只有當利用DNA的病毒不能生效時才會考慮使用含RNA的病毒,是以當做載體的植物病毒最好是含DNA而非含RNA,然而目前所知含DNA的植物病毒只有caulimo virus和gemini virus兩種,其中以後者廣受研究人員的青睞,因為其能感染雙子葉與單子葉植物,而且寄主範圍廣泛。

改基因食品的爭議

概括

近年來,生物科技漸漸被套用於食物生產方面,因而衍生的基因改造食品也陸續在市場上市。食用基因改造食品,對人體會構成什麼樣的影響,需要做長期且廣泛的研究,目前各界仍有許多爭議。本署為了解民眾對基因改造食品的認知與態度,特委託民間公司進行「民眾對生物科技及基因改造食品的認知及態度」調查,期望了解民眾對基因改造食品的態度,以及對標示政策的看法,做為未來政府擬定相關法令的參考依據。

民意調查

本次調查對象為居住在台灣地區,年齡在20歲以上的民眾,調查時間為民國89年9月27日至3 0日,有效樣本為1083份,調查結果如下:
⒈基因改造食品的認知及消費行為方面:
⑴ 68.1%的民眾聽過基因改造食品,但是有半數以上的民眾不知道基因改造食品有什麼好處或壞處。
⑵ 對於目前市面上有哪些產品可能是基因改造食品,32%的民眾並不知道;回答知道比例較高的食品是豆腐、豆漿、和其它豆類食品。
⑶ 42.7%的民眾平時購買食品時,並不會特別選擇購買非基因改造食品。
⒉ 對基因改造食品的看法方面:
⑴ 基因改造食品的安全性,最受大眾質疑,61.6%的民眾擔心基因改造食品的安全性;51.2%的民眾認為食用基因改造食品對人體可能產生不好影響;66.9%的民眾擔心吃了能抗蟲害的農作物所製成的基因改造食品,會對人體生命安全會產生威脅;其中尤以年齡在30至39歲的女性對基因改造食品的安全疑慮較高。
⑵ 但是,也有65.3%的民眾同意,基因改造食品是人類發展的趨勢,也是時代潮流的必然產物;49.7%的民眾同意,基因改造食品由於使用人工改造,會使食物的口味、外觀更好,更適合人類食用。
⑶ 43.5%的民眾認為目前基因改造食品上市前的的安全性評估程式,並不足以保障基因改造食品的安全性;同時,45.7%的民眾認為「從1994年上市至今,沒有證據顯示基因改造食品不適宜人類使用」的說法,不能降低其對基因改造食品安全性的疑慮。
⑷ 此外,也有67.8%的民眾擔心基因改造食品,可能危害生態系統。
⒊ 對基因改造食品價格接受度方面:
⑴ 48.4%的民眾在知道那些產品可能是基因改造食品後,可能會特別選購非基因改造食品。
⑵ 96.1%的民眾可以接受非基因改造食品與基因改造食品在價格上有差異。
⑶ 如果非基因改造食品與基因改造食品價差在二成左右,69.6%的民眾會去買非基因改造食品;如果價差為50%,79.3%的民眾會去買非基因改造食品;如果價差為一倍,64.9%的民眾會去買非基因改造食品。
⒋ 對基因改造食品標示制度的看法
⑴ 73.5%的民眾贊成採用強制標示制度,目的為方便消費者辨識、消費者權利不能被忽視,廠商才會重視標示制度。
⑵ 63.2%的民眾贊成採用正面標示,原因為讓消費者一目了然、主動告知消費者等為主
⑶ 51.5%的民眾認為,只要含有基因改造成分的食品,即需標示。
⑷ 至於容許量多少比較合理?55.6%不表示意見,3%不贊成規定容許量,22.0%認為百分之一的容許量較為合理,14.9%認為應訂在百分之五及以上的容許量較為合理。
基因改造食品在近幾年來迅速的進入消費市場,引起全球對此的關心,不僅消費者對於食用基因改造食品的安全性有所疑慮,大規模的使用基因改造食品,亦可能會引發一連串的環境危機,其中最明顯的例子就是基因物種的多樣性被破壞是否影響到生態系的運作,簡言之,關於基因改造食品潛在的威脅包括有:人、環境與經濟三方面。

疑問

關於基因改造食品對於人體健康影響的議題,在國際上已爭論許久,而反對基因改造食品的人,主要有以下幾點考慮:
⑴基因改造食品是否直接對人體影響的疑慮:包括毒素及過敏原。在毒素(toxity)方面,即基因改造食品是否因為基因改造而產生新的毒素,經食用而累積於人體內,進而對於人體健康造成不良的影響?在過敏原(allergenic)方面,即過敏原是否會隨之轉移至基因改造食品上?實驗結果證明過敏原確實有可能發生轉移的現象,例如美國的Pioneer Hi-Bred公司為了提升大豆內的營養素,而將巴西堅果之基因轉植素大豆內,結果九名對巴西堅果過敏的受試者中,有八名都發生了過敏的現象。
⑵ 標識基因(marker gene)是否會移轉至人體的腸道或是細胞內的疑慮:所謂「標識基因」,就是進行轉殖時用以篩選基因以轉殖並表現的細胞,以將該細胞再生成為植株,而標識基因最常用的即為抗生素抗性基因(antibi-otic resistance marker gene)。
⑶ 出現新病毒:原本只會在植物或是動物上作用的病毒究竟會不會在基因重組的過程中成為人體新的病原體,目前尚無定論。

環境危害

對於環境的威脅包括以下幾點:⑴威脅到非目標生物【non-target organisms】及益蟲【benefit insects】;⑵減少生物多樣性;⑶基因漂浮【genetic drift】及基因污染【genetic pollution】。

影響

對於經濟上的影響主要有以下幾點:

市場上的流失

作物本身雖不會移動,但以其為原料的食品卻可以銷售到各地,這也引起許多人對基因改造作物的擔心。自然雜誌於公元2000年報導星連玉米(Star Link Corn),一種未經允許可供人類食用的基因改造玉米,已流入日本的食品銷售網。星連玉米在美國雖然可以當成飼料用,但是在日本則仍不許人類食用,主要是因為它含有一種叫Cry9C的殺蟲毒蛋白,而這種毒蛋白在食用後,被科學家認為會引起過敏反應。過去美國所出口的玉米約有三分之一是銷往日本,而歐盟則購買了約有百分之四十的美國出口大豆,這些地區廣大消費者對基因改造玉米或是大豆食用安全性的疑慮,將對美國日後的出口構成極大的威脅。

穀物污染

對於種植有機作物的農民而言,如果有機作物遭到基因改造作物的交叉授粉或是與其混雜,將因質量不佳而遭遇嚴重的銷售問題,特別是玉米和甜菜,因為這兩種作物本來就是廣泛授粉(cross-pollination)的植物。這樣一來,生產有機農產品的農民因此將不得不暫時退出有機產品市場,在重新獲得有機認證之前,收入將會銳減。

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