生物科技

生物科技（biotechnology）：利用科学技术和生物技术，对农业或其他方面进行改造。科学利用现代基因工程技术，精确的挑选生物体某些优良特性的基因，来转殖到另外一个物种，使新的基因改造生物具有预期特定的特性。

简介

【生物科技】是一个耳熟能详的名词,它是由英文biotechnology翻译而来,美国国家科技委员会将生物科技定义为「生物科技包含一 系列的技术,它可利用生物体或细胞生产我们所需要的产物,这些新技术包括基因重组,细胞融合和一些生物制造程序等.

其实人类利用生物体或细胞生产我们所需要产物的历史已经非常悠久,例如在一万年前开始耕种和畜牧以提供稳定的粮食来源, 六千年前利用发酵技术酿酒和做面包,两千年前利用霉菌来治疗伤口,一七九七年开始使用天花疫苗,一九二八年发现抗生素盘尼西林等.

●既然人类使用生物科技的历史这么久,为什么近年来生物科技又突然吸引大家的注意呢 这是因为从一九五○年代开始,我们对构成生物体最小单位的细胞及控制细胞遗传特征的基因有更深入的了解,以及一九七○年代发展出基因重组和细胞融合技术.由于这两项技术可以更有效地让细胞或生物体生产我们所需要的物质,且适合工业或农业量产,因此从一九八○年代开始造就了一个兴的生物科技产业.

●比尔盖兹在一九九六年说过「生物科技将像电脑软体一样改变了这个世界.」近代的生物科技产业从一九八○年发展至今,应用的范围包括生物医学制药,农业,环保,食品和特用化学品等产业.在生物医学制药方面,已经有155种生物科技药品或疫苗被美国食品药物管理局批准上市,并用来治疗糖尿病,心脏病,癌症和艾滋病等疾病.在农业方面,已有基因重组植物例如木瓜,番茄,玉米和大豆等上市,这些基因重组植物的特点是抗

病虫害能力增强,可以使用较少的化学农药。　　

发展简史

人类文明的进展是由早期渔业守猎式生活的采集社会到农耕畜牧为主的农业社会，继而迈向现代化的工业社会。由于人口不断的增加，以及工业用地的过度开发，使得农业耕种大大的降低，另外温室效应的产生也加速了物种的灭绝，使得粮食问题变成21世纪很重要的人口问题，资源有限而人类生长无限的社会，就有人想到这样的点子，要是粮食可以靠着科技增加的话，应该就不会有粮食用完的一天，于是生物科技的蓬勃发展，使得许多以前做不到的事情，在21世纪的今天都已经可以做到，藉由生物科技达成许多不可能的任务，像是你可以用涂抹剂或是贴片的方式来影响人类的体脂肪进而达到美容瘦身的效果，或是肉毒杆菌的施打也是一个生物科技的例子。

自有人类，人们就试图改造生物。过去传统的育种方法是运用选种及交配，以获取想要的生物体特质（如口感好及较甜的玉米）及减少或去除不想要的特质（如自然产生的毒性）。另一方面，食物是人类成长的必需品，而且最近人口快速的增加，有鉴于粮食的短缺问题，开始有所谓『人造的食品』。但是，传统育种最大的限制在于交配的品种必需是相同的或相近的，为了要突破这种限制，科学利用现代基因工程技术，精确的挑选生物体某些优良特性的基因，来转殖到另外一个物种，使新的基因改造生物具有预期特定的特性。

美国食品药物管理局（FDA）的数据显示，在1991年卡尔京(Calgene)公司申请基因改造的西红柿，把Antisense polygalacturonase (PG) gene 转殖进西红柿，延迟西红柿的成熟和软化。1994年，该公司的「佳味」（FLAVR SAVR）蕃茄是世界上第一种获准上市的基因改造食品。佳味蕃茄里产生促进熟软酵素的PG基因被抑制，所以质地较坚实，可减少采收、运输、加工处理过程中碰伤变质，因而保存风味。不过，目前此蕃茄已停止商业生产。在1994年就更多了，总共有大豆、西红柿、玉米、马铃薯、棉花、瓜类等29件申请案，Monsanto便是其中的大公司。　　

基本应用

●此外,在环保方面,已利用基因重组微生物分解一些有毒的工业废弃物和造成污染的原油.在食品方面,已利用发酵工程技术生产乳酸菌,灵芝,冬虫夏草等健康食品.在特用化学品方面,则已利用基因重组酵素制造药物或纤维,或将其用在清洁剂中以分解污垢.到二○○一年,全球已有约一千五百家生物科技公司,年产值达三百亿美元

●基因重组和细胞融合技术是近代生物科技的基石,近年来在这个基础上又开发出许多新技术及新的应用领域,例如蛋白质工程技术可以用来改进蛋白质的结构和活性,生物奈米技术可以用来制造生物感应器,生物晶片和药物输送系统,组织工程技术可以利用干细胞修补受损的器官,以及动物复制技术可以利用细胞核转移方法复制动物等.

●生物科技发展的目的在于治疗疾病,改善生活品质,提供不虞匮乏的食物及保护我们的居住环境,不过在这项高科技发展过程中如果不加以严格监控,也可能对人类或地球上的生态造成伤害.因此在发展生物科技的过程中,也要同时注意它对人文,道德或生态的冲击.

●由于生物科技应用的领域非常广泛,与我们日常生活又息息相关,在一般报章杂志或新闻媒体上经常有相关的报导,因此了解生物科技新知识应该列入我们平常学习的一部分了.

●生物科技的任务,是探索生命的奥秘,掌握生命运动的规律.　　

改基因食品

简介

科技的应用带来便利，但是也带来了未知的恐惧，当基因重组的技术被广泛运用到生物、医药、农业及工业的发展，未来甚至可能进入更多的领域深深地影响着我们的人生时，我们似乎可以体悟到这已经是无法遏止的趋势。因此，正面的认识基因改造食品，再理性思考可接受性，将选择权留给每个人，是比较正确的作法。

所谓「基因改造」是指针对生物的个别性状去挑选特定基因并改变生物体之基因组成与表现。科学家利用不同的生物科技技术，例如利用限制酵素制作出目标基因断片，再将DNA断片连接于「载体」DNA分子上，再将载体转殖到目标染色体上。这个过程就是一种基因工程。

有别于传统的育种方式－性状的移转，仅限于同种或是种源相近的个体，现代的基因工程技术已突破了传统育种的格局，能将得自不同种源的外来基因以「人为」的方式嵌入植物体，而此外来基因甚至可以是源自微生物或动物体。例如将取自苏力菌（Bacillus thuringiensis）的杀虫结晶毒蛋白基因（cry-gene）植入玉米体内，则此玉米亦能合成由cry基因所主导产生的杀虫毒蛋白，因此具有抗虫的特性，这种以人工方式植入cry基因的玉米，便可称为一种GMO。　　

基本分类

基因改造生物GMO（genetically modified organism），一般可以分成三种类别，分别是：

1、 基因转殖微生物（及其产物）：包括可作为发酵食品的菌元，或用以生产酵素、胺基酸、有机酸、维生素、色素、香料等食品添加物之微生物。

2、 基因转殖农作物（及其加工品）：此为GMOs中发展最快的领域，已有大豆、玉米、蕃茄、马铃薯等转殖作物问世。

3、 基因转殖动物（及其加工品）：转殖生长激素基因的鲑鱼，但目前多处于研究阶段。　　

改造方式

基因改造食品（GMF＝GM foods）又称基因转殖食品，是由GMO所加工而成，因此凡以基因重组技术所衍生的食品，皆称之为基因改造食品。到底基因改造食品如何产生的呢？

大体而言，目前主要有两种不同的方法能将具有功能的外来基因植入植物体内。对于双子叶植物（例如：大豆、西红柿、棉花）来说，基因转殖通常是藉由冠缨农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）来达成。冠缨农杆菌能够自然地（也就是不经任何人工处理）感染种类繁多的植物，其感染乃是透过将其自身的一段DNA直接的插入受感染植物的DNA中，是以只要将冠缨农杆菌DNA中的致癌基因去除，并将所欲植入的外来基因插入冠缨农杆菌去感染植物，如此便能将此外来基因转移至受感染的双子叶植物的DNA中。而受感染植物中含此外来基因的细胞可以进一步被筛选出来，再利用细胞培养的技术产生一含有此外来基因的完整植株。就单子叶植物（例如：玉米、小麦、稻米）而言，冠缨农杆菌对其的感染效果并不好，一般乃将所欲植入的外来基因包覆于钨粒子（tungsten balls）表面，再以物理方式将此包覆有外来基因的钨粒子导入植物的细胞中，有些外来基因会自钨粒子表面脱落而成为植物DNA的一部份，这些含有外来基因的植物细胞一样可被筛选出来并培育成一完整的植珠。除了冠缨农杆菌外，植物病毒亦常被当作载体来用，但是并非所有的植物病毒都具有载体的功能，除非此病毒能经由原生质丝（plasmodesmata）于细胞间散布，加上外来基因必须要能被复制且此经修饰后的病毒核酸于感染植物细胞后并不引发病征，另外就是此病毒须有广泛的寄生。一般而言，基因转殖的操作乃是以DNA为主要对象，只有当利用DNA的病毒不能生效时才会考虑使用含RNA的病毒，是以当做载体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两种，其中以后者广受研究人员的青睐，因为其能感染双子叶与单子叶植物，而且寄主范围广泛。　　

改基因食品的争议

概括

近年来，生物科技渐渐被应用于食物生产方面，因而衍生的基因改造食品也陆续在市场上市。食用基因改造食品，对人体会构成什么样的影响，需要做长期且广泛的研究，目前各界仍有许多争议。本署为了解民众对基因改造食品的认知与态度，特委托民间公司进行「民众对生物科技及基因改造食品的认知及态度」调查，期望了解民众对基因改造食品的态度，以及对标示政策的看法，做为未来政府拟定相关法令的参考依据。　　

民意调查

本次调查对象为居住在台湾地区，年龄在20岁以上的民众，调查时间为民国89年9月27日至3 0日，有效样本为1083份，调查结果如下：

1、 基因改造食品的认知及消费行为方面：

（1） 68.1%的民众听过基因改造食品，但是有半数以上的民众不知道基因改造食品有什么好处或坏处。

（2） 对于目前市面上有哪些产品可能是基因改造食品，32%的民众并不知道；回答知道比例较高的食品是豆腐、豆浆、和其它豆类食品。

（3） 42.7%的民众平时购买食品时，并不会特别选择购买非基因改造食品。

2、 对基因改造食品的看法方面：

（1） 基因改造食品的安全性，最受大众质疑，61.6%的民众担心基因改造食品的安全性；51.2%的民众认为食用基因改造食品对人体可能产生不好影响；66.9%的民众担心吃了能抗虫害的农作物所制成的基因改造食品，会对人体生命安全会产生威胁；其中尤以年龄在30至39岁的女性对基因改造食品的安全疑虑较高。

（2） 但是，也有65.3%的民众同意，基因改造食品是人类发展的趋势，也是时代潮流的必然产物；49.7%的民众同意，基因改造食品由于使用人工改造，会使食物的口味、外观更好，更适合人类食用。

（3） 43.5%的民众认为目前基因改造食品上市前的的安全性评估程序，并不足以保障基因改造食品的安全性；同时，45.7%的民众认为「从1994年上市至今，没有证据显示基因改造食品不适宜人类使用」的说法，不能降低其对基因改造食品安全性的疑虑。

（4） 此外，也有67.8%的民众担心基因改造食品，可能危害生态系统。

3、 对基因改造食品价格接受度方面：

（1） 48.4%的民众在知道那些产品可能是基因改造食品后，可能会特别选购非基因改造食品。

（2） 96.1%的民众可以接受非基因改造食品与基因改造食品在价格上有差异。

（3） 如果非基因改造食品与基因改造食品价差在二成左右，69.6%的民众会去买非基因改造食品；如果价差为50%，79.3%的民众会去买非基因改造食品；如果价差为一倍，64.9%的民众会去买非基因改造食品。

4、 对基因改造食品标示制度的看法

（1） 73.5%的民众赞成采用强制标示制度，目的为方便消费者辨识、消费者权利不能被忽视，厂商才会重视标示制度。

（2） 63.2%的民众赞成采用正面标示，原因为让消费者一目了然、主动告知消费者等为主

（3） 51.5%的民众认为，只要含有基因改造成分的食品，即需标示。

（4） 至于容许量多少比较合理？55.6%不表示意见，3%不赞成规定容许量，22.0%认为百分的容许量较为合理，14.9%认为应订在百分及以上的容许量较为合理。

基因改造食品在近几年来迅速的进入消费市场，引起全球对此的关心，不仅消费者对于食用基因改造食品的安全性有所疑虑，大规模的使用基因改造食品，亦可能会引发一连串的环境危机，其中最明显的例子就是基因物种的多样性被破坏是否影响到生态系的运作，简言之，关于基因改造食品潜在的威胁包括有：人、环境与经济三方面。　　

疑问

关于基因改造食品对于人体健康影响的议题，在国际上已争论许久，而反对基因改造食品的人，主要有以下几点考虑：

（1） 基因改造食品是否直接对人体影响的疑虑：包括毒素及过敏原。在毒素（toxity）方面，即基因改造食品是否因为基因改造而产生新的毒素，经食用而累积于人体内，进而对于人体健康造成不良的影响？在过敏原（allergenic）方面，即过敏原是否会随之转移至基因改造食品上？实验结果证明过敏原确实有可能发生转移的现象，例如美国的Pioneer Hi-Bred公司为了提升大豆内的营养素，而将巴西坚果之基因转植素大豆内，结果九名对巴西坚果过敏的受试者中，有八名都发生了过敏的现象。

（2） 标识基因（marker gene）是否会移转至人体的肠道或是细胞内的疑虑：所谓「标识基因」，就是进行转殖时用以筛选基因以转殖并表现的细胞，以将该细胞再生成为植株，而标识基因最常用的即为抗生素抗性基因（antibi-

otic resistance marker gene）。

（3） 出现新病毒：原本只会在植物或是动物上作用的病毒究竟会不会在基因重组的过程中成为人体新的病原体，目前尚无定论。　　

环境危害

对于环境的威胁包括以下几点：（1）威胁到非目标生物【non-target organisms】及益虫【benefit insects】；（2）减少生物多样性；（3）基因漂浮【genetic drift】及基因污染【genetic pollution】。　　

影响

对于经济上的影响主要有以下几点：　　

市场上的流失

作物本身虽不会移动，但以其为原料的食品却可以销售到各地，这也引起许多人对基因改造作物的担心。自然杂志于公元2000年报导星连玉米（Star Link Corn），一种未经允许可供人类食用的基因改造玉米，已流入日本的食品销售网。星连玉米在美国虽然可以当成饲料用，但是在日本则仍不许人类食用，主要是因为它含有一种叫Cry9C的杀虫毒蛋白，而这种毒蛋白在食用后，被科学家认为会引起过敏反应。过去美国所出口的玉米约有三分是销往日本，而欧盟则购买了约有百分的美国出口大豆，这些地区广大消费者对基因改造玉米或是大豆食用安全性的疑虑，将对美国日后的出口构成极大的威胁。　　

谷物污染

对于种植有机作物的农民而言，如果有机作物遭到基因改造作物的交叉授粉或是与其混杂，将遭到严重的销售问题，特别是玉米和甜菜，因为这两种作物本来就是广泛授粉（cross－pollination）的植物。有机农民因此将不得不退出有机产品市场，在重新获得有机认证之前，收入将会锐减。