干细胞的应用前景的确诱人,但由于它涉及到敏感的医学伦理道德问题,尤其是克隆人问题,因此世界各国一直对此类研究争论不休。总体来说可以分为两派阵营:英国、俄罗斯、日本、比利时、法国、德国等国在宣布禁止克隆婴儿的同时,都有限度地支持开展用于研究和医学试验的人类克隆。2001年1月,英国在世界上率先将克隆研究合法化,允许科学家培养克隆胚胎进行干细胞研究,并将这一研究定性为“治疗性克隆”。为避免克隆技术被滥用,同年11月,英国政府再次公布法案,明确规定禁止通过克隆技术复制人类个体,即生殖性克隆。但以美国为首的其他大约五十个国家则一直主张禁止任何形式的人类胚胎干细胞克隆。
不过,2001年8月布什正式表态宣布:可以有限度地将联邦经费用于胚胎干细胞研究,但仅限于利用现有的六十多个胚胎干细胞源,不得进一步摧毁人类胚胎以获得新的胚胎干细胞。同年8月,美国众议院曾通过一项禁止克隆人和用人类胚胎干细胞从事研究的法案,但由于“9•11”事件的发生,美国参议院对这一法案的讨论一推再推,至今法案还没有成为正式法律。
去年11月6日,联合国大会法律委员会以一票的微弱优势,决定未来两年内,联合国将不再开会讨论有关禁止克隆人的条约问题。看来,干细胞的研究与应用依然任重道远。
(三)转基因生物
转基因技术是指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上,使其出现原物种不具有的性状和产物,以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品(Genetically Modified Food,简称GM Food)。目前转基因技术已基本趋于成熟,尤其是在转基因植物方面,它之所以没有得到更大规模的发展,主要原因是人们对其安全性仍有担心,如转基因食品是否对生物体有害以及它是否会改变自然环境,从而破坏生物多样性等等。不过尽管如此,自1983年英国培育出世界上第一种含有抗生素药类抗体的基因移植烟草以及1993年美国将世界上第一种转基因食品——保鲜延熟型西红柿投放市场以来,转基因技术仍然获得了空前的发展。目前已有转基因大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、马铃薯、番茄、甜菜等几十种作物投入商业种植。其中,前四种转基因作物占据主导地位。并且全球转基因作物的种植面积已经从1996年的170万公顷增长到2003年的6770万公顷,种植转基因作物的国家数量也在2003年翻了一番。但目前仍主要集中在6个国家,其中美国占63%,阿根廷占21%,加拿大占6%,中国和巴西各占4%,南非占1%。总体来说,2003年这些国家的转基因作物种植面积占全球种植总面积的99%。专家预计,在今后10年中,转基因作物将会扩展到25个国家,播种面积将达到1亿公顷,将有1000万农民从事转基因作物的种植。
从种植的转基因作物种类来看,2003年,全球转基因大豆的种植面积是4140万公顷,占转基因作物种植总面积的61%;转基因玉米的种植面积为1550万公顷,占总面积的23%;转基因棉花的种植面积为720万公顷,占11%;转基因油菜的种植面积为360万公顷,占5%。
在世界转基因作物市场上,美国孟山都(Monsanto)农产品公司占据了80%的份额,德国安万特公司占有7%,德国巴斯夫公司和瑞士先正达公司各占5%,美国杜邦公司占3%。
从所转移基因的特性来看,大部分转基因作物都带有抗病虫害的基因。大约18%的转基因玉米带有抵御害虫的基因,73%的转基因大豆、玉米和油菜能够抵御除草剂。其余的种类则同时含有这两种基因。
2003年,美国转基因作物的种植面积为4280万公顷,比上一年增加了10%,种植的作物主要是玉米和大豆。
阿根廷的种植面积比上一年增加了3%,该国种植的大豆几乎100%是转基因大豆。
加拿大的种植面积比上一年增加了26%,主要种植抗虫害玉米、油菜以及抗除草剂的大豆。
巴西2003年首次通过了允许种植转基因作物的法律,这使得在这个国家种植转基因作物成为合法行为。巴西种植的全都是转基因大豆,并由孟山都农产品公司包销。
中国在2003年种植了280万公顷的转基因棉花,占全国棉花种植总面积的58%,比2002年增加了33%。
出于对转基因产品的慎重与担忧,目前人们还只是消费转基因植物产品,转基因动物产品尚未真正进入人们的生活。但是,社会的需求是科研开发和经济产品进入市场的最大推动力。一些看得见的迹象表明,转基因动物产品正向我们走来。如美国科学家采用转基因(GM)技术,使奶牛产生的牛奶蛋白质含量提高很多,为今后高等生物的转基因食品研究开创了先河。
(四)生物信息学
生物信息学是一门新兴的交叉学科,是伴随基因组研究而产生的,它的研究内容紧随基因组研究的逐步深入而发展。广义地讲,生物信息学是以计算机为工具从事对基因组研究相关生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和解释。它包括了两层含义,一是对海量数据的收集、整理与服务,也就是管好这些数据;另一个是从中发现新的规律,也就是用好这些数据。目前,伴随着基因组研究日新月异的快速发展,相关信息出现了爆炸性增长,迫切需要对海量生物信息进行处理。以Genbank中的DNA碱基数为例,其增长速度呈指数性增长,大约每14个月就会增长一倍,这一增长速度只有计算机运算能力的增长可以与之比拟。所以在当前基因组信息爆炸的时代,建立超大规模计算系统,发展全新的生物信息学的理论、方法来分析这些数据,从中获得有用的信息是基因组研究取得成果的决定性步骤。其次,基因组研究最终是要把生物学问题转化成对数字符号的处理问题。要解决这样的问题就必须发展新的分析理论、方法、技术、工具,就必须依赖计算机的信息处理。
因此,生物信息(Bio-IT)产业是生物技术和信息技术相结合的产物,Bio-IT可分为7大领域,即运算与电脑架构、信息工具与资料、储存与资料管理、生命科学应用、生命科学设备、系统整合与资讯以及知识管理与互通。
