30年研究转基因鱼的教训

  作者:朱作言

  朱作言,中科院院士。现任中科院水生生物研究所研究员,北京大学生命科学学院教授,国家自然科学基金委员会副主任、国家淡水生态与生物技术重点实验室主任,《科学通报》执行主编,中国国际科技合作协会会长。师从童第周,长期从事鱼类基因工程、鲤类基因组等方面的研究,并取得了多项具有开创意义的重要成果,为鱼类基因育种奠定了理论基础。

  (本文系朱作言在2015年12月6日转基因科学传播座谈会上的发言)

  非常高兴有这个机会介绍一下转基因黄河鲤鱼,我从事这个研究30多年了,还是很希望让更多人了解,特别是上个月美国批准转基因三文鱼以后,很多朋友也问我,借这个机会我也跟大家说一下。

  第一个,为什么会做转基因鱼?包括国外的朋友问我,一个中国人为什么想到做这个事情,感觉不可思议,特别当时中国科学技术水平相对比较滞后的情况下。

  先讲一下童第周先生。如果童第周先生在世的话,有可能分享2012年诺贝尔生理医学奖这个荣誉,这个话不言过其实。因为他发现动物身上的一个体细胞有全能性,可以放到卵里面去发育成其他的细胞甚至一个胚胎。童先生在上世纪60年代、70年代就做那个这种研究。70年代那时候我作为童先生的学生做了这项研究,用通俗的话就是克隆鱼,就是把一种鱼的细胞核放到另外一种鱼的去掉细胞核的卵里面,长出小鱼。童先生管它叫细胞质和细胞核的一种“核质”杂交,认为这种“核质”杂交会产生新的生物性状,甚至可用于鱼类的品种改良。

  作为他的学生,一方面很兴奋,另外一方面也觉得这个手术非常繁琐,效率非常低。再一个,把一个细胞核放到另外一物种的去核卵里面,靠细胞质影响细胞核产生新形性状鉴别困难,用于遗传育种的效率也很有限,所以当时有个想法,能不能够直接把另外一个物种的遗传物质DNA直接拿出来放进卵细胞去,这样是不是会有更直接更明显的作用。后来我在1978年自己做了这么一个实验。做实验发现,哪怕是把一个外源物种的DNA,仅总的DNA,如同一团乱麻放进卵细胞,却观察到某些发育的受体受到了影响,出现了新的生物性状。这增加了我的信心。1979年,我想如果把一个基因转移进去岂不是更精准更好。但是那个时候,分子生物学刚刚兴起的时候,别说在中国,就在世界上克隆基因也没有几个,在中国更不可想象了。所以,我出国花了三年的时间去学习如何得到这个基因,学习基因克隆和基因操作技术等等。

  我1983年带着人生长因子的基因回国,就把这个基因放到鱼里面去试试,当时包括泥鳅、金鱼、鲤鱼等等,前前后后花了3年时间。结果有些鱼长得很快,没有想到真的是这样的效果,那个时候非常兴奋,当时很多媒体报道这个事儿。但这毕竟是借用的人的基因,不适合实用性研究,我们实验室借用这个基因的研究工作到此为止了。

  接着想,假如把一个鱼关于生长的基因拿出来放到另外一种鱼里面去,因为都是鱼自身的基因,不是其他的物种或者细菌的基因,老百姓应该容易接受,所以我们就想到把草鱼的生长基因拿出来,因为草鱼一般来讲个体大,长得快。把草鱼的生长基因拿出来,当然经过一些启动元件的改造,草鱼的生长基因加上黄河鲤鱼自身的启动元件后转移到黄河鲤的卵子里面去,经过不断的筛选,就得到了我们今天看到的“转全鱼生长基因”的黄河鲤鱼。

  为什么用黄河鲤鱼?因为中国四大名鱼,黄河鲤鱼是其中之一。这个鱼的确非常健壮,转了基因以后,长得非常快。现在的结果是这样的,在同样的养殖下,它的增长速度比对照的普通黄河鲤鱼增长速度快80%甚至快100%,而“转全鱼生长基因”的黄河鲤鱼只需养一年就可达到上市规格(对照黄河鲤鱼需要两年养成上市)。渔民知道,养鱼的风险非常大,鱼在塘里面,说不定因为气侯、溶氧等等的变化,第二天鱼全部漂起来,终年劳动和成本投入顷刻化为乌有。

  一般,在黄河一带,包括湖南、湖北、长江中下游,一般鱼要养两年到三年才可以上市,养到两斤大。现在这条鱼两岁半(编者注:指活动现场展示的转基因黄河鲤鱼),可能在8斤到10斤左右。大家不一定对鱼的大小和重量有概念,看起来不大,但是称起来有份量。

  一个渔民要养两年,现在养一年或者半年即可,他的时间和劳动节省了一倍,养这条鱼的饲料报酬效率提高了18%,也就是说生产同样体重的鱼可节省18%的饲料成本。

  一般这么大的鲤鱼,肚子里面有大量的的鱼卵或者鱼白(精巢),打开这条鱼如果的话,它的性腺器官反倒缩小了。因为生长激素蛋白也有生殖发育方面的功能,不过是抑制性的,性腺的比重减少了,所以这条鱼可吃的部分增加了。它把吃进去的东西更多地用于身体的增长,节约了用于性腺生长的饲料。

  还有一个,它的游泳速度变慢,这个鱼显得很笨重。我们构建了一个100亩的封闭鱼池,像一个小湖泊一样进行五年的生态评估实验,模拟自然水体生态系统,投放了当地所有的各种鱼,还有很多生物,如河蚌、螺蛳、各种水草等等,每三个月取一次样品,分析水质和生物种群的变化,最后发现投进去的转基因鱼越来越少,不明白道理。后来才知道,它的生存能力下降了,逃避敌害的能力以及繁殖能力都下降了。

  我们还做了一个事情,和湖南师范大学合作,把他们研发的一种四倍体的鲤鱼和这条鱼杂交生产三倍体的转全鱼生长基因鲤鱼,这种三倍体的鱼长多长时间性腺也不发育,没有成熟的精子和卵子,所以这个鱼放到水里面根本不能繁殖,死了也就死了。所以它可用于防范生态风险。

  养鱼的师傅深有体会地说,如果政府批准让养这种鱼,我想养鱼的人就不会养别的鲤鱼了。养这种鲤鱼,两年的活儿一年就干完了。

  我想把这个工作做了简单的介绍,大家问了很多的问题。

  第一个,为什么这么好的鱼没有推广和生产?主要原因还是怪我们自己。自己在后续过程当中没有经验,没跟上。这个事情出来以后,那是1984年,我进修时的一位导师问我申请了专利没有,我不仅没有申请,当时连专利的概念都没有。

  第二个,三文鱼研发出来后就有一个公司接手过去进行后续的转化和市场开发。好像是在2000年,培育转基因三文鱼的AquaBounty Technologies公司第一任总裁Elliot Entis先生专程从美国波士顿到武汉找我们,探讨推动转基因鱼上市的事情,他是一个公司老板,而我们还锁在实验室。中国的创新假如说没有企业界接上去,仅靠实验室的研究人员从头到尾全链条做下去还是不行的。所以,我们在产业化方面做得慢也不能怨天尤人,怪自己,没有这个意识。

  第三点,我想谈一点感想,我们的科普宣讲,包括对政府的宣讲和对民众的宣传都很不够,我们社会的接受程度与美国还是有差距的。三年前美国转基因三文鱼通过了食品和生态安全评估,举行了听证会等都做完了,好像就等着发布了,但突然没有消息了,包括这个公司的人都感觉没戏了。实际上美国国内也有不同意的意见,FDA没有马上动作,而是两年多后突然一下就发布出来准许上市。美国政府FDA心里有数,这是一项科学成果,它营养上等同于非转基因鱼,没有毒;生产上有安全防护,不会跑到自然水体,即使跑出去也不繁殖,不造成使整个生态系统的破坏。FDA一句科学评估有足够的底气。但这个事情在我们这儿就相当困难了。

  尽管美国到现在也有个别的超市宣传这个转基因三文鱼不上市,部分民众和团体也有这样的意见。但是从整个社会的反映还是平静的,接受的,反映整个社会民众科学素养还是比较高,有相当的宽容度。也是怪我们自己,为什么不好好去做宣传,这个东西出来30年还在实验室里面,应该跟媒体去分享,跟公众去解释。我也做过一些科普讲过一些,但是觉得这个讲的毕竟是人单力薄,讲了没有人信。不像黄大P老师那样始终如一,不仅自己做研究,而且向公众把科学的东西讲清楚。所以,回想起来这个事情已经到时候了,媒体的声音应该基于科学的报道把它推出来。

  一个人当说这个东西不行的时候,有危险的时候,听着宁可信其有,不可信其无,转基因鱼的研究的方方面面可以说做得很深入了,从我自身来讲,要吸取教训,第一,要跟企业打交道,把这个交出去让他们去做。第二个,多跟政府打交道,多去交涉。第三,多跟媒体打交道,把科学的道理交给媒体,准确地传播给大众。

(XYS20151211)

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