[编者按] 不久前,赵紫阳总理指出,希望研究西方所谓的“新的产业革命”和我国现代化建设的关系。赵总理指出“这个所谓新的产业革命,不管叫第四次工业革命也好,叫第三次浪潮也好,他们都认为,西方国家在二十世纪五、六十年代达到高度工业化以后,现在要从工业社会转入信息社会,或叫知识社会,智力社会。不管他们说得确切不确切,或者他们还有别的什么目的,但从另一个角度看,我们却可以得到这样一种信息:在本世纪末,下世纪初,或者几十年内,将会有这么一个新情况,现在已经突破和将要突破的新技术,运用于生产,运用于社会,将带来社会生产力新的飞跃,相应会带来社会生活的新的变化。这个动向值得重视,需要认真加以研究,并且根据我们的实际情况,确定我们在十年,二十年的长远规划中,应当采取的经济战略和技术政策。”
为了贯彻赵总理的讲话精神,本刊与上海科学学研究所于1983年11月15日邀请中科院上海生物化学研究所、细胞所、植生所,复旦大学遗传所,上海农科院的部分专家、科研人员就生物技术开发(遗传工程、细胞工程、组织培养和其他生物技术)如何结合我们的国情,合理使用力量,提高经济效益,如何赶超国外先进水卒等问题进行座谈。座谈会由《Betway必威在线登录 》主编,上海科学学研究所副所长夏禹龙同志主持。
现将座谈会发言摘要刊出,以期引起讨论。我们热烈欢迎我国生物界同行以及对这方面感兴趣的同志来稿参加讨论。
夏禹龙:中国这样一个古老国家,农业有几千年历史,有自己合理的生态系统,合理的生态系统同先进的生物技术相结合,可以赶上发达国家。刚才传达了赵总理关于研究西方所谓“新的产业革命”的讲话精神,这个座谈会从某种意义上讲是对策的一部分,是就生物技术(包括基因工程、细胞工程,发酵工程,酶工程,还有细胞融合等等)的应用前景进行讨论。从目前看来较成功的是干扰素制取。当然尖端的技术我们要搞,上海是生物基地,要了解、跟上先进水平,但也不能把主要力量都放在50年后见效益的技术上,究竟力量如何安排,力量使在何处,这些问题请各位专家发表意见。
叶敏(中科院上海细胞所):生物工程现在国内外都公认为是一个发展方向,它包括遗传工程,发酵工程,酶工程,细胞工程。发酵、微生物工程早已进入工业生产规模,目前世界上已有其产品,而细胞工程目前则还处于实验阶段。细胞工程所包括的范围目前还无定论,它是用遗传工程,分子生物学的方法改变细胞的性状。现在在讨论生物工程规划时,我们认为要把一个工程与另外一个工程截然分开,比如遗传工程和基因工程,是很困难的。我们主要是搞动物细胞的。目前淋巴细胞杂交瘤,单克隆抗体是大家都较熟悉的。细胞牵交,顾名思义就是把两种细胞融合在一起,淋巴细胞能产生抗体,瘤细胞则能在体外大量繁殖,两者杂交构成淋巴细胞杂交瘤,它既能大量分泌所需抗体,又能在体外大量繁殖。这是目前最有希望的生物技术目标。单克隆抗体自1975年建立以来,发展很快。单抗是一种非常灵敏的测试手段,不仅在免疫学,医学方面,而且在农业、畜牧业和化学等方面都获得广泛应用。我们国家是1980年开展这项工作,各大学、研究所纷纷开展研制工作,如农科院对番茄病毒的防治,就是用单抗作早期诊断,仅此一项就可减少损失几千万元,再如对马的传染性贫血,烟草花叶病毒的防治等方面,单抗都有很强的经济效益。在肿瘤防治方面,在单抗上接个药物,能专一攻击癌细胞,弥补了化疗的不足。目前世界上已有上百家单抗公司,规模大小不一,已有几十种单抗问世,有些已商品化,有些还未商品化。我觉得,如果要开展细胞工程研究,上述的淋巴细胞杂交瘤和单抗从世界范围来讲,都是很值得注意的动向,国家在这方面要花钱,大力发展。生物工程依我看,目前恐怕还是一个投资开发阶段,要到赚钱还得有一段时间。因此在生物工程要取得巨大经济效益,我看要到1990年后。虽然如此,一些国家如日本,仍然不放松,肯花钱,即使赔本也在所不惜,因为这一技术有巨大的发展前途。从目前来看,在细胞工程范围内已达到工业规模并能看到前景的还只有单克隆抗体。
葛扣林(复旦大学遗传研究所):我觉得,现在讨论对策这一问题是很适时的,对于这样一个重大的长期的带战略性的问题,两个方面都需要齐头并进,等量齐观。我们一方面要注意科学前沿,尖端科学,另一方面对实际联系较密切的也不可忽视。即分子水平,细胞水平,个体水平要一起搞。现在DNA重组技术比较热门,在我们国家干扰素也取得了一些成果。
植生所在外源DNA表达方面做了一些工作,我们复旦与南汇农科所搞了籼稻品种2439,取得一些成果。再如人参,人工培养的人参的有效成分少,我们知道人参种植的条件非常苛刻,要在丘陵地带,封闭的森林中,加上一定的温度,湿度,种一次得20年,这一片林子就不能种其他东西了。人工培养,但有效成分低,这中间可能是代谢的某个环节打断了,日本有一研究所就研究我们的中草药,对外称细胞融合研究,实际搞次代谢研究,这里采用了许多技术,诱变是重点的一条。
周光宇先生(注:中科院上海生化所)的工作我们很重视,周先生认为,基因拼接是项新技术,很确切的基因拼接,在高等植物中进展得很慢,不知道哪一年?再如建立基因库,我们至少在植物方面未能达到这样步,现在就能把基因从基因库中调出来。调出来后进入细胞也是问题,用什么载体,用自植体也并不容易啊。总起来说,先进的东西,当然要搞,当然个体水平的也要搞。一个是很精密的,如基因工程,另一是不精密的,个体水平的。数学里有模糊数学,这是模糊生物学。
领导在决策时要兼顾,我觉得最主要的是预见性问题,正如1983年诺贝尔医学奖得者麦克林托克所说的,我只要看准了,就一往直前,只要实验本身无懈可击结论就正确。若实验本身有问题,那结论就成问题了。因此,预见性要建筑在准确性,科学性基础上。在开发生物技术方面,尤其要这样。
杨乃博(中科院上海植物生理研究所):我们主要是从事植物试管苗的研究,生物遗传工程我是望而生畏的,因为这不是一下子能搞出来的,要经过几代人的努力。有人设想,是否能把基因、DNA放进去满足性状,但这在高等植物里还有一系列问题,如DNA的基因识别,你怎么知道所需的基因在何处?第二,基因如何取出来;第三,基因拿出后如何放到其他高等植物上去,这就有一个载体问题,这是一个伤脑筋的问题;就是进去后还得待得下去,即使这些难关都过了,还有一个表达问题。这些都是基础问题,也不是一、二个人,一、二年能解决的,若要成为得心应手很有效的工具,则需几代人的时间。
当然不否认在生物工程中某些具体的个别方面会有突破,但不能作为常规手段。所以有人认为,若要发展农业生产,绝对离不开常规的有性杂交。这是很有道理的。现在我还认为,花粉培养、试管培养,体细胞杂交,这些只能作为辅助手段,不能作为主体。若我们大规模转向这些方面,我们就会犯战略性错误。就拿已经具有某些实用价值的试管培养来说,其局限性仍是相当大。有些搞科研的同志为了强调自己工作的重要性,而忽略存在的问题。譬如试管苗的成本,手续繁杂,普遍性欠缺,在这一种种系上能做出但不能在所有种系上做出;张三能做出的李四接过来做不一定能做得出。
当然试管苗工作是要做的,除了应用方面的工作,还有许多基础工作要做。植物组织培养工作可以看到能在生产上发挥作用的,一是花药培养;二是试管培养。我国在这方面也是有些成绩的。但花药培养要在科学上看到成果,还远不如有性杂交。
要使设想变为现实,路还很长,我觉得不能放弃现有手段;但也不能因为要花费几代人时间而不干。基因工程虽在植物方面较渺茫,但只要一系列问题能得以解决,开发是值得的。
邹高治(复旦太学遗传研究所):任何一项有价值的新技术、革新最终必将要转移到工农业生产上。近30年来我们农业生产上已有过二个高潮:一是杂种优势雄性不育的利用;二是大麦小麦高粱等的矮秆性状的利用;看来第三次高潮是否轮到遗传工程?植物遗传工程现在很热门,它包括二方面,一是植物的基因工程,一是植物的细胞工程。细胞工程的内容很广泛,比较通用的是细胞杂交。无性系(即单克隆),染色体工程都包括在细胞工程里。
以往,我们有随风跑的倾向,是不是能东南西北风都吹一点,在进行核质水平时不要把个体水平丢了。在个体水平上,依我的看法是很有希望的。植物的基因工程不是一朝一夕的事,我们所里基因工程的目标是通过基因搞出抗白叶枯萎病的品种。第一步要建立抗该病毒的基因库,第二要从成千上万种基因中调出一只抗枯萎病的基因,这好比是大海捞针:第三测定后用免疫抗体技术提取出mRNA,制成探针,而后用探针从基因库中去调枯萎病基因,接下去还有繁殖问题,繁殖后还有如何进入到植物体中的问题。这以后再将原生质体培养成植株。这四步,一步搞十年,就得四十年,这在我看来,已经是最快的了。要见效于农业,我们四、五十岁的人恐怕是不行了。
在从事分子水平,基因水平的工作时不能把个体水平丢了,好比有了导弹,原子弹,不能把手榴弹,机关枪、手枪等常规武器丢掉。突出了分子水平,忽略了其他,这是不行的。
事实上在个体水平上,细胞水平上见效要比分子水平来得快。
现代分子遗传学的崛起无疑是近代整个生物学的重大事件之一。DNA是遗传工程的载体,是遗传物质,这些都是建立在科学基础上的。在高等植物中也有许多事可做,如大家熟悉的米丘林的梨苹果,恐难令人信服,现在很多人认为这里面很可能是注入了DNA,苹果具有了梨的性状。这是个体水平的。
对某一技术不能当裁判,球赛中的裁判不好当,科研上的裁判就更难当。需要发挥各自的优势,为四化服务。
李文裕(中科院上海细胞所):我是研究癌细胞基因结构的。基因工程技术是在生物科学中从许多遗传物质研究理论基础上发展起来的一门新技术。当然它并不排斥亚细胞水平,细胞水平,甚至个体水平,但它着重是分子水平。
基因工程的技术是在七十年代后期才真正建立起来,经历时间短现已初见成效。现已能生产一些有目标的单个基因的产物,为什么不能进一步发展呢?因为有些基础理论研究工作,如对一种生物体内所有的基因组复合体的组织性能未完全研究清楚,这就限制了它的应用。而单个基因就较容易分离,或用它来进行一些生产,从理论上讲基本上已经解决了,具体的还有些定量工作。如要生产干扰素(无论是人的或动物的),此基因是能分离出来的,通过基因工程的技术它可以整合到细菌里,在细菌里获得表达,这些条件满足,就可进入生产。
单个基因目前之所以不能进一步扩大,牵涉到一些基础理论研究,这是对于整个遗传体系各种基因的研究。如固氮基因,它并非是单个基因,而是基因群,这就更困难一些,它本身的几个基因就有一个表达和互相制约问题,因此我们在开发遗传工程,考虑生产方面进一步应用时,很重要的一点是要加强基础研究。
国内开了不少遗传工程学术交流会,遗传工程技术的应用,我觉得这是一个需要投资、加强的问题,这是很有希望的。因为考虑到将来对生物的应用是各种品系的问题,或者我们要利用生物的某些性状,这些性状取决于它们的基因组上,若要改变,还得经过基因工程办法。只要把遗传物质的相互关系弄清楚了,就能取得更大自由,创造新种。当然并不是说在现实情况下,要排斥其他水平上的研究,虽然基因工程很有可能取代这些。如胰岛素,用基因工程方法产生出来的当然要比从猪里提取出来的成本低。有些东西学术上是先进的,经济效益并不明显,这里有一些基础条件,成本要降下来。
周光宇先生的工作正如童老(童第周)的工作一样。如果能知悉哪几个基因能决定某个性状,并能分离这些基因,将其放入DNA中,得到表达那就高明得多,结论就是无懈可击的了。但如不知,用整个放进去也无可非议,现在只知道,转进去的DNA中有这种性状。但从科学角度,要求确定性,加入那么多DNA,可能起一些非专一性的相互干扰作用。
另外我们知道当前在癌细胞中通过遗传工程的一些技术,知道了癌细胞里确有癌基因。最近一、两年国外特别活跃,前景诱人。希望通过此对癌变的本质有一个起码的了解,至少知道某个基因确发生突变,因而引起正常细胞蜕变,这就能为今后的防治打下基础。
翁坚(中科院上海生化所):近年,尤其自八O年第一个基因分离以来,高等植物的遗传工程不仅有可能,而且有一定的现实性。今年四月份USAA会议上宣布了将豆的基因不仅装入向日葵和烟草的细胞里,而且检测到了它的基因表达,这一成果发表在今年的GEN(基因工程)杂志上。这是世界上第一次明确地用分子生物学证明的,高等植物的基因从一物种转到另一物种,当然目前只是在细胞水平上。目前已分离出的高等植物基因,起码已达十位数,这并不是可望不可及的事情,而是进展很大。
从我们的工作来看,我们利用已有的高等植物中已做到的远源杂交的后代进行鉴定,是否有外源DNA进入。如棉花枯萎病是一个很值得重视的问题,全国有一个协作组,整整十年了。我们有十个抗病组筛选抗菌植株,78年以来我们年年做,六个有明显的抗病株。对照组筛选五年,却找不到一株真正的抗病植株。
我们的工作在国内有很大争论,但国外则有很大兴趣。因为植物本身的遗传背景相当差,工作相当困难。譬如说要想进行水稻的白枯叶病的抗菌基因工作,谈何容易。目前最大的难关是筛选,抗枯萎病可能是落实在某一个基因上,这个基因就叫抗枯萎病基因,但究竟是哪一个酶,它产生什么东西,都要自己做出来的确是很难的。但你说没有路吧,也有,这就需要你巧妙的设计,不断地逐步进逼,理论上问题解决了,但要做又会有具体困难。
不论怎样,我认为这一工作确实发展很快,应该抓,不断做。如Ti质粒,大家现在都知道很好,是一种很好的载体,但Ti自74年发现至今也有十年了,至今尚未全部弄清楚,但这并不妨碍我们如何进一步利用Ti质粒传递。这些工作不仅要看得早,而且要看得准。
如何结合我们的国情,先进的DNA重组技术我们当然要,没有这套,后面的工作无法做。当然在做的时候要注意各个层次,如分子水平、细胞水平、个体水平。各个学科各有所长,各方面可结合起来干。
(江世亮 毕东海整理)