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上一篇我們提到了基因垂直轉(zhuǎn)移，也就是遺傳的問(wèn)題。今天我們要探討一種新的基因轉(zhuǎn)移模式，那就是基因水平轉(zhuǎn)移。

大家一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)超級(jí)細(xì)菌吧，這種細(xì)菌可以抵抗目前市場(chǎng)上已有的幾乎所有抗生素，對(duì)其有抗藥性，讓很多藥物失去了作用，可以說(shuō)是具有極大的殺傷力。

比如2013年，英國(guó)的一種感染禽類(lèi)的超級(jí)細(xì)菌LA-MASA，就是這一案例，由于缺乏有效地藥物，它肆虐了很多地方，給各地造成了嚴(yán)重的影響。

而超級(jí)細(xì)菌，就是基因水平轉(zhuǎn)移的一個(gè)典型案例，它可以吸收很多其他菌類(lèi)的抗藥性基因，然后把自己打造成一個(gè)極為強(qiáng)大的細(xì)菌（細(xì)菌是一個(gè)很龐大的門(mén)類(lèi)，我們一把土壤里的細(xì)菌都有好幾千種以上）。

那這個(gè)基因水平轉(zhuǎn)移到底是怎么回事呢？

基因水平轉(zhuǎn)移

基因水平轉(zhuǎn)移 horizontal gene transfer, HGT，又稱(chēng)側(cè)向基因轉(zhuǎn)移（lateral gene transfer, LGT）是指差異生物個(gè)體或細(xì)胞之間遺傳物質(zhì)的傳遞。

這里的差異，和我們提到的遺傳不一樣，它不是親本和后代之間的轉(zhuǎn)移。這種差異，可以是同一個(gè)物種不同個(gè)體，也可以是不同物種之間的轉(zhuǎn)移。不依賴(lài)于親緣關(guān)系，可以說(shuō)是跨越了物種的界限，因此也更吸引人們的關(guān)注。

分類(lèi)：

我們根據(jù)是否有人的主動(dòng)參與，可以將其分為兩大類(lèi)：

1、天然基因水平轉(zhuǎn)移

2、人工基因水平轉(zhuǎn)移

一、天然的基因水平轉(zhuǎn)移

基因水平轉(zhuǎn)移，最早是在自然生物鐘發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)不少生物的基因組中，并不純粹是自己的成分，而是包含了其他物種的組成。他們彼此之間差異巨大，然而卻獲取了相應(yīng)的基因。

后來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)中存在的基因水平轉(zhuǎn)移。

通俗的講，就是一個(gè)生物把基因送給了另一個(gè)生物。它不需要親緣關(guān)系（比如雙親和后代）就丟過(guò)去了。

根據(jù)基因水平轉(zhuǎn)移的方式，我們可以簡(jiǎn)單的分為三大類(lèi)——

第一類(lèi)：需要兩個(gè)物種結(jié)合后傳遞遺傳物質(zhì)

如下圖所示，左邊的細(xì)胞和右邊的細(xì)胞粘合在一起，然后他們的細(xì)胞質(zhì)也可以溝通了。

于是一些遺傳物質(zhì)就從一個(gè)細(xì)胞跑到了另一個(gè)細(xì)胞里。

第二類(lèi)：需要借助媒介的辦法

這種情況下是指通過(guò)第三方的一些成分，比如病毒來(lái)實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移。

比如上圖，噬菌體是一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)細(xì)菌的病毒，而噬菌體可以將一個(gè)左邊細(xì)胞的基因傳遞地給另一個(gè)細(xì)胞。

說(shuō)起這個(gè)研究，還是在上世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)科學(xué)家在研究鼠傷寒沙門(mén)氏菌的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌之間會(huì)互通有無(wú)，比如一些缺陷的細(xì)菌竟然會(huì)獲得完整細(xì)菌的功能，其方式就是通過(guò)噬菌體去傳遞的。

第三種：不需要媒介，直接吸收

第三種是一種更加犀利的做法，他們可以直接吸收基因。常見(jiàn)的例子是通過(guò)質(zhì)粒。

質(zhì)粒是一種存在于細(xì)菌或者酵母菌中的環(huán)狀DNA，這些質(zhì)粒是獨(dú)立于生物的基因組，然后他們本身會(huì)發(fā)揮一些額外的作用，如有的質(zhì)?？梢岳脿I(yíng)養(yǎng)，如可以進(jìn)行固氮的質(zhì)粒，有的質(zhì)粒可以產(chǎn)生毒性，有的質(zhì)粒則可以產(chǎn)生抗生素等。

比如生物固氮的根瘤菌中，其固氮的部分成分就剛好位于質(zhì)粒上。

下圖是一個(gè)大腸桿菌的質(zhì)粒。

圖中藍(lán)色部分是大腸桿菌的DNA，而紅色小圈就是質(zhì)粒，它上面具有抗生素抗性的基因。

而細(xì)菌之間就可以彼此之間傳遞質(zhì)粒，從而把相應(yīng)的基因傳遞過(guò)去。

舉個(gè)例子：一個(gè)A細(xì)菌，可以直接把自己的抗性基因送給B細(xì)菌，然后B就獲得了。

這種屬于比較常見(jiàn)的，通過(guò)媒介的辦法(質(zhì)粒，病毒等）

更有牛逼的，連媒介都不用，直接送基因。

比如，大腸桿菌可以直接從環(huán)境中吸收DNA，然后整合到自己的身上，成為了一個(gè)新的大腸桿菌。

基因水平轉(zhuǎn)移，已經(jīng)被廣發(fā)的發(fā)現(xiàn)于自然界中，不僅僅是低等的生命如細(xì)菌病毒等，在一些高等生物中也被發(fā)現(xiàn)了。

比如，美國(guó)的甜菜花可以抗草甘膦這種除草劑，然后科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，過(guò)了一段時(shí)間，整個(gè)地方的植物，不少都也獲得了這種抗草甘膦的特性。

原來(lái)，這是因?yàn)榛ǚ鄣碾S風(fēng)擴(kuò)散或者被蜜蜂蝴蝶等傳播，使得其他植物也獲得了相應(yīng)的基因功能。

因此，基因水平轉(zhuǎn)移又被稱(chēng)作天然轉(zhuǎn)基因。

那么，既然有了天然的水平轉(zhuǎn)移，那就一定有人工的水平轉(zhuǎn)移，也就是轉(zhuǎn)基因。

二、轉(zhuǎn)基因——人工基因水平轉(zhuǎn)移

提到人工基因水平轉(zhuǎn)移，也許大家對(duì)此比較陌生，但是轉(zhuǎn)基因這三個(gè)字，大家一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)。

轉(zhuǎn)基因就是典型的人工基因水平轉(zhuǎn)移。

轉(zhuǎn)基因就是利用這種基因水平轉(zhuǎn)移的特性，人工的把一些其他生物的基因轉(zhuǎn)移到目的生物中。

比如著名的黃金大米就是這么來(lái)的。科學(xué)家們把來(lái)自玉米的基因轉(zhuǎn)移到了大米中進(jìn)行表達(dá)，形成了黃金大米。

下圖是普通大米和黃金大米的顆粒照片：

黃金大米的目的主要在于補(bǔ)充食物中維生素A。維生素A的缺乏會(huì)導(dǎo)致失明和免疫水平的低下。而β胡蘿卜素在人體中可以轉(zhuǎn)化為預(yù)成維生素A，在黃金大米中，β胡蘿卜素含量非常高，可以滿(mǎn)足50%的兒童日常所需維生素A。

除了營(yíng)養(yǎng)方面，還有其他方面的，比如對(duì)于植物抗蟲(chóng)性的改變，如著名的抗蟲(chóng)棉，就是轉(zhuǎn)進(jìn)了一種來(lái)自細(xì)菌的、可以專(zhuān)門(mén)破壞棉鈴蟲(chóng)消化道的Bt殺蟲(chóng)蛋白，從而對(duì)棉花的種植具有較大意義。

盡管對(duì)于轉(zhuǎn)基因的爭(zhēng)議很大，事實(shí)上，大部分的食物其實(shí)不是轉(zhuǎn)基因的，根據(jù)國(guó)家批準(zhǔn)，目前我們市場(chǎng)上的轉(zhuǎn)基因分為三種類(lèi)型：允許種植2種，允許進(jìn)口5種和已淘汰2種。

——第一種是農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)在中國(guó)種植的轉(zhuǎn)基因作物——

目前只有兩種：棉花和番木瓜。

已完成審批，未進(jìn)入商業(yè)化種植，正在實(shí)驗(yàn)狀態(tài)的有兩種：水稻，玉米。

——第二種：批準(zhǔn)進(jìn)口用作加工原料的轉(zhuǎn)基因作物——

目前有以下幾種：大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。

——第三種：被淘汰的轉(zhuǎn)基因作物：甜椒、番茄——

兩者曾經(jīng)在中國(guó)種植，現(xiàn)在已經(jīng)淘汰。

后記

通過(guò)上述的內(nèi)容，相信大家對(duì)基因水平轉(zhuǎn)移有所了解了，基因水平轉(zhuǎn)移分為天然的和人工的，天然的基因水平轉(zhuǎn)移可以通過(guò)細(xì)胞結(jié)合、媒介物質(zhì)或者直接吸收的辦法實(shí)現(xiàn)。而人工的基因水平轉(zhuǎn)移，就是我們常見(jiàn)的轉(zhuǎn)基因。