基因工程的应用方面及优势
工程菌在环境工程中应用
利用基因工程技术可以将繁殖速度快和具有和超强分解能力的两种 细菌进行重组,从而生产出能快速分解污染物的超级菌,来治理环境。 例如美国GE公司构造成功具有巨大分解能力的工程菌,用于清除石 油污染,并获专利。 刚才介绍的只是基因工程技术在一部分领域上的应用,在很多其他 的领域中基因工程技术也有广泛的应用,课堂上就不一一讲述了。我 们可以看到基因工程技术有巨大的应用前景,因此21世纪生物产业将 是一个巨大的产业,有识之士呼吁21世纪有两个支柱性产业信息产业 和生物产业,我国已经失掉了信息产业的发展机遇,并为此付出了很 大的代价,我们不能再失掉生物产业了,否则我们还要付出更大的代 价,幸运的是我国在这方面起步并不低,技术方面,我国争取到人类 基因组测序的1%的任务,虽然只有百分之一,我们理所当然的享有 百分之百的数据、信息和技术,而且有相关事务的发言权,而且利用 这百分之一的机会,我们国家仅仅用了一年多一点的时间,从技术上 就走过了其他国家近十年的的历程,可以说我国的技术水平已经迅速 赶上了发达国家,这是技术,资源方面我国有丰富的物种资源,这是 任何其他国家所不能比的,因此我们相信只要我们年轻的一代努力, 勇于大胆和创新,我国完全有能力再这个方面处于领先的地位。
基因工程的优势
基因工程是在分子水平上进行操作,最终是为了创造出人们所需要 的新品种,因而它可以突破物种间的遗传障碍,大跨度的超越物种间 的不亲和性。比如在基因工程中最常使用的大肠杆菌,它是一种原核 生物,但它却能大量表达来自于人类的某些基因。例如各种人的多肽 生长因子基因就可用大肠杆菌来生产。如果用常规的育种技术来做同 一项工作,那么成功的机会应为零。因此,科学家们可以利用基因工 程实现人类的各种物种改良的愿望。 因为现在生活在地球上的各种生 物都是经过长期的生物进化演变而来,虽然不能说它们都很能适应现 在的生态环境,但至少可以说它们基本上都能适应当前的生态环境。 这也就是说,每种生物体内或细胞内都处于精巧的调节控制和平衡之 中。当用基因工程方法引入一段外源基因片段后,原有的平衡可能被 打破,有可能导致细胞内的生物学功能发生紊乱,最后有可能导致细 胞生长缓慢乃至细胞死亡。很显然,开展基因工程研究的目的既要使 细胞象往常一样正常生长,又要使细胞产生甚至大量产生人类所需要 的外源基因表达产物。
基因工程的应用
• 基因工程在种植养殖医疗保健和环境保护方面有 广泛得应用,首先在农业方面我国得转基因植物 是借助863计划迅速发展起来的,主要集中在品 种的改良如抗虫抗逆等等,目前以上市的转基因 农作物有抗除草剂基因大豆、抗虫基因玉米、抗 病毒基因油菜、抗病毒土豆、还有我们刚才讲到 的转抗虫基因棉花,目前种植面积最大的是转基 因大豆和棉花最为多见。基因工程带来的另外一 个负面影响也使人们感到忧虑,那就是基因武器.
医疗方面应用
基因工程在医疗方面的贡献主要是生产基因工程药物和 基因治疗,基因工程药物是利用基因工程技术生产的药物, 很多种珍贵得药物都是用这种办法生产的,这里只是列出 了一小部分,其中胰岛素是最早应用的基因工程药物,转 基因疫苗是目前应用最广泛。可以说基因工程制药现在还 是方兴未艾,将来必将是大有前途可为 现在科学研究发 现除了一些常见遗传病以外,其他的如肿瘤、糖尿病、心 脑血管疾病和老年痴呆肥胖等疾病也是和基因的错误表达 或错误调控有关的。要想根治这些疾病还是要从基因水平 上进行治疗。也就是基因治疗,基因治疗是用正常的基因 纠正错误的基因或者补偿缺失的基因从而治愈疾病的方法。 基因治疗将会再医学方面开辟崭新的领域,尤其是随着人 类基因组计划的完成和功能基因组计划的开展,很多现在 尚无有效治疗手段的疾病渴望通过基因治疗的方法治愈。
小鼠试验
转基因动物的研究也是如火如荼,首先是在小鼠获 得成功,现在研究集中在家禽家畜的品种改良方面,以期 获得快速生长、品质优良的家禽和家畜,还可以利用转基 因动物来生产药物和观赏,首个成功的转基因动物:小鼠 转入了大鼠得生长激素基因,结果个头比一般得要大一倍 多,转基因瘦肉型猪和高产的奶牛快速生长的鱼也已进入 实用阶段,除了品种改良以外,转基因动物也可以用来代 替发酵罐生产珍贵的蛋白质,原理就是使外源基因在乳腺 细胞中表达,再从乳汁中提取所需要的蛋白质,例如一头 绵羊一年可相当于一个一吨的发酵罐,还不需要水、电和 一仪器设备等等。
军事领域应用
正如许多其他高技术成果很快的被应用于军事领域一样,基因工程刚一问 世,一些军事大国便置《禁止生物武器公约》于不顾,竞相投入大量经费和 人力研究基因武器。所谓基因武器,就是采用某因工程技术,制造出的新一 代的病毒和致病菌。一些具有强传染性并且致命的细菌或病毒如霍乱、鼠疫 和结核以及天花等都可能成为基因武器的首选材料,在此基础上再经过基因 工程的改造,将生产杀伤力更大、抵抗力更大、传染性更强、使现在的侦检 消防治等方法几乎全部失效的新型基因武器。据国外报刊披露,美国政府1年 用于生物武器的研究经费约为20亿美元。马里兰州的美国军事医学研究所实 际上就是基因武器研究中心,据报道已经研究出了一些具有实战价值的基因 武器。俄罗斯也在研制将眼镜蛇的蛇毒基因和流感病毒的基因重组,形成新 流感病毒。如果有人感染了这种病毒,就不单纯是感冒的问题了,携带的蛇 毒基因就会要了人的命。更加恐怖的是,随着人类基因组计划的完成,一些 国家利用研究成果,又试图制造针对某个种族的种族武器。据英国报刊披 露.以色列军方正在研制一种专门对付阿拉伯人的基因武器,如果这种武器 研究成功,它将杀人与无形。然而,值得宽慰的是,情报机构和军方的科学 家一致认为,这种武器在短期内还不会变为现实,迄今为止,人们还没有掌 握能对病毒或细菌进行处理,使其能够区分不同人种的技术。因此对于“非 典”是专门针对华人的基因武器的说法,现在普遍认为是言过其实了。但是 假如随着生物科学技术的进步,人们不仅仅破译了人类的基因组,而且也洞 悉了“生命秘诀”的全部细节之后,那么在人们生活得到极大改善的同时, 基因武器的恶梦也就可能悄悄变为现实。