基因工程已經成為生物科學不可或缺的壹部分,也是壹門充滿無限遐想的科學。自從人類基因組被解開後,長生不老的古老傳說再次流行起來。雖然目前的基因技術還不能讓妳真的長生不老,但是基因治療等技術的出現讓人們看到了基因工程的生命力。本文從環境保護和軍事兩個方面論述了基因工程的應用。
目前,世界上許多國家都把生物技術、信息技術和新材料技術作為最重要的三大技術,而生物技術又可分為傳統生物技術、工業發酵技術和現代生物技術。
現在人們常說生物技術其實就是現代生物技術。現代生物技術包括五大工程技術:基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程。其中,基因工程技術是現代生物技術的核心技術。基因工程的核心技術是DNA重組技術,即基因克隆技術。既然基因工程這麽重要,那麽什麽是基因工程呢?
基因工程是指在體外將核酸分子插入到病毒、質粒或其他載體分子中,形成壹種新的遺傳物質組合,可以整合到過去沒有這種分子的宿主細胞中,並能持續穩定地增殖。根據這壹概念,人們可以從壹種生物的基因中提取有用的基因片段,植入另壹種生物體內,使該生物獲得壹些新的遺傳性狀。從而獲得所需的新的生物變異。基因工程的應用可以加速生物的變異,使其朝著有利於人類的方向發展。而且基因工程是分子層面的操作,所以可以跨物種操作。它大大改進了傳統的只有同種生物才能雜交,不能控制變異方向的方法。例如,傳統的水稻栽培方法是將許多不同的水稻雜交。然後把種子全部培育成水稻,再選出優良品種。但是這種方法不僅工作量大,而且效果也不是很好。根據DNA重組原理,某些隱性性狀只能以大約1/4的概率表現出來。這做了很多無用功。然而,通過使用基因工程,我們只需要從不同的水稻中提取需要表達的性狀的核苷酸組合,並移植到另壹種水稻中。可以表達。這樣做,大大節省了工程周期,也提高了基因表達的準確性。此外,不同物種的生物壹般無法交配。比如魚和牛不能交配生下下壹代。但是,有了基因工程,我們可以把魚的壹些基因移植到牛的受精卵上,或者把牛的基因移植到魚的受精卵上,進行培育。有可能產生兼具牛和魚特征的新物種。雖然基因工程有這麽多好處,但並不意味著它可以被濫用。因為每壹個生物都可以通過優勝劣汰的自然選擇來適應自己的生存環境。如果移植外來基因,可能會打亂其體內細胞的平衡,導致細胞快速老化甚至死亡。顯然,基因工程應該正確處理細胞的相容性。
那麽,基因工程有哪些應用呢?
壹:在生產領域,人們可以利用基因技術生產轉基因食品。例如,科學家可以將控制豬體內肉類生長的基因植入雞體內,使雞獲得快速增重的能力。但由於其高科技含量,害怕食用轉基因食品中的外源基因會改變人的基因性狀,比如吃轉基因豬肉會變得活躍,喝轉基因牛奶容易導致半乳糖恐懼癥等等。華中農業大學張啟發院士說:“轉基因技術為作物改良提供了新的手段,但也帶來了潛在的風險。基因技術本身可以進行精準的分析評估,從而有效規避風險。轉基因技術的風險評估應參考傳統技術。科學規範的管理可以為轉基因技術的使用提供保障。生命科學基礎知識的科普和公眾教育非常重要。& ltBR >;& ltBR & gt
第二,軍事應用。生物武器已經使用了很長時間。細菌和毒氣使人變得蒼白。然而,現在傳說中的基因武器更加可怕。基因武器只對有某種基因的人(比如某個種族)有殺傷力,對其他種族的人沒有影響。這種武器的使用無疑會讓被基因武器攻擊的種族面臨滅絕。
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第三,在環保方面,我們也可以使用基因武器。我們可以針對壹些破壞生態平衡的動植物,研發特殊的基因藥物,既能高效殺滅,又能節約成本。比如壹個基因產品,如果能在高校殺死,每年就能省幾十億。
& ltP & gt科學是壹把雙刃劍。基因工程也不例外。我們應該充分發揮基因工程造福人類的作用,遏制其危害。
第四,醫療
隨著人類對基因研究的深入,發現很多疾病都是由基因結構和功能的改變引起的。科學家不僅會發現缺陷基因,還會掌握如何診斷、修復、治療和預防,這是生物技術發展的前沿。這壹成果將給人類健康和生活帶來不可估量的好處。& ltBR & gt所謂基因治療,是指利用基因工程技術,將正常基因轉入疾病患者的細胞內,替換患病基因,從而表達缺失的產物,或者通過關閉或減少異常表達的基因,達到治療某些遺傳性疾病的目的。目前已發現6500多種遺傳病,其中約3000種由單基因缺陷引起。因此,遺傳病是基因治療的主要對象。& ltBR & gt1990在美國進行了第壹次基因治療。當時,兩個4歲和9歲的女孩由於體內缺乏腺苷脫氨酶,患上了嚴重的聯合免疫缺陷。科學家對它們進行了基因治療,並取得了成功。這項開創性的工作標誌著基因治療從實驗研究向臨床實驗的過渡。1991年,我國首例血友病B基因治療臨床試驗也獲得成功。& ltBR & gt
基因治療的最新進展是基因槍技術即將用於基因治療。該方法是通過改良的基因槍技術將特定的DNA導入小鼠的肌肉、肝臟、脾臟、腸道和皮膚中,並獲得成功表達。這壹成功預示著未來人們可能利用基因槍將藥物輸送到人體特定部位,而不是傳統的疫苗接種,利用基因槍技術治療遺傳性疾病。& ltBR & gt
目前,科學家正在研究胎兒基因療法。如果目前的實驗療效得到進壹步證實,就有可能將胎兒基因治療擴展到其他遺傳病,從而阻止遺傳病新生兒的出生,從根本上提高後代的健康水平。& lt/P & gt;
動詞 (verb的縮寫)基因工程藥物的研究
& ltP & gt基因工程藥物是重組DNA的表達產物。從廣義上講,任何在藥物生產過程中涉及到基因工程的東西都可以成為基因工程藥物。這壹領域的研究具有非常誘人的前景。& ltBR & gt
基因工程藥物的研發已經從胰島素、人生長激素、促紅細胞生成素等蛋白質藥物的分子蛋白,轉向尋找更小分子的蛋白質藥物。這是因為蛋白質的分子壹般比較大,不容易穿過細胞膜,從而影響其藥理作用,而小分子藥物在這方面優勢明顯。另壹方面,治療疾病的思路拓寬了,從單純的藥物治療,發展到利用基因工程技術或基因本身作為治療手段。& ltBR & gt
現在,還有壹個問題需要大家註意,就是很多過去被攻克的傳染病,因為細菌的耐藥性而卷土重來。其中最值得註意的是肺結核。根據世界衛生組織,已經出現了全球性的結核病危機。原本即將被消滅的結核病又死灰復燃,出現了多種耐藥結核病。據統計,每年有6543.8+0.722億人感染結核病。BR & gt900萬新增結核病患者中,約300萬人死於結核病,相當於每10秒就有壹人死於結核病。科學家還指出,未來數百人感染細菌性疾病將無藥可治,同時病毒性疾病越來越多,防不勝防。然而與此同時,科學家們也在探索應對的方法。他們在人體、昆蟲和植物種子中發現了壹些小分子抗菌肽。它們的分子量不到4000,只有30多個氨基酸。它們具有強大的殺滅病原微生物的生命力,能殺滅細菌、病菌、真菌等病原微生物,有可能成為新壹代“超級抗生素”。除了用它來開發新的抗生素,這種小分子肽還可以用於農業,培育抗病作物的新品種。& lt/P & gt;
& ltP & gt& ltSTRONG & gt
第六,加快培育農作物新品種
& ltP & gt科學家在利用基因工程技術改良作物方面取得了巨大進展,壹場新的綠色革命即將到來。這場新的綠色革命的壹個顯著特征是生物技術、農業、食品和醫藥行業將融合在壹起。& ltBR & gt
上世紀五六十年代,由於雜交品種的普及,化肥使用量的增加,灌溉面積的擴大,農作物產量翻了壹番,也就是大家所說的“綠色革命”。然而,壹些研究人員認為,這些方法很難進壹步大幅提高作物產量。& ltBR & gt
基因技術的突破使科學家能夠以傳統育種專家無法想象的方式改良作物。比如基因技術可以讓作物自己釋放農藥,可以在旱地或者鹽堿地種植作物,或者生產出更有營養的食物。科學家們仍在開發可以生產疫苗的作物和可以預防疾病的食品。& ltBR & gt基因技術也大大縮短了開發新作物品種的時間。用傳統的育種方法,培育壹個新的植物品種需要七八年的時間。基因工程技術使研究人員能夠將任何基因註入植物,培育出壹種全新的農作物品種,時間縮短了壹半。& ltBR & gt
雖然第壹批基因工程作物品種五年前才進入市場,但今年美國種植的玉米、大豆和棉花中,有壹半將使用基因工程培育的種子。預計未來5年,美國轉基因農產品和食品的市場規模將從今年的40億美元擴大到200億美元,20年後達到750億美元。壹些專家預測,“到下世紀初,很可能美國的每壹種食物都會含有壹點基因工程。”& ltBR & gt
盡管很多人,尤其是歐洲國家的消費者對轉基因農產品心存疑慮,但專家指出,通過基因工程改良農作物勢在必行。這主要是因為全球人口的壓力越來越大。專家估計,未來40年,全球人口將比現在增加壹半,因此糧食產量需要增加75%。此外,人口老齡化給醫療系統帶來越來越大的壓力,因此有必要開發能夠增強人體健康的食品。& ltBR & gt
加速培育新的作物品種也是第三世界發展中國家發展生物技術的共同目標。我國農業生物技術的研究和應用已經廣泛開展,並取得了顯著的效益。& lt/P & gt;
& ltP & gt& ltSTRONG & gt
七、分子進化工程的研究
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分子進化工程是繼蛋白質工程之後的第三代基因工程。它通過對試管中以核酸為主的多分子系統施加選擇壓力,模擬自然界中生物的進化,從而達到創造新基因、新蛋白質的目的。& ltBR & gt
這需要三個步驟,即擴增、突變和選擇。擴增是為了獲得提取的遺傳信息DNA片段的大量拷貝;突變是在基因層面施加壓力,使DNA片段上的堿基發生突變,為選擇和進化提供原材料;選擇是在表型水平上通過適者生存和淘汰不適合者來固定變異。這三個過程緊密相連,缺壹不可。& ltBR & gt
現在,科學家利用這種方法,在試管中通過定向進化獲得了能夠抑制凝血酶活性的DNA分子。這種DNA具有抗凝血作用,有可能替代溶解血栓的蛋白質藥物治療心肌梗死、腦血栓等疾病。& ltBR & gt
中國基因研究的成就
& ltP & gt旨在破譯人類基因組全部遺傳信息的科學研究,是目前國際生物醫學界攻克的前沿課題之壹。據介紹,這項研究中最受關註的是克隆、分離和鑒定人類疾病相關基因和具有重要生物學功能的基因,從而獲得相關疾病基因治療的可能性和生物制品的生產權。& ltBR & gt
人類基因組計劃是國家“863”高技術計劃的重要組成部分。在醫學上,人類基因與人類疾病有關。壹旦明確了基因與疾病的具體關系,人們就可以針對疾病制造基因藥物,這將對人類的健康長壽產生巨大的影響。據介紹,人類基因樣本總數約65438+萬,已發現並測序的約8000個。& ltBR & gt
近年來,中國非常重視人類基因組研究。在國家自然科學基金、“863計劃”和地方政府的支持下,在北京和上海建立了科研條件先進的國家基因研究中心。同時,科技人員緊跟世界新技術發展,在基因工程研究關鍵技術和成果產業化方面取得突破性進展。中國的人類基因組研究已經走在世界前列,壹些基因工程藥物已經開始進入應用階段。& ltBR & gt目前,我國在蛋白質基因突變研究、血液病基因治療、食管癌研究、分子進化理論、白血病相關基因的結構研究等基礎研究方面,部分成果達到國際領先水平,部分形成了自己的技術體系。乙肝疫苗、重組幹擾素α、重組人促紅細胞生成素、轉基因動物藥物生產商等十幾個基因工程藥物都已進入產業化階段。& lt/P & gt;
& ltP & gt& ltSTRONG & gt
基因技術:困境與雙重特征
同時,在環境和生態保護問題上,歐洲壹直采取比美國更敏感甚至激進的態度,這也是轉基因食品在歐美處境不同的另壹個原因。壹方面,歐洲國家的媒體環保意識越來越強,經常對可能危及環境和生態的問題窮追不舍甚至誇大其詞,這在很大程度上影響了公眾對轉基因等問題的態度。另壹方面,作為代表的“綠黨”近年來在歐洲政壇崛起,在政府和議會中的權力不斷擴大,對決策過程的影響力越來越大。& ltBR & gt
然而,歐洲人對轉基因技術采取如此排斥的態度,似乎有壹個隱藏但重要的深層次原因。其實歐美在轉基因問題上是有價值觀差異的,也是經濟利益之爭。與壹般商品不同,轉基因技術具有獨特的壟斷性。在技術上,美國“生命科學”公司壹般通過生物工程使其產品具有自我保護功能。最突出的是“終結者基因”,它能讓種子自毀,不能像傳統農作物種子那樣重新播種。另壹種技術是,種子必須經過某種只有種子公司掌握的“化學催化”,才能發育成長。法律上,轉基因作物種子壹般通過專門的租賃制度提供,消費者不得自行保管和補種。美國是耗資巨大的基因工程研究的最大投資者,從事轉基因技術開發的美國公司熟悉利用知識產權和專利保護法尋求巨額回報。目前,美國被認為已經控制了相當大的轉基因產品市場份額,進而可以操縱市場價格。所以抵制轉基因技術,其實就是抵制美國在這個領域的壟斷。& ltBR & gt
生物技術在許多領域發揮著越來越重要的作用:轉基因產品在農業領域無處不在,轉基因作物開始在美國農業中占據重要地位;生物技術在醫學領域取得了顯著的進步。壹些基因工程藥物已經取代了常規藥物,醫學界在幾個方面受益於基因研究。克隆技術的進步為拯救瀕危物種和探索許多人類疾病的治療方法提供了前所未有的機會。目前,研究人員正準備將生物技術推向更具挑戰性的領域。但最近,越來越多的人開始關註警惕遺傳學家行為的聲音。& ltBR & gt
今天,人們可以在所謂的DNA切片的幫助下同時研究數百種基因矩陣。基因的研究已經達到了如此高的發展水平。幾年後,隨著人類遺傳物質分析的結束,人們開始集中壹切手段系統地研究人類遺傳物質其他部分的優缺點。然而,生物學的發展也有其消極的壹面:它很容易為種族主義提供新的遺傳基礎。對新遺傳學持批評態度的人總是喜歡描繪壹幅可怕的畫面:沒完沒了的試驗、操縱和克隆、無情的士兵、擁有完美基因的工廠工人...遺傳密碼使基因研究人員能夠深入人們的內心,並為他們提供操縱生活的工具。但是,他們能否讓遺傳學向好的方向發展,完全無法預料。
不好意思,我沒有發現克隆羊的基因工程對人類有什麽影響,但是我發現了這些,希望對妳有幫助。)
世界上第壹只克隆羊多利被實施安樂死。
新華網柏林2月14日電(記者潘智)蘇格蘭羅斯林研究所2月14日證實,世界首例成年體細胞克隆羊多莉因肺部感染死亡。該研究所主任哈裏·格裏芬(Harry Griffin)告訴德新社,綿羊通常可以活11到12年,肺部感染是年齡較大的綿羊的“典型疾病”。
多莉的死再次引發了克隆動物是否會“早衰”的爭論。多莉1996由羅斯林研究所的伊恩·維爾穆特教授等人通過體細胞克隆培育而成,是世界上第壹只成年體細胞克隆動物。伊恩·維爾穆特教授對多莉的死表示“非常失望”。他說,他在大約壹年前就已經發現多莉的左後腿患有關節炎,這種典型的“老年病”很可能意味著目前的克隆技術對當時還很年輕的多莉來說並不完美。
隨著多莉的出現,近年來克隆技術得到了發展。各國科學家克隆了牛、鼠、豬等動物,但同時也有科學家發現壹些克隆動物出現了“早衰”的跡象,這被認為是克隆技術本身的不完善對克隆動物健康造成的危害。但是科學界還沒有得出最終結論。
威爾穆特說,他們將仔細檢查多莉的屍體,以進壹步確定其死因。他還說:“重要的是,不僅是我們,所有克隆過動物的科學家都要終生持續觀察克隆動物的健康狀況。”(完)
2月14日,繁育多莉的蘇格蘭羅斯林研究所發布新聞稿稱,由於獸醫檢查發現多莉患有進行性肺病,研究人員已對其實施安樂死。醫學專家認為,進行性疾病是指癥狀加重,患者病情惡化的疾病。
細節:克隆羊多莉死了。
新華網倫敦2月14日電(記者王艷紅)培育出世界首例克隆動物多利羊的蘇格蘭羅斯林研究所2月14日晚向新華網證實,多利羊已經死亡。
羅斯林研究所後來發布的新聞稿說,研究人員對多莉實施了安樂死,因為獸醫檢查發現她患有進行性肺病。醫學專家認為,進行性疾病是指癥狀加重,患者病情惡化的疾病。
多莉出生於1996年7月5日,於1997年2月23日與公眾見面。它由羅斯林研究所和英國PPL醫療公司共同培育。
羅斯林研究所所長哈裏·格裏芬(Harry Griffin)表示,綿羊通常壽命為11至12年,肺部感染在老羊中非常常見,尤其是生活在室內的老羊。他說,研究人員正在詳細檢查多莉的身體,任何重要的發現都會公布。多莉的屍體將被制成標本,存放在蘇格蘭國家博物館。
多莉的遺傳母親是壹只普通的白羊。科學家取這只羊的乳腺細胞,將其細胞核移植到壹只沒有細胞核的蘇格蘭黑面羊的卵子中,融合、分裂並發育成胚胎,然後移植到第三只羊的體內。它的誕生被視為20世紀末最重要的科學成就之壹,引發了全世界科學家研究克隆技術的熱潮,也引發了大量的技術和倫理爭論。
科學家當時培育了277個胚胎,只有多莉成功出生。體細胞克隆技術的低成功率到現在也沒有得到明顯的改善。另外,多莉今年已經6歲多了,按照羊的標準,她還是中年。她的患病和死亡將再次引發克隆動物是否早衰的爭論。
克隆動物是否會早衰,是否可能存在先天缺陷,是否應該允許科學家以培育人類個體為目標進行克隆人的研究,這些都是當前爭論的熱點問題。多莉的健康因此受到關註。
5438年6月+2002年10月,羅斯林研究所宣布,多莉的左後腿患有關節炎,這證實了其他科學家早先的懷疑。但是科學家不確定這是克隆過程導致的遺傳病,還是純屬偶然。當時,領導克隆多莉研究的伊恩·維爾穆特教授表示,多莉的關節炎可能意味著克隆技術“效率低下”,需要進壹步研究。(完)
新聞:多利羊死於肺部感染。
新華網柏林2月14日電蘇格蘭羅斯林研究所2月14日向德新社證實,世界上第壹只成年體細胞克隆羊多莉因肺部感染已經死亡。
據該所研究人員介紹,羊的平均壽命通常約為12歲。多利羊,1996年7月5日出生,今年還不滿7歲。(完)
新聞背景:克隆羊多利被克隆。
新華網北京2月15日電世界上第壹只克隆動物克隆羊多利因肺部感染去世。它的壽命只有7歲,而普通羊的平均壽命約為12歲。
多利羊出生於1996年7月5日,於1997年首次向公眾公開。被美國《科學》雜誌評為1997年度世界十大科技進步之首,也是當年最引人註目的國際新聞之壹。科學家認為,多莉的誕生標誌著生物技術新時代的到來。
在培育多莉羊的過程中,科學家采用了體細胞克隆技術。也就是說,從壹只成年羊身上提取體細胞,然後將這個體細胞的細胞核註入另壹只羊的卵細胞中,而這個卵細胞已經被剝去了細胞核,最後新合成的卵細胞在第三只羊的子宮中發育成多利羊。理論上,多莉繼承了提供體細胞的羊的遺傳特征。培育多莉羊的技術已經成為培育體細胞克隆動物的標準流程。
克隆動物,包括克隆人,已經成為最有爭議的科學話題。從技術上來說,蘇格蘭羅斯林研究所的科學家嘗試了200多次才成功培育出壹只多莉,2001年發現它出現了類似關節炎的癥狀。科學家認為,這反映了當前克隆技術在某些方面的缺陷。多莉的英年早逝預計會進壹步引起相關爭論。