第一篇：基因工程論文（范文模版）

淺析基因工程技術(shù)的應用現(xiàn)狀

動物醫(yī)學專業(yè)

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摘要: 基因工程作為一門理論性與實踐性較強的學科,其方法與技術(shù)已經(jīng)滲透到現(xiàn)代生命科學的各個分支領(lǐng)域,成為生命科學的一門核心技術(shù)?；蚬こ贪S多獨特的實驗方法和技術(shù),不僅內(nèi)容豐富,涉及面廣,實用性也強。基因工程是通過DNA 重組技術(shù), 獲得具有特殊生物遺傳性狀和功能的遺傳工具生物體, 基因工程技術(shù)廣泛應用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、食品工業(yè)等。本文就基因工程的應用現(xiàn)狀綜合闡述。關(guān)鍵詞 : 基因工程;應用現(xiàn)狀

0.前言

基因工程技術(shù)是一項極為復雜的高新生物技術(shù), 它利用現(xiàn)代遺傳學與分子生物學的理論和方法, 按照人類所需, 用DNA 重組技術(shù)對生物基因組的結(jié)構(gòu)和組成進行人為修飾或改造, 從而改變生物的結(jié)構(gòu)和功能, 使之有效表達出人類所需要的蛋白質(zhì)或人類有益的生物性狀[1]?；蚬こ虖恼Q生至今, 僅有30 年的歷史, 然而, 無論是在基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域, 還是在生產(chǎn)實際應用方面, 都已取得了驚人的成績。首先,基因工程給生命科學自身的研究帶來了深刻的變化。目前科學家已完成了多種細胞器的基因組全序列測定工作。其次, 基因工程具有廣泛的應用價值, 能為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護開辟新途徑。

1.基因工程

1.1 概念

基因工程(又稱DNA 重組技術(shù)、基因重組技術(shù)), 是20 世紀70 年代初興起的技術(shù)科學, 是用人工的方法將目的基因與載體進行DNA重組, 將DNA 重組體送入受體細胞, 使它在受體細胞內(nèi)復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯, 獲得目的基因的表達產(chǎn)物。這種跨越天然物種屏障, 把來自任何生物的基因置于毫無親緣關(guān)系的新的寄主生物細胞之中的能力, 是基因工程技術(shù)區(qū)別于其他技術(shù)的根本特征。1.2 基因工程研究內(nèi)容

(1)從復雜的生物有機體基因組中, 經(jīng)過酶切消化或PCR 擴增等步驟, 分離出

帶有目的基因的DNA 片段。

(2)在體外, 將帶有目的基因的外源DNA 片段連接到能夠自我復制并具有選擇記號的載體分子上, 形成重組DNA分子。

(3)重組DNA 分子轉(zhuǎn)移到適當?shù)氖荏w細胞, 并與之一起增殖。

(4)從大量的細胞繁殖群體中, 篩選出獲得了重組DNA 分子的受體細胞克隆。(5)從這些篩選出來受體細胞克隆, 提取出已經(jīng)得到擴增的目的基因, 供進一步分析研究使用。

(6)將目的基因克隆到表達載體上, 導入寄主細胞, 使之在新的遺傳背景下實現(xiàn)功能表達, 產(chǎn)生出人類所需要的物質(zhì)。

2.基因工程的廣泛應用

2.1 在農(nóng)業(yè)上的應用

2.1.1 抗除草劑的植物基因工程

資料表明, 每年雜草造成的經(jīng)濟損失占農(nóng)作物總產(chǎn)值的10%-20%左右盡管除草劑的使用, 對大規(guī)模機械化耕作, 減少勞力開支和提高量有極為重要的作用, 但一般除草劑的選擇性較差, 即除了殺草以外, 還會將作物殺死。現(xiàn)在利用生物技術(shù), 將能抵抗除草劑的基因轉(zhuǎn)移到植物中, 獲得抗除草劑的植物, 如美國的孟山都公司將除草劑草甘磷的靶酶(EPSPS)的cDNA 克隆轉(zhuǎn)入油菜[2] , 目前, 已獲得的抗除草劑作物有大豆、棉花、玉米、水稻和甜菜等20 多種。2.1.2 抗蟲的植物基因工程

生物防治害蟲的工作已經(jīng)開展多年, 主要是利用蘇云金桿菌中的毒蛋白(結(jié)晶蛋白)對害蟲有毒害作用, 使用這些桿菌來控制害蟲?，F(xiàn)在, 人們可以通過克隆這些毒蛋白的基因(Bt 基因)并把這些基因轉(zhuǎn)移到植物細胞中, 從而獲得能抗蟲的轉(zhuǎn)基因植物。目前, Bt 基因已被轉(zhuǎn)入煙草、番茄、馬鈴薯、水稻、玉米及棉花等多種植物中。1996 年轉(zhuǎn)Bt 基因棉花在美國種植66 萬hm2 經(jīng)中國農(nóng)科院棉花所引進在華北試種兩年, 在多點表現(xiàn)突出, 在完全不噴殺蟲劑的情況下, 單產(chǎn)仍然高于噴撒2-3 次殺蟲劑的中國推廣棉花[3] , 顯示出了控制棉鈴蟲的極好前景。2.1.3 動物轉(zhuǎn)基因育種

動物基因工程研究主要集中在改良家畜、家禽的經(jīng)濟性狀和通過轉(zhuǎn)基因動物進行藥物或蛋白質(zhì)的生產(chǎn)等方面, 目前已取得了顯著的成就, 先后培育出轉(zhuǎn)基因豬、羊、牛和魚等, 另一種轉(zhuǎn)基因豬是帶有人體基因的豬, 這種轉(zhuǎn)基因豬客望能解決人體移植動物器官的遺體排斥問題。隨著動物基因工程技術(shù)的逐漸成熟和轉(zhuǎn)人體血紅蛋白的基因豬、轉(zhuǎn)人體血清蛋白的基因山羊等的問世, 不僅能生產(chǎn)出大量人類所需的血紅蛋白、白蛋白等藥物而且為動物育種開辟了一條全新的途徑。

2.2 在醫(yī)學上的應用 2.2.1 基因工程藥物

利用基因工程技術(shù)開發(fā)新型治療藥物是當前最活躍和發(fā)展最快的領(lǐng)域。自1982 年世界第一個基因工程藥物---重組胰島素投放市場以來, 基因工程藥物就成為制藥行業(yè)的一支奇兵, 每年平均有3-4 個新藥或疫苗問世, 開發(fā)成功的約50 個藥品, 諸如人胰島素、忍尿激酶、人生長激素、干擾素、激活劑、乙肝疫苗等廣泛應用于治療癌癥、肝炎、發(fā)育不良、糖尿病和一些遺傳病上, 在很多領(lǐng)域特別是疑難病癥上, 起

到了傳統(tǒng)化學藥物難以達到的作用[4, 5, 6]。為治愈癌癥正在研制的用單克隆抗體制成的“生物導彈”, 就是按照人類的設(shè)計, 把“生物導彈”發(fā)射出去, 精確的命中癌細胞, 并炸死癌細胞, 而不傷害健康的細胞, 比如專門用于腫瘤的“腫瘤基因?qū)棥钡?。可? 生物工程藥物將成為21世紀藥業(yè)的支柱。而脫氧核糖核酸或者基因疫苗的問世, 變革了機體的免疫方式。如今, 人們翹首關(guān)注困擾人類的艾滋病病毒疫苗的早日問世。

盡管目前誘變育種技術(shù)仍是改良微生物工業(yè)生產(chǎn)菌種的主要手段,但是基因工程技術(shù)在改良工業(yè)生產(chǎn)菌種方面已有成功的報道。最常見的是將控制藥物合成關(guān)鍵步驟的酶基因克隆,通過適當?shù)妮d體轉(zhuǎn)移到原生產(chǎn)菌中,以使控制限速步驟的酶水平,從而提高產(chǎn)量。Malmberg等[7]構(gòu)建了一種帶有編碼賴氨酸ε-氨基轉(zhuǎn)移酶基因(lysine-ε-aminotranster-ase,LAT)這種控制Streptomyces clavuligerus生物合成頭霉素C的限速步驟的關(guān)鍵酶的基因(lat)的高拷貝質(zhì)粒,并轉(zhuǎn)入這種頭霉素產(chǎn)生菌,使LAT提高活力提高了4倍,在2 L發(fā)酵罐中產(chǎn)生頭霉素的能力是原來的2倍,重組菌胞外LAT產(chǎn)物α-氨基己二酸的積累量也比原受體

菌高。伊維菌素(ivermectins)是一個市場很大的抗蟲

抗生素,其前體阿弗米丁(avermectins)的產(chǎn)生菌種的發(fā)酵液中有8個以上的組分,其中只有B1a組分才是制備伊維菌素的原料。Ikeda等[8]經(jīng)過近十年的努力,已將阿弗米丁的生物合成基因簇全部搞清,并經(jīng)過誘變與DNA重組,獲得了僅產(chǎn)阿弗米丁B2a單一組分和B1a、B2a組份的重組工程菌,這不僅大大提高了阿弗米丁有效組分的發(fā)酵效價,且給提取、精制、半合成等后處理工序帶來了很大的便利。可以預見,隨著對各種工業(yè)生產(chǎn)的微生物藥物生物合成途徑的深入了解以及基因重組技術(shù)的不斷進展,應用基因工程方法定向構(gòu)建高產(chǎn)菌株的成功實例將越來越多。在抗生素發(fā)酵過程中供氧往往是一個限制因素,充足的氧氣供給是藥物工業(yè)發(fā)酵穩(wěn)定和提高產(chǎn)量,降低成本的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的解決方法如增加通氣量等對設(shè)備要求高,能量消耗大。20世70年代末在專性好氧菌透明顫(Vitreoscilla)中發(fā)現(xiàn)了血紅蛋白(VHb),它能促進氧氣擴散到細胞末端氧化酶上。于是人們想到了將其基因Vgb克隆到其它微生物中,以促進微生物在低氧條件下生長。

1988年Khosla等[9]從Vitreoscilla中分離出Vgb基因并將之轉(zhuǎn)入大腸桿菌(E·coli),提高了大腸桿菌在溶氧量低于5%時對氧的利用率。目前已用克隆表達VHb的方法提高了放線紫紅素、頭孢霉素C、紅霉素等產(chǎn)生菌及青霉素酰化酶基因工程菌的產(chǎn)量[10]。血紅蛋白基因工程的研究和應用,必將對抗生素工業(yè)和其它重組藥物發(fā)酵工業(yè)的節(jié)能等帶來美好的前景。作為半合成頭孢菌素類抗生素重要原料的7-氨基頭孢烷酸（7-ACA),目前國內(nèi)外仍以化學裂解頭孢菌素C的工藝路線為主。國內(nèi)外已報道可用經(jīng)由GL-7-ACA的二步法(化學/酶法或二步酶法)來生產(chǎn)7-ACA,與化學裂解法相比不僅收率提高,且能大大減少環(huán)境污染,簡化生產(chǎn)工藝。但二步法中關(guān)鍵的GL-7-ACA酰化酶在假單胞菌中表達量低而且分離純化困難,限制了這種方法的應用。通過將GL-7-ACA酰化酶基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌中表達恰好可以解決這一問題[11]。最近又報道可將編碼2個酶的基因直接轉(zhuǎn)入頭孢菌素C的生產(chǎn)菌種中,使其在發(fā)酵時直接產(chǎn)生7-ACA。調(diào)節(jié)基因在藥物的生物合成中也起著重要作用,增加調(diào)節(jié)基因的基因量能夠大幅提高藥物產(chǎn)量。Hopwood等將放線紫紅素生物合成的一個調(diào)節(jié)基因actⅡ?qū)朐a(chǎn)生菌,盡管基因的拷貝數(shù)僅增加了2倍,放線紫紅素的產(chǎn)量卻增加了30~40倍。某些抗生素生產(chǎn)菌的產(chǎn)量不高,是由于其自

身對該抗生素的抗性不高。因此,利用高拷貝質(zhì)粒的基因量效應,增加菌種對自身產(chǎn)生的抗生素的抗性,可能增加抗生素的產(chǎn)量。例如,將氨基糖苷-6-乙酰轉(zhuǎn)移酶基因?qū)肟敲顾睾托旅顾禺a(chǎn)生菌,由于提高了對氨糖類抗生素的抗性,產(chǎn)量提高了2~6倍 2.2.2 基因治療

基因治療是指由于某種基因缺陷引起的遺傳病通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)而得到糾正。臨床實踐已經(jīng)表明: 基因治病已經(jīng)變革了整個醫(yī)學的預防和治療領(lǐng)域。比如白癡病, 用健康的基因更換或者矯正患者的有缺損的基因, 就有可能根治這種疾病?，F(xiàn)在已知的人類遺傳病約有4000種, 包括單基因缺陷和多基因的綜合癥。運用基因工程技術(shù)或基因打靶的手段, 將病毒的基因殺滅, 插入矯正基因, 得以治療、校正和預防遺傳疾病的目的。目前, 基因治療已擴大到腫瘤、心血管系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等的治療[12]。人類也已成功實現(xiàn)了腎、心、肝、胰、肺等器官的移植, 也有雙器官和多器官的聯(lián)合移植。

基因治療有兩種途徑: 一是體細胞的基因治療, 一是生殖細胞的基因治療。由于生殖細胞的基因治療操作技術(shù)異常復雜, 又涉及倫理緩行之理充足, 故尚無人涉足[13]?；蚬こ淌?0 世紀生命科學中最偉大的成績, 開辟了生命科學的新紀元。經(jīng)過幾十年的發(fā)展, 基因工程技術(shù)已成為一個巨大的朝陽產(chǎn)業(yè), 它可以超越動物、植物、微生物之間的界限, 創(chuàng)造出新的生物類型。基因工程不僅在醫(yī)學上應用廣泛, 而且也廣泛應用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、冶金、環(huán)保、資源、能源、畜牧漁業(yè)等領(lǐng)域, 為人類的豐衣足食和健康長壽提供了持續(xù)的實用價值很高的產(chǎn)品, 發(fā)展前景極為廣闊。

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—談基因工程技術(shù)如何應用于植物

摘要：通過基因工程改良品種在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中日益顯示出巨大潛力。盡管科學家們對轉(zhuǎn)基因植物的爭論仍在繼續(xù)，但可以肯定的是，轉(zhuǎn)基因植物作為一項新興的生物技術(shù)的產(chǎn)物，在解決日益膨脹的地球人吃飯問題和在解決長期困惑人類發(fā)展的資源短缺、環(huán)境惡化、經(jīng)濟衰退三大難題中起著越來越重要的作用。本文綜述了基因工程技術(shù)在植物中的應用，就轉(zhuǎn)基因植物的技術(shù)、發(fā)展、安全性和發(fā)展前景作了探討。

關(guān)鍵詞：基因工程技術(shù)；轉(zhuǎn)基因植物；安全性；發(fā)展前景

所謂轉(zhuǎn)基因植物是指利用基因工程技術(shù)，在離體條件下對不同生物的DNA進行加工，并按照人們的意愿和適當?shù)妮d體重新組合，再將重組DNA轉(zhuǎn)入生物體或細胞內(nèi)，并使其在生物體內(nèi)或細胞內(nèi)表達的植物。自1983年首次獲得轉(zhuǎn)基因植物以來，轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展十分迅速，成功的轉(zhuǎn)基因植物已達60多種，在世界上批準進入田間試驗的轉(zhuǎn)基因植物已超過500例。

1植物的轉(zhuǎn)基因技術(shù)

由于植物的體細胞具有全能性，即單個的細胞經(jīng)過合適培養(yǎng)后可以生成完整的植株。將分離能夠編碼所需產(chǎn)物的DNA片段克隆到適當?shù)妮d體DNA中形成重組DNA，利用細菌繁殖擴增重組DNA并將重組DNA中的目的基因?qū)胨璧呐嘤闹参锛毎?，篩選出所需要的細胞，通過細胞的全能性將轉(zhuǎn)基因植株大規(guī)

模種植。

其中外源基因?qū)胫参锛毎姆椒煞譃镈NA直接轉(zhuǎn)化和以載體為媒介的基因轉(zhuǎn)化?；虻闹苯愚D(zhuǎn)移是通過物理化學法將外源基因轉(zhuǎn)入受體植物細胞的技術(shù)。常用的方法有化學刺激法、脂質(zhì)體法、顯微注射法和基因槍法等。其原理是利用物理化學方法暫時改變膜通透性，使DNA進入細胞，并最終整合到植物基因組中。

以載體為媒介的基因轉(zhuǎn)化即使通過農(nóng)桿菌或植物病毒介導感染受體植物將外源基因轉(zhuǎn)入植物細胞的技術(shù)。目前，載體法主要包括土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒、Ri質(zhì)粒及植物DNA病毒等介導的遺傳轉(zhuǎn)化法。

2轉(zhuǎn)基因植物的篩選與檢測

通過轉(zhuǎn)基因的方法將目的基因轉(zhuǎn)入目的植物的細胞后，轉(zhuǎn)化細胞與非轉(zhuǎn)化細胞相比都只占少數(shù)，兩者存在競爭，而轉(zhuǎn)化細胞的競爭力通常比非轉(zhuǎn)化細胞弱，因此必須對轉(zhuǎn)化細胞進行篩選和檢測。

在構(gòu)建重組DNA時，人們已經(jīng)引入了標記基因以對轉(zhuǎn)化子選擇和鑒定。報告基因由于其表達產(chǎn)物易于檢測，已廣泛用于轉(zhuǎn)基因植物中。根據(jù)報告基因編碼特點，大致分為兩類：抗性基因和編碼催化人工底物產(chǎn)生顏色變化的酶基因或發(fā)光基因。根據(jù)檢測的不同階段區(qū)分，有DNA檢測法、RNA檢測法及蛋白質(zhì)檢測法。DNA檢測法只能檢測到外源基因是否已經(jīng)整合到植物基因組中，而RNA檢測法得到的結(jié)果可判定外源基因是否轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)檢測法則可檢測出外源基因是否翻譯。

3改進轉(zhuǎn)基因的技術(shù)

隨著植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的創(chuàng)立和發(fā)展，許多具有重要經(jīng)濟價值的農(nóng)作物獲得了轉(zhuǎn)基因植株，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)成為植物育種的一個重要手段，但仍有許多問題阻礙了轉(zhuǎn)基因技術(shù)在生產(chǎn)上的廣泛的應用。將外源DNA導入植物細胞后，只有外源DNA在宿主細胞及其子代細胞中穩(wěn)定整合和有效的表達，才能培育出具有新的遺傳性狀的轉(zhuǎn)基因植物。大量研究表明外源基因在轉(zhuǎn)基因植物中有的能正常表達，有的表達量很低，甚至不表達，而且在不同的植株個體之間也存在著明顯差異。所以提高轉(zhuǎn)基因的表達，減少轉(zhuǎn)基因的失活是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的一個重要內(nèi)容。提高外源基因表達水平的措施有: 3.1農(nóng)桿菌介導的遺傳轉(zhuǎn)化方法由于其產(chǎn)生的拷貝數(shù)相對較少，可以在一定程度上避免這個問題。

3.2使用信號肽，每種植物蛋白質(zhì)的作用空間位置都是不同的，蛋白質(zhì)分子的定向運輸需要特殊多肽信號的引導作用。3.3選擇強啟動子和誘導型啟動子

3.4使用強終止子 常用的終止子時CaMV35S終止子和根瘤土壤桿菌T-DNA的胭脂氨基酸合成酶基因的nos終止子。

3.5消除甲基化的影響 在載體上加上去甲基化功能的序列以防止甲基化。3.6使用植物偏愛的密碼子 3.7使用MAR序列 3.8使用增強子

3.9對外源基因進行修飾和改造 3.10以葉綠體作為轉(zhuǎn)化受體 3.11使用一些病毒編碼蛋白

3.12在有性生殖后代中篩選單拷貝植株

4基因工程在農(nóng)作物上的應用

4.1抗蟲轉(zhuǎn)基因作物

最早獲得的轉(zhuǎn)Bt（蘇云金桿菌）毒素基因植物是煙草和番茄，隨后Bt毒素基因相繼被轉(zhuǎn)化到許多其他農(nóng)作物中，如棉花、水稻、玉米等，獲得了一大批具良好抗蟲性的轉(zhuǎn)基因植物品種。4.2抗病毒作物

植物病毒感染時一個嚴重的問題，它可導致農(nóng)作物生長緩慢、產(chǎn)量降低和質(zhì)量減退。轉(zhuǎn)基因植物的成功使作物抗病毒成為可能并加速了作物抗病育種的研究進程。自1986年P(guān)owel-Abel首次將煙草花葉病毒（TMV）外殼蛋白（Cp）基因?qū)霟煵?，培育出抗TMV植株以來，已經(jīng)將許多 病毒成功的構(gòu)建了多種抗病毒植株，近幾年的研究結(jié)果表明病毒外殼蛋白在系統(tǒng)雜交保護中起著重要的作用，插入一段已克隆的CP基因可以延緩病毒的發(fā)展和阻止病毒在轉(zhuǎn)基因植株中進一步傳播。

4.3抗細菌和真菌作物

細菌和真菌病在全部植物病害中造成的損失最大，很多科學家都在嘗試從植物的生物體內(nèi)尋找抗病原菌的蛋白及其基因，并將其用于植物基因工程。自1980年，瑞典科學家首次從美國惜古比天蠶種成功分離了3種誘導型的殺菌肽進行了深入的研究。它們對很多種植物病原菌有較強的殺傷作用。現(xiàn)在的實驗結(jié)果表明，殺菌肽作用于細胞的細胞膜，破壞膜的完整性，造成離子通道，最終導致細胞內(nèi)含物泄露。目前，殺菌肽基因工程已經(jīng)在煙草、馬鈴薯等植物上有了初步報道。

4.4抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物

人類自有農(nóng)業(yè)起就一直跟雜草作斗爭，它是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大敵，但由于它具有較強的生態(tài)適應性和抗逆性，所以給雜草的防治帶來了困難。在大量使用化學除草劑的同時往往會對作物造成一定的傷害。為此人們在研究抗除草劑基因，將該基因轉(zhuǎn)入植物，在噴施除草劑殺死雜草時，不傷害作物。20世紀80年代中期，抗除草劑基因被轉(zhuǎn)入了作物體內(nèi)，從而獲得了抗除草劑的轉(zhuǎn)基因大豆、棉花、玉米、油菜、小麥等。

4.5抗非生物脅迫作物

干旱時困擾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一，它給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的損失，這種損失甚至是毀滅性的。CMO基因是合成乙酰-甜菜堿第一步反應關(guān)鍵酶的基因，具有很強的抗旱性。Rathinasabathi等獎煙草中的CMO基因?qū)胨局?，獲得抗旱性較強的轉(zhuǎn)基因水稻?？梢韵嘈旁谖磥砼嘤龅哪秃档男伦魑锲贩N應該是轉(zhuǎn)入多種共同作用的外源基因。

5轉(zhuǎn)基因植物的安全性

..5．1轉(zhuǎn)基因植物的優(yōu)缺點 關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物及其安全性問題，是近年來的熱 門話題，但目前國際上沒有統(tǒng)一說法，爭論不一。其主要優(yōu)點：①增加食物供應，解決糧食短缺；②減少農(nóng)藥使用，避免環(huán)境污染；③降低生產(chǎn)成本，降低食物售價；④增加食物營養(yǎng)，提高附加價值；⑤增加食物種類，提升食物品質(zhì)；⑥提高生產(chǎn)效率，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其主要缺點：①可能對蝴蝶等昆蟲造成傷害； ②可能影響周邊植物的生長；③可能使昆蟲或病菌在演化中增加抵抗力或產(chǎn)生新的物種，因此有可能會傷害作物。..5．2轉(zhuǎn)基因食品的安全性和可接受性

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因食品的安全性越來越受到人們的關(guān)注。轉(zhuǎn)基因食品與傳統(tǒng)食品相比，區(qū)別在于：首先它含有利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)導人的外源基因；其次可能存在外源基因在受體內(nèi)的表達產(chǎn)物。由于這兩種成分的不確定性以及由

此引起的次級效應，對人類健康可能有潛在的危害。目前人t fx轉(zhuǎn)基因食品生物的擔憂基本上可以歸納為3類：(1)轉(zhuǎn)基因食品里加入的新基因無意中對消費者造成的健康危害；(2)轉(zhuǎn)基因作物中的新基因?qū)κ澄镦溒渌h(huán)節(jié)無意中造成的不良后果；(3)人為強化轉(zhuǎn)基因作物的生存競爭性，對自然界生物多樣性的影響。其中人們最為擔心的是轉(zhuǎn)基因食品對人體健康是否安全，轉(zhuǎn)基因食品與常規(guī)食品比較有無不安全的成分。這就需要對其主要營養(yǎng)成分、微量營養(yǎng)成分、抗營養(yǎng)因子的變化、有無毒性物質(zhì)、有無過敏性蛋白以及轉(zhuǎn)入基因的穩(wěn)定性和插入突變進行檢測。另外是人們對..“基因逃逸”的擔心。所謂..“基因逃逸”，就是指微生物之間可以通過轉(zhuǎn)導、轉(zhuǎn)化、接合進行基因轉(zhuǎn)移。人們主要是擔心轉(zhuǎn)基因作物及基因食品的有害基因是否會逃逸到人體或環(huán)境中，加快抗藥性問題。如野生植物種通過受粉可能會完成抗除草劑的基因改良，會變成..“超級雜草”，由此形成的具有非自然抗逆性的植物對那些以其為生的動物們來說，可能會導致生物鏈的斷裂。

6轉(zhuǎn)基因植物的發(fā)展前景

轉(zhuǎn)基因植物在人類發(fā)展史上，是人類對自然的認識和改造的結(jié)果，必將對人類的生存帶來重大影響。隨著人們對遺傳本質(zhì)認識的深化和生物技術(shù)水平的不斷提高，大量的轉(zhuǎn)基因植物不斷涌現(xiàn)。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)來改良作物的品質(zhì)是一個不可阻擋的趨勢，因為現(xiàn)在有許多問題是無法通過常規(guī)育種來解決的，特別是耐旱、耐貧瘠等作物品種的培育。例如非洲的沙漠地區(qū)，如果按照現(xiàn)在的育種手段，它的糧食產(chǎn)量根本不可能滿足基本生活保證，人們現(xiàn)在 寄希望于通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)一些比較耐旱、耐貧瘠的作物，以解決因為土地可耕面積的減少而給人類帶來的壓力。另外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以改良作物的營養(yǎng)成分，現(xiàn)在非常知名的一個例子就是瑞士聯(lián)邦技術(shù)研究所成功開發(fā)的金色大米，它是通過將胡蘿卜素合成途徑的關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)到水稻中去，生產(chǎn)出的大米是金黃色的，這種水稻含有VA的合成原料，在解決吃飯問題的同時有助于治療因缺乏VA而導致的眼睛失明等疾病，這對于發(fā)展中國家非常重要。因此轉(zhuǎn)基因技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。但是，在大力發(fā)展轉(zhuǎn)基因食品的同時，應建立完善的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品評價和監(jiān)控體系。1 993年，世界經(jīng)濟合作與開發(fā)組織發(fā)表了..“現(xiàn)代生物技術(shù)食品的安全評價——概念和原則”，提出了..“質(zhì)量等同性概念”，其含義是..“當某個由轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的新食品的各項主要特征(分子學特征、遺傳形狀、主要營養(yǎng)成分等)與現(xiàn)有食品大致相同，則認為該新食品的安全性也與現(xiàn)有食品大體等同。”我國政府也于1 993年、1 996年和2 001年分別頒布了有關(guān)條例和規(guī)定，要求對轉(zhuǎn)基因食品的試驗、生產(chǎn)、應用等實行生產(chǎn)許可證和經(jīng)營許可證制度，同時對違規(guī)試驗、生產(chǎn)、應用、進出口轉(zhuǎn)基因食品的機構(gòu)和人員，規(guī)定了嚴厲的處罰措施。但如何維護消費者的知情權(quán)，對轉(zhuǎn)基因食品實行標志制，如何加強對進口轉(zhuǎn)基因食品的檢驗監(jiān)管，保證我國的食品衛(wèi)生安全等尚需進一步完善，加強研究。

綜上所述，基因工程技術(shù)作為一項新興的生物技術(shù)，其發(fā)展趨勢不可阻擋。但科學技術(shù)是把雙刃劍的理論同樣適合轉(zhuǎn)基因植物。為此，我們應該適當借鑒國外經(jīng)驗，建立一套既符合中國國情，又與國際接軌，且科學合理的基因安全評價和監(jiān)控體系，為日后我國轉(zhuǎn)基因植物走向世界奠定基礎(chǔ)。

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高等教育出版社 2010.3（4）談家楨．基因工程．北京：農(nóng)業(yè)出版社，1979．..基因工程抗體研究進展及其臨床應用

摘要：基因工程抗體是繼多克隆抗體和單克隆抗體之后的第三代抗體，近年來隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展，許多基因工程抗體陸續(xù)問世，本文詳細介紹了基因工程抗體的研究進展，概述了基因工程抗體在臨床方面的明顯優(yōu)勢和應用潛力。關(guān)鍵詞：基因工程抗體；研究進展；臨床引用

Advances in Genetic Engineering Research and Clinical

Application of Antibody

Student majoring in Professional Veterinary Medicine Name DongChuanJun

Tutor Name MinLingJiang

Abstract:Genetic engineering antibody is the third generation antibody after polyclonal antibody and monoclonal antibody.In recent years,with the development of bio-engineering techniques,many genetically engineered antibodies have been presented to the public,and this article elaborates on research progress of the genetic engineering antibody,and its obvious advantages and potentials in clinical application.Key words: Genetically engineered antibodies;Research;Clinical application.轉(zhuǎn)基因技術(shù)迅速發(fā)展，其應用和發(fā)展的領(lǐng)域日益夸大。但轉(zhuǎn)基因技術(shù)的弊端日益凸現(xiàn)，引起眾多關(guān)注的目光。就轉(zhuǎn)基因技術(shù)本身而言，社會各界對它的態(tài)度各有異同。不同的國家不同的民族和不同的個體對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的態(tài)度大相徑庭。如何看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)？如何去應用和發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)？這些都是我們亟待解決的問題?；蚬こ炭贵w介紹

1.1 基因工程簡介

基因工程抗體是借助DNA重組和蛋白質(zhì)工程技術(shù)，在基因水平對免疫球蛋白分子進行切割、拼接、修飾和重新組裝的一種新型抗體。所制備的抗體去除或減少了可引起副作用的無關(guān)結(jié)構(gòu)，但保留天然抗體的特異性和主要生物學活性，并可賦予抗體分子以新的生物學活性的總稱【1】。

由于目前制備的抗體均為鼠源性臨床應用時，對人是異種抗原，重復注射可使人產(chǎn)生抗鼠抗體，從而減弱或失去療效，并增加了超敏反應的發(fā)生，因此，在 80 年代早期，人們開始利用基因工程制備抗體，以降低鼠源抗體的免疫原性及其功能[2]。目前多采用人抗體的部分氨基酸序列代替某些鼠源性抗體的序列，經(jīng)修飾制備基因工程抗體，稱為第三代抗體[3]。1.2 基因工程抗體種類

基因工程抗體主要包括嵌合抗體、人源化抗體、完全人源抗體、單鏈抗體、雙特異性抗體等。

1.2.1 嵌合抗體

嵌合抗體（chimeric atibody）是最早制備成功的基因工程抗體。它是由鼠源性抗體的V區(qū)基因與人抗體的C區(qū)基因拼接為嵌合基因，然后插入載體，轉(zhuǎn)染骨髓瘤組織表達的抗體分子【4】。因其減少了鼠源成分，從而降低了鼠源性抗體引起的不良反應，并有助于提高療效。

1.2.2 人源性抗體

是將人抗體的CDR代之以鼠源性單克隆抗體的CDR，由此形成的抗體，鼠源性只占極少，稱為人源化抗體。

1.2.3 完全人源化抗體

采用基因敲除術(shù)將小鼠Ig基因敲除，代之以人Ig基因，然后用Ag免疫小鼠，再經(jīng)雜交瘤技術(shù)即可產(chǎn)生大量完全人源化抗體。

1.2.4 單鏈抗體

是將Ig的H鏈和L鏈的V區(qū)基因相連，轉(zhuǎn)染大腸桿菌表達的抗體分子，又稱單鏈FV（single chain fragment of variable region,sFv）。SFv穿透力強，易于進入局部組織發(fā)揮作用。

1.2.5 雙特異性抗體

將識別效應細胞的抗體和識別靶細胞的抗體聯(lián)結(jié)在一起，制成雙功能性抗體，稱為雙特異性抗體。如由識別腫瘤抗原的抗體和識別細胞毒性免疫效應細胞（CTL細胞、NK細胞、LAK細胞）表面分子的抗體（CD3抗體或CD16抗體）制成的雙特異性抗體，有利于免疫效應細胞發(fā)揮抗腫瘤作用?；蚬こ炭贵w的研究進展

2.1抗體工程的發(fā)展

最近，美FD強調(diào)：目前在臨床試驗中基因工程抗體約占生物制劑的30%。重組抗體的體積越來越小，或被重新構(gòu)建成多價分子，或與其它分子相融合，如放射性核素、毒素、酶、脂質(zhì)體和病毒的藥劑設(shè)計成為可能。

【5】

。重組技術(shù)的出現(xiàn)使篩選、人源化、抗體的生產(chǎn)得到革新，并取代雜交瘤技術(shù)，從而使以抗體為基礎(chǔ)

圖1：抗體的發(fā)展

2.2目前基因工程抗體制備的主要方法 2.2.1人鼠嵌合抗體

主要是利用基因重組技術(shù)，把鼠抗體的重輕鏈可變區(qū)部分與人抗體重輕鏈恒定區(qū)的進行重組，減少鼠源結(jié)構(gòu)，增加人源結(jié)構(gòu)，而保持抗體與原抗原的特異性結(jié)合【6】。

1.首先把小鼠編碼Ig重輕鏈的基因剔除。2.制備表達人的Ig重輕鏈的轉(zhuǎn)基因小鼠。

3.上二種小鼠回交，獲得只表達人Ig重輕鏈的基因的小鼠。當用抗原免疫后，小鼠可產(chǎn)生完全人源抗體。2.2.2 噬菌體抗體庫技術(shù)

1.人的Ig重輕鏈可變區(qū)基因片段展示在噬菌體表面,組成抗體庫。2.過噬菌體把抗體的表型和基因型相偶聯(lián)，易進行分子克隆和基因操作。3.抗體庫的來源影響篩選結(jié)果（免疫和正常人）。4.高通量篩選與抗原結(jié)合的抗體，但親和力低。2.2.3 用人的骨髓瘤細胞直接制備全人抗體

由于骨髓瘤細胞穩(wěn)定性高和融合率高，所以要建立好的人骨髓瘤細胞。2.2.4 B細胞永生化技術(shù)

用EB病毒將人淋巴細胞永生化可產(chǎn)生分泌抗體的B細胞克隆【7】。這一技術(shù)較為成熟，但是存在抗體分泌不穩(wěn)定的缺點，限制了其應用。或直接分離分泌抗體的B細胞,用PCR獲得重輕連,構(gòu)建全人抗體。2.3抗體藥物發(fā)展現(xiàn)狀

1.FDA已批準上市的抗體藥物。

2.SFDA(中國)已批準上市及臨床研究的的抗體藥物。2.4工程抗體的未來發(fā)展與展望 2.4.1單克隆抗體的市場需求

圖2：單抗體市場的預測與分析 3.基因工程抗體藥物的應用

隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展，許多基因工程抗體 陸續(xù)問世，并在醫(yī)學領(lǐng)域的許多方面都具應用潛力，如病毒感染、腫瘤、自身免疫性疾病、同種異體移植物注射、哮喘、中風和青光眼治療，尤其在診斷和治療腫瘤性疾病及抗感染方面優(yōu)勢明顯。

3.1基因工程抗體藥物的臨床應用

3.1.1 在腫瘤性疾病診療方面的應用

放射性標記抗體在腫瘤影像和治療中很重要，并可有效進行藥代動力學評估．以標記抗體注入人體內(nèi)顯示腫瘤部位抗原與抗體結(jié)合的放射濃集稱放射免疫顯像，由于基因工程抗體如單鏈抗體、Fab片段等分子量小、能很快清除、組織穿透力強，所以更適于放射免疫顯像【8】。

惡性腫瘤的導向治療，是通過重組技術(shù)將抗腫瘤相關(guān)抗原的抗體與多種分子

融合，這些分子在抗體結(jié)合靶分子后可提供重要輔助功能．這些分子包括：放射性核素、細胞毒藥物、毒素、小肽、蛋白、酶和用于基因治療的病毒．對腫瘤治療來說，設(shè)計的雙特異性抗體可有效針對低水平的腫瘤相關(guān)抗原，并將細胞毒物質(zhì)輸送到腫瘤細胞．此外，抗體還可與攜帶藥物的脂質(zhì)體、各種PEG偶聯(lián)，從而增強體內(nèi)運輸和藥代動力學。作為免疫脂質(zhì)體，轉(zhuǎn)鐵蛋白受體抗體可使藥物通過血腦屏障到達大腦．抗體酶復合物作為前體藥物也被用于基礎(chǔ)腫瘤治療。3.1.2基因工程抗體的抗感染作用

預防和治療感染性疾病常用的藥物是疫苗和抗生素，但對于一些尚無有效預防及治療手段的感染性疾病如 SARS、AIDS等，抗體治療可做為首選方案。如在治療AIDS方面，利用抗體工程技術(shù)已成 功地制備出HIV病毒整合菌的單鏈抗體ScAb2219，對HIV病毒感染的早期和晚期具有有效的抑制作用，并可望成為S基因治療的有效手段。呼吸道合胞病毒(RSV)易引起嬰兒呼吸道疾病，如細支氣管炎和肺炎，并可引起嚴重的并發(fā)癥，目前已有人源化單克隆抗體Palivizumab經(jīng)美國FDA批準上市，臨床實驗證明無毒、副反應，并可顯著降低嬰兒的住院率。我國率先建立了針對SARS的基因工程抗體庫，這對于 SARS的預防、診斷和治療都將起到重要作用和深遠影響。對于中和其它病原分子，F(xiàn)DA已批準 Fab單體分子作為抗蛇毒藥物；scFv片段和寡克隆復合物作為抗細菌毒素藥物。3.1.3 細胞內(nèi)抗體

隨著細胞信號轉(zhuǎn)導和抗體工程技術(shù)的發(fā)展，誕生了細胞內(nèi)抗體技術(shù)。這項技術(shù)是指在細胞內(nèi)表達并被定位于亞細胞區(qū)室如胞核、胞漿或某些細胞器，與特定的靶分子作用從而發(fā)揮生物學功能的一類新的工程抗體。最典型的是 scFv，被稱為內(nèi)抗體。胞內(nèi)抗體技術(shù)主要應用在抑制病毒復制特別是 HIV-1復制、腫瘤基因治療方面，現(xiàn)已逐漸拓展到中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、移植排斥和自身免疫性疾病等領(lǐng)域。體外培養(yǎng)來源于無關(guān)供體的角質(zhì)形成細胞同種移植物用于嚴重的燒傷病人的治療，往往會引起排斥反應，而MHCI類分子是引起移植排斥的重要抗原。Mhashikar等用編碼抗 MHC I單鏈抗體的腺病毒轉(zhuǎn)染角質(zhì)形成細胞，結(jié)果顯示明顯降低了MHCI的表達，細胞內(nèi)抗體介導的表型敲除是否有利于同種移植物的存活還需要進一步研究。

3.1.4 用于未來診斷的生物傳感器和微矩陣技術(shù)

生物傳感器和微陣列技術(shù)在不久以后將有可能成為主要的體外診斷技術(shù)．對于大量診斷試劑盒，抗體有高敏感性和高特異性．從最初的玻璃界面到現(xiàn)在的多種蛋白親和界面，用于診斷的抗體微矩陣界面不斷發(fā)展．隨著體外機械人的出現(xiàn)，這一技術(shù)將進一步發(fā)展，并用于微生物污染、寄生蟲和生物病原體的檢測。

3.2基因工程抗體藥物的應用領(lǐng)域

1.腫瘤導向治療；

2.哮喘、銀屑病、類風濕性關(guān)節(jié)炎、紅斑狼瘡、急性心梗、膿毒癥、多發(fā)性硬化癥及其他自身免疫性疾?。?3.心腦血管疾?。?4.感染性疾??； 5.“生物導彈”

4.基因工程技術(shù)的發(fā)展方向

針對基因工程抗體藥物的應用，明確基因工程技術(shù)的發(fā)展方向，從而讓基因工程抗體對我們更有利[9]。

1.開發(fā)針對神經(jīng)系統(tǒng)、腫瘤、心血管系統(tǒng)、艾滋病及免疫缺陷等重大疾病的多肽、蛋白質(zhì)和核酸等新生物技術(shù)產(chǎn)品；

2.選擇一批市場前景好的生物技術(shù)產(chǎn)品及疫苗、診斷用單克隆抗體，開發(fā)重點是乙肝基因疫苗與單克隆抗體診斷試劑等；

3.開發(fā)靶向藥物主要是開發(fā)抗腫瘤藥物。目前治療腫瘤藥物確實存在一個所謂“敵我不分”的問題。在殺死癌細胞的同時，也殺死正常細胞。導向治療就是針對這個問題提出來。所謂導向治療就是利用抗體尋找靶標，如導彈的導航器，把藥物準確引入病灶，而不傷及其他組織和細胞；

4.人源化的單克隆抗體的研究開發(fā)。抗體可以對抗各種病原體，亦可作為導向器，但目前的單克隆抗體，多為鼠源抗體，其本身也被異種生物體視為抗原，當被注入人體后會誘導產(chǎn)生抗體或激發(fā)免疫反應。目前國外已研究噬菌體抗體技術(shù)，嵌合抗體技術(shù)，基因工程抗體技術(shù)以解決人源化抗體問題；

5.血液替代品的研究與開發(fā)仍然占重要地位。血液制品是采用大批混合的人體血漿制成的，由于人血難免被各種病原體所污染，如艾滋病病毒及乙肝病毒等，通過輸血而使接受輸血的人感染艾滋病或乙型肝炎的案例時有發(fā)生，因此利用基因工程開發(fā)血液替代品引人注目。

基因工程抗體的進展已使抗體制備技術(shù)進入了一個全新時代，尤其藥物抗體庫的進展，解決了人源抗體的研制，促進了各種性能優(yōu)良抗體以及具有多種功能的抗體融合蛋白的開發(fā)，可以預見基因工程抗體的研制正在進入一個新的高峰。但是抗體的親和力減弱，與完整抗體結(jié)構(gòu)相比，功能明顯就會降低。人們對可能出現(xiàn)的新組合、新性狀會不會影響人類健康和環(huán)境，還缺乏知識和經(jīng)驗，按目前的科學水平還不能完全精確的預測。所以我們要在抓住機遇，大力發(fā)展基因工程技術(shù)的同時，需要嚴格管理，充分重視轉(zhuǎn)基因抗體的安全性

【10】。

致謝：非常感謝閔令江老師在我大學的學習階段教給自己基因工程這門學科。我從中學到了很多知識，認識了關(guān)于基因工程方面的一些問題，使自己從一無所知到現(xiàn)在基本認識了這門學科，在此我向老師表示我誠摯的謝意，感謝老師的誠

摯教導。

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基因工程在現(xiàn)代社會中的應用與前景

在基因水平上，采用與工程設(shè)計十分類似的方法，按照人類的需要進行設(shè)計，然后按設(shè)計方案創(chuàng)建出具有某種新的性狀的生物新品系，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代，這就是基因工程。

基因工程一般包括四個步驟：一是取得符合人們要求的DNA片段，即“目的基因”。被稱為“分子剪刀”的“限制性轉(zhuǎn)切酶”可以在DNA分子上找到特定的“切點”，然后將認準的雙鏈交錯切斷。自70年代以來，人們已找到400多種形形色色的“分子剪刀”。二是將目的基因與質(zhì)?；虿《綝NA連接成重組 DNA。在用同一種“分子剪刀”剪切的兩種DNA碎片中加上“分子針線”——“DNA連接酶”，就可以把兩種DNA片段重新連接起來。三是把重組DNA引入某種細胞。把“拼接”好的DNA分子運送到受體細胞中去，必須尋找一種分子小、能自

由進出細胞，而且在裝載了外來的DNA片段后仍能照樣復制的運載體。理想的運載體是質(zhì)粒，因為質(zhì)粒能自由進出細菌細胞。四是把目的基因能表達的受體細胞挑選出來。目的基因的導入過程是肉眼看不到的。因此，要知道導入是否成功，事先應找到特定的標志。例如我們用一種經(jīng)過改造的抗四環(huán)素質(zhì)粒PSC100作載體，將一種基因移入自身無抗性的大腸桿菌時，如果基因移入后大腸桿菌不能被四環(huán)素殺死，就說明轉(zhuǎn)入獲得成功了。

科學家曾預言，21世紀是基因工程的世紀?；蚬こ虒θ祟悂碚f，作用是不可估量的，意義是深遠的。

隨著人類對基因研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)許多疾病是由于基因結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生改變所引起的?？茖W家將不僅能發(fā)現(xiàn)有缺陷的基因，而且還能掌握如何進行對基因診斷、修復、治療和預防，這是生物技術(shù)發(fā)展的前沿。這項成果將給人類的健康和生活帶來不可估量的利益。

所謂基因治療是指用基因工程的技術(shù)方法，將正常的基因轉(zhuǎn)如病患者的細胞中，以代病變基因，從而表達所缺乏的產(chǎn)物，或者通過關(guān)閉或降低異常表達的基因等途徑，達到治療某些遺傳病的目的。目前，已發(fā)現(xiàn)的遺傳病有6500多種，其中由單基因缺陷引起的就有約3000多種。因此，遺傳病是基因治療的主要對象。

基因治療的最新進展是即將用基因槍技術(shù)于基因治療。其方法是將特定的DNA用改進的基因槍技術(shù)導入小鼠的肌肉、肝臟、脾、腸道和皮膚獲得成功的表達。這一成功預示著人們未來可能利用基因槍傳送藥物到人體內(nèi)的特定部位，以取代傳統(tǒng)的接種疫苗，并用基因槍技術(shù)來治療遺傳病。

目前，科學家們正在研究的是胎兒基因療法。如果現(xiàn)在的實驗療效得到進一步確證的話，就有可能將胎兒基因療法擴大到其它遺傳病，以防止出生患遺傳病癥的新生兒，從而從根本上提高后代的健康水平。

加快農(nóng)作物新品種的培育

科學家們在利用基因工程技術(shù)改良農(nóng)作物方面已取得重大進展，一場新的綠色革命近在眼前。這場新的綠色革命的一個顯著特點就是生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)、食品和醫(yī)藥行業(yè)將融合到一起。

基因技術(shù)的突破使科學家們得以用傳統(tǒng)育種專家難以想象的方式改良農(nóng)作物。例如，基因技術(shù)可以使農(nóng)作物自己釋放出殺蟲劑，可以使農(nóng)作物種植在旱地或鹽堿地上，或者生產(chǎn)出營養(yǎng)更豐富的食品。科學家們還在開發(fā)可以生產(chǎn)出能夠防病的疫苗和食品的農(nóng)作物。

基因技術(shù)也使開發(fā)農(nóng)作物新品種的時間大為縮短。利用傳統(tǒng)的育種方法，需要七、八年時間才能培育出一個新的植物品種，基因工程技術(shù)使研究人員可以將任何一種基因注入到一種植物中，從而培育出一種全新的農(nóng)作物品種，時間則縮短一半。

基因工程自20世紀70年代興起之后，經(jīng)過二十多年的發(fā)展歷程，取得了驚人的成績，基因治療

特別是近十年來，基因工程的發(fā)展更是突飛猛進?；蜣D(zhuǎn)移、基因擴增等技術(shù)的應用不僅使生命科學的研究發(fā)生了前所未有的變化，而且在實際應用領(lǐng)域——醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)、環(huán)境保護等方面也展示出美好的應用前景。

基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生

目前，基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應用非常廣泛，主要包括以下方面： 1.基因工程藥品的生產(chǎn)：

許多藥品的生產(chǎn)是從生物組織中提取的。受材料來源限制產(chǎn)量有限，其價格往往十分昂貴。

微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。若將生物合成相應藥物成分的基因?qū)胛⑸锛毎麅?nèi)，讓它們產(chǎn)生相應的藥物，不但能解決產(chǎn)量問題，還能大大降低生產(chǎn)成本。⑴基因工程胰島素

胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。

將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價格降低了30%-50%!⑵基因工程干擾素

干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。

基因工程人干擾素α-2b（安達芬）是我國第一個全國產(chǎn)化基因工程人干擾素α-2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細胞增生，調(diào)節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當前國際公認的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。⑶其它基因工程藥物

人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。基因工程藥品是制藥工業(yè)上的重大突破。

目前用基因診斷方法已經(jīng)能夠檢測出腸道病毒、單純皰疹病毒等許多種病毒。

基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)

基因工程在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)上的應用主要是培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動植物新品種?；蚬こ淘谵r(nóng)業(yè)方面的應用主要表現(xiàn)在兩個方面。首先，是通過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。例如，用基因工程的方法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量。其次，是用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作物新品種。自然界中細菌的種類是非常多的，在細菌身上幾乎可以找到植物所需要的各種抗性，如抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等。如果將這些抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。

基因工程在畜牧養(yǎng)殖業(yè)上的應用也具有廣闊的前景，科學家將某些特定基因與病毒DNA構(gòu)成重組DNA，然后通過感染或顯微注射技術(shù)①將重組DNA轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。由這種受精 卵發(fā)育成的動物可以獲得人們所需要的各種優(yōu)良品質(zhì)，如具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等。

在工業(yè)上，由于用微生物進行發(fā)酵生產(chǎn)要比在大田中進行農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)具有許多優(yōu)越性，因而它已成為農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的一個遠景方向。而要實現(xiàn)這一目標，基因工程將是最有效的手段。例如，有人設(shè)想并正在試驗將抗生素生產(chǎn)菌放線菌或霉菌的有關(guān)遺傳基因轉(zhuǎn)移至發(fā)酵時間更短、更易于培養(yǎng)的細菌細胞中；將動物或人產(chǎn)胰島素的遺傳基因轉(zhuǎn)移至酵母或細菌的細胞中；將家蠶產(chǎn)絲蛋白的基因引入細菌細胞中；把人或動物產(chǎn)抗體、干擾素、激素或白細胞介素（interleukin）等的基因轉(zhuǎn)移至細菌細胞中；把不同病毒的表面抗原基因轉(zhuǎn)移到細菌細胞中以生產(chǎn)各種疫苗；用基因工程手段提高各種氨基酸發(fā)酵菌的產(chǎn)量；構(gòu)建分解纖維素或木質(zhì)素以生產(chǎn)重

要

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謝

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菌；

基因工程還可以為人類開辟新的食物來源。

基因工程與環(huán)境保護

基因工程的方法可以用于環(huán)境監(jiān)測基因工程還可以用于被污染環(huán)境的凈化。造成環(huán)境污染的農(nóng)藥，并試圖通過基因工程的方法回收和利用工業(yè)廢物。凡此種種，都是一些可望取得成功和發(fā)展前景十分光明的研究課題。

例如，目前用100000克胰臟只能提取3～4g胰島素，而用“工程菌”進行發(fā)酵生產(chǎn)，則只要用幾升發(fā)酵液就可取得同樣數(shù)量的產(chǎn)品。1978年，美國有兩個實驗室合作，使E．coli產(chǎn)生大白鼠胰島素的研究已獲成功。接著，又報道了通過基因工程使E．coli合成人胰島素實驗成功的消息。他們在實驗室中曾將人胰島素A、B兩鏈的人工合成基因分別組合到E．coli的不同質(zhì)粒上，然后再轉(zhuǎn)移至菌體內(nèi)。這種重組質(zhì)?？稍贓．coli細胞內(nèi)進行正常的復制和表達，從而使帶有A、B鏈基因的“工程菌”菌株分別產(chǎn)生人胰島素的A、B鏈，然后再用人為 的方法，在體外通過二硫鍵使這兩條鏈連接成有活性的人胰島素。另外，在1977年，國外已利用基因工程技術(shù)，使E．coli生產(chǎn)出一種名為生長激素釋放因子“SRIH”的動物激素（一種十四肽，能抑制其他激素的釋放和治療糖尿病等），它原來要從羊的腦下垂體中提取，宰50萬頭羊也只能提取5mg的產(chǎn)品，而現(xiàn)在只要用10L發(fā)酵液就可獲得同樣的產(chǎn)量。近年來，應用遺傳工程獲得這類產(chǎn)品的例子正與日俱增，尤其是多肽類物質(zhì)，如腦啡肽（大腦中的鎮(zhèn)痛物質(zhì)）、卵清蛋白（即“OV”，389肽）、干擾素（用于治療病毒性感染）、胸腺素α-1（有免疫援助因子的作用，可治療癌癥）、乙型肝炎疫苗和口蹄疫病毒疫苗等。我國學者也急起直追，在腦啡肽、α-干擾素、γ-干擾素、人生長激素、乙型肝炎疫苗、含乙肝表面抗原基因的牛痘病毒株以及青霉素?；傅鹊幕蚬こ萄芯恐?，取得了一系列令人鼓舞的成果。

（2）基因工程在農(nóng)業(yè)上的應用基因工程在農(nóng)業(yè)上應用的領(lǐng)域也十分廣闊。有人估計，到本世紀末，每年上市的植物基因工程產(chǎn)品的價值，相當于醫(yī)藥產(chǎn)品的十倍。幾個主要的應用領(lǐng)域包括：①將固氮菌的固氮基因轉(zhuǎn)移到生長在重要作物的根際微生物或致瘤微生物中去，或是干脆將它引入到這類作物的細胞中，以獲得能獨立固氮的新型作物品種。根據(jù)估算，利用前一方法，其研究經(jīng)費僅及通過常規(guī)方法發(fā)展氮肥工業(yè)以達到同樣效果的二百分之一至二千分之一；而后一途徑則更省事，其成本還不到上述的二千分之一；②將木質(zhì)素分解酶的基因或纖維素分解酶的基因重組到酵母菌內(nèi)，使酵母菌能充分利用稻草、木屑等地球上貯量極大并可永續(xù)利用的廉價原料來直接生產(chǎn)酒精，并可望為人類開辟一個取之不盡的新能源和化工原料來源；③改良和培育農(nóng)作物和家畜、家禽新品種，包括提高光合作用效率以及各種抗性基因工程（植物的抗鹽、抗旱、抗病基因以及魚的抗凍蛋白基因）等。

基因工程的前景

從70年代起逐步建立起來的基因工程技術(shù)，使基因或一些具有特殊功能的DNA片段的分離變得十分容易。這些基因或特殊DNA片段的一級結(jié)構(gòu)（即它們的核苷酸序列）的測定也是十分容易的，由基因的核苷酸序列去推測蛋白質(zhì)的氨基酸殘基的序列也變得輕易而舉。利用計算機技術(shù)可以很容易的對推測出來的蛋白質(zhì)進行高級結(jié)構(gòu)的分析，可以對來自不同生物種類的基因序列進行同源性分析。所有這些方法或技術(shù)的廣泛使用，不僅大大地推動了分子生物學的迅猛發(fā)展，而且也大大推動了生命科學各個分支領(lǐng)域的迅速發(fā)展。因此，基因工程技術(shù)的第一個重要應用領(lǐng)域就是大大的推動了科學理論研究的發(fā)展。

由于基因工程是從遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)上對原有的生物（常常稱之為受體生物）進行改造，經(jīng)過改造的生物就會按照研究者的意愿獲得某種（些）新的基因，從而使該生物獲得某些新的

遺傳性狀。這種性狀可以用人的肉眼直接觀察到，也可能是通過某些反應或儀器間接觀察到。這種受體生物可能是微生物，植物或動物，因而它會涉及到許多生產(chǎn)行業(yè)。

基因工程技術(shù)幾乎涉及到人類的生存所必需的各個行業(yè)。比如將一個具有殺蟲效果的基因轉(zhuǎn)移到棉花、水稻等農(nóng)作物種中，這些轉(zhuǎn)基因作物就有了抗蟲能力，因此基因工程被應用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域；要是把抗蟲基因轉(zhuǎn)移到楊樹、松樹等樹木中，基因工程就被應用到林業(yè)領(lǐng)域；要是把生物激素基因轉(zhuǎn)移到支物中去，這就與漁業(yè)和畜牧業(yè)有關(guān)了；如果利用微生物或動物細胞來生產(chǎn)多肽藥物，那么基因工程就可以應用到醫(yī)學領(lǐng)域?？傊痪湓挘蚬こ虘梅秶鷮⑹鞘謴V泛的

第二篇：基因工程論文

學號：13054107

基因工程結(jié)課論文

靶向MRP1基因pRNAT-H1.1/shuttle-RFP重組質(zhì)粒表達載體構(gòu)建

院（系）名

稱： 理學院 專業(yè)

名

稱： 生物科學 學

生

姓名： 姜己玉 所

在班

級： 13-1

目錄

摘要............................................................................................................................................2 第一章 緒論..............................................................3 1..1RNAi的研究進展....................................................3 1.1.1RNAi的分子作用機制...........................................3 1.1.2 RNAi 的特點..................................................3 1.1.3 siRNA簡介.........................................................3 1.1.4 s iRNA 的設(shè)計原則..........................................3 1.2 用于 RNA i 的載體....................................................4 1.2.1 載體的選擇..................................................4 1.2.2 質(zhì)粒人工構(gòu)建的目的.................................................4 1.3 MRP1 的研究進展......................................................4 第二章 實驗材料與方法.....................................................5 2.1 實驗材料.............................................................5 2.1.1 宿主菌.............................................................5 2.1.3 載體通用引物................................................5 2.1.5 主要儀器..........................................................5 2.2 試驗方法.........................................................5 2.2.1 shRNA 的設(shè)計與退火..................................................5 2.2.2 合成干涉片段的退火..........................................6 2.2.3 重組載體的構(gòu)建..............................................6 2.2.4 菌落PCR初步篩選陽性重組子..................................7 2.2.5 測序鑒定重組載體...............................................7 第三章 結(jié)果與分析.........................................................8 3.1 質(zhì)粒經(jīng)HindⅢ和BamHI雙酶切后膠回收結(jié)果...........................8 3.1.1 質(zhì)粒經(jīng)HindⅢ和BamHI雙酶切后結(jié)果.............................8 3.1.2 目的片段的回收................................................8 3.2 重組質(zhì)粒的菌落PCR...................................................8 3.3 重組質(zhì)粒大量提取......................................................8 3.4 重組質(zhì)粒測序結(jié)果.................................................8 參考文獻..................................................................9

摘 要

癌癥嚴重威脅著人類的健康，其發(fā)病率呈上升趨勢。化療作為其常規(guī)臨床治療手段，在癌癥治療中具有手術(shù)和放射治療不能替代的作用。腫瘤細胞的多藥耐藥性（multidrug resistance, MDR）是導致腫瘤細胞化療失敗的主要原因。腫瘤細胞產(chǎn)生多藥耐藥的原因較為復雜，多藥耐藥相關(guān)蛋白1（Multidrug Resistance-associated Protein 1，MRP1）的過度表達是導致其產(chǎn)生多藥耐藥的主要原因之一。RNA干擾(RNA interference，RNAi)是近年來發(fā)現(xiàn)的能快速、高效、特異的沉默目的基因表達的技術(shù)，如能通過RNAi技術(shù)沉默MDR1基因，逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞的多藥耐藥性將為改善癌癥病人的化療效果奠定基礎(chǔ)。

目的：本課題選用pRNAT-H1.1/shuttle-RFP表達穿梭載體。構(gòu)建針對mrp1 mRNA的RNA干擾表達載體。

方法：將預先根據(jù)MRP1基因序列設(shè)計合成的編碼siRNA的cDNA序列與pRNAT-H1.1/shuttle-RFP質(zhì)粒載體連接，構(gòu)建靶向mrp1 siRNA重組質(zhì)粒。將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化E.coli DH5α后大量提取重組質(zhì)粒，經(jīng)菌落 PCR和 DNA測序分析檢測重組載體構(gòu)建結(jié)果。

結(jié)果：成功構(gòu)建靶向MRP1基因pRNAT-H1.1/shuttle-RFP重組質(zhì)粒表達載體。為下一步抑制mrp1基因在腫瘤細胞中的表達奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：RNA干擾；MRP1；pRNAT-H1.1/shuttle-RFP質(zhì)粒；穿梭載體

第1章 緒 論

1.1 RNAi的研究進展

RNA干擾(RNA interference , RNAi)是由雙鏈RNA分子介導的序列特異性轉(zhuǎn)錄后基因沉默過程，為一種雙鏈RNA分子在mRNA 水平上關(guān)閉相關(guān)基因表達的過程，是一項新興的基因阻斷技術(shù)。RNAi有望成為分析人類基因組功能的有力工具，在腫瘤病因、免疫機制及治療等方面的研究上有廣闊的發(fā)展前景。

1.1.1 RNAi的分子作用機制

RNAi的作用機制在眾多學者的努力研究下日漸明朗。不同生物體內(nèi)的RNA干擾作用機制也各有不同，但是主要可以分為兩種類型：特異效應作用機制與非特異效應作用機制。特異性效應一般發(fā)生在短雙鏈RNA（21～23nt）上，非特異性效應發(fā)生于長雙鏈RNA（30nt以上）。

1.1.2 RNAi的特點

RNAi具有高效性，也就是說與細胞內(nèi)的mRNA的量相比，注入細胞內(nèi)的siRNA的量要少得多。但由于循環(huán)放大機制的存在，仍可以有效地阻斷目的基因的表達；同時，RNAi也具有高特異性，小干擾RNA由dsRNA降解得到的，除在序列識別中不起主要作用的正義鏈3′端的兩個堿基以外，其余堿基均為必需。

1.1.3 siRNA簡介

RNA干擾作用是通過siRNA（small interfering RNA，siRNA）這類小RNA分子作為較穩(wěn)定的中間介質(zhì)實現(xiàn)的。通過對植物的研究證明，雙鏈RNA復合體降解為35nt左右的小RNA分子后通過序列互補與mRNA結(jié)合，進而降解mRNA。

1.1.4 siRNA的設(shè)計原則

RNAi 作用的成功與否，關(guān)鍵在于siRNA序列的結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)的siRNA序列沉默基因的效率差別很大，2001年，Elbashir S M等[應用化學合成法合成了siRNA，并發(fā)現(xiàn)可以誘導哺乳動物發(fā)生RNAi，他們進而據(jù)此提出了siRNA 設(shè)計方法：1)從起始密碼下游50~100nt開始搜索siRNA以避免出現(xiàn)于5′或3′端的UTRs 的蛋白結(jié)合位點，；

2)搜索5′AA(N19)UU序列，如果沒有相應序列，可以選擇5′AA(N21)或5′NA(N21)；3)G/C含量在32%~79%之間[16]； 4)要確定siRNA對靶基因的特異性，可以利用Blast軟件在基因組中進行比對，；5)設(shè)置在基因組中無對應序列的siRNA的對照siRNA。但是，Elbashir S M等的設(shè)計方法siRNA 篩選效率仍然很低，要更好的掌握RNAi。

1.2 用于RNAi的載體

基因工程中，攜帶目的基因進入宿主細胞進行擴增和表達的工具，稱為載體。是指能夠運載外源DNA片段進入受體細胞，具有自我復制能力，使外源DNA片段在受體細胞中得到擴增和表達，不被受體細胞的酶系統(tǒng)所破壞的一類DNA分子。載體具有以下的功能：（1）運送外源基因高效轉(zhuǎn)入受體細胞；（2）為外源基因提供復制能力或整合能力；（3）為外源基因的擴增或表達提供必要的條件。

1.2.1載體的選擇

質(zhì)粒是為一種1-200kb不等的雙鏈、閉環(huán)的DNA分子。是染色體外穩(wěn)定遺傳，并能以超螺旋狀態(tài)存在于宿主細胞中的因子。RNA干擾實驗通常選用質(zhì)粒作為載體。質(zhì)粒載體是為適應實驗室操作在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上人工構(gòu)建的。但是，天然質(zhì)粒的缺點是分子量大，拷貝數(shù)低，所以為使分子量盡可能減少，必須去掉大部分的非必需序列，以便于基因工程操作。

1.2.2 質(zhì)粒人工構(gòu)建的目的

天然存在的野生型質(zhì)粒由于分子量大、拷貝數(shù)低、單一酶切位點少、遺傳標記不理想等缺陷，因而不適合用作基因工程的載體，必須對之進行改造構(gòu)建

1.3 MRP1的研究進展

MRP1的底物 直接通過細胞毒性分析和底物刺激的ATP酶測量進行識別MRP1的底物的，底物是由大量的多樣化的疏水復合物，有機陰離子結(jié)合物以及陰離子非結(jié)合性底物所組成。典型的結(jié)合型底物包括：谷胱甘肽，葡糖醛酸和硫酸鹽結(jié)合物，MRP1的組織分布 MRP1在體內(nèi)的表達可以說是無所不在。

第2章 實驗材料與方法

2.1 實驗材料

2.1.1 宿主菌

E.coli DH5α：為感受態(tài)宿主菌由北京鼎國生物技術(shù)有限責任公司提供。

2.1.2 質(zhì)粒載體

pRNAT-H1.1/shuttle-RFP質(zhì)粒。pRNAT-H1.1/shuttle-RFP質(zhì)粒特性如下：pRNAT-H1.1/shuttle 是一種腺病毒siRNA穿梭質(zhì)粒，shRNA的表達由人的轉(zhuǎn)錄啟動子H1 Promoter啟動，H1啟動子屬于PolⅢ啟動子，該啟動子總在其下游的固定距離開始轉(zhuǎn)錄合成RNA，轉(zhuǎn)錄過程遇到4~5個連續(xù)的U即終止，非常精確；同時CMV Promoter為真核生物啟動子，可在該質(zhì)粒中高效啟動紅色熒光蛋白的表達；MCS為多克隆位點。

2.1.3 載體通用引物

正向引物（M13）：5′-GTTTTCCCAGTCACGAC-3′ 反向引物（Rev）：5′-GAGTTAGCTCACTCATTAGGC-3′

2.1.4 主要試劑、具酶及儀器

質(zhì)?？焖偬崛≡噭┖?，Sanprep柱式DNA膠回收試劑盒，10×PCR buffer，dNTP，Marker(1kb,100bp)，Goldview DNA染料，EDTA Bio Basic Inc 溶菌酶，LiCl Amresco RNase Sigma bacto-typtone Bio Basic Inc bacto-yeast extract Bio Basic Inc PEG8000，HindⅢ NEB，BamHI NEB，T4DNA連接酶 NEB，Taq酶，微量振蕩器（MM-2型），微量振蕩器（MM-2型），恒溫空氣搖床，電子天平，紫外分析儀（ZF型），低溫離心機（SK18），低溫離心機（SK18），PCR儀（9600型），ABI 恒溫磁力攪拌器（2003-16），恒溫水浴鍋，自動雙重純水儀

2.2 實驗方法

2.2.1 shRNA的設(shè)計與退火

根據(jù)siRNA設(shè)計原則[34]，根據(jù)MRP1靶序列，設(shè)計合成四對互補反向重復脫氧核糖核酸序列，中間間隔9nt莖環(huán)序列(TTCAAGAGA)，5′端帶有BamHⅠ酶切位點，3′端帶有HindⅢ酶切位點，用BLAST進行同源性分析，確定與其他基因無同源性。shRNA的 5

DNA模板由上海生工合成，單鏈干涉片段退火后形成雙鏈。根據(jù)2個靶序列設(shè)計的2對DNA干涉片段mrp1-1，mrp1-2。

2.2.2 合成干涉片段的退火

合成片段的退火體系：各管混勻后90℃保溫3分鐘，37℃保溫1h，再取5μL退火溶液加45μL 滅菌雙蒸水混勻，使干涉片段終濃度為8ng/μL。

2.2.3 重組載體的構(gòu)建

（1）將含有pRNAT-H1.1/shuttle-RFP質(zhì)粒的大腸桿菌接種入盛有200mL LB培養(yǎng)基（含2μg/mL氨芐青霉素）的500mL三角瓶中，置37℃振蕩培養(yǎng)過夜（置搖床中160r/min）。（2）實驗前預先配制溶液Ⅱ，溶菌酶。預冷溶菌酶、溶液Ⅰ和溶液Ⅲ。取出菌懸液，觀察菌體生長狀況，將菌懸液分裝于兩個250ml離心桶中，調(diào)平。預冷離心機至4℃，4℃下8000r/min離心5min，棄上清，得菌體。（3）加預冷的溶液Ⅰ50ml于每離心桶，混勻，洗滌沉淀。8000r/min離心5min，棄上清，得沉淀。此步驟的目的為出去培養(yǎng)基，以獲得更純的細菌沉淀物。（4）用17ml溶液Ⅰ吹散重懸細菌沉淀物，加3ml新配制的溶菌酶溶液，溫和混勻，室溫放置10min，裂解大腸桿菌。（5）加40ml新配制的溶液Ⅱ，以使菌體破碎，釋放質(zhì)粒DNA等內(nèi)容物。緩慢顛倒數(shù)次，防止破壞基因組DNA，室溫放置3min。（6）加30ml預冷的溶液Ⅲ，緩慢顛倒數(shù)次，防止SDS破壞基因組DNA，冰浴放置15min。4℃下以10000r/min離心10min，然后將上清液全部倒入新離心桶中。（7）將上清液在4℃下以10000r/min離心10min，然后將上清液經(jīng)8層紗布過濾至新離心桶中。（8）加0.6倍體積（約54ml）的異丙醇，充分混勻，室溫放置15min，以沉淀核酸。8000r/min離心15min，小心倒掉上清，敞開瓶口倒置于紙巾上，使殘余上清液流盡，晾干。（9）加15ml水再加15ml LiCl（預冷）混勻，靜置沉淀15min，4℃下10000r/min離心15min，以出去蛋白質(zhì)和RNA。（10）倒上清于新的離心桶中，加30ml異丙醇，劇烈震蕩，靜置沉淀15min，在4℃下以10000r/min離心15min。再次沉淀核酸。（11）棄上清，得到沉淀的核酸。敞開瓶口倒置于紙巾上使殘余上清液流盡。（12）用70%乙醇洗滌沉淀，4℃下以10000r/min離心5min，棄去乙醇，離心桶敞口倒置于紙巾上，使乙醇揮發(fā)殆盡。此步驟可以沉淀DNA。（13）加2ml無菌水溶解沉淀，將液體吸到10ml離心管中，再吸2ml ddH2O沖洗瓶壁，隨后將洗液加到同一10ml離心管中，隨后加100μl RNaseA，37℃，水浴30min。以使RNA徹底分解。（14）加等體積含13％（w/v）聚乙二醇（PEG 8000）的1.6mol/L NaCl,充分混合，用微量離心機于4℃以12000轉(zhuǎn)/分，離心15分鐘，以回收質(zhì)粒DNA。（15）沉淀用3ml70%乙醇重懸清洗，以除去PEG，12000r/min離心8min。（16）重復上步操作，將離心管倒扣于紙巾上10min，加1ml H2O溶解，用等體積酚/氯仿/異戊醇再抽提一次蛋白質(zhì)，室溫下8000r/miin離心10min。（17）小心吸上清與另一離心管中，加2倍體積的預冷無水乙醇，再加0.1體積的NaAC（3mol，pH5.2），冰上沉淀20min，4℃下10000r/min離心15min，使DNA沉淀出來。（18）去上清加入3ml 70%乙醇重懸清洗，10000r/min 離心15min，晾干，用500μl無菌水溶解沉淀。

2.2.4菌落PCR初步篩選陽性重組子

滅菌牙簽挑取LB篩選平板上圓滑單菌落，先在預先分隔并標記的另一LB平皿上劃板，然后點入制備好的PCR反應混合液，開始擴增。PCR反應條件為：94℃預變性2分鐘；94℃ 變性30s，55℃ 退火30s，72℃ 延伸45s，共35個循環(huán)；72℃ 延伸1分鐘，4℃保存，1.2％瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR產(chǎn)物。劃板的平皿于37℃培養(yǎng)12-16h。

2.2.5 測序鑒定重組載體

將小提鑒定結(jié)果正確的質(zhì)粒送交上海生工生物工程技術(shù)服務有限司，以載體反向引物為測序引物。將經(jīng)鑒定后未發(fā)生突變的H1.1-

1、H1.1-2靶向MRP1基因siRNA重組質(zhì)粒的宿主菌搖瓶擴大培養(yǎng)后，進行質(zhì)粒大量提取,方法如2.1.2.3.1所述。

第3章 結(jié)果與分析

3.1 質(zhì)粒經(jīng)HindⅢ和BamHI雙酶切后膠回收結(jié)果

3.1.1 質(zhì)粒經(jīng)HindⅢ和BamHI雙酶切后結(jié)果

pRNAT-H1.1/shuttle-RFP質(zhì)粒經(jīng)HindⅢ和BamHI雙酶切，結(jié)果顯示單酶切產(chǎn)物大小約為6200bp，雙酶切產(chǎn)物略小于單酶切產(chǎn)物，與預期結(jié)果相符。

3.1.2 目的片段的回收

目的片段回收 ,結(jié)果顯示回收產(chǎn)物大小約為6Kb，與預期結(jié)果相符。

3.2 重組載體的菌落PCR 重組載體菌落 PCR電泳，結(jié)果顯示PCR擴增產(chǎn)物,電泳分析發(fā)現(xiàn)陽性產(chǎn)物可以擴增出560bp大小的條帶，假陽性產(chǎn)物不能擴增出560bp大小的條帶,與預期結(jié)果相符，可以初步篩選出陽性產(chǎn)物。

3.3 重組質(zhì)粒大量提取

重組質(zhì)粒大量提取后的電泳，結(jié)果顯示pRNAT-H1.1/shuttle-RFP 重組質(zhì)粒大小約為6.2kb，與預期結(jié)果相符。

重組質(zhì)粒大提并稀釋50倍以后在紫外分光光度儀Genespec上測其OD值。

3.4 重組質(zhì)粒測序結(jié)果

pRNAT-H1.1/shuttle-RFP重組質(zhì)粒測序鑒定，結(jié)果顯示重組質(zhì)粒的堿基序列與預期結(jié)果一致，未發(fā)生堿基突變，說明pRNAT-H1.1/shuttle-RFP重組質(zhì)粒構(gòu)建成功。

參考文獻

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第三篇：基因工程論文

基因工程論文

一． 定義

基因工程（genetic engineering）又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學為理論基礎(chǔ)，以分子生物學和微生物學的現(xiàn)代方法為手段，將不同來源的基因按預先設(shè)計的藍圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導入活細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品。基因工程技術(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段

二，基本操作步驟：

1．提取目的基因：一條是從供體，的DNA中直接分離基因；另一條是人工合成基因（1）直接分離基因：最常用的方法是“鳥槍法”，又叫“散彈射擊法”。鳥槍法的具體做法是：用限制酶將供體細胞中的DNA切成許多片段，將這些片段分別載入運載體，然后通過運載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細胞，讓供體細胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分別在各個受體細胞中大量復制（在遺傳學中叫做擴增），從中找出含有目的基因的細胞，再用一定的方法把帶有目的基因的DNA片段分離出來。

（2）工合成基因的方法主要有兩條。一條途徑是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模版，反轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的基因。另一條途徑是根據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出相應的信使RNA序列，然后按照堿基互補配對的原則，推測出它的基因的核苷酸序列，再通過化學方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。

2.目的基因與載體結(jié)合：將目的基因與運載體結(jié)合的過程，實際上是不同來源的DNA重新組合的過程。

3.將目的基因?qū)胧荏w細胞：目的基因的片段與運載體在生物體外連接形成重組DNA分子后，下一步是將重組DNA分子引入受體細胞中進行擴增。

4.目的基因檢測與表達：在全部的受體細胞中，真正能夠攝入重組DNA分子的受體細胞是很少的。必須通過一定的手段對受體細胞中是否導入了目的基因進行檢測。重組DNA分子進入受體細胞后，受體細胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達過程。

三．基因工程應用：

1．與醫(yī)藥衛(wèi)生

（1）生產(chǎn)基因工程藥品（2）基因診斷（3）基因治療

2．與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)

（1）農(nóng)業(yè)：培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具特殊用途的動植物新品種。

（2）畜牧養(yǎng)殖業(yè)：培育體型巨大、品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因動物；利用外源基因在哺乳動物體內(nèi)的表達獲得人類所需要的各種物質(zhì)，如激素、抗體及酶類等。（3）食品工業(yè)：為人類開辟新的食物來源。

3．與環(huán)境保護

（1）用于環(huán)境監(jiān)測：用DNA探針可檢測飲水中病毒的含量

（2）用于被污染環(huán)境的凈化：分解石油的“超級細菌”；“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細菌；能夠凈化鎘污染的植物；構(gòu)建新的殺蟲劑；回收、利用工業(yè)廢物等。

生物081 馬明臣 0802030119

第四篇：基因工程論文

淮陰工學院生物課程論文 引言（或緒論）

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基因工程也稱遺傳工程，它主要是指通過DNA重組技術(shù)，對生物特定的基因進行復制（克隆）、改造（修飾、重組）或人工合成新的基因，以達到改造生物性狀乃至創(chuàng)造新的物種的目的?；蚬こ叹褪窃诨蛩剑ǚ肿铀剑┥蠈ιw的操作?；蚣夹g(shù)將可能給人類在疾病防治、健康保健直至延年益壽方面帶來的革命性變化勾起了人們對未來美好生活的無限憧憬。

1.1 基因工程應用于植物方面

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)應用最為廣泛的領(lǐng)域之一。農(nóng)作物生物技術(shù)的目的是提高作物產(chǎn)量改善品質(zhì),增強作物抗逆性、抗病蟲害的能力?；蚬こ淘谶@些領(lǐng)域已取得了令人矚目的成就。由植物病毒分子生物學的發(fā)展,植物抗病基因工程也也已全面展開。自從發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒(TMV)的外殼蛋白基因?qū)霟煵葜?在轉(zhuǎn)基因植株上明顯延遲發(fā)病時間或減輕病害的癥狀,通過導入植物病毒外殼蛋白來提高植物抗病毒的能力,已用多種植物病毒進行了試驗。在利用基因工程手段增強植物對細菌和真菌病的抗性方面,也已取得很大進展。植物對逆境的抗性一直是植物生物學家關(guān)心的問題。由于植物生理學家、遺傳學家和分子生物學家協(xié)同作戰(zhàn),耐澇、耐鹽堿、耐旱和耐冷的轉(zhuǎn)基因作物新品種(系)也已獲得成功。植物的抗寒性對其生長發(fā)育尤為重要?？茖W家發(fā)現(xiàn)極地的魚體內(nèi)有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增長,從而免受低溫的凍害并正常地生活在寒冷的極地中。將這種抗凍蛋白基因從魚基因組中分離出來,導入植物體可獲得轉(zhuǎn)基因植物,目前這種基因已被轉(zhuǎn)入番茄和黃瓜中。隨著生活水平的提高,人們越來越關(guān)注口味、口感、營養(yǎng)成分、欣賞價值等品質(zhì)性狀。實踐證明,利用基因工程可以有效地改善植物的品質(zhì),而且越來越多的基因工程植物進入了商品生產(chǎn)領(lǐng)域,近幾年利用基因工程改良作物品質(zhì)也取得了不少進展,如美國國際植物研究所的科學家們從大豆中獲取蛋白質(zhì)合成基因,成功地導入到馬鈴薯中,培育出高蛋白馬鈴薯品種,其蛋白質(zhì)含量近大豆,大大提高了營養(yǎng)價值,得到了農(nóng)場主及消費者的普遍歡迎。在花色、花香、花姿等性狀的改良上也作了大量的研究。

1.2 基因工程應用于醫(yī)藥方面

目前,以基因工程藥物為主導的基因工程應用產(chǎn)業(yè)已成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一,發(fā)展前景非常廣闊?；蚬こ趟幬镏饕毎蜃?、抗體、疫苗、激素和寡核 淮陰工學院生物課程論文

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甘酸藥物等。它們對預防人類的腫瘤、心血管疾病、遺傳病、糖尿病、包括艾滋病在內(nèi)的各種傳染病、類風濕疾病等有重要作用。在很多領(lǐng)域特別是疑難病癥上,基因工程工程藥物起到了傳統(tǒng)化學藥物難以達到的作用。我最為熟悉的干擾素(IFN)就是一類利用基因工程技術(shù)研制成的多功能細胞因子,在臨床上已用于治療白血病、乙肝、丙肝、多發(fā)性硬化癥和類風濕關(guān)節(jié)炎等多種疾病。目前,應用基因工程研制的艾病疫苗已完成中試,并進入臨床驗證階段;專門用于治療腫瘤的“腫瘤基因?qū)棥币矊⒃诓痪猛瓿裳兄?它可有目的地尋找并殺死腫瘤,將使癌癥的治愈成為可能。由中國、美國、德國三國科學家及中外六家研究機構(gòu)參與研制的專門用于治療乙肝、慢遷肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的體細胞基因生物注射劑,最終解決了從剪切、分離到吞食肝細胞內(nèi)肝炎病毒,修復、促進肝細胞再生的全過程。經(jīng)4年臨床試驗已在全國面向肝炎患者。此項基因?qū)W研究成果在國際治肝領(lǐng)域中,是繼干擾素等藥物之后的一項具有革命性轉(zhuǎn)變的重大醫(yī)學成果。

1.3 基因工程應用于環(huán)保方面

工業(yè)發(fā)展以及其它人為因素造成的環(huán)境污染已遠遠超出了自然界微生物的凈化能力,已成為人們十分關(guān)注的問題?；蚬こ碳夹g(shù)可提高微生物凈化環(huán)境的能力。美國利用DNA重組技術(shù)把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴、脂肪烴的4種菌體基因鏈接,轉(zhuǎn)移到某一菌體中構(gòu)建出可同時降解4種有機物的“超級細菌”,用之清除石油污染,在數(shù)小時內(nèi)可將水上浮油中的2 /3烴類降解完,而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢桿菌、且表達成功。它能釘死蚊蟲與害蟲,而對人畜無害,不污染環(huán)境?，F(xiàn)已開發(fā)出的基因工程菌有凈化農(nóng)藥的DDT的細菌、降解水中的染料、環(huán)境中有機氯苯類和氯酚類、多氯聯(lián)苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸藥的工程菌及用于吸附無機有毒化合物(鉛、汞、鎘等)的基因工程菌及植物等。90年代后期問世的DNA改組技術(shù)可以創(chuàng)新基因,并賦予表達產(chǎn)物以新的功能,創(chuàng)造出全新的微生物,如可將降解某一污染物的不同細菌的基因通過PCR技術(shù)全部克隆出來,再利用基因重組技術(shù)在體外加工重組,最后導入合適的載體,就有可能產(chǎn)生一種或幾種具有非凡降解能力的超級菌株,從而大大地提高降解效率?；蚬こ檀嬖诘臓幾h

目前普遍的看法是，人類在基因技術(shù)如何影響人類社會傳統(tǒng)倫理道德方面的研究遠遠落后于對基因技術(shù)本身的研究。塞萊拉基因公司老板文特爾就曾鄭重指出，人類 淮陰工學院生物課程論文

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基因圖譜雖然由人類各國共享，但決不能濫用。我認為所有的科學創(chuàng)造、發(fā)明都應該以改善人類生活為目的，基因工程方面的研究也如此。我們應鼓勵基因科學的深入發(fā)展，國家也應該加大投入。但是克隆人以及一些武器發(fā)展方面的問題，就要靠社會的約束和管理，要靠人類自己的抉擇，畢竟科學都是有正反兩面性的。就基因工程技術(shù)本身而言，也存在著不少爭議，不得不讓人重視。

2.1 對遺傳工程的生物能否給予專利保護

就像過去歐洲圈占無生命的公有資源土地一樣，“圈地運動”同樣存于今天：美國一家公司用一種植物為原料制成抗癌物質(zhì)，賺取上億美元,而這一植物的自然資源地的人們卻沒有拿到一分錢補償，這時就涉 及到生物遺傳資源能否擁有私有知識產(chǎn)權(quán)的問題。

2.2 要不要反對生物剽竊

不少發(fā)展中國家擁有原始遺傳資源，而發(fā)達國家卻擁有生物技術(shù)革命的手段，可以把基因庫資源變成商品。印度有一種訥木樹，一家西方公司從其中分離出有效成份，申請和獲得多項訥木提取液生產(chǎn)工藝的專利，這種被生物資源地稱之為“生物剽竊”的做法是否妥當。

2.3 人類能否成為知識產(chǎn)權(quán)

美國衛(wèi)生研究院從巴拿馬婦女血液中分離一種病毒，可以生成研究艾滋病和白血病的抗體，并申請專利；印度近親結(jié)婚多，成為國際基因勘察目標，對遺傳缺陷和遺傳基因感興趣的“基因獵手”們蜂擁而至。這些做法在世界上正受到強烈的抵制，1994 年，40 多個國家的婦女反對美國公司申請和獲得乳腺癌基因的專利，因為這些基因是自然產(chǎn)物，不是人類發(fā)明，不應成為知識產(chǎn)權(quán)。

2.4 基因工程會不會給地球帶來嚴重的環(huán)境后果

基因可以隨著技術(shù)的發(fā)展和人類的應用而產(chǎn)生流動，這種“基因流”就帶來“遺傳污染”。比如消化木質(zhì)素的遺傳工程酶對造紙業(yè)有極大的價值，可一旦這種細菌進入森林，則導致森林毀滅。更可怕的是基因武器，故意釋放危險的遺傳工程病毒，造成世界污染。

2.5 遺傳工程使動物受難

在科學實驗中插入突變基因的小鼠，常常發(fā)生沒有后腿、面裂、腦缺，世界動物 淮陰工學院生物課程論文

保護協(xié)會對這些實驗一直都持反對態(tài)度。

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2.6 轉(zhuǎn)基因動物的爭論

有兩種意見：一種是稱贊轉(zhuǎn)基因動物突破傳統(tǒng)技術(shù)，產(chǎn)生全新的生物，帶來無限商機，是一個進化的表現(xiàn)，是一個革命；另一種理論表示這在道德上違反了生物類群的遺傳本質(zhì)，對進化歷史和傳統(tǒng)飼養(yǎng)的徹底背離。

2.7 遺傳工程食品會不會危及人類健康

致敏性生物基因的遺傳工程食品會引發(fā)人群嚴重變態(tài)反應。

2.8 遺傳工程動物器官移植的新憂慮

這項技術(shù)可能導致動物跨種系傳播，造成全球擴散，比如艾滋病。人類很久以來所追求和艱難保存的個人和公共的安全，可能在追求完美自身的遺傳改造過程中不可逆地喪失。在這種情況下，生物技術(shù)雖然有一個清楚的開端，目前卻沒有一個清楚的結(jié)尾。對于這些爭議，作為科技界，應該在保持清醒頭腦和良知的同時做出認真選擇，讓基因工程趨利避害，真正為社會和人類服務。轉(zhuǎn)基因食品的隱患

雖然轉(zhuǎn)基因食品研究歷史只有短短幾十年，但其提高產(chǎn)量、增強自身抗病抗蟲等優(yōu)點較為明顯，另一方面，其潛在的風險，如過敏性、毒性及對環(huán)境影響也令世人關(guān)注。

3.1 毒性問題

一些研究學者認為，對于基因的人工提煉和添加，可能在達到某些人們想達到的效果的同時，也增加和積聚了食物中原有的微量毒素。

3.2 過敏反應問題

對于一種食物過敏的人有時還會對一種以前他們不過敏的食物產(chǎn)生過敏，比如：科學家將玉米的某一段基因加入到核桃、小麥和貝類動物的基因中，蛋白質(zhì)也隨基因加了進去，那么，以前吃玉米過敏的人就可能對這些核桃、小麥和貝類食品過敏。

3.3 營養(yǎng)問題

科學家們認為外來基因會以一種人們目前還不甚了解的方式破壞食物中的營養(yǎng)成分。淮陰工學院生物課程論文

3.4 對抗生素的抵抗作用

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當科學家把一個外來基因加入到植物或細菌中去，這個基因會與別的基因連接在一起。人們在服用了這種改良食物后，食物會在人體內(nèi)將抗藥性基因傳給致病的細菌，使人體產(chǎn)生抗藥性。

3.5 對環(huán)境的威脅

在許多基因改良品種中包含有從桿菌中提取出來的細菌基因，這種基因會產(chǎn)生一種對昆蟲和害蟲有毒的蛋白質(zhì)。在一次實驗室研究中，一種蝴蝶的幼蟲在吃了含桿菌基因的馬利筋屬植物的花粉之后，產(chǎn)生了死亡或不正常發(fā)育的現(xiàn)象，這引起了生態(tài)學家們的另一種擔心，那些不在改良范圍之內(nèi)的其它物種有可能成為改良物種的受害者?；搓幑W院生物課程論文

結(jié)

論

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生物技術(shù)是20世紀末期在現(xiàn)代分子生物學等生命科學的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個新興技術(shù)領(lǐng)域，目前人們常說的生物技術(shù)一般指基因工程技術(shù)，是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心。利用基因工程技術(shù)改變基因組構(gòu)成而形成的動植物、微生物及其產(chǎn)品被稱為轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品。由于基因工程技術(shù)在生產(chǎn)上的應用打破了無中間天然雜交的屏障，不同物種間的遺傳物質(zhì)可以互相交流，因此人們有理由相信這種技術(shù)的實際應用會對人類、動植物、微生物及其生態(tài)環(huán)境構(gòu)成危險或潛在風險，即生物安全。所以,我們要在抓住機遇,大力發(fā)展基因工程技術(shù)的同時,需要嚴格管理,充分重視轉(zhuǎn)基因生物的安全性?；搓幑W院生物課程論文

參 考 文 獻

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共 7 頁 樓士林,楊盛昌,龍敏南,等.基因工程[M ].北京:科學出版社,2002.李慶軍,董艷桐,施冰.植物抗蟲基因的研究進展[ J ].林業(yè)科技, 2002, 27 3 吳乃虎，基因工程原理.北京：科學出版社，1998 4 張慧展，基因工程.上海：華東理工大學出版社，2005

第五篇：基因工程論文

淺談基因工程的應用

及發(fā)展前景

姓名：**** 課堂編號：*** 學號：******** 專業(yè)年級：******** 指導老師：*** 摘要：20世紀70年代以來基因工程技術(shù)在世界范圍內(nèi)迅速興起，為揭開生命世界的奧秘打開了一條通道，它被人們寄予著緩解饑餓與貧困的期待，也凝聚這人們改善生活質(zhì)量，提高生活水平的美好憧憬，這就是基因工程賴以存在與發(fā)展的意義所在。

關(guān)鍵詞：基因工程 農(nóng)業(yè) 醫(yī)學 環(huán)保 前景

Abstract：70 years since the 20th century，genetic engineering technology in the world is rising rapidly，to uncover the mysteries of life and the world opens up a channel，it is the people sent to the expectations of hunger and poverty relief，but also unite the people improve their quality of life，improve living standards good vision，and this is genetic engineering which the meaning of existence and development.基因工程，又稱DNA 重組技術(shù)，是指在基因水平上，以人工的方法取得目的基因，在體外重組于載體上，形成重組DNA分子，然后將重組DNA 分子轉(zhuǎn)入受體細胞進行復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，從而產(chǎn)生人們所需要的目的基因的產(chǎn)物?；蚬こ碳夹g(shù)打破了天然物種屏障，人們可以按照主觀愿望，將來自不同生物體的DNA 片段組合到一起，并獲得新的表達產(chǎn)物。

基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展使其在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、環(huán)保等方面取得了廣泛的應用，帶來了巨大的科學價值和經(jīng)濟效益?；蚬こ掏ㄟ^基因重組實現(xiàn)產(chǎn)品的改良，例如獲得殺蟲或抗病活性，產(chǎn)生更多的代謝產(chǎn)物，或產(chǎn)生新型代謝產(chǎn)物等。通過基因工程技術(shù)產(chǎn)生的基因工程體一般可以產(chǎn)生經(jīng)濟或社會效益，或具有明顯的產(chǎn)生經(jīng)濟或社會效益的潛力。以下通過基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學和環(huán)保三個方面來說明基因工程的應用及發(fā)展前景。基因工程用于農(nóng)業(yè)方面

農(nóng)業(yè)是目前基因工程技術(shù)引用最廣泛的領(lǐng)域之一，農(nóng)作物生物技術(shù)的目的是提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)，增強作物抗逆性、抗病蟲害的能力。基因工程在這些領(lǐng)域已取得了令人矚目的成就。由于植物病毒分子生物學的發(fā)展，植物抗病基因工程也也已全面展開。例如：中國科學院把抗病毒基因轉(zhuǎn)到了水稻的細胞里，由此培育出的植株可以抵抗水稻常見的一些病害，并能穩(wěn)定遺傳抗蟲。同時，植物基因工程技術(shù)的興起為創(chuàng)造植物雄性不育系提供了新的策略和可能[1]。人們采用特異性啟動子與RNA酶基因構(gòu)建嵌合基因這一策略來實現(xiàn)創(chuàng)造雄性不育系。事實證明，這在煙草、油菜、小麥、水稻和一些果樹雨中中取得了成功。

另一方面，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的實現(xiàn)也為農(nóng)業(yè)創(chuàng)造高質(zhì)量、高產(chǎn)量的新品種。轉(zhuǎn)基因技術(shù)能培養(yǎng)出多種快速生長的轉(zhuǎn)基因魚、轉(zhuǎn)基因羊、產(chǎn)奶量高的轉(zhuǎn)基因牛等[2]。隨著生活水平的提高，人們越來越關(guān)注農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的口味、口感、營養(yǎng)成分、欣賞價值等品質(zhì)性狀。實踐證明，利用基因工程可以很好地改善植物的品質(zhì)，在人們的不斷努力下，越來越多的基因工程農(nóng)業(yè)產(chǎn)品進入了市場，利用基因工程改良作物品質(zhì)也取得了不少進展，如美國Florida Gainesville大學的科學家將外源高分子量面筋蛋白基因?qū)肫胀ㄐ←溨校@得了含量更多的高分子量面筋蛋白質(zhì)的小麥，這樣的小麥面筋蛋白具有良好的延伸性和彈性[3]?；蚬こ逃糜卺t(yī)學方面

目前，以基因工程藥物為主導的基因工程應用產(chǎn)業(yè)已成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展前景非常廣闊?；蚬こ趟幬镏饕毎蜃?、抗體、疫苗、激素和寡核甘酸藥物等。它們對預防人類的腫瘤、心血管疾病、遺傳病、糖尿病、包括艾滋病在內(nèi)的各種傳染病、類風濕疾病等有重要作用。在很多領(lǐng)域特別是疑難病癥上，基因工程工程藥物起到了傳統(tǒng)化學藥物難以達到的作用。我國科學家應用安福隆治療慢性乙型病毒性肝炎患者45 例，第1個月每天肌肉注射1 次安福隆500 萬u，后改為隔天肌肉注射1次，療程為6個月；與給予甘利欣、維生素C等保肝藥物治療的對照組47例進行了比較。結(jié)果治療組肝功能復常率、HBVDNA 陰轉(zhuǎn)率、HBeAg 陰轉(zhuǎn)率、HBeAb 陽轉(zhuǎn)率均明顯高于對照組并有顯著統(tǒng)計學意義。該臨床研究證明安福隆治療慢性乙型病毒性肝炎療效確切[4]。

同時了，基因工程的發(fā)展使得基因診斷得到廣泛的應用。一些遺傳病和癌癥的發(fā)病與基因的突變有關(guān)，在基因水平可以做出正確的診斷。常用的方法有DNA分子雜交，檢測基因的缺失、重排、基因拷貝數(shù)擴增等。在多聚酶鏈式反應技術(shù)發(fā)明后，使基因診斷方法趨于簡便?？梢圆槐刈鯠NA分子雜交，而直接從擴增的DNA分子做酶切分析。有的不需做酶切而從擴增片段的長度就可作為找診斷指標。用PCR法擴增片段做RFLP分析，又成俄日擴增片段長度多態(tài)性——AmpFLP [5]。

基因工程用于環(huán)保方面

工業(yè)發(fā)展以及其它人為因素造成的環(huán)境污染已遠遠超出了自然界微生物的凈化能力，已成為人們十分關(guān)注的問題?；蚬こ碳夹g(shù)可提高微生物凈化環(huán)境的能力。美國利用DNA重組技術(shù)把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴、脂肪烴的4種菌體基因鏈接，轉(zhuǎn)移到某一菌體中構(gòu)建出可同時降解4種有機物的超級細菌，用之清除石油污染，在數(shù)小時內(nèi)可將水上浮油中的2 /3烴類降解完，而天然菌株需1年之久。90年代后期問世的DNA改組技術(shù)可以創(chuàng)新基因，并賦予表達產(chǎn)物以新的功能，創(chuàng)造出全新的微生物，如可將降解某一污染物的不同細菌的基因通過PCR技術(shù)全部克隆出來，再利用基因重組技術(shù)在體外加工重組，最后導入合適的載體，就有可能產(chǎn)生一種或幾種具有非凡降解能力的超級菌株，從而大大地提高降解效率。

生物柴油作為一種新型可再生能源，其生產(chǎn)原料主要為含油植物，如大豆、油菜、棕櫚和蓖麻等。此外，將含油微藻作為生物柴油原料，也在逐漸成為一個新的研究領(lǐng)域。用微藻生產(chǎn)生物柴油具有更多優(yōu)勢，科學家利用小球藻生產(chǎn)的生物柴油，不僅具有傳統(tǒng)化石柴油相當?shù)拿芏?、粘度和熱值，而且具有更低的冷濾點和良好的發(fā)動機低溫啟動性能[6]。

目前國外已有許多公司開始利用基因工程研究生物柴油及其他生物燃料，圣地亞哥藍寶石能源生物科技公司稱，他們有望在2011年前銷售由藻類生產(chǎn)出的“汽油”；科羅拉多州的Solix 生物燃料公司的第一個試點工廠，計劃于今年夏天正式投產(chǎn)營運[7]。鑒于基因工程所開發(fā)的生物燃料是能源發(fā)展的大勢所趨，致力于開發(fā)并大量生產(chǎn)生物燃料的公司，最后獲得的不僅僅是可觀的利潤，他們還將創(chuàng)造歷史?；蚬こ痰陌l(fā)展前景

由于基因工程運用DNA分子重組技術(shù)，能夠按照人們預先的設(shè)計創(chuàng)造出許多新的遺傳結(jié)合體，具有新奇遺傳性狀的新型產(chǎn)物，增強了人們改造動植物的主觀能動性、預見性。而且在人類疾病的診斷、治療等方面具有革命性的推動作用，對人口素質(zhì)、環(huán)境保護等作出具大貢獻。所以，各國政府及一些大公司都十分重視基因工程技術(shù)的研究與開發(fā)應用，搶奪這一高科技制高點。其應用前景十分廣闊。我國基因工程技術(shù)尚落后于發(fā)達國家，更應當加速發(fā)展，切不可坐失良機。

但是，任何科學技術(shù)都是一把雙刃劍，在給人類帶來利益的同時，也會給人類帶來一定的災難。比如基因藥物，它不僅能根治遺傳性疾病、惡性腫瘤、心腦血管疾病等，甚至人的智力、體魄、性格、外表等亦可隨意加以改造；還有，克隆技術(shù)如果不加限制，任其自由發(fā)展，最終有可能導致人類的毀滅?；蚬こ踢@一生物技術(shù)最大的特征就在于它與人類的生命健康和生活質(zhì)量息息相關(guān)，而且這種相關(guān)性要強于其他任何科學技術(shù)。在解決這些倫理問題之前，我們必須要先確立解決這些倫理問題的基本思路。只有把基本思路規(guī)劃好，才能有針對性的解決問題，避免走彎路。解決基因工程倫理問題的基本思路可以概括為四個基本原則，即不傷害原則、有利原則、尊重原則以及公正原則[8]。

還有，盡管目前的轉(zhuǎn)基因動植物還未發(fā)現(xiàn)對人類有什么危害，但不等于說轉(zhuǎn)基因動植物就是十分安全的，畢竟這些東西還是新生事物，需要實踐慢慢地檢驗。轉(zhuǎn)基因生物和常規(guī)繁殖生長的品種一樣，是在原有品種的基礎(chǔ)上對其部分性狀進行修飾或增加新性狀，或消除原來的不利性狀，但常規(guī)育種是通過自然選擇，而且是近緣雜交，適者生存下來，不適者被淘汰掉。而轉(zhuǎn)基因生物遠遠超出了近緣的范圍，人們對可能出現(xiàn)的新組合、新性狀會不會影響人類健康和環(huán)境，還缺乏知識和經(jīng)驗，按目前的科學水平還不能完全精確地預測。所以，我們要在抓住機遇，大力發(fā)展基因工程技術(shù)的同時，需要嚴格管理，充分重視轉(zhuǎn)基因生物的安全性。

基因工程技術(shù)還在發(fā)展階段，它的許多用途和功能仍有待我們?nèi)グl(fā)掘，趨利避害是我們發(fā)展基因工程技術(shù)的基本原則，讓基因工程技術(shù)成為社會發(fā)展與人們生活水平提高的福音。

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