第一篇：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?；熥鳛槠涑Ｒ?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。

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。

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┖校琒anprep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的設計與退火

根據(jù)siRNA設計原則[34]，根據(jù)MRP1靶序列，設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

[1] 張淑華.小干擾RNA靶向VEGF基因在體內(nèi)外抑制乳腺癌細胞增殖的研究[D].青島:青島大學碩士，2007.[2] Sharp PA.RNA interference-2001.Genes Dev.2001, 15: 485-490.[3] 康潔, 劉福林.RNAi的抗病毒作用及其機制[J].現(xiàn)代免疫學, 2004, 24(5): 439-441.[4] 林少微,王雪華,鄭高哲等.RNAi的研究進展 [J].中國醫(yī)藥導報, 2007, 4(29)_3.[5] 黃艷敏,賈欣秒.RNA干擾技術(shù)的研究進展 [J].河北化工, 2009, 32(1):213-216.[6] 鄧慶.E2F8及腫瘤-睪丸(CT)基因在肝癌中作用的研究[D].上海交通大學碩士.2009.[7] 賴長城.人類Pin1在食管癌組織中的表達[D].福建:廈門大學碩士.2008.[8] 魏群，分子生物學實驗指導（第二版）[Q]2007,11:3.[9] 陳愛葵,李梅紅.RNAi的研究及應用 [J].廣東教育學院學報, 2008, 28(3):5.[10] 王光海.MRP1與肺癌耐藥.臨床肺科雜志[J].2005,5，（3）：367.

第二篇：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，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

第三篇：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。基因工程通過基因重組實現(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?；蚬こ淘谶@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?，獲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蜃印⒖贵w、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)拿芏取⒄扯群蜔嶂?，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。

參考文獻：

[1]孫明 《基因工程》 高等教育出版社 2005 [2]孟瑞芝 淺談基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用 2009 [3]陳慧 基因工程技術(shù)在食品營養(yǎng)品質(zhì)、風味改良中的應用 牧與飼料科學 2010 31（4）27-28 [4]賈志杰 我國基因工程藥物研究與應用新進展 長春中醫(yī)藥大學學報 2010 26（2）290-291 [5]翟中和 《生命科學和生物技術(shù)》 山東教育出版社 1996 [6]鄭明剛 基因工程在生物柴油原料中的應用研究 農(nóng)業(yè)基礎科學 2010 22-26 [7]方陵生 源自基因工程的新一代生物燃料 世界科學 2009 8-10 [8]趙宏韜 淺析基因工程倫理中的有利原則 東方企業(yè)文化 2010 202 [9]閆新甫 《轉(zhuǎn)基因植物》 2002 [10]韋凱 植物基因工程的應用及其發(fā)展 魅力中國 2009 45

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。基因工程在這些領(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蜃印⒖贵w、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。基因工程存在的爭議

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?；搓幑W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。淮陰工學院生物課程論文

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。淮陰工學院生物課程論文

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：基因工程藥物論文

基因工程藥物

姓名：陳劍云 學號：U201210914 班級：機械學院測控1204班

摘要：自１９７２年ＤＮＡ重組技術(shù)誕生以來，生命科學進入了一個嶄新的發(fā)展時期。１９８２年美國禮萊公司推出基因工程胰島素，這是第一個人用基因工程藥物。從那時起，以基因工程為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)已應用到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工、環(huán)境等各個領(lǐng)域?；蚬こ碳夹g(shù)的迅速發(fā)展不僅使醫(yī)學基礎學科發(fā)生了革命性的變化，也為醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展開辟了廣闊的前景，以ＤＮＡ重組技術(shù)為基礎的基因工程技術(shù)改造和替代傳統(tǒng)醫(yī)藥工業(yè)技術(shù)，已成為重要的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：基因工程制藥應用

基因的定義：基因是脫氧核糖核酸（DNA）分子上的一個特定片段。不同基因的遺傳信息，存在于各自片段上的堿基排列順序之中。基因通過轉(zhuǎn)錄出的信使使核糖核酸（mRNA），指導合成特定的蛋白質(zhì)，使基因得以表達。

基因工程定義：基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學為理論基礎，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(DNA分子)，按預先設計的藍圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導入細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品。基因工程藥物定義:基因工程藥物又稱生物技術(shù)藥物,是根據(jù)人們的愿望設計的基因,在體外剪切組合,并和載體DNA 連接,然后將載體導入靶細胞(微生物、哺乳動物細胞或人體組織靶細胞),使目的基因在靶細胞中得到表達,最后將表達的目的蛋白質(zhì)純化及做成制劑,從而成為蛋白類藥或疫苗。

基因工程藥物的發(fā)展歷程：自1972年DNA重組技術(shù)誕生以來,作為現(xiàn)代生物技術(shù)核心的基因工程技術(shù)得到飛速的發(fā)展。1982年美國Lilly公司首先將重組胰島素投放市場,標志著世界第一個基因工程藥物的誕生。美國是現(xiàn)代醫(yī)藥生物技術(shù)的發(fā)源地,也是率先應用基因工程藥物的國家,其基因工程技術(shù)研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化居于世界領(lǐng)先地位。美國已擁有世界上一半的生物技術(shù)公司和一半的生物技術(shù)專利。據(jù)1998年美國藥學會統(tǒng)計,美國FDA已批準了56種生物技術(shù)醫(yī)藥產(chǎn)品上市,其中絕大多數(shù)為基因工程藥物。此外,還有200多種基因工程藥物正在進行臨床試驗,其中至少有1/5的產(chǎn)品將可能在今后10年內(nèi)上市。基因工程藥物為美國的一些公司創(chuàng)造了豐厚的回報,取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。歐洲在發(fā)展基因工程藥物方面也進展較快,英、法、德、俄等國在開發(fā)研制和生產(chǎn)基因工程藥物方面成績斐然,在生命科學技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的某些領(lǐng)域甚至趕上并超過了美國。我國基因工程藥物的研究和開發(fā)起步較晚,直至20世紀70年代初才開始將DNA重組技術(shù)應用到醫(yī)學上,但在國家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持下,這一領(lǐng)域發(fā)展迅速,逐步縮短了與先進國家的差距。1989年我國批準了第一個在我國生產(chǎn)的基因工程藥物———重組人干擾素重組人干擾素αIb,標志著我國生產(chǎn)的基因工程藥物實現(xiàn)了零的突破。重組人干擾素αIb是世界上第一個采用基因克隆和表達的基因工程藥物,也是到目前為止唯一的一個我國自主研制成功的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基因工程一類新藥。從此以后,我國基因工程制藥產(chǎn)業(yè)從無到有,不斷發(fā)展壯大。截止1998年底,我國已批準上市的基因工程藥物和疫苗產(chǎn)品共計15種，國內(nèi)已有30余家生物制藥企業(yè)取得基因工程藥物或疫苗試生產(chǎn)或正式生產(chǎn)批準文號。至2000年,我國已有200多家生物技術(shù)公司,有20多家生產(chǎn)銷售人干擾素、白細胞介素、乙肝疫苗等12種基因工程藥物。

基因工程藥物的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，生產(chǎn)基因工程藥物的方法是：將目的基因連接在載體上，然后將導入靶細胞（微生物、哺乳動物細胞或人體組織靶細胞），使目的基因在靶細胞中的到表達，最后將表達的目的蛋白質(zhì)提純做成制劑，從而成為蛋白類藥或疫苗。若目的基因直接在人體組織靶細胞表達，就稱為基因治療。

基因治療：基因治療就是從遺傳物質(zhì)本身，即基因入手，不必產(chǎn)生或純化基因的最終產(chǎn)物，而是將基因，通常是通過一個載體直接導入人體，再利用人體自身就具有的基因復制、轉(zhuǎn)錄與翻譯功能來產(chǎn)生這些產(chǎn)物，達到補充正?；虍a(chǎn)物或?qū)巩惓；虻哪康?。將基因?qū)氩溉轭悇游锛毎姆椒ㄓ袃煞N，一類是理化方法，一類是病毒介導的DNA轉(zhuǎn)移。

利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)藥品的優(yōu)點在于：大量生產(chǎn)過去難以獲得的生理活性物質(zhì)和多肽；挖掘更多的生理活性物質(zhì)和多肽；改造內(nèi)源生理活性物質(zhì)；可獲得新型化合物，擴大藥物篩選來源。

基因藥物的發(fā)展前景

與傳統(tǒng)制藥相比，生物制藥有便于大規(guī)模生產(chǎn)、利潤高、生產(chǎn)工藝簡單、人力投入少、無污染、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點，因此，隨著人類基因組計劃的實施和科技水平的進一步發(fā)展，基因藥物在醫(yī)藥市場的比例也將會日益提升，也將越來越影響人類的生活。

基因藥物同時具有高投入、高收益、高風險、長周期的特征。Frost&Sullivan公司的一份最新報告指出，2004年，全球生物制藥市場的收入為450億美元。到2011年，其有望達到982億美元。據(jù)預測，全球第一個用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)的生物藥物可望于2005～2006年上市。隨著公眾認知度的提高和相關(guān)法規(guī)的逐步完善，用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)生物藥物的市場將飛速增長，到2011年，單美國市場就將達到22億美元。2002年底到2003年5月間一場突如其來的SARS疫情，再加上2005禽流感病毒傳播，席卷了亞洲及加拿大等地。在緊張而又嚴肅的應對這場疫情的過程中，生物制藥又成為醫(yī)藥行業(yè)人士關(guān)注的焦點。

我國生物制品需求巨大，過去的幾年我國企業(yè)一直能保持年均15％以上增幅，并且近年來銷售的增長速度有加快的趨勢。據(jù)統(tǒng)計，2005年國內(nèi)生物制品銷售收入總額為157．4億元人民幣，銷售利潤總額為38.7億元人民幣。預計到2006年生物技術(shù)工業(yè)總產(chǎn)值將達400億到500億元，到2015年總產(chǎn)值可達1100億到1300億元。我國的生物制藥業(yè)將進入一個快速發(fā)展的階段,生物醫(yī)藥工業(yè)將成為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)增長最快的部分。目前,我國許多省市已將生物制藥作為本地的支柱產(chǎn)業(yè)重點扶持。一大批生物醫(yī)藥科技園相繼在各地高新技術(shù)開發(fā)區(qū)建成。面對入世帶給我國生物制藥業(yè)的挑戰(zhàn)和機遇,專家們預測,在未來若干年,我國的生物制藥業(yè)將以超過全球平均增長速度步入高速發(fā)展軌道,前景十分廣闊。

基因工程藥物的發(fā)展概況

20世紀70年代，隨著DNA重組技術(shù)的成熟，誕生了基因工程藥物，高產(chǎn)值、高效率的基因藥物給醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)帶來了一場革命，推動了整個醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)進入了新的歷史時期?；蛩幬锝?jīng)歷了三個階段：第一階段是把藥用蛋白基因?qū)氲酱竽c桿菌等細菌中，通過大腸桿菌等表達藥用蛋白但這類藥物往往有缺陷，人類的基因在低等生物的細菌中往往不表達或表達的蛋白沒有生物活性。第二階段是人們用哺動物的細胞代替細菌，生產(chǎn)第二代基因工程藥物。第三階段是到了80年代中期，隨著基因重組和基因轉(zhuǎn)移技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，科學家可以將人們所需要的藥用蛋白基因?qū)氲讲溉閯游矬w內(nèi)，使目的基因在哺乳動物身上表達，從而獲得藥用蛋白。

基因工程技術(shù)制藥展望

基因工程技術(shù)在醫(yī)藥工業(yè)中的應用非常廣泛，利用基因工程技術(shù)開發(fā)藥物已成為當前.最為活躍和迅猛發(fā)展的領(lǐng)域。隨著人類基因組計劃的完成，以及基因組學、蛋白質(zhì)組學、生物信息學等研究的深入，為醫(yī)藥生物技術(shù)開拓了一個新的領(lǐng)域，基因工程制藥將有更多機會獲得突破性進展，為保障人類健康做出更大的貢獻。

參考文獻：

[1] 張?zhí)烀?基因工程藥物淺釋[J].山東肉類科技,1997,1． [2] 李擁軍,基因工程藥物及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[J].生產(chǎn)力研究,2003,3：185.[3] 闞勁松,吳克,基因工程制藥研究進展[J].合肥聯(lián)合大學學報，2000,10(4):108.[4] 唐冬生，夏家輝，新型基因工程藥物[J].生命科學研究，1999,3(2):93.[4] 袁建民等,動物乳腺生物反應器研究進展,中國農(nóng)學通報,2006.22(2):20.[5] 韓玉剛，李建凡，動物生物反應器的現(xiàn)狀和進展[J].國外畜牧科技，2002，29(1):30-33

[6] 張忠誠,動物乳腺生物反應器的原理及研究進展,中國奶牛,2006,4：29.[7] 孔秀英 ,孫秀杰，基因治療，生物學雜志[J].2005,7(2):63.[8] 陳詩書，人類基因治療研究的新進展，生物工程進展[J].1994,14(1)：30.[9] 張明徽，基因治療的現(xiàn)狀與展望，世界科學[J].1995，10：20-21.[10] 羅登，基因治療新時期，生物工程進展，1994，14(4)：28-29.[22] 胡蝶，廖靜．基因芯片技術(shù)在腫瘤研究中的應用[J].首都醫(yī)科大學學報，2004，25(1)：1 29．

[11] 陸祖宏，何農(nóng)躍，孫嘯．基因芯片技術(shù)在基因藥物研究和開發(fā)中的應用[J].中國藥科大學學報．2001，32(2)：81．