遗传工程的最新成就——大肠杆菌首次制造人胰岛素实验成功

遗传工程是当代生物学的一个生长点,它是分子生物学的一个重要分支。所谓遗传工程就是在分子水平上按照人工设计的蓝图,对生物遗传物质(基因)进行体外“施工”,把重新组合的新的遗传物质(新基因)再引入寄主生物细胞中,以得到具有新遗传性的生物类型。这样,便打破了物种的界限,可以使人们有计划地按照需要改造现有生物种,并为创造新的生物类型开辟了崭新的道路。同时,它也将为人类创造更多的有价值的产品,如稀有的生物激素等,展现美好的前景。本文是介绍近年来美国科学工作者,在遗传工程方面所取得的一些突出成就.     

邮票与20世纪技术成就--遗传工程

遗传工程是人类20世纪重要的技术成就之一,本文以邮票为媒介追溯人类在此领域的进展. 遗传工程有广义和狭义之分.广义的遗传工程包括细胞水平上的遗传操作(细胞工程)和分子水平上的遗传操作(基因工程),狭义的遗传工程就是基因工程(又称重组DNA技术).     

非豆科作物共生固氮的研究(Ⅰ)——根瘤菌导入非豆科作物结瘤共生

一、前言近十年来,遗传工程的兴起为生物固氮的研究和发展开辟了广阔的前景。七十年代中期,由于在细菌之间固氮基因转移成功,人们对遗传工程用于固氮的研究前景寄以很大希望;其中最令人关注的是如何将固氮基因转移到非豆科作物中,以减少农作物对氮肥的需求。农业科学中这一富有挑战性的研究课题已日益受到国内外各阶层的重视。1984年1月赵紫阳同志访问美国加州大学时,在听到遗传工程有可能使非豆科作物固氮的介绍后说:“你们的工作做成功了,我们这个地球就可以养活更多的人,可以避免星球大战了。”(《光明日报》,1984年     

遗传工程在农业上的效益与风险

遗传工程或重组 DNA(R-DNA)技术,为促进农业发展和公众健康提供了许多有利条件。此项技术使得遗传性状能够在完全不同的生物体间进行迅速转移,从而它优于传统的动植物育种方法。潜在的利益包括:作物和牲畜得到较高的产量,其营养价值得到改进;杀虫剂和肥料的应用减少;土壤和水分污染得到更好的控制。然而,释放一些用遗传工程方法改造过的生物体也许具有一定的生态、社会和经济效应. 因此,科学团体的目标应是:从遗传工程中获得最     

植物遗传工程的研究进展

1983年,人类首次把能制造蛋白质的外来基因移入了植物细胞内。这一壮举开创了植物分子生物学的新纪元。不久,科学家将创造出成熟而不变软的西红柿、不合咖啡困的咖啡豆、甚至能创造出对地球变暖有抵抗力的植物来。遗传工程尽管不能完全取代传统的育种方法,但生物学家确实能利用这一方法将自然或人工制造的基因在根本不能发生有性生殖的两个物种之间移来移去。现已有两家生物技术公司(即美国生物资源遗传工程公司和高级聚合物系统公司)决定利用这一转基因作物生产的黑色素开发新型护肤剂。生物学家创造首批遗传工程植物所用的工具是叫作根瘤农杆菌的微生物。这种微生物是天然的遗传工     

生物工程在单细胞蛋白(SCP)生产中的应用

生物工程可恰当地形客成多学科的综合体,包括化学、生物化学、生物学和工程学,用于解决特定的问题。食品、化工、制药行业的许多产品是通过生物学过程生产的。在所有生物工程过程中,原料通过一定反应物中的各种生物学变化产生预期的产品。单细胞蛋白(SCP)的生产大多受到生物工程过程的控制。改进SCP的产量、生产率、质量可通过使该过程的各个阶段尽可能完善来达到。研究范围在少数研究中报道了利用遗传工程改进SCP生产[表1]。为数不多的研究中反映出复杂的遗传工程工艺处理SCP微生物的不足之处,很少有人注意到原料的利用率,尽管有些人注意到应增加SCP微生物的培养基的选择范围。其它有关SCP微生物改良的方法涉及产品回收和SCP发酵后的过程。细胞蛋白质的分离,促使从SCP发酵物中回收蛋白质(Udaka et.al 1981)。其它有关改进细胞裂解和SCP性能也有研究(Boudrant et.al 1979,Jamas 1983)。     

蛋白质工程的新进展

第二代遗传工程——蛋白质工程业已来临。美国加州基因工程公司最近取得的突破性进展是利用蛋白质工程改善了T4溶菌酶的稳定性。而Cetus公司则改进了两种蛋白质:抗癌剂人体β干扰素和间白细胞素(interleukin)-2。现已可预期生产耐热和耐酸的蛋白质(能经受大规模的工业加工)。基因工程公司的改善办法是插入附加的二硫化物键来加强T4溶菌酶的构架,这在折叠蛋白质以给出一种特殊的三维结构中是很关键的一步。 Cetus公司是利用“位置专门诱变物”,以三个半胱氨酸氨基酸之一换人体间白细胞素-2(IL-2)     

植物细胞的遗传修饰

现代细胞生物学和分子生物学概念与方法的不断发展,给植物科学研究以新的推动力,在理论上和实践上都给予我们一些新的启示。近些年来,在植物科学的研究中引进了一些新的术语,如遗传修饰(Genetic modification)、遗传操作(Genetic manipulation)和遗传工程(Genetic engineering)之类。从这些提法的基本内容来看是相类似的,即对生物体进行遗传改     

毁灭人类的“世界末日武器“

“一打一大片,一杀一条线,遗患无穷”的基因武器,以其将导致人类毁灭的残酷性,被称为“世界末日武器”。众所周知,丧心病狂的日本“731部队”对我抗日军民使用生物武器,曾造成无穷后患。基因武器则是在生物武器的基础上发展起来的所谓“不可制服的生物武器”。 遗传工程“走火入魔” 产下的怪胎 20世纪70年代以来,分子化学取得了突破性进展,以基因拼接技术为标志的遗传信息基因,引入另一种生物体内,从而使后者获得前一种生物体所特有的生物特征。因而,遗传工程也叫基因工程。美国一位生物学家指出:“如今遗传工程的发展,为人们提供了利用一个细胞复制出另一个一模一样的人的可能性,人类在     

结合遗传信息与分子结构的思想

只有一页篇幅的论文把改变基因排列次序的方法用来大量生产各种有用的物质,目前已经成为可能了。……利用遗传工程的“超级老鼠”也已经出世了……。遗传工程的问世,真是有些突如其来,因而站在另一角度,对与基因操作纠缠不清的所谓生物公害(biohazard)问题和涉及伦理方面的论争,人们正在喋喋不休,可能,今后还要持续下去。     

动物成为"药物生产工厂"已为时不远

2月5日,美国食品和药品管理局(FDA)批准了第一个由转入了人类基因的家畜制造的药物ATryn上市.这种药物是经由人的一种蛋白质从经过遗传工程改造的山羊分泌出的羊奶中提取的.被用于治疗一种致命的被称为遗传性抗凝血酶缺乏症的罕见疾病.     

转基因植物在农业中的应用展望

本文报导了1990年3月20日在伦敦召开的农业团体学术讨论会有关农业中的转基因植物应用展望。一、马铃共载体和转化系统的研究进展植物和植物细胞培养遗传工程的定义是不明确的,但是,总得来说,它涉及三个过程:(l)特定基因的鉴定、分离和操纵;(2、将这些特定基因转移到植物细胞中,并在细胞培养或转基因植物中生长:(3)检验插     

新型植物的遗传蓝图

遗传工程遗传工程是遗传学对于人类需要的一种应用。遗传工程最惹人著目的成果是培育成高产、耐寒和抗病的作物品种。近年来,发展抗风的、短秆粗壮的水稻和小麦,已受到发展中国家的极大重视。令人遗憾的是对我们的生活道路上已起了巨大而确有实际影响的遗传工程,近来已和“重组DNA”或“在试管中的DNA重组”相混淆起来了。重组DNA技术对于农业是象征着一种具有巨大潜在利益的革命性的新技术。然而,重组DNA仅仅是遗传工程师所运用的许多技术中的一种。这些技术包括通常的植物和动物育种实践。换句话说,遗传工程是一门许多世纪以来在实践上富有成果的古老艺术。     

甘蓝畸胎瘤的诱导及T-DNA的转移

进行植物遗传工程研究需要把外源的DNA引入到植物的细胞中,继而使其和植物细胞的基因组整合并能表达。致瘤农杆菌(Agrobacterum tumefaciens)的Ti质粒被证明是植物基因转移的良好载体本文作者曾利用致瘤农杆菌诱导龙葵植株产生畸胎瘤,并且在培养条件下,分化出含有胭脂碱合成酶基因的愈伤组织和幼苗,从而完成了T-DNA在龙葵细胞中的转移。Hall和Kemp成功地利用Ti质粒将插入到T-DNA的菜豆贮藏蛋白基因转移到向日葵,在其瘤组织中产生菜豆蛋白的DNA的转录产物,为植物遗传工程的研究展开了一个美好的前景。     

肝炎病毒基因组的无性繁殖获得成功

今年五月,在欧洲和美国的三个著名遗传工程实验室宣布,他们获得了B型肝炎病毒(HBV)基因组的无性繁殖系.这三个实验室是:英国爱丁堡大学麦莱(Murray)实验室、法国巴斯德研究所蒂奥莱斯(Tiollais)实验室和美国斯坦福大学科恩(Cohen)实验室. B型肝炎病毒基因组DNA的分子量约为3×10~6道尔顿,有3200碱基对,是个带有单链区和一段缺口的双链环状分子.是已知哺乳动物病毒DNA中最小的一个.它可     

基因向野生亲缘植物的传播

过去20多年来,从微生物、植物和动物中分离基因并把它们插入到大量的植物种类里已经成为可能,在今后20年里,在农业上极有可能广泛种植遗传工程植物。这便能选育能够抵抗病虫害侵袭,能够更好适应恶劣环境和能够获得更好品质的农作物。随着生物科学的重大进展,便提出了上述这些农作物和环境之间产生的后果的质疑。其中关于遗传工程作物广泛应用的一个主要质疑是那些被导入的基因(转基因)是否会经异花授粉而转移到植物野生种群里去的可能性和可能的结果。例如,如果携有一种抗除草剂或一种抗重要害虫的转基因在一野生植物种群里扎根落户了的话,那将会发生什么后果呢? 此短篇综述旨在讨论基因转移的可能性及其可能的结果和在它们被广泛栽培之前可以采用什么样的步骤来评价那些新奇的转基因植物。     

绿色基因:生命的拼接

十年来,科学家预言遗传工程可以引起农业革命。他们证明:“基因拼接能够使研究工作者在实验室中设计培育出优良的植物,创造出高营养的玉米、耐涝的麦子或抗病的谷物。”不幸的是,他们由于在主要粮食作物中插入有遗传性状的外源基因的问题错综复杂而受挫。现在斯坦福大学有一组科学家研制发展了一种断裂基因阻障新技术——即电损伤植物细胞的“电穿孔(击)法“。这一方法是在细胞膜上产生微小的开口孔洞,使遗传学家能够将无亲缘关系的物种的遗传物质插入农作物细胞中进行遗传物质的研究。     

构建具侵染性的花椰菜花叶病毒克隆

花椰菜花叶病毒(CaMⅤ)是双链DNA病毒。它特殊的复制特点及其可作为植物遗传工程载体的潜在可能性都引起了人们强烈的兴趣。为了深入进行研究,首先必须得到有侵染能力的病毒基因组的克隆。虽然国外陆续报道了几株病毒基因组的克隆具侵染性,但国内     

重组牛痘疫苗

牛痘疫苗在全世界消灭天花的运动中发挥了决定性作用,闻名已久,目前,它正引人注目地重新投入预防人和动物疾病的战斗。科学家采用新的遗传工程技术改造这种病毒,生产对多种致命性疾病(包括许多至今对接种仍有抵抗力的疾病)有效的活重组牛痘疫苗。美国国立卫生研究院病毒性疾病实验室的伯纳德·摩斯(Bernard Moss)和纽约州卫生局的恩佐·鲍内蒂(Enzo Paoletti)所从事的这项改造工作包括两个步骤:一是将牛痘病毒本身的毒性降低,二是鉴定致     

充满希望的生物工程

生物工程的应用:药品和药物化学遗传工程与蛋白质生产有关。用遗传工程生产的蛋白质,有些可直接应用于医药和药物化学,有些可用于药物和药品重要化合物的生产。在药品和药物化学遗传工程方面,由于生物技术的应用,比传统的工艺技术得到了极大的改进,这些进步包括: