黃芪活性產(chǎn)物代謝調(diào)控的基因工程關(guān)鍵技術(shù)研究獲重大突破

黃芪活性產(chǎn)物代謝調(diào)控的基因工程關(guān)鍵技術(shù)研究獲重大突破

市場對中藥材的需求量與日俱增，但是許多野生中藥材受生長周期所限，供不應(yīng)求；大量的無序采挖，又會影響生態(tài)環(huán)境。由中國工程院院士、上海中醫(yī)藥大學(xué)教授胡之璧領(lǐng)銜完成的“黃芪活性產(chǎn)物代謝調(diào)控的基因工程關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目，首次將現(xiàn)代生物技術(shù)成功應(yīng)用于傳統(tǒng)中藥，在改良中藥材品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)中藥資源的可持續(xù)利用方面取得重大突破。該項(xiàng)目近日獲2007年度國家科技進(jìn)步二等獎。

黃芪，是中醫(yī)臨床最常用的大宗藥材之一?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖、黃芪甲苷等主要生物活性成分，具有抗心肌缺血、缺氧、病毒性心肌炎的作用，以黃芪主要成分為原料的新藥開發(fā)成為熱點(diǎn)。黃芪主要生長在西北干旱地區(qū)，由于市場需求量不斷增加，其野生資源受到極大威脅。它又是一種重要固沙植物，如無序采挖，可能成為沙塵暴肆虐的原因之一。其實(shí)，不僅是黃芪，許多野生中藥資源在可持續(xù)利用方面都陷于這樣的“困境”。人工栽培是“解困”的一條途徑，但藥用植物需3－5年生長時(shí)間，難以滿足市場的迫切需求；而且引種栽培代數(shù)越多，中藥材質(zhì)量退化就越厲害。

胡之璧帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，探索運(yùn)用基因工程技術(shù)，對中藥活性成分進(jìn)行代謝調(diào)控研究。他們選用黃芪作為模式藥材，因?yàn)榇蟛糠种兴幭顸S芪一樣，以根入藥。在黃芪身上找到“突破口”，不僅具有重要理論意義，而且對其它根類藥材的可持續(xù)利用也具有示范作用。

技術(shù)難點(diǎn)之一，是定向生產(chǎn)中藥材中的“寶貝”——目標(biāo)活性產(chǎn)物?？蒲腥藛T在黃芪無數(shù)個基因中，找到調(diào)節(jié)其活性成分的兩個基因，克隆后構(gòu)建到載體上，然后由載體把兩個基因?qū)朦S芪培養(yǎng)物上，生成黃芪毛狀根。他們應(yīng)用基因工程手段，創(chuàng)建了黃芪代謝相關(guān)內(nèi)源基因的擴(kuò)增技術(shù)，調(diào)控黃芪活性成分生物合成，大幅度提高了黃芪中有效成分。由此，胡之璧帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)了中藥基因工程這一研究新領(lǐng)域。

黃芪毛狀根培養(yǎng)，如何從實(shí)驗(yàn)室“搖瓶”過渡到產(chǎn)業(yè)化的生物反應(yīng)器培養(yǎng)？毛狀根培養(yǎng)生物反應(yīng)器是當(dāng)今國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。胡之璧帶領(lǐng)科研人員另辟蹊徑，將透明顫菌血紅蛋白基因引入黃芪毛狀根，使這種生物在低氧條件下也能“茁壯”生長，不影響其活性成分的代謝水平。該技術(shù)屬國際首創(chuàng)，創(chuàng)建了黃芪毛狀根30升大規(guī)模培養(yǎng)體系，為其工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)提供了技術(shù)指導(dǎo)和示范。

專家點(diǎn)評

中國科學(xué)院院士陳凱先：該科研項(xiàng)目建立的藥材基因克隆、載體構(gòu)建、表達(dá)、毛狀根規(guī)模培養(yǎng)等技術(shù)方法具有普適性，為中藥資源的可持續(xù)利用提供了創(chuàng)新思路和方法，也為提高我國中藥現(xiàn)代化研究水平作出了顯著貢獻(xiàn)。

誰能幫忙介紹一下基因工程的成果和前景

基因工程的技術(shù)與前景因工程的技術(shù)與前景
基因工程是指在體外將核酸分子插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，并使之參入到原先沒有這類分子的寄主細(xì)胞內(nèi)，而能持續(xù)穩(wěn)定地繁殖。通俗地說，可以人為的對遺傳物質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，改造等人們想進(jìn)行的工作?？寺∩?，改造生物，診斷治療疾病等等。。一般來說，基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)--DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長、繁殖的受體細(xì)胞中，以讓外源遺傳物質(zhì)在其中"安家落戶"，進(jìn)行正常復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術(shù)。這個定義表明，基因工程具有以下幾個重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中進(jìn)行繁殖，能夠跨越天然物種屏障，把來自任何一種生物的基因放置到新的生物中，而這種生物可以與原來生物毫無親緣關(guān)系，這種能力是基因工程的第一個重要特征。第二個特征是，一種確定的DNA小片段在新的寄主細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增，這樣實(shí)現(xiàn)很少量DNA樣
基因工程是指在體外將核酸分子插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，并使之參入到原先沒有這類分子的寄主細(xì)胞內(nèi)，而能持續(xù)穩(wěn)定地繁殖。通俗地說，可以人為的對遺傳物質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，改造等人們想進(jìn)行的工作?？寺∩铮脑焐?，診斷治療疾病等等。。一般來說，基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)--DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長、繁殖的受體細(xì)胞中，以讓外源遺傳物質(zhì)在其中"安家落戶"，進(jìn)行正常復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術(shù)。這個定義表明，基因工程具有以下幾個重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中進(jìn)行繁殖，能夠跨越天然物種屏障，把來自任何一種生物的基因放置到新的生物中，而這種生物可以與原來生物毫無親緣關(guān)系，這種能力是基因工程的第一個重要特征。第二個特征是，一種確定的DNA小片段在新的寄主細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增，這樣實(shí)現(xiàn)很少量DNA樣品"拷貝"出大量的DNA，而且是大量沒有污染任何其它DNA序列的、絕對純凈的DNA分子群體。
基因工程自20世紀(jì)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，特別是近十年來，基因工程的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)?；蜣D(zhuǎn)移、基因擴(kuò)增等技術(shù)的應(yīng)用不僅使生命科學(xué)的研究發(fā)生了前所未有的變化，而且在實(shí)際應(yīng)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(hù)等方面也展示出美好的應(yīng)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(yīng)用非常廣泛，主要包括以下兩個方面。
1.生產(chǎn)基因工程藥品如胰島素、干擾素和乙肝疫苗等。基因工程藥品是制藥工業(yè)上的重大突破。
2.用于基因診斷與基因治療 基因工程技術(shù)還可以直接用于基因的診斷和治療。。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。
基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。，如惡性腫瘤、艾滋病、心血管疾病，以及糖尿病等，也都可以被人類征服。
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(yīng)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(yīng)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(xì)菌的種類是非常多的，在細(xì)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(yīng)用也具有廣闊的前景，科學(xué)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。
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(hù)
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。
（1）在工業(yè)上，由于用微生物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)要比在大田中進(jìn)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(yuǎn)景方向。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，基因工程將是最有效的手段。例如，有人設(shè)想并正在試驗(yàn)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(shí)間更短、更易于培養(yǎng)的細(xì)菌細(xì)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(xì)菌的細(xì)胞中；將家蠶產(chǎn)絲蛋白的基因引入細(xì)菌細(xì)胞中；把人或動物產(chǎn)抗體、干擾素、激素或白細(xì)胞介素（interleukin）等的基因轉(zhuǎn)移至細(xì)菌細(xì)胞中；把不同病毒的表面抗原基因轉(zhuǎn)移到細(xì)菌細(xì)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)重要代謝產(chǎn)物的工程菌；以及用基因重組技術(shù)培育工業(yè)和醫(yī)用酶制劑等高產(chǎn)菌的工作等。
這類工作如獲成功，其經(jīng)濟(jì)效益將是十分顯著的。例如，目前用100000克胰臟只能提取3～4g胰島素，而用“工程菌”進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(bào)道了通過基因工程使E．coli合成人胰島素實(shí)驗(yàn)成功的消息。他們在實(shí)驗(yàn)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(xì)胞內(nèi)進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，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(yīng)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(xué)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(yīng)用基因工程在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的領(lǐng)域也十分廣闊。有人估計(jì)，到本世紀(jì)末，每年上市的植物基因工程產(chǎn)品的價(jià)值，相當(dāng)于醫(yī)藥產(chǎn)品的十倍。幾個主要的應(yīng)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(xì)胞中，以獲得能獨(dú)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(fèi)僅及通過常規(guī)方法發(fā)展氮肥工業(yè)以達(dá)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(jià)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。
析程序（case－by－case procedure）進(jìn)行評價(jià)分析。
世界各國對轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品管理的出發(fā)點(diǎn)，基本上都是在保障人類健康。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境安全的同時(shí)，促進(jìn)其發(fā)展，使之為人類創(chuàng)造最大的利益。主要分為三大類：①松型的管理模式。以美國和加拿大為代表，其管理原則是轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品與非轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品沒有本質(zhì)的區(qū)別。美國是世界上最大的轉(zhuǎn)基因作物生產(chǎn)和出口國。其管理生物技術(shù)和轉(zhuǎn)基因食安全性的機(jī)構(gòu)是食品和藥物管理局(FDA)、美國農(nóng)業(yè)部（USDA）和環(huán)境保護(hù)局（EPA）。FDA和USDA價(jià)結(jié)果表明，美國銷售使用標(biāo)簽。FDA認(rèn)為，科學(xué)評價(jià)結(jié)果，美國銷售的所有含有生物技術(shù)成分的食品與普通食品一樣安全，公眾應(yīng)該繼續(xù)樹立對轉(zhuǎn)基食品的信心。②嚴(yán)厲型的管理模式。歐盟國家的管理原則是假定轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品有潛在的危險(xiǎn)，所有與其有關(guān)的活動都要進(jìn)行嚴(yán)格的管理，并針對基因工程技術(shù)制定新的法規(guī)。1997年5月15日，歐洲議會過了《新食品規(guī)程》的決議，規(guī)定歐盟成員國上市的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品必須要有GMO標(biāo)簽，包括所有轉(zhuǎn)基因食品或含有轉(zhuǎn)基因成分的食品。標(biāo)簽內(nèi)容應(yīng)包括：GMO的來源；致敏性；倫理學(xué)考慮；不同于傳統(tǒng)食品的成分、營養(yǎng)價(jià)值、效果等。1998年9月11日，歐盟增補(bǔ)了標(biāo)簽指南，規(guī)定來轉(zhuǎn)豆類和玉米的食品（目前不包括食品添加劑，如大豆卵磷脂）必須有標(biāo)簽；如果食品的原料及在加工過程中沒有添加轉(zhuǎn)基因成分，則標(biāo)示非轉(zhuǎn)基因食品。2000年1月11日，歐盟在其《官方公報(bào)》上發(fā)布50／2000號法規(guī)，對某些不嚴(yán)厲的管理模式。除上述國家以外，世界上多數(shù)國家的管理法規(guī)和辦法處于正在逐步建立的過程中即不寬松也不嚴(yán)厲。
對于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，我國政府一方面采取措施,鼓勵、支持、推動國際國內(nèi)的研究開發(fā)，反對借口生物安全限制生物技術(shù)的發(fā)展或構(gòu)筑貿(mào)易壁壘；另一方面，對生物安全問題的廣泛性。潛在性、長期性、嚴(yán)重性予以高度重視，堅(jiān)決反對單純追求商業(yè)利益、局部利益的行為，同時(shí)充分考慮倫理、宗教等諸多社會經(jīng)濟(jì)因素，以對全人類和子孫后代長遠(yuǎn)利益負(fù)責(zé)的態(tài)度做好生物安全管理工作。1992年衛(wèi)生部頒布了《新資源食品衛(wèi)生管理辦法》。規(guī)定轉(zhuǎn)基因食品生產(chǎn)審批缺席和標(biāo)識方法。1993年原國家科委頒布了《基因工程安全管理辦法》，要求對轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行安全性評價(jià)，制定安全控制方法和措施。1996年農(nóng)業(yè)部頒布了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》，從保護(hù)我國農(nóng)業(yè)遺傳資源、農(nóng)業(yè)生物工程產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全的角度，對轉(zhuǎn)基因作物的實(shí)驗(yàn)研究。中間研究、環(huán)境釋放或商品化進(jìn)行管理。為此，農(nóng)業(yè)部成立了農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理辦公室和農(nóng)業(yè)總農(nóng)業(yè)生物基因工程安全委員會，從1997年起，受理在中國境內(nèi)從事基因工程研究、中間研究、環(huán)境釋放或商品化進(jìn)行管理。為此，農(nóng)業(yè)部成立了農(nóng)業(yè)生物基因工程安全委員會，從1997年起,受理在中國境內(nèi)從事基因工程研究、試驗(yàn)、環(huán)境釋放和品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因植物、動物、微生物的安全評價(jià)與審批，對轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的商品化生產(chǎn)進(jìn)行了嚴(yán)格的安全評價(jià)。至2001年，農(nóng)業(yè)部已經(jīng)受理了10批共700多項(xiàng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安評價(jià)申請。
轉(zhuǎn)基因食品長期效果的安全性
轉(zhuǎn)基因作物大面積種植已有10a，食用轉(zhuǎn)基因食品的人群超過10億，至今沒有轉(zhuǎn)基因食品的不安全的實(shí)例。轉(zhuǎn)基因食品的安全性的長期效應(yīng)由此可見一斑。因此，對待轉(zhuǎn)基因食品安全性長期效應(yīng)問題，應(yīng)該有一個科學(xué)的態(tài)度，應(yīng)堅(jiān)持安全性的實(shí)質(zhì)等同原則?，F(xiàn)在我國已培育出了一批轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物品種，有些已經(jīng)做了多年的田間實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)業(yè)化條件已經(jīng)成熟，應(yīng)該進(jìn)一步不失時(shí)機(jī)地推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，以滿足我國人民日益增長的消費(fèi)需求。
結(jié)論
（1）利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)能生產(chǎn)出更有營養(yǎng)，更宜貯存和能促進(jìn)健康的食品，對工業(yè)化國家和發(fā)展中國家的消費(fèi)都有好處。對緩解或解除糧食危機(jī)具有重要意義。應(yīng)有計(jì)劃的一致行動，研究轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能對環(huán)境及人類帶來的正、負(fù)面影響，并且要將這種影響與目前使用的常規(guī)農(nóng)業(yè)技術(shù)所產(chǎn)生的影響相比較來評估，即以“實(shí)質(zhì)等同”的原則來進(jìn)行評估。
（2）對動、植物進(jìn)行負(fù)責(zé)任的遺傳修飾或使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)在實(shí)質(zhì)上既不新也不會有危害性。傳統(tǒng)的遺傳育種與轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比缺乏靈活性和精確性，并因此而缺乏可預(yù)期性，其風(fēng)險(xiǎn)絕不比轉(zhuǎn)基因技術(shù)低。
（3）夸大轉(zhuǎn)基因食品的潛在危險(xiǎn)性，缺乏研究依據(jù)的推測，可能會使消費(fèi)者對食品安全產(chǎn)生認(rèn)識混亂，從而在根本上阻礙轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展。
（4）轉(zhuǎn)基因技術(shù)和轉(zhuǎn)基因食品客觀存在的風(fēng)險(xiǎn)性有可能成為一些該技術(shù)發(fā)展滯后的國家設(shè)置糧食貿(mào)易上的技術(shù)壁壘。
（5）積極發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)及食品產(chǎn)業(yè)，同時(shí)對技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管。安全發(fā)展的轉(zhuǎn)基因技術(shù)無疑正在并將繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)一場新的生物及農(nóng)業(yè)科技的產(chǎn)業(yè)革命。人類也將因此而衣食無憂。
2轉(zhuǎn)基因食品的安全性
轉(zhuǎn)基因食品安全性的提出1998 年,英國阿伯丁羅特研究所普庇泰教授的研究報(bào)道,幼鼠食用轉(zhuǎn)基因土豆后, 會使內(nèi)臟和免疫系統(tǒng)受損,這是對轉(zhuǎn)基因食品提出了最早的, 所謂科學(xué)證據(jù)的質(zhì)疑[4 ] 。雖然1999 年5 月英國皇家學(xué)會宣布此項(xiàng)研究沒有任何有力的證據(jù),但它還是在全世界范圍內(nèi)引發(fā)了對轉(zhuǎn)基因食品安全性的討論。
外源基因的食用安全性長期食用的歷史證明, 食品中的DNA 及其降解產(chǎn)物對人體無毒害作用。任何基因都由4 種堿基組成,目前轉(zhuǎn)基因食品中所使用的外源基因, 不管其來源如何,其組成與普通DNA 并無差異。此外,外源基因在轉(zhuǎn)基因食品中的含量很小,例如通過食用轉(zhuǎn)基因番茄而被攝入人體內(nèi)的外源基因的數(shù)量不超過3. 3 ×10 - 4～10 ×10 - 4μg/ d , 可見通過食用轉(zhuǎn)基因食品而攝入體內(nèi)的外源基因的數(shù)量與消化道中持續(xù)存在的來源于其他食品中的DNA 數(shù)量相比是微不足道的。因此,轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因本身不會對人體產(chǎn)生直接毒害作用。
外源基因水平轉(zhuǎn)移的可能性轉(zhuǎn)基因食品被食用后, 其中絕大部分DNA 早已被降解,并在腸胃中失活。那剩下的極少部分是否會水平轉(zhuǎn)移呢? 例如轉(zhuǎn)基因食品作物中含有抗生素抗性標(biāo)志基因,它能否通過轉(zhuǎn)基因食品傳遞給人畜腸道的微生物,并在其中表達(dá), 影響人畜口服抗生素的藥效呢? 這種可能性很小, 除非在特例中需加以考慮。因?yàn)镈NA 轉(zhuǎn)移并整合進(jìn)入受體細(xì)胞是一個非常復(fù)雜的過程,要求DNA 必須與細(xì)胞結(jié)合且受體細(xì)胞必須呈感受態(tài)。消化系統(tǒng)中也沒有DNA 轉(zhuǎn)至微生物的機(jī)制,所以轉(zhuǎn)基因食品中的新基因或活的轉(zhuǎn)基因微生物將標(biāo)志基因傳遞給人或家畜的腸道微生物,危害人或家畜的健康的可能性很小。
外源蛋白質(zhì)的食用安全性外源蛋白質(zhì)的安全性需考慮到其直接毒性、過敏性、因蛋白的催化功能而產(chǎn)生的副作用。引起食品過敏癥的大多數(shù)轉(zhuǎn)基因食品中都引入一種或幾種蛋白質(zhì),它們在加工、烹調(diào)和食用過程中相對穩(wěn)定,這些異種蛋白有可能引起食品過敏,特別是對兒童和過敏體質(zhì)的成人。有報(bào)道,對巴西堅(jiān)果過敏的人食用轉(zhuǎn)入巴西堅(jiān)果基因的大豆后發(fā)生過敏。目前被批準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因都必須通過相關(guān)的試驗(yàn),分析基因表達(dá)蛋白的化學(xué)組成、含量、每天攝入量以及在消化道的穩(wěn)定性。例如轉(zhuǎn)基因延熟番茄FLAVRSAVRTM 中外源基因編碼產(chǎn)生的外源蛋白質(zhì)經(jīng)與有關(guān)的毒性蛋白質(zhì)進(jìn)行同源性比較, 未發(fā)現(xiàn)與已知的毒性蛋白質(zhì)具有同源性[5 ] 。由于外源基因含量很低,其編碼的蛋白質(zhì)數(shù)量也很小,只占番茄果實(shí)中總蛋白質(zhì)含量的0. 08 %, 因此人體每天攝入的外源蛋白質(zhì)的數(shù)量不超過25～74μg/ kg·d 。用該外源蛋白質(zhì)進(jìn)行小白鼠急性毒性試驗(yàn)的結(jié)果表明,飼喂量達(dá)500mg/ kg 體重時(shí),未產(chǎn)生不利影響。所以從外源蛋白質(zhì)的毒性方面看,食用轉(zhuǎn)基因番茄FLAVRSAVRTM 不會產(chǎn)生安全性問題。此外,體外模擬試驗(yàn)證明, FLAVRSAVRTM 中外源蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性較差,在模擬胃的條件下(pH1. 2 的胃蛋白酶溶液,37 ℃) ,該蛋白在10s 內(nèi)即被降解,目前亦無證據(jù)說明該蛋白降解產(chǎn)生的多肽比其他蛋白降解后的多肽毒性大[6 ] 。
轉(zhuǎn)基因食品的其他安全性問題轉(zhuǎn)基因食品生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)都有可能對食品的安全性產(chǎn)生影響, 基因多效性是最難控制的。另外,轉(zhuǎn)基因技術(shù)能否對人類所處的生態(tài)環(huán)境、食物鏈等形成間接的影響也確實(shí)應(yīng)該引起人們的注意。有報(bào)道,Bt 玉米分泌轉(zhuǎn)基因表達(dá)的毒素至土壤, 其與土壤中顆粒結(jié)合并可在土壤中殘留幾個月[7 ] 。另外,由于種植耐除草劑的轉(zhuǎn)基植物后, 提高了農(nóng)藥的使用量,長久可出現(xiàn)耐受性強(qiáng)的雜草株[8 ] 。從營養(yǎng)成分的基因改良角度考慮,轉(zhuǎn)基因食品的氨基酸、碳水化合物、脂肪以及其它微量成分的種類及構(gòu)成高分子物質(zhì)的排列順序有所變化,天然毒素的含量也可能發(fā)生變化,因此必須對轉(zhuǎn)基因食品與常規(guī)食品的關(guān)鍵成分進(jìn)行實(shí)質(zhì)等同性鑒定,來判定其是否可以安全食用。

基因工程最近有什么進(jìn)展？

基因工程此案如今的應(yīng)用
一:在生產(chǎn)領(lǐng)域,人們可以利用基因技術(shù),生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因食品.例如,科學(xué)家可以把某種肉豬體內(nèi)控制肉的生長的基因植入雞體內(nèi),從而讓雞也獲得快速增肥的能力.但是,轉(zhuǎn)基因因?yàn)橛懈呖萍己? 怕吃了轉(zhuǎn)基因食品中的外源基因后會改變?nèi)说倪z傳性狀，比如吃了轉(zhuǎn)基因豬肉會變得好動，喝了轉(zhuǎn)基因牛奶后易患戀乳癥等等。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的張啟發(fā)院士認(rèn)為：“轉(zhuǎn)基因技術(shù)為作物改良提供了新手段，同時(shí)也帶來了潛在的風(fēng)險(xiǎn)?；蚣夹g(shù)本身能夠進(jìn)行精確的分析和評估，從而有效地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)以傳統(tǒng)技術(shù)為參照。科學(xué)規(guī)范的管理可為轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利用提供安全保障。生命科學(xué)基礎(chǔ)知識的科普和公眾教育十分重要?！?
二:軍事上的應(yīng)用.生物武器已經(jīng)使用了很長的時(shí)間.細(xì)菌,毒氣都令人為之色變.但是,現(xiàn)在傳說中的基因武器卻更加令人膽寒。
三: 環(huán)境保護(hù)上,也可以應(yīng)用基因武器.我們可以針對一些破壞生態(tài)平衡的動植物,研制出專門的基因藥物,既能高效的殺死它們,又不會對其他生物造成影響.還能節(jié)省成本.例如一直危害我國淡水區(qū)域的水葫蘆,如果有一種基因產(chǎn)品能夠高校殺滅的話,那每年就可以節(jié)省幾十億了.
科學(xué)是一把雙刃劍.基因工程也不例外.我們要發(fā)揮基因工程中能造福人類的部分,抑止它的害處.
四，醫(yī)療方面
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(xué)家將不僅能發(fā)現(xiàn)有缺陷的基因，而且還能掌握如何進(jìn)行對基因診斷、修復(fù)、治療和預(yù)防，這是生物技術(shù)發(fā)展的前沿。這項(xiàng)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(xì)胞中，以取代病變基因，從而表達(dá)所缺乏的產(chǎn)物，或者通過關(guān)閉或降低異常表達(dá)的基因等途徑，達(dá)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。 第一例基因治療是美國在1990年進(jìn)行的。當(dāng)時(shí)，兩個4歲和9歲的小女孩由于體內(nèi)腺苷脫氨酶缺乏而患了嚴(yán)重的聯(lián)合免疫缺陷癥?？茖W(xué)家對她們進(jìn)行了基因治療并取得了成功。這一開創(chuàng)性的工作標(biāo)志著基因治療已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)研究過渡到臨床實(shí)驗(yàn)。1991年，我國首例B型血友病的基因治療臨床實(shí)驗(yàn)也獲得了成功。
基因治療的最新進(jìn)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(jìn)的基因槍技術(shù)導(dǎo)入小鼠的肌肉、肝臟、脾、腸道和皮膚獲得成功的表達(dá)。這一成功預(yù)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(xué)家們正在研究的是胎兒基因療法。如果現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)療效得到進(jìn)一步確證的話，就有可能將胎兒基因療法擴(kuò)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。
五，基因工程藥物研究
基因工程藥物，是重組DNA的表達(dá)產(chǎn)物。廣義的說，凡是在藥物生產(chǎn)過程中涉及用基因工程的，都可以成為基因工程藥物。在這方面的研究具有十分誘人的前景。
基因工程藥物研究的開發(fā)重點(diǎn)是從蛋白質(zhì)類藥物，如胰島素、人生長激素、促紅細(xì)胞生成素等的分子蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)移到尋找較小分子蛋白質(zhì)藥物。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的分子一般都比較大，不容易穿過細(xì)胞膜，因而影響其藥理作用的發(fā)揮，而小分子藥物在這方面就具有明顯的優(yōu)越性。另一方面對疾病的治療思路也開闊了，從單純的用藥發(fā)展到用基因工程技術(shù)或基因本身作為治療手段。
現(xiàn)在，還有一個需要引起大家注意的問題，就是許多過去被征服的傳染病，由于細(xì)菌產(chǎn)生了耐藥性，又卷土重來。其中最值得引起注意的是結(jié)核病。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，現(xiàn)已出現(xiàn)全球肺結(jié)核病危機(jī)。本來即將被消滅的結(jié)核病又死灰復(fù)燃，而且出現(xiàn)了多種耐藥結(jié)核病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界現(xiàn)有17.22億人感染了結(jié)核病菌，每年有900萬新結(jié)核病人，約300萬人死于結(jié)核病，相當(dāng)于每10秒鐘就有一人死于結(jié)核病?？茖W(xué)家還指出，在今后的一段時(shí)間里，會有數(shù)以百計(jì)的感染細(xì)菌性疾病的人將無藥可治，同時(shí)病毒性疾病日益曾多，防不勝防。不過與此同時(shí)，科學(xué)家們也探索了對付的辦法，他們在人體、昆蟲和植物種子中找到一些小分子的抗微生物多肽，它們的分子量小于4000，僅有30多個氨基酸，具有強(qiáng)烈的廣普殺傷病原微生物的活力，對細(xì)菌、病菌、真菌等病原微生物能產(chǎn)生較強(qiáng)的殺傷作用，有可能成為新一代的“超級抗生素”。除了用它來開發(fā)新的抗生素外，這類小分子多肽還可以在農(nóng)業(yè)上用于培育抗病作物的新品種。
六，加快農(nóng)作物新品種的培育
科學(xué)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(jìn)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(diǎn)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。
本世紀(jì)五、六十年代，由于雜交品種推廣、化肥使用量增加以及灌溉面積的擴(kuò)大，農(nóng)作物產(chǎn)量成倍提高，這就是大家所說的“綠色革命”。但一些研究人員認(rèn)為，這些方法目前已很難再使農(nóng)作物產(chǎn)量有進(jìn)一步的大幅度提高。
基因技術(shù)的突破使科學(xué)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?？茖W(xué)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(shí)間大為縮短。利用傳統(tǒng)的育種方法，需要七、八年時(shí)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(shí)間則縮短一半。
雖然第一批基因工程農(nóng)作物品種5年前才開始上市，但今年美國種植的玉米、大豆和棉花中的一半將使用利用基因工程培育的種子。據(jù)估計(jì)，今后5年內(nèi)，美國基因工程農(nóng)產(chǎn)品和食品的市場規(guī)模將從今年的40億美元擴(kuò)大到200億美元，20年后達(dá)到750億美元。有的專家預(yù)計(jì)，“到下世紀(jì)初，很可能美國的每一種食品中都含有一點(diǎn)基因工程的成分?！?
盡管還有不少人、特別是歐洲國家消費(fèi)者對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品心存疑慮，但是專家們指出，利用基因工程改良農(nóng)作物已勢在必行。這首先是由于全球人口的壓力不斷增加。專家們估計(jì)，今后40年內(nèi)，全球的人口將比目前增加一半，為此，糧食產(chǎn)量需增加75％。另外，人口的老齡化對醫(yī)療系統(tǒng)的壓力不斷增加，開發(fā)可以增強(qiáng)人體健康的食品十分必要。
加快農(nóng)作物新品種的培育也是第三世界發(fā)展中國家發(fā)展生物技術(shù)的一個共同目標(biāo)，我國的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)廣泛開展，并已取得顯著效益。
七，分子進(jìn)化工程的研究
分子進(jìn)化工程是繼蛋白質(zhì)工程之后的第三代基因工程。它通過在試管里對以核酸為主的多分子體系施以選擇的壓力，模擬自然中生物進(jìn)化歷程，以達(dá)到創(chuàng)造新基因、新蛋白質(zhì)的目的。
這需要三個步驟，即擴(kuò)增、突變、和選擇。擴(kuò)增是使所提取的遺傳信息DNA片段分子獲得大量的拷貝；突變是在基因水平上施加壓力，使DNA片段上的堿基發(fā)生變異，這種變異為選擇和進(jìn)化提供原料；選擇是在表型水平上通過適者生存，不適者淘汰的方式固定變異。這三個過程緊密相連缺一不可。
現(xiàn)在，科學(xué)家已應(yīng)用此方法，通過試管里的定向進(jìn)化，獲得了能抑制凝血酶活性的DNA分子，這類DNA具有抗凝血作用，它有可能代替溶解血栓的蛋白質(zhì)藥物，來治療心肌梗塞、腦血栓等疾病。
我國基因研究的成果
以破譯人類基因組全部遺傳信息為目的的科學(xué)研究，是當(dāng)前國際生物醫(yī)學(xué)界攻克的前沿課題之一。據(jù)介紹，這項(xiàng)研究中最受關(guān)注的是對人類疾病相關(guān)基因和具有重要生物學(xué)功能基因的克隆分離和鑒定，以此獲得對相關(guān)疾病進(jìn)行基因治療的可能性和生產(chǎn)生物制品的權(quán)利。
人類基因項(xiàng)目是國家“863”高科技計(jì)劃的重要組成部分。在醫(yī)學(xué)上，人類基因與人類的疾病有相關(guān)性，一旦弄清某基因與某疾病的具體關(guān)系，人們就可以制造出該疾病的基因藥物，對人類健康長壽產(chǎn)生巨大影響。據(jù)介紹，人類基因樣本總數(shù)約10萬條，現(xiàn)已找到并完成測序的約有8000條。
近些年我國對人類基因組研究十分關(guān)注，在國家自然科學(xué)基金、“863計(jì)劃”以及地方政府等多渠道的經(jīng)費(fèi)資助下，已在北京、上海兩地建立了具備先進(jìn)科研條件的國家級基因研究中心。同時(shí)，科技人員緊跟世界新技術(shù)的發(fā)展，在基因工程研究的關(guān)鍵技術(shù)和成果產(chǎn)業(yè)化方面均有突破性的進(jìn)展。我國人類基因組研究已走在世界先進(jìn)行列，某些基因工程藥物也開始進(jìn)入應(yīng)用階段。目前，我國在蛋白基因的突變研究、血液病的基因治療、食管癌研究、分子進(jìn)化理論、白血病相關(guān)基因的結(jié)構(gòu)研究等項(xiàng)目的基礎(chǔ)性研究上，有的成果已處于國際領(lǐng)先水平，有的已形成了自己的技術(shù)體系。而乙肝疫苗、重組α型干擾素、重組人紅細(xì)胞生成素，以及轉(zhuǎn)基因動物的藥物生產(chǎn)器等十多個基因工程藥物，均已進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化階段。
基因技術(shù)：進(jìn)退兩難的境地和兩面性的特征，基因作物在輿論界引發(fā)爭議不足為怪。但在同屬發(fā)達(dá)世界的大西洋兩岸，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的待遇迥然不同卻是一種耐人尋味的現(xiàn)象。當(dāng)美國40％的農(nóng)田種植了經(jīng)過基因改良的作物、消費(fèi)者大都泰然自若地購買轉(zhuǎn)基因食品時(shí)，此類食品在歐洲何以遭遇一浪高過一浪的喊打之聲？從直接社會背景看，目前歐洲流行“轉(zhuǎn)基因恐懼癥”情有可原。從1986年英國發(fā)現(xiàn)瘋牛病，到今年比利時(shí)污染雞查出致癌的二惡英和可口可樂在法國導(dǎo)致兒童溶血癥，歐洲人對食品安全頗有些風(fēng)聲鶴唳，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品可能危害人類健康的假設(shè)如條件反射一般讓他們聞而生畏。
同時(shí)，歐洲較之美國在環(huán)境和生態(tài)保護(hù)問題上一貫采取更為敏感乃至激進(jìn)的態(tài)度，這是轉(zhuǎn)基因食品在歐美處境殊異的另一緣故。一方面，歐洲各國媒介的環(huán)保意識日益強(qiáng)烈，往往對可能危害環(huán)境和生態(tài)的問題窮追不舍甚至進(jìn)行夸張的報(bào)道，這在很大程度上左右著公眾對諸如轉(zhuǎn)基因問題的態(tài)度。另一方面，以“綠黨”為代表的“環(huán)保主義勢力”近年來在歐洲政壇崛起，在政府和議會中的勢力不斷擴(kuò)大，對決策過程施加著越來越大的影響。
但是，歐洲人對轉(zhuǎn)基因技術(shù)之所以采取如此排斥的態(tài)度，似乎還有一個較為隱蔽卻很重要的深層原因。實(shí)際上，在轉(zhuǎn)基因問題上歐美之間既有價(jià)值觀念之差，更是經(jīng)濟(jì)利益之爭。與一般商品不同，轉(zhuǎn)基因技術(shù)具有一種獨(dú)特的壟斷性。在技術(shù)上，美國的“生命科學(xué)”公司一般都通過生物工程使其產(chǎn)品具有自我保護(hù)功能。其中最突出的是“終止基因”，它可以使種子自我毀滅而不能象傳統(tǒng)作物種子那樣被再種植。另一種技術(shù)是使種子必須經(jīng)過只為種子公司所掌握的某種“化學(xué)催化”方能發(fā)育和生長。在法律上，轉(zhuǎn)基因作物種子一般是通過一種特殊的租賃制度提供的，消費(fèi)者不得自行保留和再種植。美國是耗資巨大的基因工程研究最大的投資者，而從事轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)的美國公司都熟諳利用知識產(chǎn)權(quán)和專利保護(hù)法尋求巨額回報(bào)之道。美國目前被認(rèn)為已控制了相當(dāng)大份額的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品市場，進(jìn)而可以操縱市場價(jià)格。因此，抵制轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)際上也就是抵制美國在這一領(lǐng)域的壟斷。
生物技術(shù)在許多領(lǐng)域正在發(fā)揮越來越重要的作用：遺傳工程產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域無孔不入，遺傳工程作物開始在美國農(nóng)業(yè)中占有重要位置；生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展，已有一些遺傳工程藥物取代了常規(guī)藥物，醫(yī)學(xué)界在幾方面從基因研究中獲利；克隆技術(shù)的進(jìn)展為拯救瀕危物種及探索多種人類疾病的治療方法提供了前所未有的機(jī)會。目前研究人員正準(zhǔn)備將生物技術(shù)推進(jìn)到更富挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。但近來警惕遺傳學(xué)家的行為的聲音越來越受到重視。
今天，人們借助于所謂的DNA切片已能同時(shí)研究上百個遺傳基質(zhì)?；虻难芯窟_(dá)到了這樣一個發(fā)展高度，幾年后，隨著對人類遺傳物質(zhì)分析的結(jié)束，人們開始集中所有的手段對人的其他部分遺傳物質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行有系統(tǒng)地研究。但是，生物學(xué)的發(fā)展也有其消極的一面：它容易為種族主義提供新的遺傳學(xué)方面的依據(jù)對新的遺傳學(xué)持批評態(tài)度的人總喜歡描繪出一幅可怕的景象：沒完沒了的測試、操縱和克隆、毫無感情的士兵、基因很完美的工廠工人……遺傳密碼使基因研究人員能深入到人們的內(nèi)心深處，并給他們提供了操縱生命的工具。然而他們是否能使遺傳學(xué)朝好的研究方向發(fā)展還完全不能預(yù)料。
基因工程大事記
1860至1870年 奧地利學(xué)者孟德爾根據(jù)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出遺傳因子概念，并總結(jié)出孟德爾遺傳定律。
1909年 丹麥植物學(xué)家和遺傳學(xué)家約翰遜首次提出“基因”這一名詞，用以表達(dá)孟德爾的遺傳因子概念。
1944年 3位美國科學(xué)家分離出細(xì)菌的DNA（脫氧核糖核酸），并發(fā)現(xiàn)DNA是攜帶生命遺傳物質(zhì)的分子。
1953年 美國人沃森和英國人克里克通過實(shí)驗(yàn)提出了DNA分子的雙螺旋模型。
1969年 科學(xué)家成功分離出第一個基因。
1990年10月 被譽(yù)為生命科學(xué)“阿波羅登月計(jì)劃”的國際人類基因組計(jì)劃啟動。
1998年 一批科學(xué)家在美國羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司，與國際人類基因組計(jì)劃展開競爭。
1998年12月 一種小線蟲完整基因組序列的測定工作宣告完成，這是科學(xué)家第一次繪出多細(xì)胞動物的基因組圖譜。
1999年9月 中國獲準(zhǔn)加入人類基因組計(jì)劃，負(fù)責(zé)測定人類基因組全部序列的1%。中國是繼美、英、日、德、法之后第6個國際人類基因組計(jì)劃參與國，也是參與這一計(jì)劃的惟一發(fā)展中國家。
1999年12月1日 國際人類基因組計(jì)劃聯(lián)合研究小組宣布，完整破譯出人體第22對染色體的遺傳密碼，這是人類首次成功地完成人體染色體完整基因序列的測定。
2000年4月6日 美國塞萊拉公司宣布破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完整遺傳密碼，但遭到不少科學(xué)家的質(zhì)疑。
2000年4月底 中國科學(xué)家按照國際人類基因組計(jì)劃的部署，完成了1%人類基因組的工作框架圖。
2000年5月8日 德、日等國科學(xué)家宣布，已基本完成了人體第21對染色體的測序工作。
2000年6月26日 科學(xué)家公布人類基因組工作草圖，標(biāo)志著人類在解讀自身“生命之書”的路上邁出了重要一步。
2000年12月14日 美英等國科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列。
2001年2月12日 中、美、日、德、法、英6國科學(xué)家和美國塞萊拉公司聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。
科學(xué)家首次公布人類基因組草圖“基因信息”。
基因研究 各國爭先恐后 基因時(shí)代的全球版圖
讓我們看一下在新世紀(jì)到來時(shí)，世界各國的基因科學(xué)研究狀況。
英國：早在20世紀(jì)80年代中期，英國就有了第一家生物科技企業(yè)，是歐洲國家中發(fā)展最早的。如今它已擁有560家生物技術(shù)公司，歐洲70家上市的生物技術(shù)公司中，英國占了一半。
德國：德國政府認(rèn)識到，生物科技將是保持德國未來經(jīng)濟(jì)競爭力的關(guān)鍵，于是在1993年通過立法，簡化生物技術(shù)企業(yè)的審批手續(xù)，并且撥款1.5億馬克，成立了3個生物技術(shù)研究中心。此外，政府還計(jì)劃在未來5年中斥資12億馬克，用于人類基因組計(jì)劃的研究。1999年德國研究人員申請的生物技術(shù)專利已經(jīng)占到了歐洲的14%。
法國：法國政府在過去10年中用于生物技術(shù)的資金已經(jīng)增加了10倍，其中最典型的項(xiàng)目就是1998年在巴黎附近成立的號稱“基因谷”的科技園區(qū)，這里聚集著法國最有潛力的新興生物技術(shù)公司。另外20個法國城市也準(zhǔn)備仿照“基因谷”建立自已的生物科技園區(qū)。
西班牙：馬爾制藥公司是該國生物科技企業(yè)的代表，該公司專門從海洋生物中尋找抗癌物質(zhì)。其中最具開發(fā)價(jià)值的是ET-743，這是一種從加勒比海和地中海的海底噴出物中提取的紅色抗癌藥物。ET-743計(jì)劃于2002年在歐洲注冊生產(chǎn)，將用于治療骨癌、皮膚癌、卵巢癌、乳腺癌等多種常見癌癥。
印度：印度政府資助全國50多家研究中心來收集人類基因組數(shù)據(jù)。由于獨(dú)特的“種姓制度”和一些偏僻部落的內(nèi)部通婚習(xí)俗，印度人口的基因庫是全世界保存得最完整的，這對于科學(xué)家尋找遺傳疾病的病理和治療方法來說是個非常寶貴的資料庫。但印度的私營生物技術(shù)企業(yè)還處于起步階段。
日本：日本政府已經(jīng)計(jì)劃將明年用于生物技術(shù)研究的經(jīng)費(fèi)增加23%。一家私營企業(yè)還成立了“龍基因中心”，它將是亞洲最大的基因組研究機(jī)構(gòu)。
新加坡：新加坡宣布了一項(xiàng)耗資6000萬美元的基因技術(shù)研究項(xiàng)目，研究疾病如何對亞洲人和白種人產(chǎn)生不同影響。該計(jì)劃重點(diǎn)分析基因差異以及什么樣的治療方法對亞洲人管用，以最終獲得用于確定和治療疾病的新知識；并設(shè)立高技術(shù)公司來制造這一研究所衍生出的藥物和醫(yī)療產(chǎn)品。
中國：參與了人類基因組計(jì)劃，測定了1%的序列，這為21世紀(jì)的中國生物產(chǎn)業(yè)帶來了光明。這“1%項(xiàng)目”使中國走進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)的國際先進(jìn)行列，也使中國理所當(dāng)然地分享人類基因組計(jì)劃的全部成果、資源與技術(shù)。

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