重組DNA技術(shù)及基因工程藥物1

1、1 生物技術(shù)生物技術(shù)(biotechnology) 又稱生物工藝學(xué)又稱生物工藝學(xué), 生物工程學(xué)。是根據(jù)生物生物工程學(xué)。是根據(jù)生物 學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)的原理進行工業(yè)規(guī)模的經(jīng)學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)的原理進行工業(yè)規(guī)模的經(jīng) 營和開發(fā)微生物、動植物細胞及其亞細胞組營和開發(fā)微生物、動植物細胞及其亞細胞組 分分, 進而利用生物體所具有的功能元件進而利用生物體所具有的功能元件(如基如基 因、蛋白質(zhì)因、蛋白質(zhì))等來提供商品或社會服務(wù)的一等來提供商品或社會服務(wù)的一 門綜合性科學(xué)技術(shù)。門綜合性科學(xué)技術(shù)。 現(xiàn)代現(xiàn)代生物技術(shù)生物技術(shù)( Moden Biotechnology) 主要指基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵主要指基因工

2、程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵 工程。工程。 2 生物技術(shù)與生物技術(shù)與遺傳因子的發(fā)現(xiàn)遺傳因子的發(fā)現(xiàn) 孟德爾進孟德爾進 行的豌豆行的豌豆 雜交實雜交實 驗驗經(jīng)典經(jīng)典 的生物技的生物技 術(shù)。術(shù)。 3 基因工程基因工程(gene engineering) 又稱基因操作又稱基因操作(gene manipulation),重組重組 DNA(recombinant DNA)?；蚬こ淌且苑只蚬こ淌且苑?子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ),以分子生物學(xué)和微生以分子生物學(xué)和微生 物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段,將不同來源的基因?qū)⒉煌瑏碓吹幕?(DNA分子分子), 按預(yù)先設(shè)計的藍圖，在體外構(gòu)按預(yù)先設(shè)

3、計的藍圖，在體外構(gòu) 建雜種建雜種DNA分子分子,然后導(dǎo)入活細胞然后導(dǎo)入活細胞, 以改變生以改變生 物原有的遺傳特性物原有的遺傳特性,獲得新品種獲得新品種, 生產(chǎn)新產(chǎn)品生產(chǎn)新產(chǎn)品, 或是研究基因的結(jié)構(gòu)和功能?；蚴茄芯炕虻慕Y(jié)構(gòu)和功能。 4 現(xiàn)代生物技術(shù)現(xiàn)代生物技術(shù) 5 遺傳工程遺傳工程(genetic engineering)一詞產(chǎn)生于一詞產(chǎn)生于 19世紀世紀20年代，是遺傳學(xué)和工程學(xué)相結(jié)合年代，是遺傳學(xué)和工程學(xué)相結(jié)合 的一門技術(shù)科學(xué)。借用工程技術(shù)上的設(shè)計的一門技術(shù)科學(xué)。借用工程技術(shù)上的設(shè)計 思想思想, 在離體條件下在離體條件下,對生物細胞、細胞器、對生物細胞、細胞器、 染色體或染色體或DNA分

4、子進行按圖施工的遺傳操分子進行按圖施工的遺傳操 作作,以求以求定向地定向地改造生物的遺傳性。遺傳工改造生物的遺傳性。遺傳工 程的概念有廣義和狹義之分。程的概念有廣義和狹義之分。 廣義的遺傳工程包括傳統(tǒng)遺傳操作中的雜廣義的遺傳工程包括傳統(tǒng)遺傳操作中的雜 交技術(shù)和現(xiàn)代遺傳操作中的基因工程和細交技術(shù)和現(xiàn)代遺傳操作中的基因工程和細 胞工程胞工程, 狹義的遺傳工程僅指基因工程。狹義的遺傳工程僅指基因工程。 6 細胞工程細胞工程(cell engineering) 應(yīng)用細胞生物學(xué)的原理和方法應(yīng)用細胞生物學(xué)的原理和方法,結(jié)合工程學(xué)結(jié)合工程學(xué) 的技術(shù)手段的技術(shù)手段,按照人們預(yù)先的設(shè)計按照人們預(yù)先的設(shè)計,有計劃

5、地有計劃地 改變或創(chuàng)造細胞遺傳性的技術(shù)改變或創(chuàng)造細胞遺傳性的技術(shù),以及在體外以及在體外 大量培養(yǎng)和繁殖細胞大量培養(yǎng)和繁殖細胞,或獲得細胞產(chǎn)品或獲得細胞產(chǎn)品,或利或利 用細胞體本身的技術(shù)領(lǐng)域。用細胞體本身的技術(shù)領(lǐng)域。 主要內(nèi)容包括細胞融合、細胞拆合、染色主要內(nèi)容包括細胞融合、細胞拆合、染色 體轉(zhuǎn)移、基因轉(zhuǎn)移、細胞或組織培養(yǎng)等。體轉(zhuǎn)移、基因轉(zhuǎn)移、細胞或組織培養(yǎng)等。 由于所用細胞的來源不同，細胞工程又分由于所用細胞的來源不同，細胞工程又分 為微生物細胞工程、植物細胞工程、動物為微生物細胞工程、植物細胞工程、動物 細胞工程等細胞工程等。 7 細胞工程技術(shù)細胞工程技術(shù) 8 細胞分泌工程細胞分泌工程 (c

6、ell secretion engineering) 根據(jù)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和運輸理論而發(fā)展起根據(jù)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和運輸理論而發(fā)展起 來的一項新的細胞工程技術(shù)，主要是通過來的一項新的細胞工程技術(shù)，主要是通過 對基因改造，如基因缺失、多效分泌突變、對基因改造，如基因缺失、多效分泌突變、 周質(zhì)泄漏突變或加接信號肽等措施，促進周質(zhì)泄漏突變或加接信號肽等措施，促進 基因產(chǎn)物分泌的技術(shù)?；虍a(chǎn)物分泌的技術(shù)。 9 乳腺生物反應(yīng)器乳腺生物反應(yīng)器 10 酶工程酶工程(enzyme engineering) 又稱酶技術(shù)。它是圍繞著酶所特有的生化又稱酶技術(shù)。它是圍繞著酶所特有的生化 催化特性催化特性,結(jié)合現(xiàn)代的技術(shù)

7、手段結(jié)合現(xiàn)代的技術(shù)手段,在體外模擬在體外模擬 或在常溫常壓下生成酶反應(yīng)的產(chǎn)品以及利或在常溫常壓下生成酶反應(yīng)的產(chǎn)品以及利 用重組用重組DNA技術(shù)定向改變酶技術(shù)定向改變酶,進行酶的修飾進行酶的修飾, 或酶的全人工合成?；蛎傅娜斯ず铣?。 其主要內(nèi)容包括酶的化學(xué)修飾、酶的固定其主要內(nèi)容包括酶的化學(xué)修飾、酶的固定 化、酶反應(yīng)器等。化、酶反應(yīng)器等。 11 蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程(protein engineering) 是更廣義上的包括酶工程在內(nèi)的蛋白質(zhì)修是更廣義上的包括酶工程在內(nèi)的蛋白質(zhì)修 飾操作飾操作,通過對蛋白質(zhì)及酶的化學(xué)修飾及基通過對蛋白質(zhì)及酶的化學(xué)修飾及基 因改造獲得具有特殊功能的非天然蛋白質(zhì)因

8、改造獲得具有特殊功能的非天然蛋白質(zhì) 的技術(shù)。的技術(shù)。 主要是根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能間的相互主要是根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能間的相互 關(guān)系關(guān)系,利用基因工程技術(shù)利用基因工程技術(shù),或用化學(xué)方法或用化學(xué)方法,合成合成 基因基因,改造基因改造基因,以便合成新的蛋白質(zhì)以便合成新的蛋白質(zhì),或改變或改變 蛋白質(zhì)的活性、功能以及溶解性等。蛋白質(zhì)的活性、功能以及溶解性等。 12 發(fā)酵工程發(fā)酵工程(fermentation engineering) 又稱微生物工程又稱微生物工程,微生物發(fā)酵工程。微生物發(fā)酵工程。 利用生物利用生物,主要是微生物的某種特定功能主要是微生物的某種特定功能, 通過現(xiàn)代化工程技術(shù)手段通過現(xiàn)代化

9、工程技術(shù)手段,生產(chǎn)有用物質(zhì)生產(chǎn)有用物質(zhì), 或把微生物直接用于某種工業(yè)化生產(chǎn)的一或把微生物直接用于某種工業(yè)化生產(chǎn)的一 種技術(shù)體系。種技術(shù)體系。 主要內(nèi)容包括菌種選育主要內(nèi)容包括菌種選育, 發(fā)酵生產(chǎn)微生物發(fā)酵生產(chǎn)微生物, 或植物細胞的代謝產(chǎn)物或植物細胞的代謝產(chǎn)物, 生產(chǎn)微生物菌體生產(chǎn)微生物菌體, 最佳培養(yǎng)條件的優(yōu)化組合等。最佳培養(yǎng)條件的優(yōu)化組合等。 13 傳 統(tǒng) 的 發(fā) 酵 工 業(yè) 14 二、二、 基因工程技術(shù)基因工程技術(shù) 15 什么是基因工程什么是基因工程? ? 16 基因工程是基因工程是20世紀世紀70 年代發(fā)展起來的遺傳年代發(fā)展起來的遺傳 學(xué)的一個分支學(xué)科學(xué)的一個分支學(xué)科 17 基基 因因

10、克克 隆隆 操操 作作 18 創(chuàng)建基因工程技術(shù)的兩位大創(chuàng)建基因工程技術(shù)的兩位大 師師 19 第一個重組體的構(gòu)建第一個重組體的構(gòu)建 1972年，美國斯坦福大學(xué)年，美國斯坦福大學(xué)P.Berg等在等在PNAS 上發(fā)表了題為上發(fā)表了題為 “Biochemical methode for inserting new genetic information into DNA of Simian Virus 40:circular SV40 DNA molecules cotaining lamda phage genes and the galactose operon of Escherichia co

11、li. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 69:2904-2909, 1972”，標志著基因工程技術(shù)的誕生。標志著基因工程技術(shù)的誕生。 20 第第 一一 個個 重重 組組 DN A 分分 子子 構(gòu)構(gòu) 建建 該圖得到的啟發(fā)：該圖得到的啟發(fā)： BergBerg的學(xué)科背景的學(xué)科背景 成功的秘訣成功的秘訣 嚴密的思維嚴密的思維 科學(xué)的設(shè)計科學(xué)的設(shè)計 21 第一個有功能重組體的構(gòu)建第一個有功能重組體的構(gòu)建 雖然雖然Berg的工作具有劃時代的意義，但是他們并的工作具有劃時代的意義，但是他們并 沒有證明體外重組的沒有證明體外重組的DNA分子具有生物學(xué)功能。分子具有生物學(xué)功能。 1973年

12、，年，S.N.Cohen等在美國等在美國PNAS上發(fā)表了題為上發(fā)表了題為 “Construction of Biologically Functional Bacterial Plasmid In Vitro” （S. N. Cohen, A. C. Y. Chang, H. W. Borer, and R. B. Helling, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 70:3240-3244, 1973）的論文，的論文， 宣布體外構(gòu)建的細菌質(zhì)粒能夠在細胞中進行表達宣布體外構(gòu)建的細菌質(zhì)粒能夠在細胞中進行表達, 從而完善了從而完善了Berg開創(chuàng)的基因重組技術(shù)。開創(chuàng)的基因重組技術(shù)

13、。 22 質(zhì)粒質(zhì)粒 pSC101 的獲得的獲得 質(zhì)粒對大腸桿菌的轉(zhuǎn)化技術(shù)突破質(zhì)粒對大腸桿菌的轉(zhuǎn)化技術(shù)突破 Cohen在重組在重組DNA技術(shù)中杰出貢獻技術(shù)中杰出貢獻 如何如何 給給DNA 分子做手術(shù)分子做手術(shù) ？ 23 Boyer and EcoRI 24 Cohen and Boyer 的策略的策略 25 基因克隆的五個基本步驟基因克隆的五個基本步驟 目標目標DNA 的制備的制備 DNA的酶切的酶切 “乘客乘客”DNA與載體與載體DNA的的 連接連接 DNA導(dǎo)入細菌導(dǎo)入細菌 克隆的分離克隆的分離 26 DNA 克隆克隆 的基的基 本過本過 程程 27 基因工程的主要目的是通過基因工程的主要目的

14、是通過 基因基因“移民移民”來改造生物的來改造生物的 遺傳性遺傳性,幫助基因幫助基因“移民移民”的的 工具就是工具就是分子運載體分子運載體。 基因工程的目的基因工程的目的 28 基基 因因 工工 程程 與與 基基 因因 移移 民民 29 基因工程的特基因工程的特 點點 基因工程有兩個基本的特點基因工程有兩個基本的特點 分子水平上分子水平上 的操作和細胞水平上的表達的操作和細胞水平上的表達。 基因工程技術(shù)的誕生使人們能夠在試管里基因工程技術(shù)的誕生使人們能夠在試管里 進行分子水平上的操作，象一項工程那樣，進行分子水平上的操作，象一項工程那樣， 進行按圖施工的操作，構(gòu)建在生物體內(nèi)難進行按圖施工的操作

15、，構(gòu)建在生物體內(nèi)難 以進行的重組體，然后將重組的遺傳物質(zhì)以進行的重組體，然后將重組的遺傳物質(zhì) 引入相應(yīng)的宿主細胞，讓其在宿主細胞中引入相應(yīng)的宿主細胞，讓其在宿主細胞中 進行工作。進行工作。 這實際上是進行無性繁殖，即克隆，所以這實際上是進行無性繁殖，即克隆，所以 基因工程通常又稱為基因克隆基因工程通常又稱為基因克隆。 30 基因工程的思維導(dǎo)基因工程的思維導(dǎo) 圖圖 31 三、三、 生物技術(shù)應(yīng)用生物技術(shù)應(yīng)用 32 植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)植物轉(zhuǎn)基因技術(shù) 33 植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)：基因槍法植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)：基因槍法 34 植植 物物 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 基基 因因 技技 術(shù)術(shù) 35 植物轉(zhuǎn)基因：抗蟲植物植物轉(zhuǎn)基因：抗蟲植物 36

16、 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 基基 因因 抗抗 病病 植植 物物 37 植植 物物 生生 產(chǎn)產(chǎn) 抗抗 體體 38 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 基基 因因 花花 39 動動 物物 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 基基 因因 技技 術(shù)術(shù) 40 轉(zhuǎn)基因豬轉(zhuǎn)基因豬 41 轉(zhuǎn)基因動物：生物技術(shù)制轉(zhuǎn)基因動物：生物技術(shù)制 藥藥 42 體細胞克隆技術(shù)體細胞克隆技術(shù) 43 英國英國 科學(xué)科學(xué) 家克家克 隆的隆的 羊：羊： 多莉多莉 44 克隆羊克隆羊: :多莉產(chǎn)生的過程多莉產(chǎn)生的過程 45 克隆馬克隆馬 46 中中 國國 克克 隆隆 豬豬 的的 誕誕 生生 47 基因器官移植基因器官移植 48 產(chǎn)產(chǎn) 前前 診診 斷斷 49 基因治療基因治療 50 19901990年年9 9月月1

17、414日美國政府批準了世界上第一項人類基因治療臨床日美國政府批準了世界上第一項人類基因治療臨床 研究方案，對一名患有重度聯(lián)合免疫缺陷癥研究方案，對一名患有重度聯(lián)合免疫缺陷癥(severe combined (severe combined immunodeficiency disease, SCID)immunodeficiency disease, SCID)的兒童進行基因治療并獲得的兒童進行基因治療并獲得 成功，從而開創(chuàng)了醫(yī)學(xué)的新紀元。成功，從而開創(chuàng)了醫(yī)學(xué)的新紀元。 51 基因基因 制藥制藥 52 細細 菌菌 生生 產(chǎn)產(chǎn) 胰胰 島島 素素 53 DNA破案破案 親子鑒定親子鑒定 54 基因

18、工程與優(yōu)生基因工程與優(yōu)生 55 四、四、 生物技術(shù)的風(fēng)險生物技術(shù)的風(fēng)險 56 科學(xué)是一把雙刃劍科學(xué)是一把雙刃劍 基因克隆與細基因克隆與細 胞克隆的風(fēng)險胞克隆的風(fēng)險 57 人能復(fù)制嗎人能復(fù)制嗎? ? 58 轉(zhuǎn)基因食品可食嗎轉(zhuǎn)基因食品可食嗎? ? 59 60 美國加州的文特利亞美國加州的文特利亞(Ventria)公公 司資助一位秘魯科學(xué)家將人的基因司資助一位秘魯科學(xué)家將人的基因 轉(zhuǎn)入水稻；轉(zhuǎn)入水稻； 將人的兩種基因轉(zhuǎn)入水稻后，水將人的兩種基因轉(zhuǎn)入水稻后，水 稻能夠合成人的兩種蛋白：乳鐵傳稻能夠合成人的兩種蛋白：乳鐵傳 鐵蛋白和鹽酸溶菌酶，吃了這種轉(zhuǎn)鐵蛋白和鹽酸溶菌酶，吃了這種轉(zhuǎn) 基因稻米可以防治兒

19、童腹瀉?；虻久卓梢苑乐蝺和篂a。 61 62 生物安全與公眾知情權(quán)生物安全與公眾知情權(quán) 63 基因克隆會基因克隆會 玷污奧林匹玷污奧林匹 克精神嗎克精神嗎? ? 64 五、五、 現(xiàn)代生物技術(shù)現(xiàn)代生物技術(shù) 與人基因組計劃與人基因組計劃 65 我究竟是從我究竟是從 哪里來的呢哪里來的呢? ? 66 母母 親親 養(yǎng)養(yǎng) 育育 我我 們們 67 梅梅 花花 間間 竹竹 龍龍 鳳鳳 四四 胞胞 胎胎 68 250公斤體重的媽媽公斤體重的媽媽 69 人基因組計劃的人基因組計劃的 由來與基本內(nèi)容由來與基本內(nèi)容 70 人類歷史上三大工程人類歷史上三大工程 阿波羅登月計劃阿波羅登月計劃 曼哈頓原子彈計劃曼哈頓原

20、子彈計劃 人類基因組計劃人類基因組計劃 19901990年年1010月月1 1日正式啟動日正式啟動 71 美國國會批準的美國美國國會批準的美國 “人人 類類 基因組計劃基因組計劃”： 于于19901990年年1010月月1 1日正式啟動日正式啟動 總體計劃是在總體計劃是在1515年內(nèi)：年內(nèi)： 投入至少投入至少3030億美元億美元 進行人類全基因組的分析進行人類全基因組的分析 72 人類基因組計劃的國際協(xié)作共有人類基因組計劃的國際協(xié)作共有6 6個國家：個國家： 美、日、德、法、英、中。美、日、德、法、英、中。 19991999年年9 9月，我國獲準加入了這一研究計月，我國獲準加入了這一研究計 劃

21、，負責(zé)測定人類基因組全部序列的劃，負責(zé)測定人類基因組全部序列的1 1， 也就是也就是3 3號染色體上的號染色體上的30003000萬個堿基對萬個堿基對 我國科學(xué)家僅用了半年時間，在我國科學(xué)家僅用了半年時間，在20002000年年4 4 月底按照國際人類基因組計劃的部署，完月底按照國際人類基因組計劃的部署，完 成了成了1%1%人類基因組的工作框架圖。人類基因組的工作框架圖。 73 生物技術(shù)與人基因生物技術(shù)與人基因 組計劃的研究策略組計劃的研究策略 74 測序策略：鳥槍法測序策略：鳥槍法 75 測序組裝測序組裝 過程過程 8 8個隨機測讀片個隨機測讀片 段（段（10-20bp10-20bp） 計算

22、機進行組裝計算機進行組裝 最后得到長最后得到長 72bp72bp長片段長片段 76 Sequencing a genomic by using an overlapping clone map 測序構(gòu)建重疊群與組裝測序構(gòu)建重疊群與組裝 77 構(gòu)建亞克隆庫構(gòu)建亞克隆庫 78 末端配對測序末端配對測序 79 ideoxynucleotides （雙脫氧核苷酸）（雙脫氧核苷酸） ddNTPs 是反應(yīng)終止劑是反應(yīng)終止劑 可以當(dāng)作正常堿基參與可以當(dāng)作正常堿基參與 復(fù)制，一旦鏈入復(fù)制，一旦鏈入DNA 中，其后就不能再繼中，其后就不能再繼 續(xù)連接。續(xù)連接。 反應(yīng)體系中反應(yīng)體系中dNTPs的濃的濃 度遠高于度

23、遠高于ddNTPs(一般一般 1：34) 測序方法：雙脫氧法測序方法：雙脫氧法 80 基因組學(xué)家們巧妙地基因組學(xué)家們巧妙地 將在制造業(yè)中使用的將在制造業(yè)中使用的 機器人擴大化利用以機器人擴大化利用以 增加測序的通量，提增加測序的通量，提 高可靠性和精確性高可靠性和精確性 81 亞克隆測序的創(chuàng)新亞克隆測序的創(chuàng)新 放射性標記放射性標記 平板凝膠電泳平板凝膠電泳 兩大革新：兩大革新： 熒光標記熒光標記 毛細管電泳毛細管電泳 大大提高了測序的效率大大提高了測序的效率 1.41.4個鏈終止反應(yīng)可以在同一個鏈終止反應(yīng)可以在同一 個體系中進行也可以在同一個個體系中進行也可以在同一個 泳道中進行電泳泳道中進行

24、電泳 2.2.實時地自動檢測實時地自動檢測 1.1.無需費時的灌膠點樣工序無需費時的灌膠點樣工序 2.2.同一個毛細管可以被多次同一個毛細管可以被多次 使用使用 3.3.整個測序反應(yīng)都是機器人整個測序反應(yīng)都是機器人 操作進行操作進行 革新點 82 早期的早期的DNADNA測序分成測序分成4 4個獨立的個獨立的 反應(yīng)進行延長后的反應(yīng)進行延長后的DNADNA片段被片段被 放射性同位素標記（主要是放射性同位素標記（主要是32 32 P P和和35 35S S）曝于 ）曝于X X射線下進行射線下進行DNADNA 的檢測的檢測 不同顏色熒光標記的不同顏色熒光標記的 ddNTPsddNTPs半自動化的測序

25、機半自動化的測序機 器進行器進行DNADNA的測序的測序 83 人基因組測序完成 84 85 人類基因組人類基因組 計劃的意義及影計劃的意義及影 響響 86 1.加快腫瘤發(fā)病機理的研究加快腫瘤發(fā)病機理的研究 惡性腫瘤起源于細胞增殖與分化調(diào)控的失惡性腫瘤起源于細胞增殖與分化調(diào)控的失 常以及細胞同周圍組織的關(guān)系的紊亂常以及細胞同周圍組織的關(guān)系的紊亂; ; 癌基因的激活或失活的發(fā)生，大都由于體癌基因的激活或失活的發(fā)生，大都由于體 細胞中相關(guān)基因突變所致細胞中相關(guān)基因突變所致; ; 腫瘤的浸潤與轉(zhuǎn)移也涉及于基因表達的失腫瘤的浸潤與轉(zhuǎn)移也涉及于基因表達的失 控。控。 HGPHGP不僅會推動癌變原理研究，

26、還將開不僅會推動癌變原理研究，還將開 辟從基因水平治療惡性腫瘤的新途徑。辟從基因水平治療惡性腫瘤的新途徑。 87 心血管疾病分子機理研究心血管疾病分子機理研究 分離心血管病患者的異常基因，分離心血管病患者的異?；颍?有利于發(fā)病機理研究。有利于發(fā)病機理研究。 某些與遺傳因素相關(guān)的疾患，某些與遺傳因素相關(guān)的疾患， 像家族性高血壓、家族性高脂像家族性高血壓、家族性高脂 蛋白癥等異?；蛞芽寺?。蛋白癥等異?；蛞芽寺　?88 基因診斷與基因治基因診斷與基因治 療療 基因治療是指通過外源基因?qū)Щ蛑委熓侵竿ㄟ^外源基因?qū)?入人體以糾正基因缺陷的療法。入人體以糾正基因缺陷的療法。 因此，正?；虻姆蛛x、鑒

27、定因此，正?；虻姆蛛x、鑒定 以及其正確的表達是開展基因以及其正確的表達是開展基因 治療的基礎(chǔ)條件。治療的基礎(chǔ)條件。 89 基因診斷 90 搶基因的世紀之戰(zhàn)搶基因的世紀之戰(zhàn) 目前世界上正在進行一場目前世界上正在進行一場“搶基搶基 因因”的的“世紀之戰(zhàn)世紀之戰(zhàn)” , ,其根本動其根本動 力是基因可以淘金，力是基因可以淘金，從一個肥胖從一個肥胖 基因能價值基因能價值90009000萬美元中萬美元中，人們，人們 更悟清了這個道理。更悟清了這個道理。 2. 2. 基因淘金與基因經(jīng)濟基因淘金與基因經(jīng)濟 91 DNA雙螺旋與淘金車雙螺旋與淘金車 92 “基因土地基因土地”的分割的分割 9090年代的人類基

28、因組計劃就象年代的人類基因組計劃就象1616世世 紀全球掀起的紀全球掀起的“新大陸探險熱新大陸探險熱”。 人類基因組的研究就是人類基因組人類基因組的研究就是人類基因組 中的中的“地理探險地理探險”，尋找新基因和，尋找新基因和 搞清楚基因組結(jié)構(gòu)與功能的過程恰搞清楚基因組結(jié)構(gòu)與功能的過程恰 如開墾地球上的每一塊處女地。如開墾地球上的每一塊處女地。 93 基因版圖基因版圖 94 哮喘病相關(guān)基因的研究材料哮喘病相關(guān)基因的研究材料 取自僅有取自僅有301301個居民的南大西洋一個小個居民的南大西洋一個小 島島( (全部是近親婚配，全部是近親婚配，1 13 3的人患有嚴的人患有嚴 重哮喘重哮喘) )； 我

29、國浙江象山的一個大家系在內(nèi)的幾我國浙江象山的一個大家系在內(nèi)的幾 個大家系；個大家系； 通過對芬蘭發(fā)現(xiàn)的諸多大家系研究，通過對芬蘭發(fā)現(xiàn)的諸多大家系研究， 已成功地克隆了至少已成功地克隆了至少1212個基因。個基因。 目前，實際上已形成了一個被普遍接目前，實際上已形成了一個被普遍接 受的簡單關(guān)系式，即受的簡單關(guān)系式，即: : 遺傳病家系基因遺傳病家系基因moneymoney（錢）（錢） 95 人類基因組人類基因組 計劃與倫理計劃與倫理 96 基因有沒有好壞之分基因有沒有好壞之分? ? 當(dāng)我們說某個基因引起疾病時，稱它為當(dāng)我們說某個基因引起疾病時，稱它為“致致 病基因病基因”或或“有害基因有害基因”

30、。但有時被認為致。但有時被認為致 病的基因也可以在一定情況下對機體起保護病的基因也可以在一定情況下對機體起保護 作用。作用。 例如在非洲，許多人患有鐮形細胞癥，這是例如在非洲，許多人患有鐮形細胞癥，這是 基因引起的。但非洲又有致命的惡性瘧疾，基因引起的。但非洲又有致命的惡性瘧疾， 帶有可引起鐮形細胞癥基因的攜帶者卻比不帶有可引起鐮形細胞癥基因的攜帶者卻比不 帶有該基因的健康人更能抵御惡性瘧疾。帶有該基因的健康人更能抵御惡性瘧疾。 這樣，這樣，“致病基因致病基因”在此時變成了在此時變成了“御病基御病基 因因”。 97 致病基因攜帶者是病人嗎致病基因攜帶者是病人嗎? HGPHGP使我們能夠有辦法預(yù)

31、防、治療、治使我們能夠有辦法預(yù)防、治療、治 愈很早就能預(yù)測的疾病，但會引起概愈很早就能預(yù)測的疾病，但會引起概 念問題。念問題。 如果發(fā)現(xiàn)某人攜帶有致病基因，你能如果發(fā)現(xiàn)某人攜帶有致病基因，你能 說他生病了嗎說他生病了嗎? ?他是病人嗎他是病人嗎? ? 說他們是病人可能會使他們難以找到說他們是病人可能會使他們難以找到 工作或被迫繳納更高的保險費。工作或被迫繳納更高的保險費。 98 人們在談?wù)撊藗冊谡務(wù)摗白运降幕蜃运降幕颉薄ⅰ扒致郧致?基因基因”，“利他主義基因利他主義基因”、“精神分精神分 裂基因裂基因”、“嗜賭基因嗜賭基因”、“嗜酒基嗜酒基 因因”、“同性戀基因同性戀基因”時時 美國哲學(xué)家

32、美國哲學(xué)家Nozick R(1990)Nozick R(1990)想象未來想象未來 的的基因超級市場基因超級市場可提供未來父母購買他可提供未來父母購買他 們想要孩子所具有性狀們想要孩子所具有性狀( (如性別和眼睛如性別和眼睛 顏色顏色) )編碼的基因。編碼的基因。 99 對于可能攜帶不利基因的任何人，都對于可能攜帶不利基因的任何人，都 應(yīng)公正對待，不得歧視；對于基于基因應(yīng)公正對待，不得歧視；對于基于基因 組特征的歧視，應(yīng)采取一切適當(dāng)措施禁組特征的歧視，應(yīng)采取一切適當(dāng)措施禁 止和結(jié)束，必要時立法。止和結(jié)束，必要時立法。 保護個人和家庭的基因隱私保護個人和家庭的基因隱私 HGPHGP一個獨特的問題

33、是，誰能得知一個獨特的問題是，誰能得知DNA? DNA? 親人、工作單位或雇主、保險公司親人、工作單位或雇主、保險公司? ?應(yīng)應(yīng) 該保護個人及其家庭的基因隱私。該保護個人及其家庭的基因隱私。 100 六、六、 展望展望 101 102 103 104 105 結(jié)束結(jié)束 語語 科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力 人是由細胞組成的人是由細胞組成的, 細胞的靈魂是基因細胞的靈魂是基因 內(nèi)因與外因、先天與后天內(nèi)因與外因、先天與后天 學(xué)習(xí)科學(xué)，掌握科學(xué)，運用科學(xué)習(xí)科學(xué)，掌握科學(xué)，運用科 學(xué)學(xué) 106 107 細胞工程細胞工程(cell engineering) 應(yīng)用細胞生物學(xué)的原理和方法應(yīng)用細胞生物學(xué)的原理和方法,結(jié)合工程學(xué)結(jié)合工程學(xué) 的技術(shù)手段的技術(shù)手段,按照人們預(yù)先的設(shè)計按照人們預(yù)先的設(shè)計,有計劃地有計劃地 改變或創(chuàng)造細胞遺傳性的技術(shù)改變或創(chuàng)造細胞遺傳性的技術(shù),以及在體外以及在體外 大量培