基因工程(現(xiàn)代生物技術(shù))應(yīng)用前景與發(fā)展

1、基因工程的發(fā)展現(xiàn)狀及前景摘要：從20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的基因工程技術(shù)，經(jīng)過30多年來的進(jìn)步與發(fā)展，已成為生物技術(shù)的核心內(nèi)容。許多科學(xué)家預(yù)言，生物學(xué)將成為21世紀(jì)最重要的學(xué)科，基因工程及相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一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?；蚬こ萄芯亢蛻?yīng)用范圍涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥、能源、環(huán)保等許多領(lǐng)域。關(guān)鍵字： 基因工程；基因工程抗體；前景；現(xiàn)狀；發(fā)展一、基因工程介紹1、基本定義生物學(xué)家于20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，從微觀層面更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了人類及其他生物遺傳的物質(zhì)載體，這是人類在生物研究方面的一次重大突破。60年代以后，科學(xué)家開始破

2、譯生物遺傳基因的遺傳密碼，簡單地說，就是將控制生物遺傳特征的每一種基因的核苷酸排列順序弄清楚。在搞清楚某些單個(gè)基因的核苷酸排列順序基礎(chǔ)上，進(jìn)而進(jìn)行有計(jì)劃、大規(guī)模地對(duì)人類、水稻等重要生物體的全部基因圖譜進(jìn)行測(cè)序和詮釋。美國從1991年起，準(zhǔn)備用15年時(shí)間完成人體基因組測(cè)序計(jì)劃。5基因工程（Genetic engineering）原稱遺傳工程。從狹義上講，基因工程是指將一種或多種生物體（供體）的基因與載體在體外進(jìn)行拼接重組，然后轉(zhuǎn)入另一種生物體（受體）內(nèi)，使之按照人們的意愿遺傳并表達(dá)出新的性狀。因此，供體、受體和載體稱為基因工程的三大要素，其中相對(duì)于受體而言，來自供體的基因?qū)儆谕庠椿颉３松贁?shù)R

3、NA病毒外，幾乎所有生物的基因都存在于DNA結(jié)構(gòu)中，而用于外源基因重組拼接的載體也都是DNA分子，因此基因工程亦稱為重組DNA技術(shù)（DNA recombination）。另外，DNA重組分子大都需在受體細(xì)胞中復(fù)制擴(kuò)增，故還可將基因工程表征為分子克隆或基因的無性繁殖（Molecular cloning）。廣義的基因工程定義為DNA重組技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用，包括上游技術(shù)和下游技術(shù)兩大組成部分。上游技術(shù)指的是外源基因重組、克隆和表達(dá)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建（即狹義的基因工程）；而下游技術(shù)則涉及到含有重組外源基因的生物細(xì)胞（基因工程菌或細(xì)胞）的大規(guī)模培養(yǎng)以及外源基因表達(dá)產(chǎn)物的分離純化過程。因此，廣義的基因工程概

4、念更傾向于工程學(xué)的范疇。值得注意的是，廣義的基因工程是一個(gè)高度統(tǒng)一的整體。上游DNA重組的設(shè)計(jì)必須以簡化下游操作工藝和裝備為指導(dǎo)思想，而下游過程則是上游基因重組藍(lán)圖的體現(xiàn)與保證，這是基因工程產(chǎn)業(yè)化的基本原則。1二、基因工程發(fā)展1、基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 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(dòng)植物新品種。近幾年來，利用基因工程方法培養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物在農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)上取得了一系列的突破，尤其是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上推出了一批創(chuàng)新品種，顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿??；蚬こ淘谵r(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個(gè)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

5、法可以改善糧食作物的蛋白質(zhì)含量。1981年，科學(xué)家將菜豆儲(chǔ)存蛋白的基因轉(zhuǎn)移到向日葵中，培育出了“向日葵豆”植株。如果以此作為技術(shù)基礎(chǔ)，把大豆蛋白的基因轉(zhuǎn)移到水稻、小麥等糧食作物中，就可以提高這些作物的蛋白質(zhì)含量，改善它們的品質(zhì)。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。1982年科學(xué)家把細(xì)菌中的抗卡那霉素基因轉(zhuǎn)移到煙草、向日葵和胡蘿卜等作物中，一舉獲得成功。此后短短的幾年中，科學(xué)家又培育出了數(shù)十

6、種具有抗病毒、抗蟲、抗除草劑的作物新品種。如抗蟲的煙草、番茄、馬鈴薯、玉米、大豆、油菜、棉等作物，抗黃瓜花葉病毒、苜?；ㄈ~病毒的作物，以及抗除草劑的植物等。1993年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家成功地將蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因轉(zhuǎn)入棉植株，培育成了抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。6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)將重組DNA轉(zhuǎn)移到動(dòng)物受精卵中。由這種受精卵發(fā)育成的動(dòng)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。1982年，美國科學(xué)家將人的生長素基因和牛的生長素基因分別注射到小白

7、鼠的受精卵中，得到了體型巨大的“超級(jí)小鼠”。人們還用同樣的方法，陸續(xù)獲得自然界中從來就不曾有過的“超級(jí)綿羊”和“超級(jí)魚”等動(dòng)物。科學(xué)家進(jìn)行上述試驗(yàn)的目的，不僅在于培育出體型巨大品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物，更重要的是利用某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)的表達(dá)，從這些動(dòng)物的乳腺細(xì)胞中獲得人類所需要的各類物質(zhì)，如激素、抗體及酶類等?；蚬こ踢€可以為人類開辟新的食物來源。據(jù)報(bào)道，科學(xué)家用雞蛋白基因在大腸桿菌和酵母菌中表達(dá)獲得成功。這表明，有朝一日，人們將能夠用發(fā)酵罐培養(yǎng)的大腸桿菌或酵母菌來生產(chǎn)人類所需要的卵清蛋白。不久的將來，人們還可以用基因工程的方法從微生物中獲得人們所需要的糖類、脂肪和維生素等產(chǎn)品。（1）轉(zhuǎn)基

8、因技術(shù) 轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是按照人們預(yù)先設(shè)計(jì)的生物藍(lán)圖,把所需要的基因從一種生物的細(xì)胞提取出來,在體外進(jìn)行“外科手術(shù)”,然后把所需要的基因?qū)肓硪环N生物的細(xì)胞中,從而有目的地改造生物的遺傳特性,創(chuàng)造出符合人類需要的新品種。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,還能培育出抗旱、抗?jié)?、抗鹽堿、抗枯萎病和抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物,還培育出抗蟲作物,科學(xué)家將殺蟲基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)后,植物體內(nèi)就能合成霉素蛋白,產(chǎn)生這種霉素蛋白基因的作物有煙草、馬鈴薯、番茄、棉花和水稻等,其中效益最大的是抗蟲棉。7 （2）基因克隆技術(shù) “多莉的誕生”意味著人類可以利用動(dòng)物的一個(gè)組織細(xì)胞,像翻錄磁帶

9、或復(fù)印文件一樣,大量生產(chǎn)出相同的生命體。利用它可以拯救瀕臨滅跡的物種,或是復(fù)制一些優(yōu)良品種等等。然而在進(jìn)一步細(xì)想克隆,卻也著實(shí)讓人深慮。首先,若是無節(jié)制地“復(fù)制”某種物種,就會(huì)打破自然界的生態(tài)平衡,破壞優(yōu)勝劣汰的自然法則,給自然界帶來了混亂。其次,從理論上說“克隆”哺乳動(dòng)物的成功,即為“克隆”人類準(zhǔn)備了前提條件,再經(jīng)過技術(shù)的不斷改善,毫無疑問,不久以后就能“克隆”出人。對(duì)此杭州大學(xué)生命科學(xué)院院長、浙江省生物工程學(xué)會(huì)副理事長黃純農(nóng)教授認(rèn)為,不必過分擔(dān)心。他說,當(dāng)前“克隆”技術(shù)還有完善的過程,暫時(shí)達(dá)不到大量“復(fù)制”人的地步。再者各地已相繼制定了法令,為“克隆”人進(jìn)行限制。當(dāng)然,“克隆”技術(shù)的產(chǎn)生,

10、歸根到底是利大于弊,它將被廣泛應(yīng)用于人類,前景燦爛,方興未艾?？茖W(xué)的進(jìn)步和人的觀念的變化,是無法阻止的。 （3）應(yīng)用基因技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 從前面可以看出,基因技術(shù)的突破,是科學(xué)家得以用傳統(tǒng)育種專家難以想象的方式改良動(dòng)植物品種,其優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。第一,可降低生產(chǎn)成本。一個(gè)品種的基因加入另一種基因,會(huì)使該品種特性發(fā)生變化,具備原品種所不具備的因子,從而增強(qiáng)了抗病、抗雜草或抗蟲害能力。由此可減少植物農(nóng)藥和除草劑的用量,降低種植成本。并且動(dòng)物死亡率明顯降低,從而提高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。第二,可提高動(dòng)植物產(chǎn)量。一種動(dòng)植物的基因改良后,更容易適應(yīng)環(huán)境,能更有效抵御各種災(zāi)害的襲擊,并使產(chǎn)量更高。第三,轉(zhuǎn)基因技術(shù)可

11、以使開發(fā)動(dòng)植物的時(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(gè)新的品種,而基因工程技術(shù)培育出一種全新的動(dòng)植物品種,時(shí)間可縮短一半。因此,有專家認(rèn)為,不出多少年,轉(zhuǎn)基因技術(shù)將改變世界。第四,轉(zhuǎn)基因技術(shù)還可根據(jù)人們的需要,賦予農(nóng)作物新的特性。例如可以使農(nóng)作物自己釋放出殺蟲劑,可以使農(nóng)作物在旱地或鹽堿地上生長,或者生產(chǎn)出營養(yǎng)更為豐富的食品。2、 基因工程在醫(yī)學(xué)上的發(fā)展（1）基因工程制藥 生產(chǎn)基因工程藥品在藥品生產(chǎn)中，有些藥品是直接從生物體的組織、細(xì)胞或血液中提取的。由于受原料來源的限制，價(jià)格十分昂貴。用基因工程方法制造的“工程菌，可以高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。如胰島素

12、、干擾素和乙肝疫苗等?；蚬こ趟幤肥侵扑幑I(yè)上的重大突破。胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上給病人注射用的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100 kg胰腺只能提取45 g胰島素。用這種方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價(jià)格昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)的需要。1979年，科學(xué)家將動(dòng)物體內(nèi)能夠產(chǎn)生胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)獲得成功。這樣，用2 000 L大腸桿菌培養(yǎng)液就可以提取100 g胰島素，相當(dāng)于從2 t豬胰腺中提取的量。1982年，美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素開始投入市場，其售價(jià)比用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的胰島素的售價(jià)降低了30%50%。干擾素是病毒侵入細(xì)胞

13、后產(chǎn)生的一種糖蛋白。由于干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，因此，它是一種抗病毒的特效藥。此外，干擾素對(duì)治療乳腺癌、骨髓癌、淋巴癌等癌癥和某些白血病也有一定療效。傳統(tǒng)的干擾素生產(chǎn)方法是從人血液中的白細(xì)胞內(nèi)提取的，每300 L血液只能提取出1 mg干擾素。19801982年，科學(xué)家用基因工程方法在大腸桿菌及酵母菌細(xì)胞內(nèi)獲得了干擾素，從每1 kg細(xì)菌培養(yǎng)物中可以得到2040 mg干擾素。從1987年開始，用基因工程方法生產(chǎn)的干擾素進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)，并且大量投放市場。目前，用基因工程方法生產(chǎn)的藥物已經(jīng)有六十余種，除胰島素、干擾素外，還有白細(xì)胞介素、溶血栓劑、凝血

14、因子、人造血液代用品，以及預(yù)防乙肝、狂犬病、百日咳、霍亂、傷寒、虐疾等疾病的各類疫苗。其中一部分藥品已經(jīng)商品化，還有一部分處于臨床試驗(yàn)階段。我國的第一個(gè)生物工業(yè)園區(qū)上海生物技術(shù)工業(yè)園區(qū)已經(jīng)正式興建。1997年，我國自己生產(chǎn)的白細(xì)胞介素-2、干擾素、乙肝疫苗、人生長激素等幾種基因工程藥物也已經(jīng)投產(chǎn)。10 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?；蛟\斷是用放射性同位素（如32P）、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。例如，肝炎病毒引起的傳染病易于傳播，給診斷和治療都帶來了很多困難，利用DNA探針可以

15、迅速地檢出肝炎患者的病毒，為肝炎的診斷提供了一種快速簡便的方法。目前用基因診斷方法已經(jīng)能夠檢測(cè)出腸道病毒、單純皰疹病毒等許多種病毒?；蛟\斷技術(shù)在診斷遺傳性疾病方面發(fā)展得尤為迅速。目前人們已經(jīng)可以對(duì)幾十種遺傳病進(jìn)行產(chǎn)前診斷。例如，用珠蛋白的DNA探針可以檢測(cè)出鐮刀狀細(xì)胞貧血癥，用苯丙氨酸羥化酶基因探針可以檢測(cè)出苯丙酮尿癥。此外，基因診斷技術(shù)在腫瘤診斷中的應(yīng)用也取得了重要成果，例如，用白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針，可以用來檢測(cè)白血病。8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。例如，有一種人類遺傳病叫做半乳糖血癥，患這種病的人，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移

16、酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，因此當(dāng)乳糖分解成半乳糖后，不能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，會(huì)引起肝、腦等功能受損。1971年，美國的一位科學(xué)家在體外做了這樣一個(gè)試驗(yàn)，他用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。當(dāng)然，這僅僅是在人體外完成基因的表達(dá)，而要將基因轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)的細(xì)胞，還有許多技術(shù)上的難題需要解決。但是我們相信，不久的將來，人類一定能夠用基因工程的方法治療白化病、苯丙酮尿癥等許多遺傳病。隨著基因工程的不斷發(fā)展，許多疑難病癥，如惡性腫瘤、艾滋病、心血管疾病，以及糖尿病等，也都

17、可以被人類征服。3（2）基因工程抗病毒疫苗 為人類抵御病毒侵襲提供了用武之地?；蚬こ桃倚透窝滓呙?、狂犬病疫苗、流行性出血熱病毒疫苗、輪狀病毒疫苗等應(yīng)用于臨床，提高了人類對(duì)各種病毒病的抵御能力。比如，乙型肝炎病毒疫苗的問世，使我國新生兒不再遭遇乙型肝炎病毒的侵襲，也降低了人群肝癌的發(fā)病率。又如，為治愈癌癥正在研制的用單克隆抗體制成的 “生物導(dǎo)彈”，就是按照人類的設(shè)計(jì)，把“生物導(dǎo)彈”發(fā)射出去，精確地命中癌細(xì)胞，并炸死癌細(xì)胞而不傷害健康的細(xì)胞。就單克隆細(xì)胞而言，單克隆細(xì)胞在腫癌的診斷檢測(cè)、顯示定位、監(jiān)測(cè)病變、監(jiān)測(cè)療效等方面也有重要價(jià)值。人類還通過基因工程生產(chǎn)抵御各種病菌、血吸蟲、虐原蟲等疫苗，提高

18、人體對(duì)各種傳染病的免疫力。脫氧核糖核酸或者基因疫苗的問世，變革了機(jī)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(人類免疫缺陷病毒)疫苗的早日問世?；蚬こ炭贵w技術(shù)的發(fā)展，為克服單克隆抗體生產(chǎn)細(xì)胞株在生產(chǎn)過程中的不穩(wěn)定性，為生產(chǎn)大量高效抗病毒疫苗提供了先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。（3） 基因工程治療疾病 臨床實(shí)踐已經(jīng)表明，基因治病已經(jīng)變革了整個(gè)醫(yī)學(xué)的預(yù)防和治療領(lǐng)域。例如，有一種人類遺傳病叫做半乳糖血癥，患這種病的人，由于細(xì)胞內(nèi)半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶，因此當(dāng)乳糖分解成半乳糖后，不能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，過多的半乳糖在體內(nèi)積聚，會(huì)引起肝、腦等功能受損。1971年，美國的一位科學(xué)家在體外做

19、了這樣一個(gè)試驗(yàn)，他用帶有半乳糖苷轉(zhuǎn)移酶基因的噬菌體侵染患者的離體組織細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些組織細(xì)胞能夠利用半乳糖了。這表明，用基因替換的方法治療這種遺傳病是可能的。當(dāng)然，這僅僅是在人體外完成基因的表達(dá)，而要將基因轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)的細(xì)胞，還有許多技術(shù)上的難題需要解決?，F(xiàn)在已知的人類遺傳疾病約有4000種，包括單基因缺陷和多基因綜合征。運(yùn)用基因工程技術(shù)或者基因打靶的手段，將病毒的基因殺滅，插入校正基因，得以治療、校正和預(yù)防遺傳疾病的目的。 人類精心設(shè)計(jì)的基因工程操作，克服了不同個(gè)體甚至物種之間由于器官移植所產(chǎn)生的免疫排斥作用，實(shí)現(xiàn)人體之間的移植已獲成功，成功的實(shí)體器官移植有腎、心、肝、胰、肺、腸，也有雙器

20、官和多器官的聯(lián)合移植。而人體與動(dòng)物之間的器官移植成為現(xiàn)實(shí)，臨床應(yīng)用已是指日可待的事了。脫氧核糖核酸化學(xué)合成的完善和自動(dòng)化，脫氧核糖核酸擴(kuò)增技術(shù)的優(yōu)化，為合成基因“探針”，提高臨床診斷的質(zhì)量，是人類所殷切企盼的。基因治療有兩種途徑，一是體細(xì)胞的基因治療，二是生殖細(xì)胞的基因治療。體細(xì)胞的基因治療是將正常的遺傳基因?qū)胧芫穆鸭?xì)胞內(nèi)，讓這種遺傳物質(zhì)進(jìn)入受精卵的基因組內(nèi)，并隨著受精卵分裂，分配到每一個(gè)子細(xì)胞中去，最終糾正未來個(gè)體的遺傳缺陷。而生殖細(xì)胞的基因治療是將人類設(shè)計(jì)的“目的基因”導(dǎo)入患有遺傳病病人的生殖細(xì)胞內(nèi)，此法操作技術(shù)異常復(fù)雜，又涉及倫理，緩行之理充足，故尚無人涉足。9（4） 基因工程診病

21、運(yùn)用基因手段診病，從基因中尋找病根，旨在根治遺傳性疾病和為癌癥、艾滋病、白癡病之類的“不治之癥”尋找新的診斷渠道。目前，聚合酶鏈反應(yīng)的基因診斷技術(shù)是在基因水平上對(duì)人體疾病進(jìn)行診斷的最新技術(shù)。從原理上說，醫(yī)生只要擁有適當(dāng)?shù)墓ぞ摺疤结槨?，就可正確診斷任何一種基因疾病，而且不論該疾病基因是否產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。此法診斷已經(jīng)不限于癌癥的診斷，也用于產(chǎn)前診斷和癥狀前診斷。此外，用在法醫(yī)上，特別是鑒定犯罪，只要在犯罪現(xiàn)場采到一滴血、一根毛發(fā)或者微量的唾液、精斑或者單個(gè)精子，都可為擒獲犯罪提供線索。 基因工程是20世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域中最偉大的成就，開辟了生命科學(xué)的新紀(jì)元。基因工程問世于1971年，其標(biāo)志是人類成

22、功地把兩種不同種類的脫氧核糖核酸分子組合成人類第一個(gè)雜種脫氧核糖核酸?；蚬こ淌且环N分子水平上的生物工程，是生物工程的核心，是生物工程的靈魂，它可以超越動(dòng)物、植物和微生物之間的界限，創(chuàng)造出新的生物類型。基因工程不僅在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用廣泛，而且廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、冶金、畜牧漁業(yè)、環(huán)保、資源、能源等領(lǐng)域，為人類的豐衣足食和健康長壽提供了持續(xù)的實(shí)用價(jià)值很高的產(chǎn)品，發(fā)展前景極為廣闊。 3、基因工程應(yīng)用于環(huán)保方面 基因工程的方法可以用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。據(jù)報(bào)道，用DNA探針可以檢測(cè)飲用水中病毒的含量。具體的方法是使用一個(gè)特定的DNA片段制成探針，與被檢測(cè)的病毒DNA雜交，從而把病毒檢測(cè)出來。此方法的特點(diǎn)是快速、靈敏

23、。用傳統(tǒng)方法進(jìn)行檢測(cè)，一次需要耗費(fèi)幾天或幾個(gè)星期的時(shí)間，精確度也不高。用DNA探針只需要花費(fèi)一天的時(shí)間，并且能夠大幅度地提高檢測(cè)精度，據(jù)報(bào)道，1 t水中有10個(gè)病毒也能檢測(cè)出來?；蚬こ踢€可以用于被污染環(huán)境的凈化。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，石油這種含有多種烴類的物質(zhì)不斷地對(duì)陸地、海洋造成污染。自然環(huán)境中有一類叫做假單孢桿菌的細(xì)菌能夠分解石油，但是，每一種假單孢桿菌只能分解石油中的某一種成分。1975年，科學(xué)家用基因工程的方法，把能分解三種烴類的基因都轉(zhuǎn)移到能分解另一種烴類的假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時(shí)分解四種烴類的“超級(jí)細(xì)菌”。用超級(jí)細(xì)菌分解石油，可以大大提高細(xì)菌分解石油的效率。90年代后期問世

24、的DNA改組技術(shù)可以創(chuàng)新基因，并賦予表達(dá)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(xì)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(dǎo)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(jí)菌株，從而大大地提高降解效率。 目前，科學(xué)家已經(jīng)用基因工程方法培養(yǎng)出了“吞噬”汞和降解土壤中DDT的細(xì)菌，以及能夠凈化鎘污染的植物。還有一些科學(xué)家正努力通過基因重組構(gòu)建新的殺蟲劑，以取代生產(chǎn)過程中耗能多，又易造成環(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。4三、前景展望 由于基因工程運(yùn)用DNA分子重組技術(shù)，能夠按照人們預(yù)先的設(shè)計(jì)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(qiáng)了人們改造動(dòng)植物的主觀能動(dòng)性、預(yù)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(dòng)作用，對(duì)人口素質(zhì)、環(huán)境保護(hù)等作出具大貢獻(xiàn)。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(yīng)用，搶奪這一高科技