【正文】 NA重組技術，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。基因工程技術為基因的結構和功能的研究提供了有力的手段。178。 基因工程簡介178。 基因工程是生物工程的一個重要分支，它和細胞工程、酶工程、蛋白質工程和微生物工程共同組成了生物工程。所謂基因工程（genetic engineering)是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術，是將外源基因通過體外重組后導入受體細胞內(nèi)，使這個基因能在受體細胞內(nèi)復制、轉錄、翻譯表達的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當?shù)墓ぞ呙高M行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中，以讓外源物質在其中“安家落戶”，進行正常的復制和表達，從而獲得新物種的一種嶄新技術迄今為止，基因工程還沒有用于人體，但已在從細菌到家畜的幾乎所有非人生命物體上做了實驗，并取得了成功。事實上，所有用于治療糖尿病的胰島素都來自一種細菌，其ＤＮＡ中被插入人類可產(chǎn)生胰島素的基因，細菌便可自行復制胰島素。基因工程技術使得許多植物具有了抗病蟲害和抗除草劑的能力；在美國，大約有一半的大豆和四分之一的玉米都是轉基因的。目前，是否該在農(nóng)業(yè)中采用轉基因動植物已成為人們爭論的焦點：支持者認為，轉基因的農(nóng)產(chǎn)品更容易生長，也含有更多的營養(yǎng)（甚至藥物），有助于減緩世界范圍內(nèi)的饑荒和疾??；而反對者則認為，在農(nóng)產(chǎn)品中引入新的基因會產(chǎn)生副作用，尤其是會破壞環(huán)境。誠然，仍有許多基因的功能及其協(xié)同工作的方式不為人類所知，但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鮭魚長得比自然界中的大幾倍、使寵物不再會引起過敏，許多人便希望也可以對人類基因做類似的修改。畢竟，胚胎遺傳病篩查、基因修復和基因工程等技術不僅可用于治療疾病，也為改變諸如眼睛的顏色、智力等其他人類特性提供了可能。目前我們還遠不能設計定做我們的后代，但已有借助胚胎遺傳病篩查技術培育人們需求的身體特性的例子。比如，運用此技術，可使患兒的父母生一個和患兒骨髓匹配的孩子，然后再通過骨髓移植來治愈患兒。178。 隨著DNA的內(nèi)部結構和遺傳機制的了解，生物學家不再僅僅滿足于探索、提示生物遺傳的秘密，而是設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。如果將一種生物 DNA中的某個遺傳密碼片斷連接到另外一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織一下，就可以按照人類的愿望，設計出新的遺傳物質并創(chuàng)造出新的生物類型，這與過去培育生物繁殖后代的傳統(tǒng)做法完全不同。這種做法就像技術科學的工程設計，按照人類的需要把這種生物的這個“基因”與那種生物的那個“基因”重新“施工”，“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物。這種完全按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產(chǎn)生的生物科學技術，就稱為“基因工程”，或者說是“遺傳工程”?；蚬こ痰幕静僮鞑襟E 。，也是基因工程的核心。，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。一、基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)運用基因工程技術，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動、植物。生長快、耐不良環(huán)境、肉質好的轉基因魚（中國）。乳汁中含有人生長激素的轉基因牛（阿根廷）。 導入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠 導入人基因具特殊用途的豬和小鼠 蘇云金芽胞桿菌可合成毒蛋白殺死棉鈴蟲，把這部分基因導入棉花的離體細胞中，再組織培養(yǎng)就可獲得抗蟲棉。二、基因工程與人類健康178。 基因作為機體內(nèi)的遺傳單位，不僅可以決定我們的相貌、高矮，而且它的異常會不可避免地導致各種疾病的出現(xiàn)。某些缺陷基因可能會遺傳給后代，有些則不能?；蛑委煹奶岢鲎畛跏轻槍位蛉毕莸倪z傳疾病，目的在于有一個正常的基因來代替缺陷基因或者來補救缺陷基因的致病因素。178。 用基因治病是把功能基因導入病人體內(nèi)使之表達，并因表達產(chǎn)物——蛋白質發(fā)揮了功能使疾病得以治療?；蛑委煹慕Y果就像給基因做了一次手術，治病治根，所以有人又把它形容為“分子外科”。我們可以將基因治療分為性細胞基因和體細胞基因治療兩種類型。性細胞基因治療是在患者的性細胞中進行操作，使其后代從此再不會得這種遺傳疾病。體細胞基因治療是當前基因治療研究的主流。但其不足之處也很明顯，它并沒前改變病人已有單個或多個基因缺陷的遺傳背景，以致在其后代的子孫中必然還會有人要患這一疾病。無論哪一種基因治療，目前都處于初期的臨床試驗階段，均沒有穩(wěn)定的療效和完全的安全性，這是當前基因治療的研究現(xiàn)狀。178。 可以說，在沒有完全解釋人類基因組的運轉機制、充分了解基因調控機制和疾病的分子機理之前進行基因治療是相當危險的。增強基因治療的安全性，提高臨床試驗的嚴密性及合理性尤為重要。盡管基因治療仍有許多障礙有待克服，但總的趨勢是令人鼓舞的。據(jù)統(tǒng)計，截止1998年底，世界范圍內(nèi)已有373個臨床法案被實施，累計3134人接受了基因轉移試驗，充分顯示了其巨大的開發(fā)潛力及應用前景。正如基因治療的奠基者們當初所預言的那樣，基因治療的出現(xiàn)將推動新世紀醫(yī)學的革命性變化。178。 基因工程將使傳統(tǒng)中藥進入新時代178。 轉基因藥用植物或器官研究、有效次生代謝途徑關鍵酶基因的克隆研究、中藥ＤＮＡ分子標記以及中藥基因芯片的研究等，已成為當今中藥研究的熱點，并將使傳統(tǒng)中藥進入一個嶄新的時代。在轉基因藥用植物的研究方面，中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所分別通過發(fā)根農(nóng)桿菌和根癌農(nóng)桿菌誘導丹參形成毛狀根和冠癭瘤進而再分化形成植株，他們將其與栽培的丹參作了形態(tài)和化學成分比較研究，結果發(fā)現(xiàn)毛狀根再生的植株葉片皺縮、節(jié)間縮短、植株矮化、須根發(fā)達等；而冠癭組織再生的植株株形高大、根系發(fā)達、產(chǎn)量高，丹參酮的含量高于對照，這對丹參的良種繁育，提高藥材質量具有重要意義。面對許多野生植物瀕于滅絕，一些特殊環(huán)境下的植物引種困難等問題，中國科學工作者開始探索通過高等植物細胞、器官等的大量培養(yǎng)生產(chǎn)有用的次生代謝物。研究內(nèi)容包括通過高產(chǎn)組織或細胞系的篩選與培養(yǎng)條件的優(yōu)化和通過對次生代謝產(chǎn)物生物合成途徑的調控等，達到降低成本及提高次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的目的。三、基因工程在醫(yī)藥方面的應用： ⑴基因工程胰島素胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取45g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價格降低了30%50%!⑵基因工程干擾素干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說?；蚬こ倘烁蓴_素α2b（安達芬）是我國第一個全國產(chǎn)化基因工程人干擾素α2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細胞增生，調節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當前國際公認的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。⑶其它基因工程藥物人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。：運用基因工程設計制造的“DNA探針”檢測肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準確而且迅速。通過基因工程給患有遺傳病的人體內(nèi)導入正?；蚩伞耙淮涡浴苯獬∪说募部?。◆SCID的基因工程治療重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細菌或者病毒感染，就會發(fā)病死亡。這個病的機理是細胞的一個常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（簡稱ADA）的基因（ada）發(fā)生了突變。可以通過基因工程的方法治療。178。轉基因動物生產(chǎn)藥物178。 通過轉基因動物家畜來生產(chǎn)基因藥物而言，最理想的表達場所是乳腺。因為乳腺是一個外泌器官，乳汁不進入體內(nèi)循環(huán)，不會影響到轉基因動物本身的生理代謝反應。從轉基因動物的乳汁中獲取的基因產(chǎn)物，不但產(chǎn)量高、易提純，而且表達的蛋白經(jīng)過充分的修飾加工，具有穩(wěn)定的生物活性，因此又稱為“動物乳腺生物反應器”。所以用轉基因牛、羊等家畜的乳腺表達人類所需蛋白基因，就相當于建一座大型制藥廠，這種藥物工廠顯然具有投資少、效益高、無公害等優(yōu)點。制備轉基因羊，就是將人的α抗胰蛋白酶基因通過顯微操作注進母羊受精卵的雄性細胞核，并使之與羊本身的基因整合起來，形成一體，這種新的基因組可以穩(wěn)定地遺傳到出生的小羊身上。小山羊也成了人工創(chuàng)造的與它們母親不同的新品系，它們的后代也將帶有這種α抗胰蛋白酶基因。這個過程有些類植物的嫁接術。目前，在轉基因動物研制中，外源基因與動物本身的基因組整合率低，其表達往往不理想，外源基因應有的性質得不到充分表現(xiàn)或不表現(xiàn)。實驗運動如牛、羊和豬的整合率一般為1%左右。、 四、基因工程在工業(yè)及環(huán)境保護方面的應用 環(huán)境監(jiān)測 環(huán)境治理（微生物技術與基因工程結合）應用基因工程技術，使植物成為能替代微生物發(fā)酵設備的生物反應器，更經(jīng)濟地生產(chǎn)出人類所需要的各種原料已經(jīng)成為非常具有吸引力的領域?，F(xiàn)在已經(jīng)培育了多種可作為生物反應器的轉基因植物，能產(chǎn)生出可分解的塑料原料、石油、工業(yè)用脂肪、糖類和酶類等。經(jīng)典工業(yè)所產(chǎn)生廢水、廢氣和廢料，以及人民生活所產(chǎn)生的垃圾等各種污染物，已經(jīng)構成對人類生活和生產(chǎn)活動的嚴重威脅。環(huán)境保護是人類目前面臨的與人類前途生死攸關的重大問題。基因重組技術為解決這些問題提供了可能性，通過基因重組，人們可以根據(jù)需要將某種微生物的基因轉移到另一種微生物中，創(chuàng)造一些對有害物質分解能力更強、更能適應環(huán)境要求的新菌種。利用微生物分解各種廢棄物的同時能產(chǎn)生出重要的工業(yè)原料是轉基因微生物應用的一個重點，植物的纖維素和木質素是木材工業(yè)中常見的廢棄物，人們可利用轉基因微生物來分解纖維素，生產(chǎn)工業(yè)用的原料，如乙醇等石油化工產(chǎn)品。許多低耗能、少污染的基因工程逐漸取代高耗能、高污染的化工產(chǎn)業(yè)已成為一種趨勢。1975年，科學家用基因工程的方法，把能分解三種焊類的基因都轉到能分解另一種烴類的假單抱桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時分解四種烴類的“超級細菌”?！俺壖毦蹦芡淌澈头纸舛喾N污染環(huán)境的物質，例如石油中的多種烴類化合物，汞、鎘等重金屬，DDT等毒害物質。參考文獻 基因工程技術 [期刊論文]西南農(nóng)業(yè)學報 2005(2) 基因工程技術在食品工業(yè)改造過程中的應用 [期刊論文]西南農(nóng)業(yè)學報2007 20(5)楊吉成 繆競誠 醫(yī)用基因工程 化學工業(yè)出版社2003 楊昆 基因工程與醫(yī)藥革命 中藥報 2000 基因工程技術在制藥領域的應用前景及產(chǎn)業(yè)化趨勢 來源：中國發(fā)酵工業(yè)網(wǎng) 程露陽，郭亞春，黃曉形 基因工程抗體的研究進展及臨床應用[1]李立家，.