基因改造立法
A. 基因工程有「公害」嗎
除了前面所說的,濫用基因工程可能會破壞生態多樣性外,基因工程還會有哪些公害呢?
目前是基因工程技術蓬勃發展並得到廣泛應用的年代。可早在1972年人類歷史上第一次成功地進行重組DNA實驗的時候,就引起了科學家們的擔心。
這種擔心是有道理的。基因工程技術是以改變生物的遺傳性狀為目的的一門高科技生物工程技術。在人類還沒有完全摸清楚生物基因調控機制之前,誰都會擔心任意進行DNA重組實驗是否會受到生物的懲罰。比如說,是否可能會重組出一種對人類極端有害的細菌或病毒毒素?是否會使某些在生物進化史上一直關閉著的致病、致癌基因得以無窮無盡地擴大而釋放出來?如果這些人類製造或放出來的天敵沒有受到嚴格的監視,對它的各種性狀也沒有加以預測,就極可能給人類帶來一場空前的災難!退一步說,即使它們對人類沒有直接危害,也可能給生物界的相互協調關系——生態平衡施加影響,或者給人類提出一些難以解決的倫理學問題等等。
早在1972年基因工程技術誕生初期,不少分子生物學家紛紛就基因工程的公害問題發表了看法。他們要求制定法律,限制該技術的發展和應用。美國於1975年2月匆匆制定了重組DNA法則草案,對基因工程實驗進行了嚴格的控制。若要進行DNA重組實驗,就得付出昂貴的代價。舉例來說,該法則草案要求基因工程實驗必須在負壓實驗室進行。負壓實驗室是一個高度密封的空間,裡面的空氣走向只能允許從外界進入實驗室,實驗里的任何生物不得向外泄漏。事實上到目前為止,美國的基因工程實驗室並沒有普遍採用這種耗資巨大的負壓實驗室。
對一項新發明的科學技術,在還沒有完全成熟的時候,這在歷史上實屬少見。無獨有偶,1997年2月,蘇格蘭克隆綿羊誕生的消息一傳開,全世界都為之震驚。美國總統柯林頓在風聞此事的次日向美國生物倫理咨詢委員會下令,限在三個月內向他提交一份報告,以評估這一科學成果在倫理道德領域內可能帶來的影響和後果。與此同時,歐洲許多報刊亦呼籲各國政府應立即著手立法,以禁止採用克隆方法復制人類。
事實上基因工程技術本身並不值得人們如此嚴重的擔憂。因為赤裸裸的DNA轉化到細菌里的幾率很小,即使到達了高等生物細胞內它要表達也非常困難。在負壓實驗室里進行的系列實驗的結果表明,只有在制備和使用基因文庫時,才可能對人類有一定的危險性。現在廣泛開展的人類基因治療研究中普遍採用的逆轉錄病毒作為外源基因轉移的載體目前看來也是安全、有效的。就逆轉病毒本身而言,它通過插入引起癌基因活化或使抗癌基因失活的幾率極低(10-6),而細胞癌變病是多病因和多步驟的,所以要造成惡變的可能性亦是非常小的。當然,即使如此,科學家們對基因治療方法的長期安全性問題仍然給予了充分的重視。
基因工程技術的出現已有27個年頭,它潛在的危險性現在看來並不像當初設想的那麼大,只不過比一般微生物學研究的危險性大些罷了。將基因工程技術直接用於人體,治療人類遺傳病和腫瘤等疾病也有8個多年頭了,曾經爭論不休的人類基因治療研究已度過了它的啟動階段,正進入技術發展完善期。同時,新技術的不斷涌現,繼續給科學家們提出一個又一個科學難題。然而,正如美國《華盛頓郵報》就克隆綿羊一事評論時說的「無論以什麼方式企圖阻止科學進步,都是一個可怕的錯誤。」
生物工程技術作為20世紀最偉大的科學發現將永載史冊,它給我們人類帶來的影響也是巨大的。我們相信,隨著基因工程技術的發展,有關基因重組的公約和准則將更加完善,人類也將能夠更為准確及有效地防止基因工程的公害問題。
B. 基因工程有那些應用成果
1.與醫葯衛生
(1)生產基因工程葯品
①優點:高質量、低成本
②舉例:胰島素、干擾素、乙肝疫苗等60多種
(2)基因診斷
①含義:用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針,利用DNA分子雜交原理,鑒定被檢測標本上的遺傳信息,達到檢測疾病的目的。
②舉例:用DNA探針檢測出肝炎患者的病毒,為診斷提供了一種快速簡便方法。
③成果:已能夠檢測出腸道病毒、單純皰疹病毒等多種病毒;在診斷遺傳病方面發展尤為迅速;在腫瘤診斷中的應用取得重要成果。
(3)基因治療
①含義:把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中,達到治療疾病的目的。
②舉例:半乳糖血症(病因、研究成果)
③發展前景:許多遺傳病及疑難病症將被人類征服。
2.與農牧業、食品工業
(1)農業:培育高產、優質或具特殊用途的動植物新品種。
(2)畜牧養殖業:培育體型巨大(如超級小鼠、超級綿羊、超級魚等)、品質優良(如具有抗病能力、高產仔率、高產奶率和高質量的皮毛等)的轉基因動物;利用外源基因在哺乳動物體內的表達獲得人類所需要的各種物質,如激素、抗體及酶類等。
(3)食品工業:為人類開辟新的食物來源。
3.與環境保護
(1)用於環境監測:用DNA探針可檢測飲水中病毒的含量
①方法:使用一個特定的DNA片段製成探針,與被檢測的病毒DNA雜交,從而把病毒檢測出來。
②特點:快速、靈敏
(2)用於被污染環境的凈化:分解石油的「超級細菌」;「吞噬」汞和降解土壤中DDT的細菌;能夠凈化鎘污染的植物;構建新的殺蟲劑;回收、利用工業廢物等
至於最新的研究很難找,這里是一些國家的最新研究進展:
英國:早在20世紀80年代中期,英國就有了第一家生物科技企業,是歐洲國家中發展最早的。如今它已擁有560家生物技術公司,歐洲70家上市的生物技術公司中,英國佔了一半。 德國:德國政府認識到,生物科技將是保持德國未來經濟競爭力的關鍵,於是在1993年通過立法,簡化生物技術企業的審批手續,並且撥款1.5億馬克,成立了3個生物技術研究中心。此外,政府還計劃在未來5年中斥資12億馬克,用於人類基因組計劃的研究。1999年德國研究人員申請的生物技術專利已經佔到了歐洲的14%。 法國:法國政府在過去10年中用於生物技術的資金已經增加了10倍,其中最典型的項目就是1998年在巴黎附近成立的號稱「基因谷」的科技園區,這里聚集著法國最有潛力的新興生物技術公司。另外20個法國城市也准備仿照「基因谷」建立自己的生物科技園區。 西班牙:馬爾制葯公司是該國生物科技企業的代表,該公司專門從海洋生物中尋找抗癌物質。其中最具開發價值的是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葯物。ET-743計劃於2002年在歐洲注冊生產,將用於治療骨癌、皮膚癌、卵巢癌、乳腺癌等多種常見癌症。 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據。由於獨特的「種姓制度」和一些偏僻部落的內部通婚習俗,印度人口的基因庫是全世界保存得最完整的,這對於科學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企業還處於起步階段。 日本:日本政府已經計劃將明年用於生物技術研究的經費增加23%。一家私營企業還成立了「龍基因中心」,它將是亞洲最大的基因組研究機構。
C. 基因工程的潛在危險有哪些
基因工程的問世,的確為改造和創造新的生物品種帶來了希望。同時,人們又不得不對它潛在的危險擔憂。這種擔憂不是沒有道理的。萬一有人在實驗室內通過基因重組而培育出一種致人患病的特殊細菌「逃逸」到實驗室外,並感染了人,那不是一場災難嗎?因此,美國、日本等國制定了有關法律和規定,在實驗室內進行基因工程操作都必須採取有效的預防措施。
對於基因工程這一特殊研究對象,人們的擔心是很自然的,這種擔心來自4個方面。
首先,害怕基因武器。用基因工程的辦法研製各種新型的劇毒病原體已成現實。比如,把肉毒桿菌產生毒素的基因或致癌病毒基因引入大腸桿菌,大腸桿菌就變成殺人武器。肉毒毒素是一種異常毒的毒素,只要25克(半兩)就足以把全世界的人毒死。
第二,任何大腸桿菌經過基因重組,都可能成為有害的菌種。它可以寄生在人體內,並且可以傳播,可以造成災難性的後果。
第三,如果把重組DNA分子培育出來的新生物擴散到自然環境中去,就會破壞自然界原來的生態平衡。
第四,基因工程也可能被用來進行培育「怪物」。
所以,在立法上制定預防措施,明確哪些實驗可以做,哪些實驗不可以做,是完全必要的。
D. 對於基因改造的新生嬰兒,你是什麼樣的看法
對於基因改造的新生嬰兒的看法是想要促進社會的發展,尤其是從立法者的嚴肅角度來看,轉基因嬰兒以及他們的法律地位會給社會帶來各種因素的影響。盡管這項技術還不成熟,但風險一般不會很大,基因改造給嬰兒帶來的犧牲是巨大的。因為有些轉基因嬰兒可能一輩子都是安全的,也可能發育不良。反正各種問題都會出現。一般來說,絕對不需要轉基因嬰兒。這項技術是一個錯誤的應用例子,不利於社會的公平競爭和發展。
3.實施基因編輯技術的機構進行人類胚胎基因編輯實驗時,應當事先進行倫理審查,並向核發其醫療機構執業許可證的衛生行政部門申請備案。人類胚胎基因編輯技術與我們每個人息息相關,如果不能妥善規范人類胚胎基因的編輯技術,必然會引發嚴重的社會沖突。此外,一旦將這項技術作為增強人類智力和體力的工具,勢必會加劇社會分化,科幻電影中的故事情節也可能成為現實。以上就是對對於基因改造的新生嬰兒,你是什麼樣的看法這個問題的解答。
E. 人類胚胎基因改造實現了嗎
實現了部分。
新浪科技訊 北京時間4月27日消息,據國外媒體報道,中國中山大學的科學家承認,他們已經成功實現了首次人類胚胎基因改造。
不過,對於這項成就,科學界存在很大的爭議。有的科學家對此表示擔憂,因為這項技術有可能被父母錯誤使用,以人為選擇他們希望傳給後代的基因。有的科學家則認為這項技術可以消除致命家族遺傳病,比如囊胞性纖維症和某些癌症。
據英國《自然》雜志的報道,中山大學的科學家已經在《蛋白質與細胞》雜志上發表了相關論文。根據發表的論文,研究的領導人黃軍就副教授為了降低人們的擔憂,實驗使用的都是無法孕育嬰兒的廢棄胚胎。
研究使用了一種叫做CRISPR/Cas9的基因編輯技術。不同於基因沉默工具和自然狀態(比如長期的陽光照射)下的基因突變,CRISPR可以直接在DNA水平上永久的「封存」某些基因片段,它可以改造確切位置的基因。
雖然參與研究的科學家表示在人類胚胎應用CRISPR有極大困難。但黃軍就和他的團隊還是藉此成功編輯了引起地中海貧血症的HBB基因。地中海貧血症將導致可能致命的血液異常。實驗總共使用了86個胚胎,但只有28個胚胎的DNA編輯是成功的。因此,黃軍就這樣告訴《自然》雜志:「如果要在正常胚胎上做這些實驗,就需要接近100%的成功率。這也是我們沒有將這項技術應用在正常胚胎的原因,我們認為它還不夠成熟。」
目前,基因編輯技術主要應用在體細胞(非生殖細胞),比如皮膚、肌肉、神經、骨頭和肝臟的細胞,以幫助科學家研究疾病。應用這種技術改造人類胚胎的基因將改變精子和卵細胞的DNA,意味著這種基因變異可以遺傳。
雖然包括英國在內的很多國家已經立法禁止了類似黃軍就教授所進行的研究,但美國和中國沒有禁止。實際上,全球有很多科研團隊在從事人類胚胎基因改造技術的研究。
比如上海科技大學的黃行許教授,他在成功使用CRISPR改造猴子胚胎並培育出活體猴子後,就希望能夠用廢棄人類胚胎來研究基因改造。
此外,哈佛醫學院的遺傳學家George Church教授也被認為在研究人類胚胎改造技術。Church團隊中的楊璐菡博士,在《技術評論》的一次近期采訪中就提出了編輯人類生殖細胞的想法。她的希望可以改造卵巢癌婦女未成熟的卵細胞:先採用CPISPR技術修正引發卵巢癌的基因錯誤,然後誘導卵細胞發育分裂。但是,她的這一想法現在還未得到實施,目前也不清楚這一想法是否得到了許可。不過,有報道認為楊璐菡博士已經參與了一個類似項目,只不過是在中國。
上個月,正當關於中國科學家正在進行人類胚胎基因改造的流言不絕於耳的時候,很多國際知名生物學家聯合起來,號召在全球范圍內暫停對生殖細胞編輯的研究。
美國再生醫學聯盟的主席Edward Lanphier就聯合了四名同事在《自然》雜志撰文,認為這種研究會引發公眾的強烈抗議,從而傷害其它科學領域。
他們的文章這樣寫到:「很快,使用基因修改工具改造人類胚胎DNA的研究就會發表。但在我們看來,使用當前技術進行人類胚胎基因改造將對人類未來子孫產生不可預知的影響。
這項技術不僅危險,在倫理上也無法接受。
這種研究應該被用來做非治療性的基因編輯。
我們擔心對這種存在倫理問題的研究,公眾將提出強烈抗議,從而影響不能遺傳的基因編輯技術的美好前景。
當前我們還處在基因編輯技術的初始階段,科學家應當達成共識:不修改人類生殖細胞的DNA。」
此外,他們還擔憂這種技術將用來產生人工選擇基因的「定製家庭」。不過實際上,這種人工選擇非常困難。因為通常情況下,不僅一個基因不能提供一種特徵,而且很多基因都有多種功能。(
F. 為什麼整容可以被允許而基因改造不被允許
整容可以被允許而基因改造不被允許的原因是:編輯基因暫時是可怕的,不能說它是錯的但是以現在人類對科學,社會的了解程度。編輯基因還是一項絕不可以開始的事情。
人類是時間線性的意識動物,就是說人類的思維所擁有的能力,永遠都會被時間所限制沒有任何人能夠預測到未來,這塑造了人類對自己總想要無限獲益的邏輯思維。
人們覺得當下剖腹產可以解決難產兒的問題,可是研究表明自打剖腹產開始出現產婦的難產率越來越高了。
對於整體的女性群體,這是本質上的一種進化,不是說女性主動選擇了剖腹產,而是她們的身體已經難以誕下嬰兒了。
基因改造的不成熟性:
並不是基因改造不被允許,只不過目前的基因編輯技術仍然不成熟,存在較大風險,而且這種技術目前還沒有立法支持,存在一定的法律風險和倫理問題,所以才不被允許。
並且一個自然的基因為什麼不可怕,是因為如果一個自然形成的基因如果會對它的宿主造成毀滅性影響,它會在物種早期就讓擁有該基因的所有宿主都死亡進而淘汰掉。
G. 人們對於基因工程的擔心有哪幾個方面
對於基因工程這一特殊研究對象,人們的擔心是很自然的,這種擔心來自4個方面。
首先,害怕基因武器。用基因工程的辦法研製各種新型的劇毒病原體已成現實。比如,把肉毒桿菌產生毒素的基因或致癌病毒基因引入大腸桿菌,大腸桿菌就變成殺人武器。肉毒毒素是一種異常毒的毒素,只要25克(半兩)就足以把全世界的人毒死。
第二,任何大腸桿菌經過基因重組,都可能成為有害的菌種。它可以寄生在人體內,並且可以傳播,可以造成災難性的後果。
第三,如果把重組DNA分子培育出來的新生物擴散到自然環境中去,就會破壞自然界原來的生態平衡。
第四,基因工程也可能被用來進行培育「怪物」。
所以,在立法上制定預防措施,明確哪些實驗可以做,哪些實驗不可以做,是完全必要的。
H. 什麼是基因工程
基因工程又稱基因拼接技術和DNA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, 然後導入活細胞, 以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、 生產新產品。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。
什麼是基因工程?【簡介】
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後導入受體細胞內,使這個基因能在受體細胞內復制、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的工具酶進行切割後,把它與作為載體的DNA分子連接起來,然後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。
基因工程是在分子生物學和分子遺傳學綜合發展基礎上於本世紀70年代誕生的一門嶄新的生物技術科學。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--DNA大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割後,把它與作為載體的DNA分子連接起來,然後與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源遺傳物質在其中"安家落戶",進行正常復制和表達,從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術。 這個定義表明,基因工程具有以下幾個重要特徵:首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中進行繁殖,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系,這種能力是基因工程的第一個重要特徵。第二個特徵是,一種確定的DNA小片段在新的寄主細胞中進行擴增,這樣實現很少量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。科學家將改變人類生殖細胞DNA的技術稱為「基因系治療」(germlinetherapy),通常所說的「基因工程」則是針對改變動植物生殖細胞的。無論稱謂如何,改變個體生殖細胞的DNA都將可能使其後代發生同樣的改變。
迄今為止,基因工程還沒有用於人體,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,並取得了成功。事實上,所有用於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,是否該在農業中採用轉基因動植物已成為人們爭論的焦點:支持者認為,轉基因的農產品更容易生長,也含有更多的營養(甚至葯物),有助於減緩世界范圍內的飢荒和疾病;而反對者則認為,在農產品中引入新的基因會產生副作用,尤其是會破壞環境。
誠然,仍有許多基因的功能及其協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於治療疾病,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後代,但已有藉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,然後再通過骨髓移植來治癒患兒。
隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密一點一點呈現在人們眼前,特別是當人們了解到遺傳密碼是由 RNA轉錄表達的以後,生物學家不再僅僅滿足於探索、提示生物遺傳的秘密,而是開始躍躍欲試,設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。 如果將一種生物的 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,就可以按照人類的願望,設計出新的遺傳物質並創造出新的生物類型,這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同。 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,創造出新的生物。這種完全按照人的意願,由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術,就稱為「基因工程」,或者說是「遺傳工程」。
【基因工程的基本操作步驟】
1.獲取目的基因是實施基因工程的第一步。
2.基因表達載體的構建是實施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。
3.將目的基因導入受體細胞是實施基因工程的第三步。
4.目的基因導入受體細胞後,是否可以穩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。
基因工程的前景科學界預言,21世紀是一個基因工程世紀。基因工程是在分子水平對生物遺傳作人為干預,要認識它,我們先從生物工程談起:生物工程又稱生物技術,是一門應用現代生命科學原理和信息及化工等技術,利用活細胞或其產生的酶來對廉價原材料進行不同程度的加工,提供大量有用產品的綜合性工程技術。
生物工程的基礎是現代生命科學、技術科學和信息科學。生物工程的主要產品是為社會提供大量優質發酵產品,例如生化葯物、化工原料、能源、生物防治劑以及食品和飲料,還可以為人類提供治理環境、提取金屬、臨床診斷、基因治療和改良農作物品種等社會服務。
生物工程主要有基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質工程和微生物工程等5個部分。其中基因工程就是人們對生物基因進行改造,利用生物生產人們想要的特殊產品。隨著DNA的內部結構和遺傳機制的秘密一點一點呈現在人們眼前,生物學家不再僅僅滿足於探索、提示生物遺傳的秘密,而是開始躍躍欲試,設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。
美國的吉爾伯特是鹼基排列分析法的創始人,他率先支持人類基因組工程 如果將一種生物的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,不就可以按照人類的願望,設計出新的遺傳物質並創造出新的生物類型嗎?這與過去培育生物繁殖後代的傳統做法完全不同,它很像技術科學的工程設計,即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,創造出新的生物。這種完全按照人的意願,由重新組裝基因到新生物產生的生物科學技術,就被稱為「基因工程」,或者稱之為「遺傳工程」。
人類基因工程走過的主要歷程怎樣呢?1866年,奧地利遺傳學家孟德爾神父發現生物的遺傳基因規律;1868年,瑞士生物學家弗里德里希發現細胞核內存有酸性和蛋白質兩個部分。酸性部分就是後來的所謂的DNA;1882年,德國胚胎學家瓦爾特弗萊明在研究蠑螈細胞時發現細胞核內的包含有大量的分裂的線狀物體,也就是後來的染色體;1944年,美國科研人員證明DNA是大多數有機體的遺傳原料,而不是蛋白質;1953年,美國生化學家華森和英國物理學家克里克宣布他們發現了DNA的雙螺旋結果,奠下了基因工程的基礎;1980年,第一隻經過基因改造的老鼠誕生;1996年,第一隻克隆羊誕生;1999年,美國科學家破解了人類第 22組基因排序列圖;未來的計劃是可以根據基因圖有針對性地對有關病症下葯。
人類基因組研究是一項生命科學的基礎性研究。有科學家把基因組圖譜看成是指路圖,或化學中的元素周期表;也有科學家把基因組圖譜比作字典,但不論是從哪個角度去闡釋,破解人類自身基因密碼,以促進人類健康、預防疾病、延長壽命,其應用前景都是極其美好的。人類10萬個基因的信息以及相應的染色體位置被破譯後,破譯人類和動植物的基因密碼,為攻克疾病和提高農作物產量開拓了廣闊的前景。將成為醫學和生物制葯產業知識和技術創新的源泉。美國的貝克維茲正在觀察器皿中的菌落,他曾對人類基因組工程提出警告。
科學研究證明,一些困擾人類健康的主要疾病,例如心腦血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都與基因有關。依據已經破譯的基因序列和功能,找出這些基因並針對相應的病變區位進行葯物篩選,甚至基於已有的基因知識來設計新葯,就能「有的放矢」地修補或替換這些病變的基因,從而根治頑症。基因葯物將成為21世紀醫葯中的耀眼明星。基因研究不僅能夠為篩選和研製新葯提供基礎數據,也為利用基因進行檢測、預防和治療疾病提供了可能。比如,有同樣生活習慣和生活環境的人,由於具有不同基因序列,對同一種病的易感性就大不一樣。明顯的例子有,同為吸煙人群,有人就易患肺癌,有人則不然。醫生會根據各人不同的基因序列給予因人而異的指導,使其養成科學合理的生活習慣,最大可能地預防疾病。
人類基因工程的開展使破譯人類全部DNA指日可待。
信息技術的發展改變了人類的生活方式,而基因工程的突破將幫助人類延年益壽。目前,一些國家人口的平均壽命已突破80歲,中國也突破了70歲。有科學家預言,隨著癌症、心腦血管疾病等頑症的有效攻克,在2020至2030年間,可能出現人口平均壽命突破100歲的國家。到2050年,人類的平均壽命將達到90至95歲。
人類將挑戰生命科學的極限。1953年2月的一天,英國科學家弗朗西斯·克里克宣布:我們已經發現了生命的秘密。他發現DNA是一種存在於細胞核中的雙螺旋分子,決定了生物的遺傳。有趣的是,這位科學家是在劍橋的一家酒吧宣布了這一重大科學發現的。破譯人類和動植物的基因密碼,為攻克疾病和提高農作物產量開拓了廣闊的前景。1987年,美國科學家提出了「人類基因組計劃」,目標是確定人類的全部遺傳信息,確定人的基因在23對染色體上的具體位置,查清每個基因核苷酸的順序,建立人類基因庫。1999年,人的第22對染色體的基因密碼被破譯,「人類基因組計劃」邁出了成功的一步。可以預見,在今後的四分之一世紀里,科學家們就可能揭示人類大約5000種基因遺傳病的致病基因,從而為癌症、糖尿病、心臟病、血友病等致命疾病找到基因療法。
繼2000年6月26日科學家公布人類基因組"工作框架圖"之後,中、美、日、德、法、英等6國科學家和美國塞萊拉公司2001年2月12日聯合公布人類基因組圖譜及初步分析結果。這次公布的人類基因組圖譜是在原"工作框架圖"的基礎上,經過整理、分類和排列後得到的,它更加准確、清晰、完整。人類基因組蘊涵有人類生、老、病、死的絕大多數遺傳信息,破譯它將為疾病的診斷、新葯物的研製和新療法的探索帶來一場革命。人類基因組圖譜及初步分析結果的公布將對生命科學和生物技術的發展起到重要的推動作用。隨著人類基因組研究工作的進一步深入,生命科學和生物技術將隨著新的世紀進入新的紀元。
基因工程在20世紀取得了很大的進展,這至少有兩個有力的證明。一是轉基因動植物,一是克隆技術。轉基因動植物由於植入了新的基因,使得動植物具有了原先沒有的全新的性狀,這引起了一場農業革命。如今,轉基因技術已經開始廣泛應用,如抗蟲西紅柿、生長迅速的鯽魚等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的誕生。這只叫「多利」母綿羊是第一隻通過無性繁殖產生的哺乳動物,它完全秉承了給予它細胞核的那隻母羊的遺傳基因。「克隆」一時間成為人們注目的焦點。盡管有著倫理和社會方面的憂慮,但生物技術的巨大進步使人類對未來的想像有了更廣闊的空間。
基因工程大事記
1860至1870年 奧地利學者孟德爾根據豌豆雜交實驗提出遺傳因子概念,並總結出孟德爾遺傳定律。
1909年 丹麥植物學家和遺傳學家約翰遜首次提出「基因」這一名詞,用以表達孟德爾的遺傳因子概念。
1944年 3位美國科學家分離出細菌的DNA(脫氧核糖核酸),並發現DNA是攜帶生命遺傳物質的分子。
1953年 美國人沃森和英國人克里克通過實驗提出了DNA分子的雙螺旋模型。
1969年 科學家成功分離出第一個基因。
1980年 科學家首次培育出世界第一個轉基因動物轉基因小鼠。
1983年 科學家首次培育出世界第一個轉基因植物轉基因煙草。
1988年 K.Mullis發明了PCR技術。
1990年10月 被譽為生命科學「阿波羅登月計劃」的國際人類基因組計劃啟動。
1998年 一批科學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,這是科學家第一次繪出多細胞動物的基因組圖譜。
1999年9月 中國獲准加入人類基因組計劃,負責測定人類基因組全部序列的1%。中國是繼美、英、日、德、法之後第6個國際人類基因組計劃參與國,也是參與這一計劃的惟一發展中國家。
1999年12月1日 國際人類基因組計劃聯合研究小組宣布,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驗者的完整遺傳密碼,但遭到不少科學家的質疑。
2000年4月底 中國科學家按照國際人類基因組計劃的部署,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 科學家公布人類基因組工作草圖,標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國科學家和美國塞萊拉公司聯合公布人類基因組圖譜及初步分析結果。
科學家首次公布人類基因組草圖「基因信息」。
[編輯本段]基因研究 各國爭先恐後 基因時代的全球版圖
讓我們看一下在新世紀到來時,世界各國的基因科學研究狀況。
英國:早在20世紀80年代中期,英國就有了第一家生物科技企業,是歐洲國家中發展最早的。如今它已擁有560家生物技術公司,歐洲70家上市的生物技術公司中,英國佔了一半。
德國:德國政府認識到,生物科技將是保持德國未來經濟競爭力的關鍵,於是在1993年通過立法,簡化生物技術企業的審批手續,並且撥款1.5億馬克,成立了3個生物技術研究中心。此外,政府還計劃在未來5年中斥資12億馬克,用於人類基因組計劃的研究。1999年德國研究人員申請的生物技術專利已經佔到了歐洲的14%。
法國:法國政府在過去10年中用於生物技術的資金已經增加了10倍,其中最典型的項目就是1998年在巴黎附近成立的號稱「基因谷」的科技園區,這里聚集著法國最有潛力的新興生物技術公司。另外20個法國城市也准備仿照「基因谷」建立自己的生物科技園區。
西班牙:馬爾制葯公司是該國生物科技企業的代表,該公司專門從海洋生物中尋找抗癌物質。其中最具開發價值的是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葯物。ET-743計劃於2002年在歐洲注冊生產,將用於治療骨癌、皮膚癌、卵巢癌、乳腺癌等多種常見癌症。
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據。由於獨特的「種姓制度」和一些偏僻部落的內部通婚習俗,印度人口的基因庫是全世界保存得最完整的,這對於科學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企業還處於起步階段。
日本:日本政府已經計劃將明年用於生物技術研究的經費增加23%。一家私營企業還成立了「龍基因中心」,它將是亞洲最大的基因組研究機構。
新加坡:新加坡宣布了一項耗資6000萬美元的基因技術研究項目,研究疾病如何對亞洲人和白種人產生不同影響。該計劃重點分析基因差異以及什麼樣的治療方法對亞洲人管用,以最終獲得用於確定和治療疾病的新知識;並設立高技術公司來製造這一研究所衍生出的葯物和醫療產品。
中國:參與了人類基因組計劃,測定了1%的序列,這為21世紀的中國生物產業帶來了光明。這「1%項目」使中國走進生物產業的國際先進行列,也使中國理所當然地分享人類基因組計劃的全部成果、資源與技術。
[編輯本段]基因工程與農牧業、食品工業
運用基因工程技術,不但可以培養優質、高產、抗性好的農作物及畜、禽新品種,還可以培養出具有特殊用途的動、植物。
1.轉基因魚
生長快、耐不良環境、肉質好的轉基因魚(中國)。
2.轉基因牛
乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)。
3.轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒
4.轉魚抗寒基因的番茄
5.轉黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯
6.不會引起過敏的轉基因大豆
7.超級動物
導入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠
8.特殊動物
導入人基因具特殊用途的豬和小鼠
9.抗蟲棉
蘇雲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,再組織培養就可獲得抗蟲棉。
[編輯本段]基因工程與環境保護
基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環境中的病毒、細菌等污染。
利用基因工程培育的指示生物能十分靈敏地反映環境污染的情況,卻不易因環境污染而大量死亡,甚至還可以吸收和轉化污染物。
基因工程與環境污染治理
基因工程做成的「超級細菌」能吞食和分解多種污染環境的物質。
(通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類,用基因工程培育成功的「超級細菌」卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬,分解DDT等毒害物質。)
[編輯本段]基因治療可待 醫學革命到來
「基因」釋意 現在我們通用的「基因」一詞,是由「gene」音譯而來的。基因就是決定一個生物物種的所有生命現象的最基本的因子。科學家們認為這個詞翻譯得不僅音順,意義也貼切,是科學名詞外語漢譯的典範。基因作為機體內的遺傳單位,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。某些缺陷基因可能會遺傳給後代,有些則不能。基因治療的提出最初是針對單基因缺陷的遺傳疾病,目的在於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。
用基因治病是把功能基因導入病人體內使之表達,並因表達產物——蛋白質發揮了功能使疾病得以治療。基因治療的結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,使其後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,它並沒前改變病人已有單個或多個基因缺陷的遺傳背景,以致在其後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,目前都處於初期的臨床試驗階段,均沒有穩定的療效和完全的安全性,這是當前基因治療的研究現狀。
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。據統計,截止1998年底,世界范圍內已有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,基因治療的出現將推動新世紀醫學的革命性變化。
[編輯本段]基因工程將使傳統中葯進入新時代
5月13日 13日參加「中葯與天然葯物」國際研討會的中國專家認為,轉基因葯用植物或器官研究、有效次生代謝途徑關鍵酶基因的克隆研究、中葯DNA分子標記以及中葯基因晶元的研究等,已成為當今中葯研究的熱點,並將使傳統中葯進入一個嶄新的時代。
據北京大學天然葯物及仿生學葯物國家重點實驗室副主任果德安介紹,轉基因葯用植物或器官和組織研究是中國近幾年中葯生物技術比較活躍的領域之一。
在轉基因葯用植物的研究方面,中國醫學科學院葯用植物研究所分別通過發根農桿菌和根癌農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和化學成分比較研究,結果發現毛狀根再生的植株葉片皺縮、節間縮短、植株矮化、須根發達等;而冠癭組織再生的植株株形高大、根系發達、產量高,丹參酮的含量高於對照,這對丹參的良種繁育,提高葯材質量具有重要意義。
果德安說,研究中葯化學成分的生物合成途徑,不僅可以有助於這些化學成分的仿生合成,而且還可以人為地對這些化學成分的合成進行生物調控,有利於定向合成所需要的化學成分。國內有關這方面的研究已經開始起步。
據了解,中國在中葯研究中生物技術應用方面的研究已經漸漸興起,有些方面如葯用植物組織與細胞培養,已積累了二三十年的經驗,理論和技術都相當成熟,而且在全國范圍內已形成了一定的規模。其中,中葯材細胞工程研究正處於鼎盛時期。
果德安介紹說,面對許多野生植物瀕於滅絕,一些特殊環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、器官等的大量培養生產有用的次生代謝物。研究內容包括通過高產組織或細胞系的篩選與培養條件的優化和通過對次生代謝產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物產量的目的。
此外,近來利用植物懸浮培養細胞或不定根、發狀根對外源化學成分進行生物轉化的研究也在悄然興起,並已取得了一定的進展。
不僅如此,科學工作者更加重視對次生代謝產物生物合成途徑調控的研究。這些研究都取得了令人興奮的成果,說明中國的葯用植物的細胞培養已進入一個嶄新的時代。
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I. 對於基因改造的新生嬰兒,你是什麼看法
對於基因改造的新生嬰兒,,我的看法有以下幾點,
3、社會發展
想要推動社會的發展,尤其是站在立法者嚴肅的角度去思考,轉基因人的法律地位以及他們會對社會帶來的種種影響。先不說這個技術成不成熟,風險不是一般的大,而且由基因改造而來的嬰兒犧牲是巨大的。因為有一些基因改造嬰兒有可能一輩子都平安無事,也有可能會發育不良,反正種種問題都會出現。
總的來說,對於基因改造嬰兒這個事件完全是沒有必要的。這項技術是一個錯誤的應用範例,對社會的發展公平競爭發展也是不好的。
J. 基因工程專利法是怎樣的
活的生物有機體可以構成一項專利,這是1980年在美國最高法院,以極其微弱的多數(5∶4)通過的一項法令。這項法令為商業企業更多地參與遺傳工程開辟了道路,使企業的遺傳工程研究工作能如同葯品和化學品一樣得到專利的保護。由斯坦利•科恩和赫伯特•博耶發展起來的,在大多數遺傳工程工作中得到廣泛應用的技術,亦被立法為專利。由此斯坦福大學和舊金山的加利福尼亞大學,將獲得執照費和從在市場銷售的全部遺傳工程產品中獲得專利權稅。直到專利權受到懷疑時,這種收入才會停止。