基因改造立法
A. 基因工程有“公害”吗
除了前面所说的,滥用基因工程可能会破坏生态多样性外,基因工程还会有哪些公害呢?
目前是基因工程技术蓬勃发展并得到广泛应用的年代。可早在1972年人类历史上第一次成功地进行重组DNA实验的时候,就引起了科学家们的担心。
这种担心是有道理的。基因工程技术是以改变生物的遗传性状为目的的一门高科技生物工程技术。在人类还没有完全摸清楚生物基因调控机制之前,谁都会担心任意进行DNA重组实验是否会受到生物的惩罚。比如说,是否可能会重组出一种对人类极端有害的细菌或病毒毒素?是否会使某些在生物进化史上一直关闭着的致病、致癌基因得以无穷无尽地扩大而释放出来?如果这些人类制造或放出来的天敌没有受到严格的监视,对它的各种性状也没有加以预测,就极可能给人类带来一场空前的灾难!退一步说,即使它们对人类没有直接危害,也可能给生物界的相互协调关系——生态平衡施加影响,或者给人类提出一些难以解决的伦理学问题等等。
早在1972年基因工程技术诞生初期,不少分子生物学家纷纷就基因工程的公害问题发表了看法。他们要求制定法律,限制该技术的发展和应用。美国于1975年2月匆匆制定了重组DNA法则草案,对基因工程实验进行了严格的控制。若要进行DNA重组实验,就得付出昂贵的代价。举例来说,该法则草案要求基因工程实验必须在负压实验室进行。负压实验室是一个高度密封的空间,里面的空气走向只能允许从外界进入实验室,实验里的任何生物不得向外泄漏。事实上到目前为止,美国的基因工程实验室并没有普遍采用这种耗资巨大的负压实验室。
对一项新发明的科学技术,在还没有完全成熟的时候,这在历史上实属少见。无独有偶,1997年2月,苏格兰克隆绵羊诞生的消息一传开,全世界都为之震惊。美国总统克林顿在风闻此事的次日向美国生物伦理咨询委员会下令,限在三个月内向他提交一份报告,以评估这一科学成果在伦理道德领域内可能带来的影响和后果。与此同时,欧洲许多报刊亦呼吁各国政府应立即着手立法,以禁止采用克隆方法复制人类。
事实上基因工程技术本身并不值得人们如此严重的担忧。因为赤裸裸的DNA转化到细菌里的几率很小,即使到达了高等生物细胞内它要表达也非常困难。在负压实验室里进行的系列实验的结果表明,只有在制备和使用基因文库时,才可能对人类有一定的危险性。现在广泛开展的人类基因治疗研究中普遍采用的逆转录病毒作为外源基因转移的载体目前看来也是安全、有效的。就逆转病毒本身而言,它通过插入引起癌基因活化或使抗癌基因失活的几率极低(10-6),而细胞癌变病是多病因和多步骤的,所以要造成恶变的可能性亦是非常小的。当然,即使如此,科学家们对基因治疗方法的长期安全性问题仍然给予了充分的重视。
基因工程技术的出现已有27个年头,它潜在的危险性现在看来并不像当初设想的那么大,只不过比一般微生物学研究的危险性大些罢了。将基因工程技术直接用于人体,治疗人类遗传病和肿瘤等疾病也有8个多年头了,曾经争论不休的人类基因治疗研究已度过了它的启动阶段,正进入技术发展完善期。同时,新技术的不断涌现,继续给科学家们提出一个又一个科学难题。然而,正如美国《华盛顿邮报》就克隆绵羊一事评论时说的“无论以什么方式企图阻止科学进步,都是一个可怕的错误。”
生物工程技术作为20世纪最伟大的科学发现将永载史册,它给我们人类带来的影响也是巨大的。我们相信,随着基因工程技术的发展,有关基因重组的公约和准则将更加完善,人类也将能够更为准确及有效地防止基因工程的公害问题。
B. 基因工程有那些应用成果
1.与医药卫生
(1)生产基因工程药品
①优点:高质量、低成本
②举例:胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等60多种
(2)基因诊断
①含义:用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,达到检测疾病的目的。
②举例:用DNA探针检测出肝炎患者的病毒,为诊断提供了一种快速简便方法。
③成果:已能够检测出肠道病毒、单纯疱疹病毒等多种病毒;在诊断遗传病方面发展尤为迅速;在肿瘤诊断中的应用取得重要成果。
(3)基因治疗
①含义:把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的。
②举例:半乳糖血症(病因、研究成果)
③发展前景:许多遗传病及疑难病症将被人类征服。
2.与农牧业、食品工业
(1)农业:培育高产、优质或具特殊用途的动植物新品种。
(2)畜牧养殖业:培育体型巨大(如超级小鼠、超级绵羊、超级鱼等)、品质优良(如具有抗病能力、高产仔率、高产奶率和高质量的皮毛等)的转基因动物;利用外源基因在哺乳动物体内的表达获得人类所需要的各种物质,如激素、抗体及酶类等。
(3)食品工业:为人类开辟新的食物来源。
3.与环境保护
(1)用于环境监测:用DNA探针可检测饮水中病毒的含量
①方法:使用一个特定的DNA片段制成探针,与被检测的病毒DNA杂交,从而把病毒检测出来。
②特点:快速、灵敏
(2)用于被污染环境的净化:分解石油的“超级细菌”;“吞噬”汞和降解土壤中DDT的细菌;能够净化镉污染的植物;构建新的杀虫剂;回收、利用工业废物等
至于最新的研究很难找,这里是一些国家的最新研究进展:
英国:早在20世纪80年代中期,英国就有了第一家生物科技企业,是欧洲国家中发展最早的。如今它已拥有560家生物技术公司,欧洲70家上市的生物技术公司中,英国占了一半。 德国:德国政府认识到,生物科技将是保持德国未来经济竞争力的关键,于是在1993年通过立法,简化生物技术企业的审批手续,并且拨款1.5亿马克,成立了3个生物技术研究中心。此外,政府还计划在未来5年中斥资12亿马克,用于人类基因组计划的研究。1999年德国研究人员申请的生物技术专利已经占到了欧洲的14%。 法国:法国政府在过去10年中用于生物技术的资金已经增加了10倍,其中最典型的项目就是1998年在巴黎附近成立的号称“基因谷”的科技园区,这里聚集着法国最有潜力的新兴生物技术公司。另外20个法国城市也准备仿照“基因谷”建立自己的生物科技园区。 西班牙:马尔制药公司是该国生物科技企业的代表,该公司专门从海洋生物中寻找抗癌物质。其中最具开发价值的是ET-743,这是一种从加勒比海和地中海的海底喷出物中提取的红色抗癌药物。ET-743计划于2002年在欧洲注册生产,将用于治疗骨癌、皮肤癌、卵巢癌、乳腺癌等多种常见癌症。 印度:印度政府资助全国50多家研究中心来收集人类基因组数据。由于独特的“种姓制度”和一些偏僻部落的内部通婚习俗,印度人口的基因库是全世界保存得最完整的,这对于科学家寻找遗传疾病的病理和治疗方法来说是个非常宝贵的资料库。但印度的私营生物技术企业还处于起步阶段。 日本:日本政府已经计划将明年用于生物技术研究的经费增加23%。一家私营企业还成立了“龙基因中心”,它将是亚洲最大的基因组研究机构。
C. 基因工程的潜在危险有哪些
基因工程的问世,的确为改造和创造新的生物品种带来了希望。同时,人们又不得不对它潜在的危险担忧。这种担忧不是没有道理的。万一有人在实验室内通过基因重组而培育出一种致人患病的特殊细菌“逃逸”到实验室外,并感染了人,那不是一场灾难吗?因此,美国、日本等国制定了有关法律和规定,在实验室内进行基因工程操作都必须采取有效的预防措施。
对于基因工程这一特殊研究对象,人们的担心是很自然的,这种担心来自4个方面。
首先,害怕基因武器。用基因工程的办法研制各种新型的剧毒病原体已成现实。比如,把肉毒杆菌产生毒素的基因或致癌病毒基因引入大肠杆菌,大肠杆菌就变成杀人武器。肉毒毒素是一种异常毒的毒素,只要25克(半两)就足以把全世界的人毒死。
第二,任何大肠杆菌经过基因重组,都可能成为有害的菌种。它可以寄生在人体内,并且可以传播,可以造成灾难性的后果。
第三,如果把重组DNA分子培育出来的新生物扩散到自然环境中去,就会破坏自然界原来的生态平衡。
第四,基因工程也可能被用来进行培育“怪物”。
所以,在立法上制定预防措施,明确哪些实验可以做,哪些实验不可以做,是完全必要的。
D. 对于基因改造的新生婴儿,你是什么样的看法
对于基因改造的新生婴儿的看法是想要促进社会的发展,尤其是从立法者的严肃角度来看,转基因婴儿以及他们的法律地位会给社会带来各种因素的影响。尽管这项技术还不成熟,但风险一般不会很大,基因改造给婴儿带来的牺牲是巨大的。因为有些转基因婴儿可能一辈子都是安全的,也可能发育不良。反正各种问题都会出现。一般来说,绝对不需要转基因婴儿。这项技术是一个错误的应用例子,不利于社会的公平竞争和发展。
3.实施基因编辑技术的机构进行人类胚胎基因编辑实验时,应当事先进行伦理审查,并向核发其医疗机构执业许可证的卫生行政部门申请备案。人类胚胎基因编辑技术与我们每个人息息相关,如果不能妥善规范人类胚胎基因的编辑技术,必然会引发严重的社会冲突。此外,一旦将这项技术作为增强人类智力和体力的工具,势必会加剧社会分化,科幻电影中的故事情节也可能成为现实。以上就是对对于基因改造的新生婴儿,你是什么样的看法这个问题的解答。
E. 人类胚胎基因改造实现了吗
实现了部分。
新浪科技讯 北京时间4月27日消息,据国外媒体报道,中国中山大学的科学家承认,他们已经成功实现了首次人类胚胎基因改造。
不过,对于这项成就,科学界存在很大的争议。有的科学家对此表示担忧,因为这项技术有可能被父母错误使用,以人为选择他们希望传给后代的基因。有的科学家则认为这项技术可以消除致命家族遗传病,比如囊胞性纤维症和某些癌症。
据英国《自然》杂志的报道,中山大学的科学家已经在《蛋白质与细胞》杂志上发表了相关论文。根据发表的论文,研究的领导人黄军就副教授为了降低人们的担忧,实验使用的都是无法孕育婴儿的废弃胚胎。
研究使用了一种叫做CRISPR/Cas9的基因编辑技术。不同于基因沉默工具和自然状态(比如长期的阳光照射)下的基因突变,CRISPR可以直接在DNA水平上永久的“封存”某些基因片段,它可以改造确切位置的基因。
虽然参与研究的科学家表示在人类胚胎应用CRISPR有极大困难。但黄军就和他的团队还是借此成功编辑了引起地中海贫血症的HBB基因。地中海贫血症将导致可能致命的血液异常。实验总共使用了86个胚胎,但只有28个胚胎的DNA编辑是成功的。因此,黄军就这样告诉《自然》杂志:“如果要在正常胚胎上做这些实验,就需要接近100%的成功率。这也是我们没有将这项技术应用在正常胚胎的原因,我们认为它还不够成熟。”
目前,基因编辑技术主要应用在体细胞(非生殖细胞),比如皮肤、肌肉、神经、骨头和肝脏的细胞,以帮助科学家研究疾病。应用这种技术改造人类胚胎的基因将改变精子和卵细胞的DNA,意味着这种基因变异可以遗传。
虽然包括英国在内的很多国家已经立法禁止了类似黄军就教授所进行的研究,但美国和中国没有禁止。实际上,全球有很多科研团队在从事人类胚胎基因改造技术的研究。
比如上海科技大学的黄行许教授,他在成功使用CRISPR改造猴子胚胎并培育出活体猴子后,就希望能够用废弃人类胚胎来研究基因改造。
此外,哈佛医学院的遗传学家George Church教授也被认为在研究人类胚胎改造技术。Church团队中的杨璐菡博士,在《技术评论》的一次近期采访中就提出了编辑人类生殖细胞的想法。她的希望可以改造卵巢癌妇女未成熟的卵细胞:先采用CPISPR技术修正引发卵巢癌的基因错误,然后诱导卵细胞发育分裂。但是,她的这一想法现在还未得到实施,目前也不清楚这一想法是否得到了许可。不过,有报道认为杨璐菡博士已经参与了一个类似项目,只不过是在中国。
上个月,正当关于中国科学家正在进行人类胚胎基因改造的流言不绝于耳的时候,很多国际知名生物学家联合起来,号召在全球范围内暂停对生殖细胞编辑的研究。
美国再生医学联盟的主席Edward Lanphier就联合了四名同事在《自然》杂志撰文,认为这种研究会引发公众的强烈抗议,从而伤害其它科学领域。
他们的文章这样写到:“很快,使用基因修改工具改造人类胚胎DNA的研究就会发表。但在我们看来,使用当前技术进行人类胚胎基因改造将对人类未来子孙产生不可预知的影响。
这项技术不仅危险,在伦理上也无法接受。
这种研究应该被用来做非治疗性的基因编辑。
我们担心对这种存在伦理问题的研究,公众将提出强烈抗议,从而影响不能遗传的基因编辑技术的美好前景。
当前我们还处在基因编辑技术的初始阶段,科学家应当达成共识:不修改人类生殖细胞的DNA。”
此外,他们还担忧这种技术将用来产生人工选择基因的“定制家庭”。不过实际上,这种人工选择非常困难。因为通常情况下,不仅一个基因不能提供一种特征,而且很多基因都有多种功能。(
F. 为什么整容可以被允许而基因改造不被允许
整容可以被允许而基因改造不被允许的原因是:编辑基因暂时是可怕的,不能说它是错的但是以现在人类对科学,社会的了解程度。编辑基因还是一项绝不可以开始的事情。
人类是时间线性的意识动物,就是说人类的思维所拥有的能力,永远都会被时间所限制没有任何人能够预测到未来,这塑造了人类对自己总想要无限获益的逻辑思维。
人们觉得当下剖腹产可以解决难产儿的问题,可是研究表明自打剖腹产开始出现产妇的难产率越来越高了。
对于整体的女性群体,这是本质上的一种进化,不是说女性主动选择了剖腹产,而是她们的身体已经难以诞下婴儿了。
基因改造的不成熟性:
并不是基因改造不被允许,只不过目前的基因编辑技术仍然不成熟,存在较大风险,而且这种技术目前还没有立法支持,存在一定的法律风险和伦理问题,所以才不被允许。
并且一个自然的基因为什么不可怕,是因为如果一个自然形成的基因如果会对它的宿主造成毁灭性影响,它会在物种早期就让拥有该基因的所有宿主都死亡进而淘汰掉。
G. 人们对于基因工程的担心有哪几个方面
对于基因工程这一特殊研究对象,人们的担心是很自然的,这种担心来自4个方面。
首先,害怕基因武器。用基因工程的办法研制各种新型的剧毒病原体已成现实。比如,把肉毒杆菌产生毒素的基因或致癌病毒基因引入大肠杆菌,大肠杆菌就变成杀人武器。肉毒毒素是一种异常毒的毒素,只要25克(半两)就足以把全世界的人毒死。
第二,任何大肠杆菌经过基因重组,都可能成为有害的菌种。它可以寄生在人体内,并且可以传播,可以造成灾难性的后果。
第三,如果把重组DNA分子培育出来的新生物扩散到自然环境中去,就会破坏自然界原来的生态平衡。
第四,基因工程也可能被用来进行培育“怪物”。
所以,在立法上制定预防措施,明确哪些实验可以做,哪些实验不可以做,是完全必要的。
H. 什么是基因工程
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础, 以分子生物学和微生物学的现代方法为手段, 将不同来源的基因(DNA分子),按预先设计的蓝图, 在体外构建杂种DNA分子, 然后导入活细胞, 以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
什么是基因工程?【简介】
基因工程是生物工程的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。 所谓基因工程(genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术。
基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说,基因工程是指在基因水平上的遗传工程,它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源遗传物质在其中"安家落户",进行正常复制和表达,从而获得新物种的一种崭新的育种技术。 这个定义表明,基因工程具有以下几个重要特征:首先,外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖,能够跨越天然物种屏障,把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中,而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系,这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是,一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA,而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞DNA的技术称为“基因系治疗”(germlinetherapy),通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何,改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。
迄今为止,基因工程还没有用于人体,但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验,并取得了成功。事实上,所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌,其DNA中被插入人类可产生胰岛素的基因,细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力;在美国,大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前,是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点:支持者认为,转基因的农产品更容易生长,也含有更多的营养(甚至药物),有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病;而反对者则认为,在农产品中引入新的基因会产生副作用,尤其是会破坏环境。
诚然,仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知,但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然界中的大几倍、使宠物不再会引起过敏,许多人便希望也可以对人类基因做类似的修改。毕竟,胚胎遗传病筛查、基因修复和基因工程等技术不仅可用于治疗疾病,也为改变诸如眼睛的颜色、智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我们的后代,但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体特性的例子。比如,运用此技术,可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子,然后再通过骨髓移植来治愈患儿。
随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,特别是当人们了解到遗传密码是由 RNA转录表达的以后,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。 如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型,这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。 这种做法就像技术科学的工程设计,按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。
【基因工程的基本操作步骤】
1.获取目的基因是实施基因工程的第一步。
2.基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。
3.将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。
4.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。
基因工程的前景科学界预言,21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预,要认识它,我们先从生物工程谈起:生物工程又称生物技术,是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术,利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工,提供大量有用产品的综合性工程技术。
生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品,例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料,还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。
生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分。其中基因工程就是人们对生物基因进行改造,利用生物生产人们想要的特殊产品。随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是开始跃跃欲试,设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。
美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人,他率先支持人类基因组工程 如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,不就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗?这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同,它很像技术科学的工程设计,即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就被称为“基因工程”,或者称之为“遗传工程”。
人类基因工程走过的主要历程怎样呢?1866年,奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律;1868年,瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA;1882年,德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体,也就是后来的染色体;1944年,美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料,而不是蛋白质;1953年,美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果,奠下了基因工程的基础;1980年,第一只经过基因改造的老鼠诞生;1996年,第一只克隆羊诞生;1999年,美国科学家破解了人类第 22组基因排序列图;未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。
人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图,或化学中的元素周期表;也有科学家把基因组图谱比作字典,但不论是从哪个角度去阐释,破解人类自身基因密码,以促进人类健康、预防疾病、延长寿命,其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后,破译人类和动植物的基因密码,为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。美国的贝克维兹正在观察器皿中的菌落,他曾对人类基因组工程提出警告。
科学研究证明,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药,就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因,从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据,也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如,有同样生活习惯和生活环境的人,由于具有不同基因序列,对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有,同为吸烟人群,有人就易患肺癌,有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导,使其养成科学合理的生活习惯,最大可能地预防疾病。
人类基因工程的开展使破译人类全部DNA指日可待。
信息技术的发展改变了人类的生活方式,而基因工程的突破将帮助人类延年益寿。目前,一些国家人口的平均寿命已突破80岁,中国也突破了70岁。有科学家预言,随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克,在2020至2030年间,可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。到2050年,人类的平均寿命将达到90至95岁。
人类将挑战生命科学的极限。1953年2月的一天,英国科学家弗朗西斯·克里克宣布:我们已经发现了生命的秘密。他发现DNA是一种存在于细胞核中的双螺旋分子,决定了生物的遗传。有趣的是,这位科学家是在剑桥的一家酒吧宣布了这一重大科学发现的。破译人类和动植物的基因密码,为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。1987年,美国科学家提出了“人类基因组计划”,目标是确定人类的全部遗传信息,确定人的基因在23对染色体上的具体位置,查清每个基因核苷酸的顺序,建立人类基因库。1999年,人的第22对染色体的基因密码被破译,“人类基因组计划”迈出了成功的一步。可以预见,在今后的四分之一世纪里,科学家们就可能揭示人类大约5000种基因遗传病的致病基因,从而为癌症、糖尿病、心脏病、血友病等致命疾病找到基因疗法。
继2000年6月26日科学家公布人类基因组"工作框架图"之后,中、美、日、德、法、英等6国科学家和美国塞莱拉公司2001年2月12日联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。这次公布的人类基因组图谱是在原"工作框架图"的基础上,经过整理、分类和排列后得到的,它更加准确、清晰、完整。人类基因组蕴涵有人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息,破译它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来一场革命。人类基因组图谱及初步分析结果的公布将对生命科学和生物技术的发展起到重要的推动作用。随着人类基因组研究工作的进一步深入,生命科学和生物技术将随着新的世纪进入新的纪元。
基因工程在20世纪取得了很大的进展,这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物,一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因,使得动植物具有了原先没有的全新的性状,这引起了一场农业革命。如今,转基因技术已经开始广泛应用,如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物,它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑,但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。
基因工程大事记
1860至1870年 奥地利学者孟德尔根据豌豆杂交实验提出遗传因子概念,并总结出孟德尔遗传定律。
1909年 丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次提出“基因”这一名词,用以表达孟德尔的遗传因子概念。
1944年 3位美国科学家分离出细菌的DNA(脱氧核糖核酸),并发现DNA是携带生命遗传物质的分子。
1953年 美国人沃森和英国人克里克通过实验提出了DNA分子的双螺旋模型。
1969年 科学家成功分离出第一个基因。
1980年 科学家首次培育出世界第一个转基因动物转基因小鼠。
1983年 科学家首次培育出世界第一个转基因植物转基因烟草。
1988年 K.Mullis发明了PCR技术。
1990年10月 被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动。
1998年 一批科学家在美国罗克威尔组建塞莱拉遗传公司,与国际人类基因组计划展开竞争。
1998年12月 一种小线虫完整基因组序列的测定工作宣告完成,这是科学家第一次绘出多细胞动物的基因组图谱。
1999年9月 中国获准加入人类基因组计划,负责测定人类基因组全部序列的1%。中国是继美、英、日、德、法之后第6个国际人类基因组计划参与国,也是参与这一计划的惟一发展中国家。
1999年12月1日 国际人类基因组计划联合研究小组宣布,完整破译出人体第22对染色体的遗传密码,这是人类首次成功地完成人体染色体完整基因序列的测定。
2000年4月6日 美国塞莱拉公司宣布破译出一名实验者的完整遗传密码,但遭到不少科学家的质疑。
2000年4月底 中国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完成了1%人类基因组的工作框架图。
2000年5月8日 德、日等国科学家宣布,已基本完成了人体第21对染色体的测序工作。
2000年6月26日 科学家公布人类基因组工作草图,标志着人类在解读自身“生命之书”的路上迈出了重要一步。
2000年12月14日 美英等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱,这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。
2001年2月12日 中、美、日、德、法、英6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。
科学家首次公布人类基因组草图“基因信息”。
[编辑本段]基因研究 各国争先恐后 基因时代的全球版图
让我们看一下在新世纪到来时,世界各国的基因科学研究状况。
英国:早在20世纪80年代中期,英国就有了第一家生物科技企业,是欧洲国家中发展最早的。如今它已拥有560家生物技术公司,欧洲70家上市的生物技术公司中,英国占了一半。
德国:德国政府认识到,生物科技将是保持德国未来经济竞争力的关键,于是在1993年通过立法,简化生物技术企业的审批手续,并且拨款1.5亿马克,成立了3个生物技术研究中心。此外,政府还计划在未来5年中斥资12亿马克,用于人类基因组计划的研究。1999年德国研究人员申请的生物技术专利已经占到了欧洲的14%。
法国:法国政府在过去10年中用于生物技术的资金已经增加了10倍,其中最典型的项目就是1998年在巴黎附近成立的号称“基因谷”的科技园区,这里聚集着法国最有潜力的新兴生物技术公司。另外20个法国城市也准备仿照“基因谷”建立自己的生物科技园区。
西班牙:马尔制药公司是该国生物科技企业的代表,该公司专门从海洋生物中寻找抗癌物质。其中最具开发价值的是ET-743,这是一种从加勒比海和地中海的海底喷出物中提取的红色抗癌药物。ET-743计划于2002年在欧洲注册生产,将用于治疗骨癌、皮肤癌、卵巢癌、乳腺癌等多种常见癌症。
印度:印度政府资助全国50多家研究中心来收集人类基因组数据。由于独特的“种姓制度”和一些偏僻部落的内部通婚习俗,印度人口的基因库是全世界保存得最完整的,这对于科学家寻找遗传疾病的病理和治疗方法来说是个非常宝贵的资料库。但印度的私营生物技术企业还处于起步阶段。
日本:日本政府已经计划将明年用于生物技术研究的经费增加23%。一家私营企业还成立了“龙基因中心”,它将是亚洲最大的基因组研究机构。
新加坡:新加坡宣布了一项耗资6000万美元的基因技术研究项目,研究疾病如何对亚洲人和白种人产生不同影响。该计划重点分析基因差异以及什么样的治疗方法对亚洲人管用,以最终获得用于确定和治疗疾病的新知识;并设立高技术公司来制造这一研究所衍生出的药物和医疗产品。
中国:参与了人类基因组计划,测定了1%的序列,这为21世纪的中国生物产业带来了光明。这“1%项目”使中国走进生物产业的国际先进行列,也使中国理所当然地分享人类基因组计划的全部成果、资源与技术。
[编辑本段]基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
1.转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)。
2.转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)。
3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
4.转鱼抗寒基因的番茄
5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯
6.不会引起过敏的转基因大豆
7.超级动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠
8.特殊动物
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
9.抗虫棉
苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫,把这部分基因导入棉花的离体细胞中,再组织培养就可获得抗虫棉。
[编辑本段]基因工程与环境保护
基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。
利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况,却不易因环境污染而大量死亡,甚至还可以吸收和转化污染物。
基因工程与环境污染治理
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
(通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类,用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属,分解DDT等毒害物质。)
[编辑本段]基因治疗可待 医学革命到来
“基因”释意 现在我们通用的“基因”一词,是由“gene”音译而来的。基因就是决定一个生物物种的所有生命现象的最基本的因子。科学家们认为这个词翻译得不仅音顺,意义也贴切,是科学名词外语汉译的典范。基因作为机体内的遗传单位,不仅可以决定我们的相貌、高矮,而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。某些缺陷基因可能会遗传给后代,有些则不能。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病,目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。
用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达,并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术,治病治根,所以有人又把它形容为“分子外科”。
我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型。性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作,使其后代从此再不会得这种遗传疾病。体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流。但其不足之处也很明显,它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景,以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病。
无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段,均没有稳定的疗效和完全的安全性,这是当前基因治疗的研究现状。
可以说,在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。增强基因治疗的安全性,提高临床试验的严密性及合理性尤为重要。尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服,但总的趋势是令人鼓舞的。据统计,截止1998年底,世界范围内已有373个临床法案被实施,累计3134人接受了基因转移试验,充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景。正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样,基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化。
[编辑本段]基因工程将使传统中药进入新时代
5月13日 13日参加“中药与天然药物”国际研讨会的中国专家认为,转基因药用植物或器官研究、有效次生代谢途径关键酶基因的克隆研究、中药DNA分子标记以及中药基因芯片的研究等,已成为当今中药研究的热点,并将使传统中药进入一个崭新的时代。
据北京大学天然药物及仿生学药物国家重点实验室副主任果德安介绍,转基因药用植物或器官和组织研究是中国近几年中药生物技术比较活跃的领域之一。
在转基因药用植物的研究方面,中国医学科学院药用植物研究所分别通过发根农杆菌和根癌农杆菌诱导丹参形成毛状根和冠瘿瘤进而再分化形成植株,他们将其与栽培的丹参作了形态和化学成分比较研究,结果发现毛状根再生的植株叶片皱缩、节间缩短、植株矮化、须根发达等;而冠瘿组织再生的植株株形高大、根系发达、产量高,丹参酮的含量高于对照,这对丹参的良种繁育,提高药材质量具有重要意义。
果德安说,研究中药化学成分的生物合成途径,不仅可以有助于这些化学成分的仿生合成,而且还可以人为地对这些化学成分的合成进行生物调控,有利于定向合成所需要的化学成分。国内有关这方面的研究已经开始起步。
据了解,中国在中药研究中生物技术应用方面的研究已经渐渐兴起,有些方面如药用植物组织与细胞培养,已积累了二三十年的经验,理论和技术都相当成熟,而且在全国范围内已形成了一定的规模。其中,中药材细胞工程研究正处于鼎盛时期。
果德安介绍说,面对许多野生植物濒于灭绝,一些特殊环境下的植物引种困难等问题,中国科学工作者开始探索通过高等植物细胞、器官等的大量培养生产有用的次生代谢物。研究内容包括通过高产组织或细胞系的筛选与培养条件的优化和通过对次生代谢产物生物合成途径的调控等,达到降低成本及提高次生代谢产物产量的目的。
此外,近来利用植物悬浮培养细胞或不定根、发状根对外源化学成分进行生物转化的研究也在悄然兴起,并已取得了一定的进展。
不仅如此,科学工作者更加重视对次生代谢产物生物合成途径调控的研究。这些研究都取得了令人兴奋的成果,说明中国的药用植物的细胞培养已进入一个崭新的时代。
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I. 对于基因改造的新生婴儿,你是什么看法
对于基因改造的新生婴儿,,我的看法有以下几点,
3、社会发展
想要推动社会的发展,尤其是站在立法者严肃的角度去思考,转基因人的法律地位以及他们会对社会带来的种种影响。先不说这个技术成不成熟,风险不是一般的大,而且由基因改造而来的婴儿牺牲是巨大的。因为有一些基因改造婴儿有可能一辈子都平安无事,也有可能会发育不良,反正种种问题都会出现。
总的来说,对于基因改造婴儿这个事件完全是没有必要的。这项技术是一个错误的应用范例,对社会的发展公平竞争发展也是不好的。
J. 基因工程专利法是怎样的
活的生物有机体可以构成一项专利,这是1980年在美国最高法院,以极其微弱的多数(5∶4)通过的一项法令。这项法令为商业企业更多地参与遗传工程开辟了道路,使企业的遗传工程研究工作能如同药品和化学品一样得到专利的保护。由斯坦利•科恩和赫伯特•博耶发展起来的,在大多数遗传工程工作中得到广泛应用的技术,亦被立法为专利。由此斯坦福大学和旧金山的加利福尼亚大学,将获得执照费和从在市场销售的全部遗传工程产品中获得专利权税。直到专利权受到怀疑时,这种收入才会停止。