探析基因工程其应用

【摘 要 】基因工程是20世纪生命科学领域中最伟大的成就,开辟了生命科学的新纪元.基因工程技术将有力地促进社会经济的发展,实现人的自由,满足人类多方面的需要.

【关 键 词 】基因工程；原则；应用

一、基因工程的基本定义

基因工程是按着人们的科研或生产需要,在分子水平上,用人工方法提取或合成不同生物的遗传物质,在体外切割,拼接形成重组DNA,然后将重组DNA与载体的遗传物质重新组合,再将其引入到没有该DN段的受体细胞中,进行复制和表达,生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状,并使之稳定地遗传给下一代.按目的基因的克隆和表达系统,分为原核生物基因工程、酵母基因工程、植物基因工程和动物基因工程.基因工程具有广泛的应用价值,为工农业生产和医药卫生事业开辟了新的应用途径,也为遗传病的诊断和治疗提供了有效方法.

二、发展的主要原则

1.人本原则

人本原则要求人们在研制、发展基因工程技术的过程中,要有意识地实现人、社会、自然的整体和谐,关注人类本身的持续生存和健康发展.人类与其他生物、非生物环境之间的和谐是人类社会持存的原初条件和人类文明得以延续的基本保障.社会层面中政治、经济、文化和教育环境等之间的和谐是基因工程技术发展的现实社会条件.实现人的健康发展和社会价值是基因工程技术发展的归宿.坚持以人为本,关心人的价值、尊严、平等、自由和全面发展,应该始终成为基因工程技术发展的首要目标.

2.技术与观念协同原则

基因工程技术已经成为推动经济社会发展的重要动因,其迅猛发展必然会影响到人类社会固有的观念.伴随着包括基因工程技术在内的现代生物技术的发展和应用,人类社会无论从制度方面还是物质方面都已经发生了很大的变革.由人类社会历史实践孵化产生出来的观念同样要适应新情况和新变化,以崭新的姿态解决新问题.

我们在利用基因工程技术改造物质世界的同时,也要分析和改造我们自己的精神世界,从而实现两个世界的和谐统一.在现代生物技术的辉煌与其人文忧患并存的时代,基因工程技术视野与人文价值视野需要很好地对接,技术的发展与观念所展现的高度应该是一致的,技术与观念应该是协同发展的.

3.非功利性原则

这项原则要求人们对待基因工程技术的发展,要适当地超越功利心态并坚决反对任何不切合实际的急功近利.它还要求人们谨慎地对待基因工程技术,采取与传统技术不同的运作方式,在确保安全性的基础上,有选择、有限度地加以利用.例如,由于一般药物的安全性或毒性试验对基因药物不一定适用,加上种属差异性,基因工程药物对人的药理学活性在动物身上就不大可能得到完全、正确的反应.这样在进行安全性试验和临床应用时,就要求有不同于传统的毒性试验项目、方法、判断标准以及防范措施.另外,由于转基因农作物相对于生态系统来讲属于“外来物种”,必须对其从实验室走向大田试验的各个环节中间试验阶段、环境释放阶段、生产性试验阶段进行严格的实时监控,并且在其大田种植后也要继续依照新的标准采取分阶段的安全性评价.反之,对基因工程技术过分的功利心态则可能无视这项技术的特殊性、不确定性以及可能存在的风险,导致这项技术的误用和滥用.

三、基因工程的应用

1.基因工程在工业方面的应用

（1）环保工业

随着化学工业的迅速发展,产生了为数众多的化合物.其中不少都是能持久存在的有毒物质,这些物质的存在对人们所处的环境造成了极大的威胁.基因工程技术则有望解决这一难题.科学家通过DNA重组技术得到分解性能较高的工程菌种和具有特殊降解功能的菌株,从而大大提高有机物的降解效率,同时也扩大了可降解的污染物种类.

基因工程的方法可以用于环境监测.据报道,用DNA探针可以检测饮用水中病毒的含量.还有一些科学家正努力通过基因重组构建新的杀虫剂,以取代生产过程中耗能多,又易造成环境污染的农药,并试图通过基因工程的方法回收和利用工业废物.凡此种种,都是一些可望取得成功和发展前景十分光明的研究课题.

（2）食品工业和酶制剂工业

基因工程在工业方面的应用具有代表性的是在食品发酵工业中的应用.例如,在酱油制造过程中,可通过克隆米曲霉中的木聚糖酶基因,用反义RNA技术抑制该酶的表达所构建的工程菌株可以酿造出颜色浅、口味淡的酱油.在奶制品生产中,通过转基因技术将外源DNA导入乳酸菌中可以提高其在发酵过程中的稳定性,提高营养价值并缩短生产周期.

2.农业方面的应用

（1）种植业

基因工程在农业上应用的领域也十分广阔.基因工程在农业方面的应用主要表现在两个方面.第一、通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的农作物.第二、用基因工程的方法培育出具有各种抗逆性的作物新品种.

（2）养殖业

现代养殖业的发展需要大量的动物优良品种,常规育种技术往往需大量的种群和漫长的时间,而转基因技术的应用具有独特的优势,转基因家畜的实验首先是从兔、猪、绵羊开始的,目前转基因牛、猪、兔和羊均已问世.含有人生长激素基因的转基因猪生长周期明显缩短,饲料利用率及瘦肉比大幅度提高.

3.基因工程在医药卫生领域的应用

目前,基因工程在医药卫生领域的应用非常广泛,主要包括以下两个方面：

（1）基因工程药物

用基因工程方法制造的“工程菌”,可以高效率地生产出各种高质量、低成本的药品.例如,头孢菌素类抗生素中最重要的是中间7ACA,最近国外报导采用基因工程技术将编码α酶（酰基转移酶）的基因直接转入头孢菌素C的产生菌株中,使其发酵时直接一步产生7ACA.利用转基因动物-乳腺生物反应器来生产基因药物是一种全新的生产模式,与以往的制药技术相比,具有不可比拟的优越性.

应用转基因植物生产基因工程疫苗同样也有着极好的前景.与传统疫苗相比,这种疫苗生产成本显著降低、比传统免疫途径更有效、比传统的免疫途径更安全、易储存和分发,不需要冷藏设备.此外转基因植物生产的口服疫苗,不仅提供了疫苗而且提供了营养；特别是香蕉一类水果作转基因口服疫苗大为广大儿童所喜欢.

（2）基因工程在医学临床上的应用

基因工程在医学临床上应用主要包括基因诊断和基因治疗.它们为人类及时,有效治疗恶性肿瘤和心血管等重大疾病和防治肝炎,艾滋病大规模流行带来希望.基因诊断技术在诊断遗传性疾病方面发展得尤为迅速.目前人们已经可以对几十种遗传病进行产前诊断.例如,用β-珠蛋白的DNA探针可以检测出镰刀状细胞贫血症,用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出苯丙酮尿症.此外,基因诊断技术在肿瘤诊断中的应用也取得了重要成果,例如,用白血病患者细胞中分离出的癌基因制备的DNA探针,可以用来检测白血病.

基因治疗是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基因工程的兴起,使得基因治疗成为可能.一些目前尚无有效治疗手段的疾病,如遗传病、肿瘤、心脑血管疾病、老年痴呆及艾滋病等,可望通过基因治疗来达到防治的目的.

【参考文献】

[1] 陈凡, 张明国. 解析技术:“技术―社会―文化”的互动[M]. 福州:福建人民出版社, 2002:128.