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基因改造什麼時候發明

發布時間:2022-08-19 06:26:38

⑴ 轉基因技術是如何產生並發展的

轉基因技術是現代分子生物學發展的產物。當上世紀五十年代科學家揭示了DNA雙螺旋結構之後,人類開始真正從分子水平認識了基因,同時也開始了通過直接改造基因來改造生物的科學實踐。首先,科學家發明了DNA重組技術,如1973年,美國科學家把浸染細菌的病毒—噬菌體λ的DNA片段插入浸染哺乳動物細胞的病毒—猿猴病毒SV40的基因組中,並導入大腸桿菌中進行擴增,為人類首次開展的「遺傳工程」實驗。之後,科學家又建立了較為完善的「分子克隆」技術,開始利用細菌來生產人們需要的蛋白質,如1978年,科學家把來源於人的胰島素基因植入大腸桿菌,讓大腸桿菌合成人胰島素,1982年重組人胰島素還成為第一種獲准上市的重組DNA葯物。隨著科學技術的不斷進步,科學家逐漸開始了對動物和植物的轉基因改造。轉基因動物的誕生要早於轉基因植物。比較公認的第一個轉基因動物是1980年科學家Gordon用顯微注射法獲得的轉基因小鼠,並標志著動物轉基因技術的建立。1982年美國科學家Palmiter將大鼠生長激素基因導入小鼠受精卵的雄性原核中,獲得了個體增大一倍的轉基因「超級鼠」。之後,科學家Church獲得了首例轉基因牛,為首個人類飼養的轉基因牲畜。至今,人們已獲得了轉基因鼠、雞、山羊、豬、綿羊、牛、蛙以及多種轉基因魚。�0�2世界上第一次成功的獲得轉基因植物得益於對農桿菌侵染植物的機理研究。1983年,利用農桿菌介導的方法,美國華盛頓大學和威斯康星大學的科學家分別宣布將卡那黴素抗性基因導入煙草和將大豆基因轉入向日葵,標志著植物轉基因技術改良農作物的開始。之後,1985年Fromm等人建立了電擊轉化原生質體方法,並於1986年利用該方法獲得了轉基因玉米植株;1987年,Klein等人發明了基因槍轉基因方法,隨後該方法被廣泛應用於植物轉基因。目前,針對動物和植物,越來越多的轉基因技術被發明出來,大大加快了轉基因技術應用的步伐,並且由於人們對轉基因生物安全性的關注,一些注重轉基因生物安全性的轉基因方法也日益得到重視。�0�2�0�2

⑵ 二十世紀的偉大的發明和發現,有哪些之類的

二十世紀影響人類的重大發明
蒸汽機:推動了整個工業革命的發展
傳統的馬力或者水力無法提供工業革命所需的動力,蒸汽機能量的開發為世界帶來了一種更有效更強大的動力.雖說古人在公元前2世紀就已經開始這方面的探索,但直到瓦特的蒸汽機面市後,才真正開啟了蒸汽機的商業價值.許多歷史學家認為,蒸汽機的開發是工業革命最重要的發明之一,因為蒸汽機的出現帶動了冶金、煤礦和紡織業的發展.蒸汽機的出現及紡織業的機械化,提高了工業的用鐵量.由於英國擁有豐富的鐵礦和煤礦,需求量的增加刺激了冶鐵技術和煤礦業的改進,同時加快了工業化的步伐.1804年出現的蒸汽機火車和1807年出現的蒸汽機輪船大大改善了運輸條件,輔助了工業革命的發展.
電話:掀開人類通訊史的新篇章
「沃森先生,請立即過來,我需要幫助!」這是1876年3月10日電話發明人亞歷山大·貝爾通過電話成功傳出的第一句話,電話從此誕生了,人類通訊史從此掀開了一個全新的篇章.
人類進行無線通訊的夢想則是1973年在美國紐約實現的.當時,這台世界上第一個實用手機體積大,重達1.9 公斤,是名副其實的「大哥大」.26年後的今天,世界最小的手機也誕生了,它只有尋呼機那麼大,也比第一代手機輕了不少.
1964年是人類通訊史上另一個重要轉折點,這年夏天,全世界成千上萬的觀眾通過電視第一次收看由衛星轉播的日本東京奧林匹克運動會實況.這是人類有史以來第一次通過電視屏幕同時間觀看千里之外發生的事,人們除了感嘆奧運精彩壯觀的開幕式和各種比賽外,更驚嘆於科技的進步.這一切都歸功於哈羅德·羅森發明的地球同步衛星.
1969年夏天,國際互聯網的雛形在美國出現,它由四個電腦網站組成,一個在加州大學分校,另三個在內華達州.1972年,實驗人員首次在實驗網路上發出第一封電子郵件,這標志著國際互聯網開始與通訊相結合.到了90年代,國際互聯網開始轉為商業用途.1995年網路發展到第一個高潮,這一年被稱為國際互聯網年.在電子商業浪潮的推動下,國際互聯網在21世紀對人類社會的影響將更加深遠.
汽車:載著時代向前奔駛
汽車改變了人類的整個交通狀況,擁有汽車工業成了每一個強大工業國家的標志.
汽車走過這樣一段歷史:1771年,法國人居紐設計出蒸汽機三輪車;1860年,法國人雷諾製造出了以煤炭瓦斯為燃料的汽車發動機;1885年,德國人本茨和戴姆勒各自完成了裝有高速汽油發動機的機車和裝有二沖程汽油發動機的三輪汽車,並且成功企業化;1908年,美國人福特採用流水式生產線大量生產價格低、安全性能高、速度快的T型汽車.汽車的大眾化由此開始;1912年,凱迪拉克公司推出電子打火啟動車,使婦女也開始愛上汽車;1926年,世界第一家汽車製造公司戴姆勒·本茨公司成立;1934年,第一輛前輪驅動汽車面世;1940年,大戰令許多汽車製造商停產,歐洲車商開始轉向生產軍用車輛;50年代,德國沃爾沃的甲殼車轎車一經推出就成為最受歡迎的汽車;1970年到2000 年,日本車在亞洲走俏,豐田、本田、三菱以及日產特高技術小型車入侵歐美市場,改寫了歐美牌子壟斷的局面.
實際上,汽車的發明使人類的機動性有了極大的提高,使20世紀人類的視野更加開闊,更追求自由.當然,汽車工業的發展也帶來了道路網擠占土地資源、大氣污染和高昂的車費等問題,但不管怎麼說,汽車確實載著人類向前發展,向前奔駛.
電視:人類自己創造的「魔鬼」
現代人可以一天不吃飯,不喝水,但不能一天沒有電視.
電視的設想和理論早在1870年就出現過.1884年,德國發明家保羅?尼普科夫設計了全個穿孔的「掃描圓盤 」,當圓盤轉動的時候,小孔把景物碎分成小點,這些小點隨即轉換成電信號,另一端的接收機把信號重組成與原來圖像相同但粗糙的影像.1926年,蘇格蘭人約翰·貝蒙德採用尼普科夫的「大圓盤」製造了影像機.
真正製造出畫面穩定的電視是從俄羅斯移民到美國的拉基米爾·佐里金和出生在美國猶它州的菲洛·法恩斯沃思.在 1939年的世界博覽會上,世界第一台真正清晰的電視開播,電視真正誕生了.
登月:人類航天史上邁出一大步
美國宇航員阿姆斯特朗登上月球剎那所說的名言「對個人來說,這只是一小步;對人類來說,這是邁出一大步」牢牢銘記在地球人的心上.
1969年7月20日下午4時,全世界5億電視觀眾都看到了「黑黝黝」的畫面,畫面深處傳來一個來自外太空的聲音:「休斯頓,這里是靜海基地,鷹艙已經登陸!」接下來,美國「阿波羅11號」登月宇宙飛船上的兩名宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林問休斯頓宇航中心:「我們不想休息四小時,我們想馬上登月.」休斯頓回答:「同意立即登月!」接著,阿姆斯特朗背朝外,開始從九級梯子緩緩爬下.全世界5億人都看到了這一場景.
登月確確實實是人類航天科技的一大進步,因為正如最後一名登月者塞爾南上校所說的:「在月球遙望地球,我看不到任何國界,我覺得地球就是一個整體,我的整個思想也就開闊了.」
電腦:人類未來的希望
1946年2月4日,美國軍方和政府部門的代表、著名的科學家一起擠在賓夕法尼亞大學的一個房間里.當一位陸軍將軍輕輕按下電鈕後,占滿整整三堵牆的機器立即亮了起來,人們熱烈鼓掌,高聲歡呼:「ENIAC活了!」並且向總工程師埃科特祝賀.「ENIAC」就是世界上第一台電腦.
基因:破解生命的千古密碼
10多年前,科學界就預言說,21世紀是一個基因工程世紀.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.

⑶ 基因工程的誕生經理了三個階段,這三個階段突出的成就是什

基因工程的誕生
一般認為1973年是基因工程誕生的元年
(S. Cohen等獲得了卡那黴素和四環素雙抗性的轉化子菌落)
理論上的三大發現和技術上的三大發明
對於基因工程的誕生起到了決定性的作用。

(一)DNA是遺傳物質被證實
1944年,Avery O.T.利用肺炎雙球菌轉化實驗
1944年,美國洛克菲勒研究所的Oswald Avery等公開發表了改進的肺炎雙球菌實驗結果。
(1) S型菌細胞提取物及其純化的DNA都可使R型菌轉變成S型菌;
(2)經DNase 處理的S型菌細胞提取物失去了轉化作用。
(3)經胰蛋白酶處理的S型菌細胞提取物仍有轉化作用。
不僅證實了DNA是遺傳物質,而且證明了DNA可以將一個細菌的性狀轉給另一個細菌,他的工作被稱為是現代生物科學的革命性開端。

(二)DNA雙螺旋模型的提出
DNA是遺傳物質已被證實,但是DNA是怎樣攜帶並傳遞遺傳信息的?在細胞增殖過程中,DNA是怎樣復制的?因此,對於DNA結構的研究成為了當時生物學家研究的熱點。
1953年,Francis Crick和James Watson搜集了力所能及的資料,提出了DNA的雙螺旋模型。隨後,DNA的半保留復制和半不連續復制機理也被闡明,為基因工程的誕生奠定了堅實的理論基礎。

(三)「中心法則」和「操縱子學說」的提出
既然,DNA是遺傳信息的載體,那麼它是如何傳遞遺傳信息的呢?遺傳信息又是如何控制生物的表型性狀的呢?
以Nireberg等為代表的一批科學家經過艱苦的努力,確定了遺傳信息以密碼方式傳遞,每三個核苷酸組成一個密碼子,代表一個氨基酸,到1966年,全部破譯了64個密碼子,並提出了遺傳信息傳遞的「中心法則」。
1961年,Jacques Monod和 Fancois Jacob提出了原核基因調控的
操縱子模型(operon model)。

(四)工具酶的發現和應用
1970年Smith等分離並純化了限制性核酸內切酶Hind II, 1972年,H.W.Boyer等相繼發現了EcoR I 一類重要的限制性內切酶。
1967年,世界上有五個實驗室幾乎同時發現DNA連接酶,特別是1970年H.G.Khorana等發現的T4 DNA連接酶具有更高的連接活性。
1970年,Baltimore等和Temin等在RNA腫瘤病毒中各自發現了反轉錄酶,完善了中心法則,用於構建cDNA 文庫。

(五)載體的發現及其應用
載體主要是小分子量的復制子如:病毒、噬菌體、質粒。
1972年,美國Stanford大學的P. Berg 等首次成功地實現了DNA的體外重組;
6、重組子導入受體細胞技術
1944年,肺炎鏈球菌被成功轉化。
1970年,大腸桿菌才被成功轉化,得益於CaCl2的應用

基因工程誕生
1973年,Stanford大學的Cohen等成功地利用體外重組實現了細菌間性狀的轉移。
1973年被定為基因工程誕生的元年。

⑷ 基因工程的歷史大事記

1866年,奧地利遺傳學家孟德爾神父根據豌豆雜交實驗發現生物的遺傳基因規律,提出遺傳因子概念,並總結出孟德爾遺傳定律。
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;
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,美國生化學家沃森和英國物理學家克里克宣布他們發現了DNA的雙螺旋結構,奠下了基因工程的基礎;
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。
1994年中科院曾邦哲提出轉基因禽類金蛋計劃和「輸卵管生物反應器(ovict bioreactor)」以及「系統遺傳學(system genetics)」等概念、原理、名詞和方法等。
1996年,第一隻克隆羊誕生;
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」。

⑸ 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。

⑹ 求基因工程文章

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。
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」。

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。

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。)

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。
果德安認為,今後研究的主要方向應集中在價值大且瀕危的葯用植物的組織細胞培養;對次生代謝產物的產生進行調控;一些重要中葯化學成分的生物轉化。另外,還應該加強動物葯的生物技術研究。
[編輯本段]基因工程與醫葯衛生
1.基因工程葯品的生產:
許多葯品的生產是從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有限,其價格往往十分昂貴。
微生物生長迅速,容易控制,適於大規模工業化生產。若將生物合成相應葯物成分的基因導入微生物細胞內,讓它們產生相應的葯物,不但能解決產量問題,還能大大降低生產成本。
⑴基因工程胰島素
胰島素是治療糖尿病的特效葯,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4-5g的胰島素,其產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培養液就能產生100g胰島素!大規模工業化生產不但解決了這種比黃金還貴的葯品產量問題,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「萬能靈葯」!過去從人血中提取,300L血才提取1mg!其「珍貴」程度自不用多說。
基因工程人干擾素α-2b(安達芬) 是我國第一個全國產化基因工程人干擾素α-2b,具有抗病毒,抑制腫瘤細胞增生,調節人體免疫功能的作用,廣泛用於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葯物和腫瘤生物治療的主要葯物。
⑶其它基因工程葯物
人造血液、白細胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現工業化生產,均為解除人類的病苦,提高人類的健康水平發揮了重大的作用。
2.基因診斷與基因治療:
運用基因工程設計製造的「DNA探針」檢測肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷,不但准確而且迅速。通過基因工程給患有遺傳病的人體內導入正常基因可「一次性」解除病人的疾苦。
◆SCID的基因工程治療
重症聯合免疫缺陷(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)發生了突變。可以通過基因工程的方法治療。

基因工程——產最高效葯物的轉基因動物
轉基因動物是一種個體表達反應系統,代表了當今時代葯物生產的最新成就,也是最復雜、最具有廣闊前景的生物反應系統。就通過轉基因動物家畜來生產基因葯物而言,最理想的表達場所是乳腺。因為乳腺是一個外泌器官,乳汁不進入體內循環,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物,不但產量高、易提純,而且表達的蛋白經過充分的修飾加工,具有穩定的生物活性,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,就相當於建一座大型制葯廠,這種葯物工廠顯然具有投資少、效益高、無公害等優點。
從生物學的觀點來看,生物機體對能量的利用和轉化的效率是當今世界上任何機械裝置所望塵莫及的。因此,通過轉基因動物來生產葯物是迄今為止人們所能想像得出的最為有效、最為先進的系統。
轉基因動物的乳腺可以源源不斷地提供目的基因的產生(葯物蛋白質),不但產量高,而且表達的產物已經過充分修飾和加工,具有穩定的生物活性。作為生物反應器的轉基因運動又可無限繁殖,故具有成本低、周期短和效益好的優點。一些由轉基因家畜乳汁中分離的葯物蛋白正用於臨床試驗。
目前,我國在轉基因動物的研究領域,已獲得了轉基因小鼠、轉基因兔、轉基因魚、轉基因豬、轉基因羊和轉基因牛。20世紀90年代,國家「863」高技術計劃已將轉基因羊——乳腺生物反應器的研究列為重大項目。
雖然目前通過轉基因動物(家畜)——乳腺生物反應器生產的葯物或珍貴蛋白尚未形成產業,但據國外經濟學家預測,大約10年後,轉基因運動生產的葯品就會鼎足於世界市場。那時,單是葯物的年銷售額就超過250億美元(還不包括營養蛋白和其他產品),從而使轉基因動物(家畜)——乳腺生物反應器產業成為最具有高額利潤的新型工業。
2000年12月25日,北京三隻轉基因羊的問世以及在此之前各種轉基因蔬菜、水稻、棉花等,使人們對轉基因技術備加關注,那麼轉基因技術到底是一種什麼樣的神秘技術呢?
北京市順義區三高科技農業試驗示範區的北京興綠原生物科技中心總畜牧師田雄傑先生介紹說,轉基因動物和轉基因羊的意義,不在於羊本身,而是它們身上產出的羊奶可以提取α抗胰蛋白酶,它們中的每一隻都可稱為一座天然基因葯物製造廠,價值連城。
中國工程院院士、上海兒童醫院上海醫學遺傳研究所所長曾溢滔先生認為,轉基因動物是指通過實驗方法,人工地把人們想要研究的動物或人類基因,或者是有經濟價值的葯物蛋白質基因,通常稱為外源基因,導入動物的受精卵(或早期胚胎細胞),使之與動物本身的基因組整合在一起,這樣外源基因能隨細胞的分裂而增殖,並能穩定地遺傳給下一代的一類動物。
田雄傑先生介紹,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,並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定地遺傳到出生的小羊身上。小山羊也成了人工創造的與它們母親不同的新品系,它們的後代也將帶有這種α抗胰蛋白酶基因。這個過程有些類植物的嫁接術。
制備轉基因動物是項復雜的工作。目前,在轉基因動物研製中,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或不表現。實驗運動如牛、羊和豬的整合率一般為1%左右。這種情況的原因可能是多方面的,首先是目的基因的問題,不同的外源基因表達水平不相同,因每個個體而異;其次是外源基因表達載體內部各個部分的組合和連接是否合理等;還有一點更重要,就是外源基因到達動物基因組內整合的位置是否合理。科學家還弄不清楚整合在哪個伴置表達高,哪個位置表達低,人們還無法控制外源基因整合的位置,而只能是隨機整合。因此,整合率低也就在所難免。
盡管轉基因動物還有一些技術亟待解決,但是轉基因動物研究所取得的巨大進展,特別是它在各個領域中的廣泛應用,已經對生物醫學、畜牧業和葯物產業產生了深刻影響。

⑺ 基因工程大事記講述了什麼

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唯一發展中國家。

1999年12月1日國際人類基因組計劃聯合研究小組宣布,完整破譯出人體第二十二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被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二十一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介基因組的完整圖譜,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、英六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」。

2002年10月國際人類基因組單體型圖計劃啟動,中國承擔10%任務。

2003年人類基因組計劃宣布完成。

2003年11月西南農業大學和中國科學院北京基因組研究所合作,完成了家蠶基因組「框架圖」繪制工作。

2004年12月英國《柳葉刀》雜志報道,英國倫敦的醫生近日用基因療法為嚴重聯合免疫缺陷兒童進行治療獲得成功。

2005年12月美國NIH啟動的腫瘤基因組計劃誕生,這項准備時間長達三年,耗資1億美元的試點工程專門研究人類基因與癌症之間的聯系。

2007年9月克雷·文特公開了他自己的基因組排列結果。

2009年9月1日《Science》雜志專題報道了中國科學家張亞平院士歷時七年的研究成果,從基因溯源角度證實了狗起源於中國的論點。

⑻ 20世紀重大的科技發明

20世紀重大的科技發明:

1、軍用飛機。

1903年12月17日,美國萊特兄弟在人類歷史上首次駕駛自己設計、製造的動力飛機飛行成功。1909年,美國陸軍裝備了第一架軍用飛機,機上裝有1台30馬力的發動機,最大速度68公里/小時。

同年製成1架雙座萊特A型飛機,用於訓練飛行員。至20世紀20年代,軍用飛機在法、德、英等國得到迅速發展,遠遠超過了美國。

2、青黴素。

近代,1928年英國細菌學家弗萊明首先發現了世界上第一種抗生素—青黴素,亞歷山大·弗萊明由於一次幸運的過失而發現了青黴素。

1928年,英國科學家Fleming在實驗研究中最早發現了青黴素,但由於當時技術不夠先進,認識不夠深刻,Fleming並沒有把青黴素單獨分離出來。

3、電視機。

最早由英國工程師約翰·洛吉·貝爾德在1925年發明。電視用電的方法即時傳送活動的視覺圖像。同電影相似,電視利用人眼的視覺殘留效應顯現一幀幀漸變的靜止圖像,形成視覺上的活動圖像。

4、互聯網。

是網路與網路之間所串連成的龐大網路,這些網路以一組通用的協議相連,形成邏輯上的單一巨大國際網路。

網際網路始於1969年的美國。是美軍在ARPA(阿帕網,美國國防部研究計劃署)制定的協定下,首先用於軍事連接,後將美國西南部的加利福尼亞大學洛杉磯分校、斯坦福大學研究學院、UCSB(加利福尼亞大學)和猶他州大學的四台主要的計算機連接起來。

5、計算機。

是20世紀最先進的科學技術發明之一,對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響,並以強大的生命力飛速發展。

它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域,已形成了規模巨大的計算機產業,帶動了全球范圍的技術進步,由此引發了深刻的社會變革,計算機已遍及一般學校、企事業單位,進入尋常百姓家,成為信息社會中必不可少的工具。

⑼ 請教一下,20世紀70年代基因工程技術三大發明是什麼

1、限制性內切酶和DNA連接酶
2、基因工程載體(病毒、噬菌體、質粒)
3、逆轉錄酶

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