㈠ 請問基因工程的科學意義、應用價值及發展前景是什麼
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,屬於基因重組。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。它克服了遠緣雜交的不親和障礙。
基因工程的應用
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。
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。)
醫學
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。
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, 克隆羊
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」。
㈡ 研究基因會給人們帶來哪些好處
隨著DNA指紋圖及其相關技術的不斷更新和日趨完善,近年來,DNA指紋圖技術已擴展到生物學的各個領域,並日益顯示其獨特的優勢。
一個弄清人類全部基因藍圖的國際計劃正在進行。其中美國華盛頓大學的默克教授教導的小組,每組要確認400個新的基因序列至1996年3月,他們已確定了35.5萬個基因序列。在21世紀初,人類就可以把30億個密碼的排列情況,10萬個基因的情況研究清楚。
有科學家預計,未來10年,10大產品將徹底改變人們的工作和生活方式,並使人們更深刻地感受到科學技術的神奇力量,而其中第一項就是基因葯品。人類對自身基因的研究和基因工程的進展,將在今後10年中使制葯業取得飛躍,治療骨質疏鬆、老年性痴獃等疑難雜症的葯物將問世,艾滋病的治療也將取得突破。人們可以了解自身的基因圖譜,醫生診斷時需要考慮病人的基因組成。
目前,科研人員已能夠識別某些可導致人體患癌的遺傳基因,這些癌症包括乳腺癌、結腸癌及一些罕見的癌症。
美國一些研究兒童基因疾病的科學家,已經分離出一種特殊的基因。據稱,大約有1%的美國人(即2600人)攜帶這種基因,這種基因稱為毛細管擴展變異基因。科研人員認為攜帶這種基因的人,其發生癌症的概率要比其他人高出3至5倍。這些癌症包括肺癌、皮膚癌、胃癌和胰腺癌等。使用X線檢查,較易判別是否攜帶有這種基因。
不僅如此,英國倫敦大學基因學教授史蒂夫·瓊斯最近在英國科學周刊上發表報告指出,社會進步特別是醫療條件的改善,使得自然選擇的威力逐漸在人類社會中失效,人種已開始退化。
他認為,自然選擇是生物進化中的主要力量,經自然選擇的物種均是適應環境的優良品種。過去由於人類生存條件艱苦,新生兒死亡率很高.人們從小到大均面臨著生存的威脅,因而生理和心理素質較高的人才得以生存下來,這也使得人類的基因不斷改良。二次大戰後,全世界的生存條件特別是醫療條件有了極大的改善,因而自然選擇的威力越來越小,使得大量因為基因變異而產生的素質不高的基因能夠遺傳下去,最終導致人種的總體退化。他還指出,近幾十年來,由於化學制劑的廣泛應用,男子的精子減少、質量下降,使得後代的基本素質也比以前降低。另外,受教育程度高的人生育的子女少,受教育程度低的人生育的子女多,導致人口素質的逆增長。這都將導致人口素質的逐步退化。
因此,一些人士提出利用基因監測技術選擇理想的胎兒,以人工優生方法代替自然選擇。
另外,台灣的一位教授經過20多年的研究,於1988年提出基因與人類行為的因果理論、認為對具有犯罪、精神病等傾向的人,可以通過基因矯正或蛋白質化合物的葯物補充來達到預防、治療的效果。
目前我國正在組織科學家執行一個弄清水稻全部基因的計劃,已取得一些重大成果,預計我國可以在世界上第一個得到全部水稻基因的圖譜。不久前從中國科學院遺傳研究所和中國水稻研究所傳來捷報:用DNA指紋圖技術鑒定雜交水稻種子的真偽獲重大突破,並初步建立了一套鑒定「汕優63」的分子檢測技術體系。多少年來,作物種子質量一直是農業豐歉的根本問題。隨著這項工作的深入開展,其他水稻雜交品種及其他作物種子的鑒定工作,可望短期用上DNA指紋圖技術。
美國科學家最近分離出了促使植物開花的遺傳基因「開關」,這一成果有可能人為地控製作物的成熟時間,縮短生長周期,或者改變某些作物在一些地區不適宜生長的狀況。
黑龍江水產研究所的科技人員巧妙地把魚和牛、羊的基因相聯後培育出的魚,既保留著魚的鮮味,又長得快、個兒大。前兩年就推上市場的一種「生物工程」新型西紅柿,無須採取任何防腐措施。即可存放三周。
也許在20年內,人們將按基因選擇飲食,達到延年益壽的目的。科學家們已經發現,同樣的食物所引起的體內生物化學變化的程度是不同的,而產生這種差異的根源是基因。
這個概念是由英國食品研究所的加里?威廉森提出的。威廉森博士研究認為,一些蔬菜如椰菜和捲心菜等,含有許多能刺激體內起防衛作用的化學物質谷胱甘肽轉移酶。它被認為是決定一個吸煙者是否會生肺癌的一種因素。他說:「人口的大約一半具有能產生這種物質的基因,而另一半則沒有。這就是為什麼有些人能終身吸煙並在90歲時壽終正寢的原因所在。」如果一種食物含有谷胱甘肽轉移酶,那麼,體內不能產生這種化學物質的人們就能從吃這種食物中大大得益。
威廉森博士的研究對公眾健康的意義是驚人的。未來的營養指導將不再像現在這樣籠統,而可能是因人而異的。
在穿用方面,我國國家級重大科技攻關項目「轉基因抗蟲棉的培育及其雜種優勢利用研究」已取得突破,這個由江蘇省農科院負責的研究項目,成功獲得了抗蟲棉品系11個,雜種優勢組合3個,並在江蘇、湖北、安徽、河南等省累計試種1.12萬畝,抗蟲效果達80%以上。
由此看來,基因技術的應用前景遠不止公安等部門。在醫葯行業,可以把人的基因轉移到微生物中生產疫苗、細胞因子、激素、抗體等;在農業領域,可以把經濟價值低的植物的耐寒抗旱、耐鹽鹼、抗病蟲害的基因甚至微生物的基因,轉移到經濟價值高的農作物中,培育出高產糧棉油作物和果蔬;在環境保護方面,通過基因重組手段可以把多種微生物的特點綜合起來,培育出一種超級微生物,用以高效率地分解城市垃圾或處理工廠廢水。此外,基因工程在化工、食品、輕工、采礦、能源、國防等眾多行業和領域都有不少已經成功的實例和非常光明的應用前景。
㈢ 基因技術給人類帶來哪些福音
人類基因組計劃的目的是要破譯出基因密碼並將其序列化製成研究藍本,從而對診斷病症和研究治療提供巨大幫助。那時候我們不僅可以看到癌症、艾滋病等絕症被攻克,人類可以通過基因克隆復制器官和無性繁殖;基因診斷和改動技術可以使人類後代不再受遺傳病的影響。那時候人類將進入葯物個性化時代,而且人類的生命也將延長。正是由於以下這些新技術和新領域的不斷出現和日新月異,人類在新世紀的生存和生活方式發生重大變化。
基因由人體細胞核內的DNA(脫氧核糖核酸)組成,變幻莫測的基因排序決定了人類的遺傳變異特性。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。基因(遺傳因子)是遺傳的物質基礎,是DNA或RNA分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列。基因通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,使後代出現與親代相似的性狀。人類大約有幾萬個基因,儲存著生命孕育、生長、凋亡過程的全部信息,通過復制、表達、修復,完成生命繁衍、細胞分裂和蛋白質合成等重要生理過程。由於人類基因組的順利進展,在人類基因的測序和研發過程中引發了基因技術的重大革新和革命,從而把現代生命科學推向一個嶄新的階段。
基因技術主要應用於:基因檢定、基因制葯、基因診斷、基因治療、基因克隆
㈣ 基因工程可以給人類多大幫助
一:在生產領域,人們可以利用基因技術,生產轉基因食品.例如,科學家可以把某種肉豬體內控制肉的生長的基因植入雞體內,從而讓雞也獲得快速增肥的能力.但是,轉基因因為有高科技含量, 怕吃了轉基因食品中的外源基因後會改變人的遺傳性狀,比如吃了轉基因豬肉會變得好動,喝了轉基因牛奶後易患戀乳症等等。華中農業大學的張啟發院士認為:「轉基因技術為作物改良提供了新手段,同時也帶來了潛在的風險。基因技術本身能夠進行精確的分析和評估,從而有效地規避風險。對轉基因技術的風險評估應以傳統技術為參照。科學規范的管理可為轉基因技術的利用提供安全保障。生命科學基礎知識的科普和公眾教育十分重要。」
二:軍事上的應用.生物武器已經使用了很長的時間.細菌,毒氣都令人為之色變.但是,現在傳說中的基因武器卻更加令人膽寒。
三: 環境保護上,也可以應用基因武器.我們可以針對一些破壞生態平衡的動植物,研製出專門的基因葯物,既能高效的殺死它們,又不會對其他生物造成影響.還能節省成本.例如一直危害我國淡水區域的水葫蘆,如果有一種基因產品能夠高校殺滅的話,那每年就可以節省幾十億了.
科學是一把雙刃劍.基因工程也不例外.我們要發揮基因工程中能造福人類的部分,抑止它的害處.
四,醫療方面
隨著人類對基因研究的不斷深入,發現許多疾病是由於基因結構與功能發生改變所引起的。科學家將不僅能發現有缺陷的基因,而且還能掌握如何進行對基因診斷、修復、治療和預防,這是生物技術發展的前沿。這項成果將給人類的健康和生活帶來不可估量的利益。所謂基因治療是指用基因工程的技術方法,將正常的基因轉如病患者的細胞中,以取代病變基因,從而表達所缺乏的產物,或者通過關閉或降低異常表達的基因等途徑,達到治療某些遺傳病的目的。目前,已發現的遺傳病有6500多種,其中由單基因缺陷引起的就有約3000多種。因此,遺傳病是基因治療的主要對象。 第一例基因治療是美國在1990年進行的。當時,兩個4歲和9歲的小女孩由於體內腺苷脫氨酶缺乏而患了嚴重的聯合免疫缺陷症。科學家對她們進行了基因治療並取得了成功。這一開創性的工作標志著基因治療已經從實驗研究過渡到臨床實驗。1991年,我國首例B型血友病的基因治療臨床實驗也獲得了成功。
基因治療的最新進展是即將用基因槍技術於基因治療。其方法是將特定的DNA用改進的基因槍技術導入小鼠的肌肉、肝臟、脾、腸道和皮膚獲得成功的表達。這一成功預示著人們未來可能利用基因槍傳送葯物到人體內的特定部位,以取代傳統的接種疫苗,並用基因槍技術來治療遺傳病。
目前,科學家們正在研究的是胎兒基因療法。如果現在的實驗療效得到進一步確證的話,就有可能將胎兒基因療法擴大到其它遺傳病,以防止出生患遺傳病症的新生兒,從而從根本上提高後代的健康水平。
五,基因工程葯物研究
基因工程葯物,是重組DNA的表達產物。廣義的說,凡是在葯物生產過程中涉及用基因工程的,都可以成為基因工程葯物。在這方面的研究具有十分誘人的前景。
基因工程葯物研究的開發重點是從蛋白質類葯物,如胰島素、人生長激素、促紅細胞生成素等的分子蛋白質,轉移到尋找較小分子蛋白質葯物。這是因為蛋白質的分子一般都比較大,不容易穿過細胞膜,因而影響其葯理作用的發揮,而小分子葯物在這方面就具有明顯的優越性。另一方面對疾病的治療思路也開闊了,從單純的用葯發展到用基因工程技術或基因本身作為治療手段。
現在,還有一個需要引起大家注意的問題,就是許多過去被征服的傳染病,由於細菌產生了耐葯性,又卷土重來。其中最值得引起注意的是結核病。據世界衛生組織報道,現已出現全球肺結核病危機。本來即將被消滅的結核病又死灰復燃,而且出現了多種耐葯結核病。據統計,全世界現有17.22億人感染了結核病菌,每年有900萬新結核病人,約300萬人死於結核病,相當於每10秒鍾就有一人死於結核病。科學家還指出,在今後的一段時間里,會有數以百計的感染細菌性疾病的人將無葯可治,同時病毒性疾病日益曾多,防不勝防。不過與此同時,科學家們也探索了對付的辦法,他們在人體、昆蟲和植物種子中找到一些小分子的抗微生物多肽,它們的分子量小於4000,僅有30多個氨基酸,具有強烈的廣普殺傷病原微生物的活力,對細菌、病菌、真菌等病原微生物能產生較強的殺傷作用,有可能成為新一代的「超級抗生素」。除了用它來開發新的抗生素外,這類小分子多肽還可以在農業上用於培育抗病作物的新品種。
六,加快農作物新品種的培育
科學家們在利用基因工程技術改良農作物方面已取得重大進展,一場新的綠色革命近在眼前。這場新的綠色革命的一個顯著特點就是生物技術、農業、食品和醫葯行業將融合到一起。
本世紀五、六十年代,由於雜交品種推廣、化肥使用量增加以及灌溉面積的擴大,農作物產量成倍提高,這就是大家所說的「綠色革命」。但一些研究人員認為,這些方法目前已很難再使農作物產量有進一步的大幅度提高。
基因技術的突破使科學家們得以用傳統育種專家難以想像的方式改良農作物。例如,基因技術可以使農作物自己釋放出殺蟲劑,可以使農作物種植在旱地或鹽鹼地上,或者生產出營養更豐富的食品。科學家們還在開發可以生產出能夠防病的疫苗和食品的農作物。 基因技術也使開發農作物新品種的時間大為縮短。利用傳統的育種方法,需要七、八年時間才能培育出一個新的植物品種,基因工程技術使研究人員可以將任何一種基因注入到一種植物中,從而培育出一種全新的農作物品種,時間則縮短一半。
雖然第一批基因工程農作物品種5年前才開始上市,但今年美國種植的玉米、大豆和棉花中的一半將使用利用基因工程培育的種子。據估計,今後5年內,美國基因工程農產品和食品的市場規模將從今年的40億美元擴大到200億美元,20年後達到750億美元。有的專家預計,「到下世紀初,很可能美國的每一種食品中都含有一點基因工程的成分。」
盡管還有不少人、特別是歐洲國家消費者對轉基因農產品心存疑慮,但是專家們指出,利用基因工程改良農作物已勢在必行。這首先是由於全球人口的壓力不斷增加。專家們估計,今後40年內,全球的人口將比目前增加一半,為此,糧食產量需增加75%。另外,人口的老齡化對醫療系統的壓力不斷增加,開發可以增強人體健康的食品十分必要。
加快農作物新品種的培育也是第三世界發展中國家發展生物技術的一個共同目標,我國的農業生物技術的研究與應用已經廣泛開展,並已取得顯著效益。
七,分子進化工程的研究
分子進化工程是繼蛋白質工程之後的第三代基因工程。它通過在試管里對以核酸為主的多分子體系施以選擇的壓力,模擬自然中生物進化歷程,以達到創造新基因、新蛋白質的目的。
這需要三個步驟,即擴增、突變、和選擇。擴增是使所提取的遺傳信息DNA片段分子獲得大量的拷貝;突變是在基因水平上施加壓力,使DNA片段上的鹼基發生變異,這種變異為選擇和進化提供原料;選擇是在表型水平上通過適者生存,不適者淘汰的方式固定變異。這三個過程緊密相連缺一不可。
現在,科學家已應用此方法,通過試管里的定向進化,獲得了能抑制凝血酶活性的DNA分子,這類DNA具有抗凝血作用,它有可能代替溶解血栓的蛋白質葯物,來治療心肌梗塞、腦血栓等疾病。
我國基因研究的成果
以破譯人類基因組全部遺傳信息為目的的科學研究,是當前國際生物醫學界攻克的前沿課題之一。據介紹,這項研究中最受關注的是對人類疾病相關基因和具有重要生物學功能基因的克隆分離和鑒定,以此獲得對相關疾病進行基因治療的可能性和生產生物製品的權利。
人類基因項目是國家「863」高科技計劃的重要組成部分。在醫學上,人類基因與人類的疾病有相關性,一旦弄清某基因與某疾病的具體關系,人們就可以製造出該疾病的基因葯物,對人類健康長壽產生巨大影響。據介紹,人類基因樣本總數約10萬條,現已找到並完成測序的約有8000條。
近些年我國對人類基因組研究十分關注,在國家自然科學基金、「863計劃」以及地方政府等多渠道的經費資助下,已在北京、上海兩地建立了具備先進科研條件的國家級基因研究中心。同時,科技人員緊跟世界新技術的發展,在基因工程研究的關鍵技術和成果產業化方面均有突破性的進展。我國人類基因組研究已走在世界先進行列,某些基因工程葯物也開始進入應用階段。目前,我國在蛋白基因的突變研究、血液病的基因治療、食管癌研究、分子進化理論、白血病相關基因的結構研究等項目的基礎性研究上,有的成果已處於國際領先水平,有的已形成了自己的技術體系。而乙肝疫苗、重組α型干擾素、重組人紅細胞生成素,以及轉基因動物的葯物生產器等十多個基因工程葯物,均已進入了產業化階段。
基因技術:進退兩難的境地和兩面性的特徵,基因作物在輿論界引發爭議不足為怪。但在同屬發達世界的大西洋兩岸,轉基因技術的待遇迥然不同卻是一種耐人尋味的現象。當美國40%的農田種植了經過基因改良的作物、消費者大都泰然自若地購買轉基因食品時,此類食品在歐洲何以遭遇一浪高過一浪的喊打之聲?從直接社會背景看,目前歐洲流行「轉基因恐懼症」情有可原。從1986年英國發現瘋牛病,到今年比利時污染雞查出致癌的二惡英和可口可樂在法國導致兒童溶血症,歐洲人對食品安全頗有些風聲鶴唳,關於轉基因食品可能危害人類健康的假設如條件反射一般讓他們聞而生畏。
同時,歐洲較之美國在環境和生態保護問題上一貫採取更為敏感乃至激進的態度,這是轉基因食品在歐美處境殊異的另一緣故。一方面,歐洲各國媒介的環保意識日益強烈,往往對可能危害環境和生態的問題窮追不舍甚至進行誇張的報道,這在很大程度上左右著公眾對諸如轉基因問題的態度。另一方面,以「綠黨」為代表的「環保主義勢力」近年來在歐洲政壇崛起,在政府和議會中的勢力不斷擴大,對決策過程施加著越來越大的影響。
但是,歐洲人對轉基因技術之所以採取如此排斥的態度,似乎還有一個較為隱蔽卻很重要的深層原因。實際上,在轉基因問題上歐美之間既有價值觀念之差,更是經濟利益之爭。與一般商品不同,轉基因技術具有一種獨特的壟斷性。在技術上,美國的「生命科學」公司一般都通過生物工程使其產品具有自我保護功能。其中最突出的是「終止基因」,它可以使種子自我毀滅而不能象傳統作物種子那樣被再種植。另一種技術是使種子必須經過只為種子公司所掌握的某種「化學催化」方能發育和生長。在法律上,轉基因作物種子一般是通過一種特殊的租賃制度提供的,消費者不得自行保留和再種植。美國是耗資巨大的基因工程研究最大的投資者,而從事轉基因技術開發的美國公司都熟諳利用知識產權和專利保護法尋求巨額回報之道。美國目前被認為已控制了相當大份額的轉基因產品市場,進而可以操縱市場價格。因此,抵制轉基因技術實際上也就是抵制美國在這一領域的壟斷。
生物技術在許多領域正在發揮越來越重要的作用:遺傳工程產品在農業領域無孔不入,遺傳工程作物開始在美國農業中佔有重要位置;生物技術在醫學領域取得顯著進展,已有一些遺傳工程葯物取代了常規葯物,醫學界在幾方面從基因研究中獲利;克隆技術的進展為拯救瀕危物種及探索多種人類疾病的治療方法提供了前所未有的機會。目前研究人員正准備將生物技術推進到更富挑戰性的領域。但近來警惕遺傳學家的行為的聲音越來越受到重視。
今天,人們藉助於所謂的DNA切片已能同時研究上百個遺傳基質。基因的研究達到了這樣一個發展高度,幾年後,隨著對人類遺傳物質分析的結束,人們開始集中所有的手段對人的其他部分遺傳物質的優缺點進行有系統地研究。但是,生物學的發展也有其消極的一面:它容易為種族主義提供新的遺傳學方面的依據對新的遺傳學持批評態度的人總喜歡描繪出一幅可怕的景象:沒完沒了的測試、操縱和克隆、毫無感情的士兵、基因很完美的工廠工人……遺傳密碼使基因研究人員能深入到人們的內心深處,並給他們提供了操縱生命的工具。然而他們是否能使遺傳學朝好的研究方向發展還完全不能預料。
㈤ 基因檢測未來市場價值及深遠意義
其技,消費者最直觀的感受就是貴!日常醫療檢查花銷已不少,豈會花這些「冤枉錢」?那麼,基因檢測當真遙不可及,是富人的高端體檢服務?並不。據統計,我國基因檢測價格已從兩年前的8萬下降至1萬,仍有下降趨勢。
基因檢測自出生以來便萬眾矚目,被寄予厚望。隨著政策上的開放和鼓勵,基因檢測迎來了市場爆發期。新生企業如雨後春筍般涌現。前有華大基因、達安基因行業 巨頭,後有不少葯企等爭相進軍,中小企業也緊盯市場企圖分一杯羹。行業市場競爭如火如荼,催生出「供大於求」的局面,價格戰不可避免。
基因測序對醫療領域有著革命性的意義,這一現狀對遺傳病、癌症等患者尤為可喜。它不僅可以大大降低遺傳相關的疾病發生率,減少出生缺陷,還可以實現對疾 病預測、預防、預警以及個體化診療。例如無創產前基因檢測術和女性乳腺癌卵巢癌檢測,影星安吉麗娜·朱莉就通過基因檢測,選擇手術切除乳腺以降低患乳腺癌 風險。
對於基因檢測而言,2015年註定要被銘記。年初,衛計委相繼批准了高通量測序在遺傳病診斷、產前篩查與診斷、植入前胚胎遺傳學診斷、腫瘤診斷與治療領域的臨床應用。直接導致幾家拿到資質的公司業務爆棚。反觀「直接面向消費者」的基因檢測,有關部門目前還沒有嚴格的監管,這也就催生了國內面向消費者基因檢測的創業熱潮。
本文中小編就盤點了基因檢測領域相關進展情況。
【1】人工智慧「進軍」基因檢測市場
據加拿大《環球郵報》報道,在利用機器學習檢測DNA(脫氧核糖核酸)中的致病突變十多年後,加拿大多倫多大學生物醫學工程教授布倫丹·弗雷近日成立了「深基因組學」公司,准備將其團隊開發的新技術推向市場。
弗雷將深基因組學技術比喻成基因突變領域的谷歌搜索:研究人員可對一個DNA序列進行查詢,系統將鑒別出突變,並告知這些突變將會導致什麼疾病及致病原因。該系統採用的正是人工智慧研究的一個分支——深度學習技術。
目前,基因檢測市場正在以每年翻番的速度蓬勃發展。麥肯錫公司預測,2018年基因檢測市場的價值將達到80億美元。雖然深基因組學公司並不是首家提供突變分析服務的企業,但弗雷表示,其競爭對手提供的服務內容不夠豐富,他們一次只分析一個核苷酸,尋找一個特定核苷酸和一種疾病之間的關聯性,但關聯性並不意味著突變一定會引發疾病。
㈥ 人類基因技術帶來的好處
人類基因技術帶來醫學新希望
「2002國際人類基因組大會」於日前在上海召開,全世界的基因學者在四天的時間里交流與探討了人類基因研究的最新科研成果與發展方向,並展望其將為人類帶來的美好前景― 解讀中醫神奇療效之謎 中醫葯神奇的治療作用有望通過基因技術來揭開。我國已經啟動的一項葯用植物基因庫工程,將古老的中醫葯學和最尖端的基因制葯技術融為一體。 從在上海召開的「2002國際人類基因組大會」上獲悉,中科院在本月啟動建立「世界最大的天然化合物基因庫」的項目建設。這個工程通過基因技術分離出5000種中國傳統葯用植物中的有效治療成分,把這些信息輸入資料庫中。 國家人類基因組南方研究中心主任陳竺表示:「人類基因組技術正給生物制葯產業帶來重大轉變,而我國將用已經掌握的人類基因組知識技術為平台,推動中醫中葯發展。」他解釋說,隨著人類基因組測序完成,科學家基本掌握人類生命圖譜,這使繼續研究涵蓋人類生老病死的絕大多數遺傳信息成為可能。我國基因學者採取的辦法是:在建立「基因中葯庫」之後,用中葯中的有效成分一一測試已知與疾病相關的人體基因,以最終揭開千百年來困擾中醫葯的療效之謎。 這是一項極其浩大的工程。專家介紹說,我國古代最知名的醫學論著《本草綱目》中也僅僅記載了1892種葯用植物。1995年出版的《中華本草》收集了8000多種葯用植物,「基因中葯庫」將涵蓋其中最重要的部分。 上海中醫葯大學教授王翹楚從植物落花生的葉子里提取葯物成分,治療西醫也難以對付的失眠頑症,但他也無法確切解釋其中的奧妙。他說,中醫中葯傳襲千年,一個合格的中醫在獨立行醫前往往要背熟數百張歷代相傳的「葯方」,只是在近100多年中醫學者們才開始探索有效成分和作用機理的問題。他希望基因技術的介入能為闡明中醫葯本質指明方向。 事實上,中醫葯學一貫倡導的「辨證施治、因人而異」思想也和目前方興未艾的功能基因學研究方向不謀而合。基因診斷和治療的理想之一,就是基於患者基因的微妙差別實施「個性化醫療方案」。從這個意義上說,中醫葯學和基因技術的結合還有更廣泛的領域。 「將中醫葯和基因技術結合的最大難點就是,必須首先從浩如煙海的中醫『方子』里找出哪些是有療效的,而哪些並無效果。」牛津大學腫瘤基因組學權威華爾特?包德默爵士說,「從這一點上看,建立一個基因植物庫非常有價值,當然我們首先還是要找到致病基因,世界頂尖學者們都在致力於這項工作。」 人體內或有調控衰老的基因 人類自進入文明社會以來,就一直尋覓著長壽的秘方。現代基因學的研究使我們看到了曙光――科學家發現人體里負責新細胞分化生長的幹細胞並不因人年紀的增長而喪失活力。 美國科學家戴維?施萊辛格在2002國際人類基因組大會上興奮地透露了他的新發現。他說,人的幹細胞有著旺盛的活力,但是,細胞有新陳代謝,隨著年齡的增長,很多功能細胞因為老化或磨損而喪失了原有的功能,然而它們卻無法被排除體外。這些「失靈」的細胞越積越多,以至於最終妨礙了其他細胞的正常「工作」,這很有可能是導致人類衰老的真正因素。 來自一家美國基因分析公司的陳昌友博士說,人類的基因就像一個「電路圖」,基因之間相互協調地工作才能保證人體各個功能的正常運轉。一旦某些「通路」被打破或是阻斷,就會表現為各種疾病或是某些人體機能的失常。 施萊辛格在對進入老年的小鼠進行的基因研究發現,它的幹細胞分裂仍然十分活躍,但是所表現出的功能性卻越來越差。他取出一些「失靈」的幹細胞進行分析後,發現這些細胞仍然能被重新激活,這說明不是細胞出現問題,而是細胞之間的「通路」出現故障。 日本基因學家黑木敏仁說,日本正在用SNP測序技術對長壽人群的長壽基因進行研究。SNP即單核苷酸是基因的基本組成單位,人類基因組由三十億個單核苷酸組成。 黑木說,百歲老人的長壽因素各不相同,他們的長壽基因也因人而異。SNP圖譜可以幫助鎖定這些基因。日本人躋身世界上最長壽的人群有相當一段時間了。在日本年齡超過百歲的老人有1??5萬多人。 科學家們在小鼠、線型蟲等生物實驗中都發現了調控衰老的基因,他們認為人類體內也可能有類似的基因。 施萊辛格說,人類各種功能細胞的數量水平應該由某些特定的基因所控制,而且它們有遺傳性。這些調控基因就像「變阻器」一樣掌握著細胞的數量,而它們導致了人類伴隨著年齡的增長,呈現出的一些像更年期和衰老的各種跡象。 基因研究又獲三大新發現 本屆國際人類基因組組織主席、加拿大籍華裔科學家徐立之說,通過各國科學家在此次會上為期4天的交流,我認為經過各國科學家努力的實驗,在基因研究中獲得了以下三大新發現。 人與小鼠的基因有80%左右是相同的。這一發現為人類更好地認識自己找到了一個較好的替代實驗模型,有助於對人類疾病的認識。有了這一替代模型,科學家在實驗中通過對小鼠基因變化的分析,可以幫助了解人體基因變化的情況。如科學家讓小鼠帶上某種疾病的基因,讓其代代相傳,看其會不會生病或生什麼病,再通過科學的推斷可以更好地研究人類疾病。 人與人之間的基因是不一樣的,有差異的,基因片段上的差異很小,不過1%左右。徐立之說,這是科學家過去比較一致的認識。通過這次大會交流有了新的結果:基因片段上的差異不是很小,而是有的人基因片段上的差異很大。徐立之說,這個發現有助於重新認識人類的疾病機制。比如,有的人在某一環境影響下會生病,有的人則不生病,可能是基因片段上的較大的差異造成的,科學家將深入下去探索。 中國科學家在會上報告的水稻基因的研究情況,引起與會者極大興趣。徐立之說,水稻基因中有45%左右是重復的、相同的。而且比較研究發現,水稻基因之間的距離比較大,人體基因之間的距離比較小。徐立之說,這一發現對於改良水稻品種有重要的參考意義。水稻品種的改良可能有助於人類健康。因此也可能影響到人體基因的變化。人類基因完整圖譜明年完成 「人類基因組組織」的新任主席木?〖閻?教授在第七屆國際人類基因組會議上稱,人類基因組圖譜將在明年全部繪制完成。人類基因組組織總部設在倫敦,它是世界最大的非贏利性人類基因組研究組織。 該組織的一份聲明說,人類基因組工程將在2003年春之前測出人類基因組的完整序列,圖譜將包括有超過90%的人類基因以及它們在染色體上的位置。來自美國、英國、日本、法國、德國和中國的科學家參加了這一工程。 木?〖閻?教授說,有了完整的人類基因圖譜,全世界的研究人員就能試圖發現哪些基因造成了一些特定的疾病,如糖尿病、癌症和高血壓等,他確信,盡管這些研究十分復雜,針對有缺陷的基因的醫療方法10年之內就能發現。科學家已經知道,這些類型的疾病是許多基因共同運作的結果。 到會的人類基因組織前任主席徐立之稱,中國積極參與了人類基因組研究工程,以找到方法治療一些中國常見的疾病,如肝癌和許多比其它國家更常見的傳染病。 他還說,中國科學家也在進行植物基因和生物工程研究,以增加大米等關鍵作物的質量。 自從科學家宣布破譯人類基因到現在已經近兩年時間。一些科學家和政界人士曾表示,人類基因的破譯將導致重大的醫學革命,例如可以生產針對個人基因組成的葯品以及消除人類基因缺陷。但是,這些設想都有待於實現。 據估計,人類只有大約三萬個基因,比水稻的基因還要少兩萬個。所以說,為什麼比較少的基因能產生像人類這樣一個復雜的生物,這一點還有待研究。(來源:家庭醫生醫療保健網)
㈦ 基因組編輯技術有哪些優點及弊端,詳述
1、優點:由於基因技術在生物工程中的特殊作用,基因技術革命是繼工業革命、信息革命之後對人類社會產生深遠影響的一場革命。
它在基因制葯、基因診斷、基因治療等技術方面所取得的革命性成果,將極大地改變人類生命和生活的面貌。同時,基因技術所帶來的商業價值無可估量。
從事此類技術研究和開發企業的發展前景無疑十分廣闊。前期美國股市基因技術類股票的大幅上漲表明投資者對此類公司前途看好。我國的基因技術研究取得了不少成果,相關上市公司值得關注。
2、缺點:基因工程產品的技術含量非常高,從目的基因的取得到表達載體的構建都是十分煩瑣而艱巨的工作,必須在實驗室中進行大量的工作。
因此,基因工程產品的前期研究和開發投入(R&D)非常高,尤其是對細胞因子和重組葯物的生產只要取得了具有高表達量的生產菌株,掌握分離和純化技術,利用普通的發酵罐就能生產。
如大舉介入生物醫葯領域的日本麒麟株式會社原來是啤酒生產企業,掌握了生產技術後,利用原有的發酵設備便很快在細胞因子的生產領域佔有了一席之地。
(7)分析基因技術的價值擴展閱讀:
基因編輯已經開始應用於基礎理論研究和生產應用中,這些研究和應用,有助於生命科學的許多領域,從研究植物和動物的基因功能到人類的基因治療。下面主要介紹基因編輯在動植物上的應用。
基因編輯和牛體外胚胎培養等繁殖技術結合,允許使用合成的高度特異性的內切核酸酶直接在受精卵母細胞中進行基因組編輯。
CRISPR -Cas9進一步增加了基因編輯在動物基因靶向修飾的應用范圍。CRISPR-Cas9允許通過細胞質直接注射(CDI)從而實現對哺乳動物受精卵多個靶標的一次性同時敲除(KO)。
㈧ 基因測序的真實價值在哪
基因測序可以在一定程度上對:親子查詢 基因病變 從基因方面尋找生病根源等多個方面的價值
基因測序是一種新型基因檢測技術,能夠從血液或唾液中分析測定基因全序列,預測罹患多種疾病的可能性,個體的行為特徵及行為合理,如癌症或白血病,運動天賦,酒量等 。基因測序相關產品和技術已由實驗室研究演變到臨床使用,可以說基因測序技術,是下一個改變世界的技術