上一堂轻松的科技小史:从基因工程到人工智慧,数理学渣也能快速上手的科技课
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

延伸阅读─认识基因工程

作为生物工程的一个重要分支,基因工程与细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。而基因工程就是指对基因在分子尺度上进行操作的复杂技术,是透过体外重组后将外源基因导入受体细胞内,使这个基因在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。基因工程是先用人为的方法提取出需要的某一供体生物遗传物质─DNA大分子,用适当的工具酶在离体条件下进行切割后,将它再与作为载体的DNA分子连接起来,然后一起与载体导入某一更易生长繁殖的受体细胞中,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。

根据这个定义我们可以看出,基因工程有这么几个重要特征:

第一,在不同寄主生物中,外源核酸分子的繁殖能跨越天然的物种屏障,将任何一种生物的基因导入到新的生物体中,所以这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系。这种优势是基因工程的第一个重要特征。

第二,因为是一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增,这就使少量DNA样品可以“复制”出大量DNA,并且是许多绝对纯净的、没有污染任何其他DNA序列的DNA分子群。学界将这种改变人类生殖细胞DNA的技术称作“基因系治疗”,针对改变动植物生殖细胞的研究就是我们通常所说的“基因工程”。但无论如何称呼,个体生殖细胞的DNA改变都将可能使其后代发生同样的变化。 

目前为止,基因工程尚未用于人体,但在几乎所有非人生命物体(从细菌到家畜)上做的实验中都取得了很大的成功。实际上,用于治疗糖尿病的所有胰岛素都源于一种细菌,该细菌DNA中被植入了可以产生人类胰岛素的基因,它便可自行复制胰岛素。

许多植物在基因工程技术的帮助下便具有了抗病虫害和抗除草剂的能力。在美国,大约有百分之二十五的玉米和百分之五十的大豆都是基因改造的。在农业中是否该采用基因改造动植物目前也已成为人们争论的焦点。赞同者认为,基因改造农产品相对容易生长,也含更富有营养(甚至药物),可以帮助减缓世界范围内的饥荒和疾病;而在反对者看来,在农产品中引入新基因会产生副作用,甚至会破坏环境。 

不过仍然有许多基因的功能及协同工作方式现在是不为人类所知的,但基因工程可使宠物不再引起过敏、使番茄产生抗癌作用、使鲑鱼长得比平常的大几倍等等,很多人还是愿意对人类基因做出这样的修改的。毕竟,基因修复、基因工程和胚胎遗传病筛查等技术除了可以用来治疗疾病,还为改变其他人类特性诸如智力、眼睛颜色等提供了可能。