一、转基因技术
转基因和克隆被认为是生物学革命的两件重要利器。转基因是将控制某种性状的基因(目的基因)分离出来,拼接到一种生物细胞中的 DNA 上,使被转移基因可以整合、表达,并能遗传给后代的方法。世界上最早的转基因作物 1983 年诞生,是一种含有抗生素抗体的烟草。 1993 年第一种市场化转基因食品(西红柿)才在美国出现,直到 1996 年才上市出售。转基因作物的应用前景十分广阔,据统计 1996 年推广 170 万 km2,到 1999 年达到 4000 km2 ,预计今后将会有更大幅度的增加。
另外,美国科学家培育出的世界上首只转基因猴——安迪,是生物科学的一次重大突破,因为猴与人类亲缘关系较近,将有力推动基因疗法等多方面的研究。
我国目前进入安全评价阶段的农业转基因生物已达 100 多个。转基因甜椒(一种柿子椒)和延缓成熟的西红柿两个品种已经上市。转基因杂交棉、抗虫转基因小麦、抗旱耐盐碱转基因水稻,转基因植物的基因芯片等的研究获得突破。 2001 年 6 月含人类基因、其血液能代替人血,能提取“医用白蛋白”的转基因猪正式在武汉问世,其白蛋白最高表达量为 20.3g/L 。
转基因生物有利的一面:①改变传统育种方式,缩短育种时间。转基因技术可选择任何一个目的基因转进去,就可得到一个相应的新品种。培育出高产优质、抗病虫害、抗旱、抗盐碱,抗除草剂等特性的作物品种,减少对农药、化肥和水的依赖,以降低成本,缓解不断恶化的农业生态环境;②克服异源、远源杂交障碍。可以把动物的基因,甚至人的基因组合到植物里去。例如:科学家看中了一种北极熊的抗冷冻基因,将其植入番茄之中,培育出耐寒番茄;③生产有利于健康和抗病的食品;④利用转基因技术把高泌乳量基因、瘦肉型基因等外源基因导入动物精子、卵细胞或受精卵中,培育出符合人类意愿的动物;⑤利用转基因动物大 量“生产”适用于移植手术的器官是有可能实现的。
不利方面:①有些转基因食物可能含有毒物质和过敏源,影响人体健康,甚至致癌或导致遗传病。如转基因马铃薯能够破坏老鼠的肝、胃和免疫系统,提示可能影响人体健康;②外来基因会以一种人们还不甚了解的方式破坏食物中的营养成分。如:耐除草剂转基因大豆中防癌成分异黄酮减少了;③大量的转基因生物进入自然界后很可能会与野生物种杂交,产生超级杂草、超级病毒等,造成基因污染。从而影响到生物多样性的保护和持续利用,这种污染对环境生态系统造成的污染将难以消除;④有些作物插入抗病虫基因或抗真菌的基因可能对其它非目标生物起作用,从而杀死了环境中有益的昆虫和真菌。
二、浮萍制药——崭新的生物工程产业尝试
据报道,拜耳集团的 Biolea 正式开始着手试验利用浮萍生产基因工程药品。德国与美国研究人员携手合作,成立了一家专门利用浮萍作为载体生物人用药品的实验室。首先,他们将负责分泌α—干扰素或单克隆抗体的基因与浮萍的 DNA 融合,然后在附有充氧泵的水池中大量培养这种经过基因改造的浮萍。几天后将水中浮萍抽上来,滤去水,然后将浮萍粉碎,最后提取出其中的药品,经精制后可得到药用成品,德、美两国科学家在美国北卡罗莱纳州建立了一家“浮萍制药厂”,其浮萍培养池总面积约有 3.8 万平方英尺,雇员 42 人。该公司计划用浮萍为载体生物系列药品,包括α—干扰素、酶和单克隆抗体等。浮萍生长十分迅速,大约每 1.5 天体积可增加 1 倍,故将其作为生物载体非常合适,利用浮萍生产蛋白质药品或其他产品有几个优点:一是运行成本比其他生物工程手段如微生物发酵、细胞培养法等低得多;二是浮萍生长十分迅速,通常只要几天即可收获;三是浮萍可室内水池中生长,不用“靠天吃饭”;四是可节省投资,投入少、产出快。浮萍还可用来生产一系列的蛋白质药品。其中包括α—干扰素、 EPO、人胰岛素、人生长激素、白间素等。浮萍对生长条件并无特殊要求,只在池水中补充一点矿物质与无机盐并适时充氧即可快速繁殖。“浮萍制药”是生物工程产业的又一崭新尝试,其发展前景无限广阔。