以基因科技解读生命之书

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每个人的生命历程是一本书，其中的奥秘“基因”牵引着我们的分分秒秒——快乐、舒畅、悲伤和痛苦。何谓基因工程？基因工程是一种创新的生物技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使此基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。基因工程技术自出现至今已有40多年，它同细胞培养、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。盖一座大楼，要经过设计、工程计算、备料、施工、验收、交付等程序，基因技术的操作与之相类似。基因工程自问世以来，已在医学、农业、环保等方面有不俗的表现，开始是褒声一片，但近十几年反对之声却不绝于耳。不管怎样，作为一种解决人类生存与发展难题的新技术，基因工程技术的进步与发展势不可挡。

定格在1972年

基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展的基础上，于20世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。1972年，美国国立癌症研究所的科学家，首开基因治癌实验，取得初步的成功，1972年因此成为遗传工程（基因工程）的元年。迄今为止，基因工程已在从细菌到家畜的所有非人类生物体上做了实验，并取得了成功。事实上，所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌，其DNA中植入了人类可产生胰岛素的基因，细菌便可自行复制，大量产生胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力，在美国，大约有1/2的大豆和1/4的玉米都是转基因的。

随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由 RNA转录表达的以后，生物学家开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计那样，按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这个过程首先要选择目标基因的运载工具，如质粒、病毒等，然后用同一种限制酶分别切割运载体和目标基因，使它产生相同的黏性末端，再加入适量的DNA连接酶，在生物体外将目标基因的DNA与运载体的DNA结合起来，形成重组DNA（或重组质粒）。将重组的DNA杂合分子，借用细菌或病毒侵染细胞的途径，转移到选定的生物体细胞中，使重组的DNA在受体细胞中复制、转录、翻译而得以表达。这种用工程学方法改造生物的过程，省时省工，胜过所有传统的方法。

基因工程的基础研究从1866年奥地利遗传学家孟德尔，根据豌豆杂交实验发现生物的遗传基因规律，提出遗传因子概念就已开始。30多年后，英国生物学家贝特森，通过植物杂交实验，重现了孟德尔定律，引起了科学界的普遍关注。1909年，丹麦植物学家和遗传学家约翰逊首次提出用“基因”表达孟德尔的遗传因子概念。 1944年，有 3位美国科学家分离出细菌的DNA（脱氧核糖核酸），并发现DNA是携带生命遗传物质的分子。1945年，众多科学家参与基因研究，知道了基因是通过指挥蛋白质的合成控制生物性状的，从而确立了“一个基因一个酶”的假说。

1953年，美国生化学家沃森和英国物理学家克里克用X衍射的方法，在电镜下发现了DNA的双螺旋结构，这是基因工程发展史上具有里程碑意义的事件，因为它奠定了基因工程的基础。到1969年， 科学家成功分离出第一个基因，此后基因工程走上了快车道。

1980年，美国科学家把大鼠的生长激素基因组成质粒，注射到小鼠的受精卵里，再把受精卵移植到借腹怀胎的雌鼠体内，生下来的小鼠平均生长速度要比普通小鼠快50%。1983年，科学家首次培育出世界上第一个转基因植物——转基因烟草。1996年，第一只克隆羊多莉诞生。1998年12月，一种小线虫完整基因组序列的测定工作宣告完成，这是科学家第一次绘制出多细胞动物的基因组图谱。

1999年9月，中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列的1%。中国是继美、英、日、德、法之后第6个国际人类基因组计划参与国，也是参与这一计划的唯一的发展中国家。2006年6月26日，科学家公布人类基因组工作草图，标志着人类在解读自身“生命之书”的路上迈出了重要一步。

编写基因百科全书

自1953年沃森和克里克阐明DNA双螺旋分子结构以来，科学家为弄清遗传的秘密进行了不懈的努力，但由于物理和化学技术的滞后，基因研究在20世纪90年代之前进展不大。随着检测技术的进步和信息技术的应用，各种基因扩增与分析仪纷纷问世，人类探测基因秘密的速度大大加快。1993年，由美国国家能源部、科学院和国立卫生研究院发起，组织了破译人类30亿个碱基对的工程——人类基因组计划。以美国国家人类基因组研究所所长柯斯林和塞莱拉基因组公司董事长温特为首，联合了美、英、德、日、法、中6个国家的1000多名科学家，经过7年的努力，耗资数亿美元，终于在2000年完成了人类基因组草图的绘制。2001年2月，又完成了基因组图谱的修订，公布了新版本，说明人类的基因总数在3.2万个左右，现在已经鉴定出2.2万个，虽然比名为拟南芥的植物的2.5万个基因多不了多少，但人类基因组仍是生物界最大的基因组。

弄清人类的遗传秘密，一直是科学家的理想。通过国际合作完成的人类基因组图，第一次向人们公布了23对染色体上的基因数目、正确位置和基因的结构，人类从此有了一本生命的说明书。人类的性状和一切生理及心理活动都有它的基因基础。为什么歌唱家的歌声那么动听，而有的人却五音不全？为什么你35岁就开始谢顶，而同龄的朋友却满头秀发？为什么他会在45岁时得癌症，而不是在50岁？均能从“基因百科全书”上找到答案。有了基因图谱，当个体患某种遗传性疾病时，医生就可以用仪器对着图谱“按图索骥”，很快找到病根，对症治疗；用个体的基因图谱与标准版本对照，可以预测健康状况，及早做好预防工作，提高生活质量；制药公司也可以根据一个特殊基因，开发研制出价值亿万的新药。

发展无穷期

目前基因工程技术仍处于研究发展阶段，培育出来的生物仍是我们熟悉的生物，基因治疗也局限于少数病例。21世纪是基因工程技术蓬勃发展的时代，基因工程的兴起是生物学发展的必然结果，尽管基因工程的隐忧及争论不断，但它给人类带来的好处是显而易见的。随着生物技术的不断发展，基因工程的安全性将会得到保证，培育多功能营养的转基因动植物品种，治愈人类基因病等梦想终有一天会实现。