基因工程

下载地址：http://www.instrument.com.cn/download/shtml/036497.shtml本书由数十位中青年医学分子生物学专家集体编著。详细系统的介绍了基因和基因工程概论、基因组的结构、基因的转移和重组、基因表达的调控、工具酶及其应用、基因工程载体及其选用、聚合酶链反应、基因的克隆及其进展、外源基因表达系统、转基因动物、基因诊断、基因工程抗体、基因工程药物、基因治疗及基因工程疫苗等，还收录了数10种常用的分子生物学试验方法。具有简明扼要、图文并茂、可操作性强等特点。希望大家尊重原创，并在引用时，注明出处。

第一步：目的基因的制取: 用限制性内切酶直接对基因组DNA进行部分酶切，产生一系列大小不等的DNA片段。那里面含有一种或几种遗传信息的全套遗传密码。获取目的基因是基因工程操作的关键。基因工程的原料就是目的基因。所谓目的基因，是指已被或欲被分离、改造、扩增和表达的特定基因或DNA片段，能编码某一产物或某一性状。目前获取目的基因的方法主要有三种：反向转录法、内切酶切割分离法和人工合成法. 第二步：基因载体的选取: 用人工方法，取得目的基因的适宜的载体，即质粒（一种环状双链DNA）或病毒。载体一般带有必要的标志基因，以便进行检测。 基因克隆载体必须具备三个条件： a.具有能使外源DNA片段组入的克隆位点。 b.能携带外源DNA进入受体细胞，或游离在细胞质中进行自我复制，或整合到染色体DNA上随染色体DNA的复制而复制。 c.必须具有选择标记，承载外源DNA的载体进入受体细胞后，以便筛选克隆子。http://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/gene/Images/bz1.jpg基因工程的基本过程(点击放大) 第三步：DNA的体外重组: 即用人工方法，让目的基因与运载体相结合，首先要用限制性内切酶和其他一些酶类，切割或修饰载体DNA和目的基因，然后用连接酶将两者连接起来，使目的基因插入载体内，形成重组DNA分子。这些工作都在生物体外进行，所以基因工程操作又叫体外DNA重组。 第四步：DNA重组体导入受体细胞: 将外源DNA片段与载体DNA连接形成DNA重组体，即重组DNA。 这种重组体连接的方法主要有： 粘性末端连接法：应用同一种限制性内切酶切割载体和外源DNA分子，可产生相同的粘性末端（接口处的碱基互补），进一步用DNA连接酶将断口连好，即可获得重组DNA分子。http://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/gene/Images/zhuru.jpgDNA重组体导入受体细胞 钝性末端连接法：用化学合成法或逆转录法得到的外源DNA片段，均为钝性末端，这种末端也可以用特殊的连接酶连接，但效率太低。通常需要用人工方法加上粘性末端，再进行连接。第五步：受体细胞的繁殖扩增: 含重组DNA的活受体细胞，再在适当的培养条件下，并进行繁殖和扩增，使得重组DNA分子在受体细胞内的拷贝数大量增加。 第六步：克隆子的筛选和鉴定: 受体细胞经转化（传染）或传导处理后，真正获得目的基因并能有效表达的克隆子一般来说只是一小部分，而绝大部分仍是原来的受体细胞，或者是不含目的基因的克隆子。为了从处理后的大量受体细胞中分离出真正的克隆子，需要对克隆子进行筛选和鉴定。 第七步：目的基因的表达。

基因工程技术在食品中的运用

基因工程中cassettes这个词该怎么翻译？http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09511.gif

摘要 文章主要介绍以基因工程构建菌种E. coli （pTH08+prh-T04）/VT418发酵生产L-苏氨酸，在10M3发酵罐中发酵产酸8.5-9.0%；转化率39-41%；周期48-52小时。文章强调在苏氨酸发酵过程中pH值以及溶氧的控制非常重要关键词：基因工程、发酵、苏氨酸一、前言L-苏氨酸是一种必需氨基酸，按世界粮农组织的标准计算，一克食品蛋白质中含苏氨酸40mg，占全部氨基酸的11%。欧美型食品中缺少苏氨酸，补充苏氨酸就能提高食品的营养价值。配合饲料也需要苏氨酸，因此近十年来，苏氨酸生产增长了5.3倍。具统计，1990年全世界苏氨酸产量为700吨/年，1996年增加到4000吨/年，2002年则猛增至35000吨。资料显示，使用植物型饲料，成畜必需添加赖氨酸和苏氨酸，比例为10：1，而幼畜为3：1。按10：1计算,目前全世界苏氨酸的需求量不应低于5万吨/年，缺口为较大。苏氨酸的生物合成途径及代谢调控机理来看，苏氨酸和赖氨酸一样，同属天冬氨酸族氨基酸。是葡萄糖经糖酵解途径生成丙酮酸，再经三羧酸循环CO2固定反应生成四碳二羧酸，后经氨基化反应生成天冬氨酸。国内外通常用传统育种和基因工程方法来获得苏氨酸的高产菌种，传统育种目前最高产酸为2-3%。在基因工程菌方面，木柱等将解除AKⅠ和HDⅡ反馈抑制的突变株HNr59的Etr-1基因导入产苏氨酸25g/L的T-693菌株,选育出具有6种调节变异组合的转导子T-1026，相同条件下可产苏氨酸40g/L。据日本味之素公司报道，用E.coliK12菌株（AHVr＋Ile－＋Met－＋pro－）含苏氨酸合成酶操纵子基因的质粒转化E.coliK12（Thr－），积累苏氨酸13.4g/L（转化率40%），小罐发酵产酸65g/L，转化率48%。前苏联全苏工业微生物遗传育种研究所的Debabov等构建了大肠杆菌基因工程菌E.coli BKIIMB-3996 工程菌，重组质粒Pvic40中含苏氨酸操纵子的三个基因thr A, thrB, thrC，遗传标记为Sac+（能以蔗糖为碳源）， thr r （抗苏氨酸）和Hser(抗高丝氨酸)，在蔗糖为碳源的流加补料方式，最高产量为85.0 g/L。综上所述，国内外用传统育种方法的菌种产酸水平在30-40g/L；用基因工程方法的菌种产酸水平在80-90g/L。二、材料与方法1. 菌种：E. coli （pTH08+prh-T04）/VT418 (上海新立公司构建)2. 培养基配方2.1 斜面培养基(g/l)葡萄糖 2.0 NH4Cl 1.0 KH2PO4 1.5 Na2HPO4 3.5 MgSO4·7H2O 0.1琼脂 20.0 加蒸馏水溶解，调pH7.0-7.2，定容1000ml，0.8Kg/cm2灭均30分钟，冷却至50℃左右加入氨苄青霉素溶液，最终浓度为50γ/ml。2.2 摇瓶种子培养基(g/l)葡萄糖 40.0 KH2PO4 1.0 MgSO4·7H2O 0.5 (NH4)2SO4 10.0 玉米浆2.0 CaCO3 15 氨苄青霉素 50γ/ml 加自来水溶解，调pH7.0-7.2，定容1000ml，分装至500ml摇瓶，0.8Kg/cm2 灭菌30分钟，接种前加入CaCO3（121℃，60分钟灭菌，烘干）和氨苄青霉素。2.3摇瓶发酵培养基(g/l)葡萄糖 80.0 (NH4)2SO4 25.0 KH2PO4 2.0 MgSO4·7H2O 1.0MnSO4·5H2O 0.5 FeSO4·7H2O 0.5 CaCO3 30.0 加自来水溶解，调pH7.0-7.2，定容1000ml，分装至500ml摇瓶，0.8Kg/cm2 灭菌30分钟，接种前加入CaCO3（121℃，60分钟灭菌，烘干）2.4 种子罐培养基葡萄糖4% (NH4)2SO4 1% KH2PO4 0.1% MgSO4·7H2O 0.05% 玉米浆 0.2% 泡敌0.01%。加水溶解pH自然，121℃灭菌20分钟，消后定容400L。接种前加入无菌氨苄青霉素50ug/L。2.5 发酵罐培养基葡萄糖8% (NH4)2SO4 2.5% KH2PO4 0.2% MgSO4·7H2O 0.1%FeSO4·5H2O 0.05% MnSO4·5H2O 0.05% 泡敌 0.01%。加自来水溶解pH自然，121℃灭菌20分钟，消后定容5.1M3。1.0Kg/cm2灭菌20分钟。

现代生物技术，又称生物工程，是利用生物有机体（从微生物直至高等动物）或其组成部分（器官、组织、细胞等）发展新工艺或新产品的一种科学技术体系。 生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程等5个部分。以重组DNA为核心的现代生物技术的创立和发展，为生命科学注入了新的活力，它所提供的实验方法和手段极大地促进了传统生物学科如植物学、动物学、遗传学、生理学、生物医学等的发展。同时，生物技术目前也已被广泛地应用于医药、食品、化学、农业及环保等领域，为这些行业带来了一场新的技术革命。现代生物技术的发展仅20余年，但它在生命科学研究和产业化方面已产生了巨大的影响，但这仅仅是个开始，生物技术的发展和应用仍方兴未艾。基因工程即重组DNA技术，是指对不同生物的遗传基因，根据人们的意愿，进行基因的切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型。世界上第一批重组DNA分子诞生于1972年，次年几种不同来源的DNA分子装入载体后被转入到大肠杆菌中表达，标志着基因工程正式登上历史舞台。基因工程彻底改变了传统生物科技的被动状态，使得人们可以克服物种间的遗传障碍，定向培养或创造出自然界所没有的新的生命形态，以满足人类社会的需要。蛋白质工程也称“第二代基因工程”。蛋白质工程主要包括通过基因工程技术了解蛋白质的DNA编码序列、蛋白质的分离纯化、蛋白质的序列分析和结构功能分析、蛋白质结晶和蛋白质的力学分析、蛋白质的DNA突变改造等过程。蛋白质工程为改造蛋白质的结构和功能找到了新途径，推动了蛋白质和酶的研究，为工业和医药用蛋白质（包括酶）的实用化开拓了美妙的前景。细胞是生物体的结构单位和功能单位。细胞工程是利用细胞的全能性，采用组织与细胞培养技术对动、植物进行修饰，为人类提供优良品种和保存濒危珍稀物种。细胞工程主要包括体细胞融合、核移植、细胞器摄取和染色体片段重组等。体细胞融合是指两个不同种类的细胞，加上融合剂，在一定条件下，彼此融合成杂交细胞，使来自两个亲本细胞的基因有可能都被表达，从而打破了远缘生物不能杂交的屏障，提供了创造新物种的可能。细胞核移植对动物优良杂交种的无性繁殖具有重要的意义。克隆技术便是细胞核移植的一个最为典型的应用。细胞器的摄取主要是指叶绿体和线粒体的摄取。如用白化型原生质体摄取正常的叶绿体，进而发育成正常的绿色植物；用抗药型草履虫的线粒体植入其他草履虫细胞，使后者获得抗药性。染色体片段重组是利用染色体替换来改变生物遗传特性，如利用染色体的易位、缺体等方法，获得新的染色体组合。酶是生物体内的一种具有新陈代谢催化剂作用的特殊蛋白质，它们可特定地促成某个反应而自身却不参与反应，并具备反应效率高、反应条件温、反应产物污染小、能耗低以及反应易于控制等优点。酶工程即利用酶的催化作用，在一定的生物反应器中，将相应的原料转化成所需的产品。酶工程是现代酶学理论与化工技术的交叉技术，它的应用主要集中于食品工业、轻工业和医药工业等领域。发酵工程是指利用微生物的特定性状，通过现代工程技术，在生物的反应器中生产有用物质的一种技术系统。当前的医用和农用抗生素绝大部分是发酵的产品，此外发酵工程产品还包括氨基酸、工业用酶等，人们日常生活中广泛使用的味精、维生素B2等也是发酵工程的产品。基因工程的操作步骤基因工程一般包括四个方面的基本内容：一是取得符合人们的要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因”；二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA（质粒和病毒DNA称作载体）；三是把重组DNA引入某种细胞（称为受体细胞）；四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。DNA分子很小，其直径只有20埃，约相当于五百万分之一厘米，在它们身上进行“手术”是非常困难的，因此基因工程实际上是一种“超级显微工程”，对DNA的切割、缝合与转运，必须有特殊的工具。首先，要把所需基因——目的基因从供体DNA长链中准确地剪切下来。1968年，沃纳·阿尔伯博士、丹尼尔·内森斯博士和汉密尔·史密斯博士第一次从大肠杆菌中提取出了限制性内切酶能够在DNA上寻找特定的“切点”，认准后将DNA分子的双链交错地切断。人们把这种限制性内切酶称为“分子剪刀”。这种“分子剪刀”可以完整地切下个别基因。自70年代以来，人们已经分离提取了400多种“分子剪刀”，其中许多“分子剪刀”的特定识别切点已被弄清。有了形形色色的“分子剪刀”，人们就可以随心所欲地进行DNA分子长链的切割了。由于限制性内切酶的发现，阿尔伯、史密斯和内森斯共享1978年诺贝尔生理和医学奖。DNA的分子链切开后，还得缝接起来以完成基因的拼接。1976年，科学在5个实验室里几乎同时发现并提取出一种酶，这种酶可以将两个DNA片段连接起来，修复好DNA链的断裂口。1974年以后，科学界正式肯定了这一发现，并把这种酶叫作DNA连接酶。从此，DNA连接酶就成了名符其实的“缝合”基因的“分子针线”。只要在用同一种“分子剪刀”剪切的两种DNA碎片中加上“分子针线”，就会把两种DNA片段重新连接起来。把“拼接”好的DNA分子运送到受体细胞中去，必须寻找一种分子小、能自由进出细胞，而且在装载了外来的DNA片段后仍能照样复制的运载体。基因的理想运载工具是病毒和噬菌体，病毒不仅在同种生物之间，甚至可以在人和兔培养细菌细胞转移。还有一种理想的载体是质粒。质粒能自由进出细菌细胞，当用“分子剪刀”把它切开，再给它安装上一段外来的DNA片段后，它依然如故地能自我复制。因此，它是一种理想的运载体。有了限制性内切酶、连接酶及运载体，进行基因工程就如可以愿以偿了。把目的基因装在运载体上，运载体将目的基因运到受体细胞是基因工程的最后一步。一般情况下，转化成功率为百万分之一。为此，遗传工程师们创造了低温条件下用氯化钙处理受体细胞和增加重组DNA浓度的办法来提高转化率。采用氯化钙处理后，能增大体细胞的细胞壁透性，从而使杂种DNA分子更容易进入。目的基因的导入过程是肉眼看不到的。因此，要知道导入是否成功，事先应找到特定的标志。例如我们用一种经过改造的抗四环素质粒PSC100作载体，将一种基因移入自身无抗性的大肠杆菌时，如果基因移入后大肠杆菌不能被四环素杀死，就说明转入获得成功了。　　目的基因：所谓目的基因就是我们想要的基因片段，它在生物体内能表达产生所要蛋白产物。生物界的基因有上亿个，多数存在于染色体上，少数存在于细胞质中。取得目的基因的办法是用“分子剪刀”剪切供体DNA分子，把它切成一些比基因略长的片段，然后再从中找出包含所需目的基因的DNA片段。到目前为止，人们用这种方法已分离出40种大肠杆菌蛋白质基因、鸡的组蛋白基因等。另一种获得目的基因的方法是人工合成。随着技术的进步，已有用于自动测定DNA顺序的专门仪器和自动合成DNA仪器。还有一种基因合成方法是模板合成。基因工作指令的传递是按照“DNA-RNA-蛋白质”这一方向进行的，相反的信息传递即由RNA-DNA也存在。基因模板合成法就是先以信使RNA为模板，反向转录出一条DNA单链，再以互补的方式加倍成DNA双链。用这种方法人们已先后合成了家兔、鸭和人的珠蛋白基因、羽毛角蛋白基因等。载体：目的基因片段很难直接转入生物体细胞，而且由于它自身常无DNA复制所需信息，在细胞分裂时不能复制给子细胞，就会丢失，所以人们要把它连在一些能独立于细胞染色体之外复制的DNA片段上，这些DNA片段就叫载体。常用的载体有质粒和病毒。当然载体还有其它作用，如促进目的基因转化、表达等。人们对天然质粒及病毒进行了一系列改造，如加上耐药性基因片段等，提高基因的转化、筛选、表达效率。限制性内切酶： 在细菌内存在的一类能识别并水解外源DNA限制性内切酶，它具有极好的专一性，能识别DNA上的特定位点，将DNA的两条链都切断，形成粘性末端或平末端。DNA经限制性内切酶切割后产生的具有碱基互补单链的末端称为粘性末端。限制性内切酶的生物学功能在于降解外面侵入的DNA而不降解自身细胞的中的DNA，因自身DNA的酶切位点经修饰酶的甲基化修饰而受到保护。限制性内切酶较为稳定，常用的约100多种，并已大多转化为商品。限制性内切酶在分析染色体结构、制作DNA的限制酶图谱、测定较长DNA序列以及基因的分离、基因的体外重组等研究中是不可缺少的重要工具酶。

网上查到一份西安某大学的学报，里边介绍了日本某品牌紫外可搭配超速离心机进行基因工程的研究，我想请问下高手们：1、使用哪些机器搭配紫外能够达到分析DNA和蛋白质的目的？2、有使用过HITACHI紫外系列产品的高手能来回答下其分析软件（尤其是核算分析软件包）是需要独立购买的吗？

生物医药行业发展空间广阔从整体上看，本次“十二五”和863首批项目的启动，标志着生物医药将纳入到战略性新兴产业发展“十二五”规划，国内医药行业将获得国家更多的政策和资金支持。我们认为，即将出台的振兴规划高屋建瓴，将生命科学前沿、高新技术手段与传统医学优势结合起来，研发适应多发性疾病和新发传染病防治要求的创新药物，形成以创新药物研发为龙头的医药研发产业链，大幅度提升生物医药产业的国际竞争力。从基本面看，基因工程是生物工程的一个重要领域，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。国家鼓励创新，未来将会在基因药物、遗传工程药物、酶工程药物研发方面给予资金和政策的支持，这将使我国生物医药加速发展，行业具有一定的中期投资机会。基因重组和单克隆技术或成新宠近年来，我国单克隆抗体技术取得长足发展，目前部分药物已经上市，部分创新药物即将出炉。我们预计，在“十二五”规划和863项目出台后，单克隆抗体等先进技术将继续获得国家的大力支持，形成生物医药领域的重大突破。从基因重组的技术上看，我国已经能够做到从不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合，形成新DNA分子，具体包括重组、位点特异重组、转座作用等。而我国主要的基因重组技术是基于细胞内或细胞间之间进行交换,并能在新的位置上复制、转录和翻译、基因表达等。目前，有代表性的药物有基因重组胰岛素、基因重组蛋白质药物等。我们注意到，近年来在行业资金和项目环境逐步成熟的背景下，我国已经把基因工程与单克隆抗体结合起来，形成威力强大的抗体“生物导弹”。这种单克隆抗体“导弹”具有高度选择性，对癌细胞命中率高，杀伤力强的优点。例如我国重点支持的原发性肝癌国家一类新药就是一种单克隆抗体，治疗晚期肝癌病人效果不错。单克隆抗体技术的应用，是我国生物医药行业发展当中的一次革命，打破了过去只能在体内产生抗体的方法，而成功地在体外用细胞培养的方法产生抗体，同时繁殖快，可以产生在体内达不到的高滴度和高专一性的水平，标志着我国生物医药行业发展上了一个新台阶。根据国家发改委相关文件，目前受到国家大力支持的有原发性肝癌的单克隆抗体、肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白等，我们对与之相关的上市公司业绩总体持谨慎乐观态度。基因检测技术成熟可关注从全球角度看，基于基因重组技术的另一大领域是基因芯片和基因诊断。目前我国已经可以通过使用基因芯片分析人类基因组，找出致病的遗传基因；借助专业的检测试剂和基因芯片，诊断出药物在治疗过程中的不良反应，还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染；利用基因芯片分析遗传基因，将使10年后对糖尿病的确诊率达到50％以上。新技术医疗将从千篇一律的“大众医疗”时代进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”时代。由于我国在基因诊断试剂和体外试剂方面相对成熟，其投资机会值得关注。数据显示，现在临床诊断试剂已发展成为一个拥有200亿美元的国际市场，年增长率约为5.5%的产业。全世界生产诊断试剂的公司估计在200家以上，行业龙头企业的诊断试剂年销售额在10亿美元以上。而国内市场的发展潜力显然大于国际市场。统计数据显示，目前，全国诊断试剂市场规模约为50亿～60亿元人民币，总的来说，目前在临床应用比较广泛、市场广阔的诊断试剂（如免疫试剂中的肝炎、性病和孕检系列，临床生化中的酶类、脂类、肝功、血糖、尿检等系列），国内主要生产厂家的技术水平已基本达到国际水平；基因检测中的PCR技术系列也已达到国际先进水平。1999年~2004年，我国诊断试剂复合年均增长率为15%左右，预计2008年~2012年国内临床诊断市场的年增长率将高达15%～20%，基因检测试剂子行业值得我们适当关注。最后，需要提醒的是，虽然医药行业发展态势良好，但最新公布的宏观经济指标增速放缓，PMI连续下跌，我们在投资生物医药时应注意宏观经济下行风险，在控制风险的基础上谨慎把握可能出现的机会。

一位英国科学家的研究报告说，经过基因改造的马铃薯对实 验老鼠的肝、胃和免疫系统都会造成伤害。研究并显示以基因工程技术培植的农作物可能有损于人类的健康。　　普斯台博士去年对老鼠做了实验，发现喂它们吃经基因改造过的马铃薯后，肝胃等器官确实受损，而受损原因与食物里所含的“外来基因”有关。　　普斯台说，他发表这项研究成果后，不久就被迫退休，还受到警告，不准向传媒发表谈话。不过，他现在不怕警告，决定公开全部实验结果，并欢迎其他科学家检验他的实验报告。　　有些基因工程专家说，如普斯台研究报告证实无误，会对基因改造食物的相关行业造成重大打击。不过，曼尼拖巴大学的弗礼斯田斯基教授说，即使普斯台研究属实，有关行业也不必反应过度。

人民网(记者 蒋建科 丁洁)诺贝尔奖获得者、“绿色革命之父”布劳格博士曾说过，如果中国能实现转基因水稻或其他作物产业化，将会继杂交水稻之后，对世界农业发展做出新的贡献。　　粮食安全关系到人类的生存与发展。在中国尤其如此，粮食问题是最大的民生问题，关系到国家的发展与社会的稳定。　　今年7月9日，国务院决定转基因生物品种培育科技重大专项。实施这一重大专项的目标，是要获得一批具有重要应用价值和自主知识产权的基因，培育一批抗病虫、抗逆、优质、高产、高效的重大转基因生物新品种，提高农业转基因生物研究和产业化整体水平，为我国农业可持续发展提供强有力的科技支撑。温家宝总理在接受《科学》杂志专访时说，我国将大力发展转基因工程。就粮食安全与转基因工程的安全性等问题，本报记者采访了全国政协委员、著名生物技术专家、中国农业科学院生物技术研究所黄大昉研究员。

摘要：近20年来，转基因食品不断问世，逐渐走上人们的餐桌，进入人们的食物链。由于转基因食品含有新的遗传物质和蛋白质因此，引起了世界各国极大关注。本文针对转基因食品的相关问题进行以下归纳和总结。　　关键词：转基因食品定义现状前景　　近20年来，转基因食品不断问世，逐渐走上人们的餐桌，进入人们的食物链。由于转基因食品含有新的遗传物质和蛋白质，因此，引起了世界各国极大关注。本文针对转基因食品的相关问题进行以下归纳和总结。　　1转基因食品的定义　　转基因食品又称基因改良食品或基因食品，是利用基因工程技术将一种微生物、动物或植物的基因植入另一种微生物、动物或植物中，接受一方由此而获得了一种它所不能自然拥有的品质。　　2转基因食品的现状　　1983年第一例转基因植物构建成功，1985年转基因鱼问世，从此揭开了转基因食品生产的序幕，并在短短的十几年取得了重大进展，各国已试种的转基因植物超过4500种，已批准商业化种植的近90种，目前常见的转基因食品有玉米、大豆、西红柿、油菜等。除转基因植物性食品外，还有转基因动物性食品，如乳制品、肉制品、海产品以及基因工程菌株等。据国际有关组织统计，全球转基因农作物的种植面积大幅度增长，1996年仅为170万公顷，2000年估计可达4420万公顷。2000年共有l3个国家种植转基因作物，分布于六大洲，其中美国占68％，阿根廷占23％，加拿大占7％，中国占1％。发展中国家转基因作物主要种植国除阿根廷、中国外，还有巴西、埃及、印度、和南非等，2000年转基因大豆占全球转基因作物种植面积的58％，其次是转基因玉米，转基因棉花居第三位。　　目前，国外大量的转基因农产品已被直接或间接地制成人类食品。在美国和加拿大，软饮料、啤酒、早餐麦片都有含有转基因成分。美国甚至有60％的零售食品中含有转基因成分。涉及到蔬菜、谷类和饮料。英国的报告显示，该国超过7O00种的婴儿食品、面包，人造奶油、香肠、肉类产品和代肉食品等，可能含有经过基因改造的大豆副产品。我国从20世纪80年代末开始转基因食品的研究开发，近年来已取得突破性进展，如中国农业大学的耐贮转基因蕃茄；中国水稻研究所的转基因水稻；北京大学的抗病虫害蕃茄，甜椒等。据不完全统计，我国已有蕃茄、甜椒、抗虫棉等6个品种获准投入商业化生产。1999年我国转基因作物种植面积为30万公顷，品种以蔬菜和棉花为主，其种植面积仅次于美国、加拿大和阿根廷，居世界第四位。此外，我国还有l5种食用农产品的近百个品种正处于实验阶段。

[size=3]把盐碱地变成良田沃土，是人类自古以来的梦想。如今这个梦想离现实又近了一大步。华东师范大学夏涛教授带领的课题组，通过基因改组技术创造了一种新的“钠氢逆向转运蛋白”，转入并表达这种新基因的植物，能够在高盐环境下正常生长。该项成果目前已经申请了中国国家发明专利和国际ＰＣＴ专利，相关研究论文近日在国际著名学术期刊《生物化学杂志》在线发表。据介绍，植物在盐碱地上不容易生长的原因，是因为植物通过根吸收水分和养料，也会把盐碱成分运输到整个植物体。如果吸收到体内的盐碱成分浓度过高，植物就会死去。如何培育能够在盐碱地上正常生长的植物，特别是培育高耐盐性的转基因工程植物，是进行盐碱地改良的根本出路，也是目前国际学术界的研究重点。 [/size]

"20世纪70年代以来，随着生物技术的飞速发展，尤其是基因工程技术的成熟，转基因技术在农作物的改造中得到广泛运用，转基因农作物的面积越来越大。正是因为转基因品种具有他独特的优势，比如具有很强的抗病虫害能力、高产、减少劳动投入等，给种植的人带来了巨大的经济效益，也降低了成本和人的劳动。但由于转基因食品对于人体的影响，并未经受长期的检验或者有明确的论点证明，因此转基因食品遭到大多数国家及其民众的反对和质疑。将未经验证安全可靠的食品投入市场为民所食用，是极度不安全也是不负责任的做法。因此国家食品安全法指出必须对转基因食品进行标识。而且个人认为，改变传统生物进化的做法是有违进化论，以及人类生命特征发展的。基因是决定一个个体的基础，倘若基因变了，对于食用者真的就没有一丝改变么，而这发生的改变是好是坏如今依旧无法定论。因此对于转基因食品应该做出检测并贴出明确的标识。对转基因食品的检测方法，目前主要有对外源基因的检测和对外源蛋白质的检测二大类。1. 外源基因的检测现阶段对于外源基因的检测主要是对转入的外源基因进行PCR扩增，进而在做紫外检测或荧光检测。PCR技术全称“聚合酶链反应技术”，这是一种聚合反应，是在体外由引物介导的DNA聚合酶催化的，能在短时间内准确地大量复制序列。目前英格尔检测公司（ICAS）是用自己独立的实验室，通过这种方法在做转基因检测。2.蛋白质印迹法蛋白质印迹法将电泳的较高的分离能力、抗体的特异性和显色酶反应的灵敏性结合起来，是检测复杂混合物中特异蛋白质的最有力的工具之一，普遍用于分离、检测特异的目的蛋白质，灵敏度为1-5ng。它可确定一个样品中是否含有低于或超过预定限值水平的目的蛋白质，特别用于不可溶蛋白质的分析。

德国高等法院在11月24日维持了该国管理转基因（GM）农作物的法案。该法案——最初于2004年通过，并于2008年略加修订——规定，种植转基因农作物的农民和研究人员，对于流入到邻近农田中的任何花粉，以及由这种方式致使任何遭受污染的农作物因不含转基因的限制而无法上市销售负有责任。它同时还要求在转基因农作物和传统农作物之间设立一个缓冲带，并且该法案还授权一个公共数据库记录所有转基因农作物的种植方位。德国萨克森-安哈尔特州对该法案与德国的基本法——国家宪法——的兼容性提出了质疑，声称其过度限制了农民的“专业自由”，并且该数据库是对反对转基因的激进分子的一种邀请——让他们来破坏农作物。该州还认为，对于种子公司来说，这部法案使得针对转基因农作物进行的任何田间试验具有了一种“无法估量的经济风险”。然而国家高等法院给出的裁决坚定地站在了该法案限制条款的一侧。高等法院写道：“伴随着故意改变基因组的可能性，遗传工程影响了生命的基础结构。如果这样的话，这些介入所产生的后果将是难以消除的。”高等法院似乎将转基因农作物视为一项未完成的试验。该法院写道：“考虑到对于使用基因工程的长期后果的科学评估依然尚未完成，立法机构有一种特殊的责任来谨慎对待此事，并考虑20a条款，它包括对后代以及保护自然环境负有责任。”20a条款是1994年写入德国宪法的一项条款，它声明国家“应当保护生命的自然基础”。11月24日的裁决是高等法院第一次在一项判决中引用这一条款。（科学时报）

关专家断言，只需20克超级基因武器，就足以使60亿地球人死于非命。基因武器的问世不会晚于2010年。各国政府有必要采取紧急措施，以制止基因武器的研制与扩散。人类千万不能打开基因武器这只“潘多拉匣子”，因为基因武器一旦问世，人类将面临巨大的灾难。　　基因武器引发恐慌　　《俄罗斯报》发表特约撰稿人波格丹诺夫的文章。在文章中，波格丹诺夫提出：在非洲某个“神秘岛”上，有人正在秘密试验一种新型生物武器，这就是被称为“种族炸弹”的“基因武器”。　　波格丹诺夫在文章中指出：英国医学协会前不久发布的《生物工程技术———人类武器》专题报告中预测说，一种杀伤力空前的“种族武器”近年内即将问世。根据基因武器的特殊性能可以预计，一旦基因武器运用于战争，将使未来战争发生巨大变化。基因武器使用者再也不用兴师动众，而只需要在临战前将经过基因工程培养的病菌投入他国，或利用飞机、导弹等将带有致病基因的微生物投入他国交通要道或城市，让病毒自然扩散、繁殖，使敌方人畜在短时间患上一种无法治疗的疾病，从而丧失战斗能力。　　此外，基因武器可根据需要任意重组基因，可在一些生物中移入损伤人类智力的基因。当某一特定族群的人沾染上这种带有损伤智力基因的病菌时，就会丧失正常智力。另一方面，基因作为战术武器使用时，将使对方防不胜防，束手无策。基因武器的特有功能之一，就是从武器的使用到发生作用都没有明显的征候，即使发现了也难以***遗传密码和实施控制。英国医学会还提请国际公众注意两个重要事实：其一，许多国家都在绝密的状态下进行新的分子生物技术实验。其二，1972年签订的《禁止生物武器公约》，没有对公约履行情况的检查机制作出规定。　　难以控制和防治　　与造价昂贵的大规模杀伤性武器相比，杀人不见血的基因武器有着无可比拟的优势。有人估算，用5000万美元建造一个基因武器库，其杀伤效能将远远超过 50亿美元建造的核武器库。基因武器的使用方法非常简单，而且难以防治。基因武器可以用人工、普通火炮、军舰、飞机、气球或导弹进行施放，可以投在对方的前线、后方、江河湖泊、城市和交通要冲使疫病迅速传播。　　有关专家认为，发展基因武器可能产生一些人类在已有技术条件下难以对付的致病微生物，从而给人类带来灾难性的后果。由于每一种基因就像一把特制的锁，只有研制者才知道它的遗传密码，对方是很难窥破其秘密并加以控制和防治的。这使得基因武器比其它武器具有更好的保密性。即使明明知道敌人使用了基因武器，要查清病毒来源与属性也需要很长的时间。1995年，当美国西南部流行一种名为 hantavirus的病毒时，美国科学家动用了世界上最先进的研究手段，用了5天时间才查明病毒属性，找出抗病毒方法。当时领导科研人员战胜han鄄 tavirus病毒的美国著名病毒学家弗莱克·扬格目前也倡议建立“反恐怖基因工程”，以破译细菌及病毒的基因密码，从而为制造基因武器创造可能。他说，这一工程技术将有可能在短时间内鉴别出，哪些人群的遗传基因具有攻击性，并有针对性地制造相应的疫苗。据披露，美国政府今年将拨款20亿美元用于生物工程研究。　　基因武器研制传闻　　在美国旧金山举行的“美国科学进步协会”2001年年会上，生物学家莫瑞诺披露，在前南非种族隔离政府统治时期，南非军方曾致力于研制一种专门针对黑人的生物制剂。他们对如何使有色人种的妇女绝育特别感兴趣。与传统的生物武器相比，这种新式的基因武器则更加隐蔽。前者只是简单地通过破坏人体神经系统来达到杀人目的，而后者则可以影响人口出生率、婴儿死亡率、发病率甚至农作物产量。通常在受到这种生物武器袭击数10年后，它的后果方才显现出来。　　英国《星期日泰晤士报》曾于1998年9月披露一则秘闻：为了报复伊拉克的导弹袭击，以色列军方正在加紧研制一种专门攻击阿拉伯人而对犹太人没有危害的基因武器——“人种炸弹”。“人种炸弹”的研制计划由以色列的尼斯提兹尤纳生物研究院负责，该研究院是以色列研制生化武器的秘密中心。　 纽约时报》网络版披露了一条惊人消息：据美国一些官员透露，在过去的几年中，美国已经开始进行一项研究基因武器的秘密计划。位于马里兰州的美国军事医学研究所，其实就是基因武器研究中心，那里的研究人员已经研制了一些具有实战价值的基因武器。　　俄罗斯情报人员认为，世界上约有10至15个国家已经制定或正在制定基因与生物战计划，其中一些国家被怀疑实行国家恐怖主义。　　俄罗斯被认为拥有世界上最大的生物武器和化学武器储备，也是世界上核武器储备最多的国家。据前苏联细菌战研究部门叛逃者肯·阿利别克博士说，俄目前有4 个从事基因类生物武器研究的主要试验室。俄罗斯也早就着手研究剧毒的眼镜蛇毒素基因与流感病毒基因的拼接，试图培育出具有眼镜蛇毒素的新流感病毒，它能使人既出现流感症状，又出现蛇毒中毒症状，导致患者瘫痪和死亡;

基本原理发酵工业是既古老又崭新的工业，它的形成经历了漫长的岁月。随着科学技术的发展，发酵工业不断地得到发展和充实。现代发酵工业就是传统的发酵技术与现代DNA重组、细胞融合等新技术相结合，而发展起来的现代生物技术，并通过现代化学工程技术生产有用物质或直接用于工业化生产的一种大工业体系，是生物技术的重要组成部分。 发酵工业在基因工程药物的研制方面起着不可替代的作用。重组DNA技术和大规模培养技术的有机结合，使得原来无法大量获得的天然蛋白特别是基因工程药物能够大量生产，应用于临床的基因工程药物的市场正以每年5~15%的速度增长。采用高密度发酵技术，可以提高菌体的密度，最终提高产物的比生产率（单位体积单位时间内产物的产量）不仅可以减少培养体积、强化下游分离提取，还可以缩短生产周期，减少设备投资从而降低生产成本，提高市场竞争力。 发酵工程菌除有高浓度、高产量、高产率外还应该满足：能利用易得的廉价原料；不致病，不产生内毒素；容易进行代谢调控；易于进行DNA重组技术。目前应用最多的是大肠杆菌（遗传背景清楚、操作简便、培养条件容易控制、成本低）。 工程菌生长繁殖需要的条件是：良好的物理环境--发酵温度、pH值、溶氧量等；合适的化学环境--适宜工程菌生长代谢所需的各种营养物质的浓度，并限制阻碍生长代谢的有害物质的浓度。在发酵过程中许多控制参数对工程菌的生长构成影响，需不断加以调整（见下表），从而达到优化控制目的。http://www.biomart.cn//upload/userfiles/image/2012/08/1345599372_small.jpg发酵工艺分为批式发酵、流加式培养（Fed-batch）和程控发酵

上海交大一项研究有望降低抗肿瘤良药成本2013年02月26日 来源： 中国科技网 作者： 王春 沈海燕 中国科技网 讯 （沈海燕 记者王春）上海交通大学微生物代谢国家重点实验室林双君研究小组通过对链黑菌素生物合成基因簇进行基因解析，阐明了链黑菌素复杂的生物合成途径。由此得到的链黑菌素类似物不仅抗癌活性高很多，其毒性上也比原始链黑菌素降低了约5倍。该研究成果近日发表在国际权威学术期刊《美国化学会会志》上。 链黑菌素是由一株绒毛链霉菌所产生的抗肿瘤抗生素，具广谱抗肿瘤活性。但在上世纪七八十年代进行二期临床实验时，因其毒性过强而被迫终止。 基因组测序技术为生物合成机制的研究提供了更多信息。林双君研究小组首先克隆了链黑菌素潜在的抗生素基因簇，定位出链黑菌素的生物合成的48个独立基因编码，再通过微生物遗传学、化学及生物化学技术和手段，获得了其中17个基因的突变菌株，从中分离鉴定了12个与链黑菌素生物合成相关化合物的化学结构，提出了链黑菌素生物合成途径的模型。 在这一过程中，还揭示了多个新颖或关键的酶催化反应的分子生物学机制。该项研究为抗生素药物新颖酶催化反应基因的挖掘，并利用合成生物学等前沿生物技术创造新的结构衍生物奠定了基础。林双君称，这是首次在基因水平实现链黑菌素的生物合成途径的解析。 课题组通过基因工程技术获得的一个链黑菌素类似物，在抗癌活性上比目前临床使用的抗癌药物高很多。这个类似物在临床应用方面，对治疗淋巴瘤、白血病、鼻咽癌等疾病将有更大的优势。林双君表示，只要将产量提高到可规模化生产，就可将链黑菌素或类似物转化为一个新型的抗癌药物，不仅有望降低药价，而且减少化疗时产生的毒副作用。 《科技日报》2013-2-26 一版

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人类基因组工作草图公布之后，许多人都认为[url=http://baike.baidu.com/view/94966.htm]基因治疗[/url]癌症的梦想就要实现了。然而，我国基因药物发展前景却不容乐观，以我国制药业滞后发展的现状，将使我国基因药物处于“难产”状态。从建国到现在，完全由我国自主开发的新药微乎其微，整个制药业以仿制国外药物为主。而基因药物又不同于常规药物，我国如果不提高自己的制药技术，通过仿制，将很难使生产出的基因药物达到预期的治疗目的。 　　基因药物具有很高的选择性。一种基因药物并不是适用于所有的人种，不同人种的基因存在较多差别。暂且不说白人、黑人、黄种人之间的基因差别，就连我国南方人和北方人都存在基因差异。例如镰刀形贫血病在黄种人中发现很少，但在白人和黑人中发病率很高，原因是白人和黑人体内有一种寄生虫，患镰刀形贫血症能使患者体内产生一种抗体，从而抵御寄生虫。因此，这种治疗镰刀形贫血症的基因药物只能给白人和黑人服用。 　　另外，不同的生活环境也需要不同的基因药物。如人们最渴望用基因治疗的癌症，也有环境特性：肝癌在亚洲发病率较高，肺癌、胃癌、食管癌、肝癌是中国人多发的顽症，而直肠癌则是美国发病率最高的癌症。因此，环境也是研制基因药物最重要的内容之一。 　　如果我国制药业仍然以仿制为生，那么到时候，基因药物不但不能治病，反而要变成生命“杀手”了，后果将会不堪设想。目前，我国制药行业的首要任务是，如何提高自己的制药技术，争取生产出适合我国人们使用的基因药物。1，概念 　　科学家发现，人类的很多先天性疾病是由于缺乏与之相应的基因造成的，而靠现在一般的药物很难治愈，如将正常人的正常基因片段导入到动物体内，让这种基因在哺乳动物体内表达，就可从该动物分泌的乳汁或者其他组织提取获得具有活性的基因药物，用于治疗该基因缺损造成的疾病。这种通过转基因动物获取药物的方法称为动物药厂。 　　动物药厂改变了人们对药厂的印象。它看起来更像是一个牧场。在这里，成群的转基因牛羊在绿色的草地上吃草，表面看，它们与普通牛羊没有差异，然而，它们体内分泌的乳汁是能给人类治病的药品，这些产乳量高的动物，就相当于一座大型的药物工厂，以它们廉价的乳汁，为人类提供着大量的所需要的珍贵药物。 　　■2，经济意义 　　据专家预测，下世纪疾病的基因治疗将大规模地从试验进入临床应用。届时，利用生物技术生产的药物将大量问世，[url=http://baike.baidu.com/view/354542.htm]生物制药[/url]业将成为21世纪发展最快的高科技产业之一。生物高技术医药工业虽具有强投资、长周期、高风险的特点，但一经产业化就会带来高额利润，与传统医药产业相比、动物药厂更具有投资少、效益高、无公害等优点。 　　医学遗传家曾益滔介绍，做细菌基因工程需要很大的车间发酵；做细胞工程药物也需要很多昂贵的设备来培养细胞，而若用转基因动物，就只要饲养，动物乳汁便可源源不断地产出药品。 　　现在研制一种新药，一般需要20年——30年，即使科技再发展，也很难低于10年——15年，转基因羊周期一般是18周，牛也只需2年——3年，而效益更是惊人。如荷兰金发马公司用转基因牛生产的一种乳铁蛋白，制成奶粉具有转铁、抗菌等功能，预计每年这一营养奶粉销售额是50亿美元。 　　1998年2月上海医学遗传研究所试验成功的转基因山羊所表达的“凝血因子”如进入工业生产也将具有惊人的产值。据美国资料统计，过去凝血因子Ⅶ都是从献血的血源中提取的，全美国这方面的病人一年需求约为120g左右，这120g得从120万升的血浆中提取，以每人献血200ml计，就需要600万个献血者提供血浆。若改用转基因牛来生产，只需1.2头牛产的牛乳即可满足。 　　转基因动物带来的这场生物医药革命，不仅产生了巨大的经济效益，而且还使人们传统的医疗方式发生变化，人们可以一边喝着鲜美的牛奶，一边达到了治病的目的，这个质的变化不能不令人心动。

报告基因(reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，是一个其表达产物非常容易被鉴定的基因。把它的编码序列和基因表达调节序列相融合形成嵌合基因，或与其 它目的基因相融合，在调控序列控制下进行表达，从而利用它的表达产物来标定目的基因的表达调控，筛选得到转化体。作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：(1)已被和全序列已测定；(2)表达产物在受体细胞中不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；(3)其表达产物能进行定量测定。在植物基因工程研究领域，已使用的报告基因主要有以下几种： 胭脂碱合成酶基因(nos)、章鱼碱合成酶基因(ocs)nos、ocs这两个基因是致瘤土壤农杆菌(Agrobacterium tumfaciens)的Ti质粒特有的，对Ti质粒进行改造，用相应的致瘤农杆菌转化植物体时，如果外源基因转入植物体中，则这两种报告基因在植物根茎 叶中均能表达，不受发育调控，检测时直接用转化体提取液进行纸电泳，染色后在紫外光下观察荧光即可。新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)、氯霉素乙酰转移酶基因(cat)　nptⅡ、cat及庆大霉素转移酶基因，均为抗生素筛选基因，相关的酶可以对底物进行修饰(磷酸化、乙酰化等)，从而使这些抗生素失去对植物生长的抑制作 用，使得含有这些抗性基因的转化体能在含这些抗生素的筛选培养基上正常生长，也可以用转化体提取液体，外用同位素标记，放射自显影筛选转化体。氯霉素乙酰 转移酶基因测时可通过放射自显影观察。荧光素酶基因（luciferase Gene）1985年从北美荧火虫和叩头虫cDNA文库中出来的，该酶在有ATP、Mg2＋、O2和荧光素存在下发出荧光，这样就可用植物整株或部分直接用X-光片 或专门仪器进行检测。具有检测速度快、灵敏度比cat基因高30～1000倍、费用低、不需使用放射性同位素等优点，得到了广泛的采用。β-D-葡萄糖苷酶基因该酶催化底物形成β-D-葡萄糖苷酸，它在植物体中几乎无背景，组织化学检测很稳定，可用分光光谱 、荧光等进行检测。除此之外还有庆大霉素转移酶基因等。在动物基因表达调控的研究中，已使用的报告基因主要有以下几种： 绿色荧光蛋白（gfp）基因等。绿色荧光蛋白来源于海洋生物水母，其基因可在异源组织中表达并产生荧光，GFP Cdnad 开放阅读框架长度约740bp，编码238个氨基酸残基，其肽链内部第65-67位丝氨酸－脱氢酪氨酸－甘氨酸通过自身环化和氧化形成一个发色基因，在长 紫外波长或蓝光照射下发出绿色荧光。转染后的细胞可在荧光显微镜或流式细胞仪(FACS)中直接观察基因的表达。此外还有β-半乳糖苷酶基因、二氢叶酸还原酶基因、氯霉素乙酰转移酶基因(cat)等。

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“按需设计”化学品 代谢工程要抢有机合成饭碗据美国每日科学网站日前报道，人工生物学研究的先驱、代谢工程专家杰伊·科斯林大胆预测：未来我们能够使用随手可得的、便宜的淀粉、蔗糖等设计和制造出一些可用来制备特殊化学产品的分子、细胞和微生物；代谢工程也将后来居上，超过并取代现在科学家用来制造药品、塑料等的有机合成化学，成为化学工业的支柱。　　代谢工程：改造细胞的代谢途径　　代谢工程是基因工程的延伸，即利用基因工程技术定向改造细胞的代谢途径，以改善产物的形成和细胞的性能。基因工程通常只涉及少量基因的改造，比如将编码某种蛋白药物的单一基因转入酵母，然后用该酵母发酵生产该药物。但是，代谢工程会涉及大幅度的基因改变，比如，要在大肠杆菌中生产某种代谢产物如紫杉醇（尚在研究阶段），就必须把一系列相关途径的酶的基因全部导入大肠杆菌，并且敲除不必要和有害的大肠杆菌中原本就有的代谢通路，以构建出一整套大肠杆菌中原本没有的紫杉醇的代谢途径，使大肠杆菌能够生产紫杉醇。　　科斯林是美国能源部下属的联合生物能源研究所（JBEI，美国能源部资助的三个生物能源研究中心中的一个，主要目的是推进下一代生物燃料的研发工作）的首席执行官；他也负责美国劳伦斯伯克利国家实验室的生物科学研究项目；另外，他还是加州大学伯克利分校合成生物工程研究中心的负责人。　　科斯林表示，科学家可以通过将酶或不同宿主产生的代谢路径结合进单个微生物中，同时通过对酶进行基因修改让其具有新的功能来制造非天然的特殊化学物质、散装化学物质和燃料。代谢工程未来的目标包括设计出能够专门用于制造某些化学品和生产过程的分子和细胞。　　代谢工程产生青蒿酸　　在一篇发表于去年12月3日出版的《科学》杂志的论文中，科斯林认为，作为现代生物技术主要的技术手段之一，代谢工程在使用微生物生产化学物质方面大有潜力，目前，这些化学物质主要由不可再生的能源或有限的自然资源来生产。　　2006年，科斯林在《自然》杂志撰文指出，他和同事成功地使用代谢工程，用转基因酵母合成了青蒿素的前体物质青蒿酸，新突破有望大幅增加青蒿素的产量，降低治疗疟疾的费用。此前，该小组曾将青蒿的一个基因植入大肠杆菌，利用细菌的生物合成过程获得了一些中间物质，但这些物质还需要几步反应才能生成青蒿酸。在最新研究中，研究人员在青蒿里发现了一种与青蒿酸合成有关的新酶，将制造这种酶的基因植入酿酒酵母后，酵母制造出了青蒿酸。　　在研究过程中，科斯林教授领导的小组还对有关代谢途径作了重新设计，解决了天然或非天然代谢物大量积累对寄主的毒性问题，并对改造后的微生物用变异进化法进行优化筛选，最终将青蒿素合成的成本降低了10倍。　　此外，2008年，美国莱斯大学科学家报告称，他们可以利用大肠杆菌发酵生产具有较高市场价值的甘油。以前的研究一直认为，在代谢途径中可以产生1,3-丙二醇的细菌就可以发酵甘油，然而无论是大肠杆菌还是酵母菌都不能产生1,3-丙二醇。新研究揭示了以前未知的一条甘油发酵代谢途径，利用与1,3-丙二醇类似的1,2-丙二醇来发酵甘油，而1,2-丙二醇可由大肠杆菌发酵产生。　　借助代谢工程，用清洁环保、可再生生物燃料取代汽油和其他交通燃料也大有可能。目前，他和其在JBEI的研究团队正在将代谢工程和有机合成化学方法结合起来，用木质纤维素类生物质人工合成液态交通燃料。　　制备散装化学材料　　科斯林表示：“未来，代谢工程学将让有机合成化学相形见绌。”　　他以制备药物成分为例，在该领域，代谢工程的优势明显胜过有机合成化学。其中包括三类特定的化学物质——主要来源于植物的生物碱、由不同细菌和真菌制造的聚酮化合物以及一般也由细菌制造的非核糖体多肽。　　科斯林认为，或许，未来代谢工程学最好的机会将是用于制造以石油为原料的散装化学物质，包括汽油和其他燃料、聚合物以及溶剂等。因为这样的产品能够通过对石油进行催化而得到，所以，到现在为止，一直很少有人使用微生物来制备这些产品。但随着油价飙升，以及考虑到资源紧缺和气候变化等因素，现在这种情况已经发生了变化。　　他表示，现在，借助代谢工程，人们可以使用成本低廉的淀粉、蔗糖或使用微生物作催化剂的纤维素生物质等原材料来制造这些化学物质。关键是，在代谢机制被修改过的细胞内制造出的这些化学物质，是目前产品所需要的准确分子，而不是一些“相同但更环保”、在使用之前还需经过广泛测试的产品。　　面临的障碍　　在其发表于《科学》杂志的论文中，科斯林也提到了未来用新陈代谢工程学定制生产出微生物和分子所面临的强大障碍，其中包括需要“调试程序”——发现和修复经过新陈代谢工程处理后的细胞中出现的错误。　　然而，他确信，这些障碍能够也必将被克服。“我们能够预见，在未来的某一天，不同的公司都能够参与到细胞的制造过程中，每一家公司只专注于其中的一个方面，比如，有的公司构建染色体；有的公司组建细胞膜和细胞壁；有的公司则用激活细胞所需要的基本分子来填充细胞壁。”

第一个产品固定资产投资1亿￥足够，全国市场约3亿￥，两年可收回成本。现在全国有两家国有企业在生产此产品，市场供不应求。现在两家企业只能满足国内五分之一的市场，市场前景看好。第二个产品是一个老产品，现在国内没有人生产。如果有现成的GMP车间，再投资40万￥也就够了，市场在乎你去做，可大可小，全国一年200万￥的市场应该是不成问题的，80%的利润率差不多吧。这个产品就是人白细胞干扰素，注意是人白细胞干扰素，而不是基因工程干扰素，原来全国有七八家生产人白细胞干扰素，后来国家不准生产人白细胞干扰素，只准生产基因工程干扰素，理由是此产品有污染乙肝和艾滋病的潜在可能，我有办法克服这个问题， 人白细胞干扰素与基因工程干扰素最大的区别是它是多型多价的，至少有20多个亚型，可以联合发挥协同效应，效果更好；基因工程干扰素一般是单价的，顶多做成二价或三价，效果就差远了。我的想法是把人白细胞干扰素开发成滴眼剂、滴鼻剂、涂剂、喷剂，其效果肯定比基因工程的同类产品好得多。一人份人白细胞50￥可以产生100ml60000IU干扰素，可以稀释成10000ml产品，每支产品10ml就是1000份产品，每份产品5--10￥，就是5000——10000￥。

据物理学家组织网1月8日（北京时间）报道，最近，美国加州大学戴维斯分校的化学家通过基因工程对蓝藻进行了改造，使其能生产出丁二醇，这是一种用于制造燃料和塑料的前化学品，也是生产生物化工原料以替代化石燃料的第一步。相关论文发表在1月7日的美国《国家科学院学报》上。论文领导作者、加州大学戴维斯分校化学副教授渥美翔太（音译）说：“大部分化学原材料都是来自石油和天然气，我们需要其他资源。”美国能源部已经定下目标，到2025年要有1/4的工业化学品由生物过程产生。生物反应都会形成碳—碳键，以二氧化碳为原料，利用阳光供给能量来反应，这就是光合作用。蓝藻以这种方式在地球上已经生存了30多亿年。用蓝藻来生产化学品有很多好处，比如不与人类争夺粮食，克服了用玉米生产乙醇的缺点。但要用蓝藻作为化学原料也面临一个难题，就是产量太低不易转化。研究小组利用网上数据库发现了几种酶，恰好能执行他们正在寻找的化学反应。他们将能合成这些酶的DNA（脱氧核糖核酸）引入了蓝藻细胞，随后逐步地构建出了一条“三步骤”的反应路径，能使蓝藻将二氧化碳转化为2,3丁二醇，这是一种用于制造涂料、溶剂、塑料和燃料的化学品。渥美翔太说，由于这些酶在不同生物体内可能有不同的工作方式。在实验测试之前，无法预测化学路径的运行情况。经过3个星期的生长后，每升这种蓝藻的培养介质能产出2.4克2,3丁二醇——这是迄今将蓝藻用于化学生产所达到的最高产量，对商业开发而言也很有潜力。渥美翔太的实验室正在与日本化学制造商旭化成公司合作，希望能继续优化系统，进一步提高产量，并对其他产品进行实验，同时探索该技术的放大途径。

来源：石家庄日报日前，华北制药集团新药研发公司承建的微生物药物国家工程研究中心项目，通过了省发改委组织的验收。这标志着微生物药物国家工程研究中心正式落户华药。 微生物药物国家工程研究中心2004年经国家发改委批准建设，总投资约1.4亿元，是“十五”期间国家重点建设的23个国家工程研究中心之一，是我国在微生物药物方面唯一由国家命名的工程研究中心。 按照国家对国家级工程研究中心的定位，国家工程研究中心是代表我国相关领域内国家水平的专业性研究开发机构，具备原始创新、集成创新、对引进技术消化吸收和再创新的能力，形成从产品源头开发、中试到产业化的一整套技术体系。该中心依托于华北制药集团新药研究开发公司， 采用基因工程等现代生物技术，开展微生物菌种的选育、发酵、提取分离等方面的工艺研究，为微生物制药产业发展提供技术保障。 目前，该中心建成了27000株菌的微生物菌种资源库，54000种微生物产物的化合物库，微生物药物高通量筛选及活性评价技术平台、菌种选育技术平台、微生物药物工程化生产验证平台等，形成了规范化、专业化的微生物药物研发和工程化验证技术体系。建设期间，成功开发了9个微生物药物新产品，完成了柔性系统集成技术验证，初步具备了向行业转移相关技术的能力。 目前，华北制药已经成为河北省唯一拥有国家级企业技术中心、国家863高技术成果产业化基地、国家工程研究中心三个国家级重要称号的单位。

第五章 基因工程 5.1 基因工程的四大要素及其实施要点1.工具酶1)限制性内切酶2)连接酶3)修饰酶4)DNA聚合酶：A. DNA聚合酶I；B. Klenow fragmentC. T4 or T7 DNA polymeraseD. Taq DNA polymeraseE. RT: 依赖RNA的 DNA polymerase5)依赖于DNA的RNA聚合酶6)T4噬菌体多核苷酸激酶TK：磷酸化7)碱性磷酸酶:脱磷酸细菌碱性磷酸酶(B. Alkaline Phosphatase)小牛肠碱性磷酸酶(Calf intestinal Phosphatase) 2.目的基因的分离方法及其用途 分离方法基因分离的物理化学方法鸟枪法cDNA文库的建立与基因的分离直接从特定的mRNA中分离基因基因组文库的建立和基因的分离从蛋白质入手分离编码此蛋白的基因基因的化学合成利用PCR or RT-PCR分离基因 用途研究该基因的全貌与内涵，如详细分析其结构，功能及其调控与正常基因对比，寻找异常基因的异常点，进而探索疾病发生的分子生物学机理及治疗对策研究生物种系进化与相关同源性应用某种基因的大量表达，生产所需要的蛋白质或多肽改良某些目的基因，以改良品种建立基因疗法。选用某种正常基因，引入患者体内，治疗某些先天性遗传疾病。 3.基因工程载体一、定义二、载体具备3 的条件：三、载体的种类：质粒载体细菌用的表达载体λ载体粘粒载体M13噬菌体载体真核细胞用载体人工染色体（YAC，8 BAC，9 PAC，10 MAC） 4.受体细胞和重组基因的导入[si