浅谈转基因技术

浅谈转基因技术

（北京林业大学 园林学院 风园专业）

摘要：无可置疑，当今的生命科学技术已经走向成熟，在实践方面，生物技术产业也已初露端倪。我相信不久的将来，转基因技术将会贯穿于工业发展，城市建设，甚至于人们的日常作息中，越来越多的人能认识到转基因技术。

关键词：转基因技术；遗传学；历史；应用

Author: Wang Yumeng Discoursing Transgenic technology Journal of Beijing Forestry University [Ch.20 ref.]

College of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, 100083, P.R. China;

Summary: Be above suspicion doubt, life science and technology today has matured. In practice, the biotechnology industry has also been created. I believe that in the near future, will the transgenic technology applied to the industrial development, city construction, even in people's daily schedule, more and more people recognize the transgenic technology.

Key words: Transgenic technology; hereditism; history; application

1.转基因技术的介绍与历史发展

1.1转基因技术的介绍

转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgenic technology）。人们常说的\遗传工程\、\基因工程\、\遗传转化\均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为\遗传修饰过的生物体\（Genetically modified organism，简称GMO）。2012年8月30日，国际环保组织绿色和平向媒体披露美国塔夫茨大学用中国儿童做转基因大米试验，该大学已经承认。

Genetically Modified——转基因，简称GM。是指运用科学手段从某种生物体中提取所需要的基因，将其转入另一种生物中，使与另一种生物的基因进行重组，再从结果中进行数代的人工选育，从而获得特定的具有变异遗传性状的物质。与杂交不同，该技术

利用转基因技术可以创造新染色体，改变动植物性状，培育新品种，具有更大的随机性、不确定性。也可以利用其它生物体培育出期望的生物制品，用于医药、食品等方面。 1.2转基因技术的分类 1.2.1植物转基因

植物转基因是基因组中含有外源基因的植物。它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得，有可能改变植物的某些遗传特性，培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。而且可用转基因植物或离体培养的细胞，来生产外源基因的表达产物，如人的生长素、胰岛素、干扰素、白介素2、表皮生长因子、乙型肝炎疫苗等基因已在转基因植物中得到表达。 1.2.2动物转基因

动物转基因就是基因组中含有外源基因的动物。它是按照预先的设计，通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵，再以生殖工程技术，有可能育成转基因动物。通过生长素基因、多产基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生虫基因、抗病毒基因等基因转移，可能育成生长周期短，产仔、生蛋多和泌乳量高，转基因超级鼠比普通老鼠大约一倍。生产的肉类、皮毛品质与加工性能好，并具有抗病性，已在牛、羊、猪、鸡、鱼等家养动物中取得一定成果。

但由于转基因动物受遗传镶嵌性和杂合性的影响，其有性生殖后代变异较大，难以形成稳定遗传的转基因品系。因而，尝试从受体动物细胞中分离出线粒体，以外源基因对其进行离体转化，再将转基因线粒体导入受精卵，所发育成的转基因动物雌性个体外培养的卵细胞与任一雄性个体交配或体外人工受精，由于线粒体的细胞质遗传，其有性后代可能全都是转基因个体。 1.2.3人工转基因

将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术（Transgenic technology）。人们常说的“遗传工程”、“基因工程”、“遗传转化”均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常被称为“遗传修饰过的生物体”（Genetically modified organism，简称GMO）。 1.3转基因技术的历史

1900年 孟德尔定律被重新发现，遗传学诞生

1909年 丹麦遗传学家约翰逊创造了“基因”这个名词，指出基因型与表型的区别 1926年 摩尔根发表了著名的《基因论》

1927年 穆勒用x射线诱发了果蝇突变,表明基因会受到损伤发生变化

1928年 肺炎双球菌的转化实验说明DNA赋有特定的遗传性

1953年 沃森和克里克在<>上发表<<核酸的分子结构>>一文,阐明DNA的双

螺旋结构

1957年 克里克提出了著名的遗传信息流------中心法则 1961年 莫诺和雅各布提出乳糖操纵子模型,讨论基因调控原理 1966年 美国科学家破译生物界通用的64个遗传密码

1973年 美国柯恩领导的小组开创了体外重组DNA并成功转化大肠杆菌的先河，这一

年被称为基因工程元年

1999年 灵长类（猴子）的克隆也顺利诞生，同年底科学家发现只需300个左右的基

因即成一个最简单的生命。这意味着在不远的将来人类也许可以在实验室里创造生命。

2000年6月 人类基因组工作框架已经测序完成，该计划的完成对人类认识自我乃至推动

整个生命科学的发展无疑具有极其重要的意义。

2.转基因技术的应用

2.1转基因技术在医学方面的应用

转基因技术在开发新药物、开发新原料和为研究疾病提供新手段等方面具有重要的意义，为防治危害人类的各种疾病如传染病、内分泌疾病、恶性肿瘤和心血管疾病等开辟了新的天地。

人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）于1990 年正式启动，其目的是阐明人类基因组DNA 长达3 X109 碱基对的序列，发现所有的人类基因并阐明它们在染色体上的位置，从而揭示出人类遗传信息。人类基因组计划提出的原因一部分就是为了解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题，因为人类基因组测序的完成将有利于这些疾病的定位、克隆和鉴定，从而为这些疾病的基因诊断和未来的基因治疗奠定了基础。 2.1.1基因治疗的原理

基因治疗是指将正常的外源基因导入生物体内以弥补所缺失的基因、关闭或降低异常表达的基因，以达到治疗遗传性疾病的目的。目前基因治疗的方法在治疗恶性肿瘤、心血管疾病及传染病有重要应用。

因治疗中最合适的受体细胞能够自我更新的造血干细胞群体。这种细胞可以容易地从骨髓中取出，在体外进行操作之后，再重新放回患者的体内。现在也可应用其他细胞，如肝和皮肤细胞，作为基因治疗受体细胞。 2.1.2基因治疗的应用

（1）遗传性疾病的基因治疗

世界上大多数人类遗传疾病是由于单基因缺陷引起的。转基因技术的发展，为治疗这些遗传疾病开辟了一条新的希望之路。世界上第一次真正的基因治疗是美国加州大学的科学家给两名晚期!地中海贫血患者进行的，但最终失败。世界上第二次真正的基因治疗发生于1990 年。美国国立卫生院的科学家用反转录病毒作为载体，把腺苷脱氨酶（adenosine delaminate，ADA）基因转染至一名患ADA 缺陷症女孩的淋巴细胞，使这个患者先天缺损的免疫系统趋于正常。ADA 缺陷最主要是影响到造血细胞，积累的脱氧腺苷导致未成熟的T 细胞（产生胸腺的细胞）解体。在正常的细胞中，ADA 酶是组成地表达，而且只需要少量即可阻止dATP（deoxyadenosinetriphosphate，脱氧腺苷三磷酸）的累积。 （2）恶性肿瘤的治疗

用反转录病毒将毒素基因导入癌细胞中，在靶细胞中表达毒素并发挥杀伤作用，但对其他细胞的毒性较低。目前这类载体已被改造为只攻击带有特殊标记的细胞，这样就可以运送常规的治疗蛋白，从而具有普遍意义。 （3）传染病的基因治疗

前几年，人们“谈癌色变”，而近几年，由于艾滋病患者数量不断增加，加上艾滋病的致死特点，使得人们有了“谈艾滋病色变”的感觉。美国科学家用反转录病毒将编码CD4 分子的基因导入上皮细胞及小鼠的成纤维细胞并使之表达，目的是抑制艾滋病病毒HIV 的繁殖。还有将编码艾滋病病毒RNA 降解的核酸酶基因转染淋巴细胞，可以抑制HIV 病毒的传播。利用类似的方法还可以治疗人乳头瘤病毒、巨细胞病毒及肝炎病毒的感染。 2.2转基因技术在农业方面的应用

现在转基因研究遍布全世界，转基因作物的种植面积迅速增加，其产值也逐年升高，其中美国和加拿大的田间试验最多。植物转基因在农业上的应用主要表现在以下几个方面： 2.2.1品质遗传改良

作物的优质一直是人们追求的目标，目前利用转基因植物可以有效地改良植物的品质特性。如韩国用转基因技术育成了一种便于淀粉加工的特异性微型薯种，个体如葡萄，结果性状也似葡萄，产量高达普通马铃薯产量的3倍，淀粉含量达40％。

目前用于改良作物产品质量的基因主要有：控制果实成熟的基因；谷物种子贮藏蛋白基因；控制脂肪合成基因等。如中国农业大学成功地将高赖氨酸基因导人玉米，获得的转基因玉米中赖氨酸含量比对照提高10％；华中农业大学和中国科学院植物研究所分别获得了延迟成熟的转基因番茄，储藏时间可延长1～2个月，有的可达80d以上。