细胞工程的应用细胞工程的应用(一)动物细胞工程的应用(一)动物细胞工程的应用1.1.在疫苗生产上的应用在疫苗生产上的应用 疫苗是一种其主要成分具有免疫原性的蛋白质它是 利用动物细胞大规模培养技术生产的最成熟的一种产品例如讲乙型肝炎表面 抗原基因插入哺乳动物细胞内进行高效表达,已生产出乙型肝炎疫苗2 2.在干扰素生产上的应用.在干扰素生产上的应用 干扰素是以一种在同种细胞上具有广谱抗病毒活性的蛋白质,其活性的发挥受细胞基因组的调节和控制,涉及 RNA 和蛋白质的合 成3.3.繁育优良品种繁育优良品种 目前,人工受精、胚胎移植等技术已广泛应用于畜牧业生产 精液和胚胎的液氮超低温( -196 摄氏度)保存技术的综合使用,使优良公畜、 禽的交配数与交配范围大为扩展,并且突破了动物交配的季节限制另外,可 以从优良母畜或公畜中分离出卵细胞与精子,在体外受精,然后再将人工控制 的新型受精卵种植到种质较差的母畜子宫内,繁殖优良新个体综合利用各项 技术,如胚胎分割技术、核移植细胞融合技术、显微操作技术等,在细胞水平 改造卵细胞,有可能创造出高产奶牛、瘦肉型猪等新品种特别是干细胞的建 立,更展现了美好的前景。
4.4.临床医学与药物临床医学与药物 自 1975 年英国剑桥大学的科学家利用动物细胞融合技术首 次获得单克隆抗体以来,许多人类无能为力的病毒性疾病遇到了克星用单克 隆抗体可以检测出多种病毒中非常细微的株间差异,鉴定细菌的种型和亚种 这些都是传统血清法或动物免疫法所做不到的,而且诊断异常准确,误诊率大 大降低二)植物细胞工程的应用(二)植物细胞工程的应用1.1. 在果树园林花卉在果树园林花卉 林木生产实践中应用细胞工程技术主要是微繁殖和去病毒 技术几乎所有的果树都患有病毒病,而且多是通过营养体繁殖代代相传的 用去病毒试管苗技术,可以有效地防止病毒病的侵害,恢复种性并加速繁殖速 度近年来,对经济林木组织培养技术的研究也受到很大的重视采用这一技 术可比常规方法提前数年进行大面积种植特别是有些林木的种子休眠期很长, 常规育种十分费时植物细胞工程技术使现代花卉生产发生了革命性的变化 1960 年,科学家首次利用微繁殖技术将兰花的愈伤组织培养成植株后,很快形 成了以组织培养技术为基础的工业化生产体系——兰花工业现在,世界兰花 市场上有 150 多种产品,其中大部分都是用快速微繁殖技术得到的试管苗。
从 此,市场供应摆脱了气候、地理和自然灾害等因素的限制2.2.粮食与蔬菜生产粮食与蔬菜生产 利用细胞工程技术进行作物育种,是迄今人类受益最多的 一个方面我国在这一领域已达到世界先进水平,以花药单倍体育种途径,培 育出的水稻品种或品系有近百个,小麦有 30 个左右在常规的杂交育种中,育 成一个新品种一般需要 8~10 年,而用细胞工程技术对杂种的花药进行离体培 养,可大大缩短育种周期,一般提前 2~3 年,而且有利优良性状的筛选前面 已介绍过的微繁殖技术,在农业生产上也有广泛的用途,其技术比较成熟,并 已取得较大的经济效益蔬菜是人类膳食中不可缺少的成分,它为人体提供必 需的维生素、矿物质等蔬菜通常以种子、块根、块茎、插扦或分根等传统方 式进行繁殖,化费成本低但是,在引种与繁育、品种的种性提纯与复壮、育 种过程的某些中间环节,植物细胞工程技术仍大有作为3 3.在食品工业中的应用.在食品工业中的应用 A 生产香料 利用植物细胞大规模培养技术已能生产西多种香料物质例如, 在热带栀子花的细胞培养中产生的单萜葡萄苷、格尼帕甙和乌口树甙的产量很 高B 生产调料 利用植物细胞培养已能生产较多的天然调料,例如在甜叶菊的培 养细胞中能积累甜菊苷,此物质是一种天然甜味剂,味道大约是制糖的 300 倍。
四四. .细胞工程的前景细胞工程的前景细胞工程已经渗透到人类生活的许多领域,取得了许多具有开发性的研究 成果,有的在生产中推广,收到了明显的经济和社会效益随细胞工程技术研 究的不断深入,它的前景和产生的影响将会日益地显示出来动物细胞培养工程发展的总方向是:大型化、自动化、精巧化、低成本、高 细胞密度、高目的产品产量具体地说,就是:(1) 开发能高密度生长、能分泌大量目标产品的细胞系这些细胞系应具 有放大的目的基因或具有选择性标记,从而可以保持对特定产物的表达2) 开发细胞生长性能优良、解离细胞容易,并能重复使用的新型廉价微载 体3) 研制更大规模的高无菌条件的生物反应器和剪切力小、混合性能良好 的新型搅拌系统4) 将其它领域(诸如自动控制、传感器)的高精尖技术移植于细胞培养工 程领域,以提高大规模培养的自动化、精巧化水平,并能更经济地设计流加或 灌注培养过程5) 由于某些生长因子基因在导入哺乳动物细胞后,其表达产物有可能使 细胞脱离血清生长,这一途径对于今后的哺乳动物细胞基因工程有很大吸引力, 并将推动无血清培养基的开发进入一个崭新阶段植物细胞工程技术是现代生物技术中发展比较成熟的技术,是植物改良的有效途径和方法。
随着现代农业的不断拓展,植物细胞工程技术应不断开拓新的应 用领域,如推动植物细胞工程技术与空间技术的结合,发展空间细胞融合技术,加 强海洋生物技术的应用,利用植物细胞工程技术培育海藻新品种,生产海洋来源 的植物功能产品,开拓植物细胞工程在环境保护中的应用等细胞工程作为科学研究的一种手段,已经渗入到生物工程的各个方面,成 为必不可少的配套技术在农林、园艺和医学等领域中,细胞工程正在为人类 做出巨大的贡献。