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1、基因工程技术的现状和前景开展摘要从20世纪70年代初开展起来的基因工程技术，经过 30多年来的进步与开展， 已成为生物技术的核心容。许多科学家预言，生物学将成为 21世纪最重要的学 科，基因工程及相关领域的产业将成为 21世纪的主导产业之一。基因工程研究 和应用围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。基因工程应用于植物方面农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。 农作物生物技术的目的是 提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些 领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的开展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒（TMV）的外
2、壳蛋白基因导入烟草 中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的病症，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进展了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境 的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生 物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种（系）也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。 科学家发现极地的鱼体有一些特殊 蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中别离出来， 导入植物体可获得转基因植物，目 前这种基
3、因已被转入番茄和黄瓜中。 随着生活水平的提高，人们越来越关注口 味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改进作物品质也取得了不少进展， 如美国国际植物研究所的科学 家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃 薯品种，具蛋白质含量接近大豆，*提高了营养价值，得到了农场主及消费者的 普遍欢送。在花色、花香、花姿等性状的改进上也作了大量的研究。基因工程应用于医药方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球开展最快的产业之 一，开展前景非常广阔。基
4、因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和 寡核甘酸药物等。它们对预防人类的月中瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括 艾滋病在的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症 上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以到达的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用 于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前,应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试， 并进入临床验证阶段；专门用于治 疗月中瘤的“月中瘤基因导弹也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿 瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德
5、国三国科学家及中外六家研究 机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基 因生物注射剂，最终解决了从剪切、别离到吞食肝细胞肝炎病毒，修复、促进肝 细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。 此项基因学研究成 果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学 成果。基因工程应用于环保方面工业开展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化 能力，已成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。 美国利用DNA重组技术把降解芳姓、菇姓、多环芳姓、脂肪姓的4种菌体基因， 转移到某一菌体中构建出可同时降解 4
6、种有机物的“超级细菌，用之去除石油 污染,在数小时可将水上浮油中的 2/3姓类降解完，而天然菌株需1年之久。 也有人把Bt蛋白基因、球形芽抱杆菌、且表达成功。它能钉死蚊虫与害虫，而 对人畜无害，不污染环境。现已开发出的基因工程菌有净化农药的 DDT的细菌、 降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中 的TNT炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物（铅、汞、镉等）的基因工程菌 及植物等。 90年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因，并赋予表达产 物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因 通过PCR技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外
7、加工重组，最后导入 适宜的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而 * 地提高降解效率。 四、前景展望 由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够 按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产 物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治 疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大奉献。所以， 各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。我国基因工程技术尚落后于兴旺国家，更应 当加速开展，切不可坐失良机。但是，任何科学技术都是一把“双刃剑，在给人类带来
8、利益的同时，也会给人 类带来一定的灾难。比方基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性月中瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克 隆技术如果不加限制，任其自由开展，最终有可能导致人类的消灭。还有，尽管 目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是 十分平安的，毕竟这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和 常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的根底上对其局部性状进展修饰或增加 新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交， 适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的围， 人们对可
9、 能出现的新组合、新性状会不会影响人类安康和环境， 还缺乏知识和经历，按目 前的科学水平还不能完全准确地预测。 所以，我们要在抓住机遇，大力开展基因 工程技术的同时，需要严格管理，充分重视转基因生物的平安性。近两年来我国化学生物学领域的突出进展时间：2015-04-17 来源：学术堂所属分类：应用化学论文原袱题：我国优学生物学研究新进展摘要 作为化学领域的一门新兴二级学科，化学生物学已经成为具有举足轻重作用的交叉的究领域，是推 来生命和隹学学科发展的重要动力.近年来，我国的化学生物学研究正在以前所未有的速度蓬勃发展，在基加 、人才培养、研究鲤费支持等方面SS有了长足的进步.尤其是以国家自然科学
10、基金委*基于化学”吩子探针的 转导过程研究”重大研究计划为依托，我国的化学生物学工作者以小分子探针为工具，充分发挥化学与生命科 多学科综合交叉的优势.对细胞信号转导中的重要分子事件和机理进行了深入的探索，在一些前沿方向上取得 出的成绩，相关研究结果多次发表在顶级的国际期刊上,本文对近两年来我国化学生物学领域取得的故进展 归纳和介绍：（1）基于小分子化合物窗器十的研究。利用有机化学手段，通过设计合成一系列多样化的小分3 合物，以这些探汗为工具深入开展了细胞生理、病理活动的调控机制、细胞关键信号转导通路及重要标、抑 和标记物的发现、基于金属催化剂的活细胞生物分子激活等方面的研究,（力以化学生物学技
11、术为手速，3 展了针时蛋白冻、核酸和糖等生物大分子的合成、特异号记与操纵方法，用以揭示这些生物大分子所参与的生 动的调隹机制；3）采用信号传导过程研究与靶标发现相结合，以实现从功能基因至药物”的药物研发模印 友展了药粉靶后功能谕:正弓化合物瓶选的展告研允策略；（。鼻化学分折大三世，支展了在外子水立,同胞可 或活体动物水平上1获取生物学信息的新方法和新技术.这些研究成果极大地推劭了我国化学生物学的衽步一 用03翳养着文献.关隆同化学生物学-4分子探针生物大分子标记信号转导药枷花粽近年来，化学生物学已经成为具有举足轻重作用的一门新兴穿插学科，是推动未来生命科学和生物医药开展的关键研究领域。通过充分
12、发挥化学和生物学、医学穿插的优势，化学生物学的研究具有重要的科学意义和应用前景，能够深入 提醒生物学新规律，促进新药、新靶标和新的药物作用机制的发现， 造福于人类 的安康事业，推动社会经济开展。目前，化学生物学研究已经引起各国政府和全球重要科研机构的高度重视，成为兴旺国家竞相资助和优先开展的领域之一。化学生物学研究受到各国政府、科研机构和大制药公司的高度重视。 美国国立安康研究院（NIH）提出的生物医 学路线图方案（NIH Roadmap）,将化学生物学设定为 5个研究方向之一。 它们还设立了巨额预算作为化学生物学的培训经费以及建立了假设干着名的小分子化合物筛选平台。例如，博大研究院（Broa
13、d Institute）就是一个由哈佛大 学和麻省理工学院共建的合作单位，致力于开发在生命科学和医药学中能探究基因组学的新工具。化学遗传学 (chemical genetics) 以及化学基因组学 (chemical genomics)在该过程中发挥着重要的作用。耶鲁大学基因组和蛋白质组研究中心 (YaleUniversity Center for Genomics and Proteomics) 专门 成立了化学生物学研究小组，从事化学生物学新技术的开发，并应用于功能基因 组等方面的研究中。美、日和大局部欧洲兴旺国家的一流大学均建立了化学生物 学人才培养方案。各出版机构都相继出版了高水平的化
14、学生物学专业学术杂志， 此外许多生物和化学国际会议也设立了化学生物学分会。这些努力都极推动了国 际上化学生物学研究水平的快速进步。在化学生物学的开展过程中，相继出现了如组合化学、高通量筛选技术、分 子进化、基因组(芯片)技术、单分子和单细胞技术等一系列新技术和新方法， 为化学与生物学、医学穿插领域的研究注入了新的涵和驱动力。近年来，化学生物学家以小分子探针为主要工具，对细胞生命现象，尤其是细胞信号转导过程中 的重要分子事件和机理进展了深入的研究。通过充分发挥小分子化学探针研究信 号转导的优势，探索和阐述信号转导途径的分子事件与规律以及在病理状态下的 变化规律，为疾病的诊断和治疗研究探索新的思路
15、。与此同时，化学生物学在与包括生物化学、分子生物学、构造生物学、细胞 生物学等领域的穿插合作越发深入，研究优势越创造显，这也推动了化学、医学、 药学、材料科学和生物学科相关前沿的探索研究， 现举例介绍目前的一些具体的 穿插研究趋势：第一，生物有机化学与细胞生物学的穿插融合，利用有机化学手 段，通过设计合成一系列多样化的分子探针， 研究细胞信号转导过程的重要分子机理；第二，药物化学与医学的穿插融合，为了实现从功能基因到药物的药物研发模式，采用信号传导过程研究与靶标发现相结合，注重药物靶标功能确证与化合物筛选相融合的研究策略；第三，化学生物技术与生命科学问题的穿插融 合，以化学生物学技术为手段，着
16、重开展针对蛋白质、核酸和糖等生物大分子的 特异标记与操纵方法，以提醒它们所参与的生命活动的调控机制；第四，分析化学与生物学的穿插融合，以化学分析为手段，开展在分子水平、细胞水平或活体 动物水平上获取生物学信息的新方法和新技术。化学在让生命可视、可控、可创 造的进程中日益彰显其核心作用。以下对近两年来我国化学生物学领域取得的突出进展加以具体的归纳和介 绍。1基于小分子化合物及探针的研究1.1以小分子化合物为探针，深入研究细胞生理、病理活动的调控机制自吞噬(autophagy) 是细胞的一个重要降解机制。中国科学院有机化学研究 所马大为和美国哈佛大学袁钧英合作，发现 spautin-1 可以特异性地抑制泛素 化酶USP10和USP13,进一步促进了 VPS34/P13复合物的降解，导致特异 性地抑制自吞噬。他们发现 USP10和USP13作用于VPS34 / P13复合物的 亚单位Be
