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    基因:改变人类命运的新技术<%=id%>


        
        20世纪90年代两项最重大的技术进步,是I(internet,互联网)和G(genetics,基因技术)。目前正在发生的紧接着“网络技术”的另一次突破性技术进步--生物技术,其知识积累过程已经长达数千年,却在最近50年内产生了跃变,使得基于这一技术部门的整个经济发展的速度可以大大超过1990年以来“网络经济”的发展速度。生物技术的崛起很可能就此形成一个以往任何时代的增长速率都无法比拟的新的发展阶段。
        
        基因技术革命是一场改变人类自身命运的一次革命,她开启了人类关于自身生命秘密研究的崭新领域,目前,人们对基因工程技术的应用只是万里长征走出了第-步,但它在发展中所释放出来的巨大能量,已经在改写着人类生产生活的历史。
        
        医药行业是巨大受益者
        
        医药行业最早感受到了基因科学可能带来的巨大效益。随着基因密码的破解,每个人都会有一个基因“*”,把自己独一无二的遗传密码存入“*”中,医生可以根据每个病人的基因类型配制药物,进行治疗,“对人下药”,从而达到最佳治疗效果,一些疾病如癌症、心脏病等危害人类健康的5000多种遗传病,以及与遗传有关的关节炎、心血管疾病、糖尿病等都可以得到早期诊断和治疗。这也将大大缩短药物研制时间和大大降低药物研制费用,使药物的开发研究过渡到基因制药阶段。目前已有500个基因用于药物开发,到人基因组计划(HGP)完成时,这一数目将增加6到20倍,达到3000-10000个。
        
        人类基因组研究计划最直接和容易产生效益的地方就是基因诊断。基因诊断是指运用现代分子生物学和分子遗传学方法检查基因的结构及其表达产物,是目前诊断技术中最具发展前途的技术。通过基因诊断能够在遗传病患者还未发现出任何症状之前就能确诊。其次,肝炎、癌症、艾滋病都与病毒有关,而通过基因诊断技术就可以顺利检查出隐藏在人休细胞基因中的病毒,从而在造成危害之前消灭它们。基因诊断技术不仅在疾病检测上具有重要意义、而且在婚前检查、亲子鉴定等人类生活方面具备广阔运用前景。
        
        由于人类的3000多种疾病大都具有遗传性,科学家们早就认为只有从基因修复入手才能*许多疾病,这就是基因治疗。基因治疗被称为人类医疗史上的第四次革命,它是将健康和正常的基因通过某种载体导入人体细胞中有缺损或有变异基因的部位,以替代缺损或变异的基因,从而治疗疾病的一种方法。基因治疗被认为是治疗遗传病的唯一方法,把第9凝血因子置入患者可以治疗血友病,把胰岛素置入糖尿病患者的体细胞可以治疗糖尿病。遗传学表明人类有6500种遗传性疾病是由单个基因缺陷引起的,而通过基因治疗置入相关基因将使人类的许多不治之症得以克服。目前,世界上已有逾千名患者进行了这方面的治疗。基因治疗的对象现已包括血友病、严重贫血、关节炎、心血管病、癌症,甚至艾滋病等15种以上疑难顽症。预计到2010年或2020年,基因疗法将成为一种普通的治疗方法。
        
        据报道,美国费城儿童医院的研究者们在应用基因疗法防治艾滋病方面取得了重大突破。他们利用已感染艾滋病病毒的人体细胞进行试验,采用他们的新方法可以阻止有病基因的扩张,并能使有病基因感染功能减少80%-90%。
        
        基因疗法的出现为治疗大脑疾病也带来了全新希望。它既能保证大脑的安全,又能迅速有效地*大脑病变,科学家们已将此疗法用于动物试验获得成功。基因疗法还可以在胎儿出生前,就可为其*遗传性疾病,基因疗法将给人类优生优育带来美好前景。
        
        此外,基因疗法还可用于遗传免疫方面,转入一些基因,便可以免除癌症和传染病。基因疗法将来还可以对人各方面进行按需改造,使矮个子的人长得高些、使人的寿命更长、使人更加漂亮等等,做法很简单,只要导入体内一些原本不存在的基因,对体内的基因进行正负调节就可以厂。
        
        把一个生物体中的遗传信息(DNA)转入另一个生物体内,这就是基因克隆。它不仅可以培育出自然界不可能产生的新物种,而且可以培养带有人体基因的动植物作为“生物反应器”生产基因工程产品,还可制造用于人体脏器移植的器官,从而解决供格值的人体器官来源不足的问题。相信在不远的将来,基团工程在医药领域将会发挥更大的作用,为人类造福。
        
        农业领域创造奇迹
        
        基因工程在农业领域,同样创造出了奇迹。对不同生物的基因,根据人们的意愿,在体外进行切割、拼接和重新组合,再转入生物体内,就可以产生出人们所期望的产物,或创造出只有新的遗传特征的生物类型,或达到人们所期望的某种目标。例如,我们要获得-种抗虫的农作物,就要先分离到一段基因,这个基因编码有某种专门杀虫的毒蛋白,然后将这个基因放在一个载体上,通过载体将这段基因转到农作物植株细胞的DNA上去。这样,在这些转入基因的农作物细胞中就能产生这种杀虫的蛋白、虫子一吃就会被杀死。这种能杀虫的特性可以随着DNA的复制而传给后代,因此,这种良好的特性就被固定下来了。这就是整个基因工程的操作过程。
        
        利用基因,人们可以改良果蔬品种,提高农作物的品质,更多的转基因植物和动物、食品将问世,人类可能在新世纪里培育出超级作物。美国、加拿大等国利用转基因技术制造的基因食品已陆续登陆各国市场。
        
        很久以来,科学家就梦想使农作物自身具备抗虫害能力。基因工程在农药领域的应用,终于使这一梦想不再遥远。这一产业的典型代表是美国孟山都公司。该公司几年前就分离出抗虫害基因并成功地将其植入农作物体内。1998年该公司试种含有抗虫基因的土豆的面积已达1800公顷,今春还在美国南部播种200万亩的抗虫害基因棉花。美国另几家公司今年也向农户提供了可播种50万亩的抗虫害基因的玉米种子。
        
        在基因作物产业的带动下,基因动物产业的发展步伐也加快了许多。世界上第一头克隆羊“多莉”死了,但更多的“克隆动物”将会面世。我国科学家已经在世界上率先启动了家猪基因组测序计划,并将尽快拿出框架图,从而为家猪的改良,医学研究提供基因序列信息。
        
        基因技术的出现,彻底改变了传统生物科学技术的被动状态,使得我们可以克服物种之间的遗传屏障,按照人们的愿望,定向培养或创造出自然界所没有的新的生命形态,以满足人们的要求,例如蛋白质工程,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、计算机辅助设计突变区、对蛋白质的DNA进行突变改造等诸多过程。它为改造蛋白质的结构和功能找到了新的途径,大大推动了蛋白质和酶学研究的发展,也为蛋白质(包括酶)的实用化开拓出美好的前景。
        
        创造“生物-材料”新时代
        
        基因技术与纳米技术的结合将给人类带来“生物材料”时代。
        
        可以想像,纳米尺度上的制造业可以把我们现在的几乎一切不同生产部门的生产过程简化为单-的,改变原于排序的过程。纳米技术(nanotechnology),泛指一切应用尺度在10亿分之一米范围内的技术。常见病毒的尺度是10-50纳米,常见微生物的尺度是300-1000纳米,典型原子的直径约为0.1纳米,而电子与原子核之间的典型距离约为O.05纳米。因此使用纳米技术可以一个细胞一个细胞地生产新型生物材料(如杜邦公司生产的GT3,即“第三代纺织品”),也可以逐个地医治生物体内有病的细胞,以纳米材料制造的生物芯片的速度在原则上是硅片速度的10000倍。在纳米尺度上,有机与无机的差异正在消失,生命体与无生命体的差异正在消失,甚至连“时间”与“空间”、“物质”与“非物质”的区分也成了问题。
        
        基因工程和纳米技术的结合可以使人类制造能抵抗感染或发育缺陷的蛋白质,大规模生产各种抗体用来对付癌症,抗老化和控制肥胖,培值能在几年内而不是几十年内长成的树木满足木材需求,建造用于生产工业塑料的生态工厂取代整个石油化工产业,以昆虫类和动物活动来生产最结实的纤维和最坚硬的合成品,制造比当今最快的速度还快几干倍的生物蛋白质计算机,合成皮肤、血液、骨路、以及人类主要细胞的合成,在受到损坏时有自动修复能力的新型包装及造型材料,具有人类肌肉的伸缩功能的生物合成材料用来取代体力劳动,自动吸收和清洁污迹的材料,可以根据环境自动变形的合成材料广泛用于工业、消费、医疗保健,无污染和几乎免费的生物能源的使用,用来获取和保存太阳能的生物涂料,在人体内巡回视察寻找并纠正老化细胞的“智能鼠”,等等。
        
        基因不只是在医药、农业和材料制造方面能发挥作用,在日常生活中,基因产业几乎无孔不入,在军事、采矿、环保等各个领域,基因工程都已闪烁出光芒。我们有理由相信,基因工程必将改变整个人类乃至所有地球生物的历史进程。
        
        
         

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