基因工程的主要成果及發(fā)展前景

基因工程的主要(zhǔyào)成果及發(fā)展前景1共四十八頁主要(zhǔyào)內(nèi)容基因工程概述基因工程的發(fā)展簡史基因工程的主要(zhǔyào)成果基因工程的發(fā)展前景2共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)的定義

基因工程（geneticengineering）技術(shù)是指按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的藍(lán)圖，利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，特別是酶學(xué)技術(shù)，對遺傳物質(zhì)DNA直接競相體外重組操作與改造，將一種生物（供體）的基因轉(zhuǎn)移到另外(lìnɡwài)一種生物（受體）中去，從而實(shí)現(xiàn)受體生物的定向改造與改良。3共四十八頁①從細(xì)胞(xìbāo)中分離出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片斷③分離大腸桿菌中的質(zhì)粒④DNA重組⑤用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌⑥培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因基因工程的基本(jīběn)程序4共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)的發(fā)展簡史1972年，以H.Boyer，P.Berg等人為代表的一批美國科學(xué)家發(fā)展了關(guān)于重組DNA技術(shù)。并于1972年得到了第一個(gè)重組的DNA分子，1973年完成頭一個(gè)細(xì)菌基因的克隆。1973年，美國斯坦福大學(xué)和舊金山大學(xué)Coken和Boyer兩位科學(xué)家成功地進(jìn)行了DNA分子重組試驗(yàn)，揭開了基因工程發(fā)展的序幕。1975年，F(xiàn).Sanger以及A.Maxam和W.Gilbert發(fā)明了快速的DNA序列測定(cèdìng)技術(shù)。1977年，第一個(gè)全長5387bp的噬菌體φX174基因組測定完成。1978年，首次實(shí)現(xiàn)了通過大腸桿菌生產(chǎn)由人工合成基因表達(dá)的人腦激素和人胰島素。1981年，R.D.Palmiter和R.L.Brinster成功獲得第一個(gè)轉(zhuǎn)基因小鼠；A.c.Spradling和G.M.Rubin培育出轉(zhuǎn)基因果蠅。1982年，第一個(gè)由基因工程菌生產(chǎn)的藥物——胰島素，在美國和英國獲準(zhǔn)使用。5共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)的發(fā)展簡史1984年，Bevan報(bào)告了從糞鏈球菌中提取的基因植入煙草（Nicotinaplumbaginifolia）的基因組，開創(chuàng)了轉(zhuǎn)基因生物時(shí)代。1988年，J.D.watson出任“人類基因組計(jì)劃”首席科學(xué)家，協(xié)調(diào)舉世矚目的人類基因組測序工作的進(jìn)行。1989年，我國首個(gè)基因工程藥物IFN-aI1989年經(jīng)衛(wèi)生部批準(zhǔn)獲新藥證書。1994年，美國農(nóng)業(yè)部（USDA）和美國食品與藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)第一個(gè)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品——延熟保鮮轉(zhuǎn)基因番茄進(jìn)入市場之后，大量的轉(zhuǎn)基因生物作為食品進(jìn)入人們的生活。1995年，自然雜志匯集發(fā)表了人基因組全物理圖，以及3號(hào)、16號(hào)和22號(hào)人染色體的保密度物理圖。1997年，中國科學(xué)院國家基因研究中心以洪國藩教授為首的科學(xué)家小組，在世界上首次(shǒucì)成功構(gòu)建了高分辨率的水稻基因組物理圖；英國愛丁堡羅斯林研究院首次(shǒucì)克隆成功多莉羊，引起世界轟動(dòng)。2009年，我國率先利用基因工程生產(chǎn)出了流感疫苗。6共四十八頁基因工程的主要(zhǔyào)成果

基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生基因工程與食品工業(yè)基因工程與農(nóng)牧業(yè)基因工程與環(huán)境保護(hù)(huánjìngbǎohù)基因工程與生物能源的開發(fā)7共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與醫(yī)藥衛(wèi)生1、基因工程(jīyīngōngchéng)制藥我國基因工程制藥實(shí)施產(chǎn)業(yè)化始于上世紀(jì)80年代末期，目前基因工程制藥主要瞄準(zhǔn)一些重大的常見疾病，如艾滋病、癌癥、糖尿病、抑郁癥、心臟病、老年性癡呆癥、中風(fēng)、骨質(zhì)疏松癥等嚴(yán)重危害人類健康并流行范圍較廣的病癥。8共四十八頁基因工程制藥的技術(shù)(jìshù)路線基因工程細(xì)菌發(fā)酵制藥

基因工程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)制藥

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物(shēngwù)反應(yīng)器制藥轉(zhuǎn)基因植物生物反應(yīng)器制藥

9共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與醫(yī)藥衛(wèi)生基因工程(jīyīngōngchéng)制藥的主要流程：獲得目的基因（DNA特定片段）→選擇基因的合適運(yùn)載體（另一種DNA分子）組建重組質(zhì)?！▽⒅亟MDNA引入細(xì)菌或動(dòng)植物細(xì)胞并使其增殖）構(gòu)建工程菌（或細(xì)胞）→培養(yǎng)工程菌→（蛋白質(zhì)、多肽、酶、激素、疫苗、細(xì)胞生長因子及單克隆抗體等）產(chǎn)物分離純化→除菌過濾→半成品檢定→成品檢定→包裝。10共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)藥物（1）重組(zhònɡzǔ)蛋白質(zhì)或多肽類藥物分類品種代表細(xì)胞因子1、集落刺激因子（CSF）：GM-CSF、G-CSF2、干細(xì)胞因子（SCF）3、腫瘤壞死因子（TNF）4、白細(xì)胞介素（IL）5、干擾素（IFN）6、促紅細(xì)胞生成素（EPO）等蛋白質(zhì)激素人胰島素、胰高血糖素、人生長激素降鈣素、生長激素溶血栓藥物重組葡激酶、抗血栓多肽、重組水蛭素組織血栓溶酶活化蛋白（T-PA）、凝血因子Ⅷ；其他轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）、白血病抑制因子（LIF）等、毒素、單抗、受體及粘附分子11共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)藥物（2）核酸類藥物包括DNA藥物、反義RNA、RNAi藥物、核酶等。通過基因工程方法制備的藥物通常是與天然蛋白質(zhì)具有相同結(jié)構(gòu)和活性的重組蛋白或多肽。這類產(chǎn)品多為人工設(shè)計(jì)(shèjì)，在生理活性、血液中穩(wěn)定性、耐熱性及耐蛋白酶影響等方面性能優(yōu)于天然型蛋白質(zhì)。

12共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與醫(yī)藥衛(wèi)生

在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制藥方面，普遍認(rèn)為乳腺是最佳“廠址”，因?yàn)槿橹粫?huì)進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物本身的新陳代謝，而且從轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中提取蛋白，產(chǎn)量高、生物活性穩(wěn)定。英國羅斯林研究所研制成功的轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中含有可治療肺氣腫病的抗胰蛋白酶；荷蘭的PHP公司用轉(zhuǎn)基因牛生產(chǎn)具有抗菌作用(zuòyòng)的乳鐵蛋白。我國目前已有乳鐵蛋白、白蛋白、凝血因子等進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。在上海奉賢的奉新動(dòng)物試驗(yàn)場，轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中已有了治療B型血友病的凝血因子Ⅸ，研究工作正在順利展開。13共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與醫(yī)藥衛(wèi)生2、基因工程在醫(yī)學(xué)臨床上的應(yīng)用主要包括基因診斷和基因治療(zhìliáo)。它們?yōu)槿祟惣皶r(shí)、有效治療(zhìliáo)惡性腫瘤和心血管等重大疾病和防治肝炎、艾滋病等大規(guī)模流行病帶來希望。14共四十八頁基因(jīyīn)診斷

應(yīng)用(yìngyòng)基因工程診斷疾病即基因診斷，又稱DNA診斷，是利用DNA重組技術(shù)，直接從DNA水平來檢測人類疾病的新的診斷手段。

15共四十八頁基因(jīyīn)診斷

（1）基因診斷遺傳疾病，人體基因組的類型早在受精卵開始時(shí)就已形成，因此在人體發(fā)育的任何時(shí)期，只要獲得受檢者的基因DNA，應(yīng)用恰當(dāng)?shù)腄NA分析技術(shù)，便能鑒定出缺陷的基因。例如α-地中海貧血的Bart’s綜合征是由于編碼α-珠蛋白的α1和α2基因缺失引起(yǐnqǐ)的，應(yīng)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-等位基因寡核苷酸（PCR-ASO）技術(shù)，可以判斷是否患有該病；鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者珠蛋白Bs基因第6個(gè)密碼子突變，可以應(yīng)用限制酶MstⅡ識(shí)別法予以診斷；通過限制性片段長度多態(tài)（RFLP）的連鎖分析，可推測一個(gè)家庭成員和胎兒是否攜帶有遺傳病，這一技術(shù)已成功應(yīng)用于地中海貧血病、苯丙酮尿癥等多種遺傳病的基因診斷。

16共四十八頁基因(jīyīn)診斷

（2）基因診斷也被擴(kuò)大用于傳染性疾病的檢測和診斷，只要找出傳染病原的特異性DNA，制成試劑與患者體液反應(yīng)，如呈陽性便表明患者已感染有該病菌。目前已有結(jié)核桿菌、淋球菌、丙型肝炎、人類免疫缺陷病毒、腸道病毒、肺炎支原體等幾十種疾病科采用此技術(shù)進(jìn)行診斷，并正在推出可檢測幾百種疾病的基因（DNA）芯片，將使檢測診斷的規(guī)模得到飛躍擴(kuò)展，這將是人類基因組草圖完成后最直接(zhíjiē)最大的用途。17共四十八頁基因(jīyīn)診斷

（3）應(yīng)用基因診斷還可以診斷出潛在的病原感染者，為病人的早期對癥治療提供了可靠依據(jù)。例如家養(yǎng)寵物感染弓形蟲病可導(dǎo)致孕婦習(xí)慣性流產(chǎn)、早產(chǎn)、死產(chǎn)、或畸胎，基因診斷可以很快查出病原感染者?；蛟\斷在某種程度上，還能夠防止一些遺傳病出現(xiàn)，減輕癥狀或得到及時(shí)醫(yī)治。例如基因診斷用于早期胎兒的遺傳病診斷，如果發(fā)現(xiàn)“癥狀”便可及早中止妊娠(rènshēn)，從而達(dá)到優(yōu)生的目的。此外，基因診斷技術(shù)在腫瘤診斷中的應(yīng)用也取得了重要成果。例如，用白血病患者細(xì)胞中分離出的癌基因制備的DNA探針，可以用來檢測白血病。18共四十八頁基因治療

基因治療是把健康的外源基因?qū)氲接谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。或者說用正常的基因取代或修補(bǔ)病人細(xì)胞中有缺陷的基因，從而達(dá)到治療疾病的目的。基因工程的興起(xīngqǐ)，使得基因治療成為可能。一些目前尚無有效治療手段的疾病，如遺傳病、腫瘤、心腦血管疾病、老年癡呆及艾滋病等，可望通過基因治療來達(dá)到防治的目的。19共四十八頁基因治療的方式(fāngshì)

(1)基因矯正或置換，即對有缺陷基因的異常序列進(jìn)行矯正，對缺陷基因精確地原位修復(fù)(xiūfù)，或以正?；蛟恢脫Q異常基因，因此不涉及基因組的任何改變。

(2)基因增補(bǔ)，不去除異常基因，而是通過外源基因的導(dǎo)入，使其表達(dá)正常產(chǎn)物，從而補(bǔ)償缺陷基因的功能。

(3)基因封閉，有些基因異常過度表達(dá)，如癌基因或病毒基因可導(dǎo)致疾病，可用反義核酸技術(shù)、核酶或誘餌轉(zhuǎn)錄因子來封閉或消除這些有害基因的表達(dá)。除上述3大類外，還有如導(dǎo)入病毒或細(xì)菌來源的所謂“自殺基因”或經(jīng)過改造的條件性復(fù)制病毒，只能在p53缺陷的腫瘤細(xì)胞中繁殖以達(dá)到溶解腫瘤細(xì)胞的目的。20共四十八頁基因治療2011年8月10日，發(fā)表于《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》和《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上的一篇論文報(bào)道(bàodào)，科學(xué)家用基因工程改造的自體免疫細(xì)胞治療白血病獲得成功。這種新方法的成功使骨髓移植不再是治療白血病的唯一方法，給白血病的治療帶來了重大突破。21共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與食品衛(wèi)生基因工程在食品領(lǐng)域(lǐnɡyù)中的作用目前涉及到對食品資源的改造、對食品品質(zhì)的改造、新產(chǎn)品的開發(fā)、食品添加劑的生產(chǎn)以及食品衛(wèi)生檢測等方面。利用基因工程技術(shù)不但可以提高食品的營養(yǎng)價(jià)值，去除食物原料中的有害成分，同時(shí)還可以通過對農(nóng)作物品種改良，減少種植過程中農(nóng)藥、化肥等化學(xué)品的使用量。22共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與食品工業(yè)（1）改善食品原料(yuánliào)品質(zhì)

23共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與食品工業(yè)（2）生產(chǎn)酶制劑酶的傳統(tǒng)來源是動(dòng)物肝臟和植物種子，后來因發(fā)酵工程技術(shù)的發(fā)展(fāzhǎn)，使得利用微生物生產(chǎn)各類酶成為可能，20世紀(jì)50年代初開始，分子生物學(xué)和生物化學(xué)的發(fā)展使基因工程技術(shù)在酶制劑方面的應(yīng)用越來越廣泛。凝乳酶是第一次應(yīng)用基因工程技術(shù)把小牛胃中的凝乳酶基因轉(zhuǎn)移到細(xì)菌或真核微生物生產(chǎn)的酶，利用基因工程菌生產(chǎn)凝乳酶是解決凝乳酶供不應(yīng)求的理想途徑。Geoffrog等將編碼牛凝乳酶的基因克隆島乳酸克魯維酵母中發(fā)現(xiàn)，乳酸克魯維酵母能有效地把凝乳酶原分泌到培養(yǎng)基質(zhì)，并成功地進(jìn)行了大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。24共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與食品工業(yè)（3）改良食品(shípǐn)加工性能啤酒制造中對大麥醇溶蛋白含量有一定要求，如果大麥中醇溶蛋白含量過高就會(huì)影響發(fā)酵，容易使啤酒產(chǎn)生混濁，也會(huì)使其過濾困難。采用基因工程技術(shù)，使另一蛋白基因克隆到大麥中，便可相應(yīng)地使大麥中醇溶蛋白含量降低，以適應(yīng)生產(chǎn)的要求。在牛乳加工中如何提高其熱穩(wěn)定性是關(guān)鍵問題，牛乳中的酪蛋白分子含有絲氨酸磷酸，它能結(jié)合鈣離子而使酪蛋白沉淀?，F(xiàn)在采用基因操作，增加k-酪蛋白編碼基因的拷貝數(shù)和置換，k-酪蛋白分子中Ala-53被絲氨酸所置換，便可提高其磷酸化，使k-酪蛋白分子間斥力增加，以提高牛乳的穩(wěn)定性，這對防止消毒奶沉淀和煉乳凝結(jié)起重要作用。25共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與食品工業(yè)（3）改善食品加工(jiāgōng)性能中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)所的研究人員主持的“利用基因工程技術(shù)高效表達(dá)高甜度蛋白”項(xiàng)目已取得可喜進(jìn)展，目前通過專家鑒定。該項(xiàng)成果首次在國際上采用細(xì)菌優(yōu)化密碼子，人工合成了蛋白甜度為相同重量蔗糖甜度1100倍的單鏈monellin甜蛋白基因；通過定點(diǎn)突變，有首次獲得了蛋白產(chǎn)物甜度為相同重量蔗糖甜度4500倍的menellin甜蛋白基因，并通過優(yōu)化發(fā)酵條件使其在大腸桿菌中得到表達(dá)。其表達(dá)效率在40%左右，發(fā)酵時(shí)間僅為24~36h（國外發(fā)酵時(shí)間120~180h）。26共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與食品工業(yè)（4）食品檢測近年來DNA探針雜交技術(shù)在食品微生物檢測中的應(yīng)用研究十分活躍，DNA探針雜交技術(shù)具有特異性強(qiáng)、靈敏度高及操作簡便快速等特點(diǎn)，將是今后(jīnhòu)食品微生物檢測技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前該技術(shù)已用于多種食品中致病菌的檢測。蠟質(zhì)芽孢桿菌（Bacilluscereus）是一種很重要的經(jīng)食物攜帶，能引起人體疾病的微生物，其產(chǎn)生的腸毒素可能會(huì)引起腹瀉、嘔吐等癥狀。傳統(tǒng)的檢測方法如平板接種、生化特征描述等方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，近年來人們通過利用PCR和DNA探針技術(shù)來檢測此類病原菌。例如，Subramanian等通過用限制性內(nèi)切酶BglⅡ從蠟質(zhì)芽孢桿菌質(zhì)粒中獲得了一段大小為3kb的DNA片段為探針，研究發(fā)現(xiàn)，此DNA探針對鑒定蠟質(zhì)芽孢桿菌有高度專一性。27共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)（1）種植業(yè)基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:

第一，通過基因工程技術(shù)獲得高產(chǎn)(ɡāochǎn)、穩(wěn)定和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物；第二，用基因工程的方法培育出具有各種抗逆性的作物新品種。28共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)

取自自然植物體內(nèi)分子較小且富集含硫氨基酸的蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)受體，可以改良(gǎiliáng)作物蛋白質(zhì)的品質(zhì)。例如巴西豆種子內(nèi)含有12kDa的小蛋白，占種子總蛋白的30%，還含17.9%的蛋氨酸和8.7%胱氨酸。該蛋白的CDNA（已合成）與扁豆蛋白基因的啟動(dòng)子、終止子等構(gòu)成嵌合基因，以雙元Ti質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)入煙草，結(jié)果在轉(zhuǎn)基因煙草種子中獲得了表達(dá)，表達(dá)量約為種子總蛋白的5%。以色列的科學(xué)工作者已將分離到的富脯氨酸基因?qū)敕?，在番茄的幼果中得到高度表達(dá)。他們還建立了轉(zhuǎn)基因水稻細(xì)胞系并從中再生出了小植株，從該植株的葉、根以及維管束中發(fā)現(xiàn)了β-葡萄糖苷酸酶（GUS）活性。日本的生命科學(xué)工作者從水稻、松樹和梨樹中分離得到光合作用基因并將其導(dǎo)入光合作用弱的作物，從而加大了作物的光合作用強(qiáng)度，達(dá)到了提高作物產(chǎn)量的目的。29共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)30共四十八頁

加利福尼亞的戴維斯基因工程公司從矮牽牛中分離出一種新藍(lán)色編碼(biānmǎ)基因，將其導(dǎo)入到玫瑰中，獲得了開藍(lán)色花的玫瑰。31共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)

美國研發(fā)了一種可食用的轉(zhuǎn)基因棉籽。他們所采用的方法是通過改變棉樹的基因，減少了棉籽中的有毒化學(xué)物質(zhì)棉子酚的含量，從而使之可以供人類食用。該攻關(guān)課題組負(fù)責(zé)人德克薩斯大學(xué)的植物生物工程學(xué)家基爾蒂·拉索爾說，研究(yánjiū)小組是利用應(yīng)用于癌癥和艾滋病研究(yánjiū)中的RNAi技術(shù)降低棉籽中棉子酚的含量。32共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)

日本研究人員首次將來自人類肝臟的基因?qū)氲久谆蛑?，使稻米能夠消化殺蟲劑和工業(yè)產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，這種新型基因能夠產(chǎn)生代號(hào)為“CPY2B6”的酶，這種酶尤其擅長分解有害化學(xué)物質(zhì)，尤其對13種除草劑具有免疫性。在此之后，美國的文特利亞生物技術(shù)公司研制的轉(zhuǎn)基因水稻可以產(chǎn)生兩種能在母乳、唾液和眼淚中找到的蛋白質(zhì)，這兩種蛋白有助于人類的水合(shuǐhé)反應(yīng)，從而可緩解腹瀉病情。33共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)英國達(dá)勒姆大學(xué)和英國農(nóng)業(yè)基因技術(shù)公司組成的科技攻關(guān)小組，應(yīng)用基因工程技術(shù)，把胰蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)移到作物中成功地獲得表達(dá)，使之變成了耐蟲害的新型(xīnxíng)作物品種。美國培育出既抗蟲又抗兩種除草劑（即抗草甘膦和草銨膦）的玉米我國運(yùn)用基因工程培育成雙抗優(yōu)質(zhì)煙，并在世界上首獲抗蟲轉(zhuǎn)基因黑楊用“自殺”基因防止作物病蟲害用基因工程培育出抗蟲性強(qiáng)的水稻新品系34共四十八頁35共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)（2）養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展需要大量的動(dòng)物優(yōu)良品種，常規(guī)育種技術(shù)往往需大量的種群和漫長的時(shí)間，而轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用具有獨(dú)特(dútè)的優(yōu)勢，轉(zhuǎn)基因家畜的實(shí)驗(yàn)首先是從兔、豬、綿羊開始，目前轉(zhuǎn)基因牛、豬、兔和羊均已問世。含有人生長激素基因的轉(zhuǎn)基因豬生長周期明顯縮短，飼料利用率及瘦肉比大幅度提高。36共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)

曾經(jīng)培育出克隆羊多莉的羅斯林研究所的研究人員(rényuán)已培育出首批轉(zhuǎn)基因小雞，由于經(jīng)過基因改造，這些雞產(chǎn)下的蛋能夠制造可以防治癌癥和其他威脅生命的疾病的藥物。37共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)2011年下半年，南京醫(yī)科大學(xué)培育出一批基因工程豬，這些豬能夠?yàn)槿梭w器官(qìguān)移植提供可用器官(qìguān)，以彌補(bǔ)供體短缺。38共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與農(nóng)牧業(yè)

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)的實(shí)施路線：先將藥物蛋白基因顯微注射入供體動(dòng)物受精卵，再通過移植進(jìn)入(jìnrù)受體動(dòng)物的輸卵管。我國科學(xué)工作者在提高轉(zhuǎn)基因動(dòng)物成功率方面另辟蹊徑，取得了重大進(jìn)展。上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所的科研人員將分子生物“選秀”提取至胚胎囊胚階段，使轉(zhuǎn)基因羊的成功率明顯提高。39共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與環(huán)境保護(hù)

隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了為數(shù)眾多的化合物。其中不少都是能持久存在的有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)的存在對人們所處的環(huán)境造成了極大的威脅?；蚬こ碳夹g(shù)則有望解決這一難題?？茖W(xué)家通過DNA重組技術(shù)得到分解性能較高的工程菌種和具有特殊降解(jiànɡjiě)功能的菌株，從而大大提高有機(jī)物的降解(jiànɡjiě)效率，同時(shí)也擴(kuò)大了可降解(jiànɡjiě)的污染物種類。40共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與環(huán)境保護(hù)（1）利用植物基因工程技術(shù)治理重金屬污染

植物修復(fù)去除Hg的方式：從能夠脫汞的細(xì)菌中得到基因，編碼到植物中，從而不僅能夠增加Hg的抗性，而且(érqiě)還可以增加其揮發(fā)能力。Heaton等研究者將細(xì)菌有機(jī)汞裂解酶（merB）和汞還原酶（merA）基因修飾到Arabidopsis和煙草植物中，從土壤中吸收Hg（Ⅱ）和甲基汞（MeHg），最終以氣態(tài)Hg形式從葉表進(jìn)入到大氣中。

釀酒酵母液泡轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白YCF1催化Cd2+（Cd-GS2）轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡中，同時(shí)也可催化As-GS3和Hg-GS2的轉(zhuǎn)運(yùn)。在擬南芥中成功表達(dá)有功能活性的YCF1的研究表明，YCF1的過量表達(dá)明顯提高了植物對高濃度鉛、鎘的耐受性，且轉(zhuǎn)基因植物有很高的抗性。41共四十八頁基因工程(jīyīngōngchéng)與環(huán)境保護(hù)（2）利用植物基因工程技術(shù)治理持久性有機(jī)污染（POPS）通過(tōngguò)在植物根系施入有利于生物降解系生長的根系分泌物可以加速四氯乙烯（TEC）的降解。試驗(yàn)證實(shí)，在無菌條件下生長的雜交楊樹能夠有效提取TEC并將其降解為三氯乙烯、氯化醋酸鹽以及最終產(chǎn)物二氧化碳。三硝基甲苯（TNT）是一種高毒性污染物，英國的一些生物學(xué)家已經(jīng)培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因煙草，它們可以吸收土壤中的TNT，然后把TNT轉(zhuǎn)化成對其他植物無害的物質(zhì)，從而除去土壤中的污染。這些轉(zhuǎn)基因煙草植物的儲(chǔ)物基因來源于土壤中的一種細(xì)菌，這種細(xì)菌可以產(chǎn)生一種轉(zhuǎn)化TNT的酶。此外，F(xiàn)rench及