基因工程已經成為生物科學中不可或缺的壹部分.也是最令人類充滿無限遐想的壹門科學.自從解開人類基因組後,長生不老等就古老的傳說又再度流行起來.盡管現在的基因技術還不能做到讓妳真的長生不老,但是基因療法等技術的出現已經讓人們看到了基因工程的生命力.本文從環境保護,軍事等方面淺談了基因工程的應用.</P>
目前世界許多國家將生物技術，信息技術和新材料技術作為三大重中之重技術，而生物技術可以分為傳統生物技術，工業生物發酵技術和現代生物技術。
現在人們常說的生物技術實際上就是現代生物技術。現代生物技術包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等五大工程技術。其中基因工程技術是現代生物技術的核心技術。基因工程的核心技術是DNA的重組技術，也就是基因克隆技術。既然基因工程這麽重要,那麽什麽是基因工程呢?
基因工程是指在體外將核酸分子插入病毒、質粒或其它載體分子，構成遺傳物質的新組合，並使之參入到原先沒有這類分子的寄主細胞內，而能持續穩定地繁殖。根據這個概念,人們可以從壹個生物的基因中提取有用的基因片斷,植入到另外壹個生物體內,從而使該生物獲得某些新的遺傳性狀。從而獲得所需要的新的生物的變種.運用基因工程可以加快生物的變異,並使生物的變異朝著有益於人類的方向發展.而且,基因工程是處在分子水平上的操作,因而可以跨越不同的物種進行操作.大大改善了傳統的只能同類生物雜交並且不能控制變異方向的方法.例如,傳統的水稻培養方法是讓很多不同的水稻雜交,然後將種子都培養成水稻,再從中選擇優良的品種.但是這種方法不僅工作量大,而且效果也不是很好.根據DNA重組原理,有些隱性性狀大約只有1/4的概率能表達出來.這樣就做了大量的無用功.但是利用基因工程,我們只需要從不同的水稻中提取所需要表達出來的性狀的核苷酸組合,將其移植到另外的水稻上,就可以表達出來.這樣做,大大節省了工程的周期,也提高了基因性狀表現的精確度.另外,不同種的生物壹般是不能交配的.例如魚和牛,就不能進行交配而生出下壹代.但是利用基因工程,我們可以把魚的某些基因移植到牛的受精卵上,或者把牛的基因移植到魚的受精卵上,加以培養,就可以產生既有牛的性狀又有魚的性狀的新的物種.雖然基因工程有這麽多的好處,但是也不是說可以濫用的.因為每種生物經過適者生存的自然選擇,都能適應所處的生存環境.如果移植了外來的基因,可能會打破其體內的細胞的平衡,從而導致細胞的快速衰老甚至死亡.可見,基因工程要正確處理好細胞的相容性.</P>
那麽,基因工程都有那些應用呢?
壹:在生產領域,人們可以利用基因技術,生產轉基因食品.例如,科學家可以把某種肉豬體內控制肉的生長的基因植入雞體內,從而讓雞也獲得快速增肥的能力.但是,轉基因因為有高科技含量, 怕吃了轉基因食品中的外源基因後會改變人的遺傳性狀，比如吃了轉基因豬肉會變得好動，喝了轉基因牛奶後易患戀乳癥等等。華中農業大學的張啟發院士認為：“轉基因技術為作物改良提供了新手段，同時也帶來了潛在的風險。基因技術本身能夠進行精確的分析和評估，從而有效地規避風險。對轉基因技術的風險評估應以傳統技術為參照。科學規範的管理可為轉基因技術的利用提供安全保障。生命科學基礎知識的科普和公眾教育十分重要。<BR>”<BR>
二:軍事上的應用.生物武器已經使用了很長的時間.細菌,毒氣都令人為之色變.但是,現在傳說中的基因武器卻更加令人膽寒.基因武器只對具有某種基因的人(例如某壹種族)有殺傷力,而對其他種族的人毫無影響.這種武器的使用無疑會使遭受基因武器襲擊的種族面臨滅頂之災.</P>
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三: 環境保護上,也可以應用基因武器.我們可以針對壹些破壞生態平衡的動植物,研制出專門的基因藥物,既能高效的殺死它們,又不會對其他生物造成影響.還能節省成本.例如壹直危害我國淡水區域的水葫蘆,如果有壹種基因產品能夠高校殺滅的話,那每年就可以節省幾十億了.</P>
<P>科學是壹把雙刃劍.基因工程也不例外.我們要發揮基因工程中能造福人類的部分,抑止它的害處.
四，醫療方面
隨著人類對基因研究的不斷深入，發現許多疾病是由於基因結構與功能發生改變所引起的。科學家將不僅能發現有缺陷的基因，而且還能掌握如何進行對基因診斷、修復、治療和預防，這是生物技術發展的前沿。這項成果將給人類的健康和生活帶來不可估量的利益。<BR> 所謂基因治療是指用基因工程的技術方法，將正常的基因轉如病患者的細胞中，以取代病變基因，從而表達所缺乏的產物，或者通過關閉或降低異常表達的基因等途徑，達到治療某些遺傳病的目的。目前，已發現的遺傳病有6500多種，其中由單基因缺陷引起的就有約3000多種。因此，遺傳病是基因治療的主要對象。<BR> 第壹例基因治療是美國在1990年進行的。當時，兩個4歲和9歲的小女孩由於體內腺苷脫氨酶缺乏而患了嚴重的聯合免疫缺陷癥。科學家對她們進行了基因治療並取得了成功。這壹開創性的工作標誌著基因治療已經從實驗研究過渡到臨床實驗。1991年，我國首例B型血友病的基因治療臨床實驗也獲得了成功。<BR>
基因治療的最新進展是即將用基因槍技術於基因治療。其方法是將特定的DNA用改進的基因槍技術導入小鼠的肌肉、肝臟、脾、腸道和皮膚獲得成功的表達。這壹成功預示著人們未來可能利用基因槍傳送藥物到人體內的特定部位，以取代傳統的接種疫苗，並用基因槍技術來治療遺傳病。<BR>
目前，科學家們正在研究的是胎兒基因療法。如果現在的實驗療效得到進壹步確證的話，就有可能將胎兒基因療法擴大到其它遺傳病，以防止出生患遺傳病癥的新生兒，從而從根本上提高後代的健康水平。</P>
五，基因工程藥物研究</STRONG></P>
<P> 基因工程藥物，是重組DNA的表達產物。廣義的說，凡是在藥物生產過程中涉及用基因工程的，都可以成為基因工程藥物。在這方面的研究具有十分誘人的前景。<BR>
基因工程藥物研究的開發重點是從蛋白質類藥物，如胰島素、人生長激素、促紅細胞生成素等的分子蛋白質，轉移到尋找較小分子蛋白質藥物。這是因為蛋白質的分子壹般都比較大，不容易穿過細胞膜，因而影響其藥理作用的發揮，而小分子藥物在這方面就具有明顯的優越性。另壹方面對疾病的治療思路也開闊了，從單純的用藥發展到用基因工程技術或基因本身作為治療手段。<BR>
現在，還有壹個需要引起大家註意的問題，就是許多過去被征服的傳染病，由於細菌產生了耐藥性，又卷土重來。其中最值得引起註意的是結核病。據世界衛生組織報道，現已出現全球肺結核病危機。本來即將被消滅的結核病又死灰復燃，而且出現了多種耐藥結核病。據統計，全世界現有17.22億人感染了結核病菌，每年有<BR>900萬新結核病人，約300萬人死於結核病，相當於每10秒鐘就有壹人死於結核病。科學家還指出，在今後的壹段時間裏，會有數以百計的感染細菌性疾病的人將無藥可治，同時病毒性疾病日益曾多，防不勝防。不過與此同時，科學家們也探索了對付的辦法，他們在人體、昆蟲和植物種子中找到壹些小分子的抗微生物多肽，它們的分子量小於4000，僅有30多個氨基酸，具有強烈的廣普殺傷病原微生物的活力，對細菌、病菌、真菌等病原微生物能產生較強的殺傷作用，有可能成為新壹代的“超級抗生素”。除了用它來開發新的抗生素外，這類小分子多肽還可以在農業上用於培育抗病作物的新品種。</P>
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六，加快農作物新品種的培育</STRONG></P>
<P> 科學家們在利用基因工程技術改良農作物方面已取得重大進展，壹場新的綠色革命近在眼前。這場新的綠色革命的壹個顯著特點就是生物技術、農業、食品和醫藥行業將融合到壹起。 <BR>
本世紀五、六十年代，由於雜交品種推廣、化肥使用量增加以及灌溉面積的擴大，農作物產量成倍提高，這就是大家所說的“綠色革命”。但壹些研究人員認為，這些方法目前已很難再使農作物產量有進壹步的大幅度提高。<BR>
基因技術的突破使科學家們得以用傳統育種專家難以想象的方式改良農作物。例如，基因技術可以使農作物自己釋放出殺蟲劑，可以使農作物種植在旱地或鹽堿地上，或者生產出營養更豐富的食品。科學家們還在開發可以生產出能夠防病的疫苗和食品的農作物。<BR> 基因技術也使開發農作物新品種的時間大為縮短。利用傳統的育種方法，需要七、八年時間才能培育出壹個新的植物品種，基因工程技術使研究人員可以將任何壹種基因註入到壹種植物中，從而培育出壹種全新的農作物品種，時間則縮短壹半。<BR>
雖然第壹批基因工程農作物品種5年前才開始上市，但今年美國種植的玉米、大豆和棉花中的壹半將使用利用基因工程培育的種子。據估計，今後5年內，美國基因工程農產品和食品的市場規模將從今年的40億美元擴大到200億美元，20年後達到750億美元。有的專家預計，“到下世紀初，很可能美國的每壹種食品中都含有壹點基因工程的成分。”<BR>
盡管還有不少人、特別是歐洲國家消費者對轉基因農產品心存疑慮，但是專家們指出，利用基因工程改良農作物已勢在必行。這首先是由於全球人口的壓力不斷增加。專家們估計，今後40年內，全球的人口將比目前增加壹半，為此，糧食產量需增加75％。另外，人口的老齡化對醫療系統的壓力不斷增加，開發可以增強人體健康的食品十分必要。 <BR>
加快農作物新品種的培育也是第三世界發展中國家發展生物技術的壹個***同目標，我國的農業生物技術的研究與應用已經廣泛開展，並已取得顯著效益。</P>
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七，分子進化工程的研究</STRONG></P>
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分子進化工程是繼蛋白質工程之後的第三代基因工程。它通過在試管裏對以核酸為主的多分子體系施以選擇的壓力，模擬自然中生物進化歷程，以達到創造新基因、新蛋白質的目的。<BR>
這需要三個步驟，即擴增、突變、和選擇。擴增是使所提取的遺傳信息DNA片段分子獲得大量的拷貝；突變是在基因水平上施加壓力，使DNA片段上的堿基發生變異，這種變異為選擇和進化提供原料；選擇是在表型水平上通過適者生存，不適者淘汰的方式固定變異。這三個過程緊密相連缺壹不可。<BR>
現在，科學家已應用此方法，通過試管裏的定向進化，獲得了能抑制凝血酶活性的DNA分子，這類DNA具有抗凝血作用，它有可能代替溶解血栓的蛋白質藥物，來治療心肌梗塞、腦血栓等疾病。<BR>
我國基因研究的成果</STRONG></P>
<P> 以破譯人類基因組全部遺傳信息為目的的科學研究，是當前國際生物醫學界攻克的前沿課題之壹。據介紹，這項研究中最受關註的是對人類疾病相關基因和具有重要生物學功能基因的克隆分離和鑒定，以此獲得對相關疾病進行基因治療的可能性和生產生物制品的權利。<BR>
人類基因項目是國家“863”高科技計劃的重要組成部分。在醫學上，人類基因與人類的疾病有相關性，壹旦弄清某基因與某疾病的具體關系，人們就可以制造出該疾病的基因藥物，對人類健康長壽產生巨大影響。據介紹，人類基因樣本總數約10萬條，現已找到並完成測序的約有8000條。<BR>
近些年我國對人類基因組研究十分關註，在國家自然科學基金、“863計劃”以及地方政府等多渠道的經費資助下，已在北京、上海兩地建立了具備先進科研條件的國家級基因研究中心。同時，科技人員緊跟世界新技術的發展，在基因工程研究的關鍵技術和成果產業化方面均有突破性的進展。我國人類基因組研究已走在世界先進行列，某些基因工程藥物也開始進入應用階段。<BR> 目前，我國在蛋白基因的突變研究、血液病的基因治療、食管癌研究、分子進化理論、白血病相關基因的結構研究等項目的基礎性研究上，有的成果已處於國際領先水平，有的已形成了自己的技術體系。而乙肝疫苗、重組α型幹擾素、重組人紅細胞生成素，以及轉基因動物的藥物生產器等十多個基因工程藥物，均已進入了產業化階段。</P>
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基因技術：進退兩難的境地和兩面性的特征</STRONG><BR> <BR> 基因作物在輿論界引發爭議不足為怪。但在同屬發達世界的大西洋兩岸，轉基因技術的待遇迥然不同卻是壹種耐人尋味的現象。當美國40％的農田種植了經過基因改良的作物、消費者大都泰然自若地購買轉基因食品時，此類食品在歐洲何以遭遇壹浪高過壹浪的喊打之聲？<BR> 從直接社會背景看，目前歐洲流行“轉基因恐懼癥”情有可原。從1986年英國發現瘋牛病，到今年比利時汙染雞查出致癌的二惡英和可口可樂在法國導致兒童溶血癥，歐洲人對食品安全頗有些風聲鶴唳，關於轉基因食品可能危害人類健康的假設如條件反射壹般讓他們聞而生畏。<BR>
同時，歐洲較之美國在環境和生態保護問題上壹貫采取更為敏感乃至激進的態度，這是轉基因食品在歐美處境殊異的另壹緣故。壹方面，歐洲各國媒介的環保意識日益強烈，往往對可能危害環境和生態的問題窮追不舍甚至進行誇張的報道，這在很大程度上左右著公眾對諸如轉基因問題的態度。另壹方面，以“綠黨”為代表的“環保主義勢力”近年來在歐洲政壇崛起，在政府和議會中的勢力不斷擴大，對決策過程施加著越來越大的影響。<BR>
但是，歐洲人對轉基因技術之所以采取如此排斥的態度，似乎還有壹個較為隱蔽卻很重要的深層原因。實際上，在轉基因問題上歐美之間既有價值觀念之差，更是經濟利益之爭。與壹般商品不同，轉基因技術具有壹種獨特的壟斷性。在技術上，美國的“生命科學”公司壹般都通過生物工程使其產品具有自我保護功能。其中最突出的是“終止基因”，它可以使種子自我毀滅而不能象傳統作物種子那樣被再種植。另壹種技術是使種子必須經過只為種子公司所掌握的某種“化學催化”方能發育和生長。在法律上，轉基因作物種子壹般是通過壹種特殊的租賃制度提供的，消費者不得自行保留和再種植。美國是耗資巨大的基因工程研究最大的投資者，而從事轉基因技術開發的美國公司都熟諳利用知識產權和專利保護法尋求巨額回報之道。美國目前被認為已控制了相當大份額的轉基因產品市場，進而可以操縱市場價格。因此，抵制轉基因技術實際上也就是抵制美國在這壹領域的壟斷。<BR>
生物技術在許多領域正在發揮越來越重要的作用：遺傳工程產品在農業領域無孔不入，遺傳工程作物開始在美國農業中占有重要位置；生物技術在醫學領域取得顯著進展，已有壹些遺傳工程藥物取代了常規藥物，醫學界在幾方面從基因研究中獲利；克隆技術的進展為拯救瀕危物種及探索多種人類疾病的治療方法提供了前所未有的機會。目前研究人員正準備將生物技術推進到更富挑戰性的領域。但近來警惕遺傳學家的行為的聲音越來越受到重視。<BR>
今天，人們借助於所謂的DNA切片已能同時研究上百個遺傳基質。基因的研究達到了這樣壹個發展高度，幾年後，隨著對人類遺傳物質分析的結束，人們開始集中所有的手段對人的其他部分遺傳物質的優缺點進行有系統地研究。但是，生物學的發展也有其消極的壹面：它容易為種族主義提供新的遺傳學方面的依據對新的遺傳學持批評態度的人總喜歡描繪出壹幅可怕的景象：沒完沒了的測試、操縱和克隆、毫無感情的士兵、基因很完美的工廠工人……遺傳密碼使基因研究人員能深入到人們的內心深處，並給他們提供了操縱生命的工具。然而他們是否能使遺傳學朝好的研究方向發展還完全不能預料。