遗传工程时间

1. 什么叫遗传工程

我国有句俗话：“种瓜得瓜，种豆得豆。”这就是说后代总是与父母很相似，人们把这种现象叫做遗传。植物，还有动物和人类，都是按照自然的遗传规律，一代一代地繁衍生存下去。后来科学家发现，生物遗传现象的奥秘，在于每一种生物都有各自的遗传物质。例如瓜里有瓜的遗传物质，豆里有豆的遗传物质，各不相同，互不干涉，而且能代代相传。

知道了这个秘密后，科学家们开始大胆设想，希望用人工的方法，把植物体内的遗传物质取出来重新组合，改变它们的遗传性能，使植物按照人类规定的“工程图纸”产生新的一代，培育出符合人类需要的新品种，这就是遗传工程的主要内容。

人类以前的耕种栽培方法，是选留下最好的种子供第二年播种，年复一年，年年如此。直到19世纪的60年代，生物遗传规律被发现后，才懂得利用遗传规律来培育优良植物品种。经过大约100年时间的不懈努力，科学家通过杂交试验，创造出大量的农作物高产品种，掀起了第一次规模浩大的绿色革命。杂交良种使世界各国的粮食产量大幅度提高，前景十分光明。

可是到了20世纪90年代，地球人口已超过50亿，世界粮食产量却徘徊不前。这时候，人们再一次把求助的目光射向科学家。

看来，必须得抛开传统的育种方法，打破以往杂交育种中的种种“清规戒律”。用什么方法才能使农业生产更上一层楼呢?科学家们立刻想到了遗传工程，这位刚刚进入科技舞台的“神奇魔术师”，大显身手的时候到了。

过去，植物的杂交只能在同一种类中进行。例如不同品种的玉米可以杂交，但不能同其他植物杂交。这样，只能提高玉米的产量，却无法使玉米的优良性质通过杂交引到小麦或高粱中去；反过来，其他作物中有价值的遗传物质，也无法引入到玉米中来。为了解决这个难题，科学家采用了新奇的基因育种方法。

我们知道，基因是生物细胞中一种很小很小的遗传单位，如一株高粱能够耐干旱，那么它体内就有一种“耐旱基因”。如果通过遗传工程，把高粱中的“耐旱基因”移植到玉米之中，就能使产量高而又怕干旱的玉米也能抵抗干旱了。

但遗传工程不是变魔术，说起来挺容易，要做成功却困难极了。从设想走向实用的10多年时间中，科学家们进行了数不清的实验，投入了大量的精力，到1982年，终于应用遗传工程的方法，成功地完成了第一次不同植物之间的“细胞杂交”。他们把大豆和向日葵细胞中的遗传物质，互相拼接在一起，创造出前所未有的植物——向日豆。向日豆中既有向日葵的基因，又有大豆的基因，它把两种植物的优点汇集到了一个“人”身上。

第一次的成功，大大增强了科学家的信心，他们决心再接再厉，创造出更多的新奇植物，使粮食产量再次出现飞跃。

要想使粮食获得丰产，就得有足够的肥料，尤其是氮肥更为重要。庄稼所需的氮肥主要来自化肥，它是以石油和煤为原料，经过复杂的加工生产出来的，成本很高。然而豆科植物却例外，它们的根瘤中有许多特殊的细菌——根瘤菌，好像许多“自办化肥厂”，能直接从空气中吸收氮气，并把它固定下来，变成氮肥。可惜的是，水稻、玉米、棉花等作物，并没有根瘤菌这种“自办化肥厂”。如果能把根瘤菌的遗传物质转移到水稻、小麦中去，这些庄稼岂不就也有“自办化肥厂”了吗?科学家立即朝这个方向去努力。不久前，日本科学家将大豆的遗传基因移植到水稻中，成功地培育出一种新型的高蛋白水稻。

最近，遗传工程又取得了新的进展。科学家将西红柿的遗传基因，移入到土豆中，同时也把西红柿的抗病毒本领传给了土豆。这种新培育出的土豆，不仅味道可口，抗病能力也有了提高，并能获得大面积丰收。

我国的科学家也在这个领域取得了很大的进展。他们将大蒜、胡葱、玉米的遗传物质，分别导入青菜的体细胞中，获得大蒜青菜、胡葱青菜、玉米青菜的超远缘杂交植株。然后，采用交叉免疫电泳技术。这是一种很有意思的技术方法，就是先从植物体内分离出各种遗传物质，放在潮湿的电泳滤纸上，让它们慢慢“爬行”，由于各种遗传物质都有各自固定的“爬行”速度，科学家只要测出它们在电泳滤纸上的“爬行”速度，就可以确定出它们是何种遗传物质。通过这种方法，对供体、受体和杂交植物的组分蛋白分别进行分析，清楚地表明青菜受体细胞内导入的有关外源基因已经与细胞内有关的脱氧核糖核酸(简称DNA)发生杂交。

通过遗传工程在超远缘杂交领域中取得了一些成功，但是还面临着许多难以逾越的障碍，其中最大的问题是，难以保持远缘杂交的长期遗传稳定性。因为在不同的种之间，或者在亲缘关系更远的不同科、不同目、不同纲之间，杂交双方存在着很大的差异性，彼此间“接触”后会很自然地产生排异，难以融合。这有点像在医学上，要把猪或其他动物的器官，移植到这种器官受损的病人体内，往往是很困难的。即使成功了，这个人体内的动物器官的特征，也不会成为—种遗传性状遗传给下一代。可以这样说，如何能使植物超远缘杂交的成功具备长期的遗传稳定性，也许是当前所有植物学疑难问题中最使人感兴趣的一个，也是最难以解决的一个。不过科学家们坚信，只要进行不懈的努力，在不久的将来必将有新的突破。

2. 什么是遗传工程

70年代初兴起的一门综合性技术学科，是遗传学和工程学结合的产物。遗传工程就是按照人们预先设计的蓝图，对生物的遗传物质进行加工和改造，产生符合人类需要的新的遗传特性，定向地创造生物新类型。由于对遗传物质的改造采用了体外施工的方法，类似工程设计，具有很高的预见性、准确性和严密性，因此称为遗传工程。广义的遗传工程包括细胞工程和基因工程，狭义的遗传工程就是指基因工程。

3. 人类基因工程进展如何了什么时候实现长生不老

我研究证明：人类文明越先进，人类恋爱的年龄就越晚！因为人活得更久再生育，后代能够继承到的长寿基因和各种有益基因就越多！
你看老鼠，它们的性成熟时间短，繁殖的时间间隔也就很短。虽然也会有一些长寿的老鼠繁殖后代，但是它们后代能够继承到的长寿基因却会被急剧稀释，因为短寿基因的老鼠实在是太多了！
人类也一样，所以现在才会有结婚年龄限定，目的就是逐渐提高人类的寿命上限。也就是说，未来的人类，或许会像西方神话中的精灵一样，能够活上千岁。但会因为长时间普遍性的较晚生育，会出现性成熟时间变长的可能。

4. 人类处于遗传工程的时代时瓦特森和克里柯经历里有着什么样的迹象

自1953年破译了生命的奥秘到数十年后人类处于遗传工程的时代时，那个年代被解开的普罗米修斯式的力量才焕发生机。但从一开始，瓦特森和克里柯的经历里就有一种傲慢的迹象。这一点在瓦特森的经典回忆录《双重螺旋体》里被提到。这本回忆录是一部充满着无限雄心和不耐烦的故事的书。这种不耐烦是伴随着权威感和瞧不起人的态度而产生的。瓦特森解释说：“有好多科学家不但心胸狭窄和头脑笨拙，而且简直是愚蠢。”

5. 基因工程公司可以追溯到什么时候

20世纪70年代初，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克发现了DNA的双螺旋结构后，美国加利福尼亚大学分子生物学家赫伯特·博耶与斯坦利·科恩及其同事利用重组DNA技术从哺乳动物基因组中切割了一个基因，将它植入大肠杆菌获得成功。这一突破意味着可以克隆动物基因，对它们进行细致的研究。同时，也意味着可以从遗传方面给细菌“编制程序”生产蛋白质。风险投资家鲍勃·斯旺森抓住这个机遇，说服博耶成立世界上第一家利用重组DNA技术制造蛋白质用于治疗人体疾病的遗传技术公司，从此，生物工程的产业化诞生了。

6. 遗传工程的诞生是什么

尽管艾滋病研究领域进展缓慢，但其他领域的重大成果却是层出不穷。20世纪中叶，克里克和沃森在分子水平上做出的突破，大体上与其他生物学家的研究齐头并进，这类研究针对的是一类有趣的特殊病毒，它们专门攻击细菌。这类病毒的名字叫做噬菌体（“细菌的食客”），它们有着非同寻常的特性，最终导致发现把遗传物质从一种生物体转移到另一种生物体的途径。这些机制的揭秘和新技术的结合，导致出现了这一世纪最令人称奇的一项科学进展——遗传工程。

不过研究起始于细菌而不是它们的寄生物。莱德伯格（Joshua Lederberg，1925—2008）在1952年开创了这条途径。他注意到细菌通过配对结合，过程类似于复杂有机体的性交，来交换遗传物质。莱德伯格还观测到有两种不同的类型，他称之为M和F。F菌株都含有他称为质粒的一种物体，会把质粒传递给M细菌。后来证明，质粒含有遗传物质，这是海斯（William Hayes，1918—1994）第二年发现的。几年前刚刚搞清楚遗传密码是由DNA携带的；质粒似乎是一种环状DNA，从细菌染色体的DNA中游离出来。

这一发现为解决医药领域中正在面临的问题提供了立竿见影的帮助。20世纪30年代和40年代发展起来的磺胺药物和抗生素已经运用多年，许多细菌对它们产生了抗药性——难以遏制的流行病又开始卷土重来，特别是在医院里。1959年，有一组日本科学家发现，抗药性的基因是由质粒携带的，一个细菌可以有数个质粒复制件，然后从一个细菌传递给另一个。如果把少量具抗药性的细菌引进一个群体，就会使整个群体迅速地也具有同样的抗药性。

与此同时，早在1946年，正独立对噬菌体进行研究的德尔布吕克和赫尔希发现，来自不同噬菌体的基因可以自发重组。瑞士微生物学家亚伯（Werner Arber，1929—）对这一奇异的突变过程进行了详细观察，做出了惊人的发现。细菌在与敌对的噬菌体作战时采取一个有效的方法：它们用一种酶分解噬菌体的DNA并限制噬菌体的生长，这种酶后来就叫“限制酶”。噬菌体不再活跃，于是细菌继续自行其是。

到了1968年，亚伯已经可以把限制酶定位，并发现它仅位于那些含有特定核苷酸序列的DNA分子上，这些核苷酸序列恰是噬菌体的特征。

亚伯密切观察内在的机制：被分解的噬菌体基因会发生重组。他发现，一旦分裂，DNA的分裂端就是“黏性的”。也就是说，如果细菌的限制酶不在场，不去阻止重组的发生，则在同一位点已被分裂的不同基因将会重组，如果把它们放在一起的话。重组DNA——也就是说，来自于不同物种的DNA碎片通过人工方法而合并——的诞生呼之欲出。

接踵而来的是，1969年贝克维斯（Jonathan Beckwith）及其合作者第一次成功地分离出了单个基因，这是细菌中与糖的新陈代谢有关的一种基因。看来一切已准备就绪。

20世纪70年代初，美国微生物学家内森斯（Daniel Nathans，1928—1999）和史密斯（Hamilton Smith，1931—）拿过接力棒，开始培育各种限制酶，它们能够在特殊位点上切割DNA。1970年史密斯发现一种酶，能够在一个特殊位置上切断DNA分子。内森斯进一步研究这个过程，找到了制备各种核酸片段的方法，研究了它们的特性和传递遗传信息的能力。现在研究者真正走上了重组DNA之路，这就是说，先是分离出核酸，然后使它们以不同形式重组。史密斯和内森斯由于他们的划时代发现而荣获1978年诺贝尔生理学或医学奖。

1973年柯恩和波亚尔（Herbert Wayne Boyer，1936—）把两种技术——一种技术是把限制酶定位于质粒，另一种技术是分离特殊基因——结合在一起，又导致了一个非凡的突破，这就是所谓的遗传工程。他们先是切断从大肠杆菌中发现的质粒，然后把来自不同细菌的基因插入质粒的缺口。再把质粒放回大肠杆菌，于是细菌又像平常那样复制，但复制得到的细菌却变换成了别的细菌。这是一个令人惊奇、功力无比的绝技。其他科学家在随后几个月里纷纷投入研究，他们用其他物种重复这一过程，把果蝇和青蛙的基因插入大肠杆菌。

但并不是每个人都认为这是好主意。1974年伯格（Paul Berg，1926—）和其他生物学家在美国国家科学院的支持下召开了一个会议，拟定了一份指导方针，要求遗传工程应该受到严密控制。从那时起，双方的关系一直处于紧张之中，一方希望进一步探讨遗传工程；另一方则担心会产生不良后果并希望对它有所控制。

但是到了20世纪80年代，遗传工程师成功地生产了好几种特殊的蛋白质，满足了某些病人的需要，如人体生长激素、胰岛素、白细胞介素-2和血液凝固溶解剂。它们还可用来生产乙肝疫苗和改善器官移植受体组织的性能。这些产品大多数是在大型发酵罐里生产的，处于严格控制的环境中，这样一来，对这类遗传工程的反对意见有所减少。再有，遗传工程已经成功地给某些遗传性疾病，例如亨廷顿氏病或杜兴肌营养不良症，定位了基因标志。

1952年，当美国生物学家布里格斯（Robert William Briggs，1911—1983）和金（ThomasJ.King，1921—2000）成功地实施了一项精细的手术时，一个新的探索领域从此打开。他们移走了一个细胞的核，核里含有全部的遗传物质，取而代之的是另一个细胞的核，这就是被称为核移植过程的诞生。

15年后，英国生物学家古尔顿（John Bertrand Gurdon，1933—）在1962年成功地克隆了一个脊椎动物，这是以前从未有过的壮举，他从南非有爪树蛙的肠细胞中取出核，把它移植到同一物种未受精的卵（卵细胞）中。于是，一个新的、完全正常的个体开始发育了——原初意义上的克隆。

从古尔顿的突破，到其他人于20世纪70年代在基因和染色体水平上的突破，对生物体在最基本的水平上如何发挥作用的问题取得了新的认识。

当科学家对基因和DNA了解更多时，在遗传控制方面就有了各种各样的新前景。控制遗传特征的愿望自古有之——只举几个例子，种小麦的农民、马匹的驯养者和养鸽爱好者，多少个世纪来都通过杂交来得到所需的动植物品种。然而现在，围绕基因水平的干预——所有类型的遗传工程都是如此——成了有争议的课题。转基因食品带来了安全性问题，转基因种子的不必要播撒带来了环境安全的担忧。随着非洲国家拒绝廉价的转基因食品——因为他们担心，进口转基因种子会污染当地农作物从而失去他们在欧洲的农产品市场——冲突就成了一个政治性难题。

随着人类基因组工程的完成，另一条通向遗传工程的途径——干细胞研究和基因治疗——有了更完备的知识基础。基因治疗的着眼点在于处理或治疗已经确认的近3000种遗传病症。对于许多患者来说，如果没有治疗，将会终生处于痛苦之中，并且常在年轻时就会死去。尽管现在基因治疗还没有被认可为医学治疗，不能用于诊治疾病，但是它正在进行必要的临床测试和安全及功效试验。科学家都很乐观，认为它终将是治疗遗传性疾病的有力新工具。

但是，干细胞研究则面临着伦理争议，因为干细胞（从尚未分化的胚胎中取出的细胞）极为适宜于遗传工程目的，这时胚胎就成了这一过程中的牺牲品。初生胚胎尽管非常幼小，某些团体还是把它看成是个体生命，因此他们认为，一旦进行干细胞研究，个体生命就失去了。在核移植技术运用领域，也遭遇伦理问题，当细胞核被放入一个已经去核的卵中时，在某些团体看来，一个潜在的生命已经遭到破坏。

这就是为什么一只名叫多莉的绵羊在1997年出生时成为如此轰动新闻的原因。

7. 基因工程诞生在什么时候

人的素质和健康是人类社会发展的头等重要大事，要彻底解决这个问题，就必须破译人类的全部基因。基因工程为解决这个问题提供了技术保证。

基因工程又称为遗传工程或重组DNA技术，它是指采用各种酶将基因片段在体外进行切割、连接，进而转入细菌、细胞，形成自然界没有的含有新基因的可传代的新型细菌或细胞或其它生物体。通过遗传工程可以生产出人类所需要的产物或创造出新的生物。基因工程好比服装制作，将基因比作布料，将各种酶比作服装加工工具，如剪刀、缝纫机等，遗传工程创造出的新产品或新生物好比缝制出的新衣服，从此，人类可以像上帝那样采用基因工程来改造世界，创造未来。

基因工程诞生20世纪70年代。