基因工程的應用

來源：Seebio.cn作者：西寶生物人氣：-發表時間：2012-01-12 14:23:00【大中小】

基因工程在工業上的應用

微生物發酵生產法具有許多優越性,結合基因工程手段,可實現許多美好的設想。例如,目前用100 kg胰臟只能提取3～4 g胰島素,而用“工程菌”進行發酵生產,則只要用幾升發酵液就可取得同樣數量的產品。1978年美國有兩個實驗室合作,使大腸桿菌產生大白鼠胰島素的研究已獲成功。接著,又報道了通過基因工程使大腸桿菌合成人胰島素實驗成功的消息。1982年,我國科學工作者也利用遺傳工程技術,將人工合成的腦啡肽基因移植到大腸桿菌中,并實現了表達；同時,把人干擾素基因移植到大腸桿菌中合成α-干擾素的工作也獲成功。

基因工程藥物的生產是當前基因工程重要的應用領域，例如有抗腫瘤、抗病毒功能的干擾素、白細胞介素等；用于治療心血管系統疾病的有尿激酶原、鏈激酶及抗凝血因子等；用于預防傳染病的如乙型肝炎疫苗、口蹄疫疫苗等。

傳統工業發酵菌種生產的發酵產品數量大，應用廣，如抗生素、氨基酸、有機酸、酶制劑、醇類和維生素等。這類菌種基本上都經過了長期的誘變或重組育種，生產性能已經很難再有大幅提高，要打破這一局面，必須使用基因工程手段才能解決。目前在氨基酸、酶制劑等領域已有大量成功的例子。

基因工程在農業上的應用

幾個主要的應用領域包括:①將固氮菌的固氮基因轉移到生長在重要作物上的根際微生物或致瘤微生物中去,或將它引入到這類作物的細胞中,以獲得能獨立固氮的新型作物品種。②將木質素分解酶的基因或纖維素分解酶的基因重組到酵母菌內，使酵母菌能充分利用稻草、木屑等地球上貯量極大并可持續利用的廉價原料來直接生產酒精，可望為人類開辟一個取之不盡的新能源和化工原料來源；③改良和培育農作物和家畜、家禽新品種,包括提高光合作用效率以及各種抗性(植物的抗鹽、抗旱、抗病基因，魚的抗凍蛋白基因)等。

基因工程在醫療上的應用

1971年就有人對人類半乳糖血癥遺傳病患者的成纖維細胞進行過離體培養,然后將大腸桿菌的DNA作為供體基因，并通過病毒作載體進行轉移，結果使這一細胞的遺傳病得到了“治療”,使它也能利用半乳糖。目前尚無法治療的遺傳病、腫瘤、心腦血管疾病等可望通過基因工程得到治療。

基因工程在環境保護方面的應用

利用基因工程可獲得同時能分解多種有毒物質的新型菌種。1975年科學工作者把降解芳烴、萜烴、多環芳烴的質粒轉移到能降解酯烴的一種假單胞菌細胞內,從而獲得了能同時降解4種烴類的“超級菌”,它能把原油中約三分之二的烴消耗掉。據報道,自然菌種消化海上浮油要1年以上,而“超級菌”只要幾小時即可完成。另外，生物農藥代替毒性大、對環境污染嚴重的化學農藥是未來農藥發展的方向。近年來，我國學者已研制了兼具蘇云金桿菌和昆蟲桿狀病毒優點的新型基因工程病毒殺蟲劑，還研究成功重組有蝎毒基因的棉鈴蟲病毒殺蟲劑，它們都是高效、無公害的，堪稱是生物農藥領域中的一大創新。