基因工程技术的现状和前景发展 【摘要】从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。【关键词】基因工程技术；前景；现状一、基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，大大提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。二、基因工程应用于医药方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。 目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。三、基因工程应用于环保方面工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，已成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因链接，转移到某一菌体中构建出可同时降解4种有机物的“超级细菌”，用之清除石油污染，在数小时内可将水上浮油中的2/3烃类降解完，而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢杆菌、且表达成功。它能钉死蚊虫与害虫，而对人畜无害，不污染环境。现已开发出的基因工程菌有净化农药的DDT的细菌、降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物(铅、汞、镉等)的基因工程菌及植物等。90年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外加工重组，最后导入合适的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而大大地提高降解效率。四、前景展望由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。所以，各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。我国基因工程技术尚落后于发达国家，更应当加速发展，切不可坐失良机。但是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。还有，尽管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竟这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增加新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交，适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能完全精确地预测。所以，我们要在抓住机遇，大力发展基因工程技术的同时，需要严格管理，充分重视转基因生物的安全性。【参考文献】[1]楼士林，杨盛昌，龙敏南，等.基因工程[M].北京：科学出版社，2002.[2]李庆军，董艳桐，施冰.植物抗虫基因的研究进展[J].林业科技，2002，27(2)：22 26. 这还有一篇
要的话可以给你PPT第二章 基因工程制药第一节 概述第二节 基因工程药物生产过程第三节 目的基因的获得第四节 基因表达第五节 基因工程菌的生长代谢特点第六节 基因工程菌的稳定性第七节 基因工程菌的中试第八节 基因工程菌的培养第九节 高密度发酵第十节 基因工程药物的分离纯化第十一节 变性蛋白的复性第十二节 基因工程药物的质量控制第十三节 基因工程菌药物的制造实例第一节 概述基因工程在制药中作用基因工程药物的主要类别基因工程生产药物的优点国内外基因工程药物发展简述与国外先进水平的差距基因工程药物的主要类别1.激素：胰岛素，生长激素2.免疫性蛋白：单克隆抗体，疫苗3.细胞因子：干扰素，白细胞介素4.酶类：尿激酶，超氧化歧化酶基因工程生产药物的优点1.收获量大，更有效服务社会。2.生产效率更高3.进一步改良药理活性，例：蛋白质工程4.有利于获得新药：筛选新型化合物5..？基因工程 (genetic engineering)：有意识地把一个生物体中有用的目的基因转入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物。稀少珍贵的蛋白质药物1982年，美国食品与药物管理局批准了首例基因工程产品—人胰岛素投放市场——它标志了基因工程产品正式进入到商业化阶段。人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、a-干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞生成素、尿激酶原、白细胞介素-2、集落刺激因子、乙肝疫苗等等畜牧业中的应用动物疫苗、生长激素等例：从转基因羊的羊奶中提取出治疗心脏病的药物tPA种植业中的应用用携带外源基因的农杆菌Ti质粒转化植物原生质体，使外源DNA与植物染色体DNA整合，通过原生质体的培养分化成愈伤组织，最后发育成具有新性状的完整植株—转基因植物种植业中的应用抗化学除草剂基因转基因西红柿固氮酶基因人类DNA……环境保护等等第二+三节重组DNA技术1 重组DNA技术是基因工程的核心技术2 获得需要的目的基因（外源基因）3 构建重组质粒和基因克隆4 转化受体细胞和转化子的筛选5 转化子的分析——Southern杂交重组DNA技术的重大突破带动了现代生物技术的兴起，并很快产生了许多生命科学的高技术产业。重组DNA技术，又称为基因或分子克隆技术，是基因工程的核心技术。该技术包括了一系列的分子生物学操作步骤。1 重组DNA技术是基因工程的核心技术重组DNA操作一般步骤：（1）获得目的基因；（2）与克隆载体连接，形成新的重组DNA分子；（3）用重组DNA分子转化受体细胞，并能在受体细胞中复制和遗传；（4）对转化子筛选和鉴定；（5）对获得外源基因的细胞或生物体通过培养，获得所需的遗传性状或表达出所需要的产物。（1）构建基因文库，然后从中调用目的基因；（2）以mRNA为模板，反转录合成互补的DNA片段；（3）聚合酶链式反应（PCR）扩增目的基因片段（4）对旧基因的改造（5）化学合成（短）基因2 获得目的基因基本方法细胞内总DNA的提取分离与基因文库的构建细胞内总DNA的提取分离程序基因文库的构建 将总DNA包含的基因组各片段分别克隆在质粒或噬菌体载体上，便构成了该生物的基因文库。反转录人工合成互补DNA构建基因文库获取目的基因存在的问题— 费时费事 内含子序列反转录人工合成互补DNA方法的优势—— 获取的DNA片段往往是具有特定功能的目的基因聚合酶链式反应（PCR）PCR技术就是在体外中通过酶促反应有选择地大量扩增（包括分离）一段目的基因的技术。加入4种物质： （1）作为模板的DNA序列；（2）与被分离的目的基因两条链 各自5’端序列相互补的 DNA引物（20个左右碱基的短DNA单链）；（3）TaqDNA聚合酶；（4）dNTP（dATP, dTTP, dGTP和dCTP）。聚合酶链式反应（PCR）变性、退火、延伸三步曲变性：双链DNA解链成为单链DNA退火：部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合延伸：以目的基因为模板，合成互补的新DNA链聚合酶链式反应（PCR）每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍30轮循环可获得—— 230（×109)个基因片段获得目的基因基本方法（续）4.改造旧基因——蛋白质工程5.化学合成（短）基因基因重组和克隆操作最重要的工具是限制性内切酶、载体和宿主菌。微量的目的基因必须经过基因克隆获得大量的拷贝后，才能实现进一步的重组、转化和表达等操作。3 构建重组质粒和基因克隆限制性内切酶限制性内切酶是从细菌中分离提纯的核酸内切酶，可以识别并切开核酸序列特定位点——分子手术刀Arber、Smith和Nathans因为在发现限制性内切酶方面开创性工作而共同获得了1978年诺贝尔奖。限制性内切酶已经发现和鉴定了200多种EcoRI特异识别GAATTC及其互补碱基组成的双链片段粘性末端T4连接酶载体载体是运送目的基因片段进入宿主细胞的工具，目前最常用的载体包括细菌质粒、l噬菌体、cosmid质粒等。质粒是细菌细胞中自然存在于染色体外可以自主复制的一段环状DNA分子。进入到宿主细胞中的一个质粒可以大量增加其拷贝数。a．该质粒比较小，可以插入一段较长的DNA片段。b．进入宿主细菌细胞后，pUC18在每个细胞中可复制形成大约500个拷贝。c．在pUC18中有一小段人为设计和插入的具有多种限制性酶切位点的序列，即多克隆位点细菌质粒pUC18pUC118质粒的多克隆位点整合在lacZ基因中，该位点如果没有插入外源目的基因，lacZ基因便可表达出半乳糖苷酶，如果平板培养基中含有IPTG和X-gal，X-gal便会被半乳糖苷酶水解成兰色，大肠杆菌形成蓝色克隆。 在多克隆位点插入外源目的基因，破坏了lacZ基因的结构，大肠杆菌形成白色的克隆d．利用lacZ基因的插入失活筛选重组质粒e．pUC18还携带了氨卞青霉素抗性基因，可筛选重组质粒。lactose(4-D-glucose--galactopyranoside) and allolactose以大肠杆菌为宿主菌进行基因的克隆将目的基因克隆到大肠杆菌细胞中的操作步骤：a．获得目的基因和质粒载体；b．形成重组质粒；c．制备感受态细胞，用重组质粒转化大肠杆菌细胞；d．培养大肠杆菌，让重组质粒及外源目的基因形成大量拷贝；e．筛选含重组质粒的大肠杆菌细胞，进行检查或鉴定。一般克隆基因的检查和鉴定方法琼脂糖凝胶电泳分离鉴定大小不等的酶解片段： 磷酸基团带负电荷 酶解片段向阳极移动 电场驱动力和凝胶阻力 ——不同迁移率 分子量标准参照物酶切和电泳方法32P标记的DNA分子探针杂交放射自显影法DNA杂交直接鉴定基因克隆获得大量目的基因后，就要使其在合适的宿主细胞中表达，产生需要的基因表达产物或使宿主生物具备所需的性状，同时目的基因还能在宿主细胞中稳定遗传。这一过程就是遗传转化。若需要让克隆的基因表达和产生大量编码蛋白，可对转化的大肠杆菌进行培养使目的基因大量表达和积累。对表达产物分离纯化便可获得想要的产品。通过DNA体外重组技术构建的重组质粒还可以直接用以转化蓝藻等原核生物或其他一些原生生物4 转化受体细胞和转化子的筛选遗传转化常用的方法载体法转化——农杆菌介导法基因的直接转移（1）高压电脉冲电激穿孔（2）基因枪法（3）微注射法纪念发明者Edward Southern（1）提取总DNA（2）酶解（3）电泳（4）转移到滤膜（5）变性解链（6）DNA探针及杂交（7）洗脱（8）放射自显影（9）比较分析5 转化子的分析——Southern杂交Southern杂交分析示例A. DNA体外重组实验 B. 抗生素筛选转化子细胞 C. 培养突变株细胞 D. Southern杂交实验结果显示，外源目的基因已经转入突变株细胞中1973年，由美国斯坦福大学教授Cohn和美国加州大学教授Boyer带领各自的研究组几乎同时分别完成了DNA体外重组，一举打开了基因工程学大门。第四节 基因表达宿主细胞的选择大肠杆菌中的基因表达酵母中的基因表达动物细胞中的基因表达一、表达宿主菌宿主细胞的必备条件：7要点基因表达宿主菌可分为2大类别常见的宿主菌 1. 原核细胞：3种 2. 真菌：2种以上各宿主的特点是什么？二、大肠杆菌中的外源基因表达1. 真核基因在大肠杆菌表达载体的6个必备性质2. 2个表达载体——pBV220 & pET system3. 影响目的基因表达的5大因素4. 真核基因在大肠杆菌的3种表达形式 表达载体的6个必备性质1.独立的复制子2.多克隆位点3.强启动子4.强终止子5.阻遏子 sequence & AUG影响目的基因在表达的5大因素1.基因的剂量2.表达效率3.表达产物的稳定性:a 转录的强度，b 翻译效率（核糖体结合，SD序列，condon bias）4.宿主的代谢负荷5.工程菌的培养条件真核基因在 3种表达形式1.融合蛋白2.分泌型表达3.普通表达三、外源基因在酿酒酵母中的表达1.载体：4大类，YEp, YRp, YCp, YIp克隆载体与穿梭载体表达载体：普通表达载体和精确表达载体。2.影响目的基因在酵母表达的因素1.外源基因的剂量2.外源基因的表达效率①启动子的来源②终止子的有效性③分泌信号的效率3.外源蛋白质的糖基化4.宿主菌株的影响第五节 基因工程菌株的生长代谢菌体生长与能量的关系 关键词：供氧/能量/副产物/菌体生长菌体生长与前提供应的关系 关键词：前提物/基因工程菌株的不稳定性菌株的稳定性与质粒的稳定性提高质粒稳定性的6种方法第六节 基因工程菌株的不稳定性第七节 基因工程菌株中试中试的目的中试的流程第八节 基因工程菌株的培养1. 基因工程菌株的培养（发酵）方式基因工程菌株的发酵工艺的七要素基因工程菌株的发酵设备第九节 高密度发酵高密度：概念与作用影响高密度发酵的因素如何达到高密度发酵建立分离纯化工艺的必要性分离纯化的基本步骤分离纯化的技术 1. 如何选择合适的分离纯化工艺 2. 细胞破碎和固液分离 3. 目标产物的分离纯化选择分离纯化工艺的依据 1. 根据产物的表达形式 2. 根据分离单元之间的衔接 3. 根据分离纯化工艺的基本要求第十节 基因工程药物的分离纯化第十一节 变性蛋白的复性包含体及其形成原因包含体的分解和溶解包含体复性的方法原材料的质量控制培养过程中的质量控制纯化工艺过程中的质量控制目标产品的质量控制1.产品的鉴别2.纯度分析3.生物活性测定4.稳定性5.产品的一致性产品的保存第十二节 基因工程药物的质量控制干扰素---人的IFNα2b的制造人粒细胞集落刺激因子人白细胞介素-2第十三节 基因工程药物制造实例
面膜的分类中，含胶原蛋白的面膜只占一部分。鉴于这条微博主要讨论胶原蛋白和脸上的各种可爱小生物，暂且忽略其他种类。胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，这种蛋白数量的减少和皮肤老化有着很密切的关系。但是胶原蛋白都是细胞自身利用基本原料合成的，而非把外来的胶原蛋白直接拉出来用(详见《细胞生物学》)，所以通过吃猪蹄(猪手/猪脚- -)等等富含胶原的食物来补充胶原蛋白基本是给自己找安慰剂，通过面膜让皮肤直接吸收更是一种会被自己的脸嘲讽的行为----不要小看脸上的角质层好么，也不要以为细胞会直接吞下这么一个大分子好么，首先营养吸收器官是小肠不是皮肤，而且就算是专门负责”吃“的小肠粘膜也是吸收小分子的。所以胶原蛋白面膜基本不会有补充皮肤胶原蛋白的作用。但它也并非一无是处。皮肤损伤修复研究所在中国临床医学2013年01期发表的论文《重组类人胶原蛋白面膜对皮肤的改善作用》，其结论是女性健康者应用重组类人胶原蛋白面膜后即刻及一周内，皮肤水分增加，油脂降低，皮肤质地得到一定程度改善。 类人胶原蛋白是由生物工程技术生产的人体胶原蛋白，因此也可以在一定程度上反映胶原蛋白面膜的作用。胶原蛋白面膜对于保湿和改善肤质确实有一定作用，但其作用机理在于在面部形成一层胶原蛋白层来阻止皮肤中水分过快散失等而非直接吸收。
胶原蛋白大家都很熟悉，但是却没有多少人对胶原蛋白的细分市场有详细的认知。现阶段，胶原蛋白经历了从动物组织提取动物源胶原蛋白到现在锦波生物利用基因重组表达出的人源化III型胶原蛋白等数个发展阶段。而研究人员也从原来对胶原蛋白的一知半解到现在锦波生物对III型胶原蛋白DNA序列的全链分析与筛选，让我们用科学重新丈量了胶原蛋白。目前研究发现的胶原蛋白有20多种类型，其中在我们的面部皮肤上主要是I型和III型胶原蛋白。早期功能蛋白主要源自于动物组织处理技术，这种主要来自鱼皮的胶原蛋白大多是生产的I型胶原蛋白，而III型胶原蛋白为哺乳动物所特有，因此有部分科学家从猪牛等生物组织中进行提取，并筛选了一些与人基因组类似的动物作为提取对象，来避免可能出现的排异反应并针对性地补充人体所急需的III型胶原蛋白，但是这种情况依然无法完全避免排异，且价格昂贵、水溶性较差，很难真正地实现大规模的产业化应用。而锦波生物历时十年研发的人源化胶原蛋白则在获取技术上出现了跨越式的突破。研发出了全球唯一与人体自身胶原蛋白原始序列100%相同的人源化III型胶原蛋白，获得了国家认定的发明专利，并成为全球被PDB数据收录的胶原蛋白中唯一成功产业化的案例。由于人源化III型胶原蛋白的生产原材料来源规范且胶原蛋白结构稳定，可以保持长时间的活性，因此也可以广泛应用到医疗、医美、护肤等产业领域当中，为消费和医疗场景中提供多元化的应用方式。目前，人源化III型胶原蛋白的功效主要集中在：1.紧致除皱功效：研究表明，III型胶原蛋白随着年龄的流失，原本较粗的I型胶原蛋白纤维在表层皮肤形成了皱纹，因此，有效地补充人源化III型胶原蛋白，可以在我们的表层皮肤下形成结缔组织环境，抑制细胞的凋亡，且还可以修复原本的胶原蛋白纤维网，让原本的皱纹从表层皮肤中消失，恢复面部肌肤的紧致。2.保湿美白功效：锦波人源化III型胶原蛋白中含有的大量亲水性氨基酸，也是目前唯一被证实是具有结合水能力的胶原蛋白，可以利用其稳定的三螺旋结构以及°的柔性弯曲结构实现强大的锁水保湿功效。而且，根据PDB测定的结果来看，锦波人源化III型胶原蛋白细胞粘附率为天然胶原蛋白的190%，可以激活细胞的代谢功能，降低表层皮肤的色素沉着，避免形成色斑和黑色素的沉淀，实现美白的效果。3.滋养抗衰功效：使用锦波人源化III型胶原蛋白后，皮肤组织中的SOD活性显著上升，且有效降低了表层皮肤的MMP含量，帮助滋养表层皮肤的同时有效降低胶原蛋白的流失速率，实现滋养抗衰的功效。4. 安全修复功效：锦波人源化III型胶原蛋白对不同细胞系的存活率影响为0级，而且其本身与人体自身合成的III型胶原蛋白结构序列一致，不会出现被免疫系统攻击而造成排异过敏的情况，因此可以更加安全地形成胶原蛋白网络结构，提高皮肤的代谢能力，实现皮肤的自我修复。锦波生物的十年，是中国功能蛋白蓬勃发展的十年，在这十年的时光中，锦波生物联合复旦大学，重庆大学等多家科研单位进行了无数次的研发，从解译胶原蛋白结构到筛选功能区再到最后的基因重组以及胶原蛋白的体外表达等，每一步看似简单，却有无数的科研人员付出了大量的心血。而最终的成就，也必然是以领先世界的速度，实现搭建人源化III型胶原蛋白的产业化链条，为我国生物医药产业注入了更加强大的发展动力。
胶原蛋白就是让皮肤变的有弹性的东东
最新成果：一:在生产领域,人们可以利用基因技术,生产转基因食品.例如,科学家可以把某种肉猪体内控制肉的生长的基因植入鸡体内,从而让鸡也获得快速增肥的能力.但是,转基因因为有高科技含量, 怕吃了转基因食品中的外源基因后会改变人的遗传性状，比如吃了转基因猪肉会变得好动，喝了转基因牛奶后易患恋乳症等等。华中农业大学的张启发院士认为：“转基因技术为作物改良提供了新手段，同时也带来了潜在的风险。基因技术本身能够进行精确的分析和评估，从而有效地规避风险。对转基因技术的风险评估应以传统技术为参照。科学规范的管理可为转基因技术的利用提供安全保障。生命科学基础知识的科普和公众教育十分重要。” 二:军事上的应用.生物武器已经使用了很长的时间.细菌,毒气都令人为之色变.但是,现在传说中的基因武器却更加令人胆寒。 三: 环境保护上,也可以应用基因武器.我们可以针对一些破坏生态平衡的动植物,研制出专门的基因药物,既能高效的杀死它们,又不会对其他生物造成影响.还能节省成本.例如一直危害我国淡水区域的水葫芦,如果有一种基因产品能够高校杀灭的话,那每年就可以节省几十亿了. 科学是一把双刃剑.基因工程也不例外.我们要发挥基因工程中能造福人类的部分,抑止它的害处. 四，医疗方面 随着人类对基因研究的不断深入，发现许多疾病是由于基因结构与功能发生改变所引起的。科学家将不仅能发现有缺陷的基因，而且还能掌握如何进行对基因诊断、修复、治疗和预防，这是生物技术发展的前沿。这项成果将给人类的健康和生活带来不可估量的利益。所谓基因治疗是指用基因工程的技术方法，将正常的基因转如病患者的细胞中，以取代病变基因，从而表达所缺乏的产物，或者通过关闭或降低异常表达的基因等途径，达到治疗某些遗传病的目的。目前，已发现的遗传病有6500多种，其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此，遗传病是基因治疗的主要对象。 第一例基因治疗是美国在1990年进行的。当时，两个4岁和9岁的小女孩由于体内腺苷脱氨酶缺乏而患了严重的联合免疫缺陷症。科学家对她们进行了基因治疗并取得了成功。这一开创性的工作标志着基因治疗已经从实验研究过渡到临床实验。1991年，我国首例B型血友病的基因治疗临床实验也获得了成功。 基因治疗的最新进展是即将用基因枪技术于基因治疗。其方法是将特定的DNA用改进的基因枪技术导入小鼠的肌肉、肝脏、脾、肠道和皮肤获得成功的表达。这一成功预示着人们未来可能利用基因枪传送药物到人体内的特定部位，以取代传统的接种疫苗，并用基因枪技术来治疗遗传病。 目前，科学家们正在研究的是胎儿基因疗法。如果现在的实验疗效得到进一步确证的话，就有可能将胎儿基因疗法扩大到其它遗传病，以防止出生患遗传病症的新生儿，从而从根本上提高后代的健康水平。 五，基因工程药物研究 基因工程药物，是重组DNA的表达产物。广义的说，凡是在药物生产过程中涉及用基因工程的，都可以成为基因工程药物。在这方面的研究具有十分诱人的前景。 基因工程药物研究的开发重点是从蛋白质类药物，如胰岛素、人生长激素、促红细胞生成素等的分子蛋白质，转移到寻找较小分子蛋白质药物。这是因为蛋白质的分子一般都比较大，不容易穿过细胞膜，因而影响其药理作用的发挥，而小分子药物在这方面就具有明显的优越性。另一方面对疾病的治疗思路也开阔了，从单纯的用药发展到用基因工程技术或基因本身作为治疗手段。 现在，还有一个需要引起大家注意的问题，就是许多过去被征服的传染病，由于细菌产生了耐药性，又卷土重来。其中最值得引起注意的是结核病。据世界卫生组织报道，现已出现全球肺结核病危机。本来即将被消灭的结核病又死灰复燃，而且出现了多种耐药结核病。据统计，全世界现有亿人感染了结核病菌，每年有900万新结核病人，约300万人死于结核病，相当于每10秒钟就有一人死于结核病。科学家还指出，在今后的一段时间里，会有数以百计的感染细菌性疾病的人将无药可治，同时病毒性疾病日益曾多，防不胜防。不过与此同时，科学家们也探索了对付的办法，他们在人体、昆虫和植物种子中找到一些小分子的抗微生物多肽，它们的分子量小于4000，仅有30多个氨基酸，具有强烈的广普杀伤病原微生物的活力，对细菌、病菌、真菌等病原微生物能产生较强的杀伤作用，有可能成为新一代的“超级抗生素”。除了用它来开发新的抗生素外，这类小分子多肽还可以在农业上用于培育抗病作物的新品种。 六，加快农作物新品种的培育 科学家们在利用基因工程技术改良农作物方面已取得重大进展，一场新的绿色革命近在眼前。这场新的绿色革命的一个显著特点就是生物技术、农业、食品和医药行业将融合到一起。 本世纪五、六十年代，由于杂交品种推广、化肥使用量增加以及灌溉面积的扩大，农作物产量成倍提高，这就是大家所说的“绿色革命”。但一些研究人员认为，这些方法目前已很难再使农作物产量有进一步的大幅度提高。 基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物。例如，基因技术可以使农作物自己释放出杀虫剂，可以使农作物种植在旱地或盐碱地上，或者生产出营养更丰富的食品。科学家们还在开发可以生产出能够防病的疫苗和食品的农作物。 基因技术也使开发农作物新品种的时间大为缩短。利用传统的育种方法，需要七、八年时间才能培育出一个新的植物品种，基因工程技术使研究人员可以将任何一种基因注入到一种植物中，从而培育出一种全新的农作物品种，时间则缩短一半。 虽然第一批基因工程农作物品种5年前才开始上市，但今年美国种植的玉米、大豆和棉花中的一半将使用利用基因工程培育的种子。据估计，今后5年内，美国基因工程农产品和食品的市场规模将从今年的40亿美元扩大到200亿美元，20年后达到750亿美元。有的专家预计，“到下世纪初，很可能美国的每一种食品中都含有一点基因工程的成分。” 尽管还有不少人、特别是欧洲国家消费者对转基因农产品心存疑虑，但是专家们指出，利用基因工程改良农作物已势在必行。这首先是由于全球人口的压力不断增加。专家们估计，今后40年内，全球的人口将比目前增加一半，为此，粮食产量需增加75％。另外，人口的老龄化对医疗系统的压力不断增加，开发可以增强人体健康的食品十分必要。 加快农作物新品种的培育也是第三世界发展中国家发展生物技术的一个共同目标，我国的农业生物技术的研究与应用已经广泛开展，并已取得显著效益。 七，分子进化工程的研究 分子进化工程是继蛋白质工程之后的第三代基因工程。它通过在试管里对以核酸为主的多分子体系施以选择的压力，模拟自然中生物进化历程，以达到创造新基因、新蛋白质的目的。 这需要三个步骤，即扩增、突变、和选择。扩增是使所提取的遗传信息DNA片段分子获得大量的拷贝；突变是在基因水平上施加压力，使DNA片段上的碱基发生变异，这种变异为选择和进化提供原料；选择是在表型水平上通过适者生存，不适者淘汰的方式固定变异。这三个过程紧密相连缺一不可。 现在，科学家已应用此方法，通过试管里的定向进化，获得了能抑制凝血酶活性的DNA分子，这类DNA具有抗凝血作用，它有可能代替溶解血栓的蛋白质药物，来治疗心肌梗塞、脑最新技术：(一)反义技术 根据目前研究的内容，反义技术(antisense technology)是指根据碱基互补原理，用人工合成(或生物体合成)的特定互补RNA或DNA片段(或其化学修饰产物)抑制或封闭基因表达的技术。反义技术理论的形成和发展是以原核生物中天然存在的反义RNA及其调控机理的研究为基础的。在真核生物中一直尚未找到天然存在的反义RNA调控系统，但检测出了许多具有互补碱基序列的小分子RNA，推测其中一部分可能参与基因表达调控，起着类似于反义RNA的作用。1．反义RNA的人工合成 常见的获得反义RNA的方法与基因工程方法相同。首先是以mRNA为模板，合成互补的一条DNA链；然后再以此互补DNA为模板合成互补配对的另一条DNA链，所得到的双链DNA片段就是目的基因片段，反向装上启动子和终止子并反向地插入适当的载体中。将此重组载体导入细胞，当重组载体表达时，就会转录出反义RNA。此外也可以用人工合成的反义寡聚核苷酸，用以解除核糖体的翻译活性。2．反义RNA的作用原理 反义RNA是通过与靶基因转录的RNA碱基互补形成复合体，参与有关基因表达的调控，推测反义RNA的作用方式可能是：①与mRNA形成二聚体，阻断了mRNA与核糖体的结合，以致不能进行翻译。②与mRNA结合，使mRNA不能向细胞质运输，造成特定基因失活或关闭。③与mRNA结合，使得mRNA易被酶识别而降解。④反义RNA与DNA结合，使DNA的复制受阻。3．反义技术的应用前景 反义技术的操作和突变不同，能在不破坏目的基因的前提下调控基因的表达，因此，它既是阐明基因功能的一种新手段，又拓宽了通过基因工程改良动、植物品质和治疗疾病的途径。1986年Ecker等首先报道了反义技术在植物基因工程中的应用情况。他们用农杆菌上的nos等启动子构建了一组有义和反义的氯霉素乙烯转移酶(CAT)基因载体，将这些有义和反义的载体按一定比例混合，通过电激融合法，同时转化胡萝卜原生质体。在继续培养的原生质体再生细胞中，发现cat基因的表达受到了明显的抑制，且其抑制程度随反义基因质粒的增加而增强。目前在植物中反义RNA的研究主要是在控制花的颜色及果实成熟和后熟方面，如对番茄果实成熟和软化控制的研究已取得令人瞩目的进展。这就是把与果实软化和成熟相关的酶如多聚乳糖醛酸酶(PG)、乙烯形成酶(EFE)等基因的反义RNA转入番茄。对转化体的自交后代的分析结果表明，果实细胞壁软化受到了显著的抑制，从而增加了果实的耐压抗裂性，贮藏期延长，果实的加工特性也有所改善。对于改良作物品种的不良性状，克服产品中的不良性质，反义基因技术有其独特的优点。反义技术的建立扩展了机体抵御外来微生物的经典免疫学概念，这就是用反义RNA通过核酸分子之间的相互作用，可以抑制外源病毒等的侵袭。如用反义RNA已成功地抑制了流感病毒、疱疹病毒和人类免疫缺陷综合症病毒等对所培养的组织细胞的侵袭。针对植物病毒的反义RNA可使植株产生保护和抗害作用。在癌症及遗传病治疗方面，反义技术也同样展现了令人鼓舞的前景。如将携带反义RNA的骨髓白血病(MYC)基因及编码大肠杆菌黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶基因的质粒，通过原生质体融合并引入到前骨髓白血病细胞系，获得高水平表达反义MYC RNA的细胞系，其MYC蛋白质比对照组下降70％。结果还表明，反义RNA不仅能在转录水平而且还能在翻译水平抑制癌基因的表达。反义RNA对细胞内原癌基因的阻抑，不仅使细胞增殖力下降，还启动了单细胞分化，进而使癌变得以缓解乃至痊愈。(二)蛋白质工程1．蛋白质工程的主要内容 蛋白质工程(protein engineering)是近十余年来在基因工程取得成就的基础上，融合蛋白质结晶学、计算机辅助设计以及蛋白质化学等多种学科而形成的一个新的研究领域。蛋白质空间结构的信息包含在它的氨基酸排列顺序中，而这种氨基酸的排列顺序又是由其编码基因的核苷酸序列所决定的，因此，通过对其编码基因的修饰和基因工程途径，便可创造出新型的蛋白质分子。可见蛋白质工程正是集中了当前分子生物学中一些前沿领域的最新成就，把核酸研究与蛋白质研究相结合，把基础研究与应用研究相结合，使人类从认识生命走向改造生命。遗传工程使人类能以在控制条件下生产自然界中存在的蛋白质，而蛋白质工程则开创了按人们意愿设计制造符合人类所需蛋白质分子的新时期，因此被誉为第二代遗传工程。蛋白质工程的具体程序大抵是：首先分离纯化～ mg目的蛋白质，测定其部分肽段的一级结构，据此及编码原则合成含有同位素标记的寡聚核苷酸探针，从基因文库中分离编码该蛋白质的克隆化基因，转入噬菌体M13系统，用双脱氧链端终止法完成其DNA序列分析，通过表达载体获得较大量(～)该蛋白质。用于空间结构测定，从晶体结构模型及结构与功能研究出发，借助计算机辅助分子设计提出分子预期性质及改造方案。通过合成寡核苷酸-M13系统定位突变并分离其突变体，引入表达载体生产并纯化多量突变型蛋白质，分析及测试其性质，指导进一步分子设计，以最终获得所预期性质的分子(图19-13)。2．蛋白质工程研究中寡核苷酸诱导的定点突变 蛋白质工程是一门从改变基因入手，创造新的蛋白质的技术科学，因此，改变基因的方法就成为蛋白质工程的主要内容之一。蛋白质工程研究中使用的基因突变技术，按照对突变位点确定的程度，大致可分为定点突变和非定点突变两大类。定点突变是对已知序列的基因(DNA)中任意指定位置进行突变的技术，包括核苷酸的置换、插入或删除。非定点突变是指那些不能预先确定产生突变位点的点突变技术。在基因突变技术中采用寡核苷酸诱导的定点突变(oligonucleotide-directed mutagenesis)方法，可以定向地改变基因的序列结构，也就是说用这种方法可以改变任何想要改变的碱基。因此，这一方法已成为当前蛋白质工程中改变基因的主要方法。这项技术主要是利用带有预定突变序列的寡核苷酸单链引物，在体外与原基因序列退火，诱导合成少量完整的突变基因，然后，通过体内增殖得到大量的突变基因。其具体步骤如图19-14。在此技术中，最初用作单链模板的DNA分子为ΦX174噬菌体。近年来随着单链噬菌体M13运载系统的发展，由于它所具有的一些优点，如含有许多可被克隆的位点，转化产生的噬菌斑可根据插入物的有无呈现不同颜色而易于筛选，这类运载体在宿主细胞中拷贝数多(约200个)而表达效率高，这一系统可插入的外源DNA长度变化范围也较大，以及能够较简便快捷地提取到单链模板DNA，因而M13运载系统已被广泛地应用于位点定向诱变工作。到20世纪80年代中期，利用定点突变法已先后进行了枯草杆菌蛋白酶、二氢叶酸还原酶、胰蛋白酶以及酪氨酰-tRNA合成酶的基因改造。血栓等疾病。提问者评价谢了评论(3)|34zhen玉玲珑 |四级采纳率17%擅长：生活网络游戏教育/科学按默认排序|按时间排序其他1条回答检举|2008-09-06 20:19laozijsj|三级2月27至28日，依托北京大学的蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室接受了国家科技部委托国家自然科学基金委组织的评估。评估工作检阅了重点实验室五年来的研究成果，专家组认为比上一个评估周期有明显进步，取得了显著成绩。特别是近三年来，重点实验室的研究人员连续在世界一流学术刊物《植物细胞》（Plant Cell）、《美国科学院院报》（Proc. Natl. Acad. Sci.）上发表了多篇有重要影响的科研论文，反映了重点实验室强劲的发展势头和突出成果。 最新一期的Plant Cell（2006年3月，第18卷651-664页）上发表了重点实验室朱玉贤教授研究组的研究论文，此项研究采用转录组学、生物信息学（与重点实验室魏丽萍研究组合作）、生物化学及植物生理学方法证实植物激素乙烯控制棉花纤维伸长。这是棉花纤维发育和细胞伸长机制研究中的一个重大突破，也是乙烯参与调控植物细胞伸长的最新证据。 仅仅在半年以前，重点实验室瞿礼嘉教授研究组刚刚在这个植物科学界最有影响力的刊物上发表了研究论文（Plant Cell，2005年10月，第17卷2693-2704页）。他们通过对一个叶片显著上卷的拟南芥突变体（iamt1-D）的研究，发现编码吲哚乙酸（IAA）羧甲基转移酶的IAMT1基因过量表达是引起该突变表型的根本原因，证明IAA的甲基化在调节植物的发育和植物生长素的动态平衡上起重要作用。他们的研究还发现，外源施加的IAA甲酯抑制主根和下胚轴的伸长的活性比IAA更强，表明植物可以通过甲基化来有效地调节IAA活性。该项研究首次证明植物叶片的平展和发育涉及植物生长素活性的合理空间分布。 重点实验室赵进东教授研究组对钙离子在蓝藻异型胞分化中的作用进行系统深入的研究，研究成果连续两年发表在Proc. Natl. Acad. Sci.上。他们研究发现调控异型胞分化的主开关基因产物HetR是一个DNA结合蛋白，HetR与DNA的结合是异型胞分化的前提，异型胞分化抑制物PatS能抑制HetR与DNA的结合，证明HetR与PatS的相互作用是调控异型胞格式形成的关键。该研究成果2004年4月发表于Proc. Natl. Acad. Sci.（第101卷4848-4853页）。随后，他们又克隆了一个蓝藻的钙结合蛋白基因（称为CcbP），并证明钙离子对蓝藻异型胞分化有关键性调节作用。该研究成果在2005年4月以封面论文的形式发表于Proc. Natl. Acad. Sci.（102: 5744–5748页）。 重点实验室许智宏院士和白书农教授共同主持的研究组用组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA处理拟南芥植株，发现组蛋白乙酰化模式的改变直接影响了部分在根表皮细胞分化模式决定过程中有重要作用的基因表达。据此，他们提出组蛋白乙酰化是诱导根表皮细胞分化模式形成的“位置信息”的重要介导组分，为认识植物细胞模式形成机制提供了新的视角。该研究成果2005年10月发表于Proc. Natl. Acad. Sci.（第102卷14469–14474页）。 重点实验室苏晓东教授研究组以三维晶体结构为基础，结合生物化学及细胞生物学方法确定了一个人类未知功能蛋白AD－004为核定位的核苷酸激酶，将其命名为AK6（Adenylate Kinase，AK），是第一类被发现定位于细胞核内的腺苷酸激酶。AK6不仅在核苷酸及能量代谢研究领域具有重大理论价值，最近国际上其他实验室的结果表明，它很可能与真核细胞中核糖体的组装相关。AK6的晶体结构解析是在国内首次利用实验室常规转靶光源，通过测定天然蛋白晶体中的硫（S）原子反常散射信号（S-SAD）完成的，在方法学上也有新贡献。该研究成果2005年1月发表于Proc. Natl. Acad. Sci.（第102卷303–308页）。 蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室研究人员发表的上述有重要影响的研究论文，均以北京大学作为第一作者单位及通讯作者单位，对于提升北京大学在相关领域的国际地位发挥了重要作用。根据美国科学情报研究所（ISI）科学引文数据库（SCI）截止到2005年10月的统计，北京大学（含原北京医科大学）共有9个研究领域跻身全球引用前1%排行榜，包括数学、物理学、化学、生物学与生物化学、地球科学、材料科学、工程、植物与动物科学、临床医学。其中，蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室基本涵盖并涉及了北京大学植物科学及生物化学这两个学科点，充分表明该实验室已经成为国际上相关领域具有重要影响的基础研究基地。
生命科学最大的基础工程 生物技术在过去的几十年风起云涌，70年代出现的重组DNA，使得人们有可能按照需求生产出基因工程的药物。到了80年代，转基因技术在农业方面的应用极大地提高了农作物、动物的产量和品质。90年代有代表性的进展就是克隆技术，使得重组生命成为可能，这是很伟大的进步。信息技术在很大程度上改变了社会，正如未来学家所说，信息技术使我们能够做的更多做得更快、更好。但是，生命科学、生物技术有可能改变人类自身，改变未来社会的发展，其影响更重大。从总体上看，生命科学无论从揭示未知领域的广度深度，从产业化的巨大前景，保证人类基本的物质生活的需求，强身健体的需要，还是推动整个人类的进步来说，都是非常重要的一个领域，因此说21世纪是生命科学的世纪是很有道理的。 人类基因组研究是目前生命科学领域里的一项最大的基础工程。生命活动在相当大的程度上是受遗传因素影响的，要理解生命，战胜疾病，提高健康，就必须对控制生命的遗传信息有所了解，而且不是支离破碎的了解，是整体化的了解。所谓基因组是生命遗传信息的总合，它不是个体基因的概念，它是所有基因在一起，再加上那些调控基因的遗传信息。这个项目的驱动因素也是双重性的，一个是科学家的好奇心，求知欲望，像任何其他基础科学一样；另外一个巨大的驱动力就是人类健康的一种需求。 生命科学要揭示的奥秘很多，整个框架搭起来的过程就是从具象到微象，从大到小，由表及里，但到达"里"以后发现，对个别的孤立的分子进行研究，恐怕不能揭示其中的规律，这样就从分析进入到综合。进入到人类基因组时代，生命科学全新形态，即大科学形态，系统科学形态，交叉科学形态。人类基因组揭示的信息量大概只有天文的数字可以与之相比。如果把生物的变异性考虑进去的话，这种海量信息的储存、分析、传输，收集，把信息从数据变成知识，这就要求信息技术、数学等加入进来，所以生物信息学产生了。要在同一时间研究所有的基因、所有的蛋白质的表达和相互作用，是一种系统科学的研究方法。为了进行这样的分析，新的平台就要发展，比如生物芯片，在一个指甲盖大小的面积上可以把人类的所有基因，将来可能发展到所有的蛋白，都放在这个小的平面上，用定型化来进行系统化的研究。当今的生命科学的大科学平台，为我们揭示生命的奥秘提供了可能。破译"天书"只为造福社会 经过全球科学家包括中国科学家的努力，2000年6月人类基因组计划完成了框架测序，大概再过两三年，到2003年就可以把人类基因组的精细的序列完成。中国科学家承担的的1％的任务完成得还是非常优秀的，在6个国家中最早地完成了自己应该承担的区域的精细测序。也就是说，第一份人类的遗传"天书"已经展现在我们眼前，但是我们还不怎么读得懂。现在提出功能基因组计划，就是要理解这个"天书"里说的是什么内容，"天书"上的信息是怎么表达的，这种表达又是如何控制的，这种表达、控制和环境又是如何相互作用的，这种相互作用在人类的健康和疾病当中又是怎么样变化的。 人的生老病死这些活动，实际上既有遗传因素，又有环境因素。人类基因组计划研究的意义最后还是体现在对人类的实际贡献上，尤其体现在对人类重大疾病的防治上来。这里又有一个医学基因组问题。基因组是有变异的，不是一成不变的，这就为遗传信息的变异奠定了基础。为什么在一些人群和家族中比较容易发生某些疾病，比如高血压、肥胖症等。据调查，目前中国人中有25％超重，少儿肥胖者达7-8％，而且增长速度很快。这里既有遗传因素又有其他因素，医学基因组学就是要搞清那些遗传疾病的原因及其防治办法。由于人的千差万别，对于疾病的易感性，对药物的反应性包括对疗效的反应性和对副作用的反应性，都跟遗传信息的变异有关，所以，不仅要"天书"读出来，而且要把人群、个体之间主要差异，就是把"天书"里的那些符号识别出来。 基因技术提供无限商机 基因技术对医药行业来说是提供了无限商机，一部分基因的蛋白质产物可以直接用来做药，大多数基因蛋白质的产物可以用来筛选药物。化学药物在身体里作用的靶点，主要是基因编码的蛋白质。以前是先有化合物，再来一点点识别这个化合物作用在哪些靶位上。现在反过来了，先知道那么多的靶点，再来筛选化合物，这样药物发现的速度就加快了。识别疾病基因就使疾病的诊断进入到基因诊断阶段，对异常的基因进行替代，就产生了基因治疗。 人类基因组发展到今天，主要就是从整理天书到真正的生物学功能，然后应用于人类的治疗疾病、健康和医药上。人类基因组计划也推动了对其他生命基因组的研究，推而广之，还包括了对简单生命体的基因组，比如大肠杆菌一直到植物，比如水稻再到动物的研究。仅仅看到人类基因天书，很难理解为什么是人类，什么让我们区别于其他动物。把生命天书拿出来，从最简单的生命体到最复杂的人类生命进化过程中，不同阶段的生命体的遗传特性，拿出来进行比较，就可以发现在基因组水平进化的规律，了解基因组的结构和功能怎么样从简单到复杂，由低级到高级发展的。这个计划的带动对解析生命科学的最复杂问题如进化、发育、脑功能等，都有巨大作用。 中国的生命科学研究过去几十年来走过了一条艰难曲折的道路。直到20世纪80年代末期，基因组科学在很落后的情况下，争取一个很快的发展。因为基因学科是带动学科，中国的科学发生了前所未有的整合、发展，促进了生命科学的发展。应该说，人类基因组的参与，开始是跟踪，后来是参与，后来是人类疾病的研究，如果说人类疾病组的研究我们还只是补充、跟踪、参与，那么，水稻基因组的研究，我们就是主角。目前，多个课题研究进展顺利，预计2002年这些成果都可能以长篇论文的方式，在国际上最著名的重要专业刊物上发表。基因工程是生命科学的重要组成部分，比如说，分子生物学跟基因组的工作就有千丝万缕的联系。在前沿学科，我们有了比较大的进展，从耳聋的基因到血压基因、指趾基因，从白血病、肝癌到肌体瘤、鼻咽癌等等。实际上，在肿瘤基因方面，中国是国际上最早涉及的国家之一。基因研究的成果，在医学科学上起子一个很大的带动作用。 在前沿生物高科技领域，中国科学家能产生任何一种已知的生物药品。我们已经掌握了20多种生物克隆的核心技术，新近的克隆羊、克隆牛，已有成功的报道。转基因已走进生产领域，国内的基因棉花，可以和国外的转基因棉花一决雌雄。生物信息学平台已初步建立起来，而且形成一些自己的特色，在其它墓因组的研究中都已得到很好的发挥。 把知识变成经济竞争力 虽然中国的生物科学研究成果非常喜人，但离国家的要求差距还很大。加入WTO就暴露出我们的差距非常之大。在生命科学领域，我觉得有两个重要课题：一是如何提高农业的品质，另一个如何把国家的制药工业搞上去。 中国农业的效率、效益不高，竞争力不够，农民富不起来，科学界有责任啊!如何让农产品不仅是数量上，而且是质量上提高，同时不要以牺牲环境、资源为代价，只能靠科学技术。农民正眼巴巴地等着科技人员去解决农业生产上许多问题。农民富不起来，中国的现代化也是一句空话。这是吃饭的问题。 再看吃药的问题。现在中国虽然是药物生产大国，但是我们的技术创新能力很低，我们的研究能力、创新药物能力很低，90％以上都是仿制药物。我们在国际中药市场上只占3％的份额，严重落后于日本、韩国等国。当健康水平不断提高，医疗条件不断改善，总体上已经控制了大部分危性传染病，营养性(营养缺陷)的疾病也会逐步消失，将来退行性疾病会成为主要的危害。包括老年痴呆症、器官功能退化等。还有代谢性疾病，如心血管、脑血管疾病，脚颤，糖尿病等等。生老病死，由盛到衰，衰就是人体在衰老过程中的器官功能的减退，并由此引起的疾病。此外，还有外伤、器官损伤等等，进行组织和器官的再造，由此产生一个重大需求。面对这些疾病成为人类健康的障碍时，就提出了一种医学，叫"再生医学"，包括减缓衰老和替代人体衰老的器官。完全由非生命材料造成的人工器官，还存在很大的局限性，所以，器官再造就成为很引人注目的生物技术发展的新潮流。在这一过程中，干细胞技术、克隆技术提供了一个条件，带来了医学新的曙光。 现在的一个重要问题是，如何把我们基础研究所积累起来的知识，要变成产品，变成市场，变成经济上的竞争力。这里首先需要科研人员转变观念，需要进行技术创新。参考资料：回答者：tianzhu345 - 门吏 三级 6-12 19:38评价已经被关闭 目前有 2 个人评价 好100% （2） 不好0% （0）
高中的生物书上也有，例如基因修复，培养转基因动植物等。
目录一、摘要二、现代生物技术与健康1、现代生物技术中蛋白质与健康2、现代生物技术中糖类与健康3、现代生物技术中与健康4、现代生物技术中与健康三、总结四、后序五、鸣谢六、参考文献关键词：现代生物技术、蛋白质、糖类、脂肪、维生素、健康摘 要现代生物技术以其越来越重要的经济价值和科研价值而逐渐受到人们越来越多关注。据估计生物技术可以给人类创造数千亿美元的收入，但比这更重要的是现代生物技术挽救了数亿人的生命。最典型的例子就是青霉素的使用，因为青霉素的使用而使人类的平均年龄增加十几年。人类的生活条件也因生物技术的使用而大有改善。我国作为一个拥有十三亿人口大国，生物技术对保证国民的身体健康起着举足轻重的作用。那么现代生物技术与健康又有哪些连系呢？带着这些问题，我们小组对此进行了调查。希望通过我们的探究活动性报告，使您对现代生物技术与健康的关系有更深入的了解！现代生物技术与健康1、现代生物技术中蛋白质与健康（1）蛋白质的定义及概述蛋白质是一种复杂的有机化合物，旧称“朊”。组成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成肽链。蛋白质是由一条或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多肽链二十～数百个氨基酸残基不等；各种氨基酸残基按一定的顺序排列，蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，折叠或螺旋构成一定的空间结构，从而发挥某一特定功能。产生蛋白质的细胞器是核糖体。蛋白质（protein）是生命的物质基础，机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体质量的％，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸，吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质，同时新的蛋白质又在不断代谢与分解，时刻处于动态平衡中。因此，食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例，关系到人体蛋白质合成的量，尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿，都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。（2）蛋白质的生理功能1、构成蛋白质的身体。蛋白质是一切生命的物质基础，是肌体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、骨骼、内脏、大脑、血液、神经等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。可见蛋白质对人的生长发育非常重要。2、修补人体组织。人的身体由百兆亿个细胞组成，它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则经常处于亚健康状态。组织受损后，若不能得到及时和高质量的修补，便会加速肌体衰退。3、维持肌体正常的新陈代谢和各种物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白一输送氧、脂蛋白一输送脂肪、细胞膜上的受体和转运蛋白等。4、白蛋白：维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白：有白蛋白、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体（免疫球蛋白）、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时，这个部队就很强，在需要时，数小时内可以增加100倍.7、构成人体必需的各种酶。我们身体有数千种酶，每一种只能催化一种生化反应。相应的酶充足，反应就会顺利、快捷的进行，我们就会精力充沛，不易生病。否则，反应就变慢或者被阻断。8、激素的主要原料。激素可以调节体内各器官的生理活动。如胰岛素是由51个氨基酸分子组合成，生长素是由191个氨基酸分子合成的。9、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能：味觉、视觉和记忆。10、胶原蛋白：占身体蛋白质的 ，生成结缔组织，构成身体骨骼。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑（在大脑脑细胞中，很大一部分是胶原细胞，并且形成血脑屏障保护大脑）。11、提供生命活动的能量。（3）现代生物技术在蛋白质重点应用保持健康所需要的蛋白质含量因人而异。普通健康男性或女性每公斤体重大约需要克蛋白质。婴幼儿、青少年、怀孕期间的妇女、伤员和运动员通常每日可能需要摄入更多蛋白质。蛋白质缺乏：成年人：肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血，严重者将产生水肿。未成年：成长发育停滞、贫血、智力发育差，视力差。蛋白质过量：蛋白质在体内不能贮存，多了肌体无法吸收，过量摄入蛋白质，将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至死亡。面对这些问题营养师根据人体对不同蛋白质的需要量进行膳食调配以及人工添加或减少蛋白质的方法来保证人体内蛋白质含量的相对稳定。而生物学家则通过生物制药技术研发出一些新型的药品，这些药品不仅能促进人体对蛋白质的运输和吸收，而且还能预防由于外界环境或病毒引起的蛋白质变性。当然在临床医学上，这些变性因素也常被应用来消毒及灭菌。对防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。此外在蛋白质领域运用的现在生物技术还有X线衍射技术和磁共振技术等。它们的应用都能有效控制和制备蛋白质，促进人们的身体健康。2、现代生物技术中糖类与健康（1）糖的定义及概述糖是一类化学本质为多羟酮及其衍生物的有机化合物。在人体内糖的主要形成是葡萄糖及糖原。葡萄糖是糖在血液中的运输形式，在肌体糖代谢中占据主要地位；糖原是葡萄糖的多聚体，包括肝糖原、肌糖原和肾糖原等，是糖在体内的储存形式。葡萄糖和糖原都能在体内氧化提供能量。食物中的糖是机体中糖的主要来源，被人体摄入经消化成单糖吸收后，经血液运输到各组织细胞进行合成代谢和分解代谢。机体内糖的代谢途径主要有葡萄糖的无氧酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与糖原分解、糖异生以及其他已糖代谢等。（2）糖的生理功能糖分是我们身体必不缺少的营养成分之一。人们摄入谷物、蔬菜等，经过消化系统转化为单糖（如葡萄糖等）进入血液，运送到全体细胞，作为能量的来源。血液中所含的葡萄糖，称为血糖。体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。正常人在清晨空腹血糖浓度为80～120毫克％。空腹血糖浓度超过130毫克％称为高血糖。如果血糖浓度超进160～180毫克％，就有一部分葡萄糖随尿排出，这就是糖尿。血糖浓度低于70毫克％称为低血糖。可见于饥饿时间过长，持续的剧烈体力活动，严重肝肾疾病，垂体前叶机能减退、肾上腺皮质机能减退等。低血糖时，脑组织首先对低血糖出现反应，表现为头晕、心悸、出冷汗以及饥饿感等。如果血糖持续下降到低于45毫克％，就可发生低血糖昏迷。如果从食物中摄取的糖一时消耗不了，则转化为糖原储存在肝脏和肌肉中，肝脏可储存70～120克，约张肝重的6～10％。细胞所能储存的肝糖是有限的。如果摄入的糖分过多，多于的糖即转变为脂肪。当食物消化完毕后，储存的肝糖即成为糖的正常来源，维持血糖的正常浓度。在剧烈运动时，或者长时间没有补充食物情况，肝糖也会消耗完，此时细胞将分解脂肪来供应能量。人类的大脑和神经细胞必需要糖来维持生存，必要时人体将分泌激素，把人体的某些部分（如肌肉、皮肤甚至脏器）摧毁，将其中的蛋白质转化为糖，以维持生存。（3）现代生物技术在糖类中的应用由于血糖高和血糖低对人体来说都是有害的。为此，有关科学家为了保证人体内糖类的正常供应，对低血糖人群提供含有浓缩糖的含片和糖果。开发出浓缩糖技术，保证他们维持血糖浓度恒定。而对高血糖患者，则用降血糖药物加以控制。在临床上静脉滴注葡萄糖过快，也会出现血糖升高的现象。所以对于血糖过高的病人点滴速度不应过快，而这些也都基于一定生物技术基础上。从而保证了人们身体的健康。3、现代生物技术脂质与健康（1）脂质的定义及概述脂质（lipids）是脂肪及类脂的总体，是一类不溶于水而易溶于有机溶液，并能为机体利用的有机化合物。脂肪是三脂肪酸甘油或称甘油三酯。脂肪的生理功能是储存能量及氧化供能。类脂包括固醇及其脂、磷脂及糖脂等，是细胞的膜结构重要部分。（2）脂质的生理功能及影响脂肪是人体重要的储能物质，当人们摄食过足时，人体会将多余的能力主要以脂肪形成储存下来。过去的日子中，在旧的封建思想的影响下，人们总以“肥头大耳”为富贵的象征，甚至到当今社会。但肥胖并不是富，更是一种负担。肥胖会带来许多疾病，威胁健康，甚至造成死亡。当人们身体肥胖，自然他们的血液中脂质的含量升高，随着血液的全身巡回，使他们和心力衰竭的正常体重者多1倍；冠心病多2－5倍；高血压多2－6倍；糖尿病多4倍；胆石病多4－6倍。这些疾病都是人类健康的主要杀手。像正处于成长期的人来说，肥胖不仅带来的是智力上的影响，更有心理上的一系列影响。所以在平常生活中，合理的饮食显得异常重要。有人喜欢大鱼大肉，时常酒足饭饱之后修身养性，静如止水，像这种生活习惯，终有一天会猝死在饭桌之上。胆固醇是由体内储有的脂肪转化而来的，而胆固醇又能合成乳汁、皮脂以及类固醇激素，保证人们内、外分系统的正常运转。胆固醇在人体内还参与血液中脂质的运输。但是，胆固醇过多压迫血管，使血液的径流量减少，导致脑供血不足、淤血等，严重的会导致人死亡。性激素则是一种与性别决定有关的激素，它能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。乱食性激素会使人生殖器官发育不完全，会内分泌失调，严重的还会变成“双性“人，大大减少其自身的寿命。（3）现代生物技术在脂质中应用面对这些现象，生物学家采用现代溶脂技术除去多余脂肪。通过一种溶解药物，舒缓血管，溶解多余胆固醇。面对因肥胖而造成心力衰竭的病人，科学家还采用强心剂等生物化学药物经行急救，这些都在一定程度上减缓了发病率，降低了死亡率，使人们的健康得以延续。4、现代生物技术中维生素与健康（1）、维生素的定义和概述维生素是近百年才被陆续发现的一组营养素，是维持人体正常功能的一类有机化合物。其共同特点：它们都不供应热量，也不是有机体的构造成分，但却是维持身体的正常生长和发育，繁殖等所必需的有机化合物，起着调节身体各种功能的作用，身体对它们的需要量很少，但供应不足时会出现各种代谢障碍和症状，称为维生素缺乏病。（2）、维生素的种类及应用V—A：缺乏维生素A会造成皮肤老化，维生素A是丘脑、脑垂体等内分泌腺体活动所需要的极为重要的营养成分。想要保持年轻靓丽，尽量多吃些维生素A高的动物性食物，如：肝、瘦肉、卵黄等。V—B2：维生素B2会促进脂肪的分解。V—B6： 与氨基酸及代谢关系，能促进氨基酸的吸收和蛋白质的合成为细胞的生长所需，对脂肪代谢都会有影响，与皮脂分泌紧密相关。V—L： 维生素L缺乏会影响结缔组织中中股原纤维的形成。V—E：公认有抗衰老作用，能促进皮肤血液的循环和肉芽组织的生长。谷维素：是从米粮油中提取出来的一种天然物质，其成分为以三萜（稀）醇类主体的阿魏酸酯的混合物，它对植物中枢功能有调节和激活作用。它能降低毛细血管脆性，提高人的皮肤血管循环机能，会使皮肤温度升高，四肢皮肤表面血流？增加，被称为“美容素”此外，谷维素还能降血脂，并含强有力的生长促进因子，有助于我们的亲少年成长。（3）现代生物技术在维生素中的应用。针对现在人体内维生素缺乏现象，有关药剂师及营养师在食品及保健品中添加适量维生素。同时生物学家也在这方面进行了许多研究，通过生物制药技术，将大量维生素合成在一个小药片内，制造出补充维生素的药片，这在一定程度上补充了现在爱吃肉类而不爱吃蔬菜的都市人群体内的维生素，使人体内维生素含量保持在一个平稳水平上，使人们身体更加健康。总结：“身体是革命的本钱”健康的身体是我们一切生活的基础，但一个人要做到健康，是十分不易的，这与我们日常的饮食习惯和生活习惯都息息相关。更重要的是我们是否爱护自己的身体，是否决心要要做一个身体健康的人。糖类、脂肪、蛋白质等都是构成我们身体的重要物质，像维生素，各种无机盐等这样的物质在人类体内的含量虽然相对较少，但其作用也是不忽视的。上述物质共同维持我们的生命活动，前面已经提到了各种维生素、无机盐及糖类、脂肪、蛋白质等对人身体的具体作用，例如在对身体的生长，身体器官的功能的影响都一一列出，同时也告诫了我们如果缺少了这些物质，将会有什么严重的后果。然而这些物质都来源于我们日常的食物中，所以合理膳食是相当重要的，这也是维持我们身体健康的惟一路径。随着科学技术的发展，生物科学家已经将着眼点放在人的身体营养健康上，科学家研发新的生物技术来改善人们的身体状况，减轻许多人身体上的痛苦和伤害。作为青年的我们，正处于身体发育的黄金阶段，所以我们更应要注意自己的饮食习惯，养成良好的生活习惯，这对我们以后的生活起着决定性的作用。后 序如今，好好学习生物技术是很有必要的事。生物技术给人类的生活带来了无数变革。而“人类基因组计划”“克隆技术”都是当今最热门的生物技术项目。而我们生活中的大多数药物都是通过生物技术得到的。很难想象如果没有生物技术我们的生活究竟会怎样。我想一定非常糟糕，甚至我们的寿命将会变短，越来越多的问题都直接威胁着人们的生命。而如果没有生物技术对人体内蛋白质、维生素等重要物质的研究与应用，我们将会对自己一无所知，更提不上身体健康这些话，所以现代生物技术保护了我们自身的健康。现代生物技术不容忽视。而对现代生物技术的开发，我们责无旁贷。鸣 谢通过此次探究活动，大家分工明确，都不辞辛苦的完成了各自的工作任务。在此感谢本小组各位成员，以及为我们提供资料的各出版社，还有我们的指导老师。在大家共同合作下，本次探究活动终于圆满结束。再次由衷致谢！参考文献：1、《生物必修1》人民教育出版社2、《生物化学》 第六版 人民卫生出版社主编： 周爱儒副主编：查锡良3、《登上健康快车》北京出版社主编：关春若4、《高中生物基础知识手册》第七次修改 北京教育出版社主编：薛金星这是我们小组写的,网上绝对跟这一样的。
写论文可以先分别介绍基因组，蛋白组，转录组，代谢组等等等等，然后从中心法则出发，阐述个中关联，上升到跟生理，疾病等等现象的高度。
蛋白质（protein）是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸，吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质，同时新的蛋白质又在不断代谢与分解，时刻处于动态平衡中。因此，食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例，关系到人体蛋白质合成的量，尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿，都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系[编辑本段]蛋白质的生理功能1、构造人的身体：蛋白质是一切生命的物质基础，是肌体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。蛋白质对人的生长发育非常重要。比如大脑发育的特点是一次性完成细胞增殖，人的大脑细胞的增长有二个高峰期。第一个是胎儿三个月的时候；第二个是出生后到一岁，特别是0---6个月的婴儿是大脑细胞猛烈增长的时期。到一岁大脑细胞增殖基本完成，其数量已达成人的9/10。所以0到1岁儿童对蛋白质的摄入要求很有特色，对儿童的智力发展尤关重要。2、修补人体组织：人的身体由百兆亿个细胞组成，细胞可以说是生命的最小单位，它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则经常处于亚健康状态。组织受损后，包括外伤，不能得到及时和高质量的修补，便会加速机体衰退。3、维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白—输送氧（红血球更新速率250万/秒）、脂蛋白—输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。4、白蛋白：维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白：有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体（免疫球蛋白）、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时，这个部队就很强，在需要时，数小时内可以增加100倍。7、构成人体必需的催化和调节功能的各种酶。我们身体有数千种酶，每一种只能参与一种生化反应。人体细胞里每分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。相应的酶充足，反应就会顺利、快捷的进行，我们就会精力充沛，不易生病。否则，反应就变慢或者被阻断。8、激素的主要原料。具有调节体内各器官的生理活性。胰岛素是由51个氨基酸分子合成。生长素是由191个氨基酸分子合成。7、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能：味觉、视觉和记忆。8、胶原蛋白：占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑（在大脑脑细胞中，很大一部分是胶原细胞，并且形成血脑屏障保护大脑）9、提供热能。[编辑本段]蛋白质的作用蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中，起着十分重要的作用。生物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质还参与基因表达的调节，以及细胞中氧化还原、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。在细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶主要也是蛋白质。许多重要的激素，如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质。此外，多种蛋白质，如植物种子（豆、花生、小麦等）中的蛋白质和动物蛋白、奶酪等都是供生物营养生长之用的蛋白质。有些蛋白质如蛇毒、蜂毒等是动物攻防的武器。蛋白质和健康蛋白质是荷兰科学家格里特在1838年发现的。他观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。蛋白质是生物体内一种极重要的高分子有机物，占人体干重的54%。蛋白质主要由氨基酸组成，因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。人体中估计有10万种以上的蛋白质。生命是物质运动的高级形式，这种运动方式是通过蛋白质来实现的，所以蛋白质有极其重要的生物学意义。人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。生命运动需要蛋白质，也离不开蛋白质。球状蛋白质(三级结构)人体内的一些生理活性物质如胺类、神经递质、多肽类激素、抗体、酶、核蛋白以及细胞膜上、血液中起“载体”作用的蛋白都离不开蛋白质，它对调节生理功能，维持新陈代谢起着极其重要的作用。人体运动系统中肌肉的成分以及肌肉在收缩、作功、完成动作过程中的代谢无不与蛋白质有关，离开了蛋白质，体育锻炼就无从谈起。在生物学中，蛋白质被解释为是由氨基酸借肽键联接起来形成的多肽，然后由多肽连接起来形成的物质。通俗易懂些说，它就是构成人体组织器官的支架和主要物质，在人体生命活动中，起着重要作用，可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。每天的饮食中蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类及鱼类中。蛋白质缺乏：成年人：肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血，严重者将产生水肿。未成年人：生长发育停滞、贫血、智力发育差，视觉差。蛋白质过量：蛋白质在体内不能贮存，多了肌体无法吸收，过量摄入蛋白质，将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至于死亡。[编辑本段]必需氨基酸和非必需氨基酸纤维状蛋白质(二级结构)食物中的蛋白质必须经过肠胃道消化，分解成氨基酸才能被人体吸收利用，人体对蛋白质的需要实际就是对氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在数量和种类上都能满足人体需要身体才能利用它们合成自身的蛋白质。营养学上将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。对成人来说，这类氨基酸有8种，包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸。对婴儿来说，组氨酸和精氨酸也是必需氨基酸。非必需氨基酸并不是说人体不需要这些氨基酸，而是说人体可以自身合成或由其它氨基酸转化而得到，不一定非从食物直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供给充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。
yí dàn bái méi
parenzyme [朗道汉英字典]
TPS,trypase,trypsase,trypsin,trypsinase,tryptar,trypure [湘雅医学专业词典]
胰蛋白酶是胰腺分泌的一种水解酶。能水解由肽链相连的氨基酸类化合物，具有酯酶活性。正常血清中含量甚微。测定血清胰蛋白酶对诊断急性胰腺炎有一定意义。
胰蛋白酶
血液生化检查 > 酶类测定
同酶速率法测定。
同酶速率法测定。
同酶速率法测定。
（1）RIA法：阴性。
（2）酶速率法（37℃）：十二指肠液：150～600μg/ml
（1）升高：急性胰腺炎、慢性胰腺炎（复发期）、胰腺癌、肾功能不全等。
（2）降低：胰腺外分泌功能不全（慢性胰腺炎后期）。
急性胰腺炎时血清胰蛋白酶可上升至正常人的2～400倍，一般在10～15天恢复正常。
急性胰腺炎、慢性胰腺炎、胰腺癌
胰蛋白酶
Yidanbaimei
Trypsin
本品系自猪、羊或牛胰中提取的蛋白分解酶。按干燥品计算，每1mg中胰蛋白酶的活力不得少于2500单位。
本品应从检疫合格的牛、羊或猪胰中提取，生产过程应符合现行版《药品生产质量管理规范》的要求。
本品为白色或类白色结晶性粉末。
取本品约2mg，置白色点滴板上，加对甲苯磺酰L精氨酸甲酯盐酸盐试液,搅匀，即显紫色。
取本品，加水溶解并制成每1ml中含2mg的溶液，依法测定（2010年版药典二部附录Ⅵ H），pH值应为～。
取本品，加氯化钠溶液溶解并制成每1ml中含10mg的溶液，依法检查（2010年版药典二部附录Ⅸ B），溶液应澄清。
取N乙酰L酪氨酸乙酯，置100ml量瓶中，加磷酸盐缓冲液（取磷酸二氢钾溶液与磷酸氢二钠溶液，混合，pH值为）50ml，温热使溶解，冷却后再稀释至刻度，摇匀。冰冻保存，但不得反复冻融。
取本品适量，精密称定，加盐酸溶液溶解并定量稀释制成每1ml中含的溶液。
取底物溶液、盐酸溶液与上述磷酸盐缓冲液（pH ）1ml，混匀，作为空白。取供试品溶液与底物溶液（预热至25℃±℃），立即计时并摇匀，使比色池内的温度保持在25℃±℃，照紫外－可见分光光度法（2010年版药典二部附录Ⅳ A），在237nm的波长处，每隔30秒读取吸光度，共5分钟，每30秒钟吸光度的变化率应恒定，且恒定时间不得少于3分钟。以吸光度为纵坐标，时间为横坐标，作图，取在3分钟内成直线部分的吸光度，按下式计算。
式中 P为每2500胰蛋白酶单位中含糜蛋白酶的量，单位；
A2为直线上开始的吸光度；
A1为直线上终止的吸光度；
T为A2至A1读数的时间，分；
W为测定液中含供试品的量，mg;
为在上述条件下，吸光度每分钟改变，即相当于1个糜蛋白酶单位。
每2500单位胰蛋白酶中不得多于50单位的糜蛋白酶。
取本品适量，以五氧化二磷为干燥剂，在60℃减压干燥4小时，减失重量不得过（2010年版药典二部附录Ⅷ L）。
取N苯甲酰L精氨酸乙酯盐酸盐，加水溶解使成100ml，作为底物原液；取10ml，用磷酸盐缓冲液（取磷酸二氢钾溶液13ml与磷酸氢二钠溶液87ml混合，pH值为）稀释成100ml，照紫外－可见分光光度法（2010年版药典二部附录Ⅳ A），恒温于℃±℃，以水作空白，在253nm的波长处测定吸光度，必要时可用上述底物原液或磷酸盐缓冲液调节，使吸光度在～之间，作为底物溶液。制成后应在2小时内使用。
精密称取本品适量，加盐酸溶液溶解并定量稀释制成每1ml中含50～60胰蛋白酶单位的溶液。
取底物溶液，加盐酸溶液200μl，混匀，作为空白。另取供试品溶液200μl，加底物溶液（恒温于℃±℃），立即计时，混匀，使比色池内的温度保持在25℃±℃，照紫外－可见分光光度法（2010年版药典二部附录Ⅳ A），在253nm的波长处，每隔30秒钟读取吸光度，共5分钟。以吸光度为纵坐标，时间为横坐标，作图；每30秒钟吸光度的改变应恒定在～之间，呈线性关系的时间不得少于3分钟。若不符合上述要求，应调整供试品溶液的浓度，再作测定。在上述吸光度对时间的关系图中，取成直线部分的吸光度，按下式计算：
式中P为每1mg供试品中含胰蛋白酶的量，单位；
A1为直线上终止的吸光度；
A2为直线上开始的吸光度；
T为A1至A2读数的时间，分；
W为测定液中含供试品的量，mg；
为在上述条件下，吸光度每分钟改变，即相当于1个胰蛋白酶单位。
蛋白分解酶。
遮光，密封，在阴凉干燥处保存。
注射用胰蛋白酶
《中华人民共和国药典》2010年版
胰蛋白酶
Trypsin
结晶胰蛋白酶；Crystalline Trypsin；Parenzyme；Tryptar；Novo；Tryptest
呼吸系统药物 > 祛痰药物 > 促进痰液溶解的药物
25mg，50mg；
2.注射剂（粉）：5mg，10mg。
3.注射用结晶胰蛋白酶：每支1000单位、2000单位、5000单位、10000单位.
胰蛋白酶为肽链内切酶，对精氨酸和赖氨酸肽链具有选择性水解作用，可使天然蛋白、变性蛋白、纤维蛋白和黏蛋白等水解为多肽或氨基酸。由于血清中含有非特异性抑肽酶，故胰蛋白酶不会消化正常组织，而能分解黏痰、脓性痰等黏性分泌物，能促进抗生素、化疗药物向病灶渗透。
（尚不明确）
1.用于脓胸、血胸、外科炎症、溃疡、创伤性损伤、娄管等所产生的局部水肿、血肿、脓肿。
2.用于呼吸道疾患溶解黏痰和脓性痰。
3.用于治疗毒蛇咬伤，曾试用于竹叶青、银环蛇、眼镜蛇、蝮蛇等毒蛇咬伤的各型病人800余例，均获治愈。
1.肝肾出血、出血倾向及结核性脓肿患者禁用。
2.不可用于急性炎症及出血空腔中。
1.不可作静注。用前需作划痕试验，应注意可能产生过敏反应。
2.吸取注射液后应另换针头，以免注射时疼痛。
3.外用时，可采用注射用制剂以缓冲液溶解，但必须在3小时内用毕。
有寒战、发热、头痛、头晕及皮疹等过敏反应。但并不影响继续用药，一般给予抗组胺药和解热药，即可控制或预防。
1.每次～5mg，用蒸馏水5～10ml溶解。
2.一般应用：1次5000单位，每日1次肌注，用量酌情而定。为防止疼痛，可加适量普鲁卡因。局部用药视情而定，可配成溶液制剂（～，微堿性时活性最强）、喷雾剂、粉剂、油膏等，用作体腔内注射、患部注射、喷雾、湿敷、涂搽等。
3.治蛇毒：取注射用结晶胰蛋白酶2000单位1～3支，加～盐酸普鲁卡因（或注射用水）4～20ml稀释，以牙痕为中心，在伤口周围作浸润注射，或在肿胀部位上方作环状封闭1～2次。如病情需要可重复使用。若伤肢肿胀明显，可于注射本品30分钟后，切开伤口排毒减压（严重出血者例外），也可在肿胀部位针刺排毒。如伤口已坏死、溃烂，可用其溶液湿敷患处
（尚不明确）
来源当然是胰腺的细胞分秘的拉，人工制取的话应该是基因工程，将基因导入诸如大肠杆菌这样的细胞里面繁殖来的快吧！它的作用是可以水解掉动物细胞间的粘连物质，使动物细胞离散开来，主要应用在动物体细胞融合
笨蛋，自己写嘛！！！！！！
【关键词】 蛋白质组 【关键词】 线粒体；蛋白质组 0引言 线粒体拥有自己的DNA（mtDNA），可以进行转录、翻译和蛋白质合成. 根据人类的基因图谱，估计大约有1000~2000种线粒体蛋白，大约有600多种已经被鉴定出来. 线粒体蛋白质只有2%是线粒体自己合成的，98%的线粒体蛋白质是由细胞核编码、细胞质核糖体合成后运往线粒体的，线粒体是真核细胞非常重要的细胞器，在细胞的整个生命活动中起着非常关键的作用. 线粒体的蛋白质参与机体许多生理、病理过程，如ATP的合成、脂肪酸代谢、三羧酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程. 线粒体蛋白质结构与功能的改变与人类许多疾病相关，如退行性疾病、心脏病、衰老和癌症. 尤其是在神经退行性疾病方面，线粒体蛋白质的研究日益受到关注. 蛋白质组研究技术的产生与发展为线粒体蛋白质组的研究提供了有力的支持，使得从整体上研究线粒体蛋白质组在生理、病理过程中的变化成为可能. 1线粒体的结构、功能与人类疾病 线粒体一般呈粒状或杆状，也可呈环形、哑铃形或其他形状，其主要化学成分是蛋白质和脂类. 线粒体由内外两层膜封闭，包括外膜、内膜、膜间隙和基质四个部分. 线粒体在细胞内的分布一般是不均匀的，根据细胞代谢的需要，线粒体可在细胞质中运动、变形和分裂增殖. 线粒体是细胞进行呼吸的主要场所，在细胞代谢旺盛的需能部位比较集中，其主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供直接能量. 催化三羧酸循环、氨基酸代谢、脂肪酸分解、电子传递、能量转换、DNA复制和RNA合成等过程所需要的一百多种酶和辅酶都分布在线粒体中. 这些酶和辅酶的主要功能是参加三羧酸循环中的氧化反应、电子传递和能量转换. 线粒体具有独立的遗传体系，能够进行DNA复制、转录和蛋白质翻译. 线粒体不仅为细胞提供能量，而且还与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、细胞的信号转导、细胞内离子的跨膜转运及电解质稳态平衡的调控等有关. 许多实验证实，线粒体功能改变与细胞凋亡〔1〕、衰老〔2〕、肿瘤〔3，4〕的发生密切相关；另外，有许多人类疾病的发生与线粒体功能缺陷相关，如线粒体肌病和脑肌病、线粒体眼病，老年性痴呆、帕金森病、2型糖尿病、心肌病及衰老等，有人统称为线粒体疾病〔5〕. 2线粒体蛋白质组学研究现状 线粒体蛋白质组的蛋白质鉴定Rabilloud等〔6〕在1998年，以健康人的胎盘作为组织来源，分离提取线粒体进行蛋白质组研究，试图建立线粒体蛋白质组的数据库，为研究遗传性或获得性线粒体功能障碍时线粒体蛋白质的变化提供依据. 他们使用IPG（pH ）双相电泳技术, 共获得1500个蛋白点. 通过MALDITOFMS和PMF等技术鉴定其中的一些蛋白点，鉴于当时基因组信息的局限性，只有46种蛋白被鉴定出来. 随着人类基因组图谱的完成，应该有更多的蛋白点被鉴定出来. Fountoulakis等〔7〕从大鼠的肝脏中分离线粒体，并分别利用宽范围和窄范围pH梯度IPG对线粒体蛋白质进行双相电泳，通过MALDIMS鉴定出192个基因产物，大约70%的基因产物是具有广谱催化能力的酶，其中8个基因产物首次被检测到并且由一个点构成，而大多数蛋白质都是由多个点构成，平均10~15个点对应于一个基因产物. Mootha等〔8〕从小鼠大脑、心脏、肾脏、肝脏中分离提取线粒体蛋白质，进行线粒体蛋白质组研究，他们参照已有的基因信息共鉴定出591个线粒体蛋白质，其中新发现了163个蛋白质与线粒体有关. 这些蛋白质的表达与RNA丰度的检测在很大程度上是一致的. 不同组织的RNA表达图谱揭示出线粒体基因在功能、调节机制方面形成的网络. 对这些蛋白与基因的整合分析使人们对哺乳动物生物起源的认识更加深入，对理解人类疾病也具有参考价值. 线粒体亚组分的研究线粒体对维持细胞的体内平衡起着关键作用，因此加速了人们对线粒体亚组分的研究. 线粒体内膜不仅包含有呼吸链复合物，它还包含多种离子通道和转运蛋白. 对线粒体发挥正常的功能起着重要作用. Cruz等〔9〕专注于线粒体内膜蛋白质的研究，他们通过二维液相色谱串联质谱技术鉴定出182个蛋白质，pI（），MW（Mr 6000~527 000），这些蛋白与许多生化过程相关，比如电子传递、蛋白质运输、蛋白质合成、脂类代谢和离子运输. 线粒体蛋白质复合物的研究线粒体内膜上嵌有很多蛋白质复合物，对于线粒体的功能具有重要作用，应用常规的双相电泳很难将这些蛋白质复合物完整地分离出来. Devreese等〔10〕采用Bluenative polyacrylamide gel electrophoresis（BNPAGE）分离线粒体内膜上的五个氧化磷酸化复合物，结合肽质量指纹图谱，成功地鉴定出氧化磷酸化复合物中60%的已知蛋白质. BNPAGE在分离蛋白质复合物时可以保持它们的完整性，因此这项技术可以用于研究在不同的生理病理状态下蛋白质复合物的变化及临床诊断等. 线粒体蛋白质组数据库目前人们查询最多的线粒体蛋白质组数据库有MITOP, MitoP2和SWISSPROT三种. MITOP〔11〕是有关线粒体、核编码的基因和相应的线粒体蛋白质的综合性数据库，收录了1150种线粒体相关的基因和对应的蛋白质，人们可依据基因、蛋白质、同源性、通道与代谢、人类疾病分类查询相关的信息.MitoP2〔12〕数据库中主要为核编码的线粒体蛋白质组的数据，MitoP2数据库将不同来源的线粒体蛋白质的信息整合在一起，人们可以根据不同的参数进行查询. MitoP2数据库既包括最新的数据也包括最初的MITOP〔11〕数据库中的数据. 目前数据库中主要为酵母和人的线粒体蛋白质组的数据，以后还将收录小鼠、线虫等的数据. 数据库旨在为人们提供线粒体蛋白质的综合性数据. SWISSPROT数据库包含269种人类线粒体蛋白质，其中与人类疾病相关的蛋白质有225种. 数据库中有相当一部分蛋白质没有明确的定位和功能信息的描述. 随着线粒体研究热潮到来和蛋白质组学技术的发展，将有更多的数据被填充到数据库中. 3线粒体蛋白质组研究中存在的问题 线粒体碱性蛋白质与低分子量蛋白质线粒体蛋白质中，具有碱性等电点的蛋白质占有很大比例，在等电聚焦时难以溶解，一些碱性程度很大的蛋白质如细胞色素C（pH ）在pH 3~10的IPG胶上不能被分离出. 线粒体蛋白质中相当一部分蛋白是低分子量蛋白，因此在SDSPAGE电泳时要分别应用高浓度和低浓度分离胶，以更好地分离低分子量蛋白质和高分子量蛋白质. 线粒体膜蛋白质线粒体是一个具有双层膜结构的细胞器，内膜和外膜上整和有很多膜蛋白质，这些膜蛋白质对于线粒体功能的发挥具有重要作用，但是膜蛋白质具有很强的疏水性，在等电聚焦时，用常规的水化液难以溶解，因此用常规的IPG胶检测不出来. 换用不同的裂解液对膜蛋白的溶解具有帮助. 有研究人员在等电聚焦缓冲液中加入SB310以增加膜蛋白的溶解性. 在等电聚焦前对样品进行有机酸处理也可以增加膜蛋白的溶解性. 在研究中人们发现,不同的样品应该选用不同的裂解液，没有一种裂解液能够适合于所有的膜蛋白质.百事通针对膜蛋白质的难溶和等电聚焦时的沉淀，一些研究人员另辟径，避开双相电泳而进行一维SDSPAGE电泳，如Taylor等〔13〕先通过蔗糖梯度离心将线粒体蛋白质分成不同的组分，而后将每一个组分进行一维电泳，一维电泳中SDS可以很好地溶解疏水性蛋白质和膜整合蛋白质，他们鉴定出600多种线粒体蛋白质，其中有很多蛋白质以前应用双相电泳没有被鉴定出来. 他们鉴定的蛋白质中有很多具有跨膜结构域，如adenine nucleotide translocator（ANT1）和VDACs蛋白质，这些蛋白质对于调节线粒体的功能具有关键作用而且应用常规双相电泳很难被鉴定出来. 提高质谱鉴定的灵敏性对于一维SDSPAGE电泳后蛋白质分析鉴定具有很大的帮助，Pflieger等〔14〕应用液相色谱串联质谱（LCMS/MS）成功地鉴定出179种线粒体蛋白质，其中43%是膜蛋白质而且23%具有跨膜结构域. 液相色谱串联质谱（LCMS/MS）检测灵敏度较高，SDS可以很好地溶解膜蛋白，因此这种方法比传统的双相电泳具有更高的灵敏性而且不受蛋白质等电点、分子量、疏水性的限制. 线粒体样品的纯度线粒体样品的纯度对于蛋白质组分析非常重要，在样品制备的过程中，具有与线粒体相同沉降系数的成分会同线粒体一起沉降下来，如内质网、微粒体、胞浆蛋白的一些成分. 这些蛋白斑点出现在双相电泳胶上，会影响整体蛋白质组分析的结果. 因此提高样品的纯度至关重要. Scheffler等〔15〕采用多步percoll/metrizamide密度梯度离心纯化线粒体样品，双相电泳后鉴定出61个蛋白质，几乎全部是线粒体蛋白质. 4未来展望 随着人类基因组工作草图的完成，生命科学的研究进入后基因组时代，蛋白质组学的研究遂成为重点. 蛋白质组学旨在采用全方位、高通量的技术路线，确认生物体全部蛋白质的表达和功能模式，从一个机体、一个器官组织或一个细胞的蛋白质整体活动来揭示生命规律，并研究疾病的发生机制、建立疾病的早期诊断和防治方法. 抗体技术在线粒体蛋白质组学领域中具有重要的应用价值. 单克隆抗体还具有高度的特异性，应用于亲和层析技术中不仅可以去除组织细胞样品中高表达的蛋白质成分，同样也可以富集表达量极低的组分. 结合蛋白免疫转印、流式细胞术和免疫组织细胞化学，实现对相应蛋白质的定性、定量和细胞（内）定位分析. 与微阵列技术（芯片）结合，可以研制出含有成百上千种抗体的蛋白(抗体)芯片，这种新技术使得研究人员可以在一次实验中比较生物样品中成百上千的蛋白质的相对丰度，能够检测到样品中浓度很低的抗原，以实现蛋白质组学对复杂组分高通量、高效率的检测. 某些抗体可以特异性识别蛋白质翻译后修饰的糖基化或磷酸化位点、降解产物、功能状态和构象变化，成为基因芯片检测不可替代的补充. 抗体捕获组分的分析有助于蛋白质复合物及其相互作用的研究，也在新的蛋白质发现和确认方面提供重要信息和证据. 随着抗体技术的不断提高，抗体数目的不断增多，蛋白质组学的研究也将更加深入. 线粒体不仅参与细胞重要的生命活动，而且对于生物进化的研究也有重要意义. 随着线粒体研究热潮的到来，将有更多的蛋白质被发现，对于蛋白质功能的研究也将更加深入，相信线粒体蛋白质组的研究对于人类疾病的发病机制和早期诊断将做出重要贡献. 【参考文献】 〔1〕 Jiang X, Wang X. Cytochrome Cmediated apoptosis 〔J〕. Annu Rev Biochem, 2004,73: 87-106. 〔2〕 Chen XJ, Wang X, Kaufman BA, et al. Aconitase couples metabolic regulation to mitochondrial DNA maintenance 〔J〕. Science, 2005,307(5710): 714-717. 〔3〕 Petros JA, Baumann AK, RuizPesini E, et al. mtDNA mutations increase tumorigenicity in prostate cancer 〔J〕. PNAS, 2005,102(3):719-724. 〔4〕 Wonsey DR, Zeller KI, Dang CV. The cMyc target gene PRDX3 is required for mitochondrial homeostasis and neoplastic transformation 〔J〕. PNAS, 2002, 99(10): 6649-6654. 〔5〕 Taylor RW, Turnbull DM. Mitochondrial DNA mutations in human disease〔J〕. Nat Rev Genet, 2005,6:389-402. 〔6〕 Rabilloud T, Kieffer S, Procaccio V, et al. Twodimensional electrophoresis of human placental mitochondria and protein identification by mass spectrometry: toward a human mitochondrial proteome 〔J〕. Electrophoresis, 1998,19:1006-1014. 〔7〕 Fountoulakis M, Berndt P, Langen H, et al. The rat liver mitochondrial proteins〔J〕. Electrophoresis, 2002,23:311-328. 〔8〕 Mootha VK, Bunkenborg J, Olsen JV, et al. Integrated analysis of protein composition, tissue diversity, and gene regulation in mouse mitochondria 〔J〕. 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