基因工程技术的成熟
随着第一个人工体外重组的DNA分子的诞生,基于“遗传重组”技术的生物学理论不断创新,基于“基因工程”技术改良生物遗传的成效日益显著,基因工程技术体系的成熟与完善也为人类实现物种的定向遗传改造展示了一个清晰而又美好的前景。
1975年,F.Sanger等发明了一种快速测定DNA序列的技术——双脱氧链终止技术;1977年,H.Boyer等将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的基因重组入质粒,并成功地在大肠杆菌中合成得到这一目标靶肽;1978年,Itakura等使人生长激素191肽在大肠杆菌中表达成功;1979年,美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入大肠杆菌中合成人胰岛素等。基因工程技术自问世以来的短短二十多年时间,不仅发展成具有系列新操作技术、不断完善的技术体系,构建了适于转化(或转导)原核生物和动物、植物细胞的各类载体,而且经遗传改造的动植物个体不断诞生——1980年,首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因动物——转基因小鼠;1978年,第一种通过基因工程生产的药物——胰岛素,在美国和英国获准临床使用(生产胰岛素的美国基因技术公司在纽约证券交易所上市的一幕令人震撼:在上市开盘的20min内,公司股价从3.5美元迅速攀升至89美元);1983年,采用根癌农杆菌介导法成功培育出世界上第一例转基因植物——转基因烟草,从此开启了利用基因工程技术改良植物种性的时代。1990年,第一棵转基因玉米植株诞生。1994年,转基因耐储藏番茄在美国上市;从1986年首次批准转基因烟草进入“环境释放”的田间试验,至1994年11月短短8年间,全世界批准进入田间试验的转基因植物就多达1 467例,至1998年4月已达4 387例。因个体发育等诸多因素的局限,转基因动物研究的发展虽然不如转基因植物那样富有成效,但也屡见报道。1985年,第一个转基因家畜问世,为畜牧业的发展带来福音,具有转大马哈鱼生长激素基因的泥鳅、转草鱼生长激素基因的鲫鱼生长速度明显加快,体重也显著增加。1997年,克隆羊“多莉”诞生(图1-3),人类实现了高等动物的无性繁殖,为拯救濒危灭绝的珍稀动物及优良家畜品种的留种和扩繁开辟了可能的新途径。
图1-3 克隆羊“多莉”
参加人类基因组工程项目的美国、英国、日本、德国、法国、中国等6国科学家,于2000年共同宣布人类基因组草图的绘制工作已经完成,这标志着人类对生命现象的认识与基因研究进入了一个崭新的“组学”时代;同时基因工程的理论与技术创新也推进到了一个体系更趋完善、成果更快走向应用的新阶段。