1. 21世紀有什麼新的發現與發明
網上只能找到這些的,比較權威吧,時間實在是找不到,見諒。其他也有很多什麼其他500大重大發明之類的,但是感覺有點扯淡,還是這個網上認可的比較多。但是我覺得21世紀最重旅御要的還是互聯網吧,互聯網已經融入了人們的生活,但這些發明之類的可能還是停留在實驗室吧。
21世紀影響人類生活的五大發明:
1、修復手套 2、仿生心臟 3、神經轉化 4、神經轉化 5、耳朵看世界
21世紀,許多令人驚訝的技術創新將對人類的日常生活產生重大影響。憑借「修復手套」獲得2004年度「尤利卡令人鼓舞科學獎」的科學家宣稱,科幻小說的預言距離變成現實已經不遠了。
●修復手套
「修復手套」是一種植入了能模仿人手生物力學的特殊致動器和感測器的裝置。機械手研究實驗室設計「修復手套」的目的是為了製造一種具有人工肌肉的「外衣」。這種「外衣」能夠幫助人體重新運動。全世界的科學家、程序設計員、發明者都在開發復制、替代人體結構或者幫助人體的創新技術。
●仿生心臟
同位移植人工心臟 CATO 是一種能全面模仿人類心臟的裝置,由血液室 心室 、閥 瓣膜 以及能把血液吸入肺動脈和主動脈的特殊致動裝置組成。
科學家面臨的最大挑戰是棗戚要把包括電源在內的人工心臟裝置移植到心臟通常所處位置的有限空間內。科學家曾經拿母牛做實驗,並獲得巨大成功,這也為他成功給同位移植人工心臟申請專利創造了有利條件。
●神經轉化
一位澳大利亞程序設計員開發出一套系統。根據這套系統,遭受肌萎縮性側索硬化疾病折磨的人今後可以不再受到自身殘疾的限制,只要通過神經信號的提示便能與別人溝通。另一位科學家開發出一種新型的人機聯結界面:一個人可以利用皮膚表面電極接收神經信號,然後在經過人工智慧分析後,便能夠達到交流的目的。兩位科學家合作後,這套系統被稱為神經轉化技術。
●耳朵看世界
萊斯利·凱博士設計出一種聲納裝置,這種裝置能釋放出超聲波,還能發現其他物體和障礙物發出的反射。數據拆岩岩接著被轉化成一連串能夠聽到的聲音,這些聲音在頻率上與遠處物體發出的聲音相對應。經過少許的培訓,人類大腦似乎能下意識地將這些聲音轉化為空間想像。
這項技術贏得了1998年度世界通信創新獎,如今全世界的盲人將利用這項技術自信地行走在他們不熟悉的區域。
●人造肌肉
研究人造肌肉的工作始於上個世紀40年代,但只是在最近的10年裡才取得了較大發展,因為世界范圍內的研究中心研製出了特種聚合體和智能材料。未來人類很有可能看到世界上最強壯的人和最強大的仿生胳膊進行較量。
謝謝!!
2. 疫苗的產生歷史
疫苗有一段漫長而傳奇的歷史。
1
疫苗接種,或者說有意通過疫苗控制傳染病的治療過程,起源於1796年。當時,危險的天花在英國盛行,一位名叫愛德華·詹納的英國醫生注意到當地的擠奶女工從未得過天花,但生有永久性的牛痘。他從中受到啟發:接種較為良性的牛痘疫苗,或許可以有效預防致命的天花。於是,詹納將從擠奶女工莎拉·內爾姆斯手上收集到的牛痘膿皰液,塗到8歲的詹姆士·菲普斯手臂上的劃痕中。
18世紀擠奶女工手上的牛痘膿皰幫助發明了第一支疫苗
他的理論在菲普斯身上得到了證明。菲普斯成功接種牛痘後,從未得過天花這種每年會殺死40萬人的疾病,同時由於接種過程很成功,他也沒有生出牛痘。詹納的學說得到了認可,並被廣泛應用起來。到1980年,天花這種曾經禍害四方的疾病終於在全球范圍內被徹底鏟除。
2
在1877年以前,細菌等微生物並不為人所知。直到路易·巴斯德提出了疾病的細菌理論,他認為疾病是由人肉眼無法看到的細菌擴散、增殖所引起的。在1881年,巴斯德做了一場公開實驗。他向24隻綿羊、一隻山羊和六頭母牛接種了一種叫做炭疽的細菌,並留下了另一組未接種的農場動物作對比。幾個星期後,他在整個農場釋放炭疽菌。幾天後,圍觀群眾回到農場,他們看到所有未接種的動物都死了,接種組的動物卻安然無恙。5年後,巴斯德又發明了狂犬病疫苗。
3
早在公元前400年,希臘名醫希波克拉底就描述了白喉病——一種粘膜阻礙呼吸和吞咽的疾病。但直到十九世紀,控制這項潛在致命性傳染病的抗毒素,同時也是疫苗的先驅,才被開發出來。作為抗毒素的發明者,埃米爾·馮·貝林因這一發現獲得了1901年的諾貝爾生理學或醫學獎。
4
1952年,脊髓灰質炎疫情在美國蔓延,這種疾病傳染的案例已經累計到了57000例,這時距離最著名的脊髓灰質炎受害者——富蘭克林·德拉諾·羅斯福總統的逝世已有7年。3年後,喬納斯·索爾克博士發明了用已經死亡的細菌製作的疫苗。同時,阿爾伯特·沙賓博士也研發了一種用毒性減弱的活細菌製作的疫苗。把這兩種疫苗結合在一起後,產生了極好的預防脊髓灰質炎的療效。1994年,世界衛生組織正式宣布,整個西半球的脊髓灰質炎已經被消滅。
5
1963年,輝瑞公司推出了對抗高度傳染性兒童疾病麻疹的疫苗。三年後,美國疾病預防控制中心宣布了一項根除麻疹的運動。兩年內,麻疹發病率下降了90%以上。
6
在喬治華盛頓帶領士兵從英軍手中收復魁北克時,軍隊中暴發了天花,導致戰斗失敗。1777年戰爭結束後,華盛頓將軍堅持要讓他所有的部隊完成「人痘接種」(疫苗的前身)。
7
疫苗的幕後英雄莫里斯·希勒曼博士,在1967年開發了一種用於預防流行性腮腺炎的疫苗,隨後於1968、1969年分別研製了麻疹和風疹疫苗。1971年他把這三種疫苗結合成一種疫苗,稱為MMR。這一疫苗挽救了全世界數以百萬記的生命。希勒曼一生共研製出了40種疫苗。
8
西方世界的第一次疫苗接種,是由英國僑民瑪麗·沃特利·蒙塔古夫人促成的,她的丈夫是土耳其的外交官。1715年,瑪麗·沃特利·蒙塔古夫人不幸被天花毀容。1721年,在見證了土耳其當地的實踐後,她給她兩歲的女兒公開接種天花疫苗。她在一封寫給朋友的信中提到:「天花在(英國),如此致命,如此普遍。但在(土耳其)卻完全沒有造成危害,因為有(疫苗接種)這項發明。有一群年長的婦人,每年秋天都會開展疫苗接種服務。」
9
據記載,早在十世紀,中國人就掌握了預防天花的手段:通過收集感染者的傷疤,磨成粉末後,放入健康人的鼻子里。
3. 乙肝疫苗什麼時候發明出來
在美國醫學院的必修課中,薩爾·克魯格曼(Saul Krugman)這個名字至少會出現兩次:一次作為乙肝病毒的發現者和乙肝疫苗的發明者,在病毒學或流行病學課上被追思緬懷;另一次,則是作為有爭議的醫學實驗的主要負責人,在醫學倫理課上被激烈討論。
薩爾·克魯格曼1911年出生於紐約布朗克斯,父母是「十月革命」前後湧入美國的俄國移民。因為家境貧寒,克魯格曼的求學之路相當曲折,直到1939年才在弗吉尼亞醫學院拿到醫學學位。1941年,克魯格曼加入空軍,成為南太平洋戰區的一名隨機外科醫生,直到1946年2月才回到紐約。從貝爾維尤醫院一名不拿薪水的實習醫生做起,到1960年,因為出眾的業務水平,他已經成為這家醫院的兒科主任,並擔任紐約大學醫學院的教授和系主任。
為薩爾·克魯格曼帶來最大榮譽和最大爭議的,是他從50年代中期開始的一系列與傳染病有關的工作。建成於30年代的楊柳溪州立學院是一所專門收容精神病人的精神病院。由於經費削減、收容者眾多、管理不善,這里的條件極其惡劣,成為麻疹和肝炎等眾多惡性傳染病的淵藪。時任議員的羅伯特·肯尼迪在一次演講中,曾將這里比成「蛇窟」。
為了解決楊柳溪州立學院傳染病泛濫的問題,院方找到薩爾·克魯格曼和他的好朋友羅伯特·瓦爾德(Robert Ward)。之後不久,瓊·吉列思(Joan Giles)也加入這一隊伍。在進行了細心的臨床和流行病學研究後,薩爾·克魯格曼和他的同事發現,新入院的精神病人一入院,很快就會感染上肝炎,除非是此前就已經感染過。而且,雖然看起來都是一樣的肝病,事實上,它們卻是由兩種不同的病毒所引起。以前人們以為的「復發」,其實是再次感染了不同的病毒。克魯格曼將這一發現寫成論文,發表在1967年5月的《美國醫學聯合會雜志》上,這就是病毒學歷史上具有里程碑意義的《傳染性肝炎:兩種臨床上、流行病學上和免疫學上都截然不同的感染》。
薩爾·克魯格曼繼續尋找可能治療或預防這兩種不同肝炎,尤其是潛伏期更長、長期預後不佳的後一種肝炎——今天我們所稱的乙型肝炎——的方法。在一次試驗中,薩爾·克魯格曼將乙肝病人的血清用10倍的水稀釋,在98攝氏度下加熱1分鍾,結果他驚奇地發現,血清中的病毒被殺死了,但抗原似乎還有活性。他因此猜想,將這種血清製品注射到未感染過乙肝病毒的人體內,或許可以起到免疫作用。
他在楊柳溪州立學院開始了大規模人體試驗。主要的試驗對象,是院中和新入院的患有精神病的兒童。在試驗中,克魯格曼及其同事給29名兒童注射了用上述辦法滅活的帶病毒血清,然後加以觀察。證據顯示,這些血清中的乙肝病毒粗棚孝並沒有全部被殺死,因為一部分試驗對象因此感染上了乙肝病毒。而在那些沒有感染的兒童中,為了測試注射滅活血清是否能產生免疫以及免疫效果如何,克魯格曼又給他們注射了完全沒有加熱滅活的乙肝病人血清。結果顯示,59%的試驗對象獲得了完全的免疫。
1971年7月,薩爾·克魯格曼將這一試驗結果正式發表。以感染者血清制備疫苗的方法此後被進一步完善,並從小規模實驗室制備走向商業化生產。1981年,第一種經過FDA許可的血清乙肝疫苗在美國上市,數以千萬人因此而不再被乙肝病毒所威脅。
然而,以精神不健全的兒童為試驗對象、並給其注射明知可能導致岩稿傳染的含病毒血清的做法,也給薩爾·克魯格曼招來許多批評。而後,又有人調和明查出,盡管克魯格曼與這些兒童的家長簽訂了知情同意書,告知試驗內容,但在實際操作中,很多家長被告知,如果不參加人體試驗,他們的孩子就不能在精神病院中繼續住下去。盡管沒有證據顯示克魯格曼授意這樣去做,作為試驗負責人,他無疑要為這些有悖醫學倫理的做法承擔責任。
1995年10月26日,薩爾·克魯格曼因腦血栓在佛羅里達州去世
4. 乙肝疫苗是什麼時候研製成功的
乙型肝炎亦稱血清性肝炎,其病毒是直徑為42毫微米的球狀體,由外殼和內核組成,抗原就是其外殼的成分。通常通過輸血、針頭注射等途徑傳播,亦可經胃腸道傳播,與肝癌有密切關系,對人碼知類健康危害極大。早在1964年,醫學家們就從澳大利亞居民的檔模遲血清中發現了乙型肝炎抗原。1970年,又從含乙型肝炎抗原的血清中發現了乙肝病毒。
1988年12月,中國預防醫學行李科學院病毒學研究所和衛生部長春生物製品研究所,葯品生物製品檢定所合作,採用基因工程技術,研製成功高純度、高效、安全的乙肝疫苗,並成功地用於人體。
5. 英國愛丁堡大學學院詳細介紹
愛丁堡大學成立於1583年,是世界頂尖的大學之一。學校因研究,發展和高質量的教學得到世界的認可,吸引了一些走在鋒凳世界前沿的思想家來這里工作和研究。來這里學習,你就是在為教育作投資,為成功未來作投資。
以下是為大家獨家整理並且翻譯的愛丁堡大學概述,希望對有意向申請愛丁堡大學的同學有幫助。
學院和學校
愛丁堡大學有三個基礎學院,學院旗下又有22所學校,每年向3萬名學生提供教學和研究項目。
人文與社會科學學院
人文與社會科學學院是三個基礎學院中最大,科目最多的學院,有15000個授課型學生,1800名研究型學生,超過900名教學人員以及500餘名專業支持人員。人文與社會科學學院旗下有11所學校:
商學院,神學院,經濟學院,愛丁堡藝術學院,教育學院,社會科學健康學院,歷史、古典和考古學院,法學院、語言文學和文化學院,哲學、心理學和語言科學院,社會和政治科學學院。
醫學和獸醫醫學學院
醫學和獸醫醫學學院是英國僅有的結合醫學、獸醫醫學的學校。它旗下有2000餘名學術支持員工,分散在以下4個學校:
生物醫學院、臨床科學和社區衛生學院、分子與臨床醫學學院、獸醫研究皇家學院。
科學與工程學院
科學與工程學院是世界頂尖的研究教學中心,有約7000名授課型學生,1500名研究型學生,超過1200名教學人員以及650餘名專業支持人員。科學與工程學院旗下有7所學校:
生物科學學院,化學學院,工程與電子學院,地球科學學院,信息學學院,數學學院,物理學院。
費用和獎學金
愛丁堡大學有優良的傳統,支持各年齡段各社會背景的學生接受高等教育。愛丁堡大學為國際留學生提供有各種獎學金,以學業成績為發放標准。
研究
愛丁堡大學在研究領域位居喚基散英國大學前五,研究成果具和氏有世界影響力。
1.愛丁堡的科學家創造了世界首隻從成人細胞克隆而來的哺乳動物多利羊
2.愛丁堡最先通過基因工程開發出了乙肝疫苗
3.愛丁堡製作出了首個機器人
4.今天使用的智能手機用到愛丁堡大學開發的技術
愛丁堡大學正在力求在以下方面領先,包括尋找多發性硬化症、運動神經元病、乳腺癌的新的治療辦法,探尋全球氣候變化的出路,以及提高對時代進程的理解。
愛丁堡大學的研究直接服務於教學,保證學生能在自己的興趣領域接觸到最新的科研成果。
留學生國家
愛丁堡大學的教研聲譽吸引了世界各地的留學生。愛丁堡大學是蘇格蘭所有大學里學生構成最多樣化的大學之一,有來自130餘個國家的11000名學生,極大地豐富了愛丁堡大學的國際化和多元文化學習環境。
愛丁堡大學為未來國際留學生提供有入學要求、英語語言要求、簽證移民等方面的專門建議和指導。
核心事實數據
1.愛丁堡大學持續位居世界前50名大學之列。(Times 2012高等教育世界大學排名,QS 2013/2014世界大學排名)
2.愛丁堡大學在QS 世界大學排名中位居世界第17名。(2013/2014)
3.愛丁堡大學畢業生中95%進入職場或進一步深造。(HESA高等教育畢業生去向調查2010/2011)
4.愛丁堡大學在體育方面位居英國大學前十。(BUCS大學體育平台2011/2012)
5.愛丁堡大學學生國籍涵蓋世界三分之二的國家。(Annual Review2010/2011)
6.愛丁堡大學96%的部門擁有世界領先的研究。(英國研究評估活動2008)
7.愛丁堡大學為保持和擴大教學空間投資8000萬英鎊。(2007-2012)
6. 生物作業!!望眾大俠出手幫助!!
.生物技術有現代生物技術,種子學,植物生理,植物保護,遺傳學,食用菌的培養,生物化學等。
2.1928 A.Fleming發現青黴素
1943 青黴素大規模工業化生產
1944 0.T.Avery 等用實驗證明DNA是遺傳物質
1953 J.D.Watson 和 F.H.C.Crick發現DNA雙螺旋結構
1961-1966 破譯遺傳密碼
1970 分離出第一個Ⅱ類限制性內切酶
1972 DNA體外重組技術建立
1975 G.J.F.Kohler和C.Milstein建立雜交瘤技術
1976 DNA測序技術誕生
1978 第一次生產出基因工程胰島素
1980 美國最高法院裁定基因工程產品可獲專利
1980 第一家生物技術類公司在NASDAQ上市
1981 第一隻轉基因動物(老鼠)誕生
1982 DNA重組技術生產的家畜疫苗首次在歐洲上市
1983 人工染色體首次成功合成
1985 基因指紋技術首次作為證據亮相法庭
1986 第一個轉基因作物獲批准田間試驗
1986 第一個DNA重組人體疫苗(乙肝疫苗)研製成功
1988 PCR技術問世
1989 轉基因抗蟲棉花獲批准田間試驗
1990 美國批准第一個體細胞基因治療試驗
1990 人類基因組計劃正式啟動
1990 第一個轉基因動物(鮭魚)獲批准養殖
1993 生物工程產業組織(BIO)成立
1994 轉基因保鮮番茄在美國上市
1997 英國培養出第一隻克隆羊「多莉」
1998 人體胚胎幹細胞系建立
2000 人類基因組工作框架圖完成
2001 重要糧食作物——水稻基因圖在中國完成
2003 人類基因組測序工作完成
3.不知!
4.基因工程又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。這種技術是在生物體外,通過對DNA分子進行人工「剪切」和「拼接」,對生物的基因進行改造和重新組合,然後導入受體細胞內進行無性繁殖,使棗謹重組基因在受體細胞內表達,產生出人類所需要的基因產物。通俗地說,就是按照人們的主觀意願,把一種生物的個別基因復制出來,加以修飾改造,然後放到另一種生物的細胞里,定向地改造生物的遺傳性狀。
基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。DNA分子的直徑只有2.0nm(粗細只有頭發絲的十萬分之一),其長度也是極其短小的。如流感嗜血桿菌的DNA,長度只有0.83?m,即使是較大的大腸桿菌,其長度也只有1.36?m。要在如此微小的DNA分子上進行剪切和拼接,是一項非常精細的工作,必須要有專門的工具。
5.細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法,通過某種工程學手段,在細胞整體水平或細胞器水平上,按照人們的意願來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。根據細胞類型的不同,可以把細胞工程分為植物細胞工程和動物細胞工程兩大類。
克隆通常是一種人工誘導的無性生殖方式或者自然的的無性生殖方式(如植物)。一個克隆就是一個多細胞生物在遺傳上與另外一種生物完全一樣。克隆可以是自然克隆,例如由無性生殖或是由於偶然的原因產生兩個遺傳上完全一樣的個體(就像同卵雙生一樣)。但是我們通常所說的克隆是指通過有意識的設計來產生的完全一樣皮閉的復制。
6.不知!
7.發酵工程是指採用現代工程技術手段,利用微生物的某些特定功能,為人類生產有用的產品,或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配製、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純等方面。
1)「發酵」有「微生物生理學嚴格定義的發酵」和「工業發酵」,詞條「發酵工程」中的「發酵」應該是「工業發酵」。
(2)工業生產上通過「工業發酵」來加工或製作產品,其對應的加工或製作工藝被稱為「發酵工藝」。為實現工業化生產,就必須解決實現這些工藝(發酵工藝)的工業生產環境、設備和過程式控制制的工程學的問題,因此,就有了「發酵工程」。
(3)發酵工程是用來解決按發酵工藝進行工業化生產的工程學問題的學科。發酵工程從工程學的角度把實現發凳握基酵工藝的發酵工業過程分為菌種、發酵和提煉(包括廢水處理)等三個階段,這三個階段都有各自的工程學問題,一般分別把它們稱為發酵工程的上游、中游和下游工程。
(4)微生物是發酵工程的靈魂。近年來,對於發酵工程的生物學屬性的認識愈益明朗化,發酵工程正在走近科學。
(5)發酵工程最基本的原理是發酵工程的生物學原理。
(6)發酵工程有三個發展階段。
現代意義上的發酵工程是一個由多學科交叉、融合而形成的技術性和應用性較強的開放性的學科。發酵工程經歷了「農產手工加工——近代發酵工程——現代發酵工程」三個發展階段。
發酵工程發源於家庭或作坊式的發酵製作(農產手工加工),後來借鑒於化學工程實現了工業化生產(近代發酵工程),最後返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設計和指導工業發酵生產(現代發酵工程),跨入生物工程的行列。
原始的手工作坊式的發酵製作憑借祖先傳下來的技巧和經驗生產發酵產品,體力勞動繁重,生產規模受到限制,難以實現工業化的生產。於是,發酵界的前人首先求教於化學和化學工程,向農業化學和化學工程學習,對發酵生產工藝進行了規范,用泵和管道等輸送方式替代了肩挑手提的人力搬運,以機器生產代替了手工操作,把作坊式的發酵生產成功地推上了工業化生產的水平。發酵生產與化學和化學工程的結合促成了發酵生產的第一次飛躍。
通過發酵工業化生產的幾十年實踐,人們逐步認識到發酵工業過程是一個隨著時間變化的(時變的)、非線性的、多變數輸入和輸出的動態的生物學過程,按照化學工程的模式來處理發酵工業生產(特別是大規模生產)的問題,往往難以收到預期的效果。從化學工程的角度來看,發酵罐也就是生產原料發酵的反應器,發酵罐中培養的微生物細胞只是一種催化劑,按化學工程的正統思維,微生物當然難以發揮其生命特有的生產潛力。於是,追溯到作坊式的發酵生產技術的生物學內核(微生物),返璞歸真而對發酵工程的屬性有了新的認識。發酵工程的生物學屬性的認定,使發酵工程的發展有了明確的方向,發酵工程進入了生物工程的范疇。
發酵工程是指採用工程技術手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的離體酶的某些功能,為人類生產有用的生物產品,或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的一種技術。人們熟知的利用酵母菌發酵製造啤酒、果酒、工業酒精,乳酸菌發酵製造乳酪和酸牛奶,利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。隨著科學技術的進步,發酵技術也有了很大的發展,並且已經進入能夠人為控制和改造微生物,使這些微生物為人類生產產品的現代發酵工程階段。現代發酵工程作為現代生物技術的一個重要組成部分,具有廣闊的應用前景。例如,用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種並且提高其產量;利用微生物發酵生產葯品,如人的胰島素、干擾素和生長激素等。
已經從過去簡單的生產酒精類飲料、生產醋酸和發酵麵包發展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支,成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬體工程的一個多學科工程。現代發酵工程不但生產酒精類飲料、醋酸和麵包,而且生產胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫療保健葯物,生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產資料,在化學工業上生產氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。
從廣義上講,發酵工程由三部分組成:是上游工程,中游工程和下游工程。其中上游工程包括優良種株的選育,最適發酵條件(pH、溫度、溶氧和營養組成)的確定,營養物的准備等。中游工程主要指在最適發酵條件下,發酵罐中大量培養細胞和生產代謝產物的工藝技術。這里要有嚴格的無菌生長環境,包括發酵開始前採用高溫高壓對發酵原料和發酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術;在發酵過程中不斷向發酵罐中通入乾燥無菌空氣的空氣過濾技術;在發酵過程中根據細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術;還有種子培養和生產培養的不同的工藝技術。此外,根據不同的需要,發酵工藝上還分類批量發酵:即一次投料發酵;流加批量發酵:即在一次投料發酵的基礎上,流加一定量的營養,使細胞進一步的生長,或得到更多的代謝產物; 連續發酵:不斷地流加營養,並不斷地取出發酵液。在進行任何大規模工業發酵前,必須在實驗室規模的小發酵罐進行大量的實驗,得到產物形成的動力學模型,並根據這個模型設計中試的發酵要求,最後從中試數據再設計更大規模生產的動力學模型。由於生物反應的復雜性,在從實驗室到中試,從中試到大規模生產過程中會出現許多問題,這就是發酵工程工藝放大問題。下游工程指從發酵液中分離和純化產品的技術:包括固液分離技術(離心分離,過濾分離,沉澱分離等工藝),細胞破壁技術(超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等),蛋白質純化技術(沉澱法、色譜分離法和超濾法等),最後還有產品的包裝處理技術(真空乾燥和冰凍幹事燥等)。
此外,在生產葯物和食品的發酵工業中,需要嚴格遵守美國聯邦食品和葯物管理局所公布的cGMPs的規定,並要定時接受有關當局的檢查監督。
7. 乙肝疫苗的研製過程是什麼
從此人類遠離乙肝
——1982年乙肝疫苗的發明1982年,中國預防醫學科學院病毒研究所採用基因工程技術研製出高純、枝拆高效的乙肝疫苗,經過幾年努力,喜獲成功。1988年,國家正式批准生產,效果良好,現在嬰兒剛出生時只要注射乙肝疫苗,就不會感染乙型肝炎。
通過接種疫苗來預防傳染病,不少小朋友已深有感觸,從沒懂事起,小胳膊小屁股上就沒少挨針扎。爸爸媽媽總是邊替孩子輕柔疼痛的部位邊心疼猛飢棗地說:「不哭不哭,寶寶打過針後就不會生病了。」
但對那些有遺傳性的傳染疾病,是否也能用疫苗來預防呢?從1982年中國預防醫學科學院成功研製出乙肝疫苗後,人們發現這正是一條有效預防的途徑。盡管現在有近60%的成年人攜帶乙肝病毒,若是女性,她懷孕後就可能遺傳給孩子。但現在嬰兒剛出生時只要注射乙肝疫苗,就不會感染這種疾病。
據醫學研究分析,幼兒期就患上乙肝,其成人後患肝癌或肝壞死的可能性極強。而正是乙肝疫苗的投入使用,才使這一高發疾病能在下一代身上得到有效控制。
由於疫苗本身就是一種病毒,這種特殊的病毒對人體是否安全,一直為醫學工作者所關注。早在1964年,醫學家們就從澳大利亞居民的血清中發現了乙型肝炎抗原。1970年又從含乙型肝炎抗原的血清中發現了乙肝病毒。從顯微鏡下可以觀察到乙肝病毒是直徑為42毫微米的球狀體,由外殼和內核組成,抗原就是其外殼的成分。通常人們感染乙肝病毒除了母嬰傳播外,就是因接受了含有乙肝病毒的血液,或注射的針頭被該病毒污染過,而通過腸胃傳染的機會則相對其他類型的肝炎要少得多。
注射乙肝疫苗,就是使人在少量接觸該病毒後,激發人體免疫系統產生抗體。當再次大量遇到乙肝病毒時,就會對之「排斥」,主動發起攻擊。經檢測,中國生產的乙肝疫苗無任何微生物污染,完全符合世界衛生組織關於應用傳代細胞生產疫苗的要求。
除了中國外,20世紀七八十年代,其他國家也在研製乙肝病毒。1979年,法國巴斯德研究所的科學家布羅肖特利用基因工程,將分離出的可表達乙型肝炎病毒表面抗原的DNA片段,插入到大腸桿菌的質粒中,使其不肢或斷繁殖並表現出來,從而得到大量的此種DNA基因組,為乙肝疫苗的研製開辟了一條新途徑。1981年,美國醫學科學家默克、夏皮和多爾米開始把研製的乙肝疫苗進行試驗。美國食物和葯物管理局肯定了這一成果。而在中國,由於乙肝病人為數眾多,我國把研製乙肝疫苗作為一項醫學研究重點項目,研製進程相對更快。1982年,中國醫學科學院研製出乙肝疫苗。1985年12月,中國衛生部北京生物製品研究所和衛生部葯品生物製品檢定所合作研製成功乙型肝炎血源疫苗。1988年12月,中國預防醫學科學院病毒學研究所和衛生部長春生物製品研究所、葯品生物製品檢定所合作,把高純度、高效、安全的乙肝疫苗成功地應用於人體。93.豐富多彩的虛擬空間
——1984年多媒體的發明1984年,美國蘋果公司推出了世界上第一台多媒體電腦,於是電腦不再是單一的文字與數字的處理工具,而成了豐富人們生活的「魔術師」。我們甚至可以「隨心所欲」地改變展現在屏幕上的景象。
北京的一位小學生在新千年來臨之際,通過電腦多媒體製作了一份「繪聲繪色」的電子郵件發送給遠在美國的表姐,教她學習一首歌曲《常回家看看》。
本來製作像這樣有聲有色的作品,只有音像公司才能辦到。而現在在家裡就能完成這樣一項把自己的聲音和相關的圖像錄制在電腦里的復雜「工藝」,這是一件多麼奇妙的事啊。而使這一夢想成真的基礎是「多媒體」。
第一台多媒體電腦誕生於1984年,是由美國蘋果電腦公司推出的。距今不過十多年時間,一個普通的中國孩子就能自如地掌握這一技術,並不斷地推陳出新,創造出富有自己個性的作品。
那麼多媒體與普通電腦有何區別呢?電腦剛誕生時,只能處理文字與數字信息,只能稱是單媒體。而現在則可以用來繪畫、播音、放影視片,甚至還能藉助相關軟體和掃描機把自己也栩栩如生地編入畫面和劇情之中。多媒體顧名思義就是多種信號的媒介。它無意中已把家中的多種家電,如電視機、錄音機、錄像機、計算機、游戲機融為一體。原本呆板的計算機如今「能說會道」,這大大增加了對孩子的吸引力。難怪在電視節目沖擊孩子正常學習的時候,一些家庭選購電視機時,已會考慮改買多媒體電腦。因為目前許多教學軟體藉助多媒體,學生跟著學,互動性很強,比請家教更合算、更有趣。
多媒體電腦最大的特點就是人機互動。就像文章開頭所提及的小女孩,她為了通過電腦教表姐學唱,除了把歌詞、歌譜寫在電腦屏幕上,還通過多媒體的錄音技術把自己的歌聲錄在上面。為了讓表姐理解詞義,有興趣學唱,她又動腦筋,畫了許多家人相親相聚的感人場面。最後她通過信息高速公路發送給了遠方的親人。的確,多媒體與信息高速公路構成了第三次信息革命的核心。
當然多媒體技術並不像人們想像的這么簡單,其關鍵技術是數據的壓縮和還原。能否高效及時地壓縮視頻和音頻信號數據,是多媒體信息傳遞的首要問題;其次是多媒體計算機硬體體系結構中的專用晶元和多媒體操作系統的改進與發展。
只要一張薄薄的光碟,讀、聽、說、寫的虛擬空間便會展現在你的眼前。20世紀80年代中期才出現的多媒體以它無可比擬的優勢,占據了90年代的信息市場,21世紀的多媒體將帶給我們一個更奇妙的世界。
8. 乙型肝炎疫苗自從哪一年開發出來投放市場的
為了與猖撅的乙型肝炎作斗爭,世界各國都把乙肝的預防作為醫葯研究的重點之一,乙肝疫苗已形成了一個快速發展的大市場。乙型肝炎疫苗自從1982年開發友逗廳出來投放市場後,由於技術和原材料的限制,疫苗生產數量很少好隱,價格十分昂貴,而且無安全保障,未能得到廣泛使用。這種狀況現在已經得到了改善,1989年美國首先用現代生物技術,開發出了新型乙肝疫苗,很快日本、英國和以色列等國多家公司的乙肝疫苗也陸續投入生產。現在不少科學家正在研究用合成多肽的方法生產預防乙型肝炎等傳染病的各種疫苗,乙肝有希望於下一個指擾世紀得到預防和治療。
9. 轉基因的歷史起源
1983年首次獲得轉基因煙草、馬鈴薯
附:
21世紀,高科技發展的熱點之一是現代生物技術中的遺傳工程。遺傳工程有狹義和廣義之分:狹義遺傳工程鍵悄段就是基因工程;廣義的遺傳工程是指所有能改變生物體遺傳性狀的技術。遺傳工程起始於70年代,首先是分子生物學家研究並掌握了分割和拼接遺傳物質脫氧核糖核酸(DNA)的技術,其後應用到各個方面。通過這種技術,已經可以使細菌產生胰島素和人類生長激素,提高乳牛產奶量,還能將抗禦病蟲害的特殊基因注入到馬鈴薯、玉米、棉花等農作物中。近年來醫務界已治癒了幾種可能致人於死地的酶缺乏症(幾種遺傳病),並且幾乎每周都能發現引發某種疾病的基因……生物技術正在以另人目不暇接的速度和不可思議的方式改變著這個世界。1996年諾貝爾獎獲得者、萊斯大學的化學家羅伯特·柯爾說:「本世紀是物理學和化學的世紀,但下個世紀顯然將是生物學的世紀。」
認識基因
將外源遺傳物質人工地轉移到受體生物中,使受體生物獲得新的遺傳屬性,這一工序叫做遺傳工程。基因工程是分子水平上的遺傳工程,是專指來自不同生物的基因(稱目的基因)同有自主復制能力的載體DNA在體外人為地連接,建成新的重組DNA,然後送入受體生物去繁殖和表達,從而達到遺傳物質和性狀的轉移和重新組合。為區別於一般遺傳工程,現在常用基因工程一詞,也稱為基因操作、基因克隆增殖、重組DNA技術。基因工程的主要程序包括目的基因的取得,載體的選擇,限制酶等酶系的選用,體外重組體的構建、轉化,以及目的基因在受體細胞里的增殖與表達。
「基因」到底是什麼呢?
現在我們通用的「基因」一詞,是由「GENE」音譯而來的。基因原稱遺傳因子,這一概念由來已久,例如斯賓塞的「生理單位」,達爾文的「微芽」,魏斯曼的「定子」等都是為了企圖說明世代之間性狀遺傳機理的早期遺傳因子的假說。
1865年,奧地利原天主教神父、遺傳學家約翰·格雷戈爾·孟德爾(1822―1884年)根據豌豆七對不同性狀的雜交實驗,總結出遺傳因子的概念以及在生殖細胞成熟中同對因子分離、異對因子自由組合兩條遺傳規律,也就是人們稱為的孟德爾因子和孟德爾定律。他發現了遺傳基因原理,總結出分離規律和自由組合規律,為遺傳學提供了數學基礎,創立了孟德爾學派,由此成為「遺傳學之父」。
「基因」是丹麥的植物學家和遺傳學家威·約翰遜1909年首先提出來用以表達孟德爾的「遺傳因子」這一概念的。從1910年到30年代美國人托馬斯·亨特·摩爾根(1866―1945年)等通過數百種果蠅性狀的雜交實驗,結合細胞學的觀察,不僅證明了孟德爾定律的正確性,而且還發現了基因連鎖和交換顯象及其染色體機理,同時還證實了長期存在的一種猜測,即藉助於顯微鏡能看到的在細胞核里呈小棍形狀結構的染色體就是基稿譽因的所在地。他闡明了基因變異和遺傳的染色體機理,總結為基因學說。
但是,當時人們還沒有弄清楚基因到底是什麼。40年代以來遺傳學研究逐步提高到分子水平,40-60年代,經過許多科學家的實驗研究,肯定了基因的化學成分主要為DNA,闡明了DNA的雙螺旋結構以及雙股DNA之間鹼基互補配對原則,人們才在以後的研究中,越來越清楚地認識了「基因」及其在遺傳中的作用。
基因是具有遺傳效應的DNA分子片段,它存在於染色體上,並在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,還可以使遺傳信息得到表達,也就是使遺傳信息以一運腔定方式反映到蛋白質的分子結構上,從而使後代表現出與親代相似的性狀。
根據遺傳學研究,一般都認為一條染色體只含有一條DNA雙螺旋;如果染色體已分裂為兩個染色單體,那麼每一個單體含有一條DNA雙螺旋。但是染色體的寬度要比DNA雙鏈大得多,而染色體的長度又比DNA雙鏈短得多。據統計,人的染色體總長不到半毫米,而DNA分子的總長卻可達數米,所以在染色體中的DNA雙鏈總是纏繞又纏繞,呈高度地盤曲的狀態。
在染色體中高度盤曲著的DNA分子是一條很長的雙鏈,最短的DNA分子中大約也含有4000個核苷酸對,最長的大約含有40億個。一個DNA分子可以看作是很多區段的集合,這些區段一般不互相重疊,大約各有500-6000個核苷酸對,這樣的一個區段就是一個基因。
那麼,基因的內部結構是什麼樣的,科學家又是如何確定它的呢?
實際上,在遺傳學發展的早期階段「基因」僅僅是一個邏輯推理概念,而並非一種已經得到證實了的物質和結構。在本世紀30年代,由於證明了基因是以直線的形式排列在染色體上,因此人們認為基因是染色體上的遺傳單位。隨著分子遺傳學的發展,1953年在沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結構以後,人們普遍認為基因是DNA的片段,確定了基因化學本質。大多數生物的基因是由DNA組成,而DNA則是染色體的主要化學成分。大多數真核生物細胞內的DNA是由雙股多核苷酸單鏈結合而成。每股DNA鏈又是由許多個單核苷酸借磷酸二酯鍵互相連接而成;而兩股之間則是依靠兩者的鹼基成分按互補規律分別配對結合,即腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)借兩個氫鍵連接,鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)借三個氫鍵連接,形成一條雙螺旋梯形結構,故稱為DNA雙螺旋。本世紀60年代,本茨又提出了基因的內部具有一定的結構,可以區分為突變子、互換子和順反子三個不同的單位。DNA分子上的一個鹼基變化可以引起基因突變,因此可以看成是一個突變子;兩個鹼基之間可以發生互換,可以看成是一個互換子;一個順反子是具有特定功能的一段核苷酸序列,作為功能單位的基因應該是順反子。因此從分子水平來看,基因就是DNA分子上的一個片段,經過轉錄和轉譯能合成一條完整的多肽鏈。可是,通過近來的研究,科學家認為這個結論並不全面,因為有的基因在轉錄出RNA後,不再翻譯成蛋白質。另外,還有一類基因,如操縱基因,它們既沒有轉錄作用,又沒有翻譯產物,僅僅起著控制和操縱基因活動的作用。特別是近年來,科學家發現DNA分子上有相當一部分片段,只是某些鹼基的簡單重復。這類不含有遺傳信息的鹼基片段,在真核細胞生物中數量可以很大,甚至達到50%以上。關於DNA分子中這些重復鹼基片段的作用,目前還不十分了解。有人推測可能有調節某些基因活動和穩定染色體結構的作用,其真正的功能尚待研究。由此,目前有遺傳學家認為,應把基因看作是DNA分子上具有特定功能的(或具有一定遺傳效應的)核苷酸序列。
基因的結構有以下幾個特點:
1)基因是結構單位,不能由交換分開,交換只能發生在基因之間,而不在它們之中。2)基因是突變單位,基因可以從一個等位形式變為另一個等位形式,但在基因內部沒有可以改變的更小的單位。3)基因是作用單位,能產生一種特定的表型效應,基因的部分,如果有的話,不能起作用。4)染色體是基因的載體,染色體的存在,使等位基因可以有規則分離,又可以使非等位基因間相互重組。
基因的功能
基因有控制遺傳性狀和活性調節的功能。基因通過復制把遺傳信息傳遞給下一代,並通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而控制生物的個體性狀表現。基因還可以通過控制結構蛋白的成分,直接控制生物性狀。
生物體細胞中的DNA分子上有很多基因,但並不是每一基因的特徵都表現出來。即使是由同一受精卵發育分化而來的同一人體不同組織中的細胞,如肌肉細胞、肝臟細胞、骨細胞、神經細胞、紅細胞、和胃黏膜細胞等。它們的細胞形狀都是各不相同的。為什麼會出現這種現象呢?原來,細胞核中的基因在細胞的一生中並非始終處於活性狀態,它們有的處於轉錄狀態,即活性狀態,這時基因打開,有的處於非轉錄狀態,即基因關閉。在生物體的不同發育期,基因的活性是不同的,而且基因的活性有嚴格的程序。基因活性的嚴格程序是生命周期穩定的基礎。各種不同的生物因其細胞內的基因具有獨特的活性調節而呈現不同的形態特徵。
那麼,基因是如何決定性狀的呢?
生物體的一切遺傳性狀都受基因控制,但是基因並不等於性狀,從基因型到表現型(性狀)要經過一系列的發育過程。基因控制生物的性狀主要通過兩條途徑,一是通過控制酶的合成來控制生物的性狀。這是因為由基因控制的生物性狀要表現出來,必需經過一系列的代謝過程,而代謝過程的每一步都離不開酶的催化,所以基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而控制生物個體性狀的表現的。另一條途徑是基因通過控制結構蛋白的成分直接控制生物的形狀。蛋白質多肽鏈上氨基酸序列都受基因的控制,如果控制蛋白質的基因中DNA的鹼基發生變化,則可引起信使RNA上相應的鹼基的變化,從而導致蛋白質的結構變異。
此外,遺傳性狀的表現,不但要受到內部基因的控制,還受到外部花莖條件的制約。因此,不同基因型的個體在不同的環境條件下可以產生不同的表現型,即使同一基因型的個體,在不同環境條件下,也可以產生不同的表現型。也就是說,表現型是基因型與環境共同作用的結果。
國際上生物技術發展的新動向
基因療法
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。
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。
第一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症。科學家對她們進行了基因治療並取得了成功。這一開創性的工作標志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。
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。這一成功預示著人們未來可能利用基因槍傳送葯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。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一步確證的話,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症的新生兒,從而從根本上提高後代的健康水平。
基因工程葯物研究
基因工程葯物,是重組DNA的表達產物。廣義的說,凡是在葯物生產過程中涉及用基因工程的,都可以成為基因工程葯物。在這方面的研究具有十分誘人的前景。
基因工程葯物研究的開發重點是從蛋白質類葯物,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葯物。這是因為蛋白質的分子一般都比較大,不容易穿過細胞膜,因而影響其葯理作用的發揮,而小分子葯物在這方面就具有明顯的優越性。另一方面對疾病的治療思路也開闊了,從單純的用葯發展到用基因工程技術或基因本身作為治療手段。
現在,還有一個需要引起大家注意的問題,就是許多過去被征服的傳染病,由於細菌產生了耐葯性,又卷土重來。其中最值得引起注意的是結核病。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,而且出現了多種耐葯結核病。據統計,全世界現有17.22億人感染了結核病菌,每年有900萬新結核病人,約300萬人死於結核病,相當於每10秒鍾就有一人死於結核病。科學家還指出,在今後的一段時間里,會有數以百計的感染細菌性疾病的人將無葯可治,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一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,有可能成為新一代的「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。
加快農作物新品種的培育
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,一場新的綠色革命近在眼前。這場新的綠色革命的一個顯著特點就是生物技術、農業、食品和醫葯行業將融合到一起。
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」。但一些研究人員認為,這些方法目前已很難再使農作物產量有進一步的大幅度提高。
基因技術的突破使科學家們得以用傳統育種專家難以想像的方式改良農作物。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鹼地上,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。
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一個新的植物品種,基因工程技術使研究人員可以將任何一種基因注入到一種植物中,從而培育出一種全新的農作物品種,時間則縮短一半。
雖然第一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、大豆和棉花中的一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,很可能美國的每一種食品中都含有一點基因工程的成分。」
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一半,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。
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一個共同目標,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。
分子進化工程的研究
分子進化工程是繼蛋白質工程之後的第三代基因工程。它通過在試管里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。
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片段上的鹼基發生變異,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一不可。
現在,科學家已應用此方法,通過試管里的定向進化,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葯物,來治療心肌梗塞、腦血栓等疾病。
我國基因研究的成果
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一。據介紹,這項研究中最受關注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製品的權利。
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,一旦弄清某基因與某疾病的具體關系,人們就可以製造出該疾病的基因葯物,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。
近些年我國對人類基因組研究十分關注,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,某些基因工程葯物也開始進入應用階段。
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型干擾素、重組人紅細胞生成素,以及轉基因動物的葯物生產器等十多個基因工程葯物,均已進入了產業化階段。
基因技術:進退兩難的境地和兩面性的特徵
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一種耐人尋味的現象。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一浪高過一浪的喊打之聲?
從直接社會背景看,目前歐洲流行「轉基因恐懼症」情有可原。從1986年英國發現瘋牛病,到今年比利時污染雞查出致癌的二惡英和可口可樂在法國導致兒童溶血症,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一般讓他們聞而生畏。
同時,歐洲較之美國在環境和生態保護問題上一貫採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一緣故。一方面,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。另一方面,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。
但是,歐洲人對轉基因技術之所以採取如此排斥的態度,似乎還有一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。與一般商品不同,轉基因技術具有一種獨特的壟斷性。在技術上,美國的「生命科學」公司一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。另一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,轉基因作物種子一般是通過一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一領域的壟斷。
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佔有重要位置;生物技術在醫學領域取得顯著進展,已有一些遺傳工程葯物取代了常規葯物,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。目前研究人員正准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。
今天,人們藉助於所謂的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一個發展高度,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一面: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一幅可怕的景象: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。