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科技常识:基因技术 

  基因由人体细胞核内的DNA(脱氧核糖核酸)组成,变幻莫测的基因排序决定了人类的遗传变异特性。人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图,或化学中的元素周期表;也有科学家把基因组图谱比作字典,但不论是从哪个角度去阐释,破解人类自身基因密码,以促进人类健康、预防疾病、延长寿命,其应用前景都是极其美好的。人类10 万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后,将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。
        
    目前世界许多国家将生物技术,信息技术和新材料技术作为三大重中之重技术,而生物技术可以分为传统生物技术,工业生物发酵技术和现代生物技术。现在人们常说的生物技术实际上就是现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。其中基因工程技术是现代生物技术的核心技术。

    基因工程(genetic engineering)是指在基因水平上,采用与工程设计十分类似的方法,按照人类的需要进行设计,然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系,并能使之稳定地遗传给后代。根据这个定义,基因工程明显地既具有理学的特点,同时也具有工程学的特点。“基因”这个名称已在多处提到,那么基因又是什么呢?根据国内外的教科书和权威辞典上的解释加以综合,“基因”(gene)应定义为:基因是一段可以编码具有某种生物学功能物质的核苷酸序列。

    基因工程的核心技术是DNA的重组技术,也就是基因克隆技术。重组,顾名思义,就是重新组合,即利用供体生物的遗传物质,或人工合成的基因,经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子,然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物,该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。比如前面已提到的用动物来生产人的乳铁蛋白,抗凝血酶和白蛋白。除DNA重组技术外,基因工程还应包括基因的表达技术,基因的突变技术,基因的导入技术等。
  
    科学研究证明,一些困扰人类健康的主要疾病,例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能,找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选,甚至基于已有的基因知识来设计新药,就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因,从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。基因研究不仅能够为筛选和研制新药提供基础数据,也为利用基因进行检测、预防和治疗疾病提供了可能。比如,有同样生活习惯和生活环境的人,由于具有不同基因序列,对同一种病的易感性就大不一样。明显的例子有,同为吸烟人群,有人就易患肺癌,有人则不然。医生会根据各人不同的基因序列给予因人而异的指导,使其养成科学合理的生活习惯,最大可能地预防疾病。

  信息技术的发展改变了人类的生活方式,而基因工程的突破将帮助人类延年益寿。目前,一些国家人口的平均寿命已突破80岁,中国也突破了70岁。有科学家预言,随着癌症、心脑血管疾病等顽症的有效攻克,在2020至2030年间,可能出现人口平均寿命突破100岁的国家。到2050 年,人类的平均寿命将达到90至95岁。人类将挑战生命科学的极限。

    台湾著名的未来学者温世仁认为:“基因技术会在瞬间之内释放出巨大的商业价值。就像网络一样,在过去的五年间突然爆发。我们预测,到2001年,基因经济将迅猛爆发。" “基因是生命的本源,这都可以形成知识产权,还有什么不可以成为产权的呢?而基因文明控制你的生命进程,你不付费,你的生命延续都成问题,这种知识产权的保护已从人为变成自然。" 
    
    华大基因研究中心主任杨焕明说:“资源基因已经成为一个国家发展的战略资源,争夺这一资源的‘世界大战’已打响。我国信息产业的上游——软件和硬件已经受制于人,生物产业绝不能重蹈覆辙。" 
     
    1997年著名遗传学家谈家桢上书最高领导层,呼吁"保护我国人类基因资源,积极参与跨世纪的基因争夺战。   
    国家主席江泽民批示:“人无远虑,必有近忧,我们得珍惜我们的基因资源。"
  
    1998年9月24 日,国务院正式批准实施《人类遗传资源管理暂行办法》,用法律手段对基因实行资源管制。   
   
    中国拥有丰富的基因资源,由于人口众多和长期社会封闭,我国不仅病种齐全,而且家族隔离群也最多、最纯。但我国的原创能力并不令人乐观:在美国,目前在市场上销售的基因工程药物有53 种,正在审批的有350种左右,正在研制的约有2200种。这些药物都有专利保护。中国市场上目前有15种基因工程药物在销售,其中只有一种有自己的专利。报告显示,我国97.4%以上的西药都是仿制的,生物制药中至少90%是国外申请的专利。 
   

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