近代生物发展史

1、基因组测序，干细胞，基因工程与未来人类社会这个学期我上了近代生物发展史这个等候课，学到了不少知识，下面我来谈一下自己对基因组测序，干细胞，基因工程与未来人类社会的关系人类基因组是人类的遗传物质（其化学本质是脱氧核糖核酸，简称DNA），包含所有的基因序列及非基因序列。人类基因位于染色体上，有三类，它们分别编码为蛋白质、转运核糖核酸和核糖体核糖核酸，其中编码为蛋白质的基因大约有10万个，它们在表现各种生理作用和生命现象中起决定性作用，是最重要的一类基因。 基因与人类生活和生存关系最为密切，出于人类对自身的关心，对人类基因的研究和应用始终成为基因研究的中心，特别在医学领域。临床医生经常会遇到这样的情

2、况：在某些家族中徘徊着某种疾病的“幽灵”，使这些家族内部一代一代发生着某种相同的疾病。现已清楚，这个“幽灵”就是致病的基因。致病基因是由正常基因经变异而形成的。由于此类疾病具有明显的遗传性，故称为遗传病。现已发现由致病基因引起的遗传病有 6000余种，它们也称单基因病，阐明单基因遗传病的基因原理是基因研究的重大突破。 欲搞清任何一种疾病发生发展的机理或某种健康状态的机理，必须从基因组层面上搞清涉及疾病或健康状态的所有基因的变化规律，而不只是研究某个基民由此孕育出人类基因组计划这一伟大的科学工程。科学家认为，人类基因组计划是与曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划并称的人类科学史上的重大工程。该计划于1

3、990年首先在美国启动，后有德、日、英、法、中等国的科学家先后正式加入。 过去十年的智力发酵真的使人类健康从人类基因组序列的测定中受益了吗？参与测序的国际人类基因组计划和Celera Genomics公司的领导者，Francis Collins和 Craig Venter都说：“不太多。”这不太多的进步包括找到了一些癌症和罕见遗传病的遗传缺陷特异性药物靶标。基因组测序完成了，人们原本还期望测序结果能够很快地运用于医疗实践，但是生物系统本身的复杂性还是让我们的希望破灭了。其中，旨在找到常见的遗传变异与疾病之间关系的研究所取得的成功相当有限。研究发现大多数的癌症都有各自的遗传学特征，这也使得试图找

4、到一种能够广泛适用的治疗癌症的方法变得非常困难。这些举措是否能促进人类基因组序列的运用，还是个未知数。考虑到生物系统本身的复杂性，想要将人类基因组的信息运用到人类健康上来，则必然需要社会各界的共同努力，就如当初测定基因组序列一样，我们需要把它作为一项系统工程来完成。我们需要努力解决一个长期存在的不匹配快速增长的基因组数据与难以定位各个遗传元件的功能之间的不匹配。我们还需要努力使我们更富有想象力，将海量的基因组以及分子数据赋予它们应有的意义。这必然也需要各个学科队伍走进来，不仅在研究当中为我们提供专门技术，同时也将在知识产权、金融和监管措施等诸多事务中提供帮助，使得我们的研究与发现能够持续前进以

5、至突破临床运用这个关口。另一方面，胚胎干细胞具有发育全能性，在理论上可以诱导分化为机体中所有种类的细胞；它在体外可以大量扩增、筛选、冻存和复苏而不会丧失其原有的特性。后来，科学家又在已经发生分化的组织里发现了未分化的细胞，便命名为成体干细胞，这种细胞能够自我更新并且能够形成组成该类型的细胞。它存在于机体的各个组织器官中。目前已经从许多组织或器官中成功分离出的成体干细胞有：造血干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、肝干细胞、皮肤表皮干细胞、视网膜干细胞、胰腺干细胞等。"干细胞研究的新发现"在美国科学（Science）杂志公布的1999年的十大科学成果中名列榜首，并于2000年

6、度再度入选世界十大科学成果。20世纪90年代以来，分离和体外培养各种不同来源干细胞的技术日益成熟，研究不断取得突破性进展。目前，干细胞生物学研究几乎涉及了所有的生命科学和生物医药领域，除了在细胞治疗、组织器官移植、基因治疗中具有重要的意义外，还在新基因发现与基因功能分析、发育生物学模型、新药开发与药效、毒性评估等领域产生重要影响。干细胞具有多项分化潜能和不断自我更新的神奇特性，给予人们无限的想象空间，如今随着科学技术的不断发展，人们正在向这些方向逐步靠近。组织器官的损伤和功能衰竭一直是人类健康面临的一大难题，完美地修复或替代因疾病、战伤、意外事故或遗传因素所造成的组织、器官或肢体的伤残一直是人

7、类的梦想，也是难以攻克的医学高峰。生命体是通过干细胞的分裂来实现细胞更新及保证持续增长，干细胞的研究与应用将有可能使人类实现完美修复损伤组织和器官的梦想，在这些远景的导引下，再生医学逐渐兴起。多年来科学家一直致力于寻找利用干细胞的复制和分化来取代受损细胞或组织的方法。这一点随着组织工程、胚胎工程、细胞工程、基因工程等各种生物技术的发展和干细胞生物学研究领域的突破而展现出无比广阔的前景。按照一定的目的在体外人工培养、分离干细胞已成为可能，利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植的来源将成为干细胞应用的主要方向。基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微

8、生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。基因工程对我们人类有着重要的作用，如基因工程在农业方面的应用。粮食短缺曾是长期威胁我国人民和世界人民生活的一个最大问题，也仍然是一个没有从根本上解决的问题。用基因工程方法培育出的能抗虫害，不需要施用农药，对人、畜食用安全的作物，则不仅能提高种植的经济效益，而且能有效地保护我们的生存环境。我国科研工作者研制的转Bt毒蛋白基因棉花、转Bt毒蛋白基因烟草、水稻、杨树等植物，都有很强的杀虫效果。基因工

9、程在农业方面的应用前景是相当广阔的，除了前面说的抗虫害，还可能培育出能固氮的转基因作物，能抗旱、抗寒的转基因植物等。基因工程在工业及环境保护方面的应用。应用基因工程技术，使植物成为能替代微生物发酵设备的生物反应器，更经济地生产出人类所需要的各种原料已经成为非常具有吸引力的领域。经典工业所产生废水、废气和废料，以及人民生活所产生的垃圾等各种污染物，已经构成对人类生活和生产活动的严重威胁。环境保护是人类目前面临的与人类前途生死攸关的重大问题。基因重组技术为解决这些问题提供了可能性，通过基因重组，人们可以根据需要将某种微生物的基因转移到另一种微生物中，创造一些对有害物质分解能力更强、更能适应环境要求

10、的新菌种。我们了解一下基因工程的进展状况。基因工程技术是一项正在蓬勃发展的技术，而且也已经取得了许多重要的应用成果，但我们也应该看到，基因工程技术不是一项已经成熟的技术，仍然还很粗糙和原始，在许多方面尚需完善和改进。 基因工程在技术上存在一定的不确定性和盲目性。目前的基因工程在技术上有很多的不确定性。这种不确定性表现在两个方面，一是技术方面的不稳定性，二是由于对不同生物的生理特性的了解不很深入，如我们将鱼类抗冻蛋白基因转移到不抗寒的罗非鱼等热带鱼中，虽然抗冻蛋白基因得到表达，但并没有使受体鱼产生预期的抗寒效果。目前我们所进行的基因工程基本上只能对简单的、单基因控制的性状进行设计和改造，操作对象

11、只限于一些比较简单的单因子基因。但生物绝大部分的重要性状是由多个基因共同控制的，对这些多基因控制的性状，现有的基因工程技术几乎仍然是束手无策。我们对活的生物体中基因表达调控的机制知之甚少，有关的知识仅限于对启动子和增强子有所了解，对生物体整体的调节复杂性的认识还刚刚开始。 在安全性方面存在着不确定性。对社会大众来说，最主要和最关心的是基因工程的安全性问题，基因工程的安全性问题包括两个方面：一是基因工程产品的消费安全问题，二是转基因生物的生态安全问题。目前用转基因技术生产出来的食品因其成分的某些改变是否会对人类的健康产生不良的影响，这需要实验和时间来验证。有着某种生存优势的转基因生物如果进入到自然生态系统，就有可能排挤自然种群，降低生态系统里物种的多样性，打破生态平衡。 所以我们在大力发展转基因技术的同时，必须高度重视对转基因动物、植物及微生物品种的生物控制和