核糖体工程技术研究进展

1核糖体工程技术研究进展

微生物广泛存在于自然界中，是新活性化合物及其先导结构的重要来源[1]。但是野生型的菌株在自然界中产生的活性物质的产量非常低，特别是具有商业价值的抗生素，产量一般都介于1~100 μg/mL[2]。为了满足工业化生产的需要，就必须通过各种技术和方法来提高菌株产生物活性物质的能力。

1.1 核糖体工程的由来

从自然界分离到的野生型菌株产生的次级代谢产物产量通常很低，如何提高野生型菌株的抗生素产量成为研究的重点[3]。通过物理或化学的条件进行随机的诱变是改良菌株的经典方法，虽然有效但通常需要耗费大量的时间和资源[4]。“核糖体工程”是国际上最新发展起来的一门菌种改良新技术，日本国家食品研究所的Kozo Ochi 教授首先提出来核糖体工程（Ribosome Engineering）这一概念[5, 6]，它是以核糖体蛋白结构上的突变对微生物次级代谢调控作用的影响机制出发建立起来的微生物推理育种的新方法。

1.2核糖体工程的作用机制

在营养极度缺乏的条件下，原核生物可以分泌抗生素、生成产物、合成酶、形成孢子和气生菌丝等，有非常广泛的适应能力。微生物具有对营养物质匮乏的环境进行紧缩应答（Stringent Response）或称紧缩控制（Stringent Control）的反应机制[7]，其原理如图1-1所示[5]，当微生物生长的环境中缺少氨基酸时，会导致微生物产生一系列的细胞反应，如迅速中止RNA的积蓄和蛋白质合成，同时还伴随着细胞的形态分化（如气生菌丝和孢子的形成）和启动次级代谢产物（如抗生素、色素和酶等）的生物合成。在这个反应过程中，四磷酸鸟苷酸（ppGpp）起着非常重要的作用，它的合成基因是relA。当微生物处于营养缺乏的环境时，它的生长由对数期进入稳定期，在这一变化中，由于环境中缺少氨基酸，蛋白质合成的装配车间也就是核糖体的A部（氨酰-tRNA的结合部位）会与游离的tRNA 结合，因此导致肽链的延伸被迫停止，进而终止了蛋白质的合成[8]。这一信息传递到它的合成基因relA，触发合成ppGpp，从而激活微生物的次级代谢产物的生物合成。

图1-1 细菌严谨反应

Fig.1-1 Scheme of bacterial stringent response

核糖体不仅是蛋白质的合成机器, 也是细胞感知营养水平和对生长速率进行调控的重要位点[9]。其结构的改变在微生物次级代谢产物的代谢调控方面也起着关键性的作用。在研究微生物中抗生素的作用机制中发现，很多抗生素主要是通过与核糖体的某些部分相结合来抑制蛋白质的合成，进而起到类似于严谨反应同样的作用效果，核糖体结构改变的同时也改变了蛋白的合成能力，而且微生物次级代谢产物的调控途径也受到影响，进而获得微生物代谢产物合成能力提高的菌株[10]。

在稳定生长期，微生物次级代谢产物大量合成，与之相关的生物合成基因的大量表达起到了关键性的作用，因此核糖体突变（包括核糖体蛋白和rRNA）带来的蛋白合成能力的改变，对次级代谢产物生物合成的影响必然是非常重要的[11]。某些核糖体突变可以反映为作用于核糖体上的抗生素的抗性变化，因此通过筛选或构建相应的抗性突变，可获得核糖体功能突变的菌株，进而获得次生代谢产物合成能力提高的菌株。微生物核糖体工程中最主要的两个细胞器即核糖体和RNA多聚酶，以引入的抗生素抗性突变为外在表征，定向筛选次生代谢产物合成能力提高的突变菌株(图1-2)[6]。常用于抗性筛选的抗生素主要包括链霉素(Str)、利福平(Rif)、庆大霉素(Gen)、巴龙霉素(Par)、夫西地酸(Fus)、硫链丝菌素(Tsp)、林肯霉素(Lin)和遗传霉素(Gnt)等[4]。

图1-2 核糖体工程激活细胞功能示意图

Fig.1-2 Scheme of ribosome engineering to activate cellular function

1.3 核糖体工程技术的应用

1.3.1诱导次级代谢产物产量的提高

微生物核糖体突变诱导抗生素耐药性的同时，也导致核糖体功能的改变，从而影响到微生物的其他一些生理活性，因此，核糖体工程在微生物活性产物高产菌株的选育方面受到了关注。核糖体工程的主要内容是以微生物对某些抗生素的耐受性作为筛选标记，获取具有明显抗生素抗性的高产突变株，并阐明其遗传学及分子生物学机制，目前已取得很好进展[12]。

如链霉素抗性突变株，由于该菌株核糖体S12蛋白发生了突变(Lys-88 变为Glu-88)，使其能抵抗高达300μg/mL浓度的链霉素[13]。在高氏Ι号合成培养基中添加链霉素，筛选柔红霉素产生菌天蓝淡红链霉菌的链霉素自发抗性突变株, 其正向突变频率高达34%，抗性突变株的发酵水平约为出发菌株1.5倍[14]。大量的研究表明[15-23]，微生物的抗性突变是进行抗生素产生菌株优化的有效方法，具有目标明确、有效突变率高，能实现不同抗生素组合的抗性突变，不依赖遗传背景，适用范围广等优点[24]。

王耀耀等利用链霉素和利福平组合抗性筛选，结合高能电子诱变改造东方拟无枝酸菌，获得了去甲万古霉素效价提高45.8%的突变菌株[25]。组合庆大霉素和利福平二种抗性突变筛选，以提高蜡状芽孢杆菌2045的抗生素FR2900493合成水平，结果表明抗性突变株的抗生素合成量较野生菌提高了5~6倍[26]。Tamehiro等对白色链霉菌工业菌种进行了组合抗药性突变选育，通过str、gen、rif三种抗生素的组合筛选后菌株的盐霉素产量较抗性筛选前提高了2.3倍[27]。

除合成次级代谢产物外，有报道称核糖体工程技术还对提高微生物来源酶类产量、提高恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)对芳香化合物的耐受能力[13, 28]。有报道表明，生长末期时抗生素耐受株比野生菌株具有更高的蛋白质合成水平，其中参与次级代谢途径的特异性蛋白(如:actn-ORF4)的高表达是抗生素高产的关键[24, 29]。其中，利用链霉素和利福平筛选获得的抗性突变株，其发酵产量比原始菌株能提高2~3倍，并且菌落形态及颜色的变化与肽类抗生素的生产具有一定的联系，该技术使肽类抗生素高产的相关分子机制正在研究之中。Fabrizio等运用该技术实现了肽类抗生素GE2270产量的提高[30]。目前，核糖体工程相关研究主要集中在原核生物尤其是放线菌上，至于真菌是否也存在应急反应并对抗生素合成具有类似的调控机制，值得深入探讨和考证[31]。

1.3.2诱导新的活性物质的产生

众所周知，微生物基因组中存在暂时丧失表达活性而静默的沉默基因，沉默

基因受到某些诱发因子刺激或者基因突变等原因时能够被活化而实现表达，因此有可能产生新的代谢产物[32]。所谓沉默基因(silent gene)是存在于微生物基因组中不表达或极低水平表达的DNA序列，它们能在特定条件下被激活而表达活性产物，沉默基因激活机制在自然界早已存在。Hopwood于20世纪80年代初就提出了通过激活沉默基因来获取新型抗生素的方法；如通过基因克隆、诱变处理、菌株或种间自然接合、原生质体融合等方法来激活沉默基因的[33]。遗传学分析表明，菌体性状的调控是通过多层次的链锁调节操纵实现的；低表达水平时，抗生素的生物合成基因和抗性基因可激活酶结构基因；较高表达水平时，则有激活沉默基因的作用[34]。通过激活沉默基因产生新抗生素的理论依据是微生物次级代谢的特点：一种微生物能产生多种抗生素或次级代谢产物，而相同或不同的菌种又可以产生极相似的一类化合物。

S.LividansTK24 正常情况下不产生放线菌紫素，在引入链霉素抗性之后，突变株获得了放线菌紫素产生能力，可能引入抗生素抗性后，引起核糖体结构的变化，激活了沉默基因所致[11]。Chakraburtty等发现当S.coelicolor A3(2)relA基因发生突变时，不能合成ppGpp，也不能产生放线菌紫红素[35]。J.Shima等发现向relA 突变株引入链霉素抗性，在未恢复ppGpp合成能力的情况下，就能恢复其产放线菌紫红素的能力[36]。将链霉素抗性引入天蓝色链霉菌野生菌中，可以使其放线菌紫红素产量提高十倍。分析了一株链霉素抗性突变株Bacillus subtilis Marburg168,发现其S12蛋白的第56位氨基酸发生了点突变，由赖氨酸突变为天冬酰胺，丝氨酸和精氨酸，其链霉素的抗性分别达500，1000，2000倍[37, 38]。在利用链霉素抗性开拓海洋药用微生物新资源方面，取得了一定的成果[39, 40]，以一株没有抗肿瘤活性的海洋放线菌玫瑰黄链霉菌(Streptomyces rose of lavus)为出发菌株，采用核糖体工程技术，进行抗生素抗性筛选，共获得有抗生素抗性的突变株270株[41]。将突变株的发酵产物进行体外抑肿瘤细胞活性研究，获得抗肿瘤活性显著的突变株3株。对其中抗肿瘤活性较好的突变株Str3054进行大量发酵，采用活性追踪方法初步分离发酵产物的活性成分，获得了6个单体化合物并进行结构鉴定，其中有5个化合物表现出一定抗肿瘤活性。因此，核糖体工程技术是充分发掘药用微生物新资源的重要手段之一。

核糖体的改变影响着蛋白质和抗生素合成，单个或组合抗生素筛选条件下，都可得到大量表达目的产物的抗性突变株，其中以链霉素、利福平的研究开展较多，筛选效果最佳。

生命科学与生物技术研究进展2009

中国医药生物技术２０１０年２月第５卷第１期ＣｈｉｎＭｅｄＢｉｏ蛐ｏｌ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１０，Ｖ０１．５。Ｎｏ．１ ＤｏＩ：１０．３９６９／ｅｍｂａｊ．ｉｓ姐．１６７３－７１３Ｘ．２０１０．０１．０１７ 生命科学与生物技术研究进展２００９赵贵英，张树庸 ２００９年生命科学与生物技术研究在世界范围内的新进 展、新技术、新成果层出不穷，本文就国内外相关研究进展 简况以信息传递形式加以总结。 １国外研究进展简况 １．１最古老的原始人化石研究结果列２００９年十大科学进 展之首 迄今最古老的人是“阿尔迪”人，他们生活在距今４４０万 年以前，居住地为如今的埃塞俄比亚。这是来自９个国家 不同专长的４７名科学家为期１５年的艰苦卓绝以及高度 协作的研究成果。其列在美国Ｓｃｉｅｎｃｅ杂志２００９年度十大 科学进展之首。 实际上，最早的“阿尔迪”化石发掘于１９９４年，但获 得该发现的研究团队非常谨慎，他们没有匆忙地公布结果， 而是对１５万个动物和植物化石进行了长达１０多年的详 尽分析和材料处理，并且还将化石送到世界各地不同的实验 室进行评议。最后他们才公布了自己具有划时代意义的发现 和分析。 １．２雷帕霉素延长实验鼠寿命 研究人员发现，利用免疫抑制药物雷帕霉素对小鼠体内 一种关键性的信号通道进行调制，能帮助它们延长寿命。这 是人们首次在哺乳动物身上取得结果。该发现中值得注意的 是，科学家是在这些小鼠进入中年时才开始进行治疗的。 １．３甲型Ｈ１Ｎ１流感 ２００９年３月，在墨西哥爆发“人感染猪流感”疫情， 迅速波及全球蔓延。世界卫生组织（ＷＨＯ）初始将此流感 定为“人感染猪流感”，２００９年４月３０日世界卫生组 织、联合国粮农组织和世界动物组织宣布，一致同意使用 Ａ（Ｈ１Ｎ１）型流感。我国卫生部公布中将这一词定为“甲 型Ｈ１Ｎ１流感”。截至２００９年１２月１８日，世界卫生组 织公布最新疫情，甲型Ｈ１Ｎ１流感已在全球造成１万人 死亡。 甲流的流行，让更多的人了解了人畜共患病这个概念， 狗流感、猪流感、猫流感、羊流感开始引起大家的关注，甚 至有人提出流感病毒在人、畜、禽三者身上整合变异的“超 流感”。同时，新型传染病频发，也为人和自然的和谐发展 提出新的考验。 １．４基因疗法治愈色盲 眼科专家小组将特殊的基因注入两只患有色盲症的猴 子眼中，让猴子第一次看到红色和绿色。华盛顿大学的杰 伊?内特兹认为，通过基因治愈色盲是一项被认为“绝对不 可能”的事，但现在的成就说明基因疗法的效果。 ?要闻回顾? １．５破解人类表观基因组 ２００９年１０月１４日，美国索尔克生物研究所利用强大的计算机和新技术绘制了两种人类细胞的表观基因图谱，分别为胚胎干细胞和肺部纤维原细胞，这是首张人类表观基因组图谱。通过将其与患病细胞表观基因组对比，科学家就可发现表观基因组中的缺陷是如何导致癌症以及其他疾病的。在了解先天和后天因素如何影响人类的健康方面实现重大突破。 １．６艾滋病疫苗曙光出现 ２００９年９月，美国和泰国的研究人员对两种原有疫苗混合而成的新疫苗进行了测试，整个实验有１．６万名志愿者参加，结果表明，这种疫苗可使接种者的感染风险降低３１％。这是研究人员首次证明疫苗能预防艾滋病病毒感染。１．７孤独症或是基因变异惹的祸 美国联邦政府２００９年１０月公布最新数据显示，１％的美国儿童患有孤独症系列综合征（ＡＳＤ）。研究人员找到孤独症“疑凶”——５号染色体的变异。５号染色体变异是１５％孤独症患者的主要病因。研究人员对涉及大脑内产生连接的蛋白进行编码的基因变异进行研究后发现，这些基因变异极为常见。 １．８骨质疏松症新药另辟蹊径 当前治疗骨质疏松症的药物主要是通过减少破坏骨质细胞来起作用，破坏骨细胞随着年龄增大而增多。目前，一种正接受美国ＦＤＡ审查的新药ｄｅｎｏｓｕｍａｂ却另辟蹊径——它通过抑制破坏骨骼细胞来起作用。２００９年８月公布两项研究显示，ｄ曲ｏｓｕｍａｂ可减少妇女以及正接受前列腺癌治疗的男性骨折的几率。 １．９发现导致老年痴呆的新基因 ２００９年９月科学家再次发现了３个可能引起老年痴呆症的新基因，研究发现，其中的两个基因同老年痴呆患者大脑的淀粉样蛋白斑块有关，这些蛋白斑块在大脑的堆积导致神经细胞死亡并使患者出现认知障碍，第３个基因则影响神经的连接。这３个基因如何增大老年人罹患老年痴呆症的风险目前尚不清楚。 １．１０无需插入基因也可以实现人体细胞重组 美国伍斯特理工学院与ＣｅｌｌｔＩＩｅｒａ公司的研究人员通过降低细胞暴露的大气氧含量，及将称为成纤维组织细胞生 作者单位：１００５００北京，中国医学科学院医药生物技术所（赵贵荚）；１０００１２北京实验动物研究中心（张树庸） 通讯作者：张树庸，Ｅｍａｉｈｚｈａｎｇｓｙ＠ｍａｉｌ．１ａｓ．∞．∞ 收稿日期：２０ｌｍ０１．２１ 万方数据

现代生物技术研究进展

现代生物技术研究进展 luojuan 摘要：生物技术是21世纪最具有发展前景和活力的学科，世界各国都将生物技术视为一项高新技术，生物技术在相关领域中的应用也成为应用技术研究中的热点。生物技术又叫生物工程，是综合运用生物学、细胞生物学、微生物学、生物化学等基础科学和生化工程等原理和技术而形成的一门综合性的科学技术。 关键词：现代生物技术细胞工程酶工程发酵工程基因工程蛋白质工程研究进展 一、现代生物技术概述[1] 生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统生物技术主要是自然发酵技术和自然杂交育种技术。现代生物技术是指以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。现代生物技术主要包括：细胞工程、酶工程、发酵工程、基因工程、蛋白质工程。 二、细胞工程研究进展[2] 细胞工程的概念及其基本操作细胞工程属于广义的遗传工程,是将一种生物细胞中携带的全套遗传信息的基因或染色体整个导入另一种生物细胞,从而改变细胞的遗传性,创造新的生物类型。它包括细胞融合、细胞重组、染色体工程、细胞器移植、原生质体诱变及细胞和组织培养技术。 近年来，在该领域的研究最引人注目的是细胞融合技术和细胞杂交，并取得一些突破性研究进展。应用细胞融合技术可以培育新型生物物种。可实现种间育种。 1975年英国科学家研制成功了淋巴细胞杂交瘤技术，由此技术获得的单克隆抗体很快应用于临床实践，被称为20世纪80年代的“生物导弹”。目前单克隆抗体技术已用于治疗诊断癌症、艾滋病等多种疑难疾病，及快熟诊断人类、动物和农作物病害等方面，成为细胞工程在医学上最重要的成就之一。 日本秋田生物技术公司和遗传资源开发利用中心联合采用细胞工程的原生质体突变，将“秋田小町”稻育成“新秋田小町”新品种。该稻试种过程中，产量大大提高，取得了明显的经济效益。我国科学家利用细胞工程的原生质体育种在世界上首创了食用菌属间原生质体杂交。这种属间杂交新品种，既有香菇的独特香味和优良品质，又有平菇的高产量、生长周期短、易栽培、抗逆性强等特性。 随着细胞工程技术的不断发展，植物细胞和组织培养这一细胞工程技术也无例外地得到发展，目前已在许多植物上，特别是在农林生产实践中得到了广泛应用。尤其在林木优良品种和无性系的快速繁殖方面进展较快。 细胞工程已成为当代社会经济重要支柱性技术之一。 三、酶工程的研究进展[3] 酶工程就是在一定的生物反应装置中，利用酶的催化功能，将相应的原料转化成有用物质的一门技术。 化学酶工程又称初级酶工程，主要由酶学与化学工程技术相互结合而形成。在开发自然酶制剂方面，大规模生产和应用的商品酶只有数十种，如水解酶、凝乳酶、果胶酶等。在食品工业中的应用主要是淀粉加工，其次是乳品加工、果汁加工、食品烘烤及啤酒发酵；在轻化工业中的应用主要包括洗涤剂制造、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造、牙膏和化妆品的生产、造纸、废水废物处理和饲料加工等；在能源开发上的应用主要是利用微生物或酶工程技术从生物体中生产燃料，也可利用微生物作为石油勘探、二

生物工程的最新进展和研究热点

当今世界，我们所处的这个时代，是科学技术飞速发展、知识信息爆炸的知识经济时代，世界各国都在相互竞争，竞争的焦点集中在科学技术上，谁的科技发达，谁的综合国力就强大。 现在世界七大高新技术分别是：现代生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术。 其中生物技术列在首位，生物技术之所以令世界各国如此重视，是因为它是解决人类所面临的诸如食物短缺、人类健康、环境污染和资源匮乏等重大问题上有着不可比拟的优越性，还因为它与理、工、农、医等科技的发展、与伦理道德、法律等社会问题都有着密切的关系。 高新技术的重要特征之一是学科横向渗透，纵向加深，综合交错，发展迅速。所以世界各国争相投巨资发展，确定生物技术为21世纪经济和科技发展的优先领域。 基因工程 基因工程( 又称DNA 重组技术、基因重组技术) , 是20 世纪70 年代初兴起的技术科学, 是用人工的方法将目的基因与载体进行DNA重组, 将DNA 重组体送入受体细胞, 使它在受体细胞内复制、转录、翻译, 获得目的基因的表达产物。这种跨越天然物种屏障, 把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞之中的能力, 是基因工程技术区别于其他技术的根本特征。 基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法, 按照人类所需, 用DNA 重组技术对生物基因组的结构和组成进行人为修饰或改造, 从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或人类有益的生物性状。基因工程从诞生至今, 仅有30 年的历史, 然而, 无论是在基础理论研究领域, 还是在生产实际应用方面, 都已取得了惊人的成绩。首先,基因工程给生命科学自身的研究带来了深刻的变化。目前科学家已完成了多种细胞器的基因组全序列测定工作。其次, 基因工程具有广泛的应用价值, 能为工农业生产、医药卫生、环境保护开辟新途径。 基因组研究应该包括两方面的内容：以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学，又被称为后基因组研究，成为系统生物学的重要方法。 我国在结构生物学研究方面具有较好的基础。60年代，我国科学家在世界上首次人工合成了胰岛素；70年代初又测定出1.8 埃; 分辨率的猪胰岛素三维结构，成为世界上为数不多的能够测定生物大分子三维结构的国家，这些研究工作处于当时的世界先进水平。 基因克隆是70年代发展起来的一项具有革命性的研究技术，可概括为∶分、切、连、转、选。 "分"是指分离制备合格的待操作的DNA，包括作为运载体的DNA和欲克隆的目的DNA；"切"是指用序列特异的限制性内切酶切开载体DNA，或者切出目的基因；"连"是指用DNA连接酶将目的DNA同载体DNA连接起来，形成重组的DNA分子；"转"是指通过特殊的方法将重组的DNA 分子送入宿主细胞中进行复制和扩增；"选"则是从宿主群体中挑选出携带有重组DNA分子的个体。基因工程技术的两个最基本的特点是分子水平上的操作和细胞水平上的表达，而分子水平上的操作即是体外重组的过程，实际上是利用工具酶对DNA分子进行"外科手术"。DNA克隆涉及一系列的分子生物学技术，如目的DNA片段的获得、载体的选择、各种工具酶的选用、体外重组、导入宿主细胞技术和重组子筛选技术等等。从不同的重组DNA分子获得的转化子中鉴定出含有目的基因的转化子即阳性克隆的过程就是筛选。目前发展起来的成熟筛选方法如下：（一）插入失活法 外源DNA片段插入到位于筛选标记基因（抗生素基因或β-半乳糖苷酶基因）的多克隆位点后，

基因工程药物发展进程

基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后，我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣，通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料，让我对基因工程药物有了新的认识： 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术，用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来；再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来，医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作，但曾一度陷于困境。乙肝病毒（HBV）主要由两部分组成，内部为DNA，外部有一层外壳蛋白质，称为HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人体，就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的HBV。过去，乙肝疫苗的来源，主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒，特别是艾滋病病毒（HIV）]的污染。此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。与上述的血源乙肝疫苗相比，基因工程生产的乙肝疫苗，取材方便，利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌，它们有极强的繁殖能力，并借助于高科技手段，可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后，按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序，就可获得终身免疫，免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗，我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质，它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染，故人们把此种物质称为干扰素（Interfero,简称IFN），是1957年英国科学家多萨克斯（Lossaacs）和林德曼（Lindenmann）在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态，因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会"苏醒"，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。据计算：要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980

生物技术药物研究进展及发展趋势

生物技术药物研究进展及发展趋势 生物技术作为高端前沿技术，在21世纪的人类发展历程中一直受到高度的重视与关注，生物技术药物研究的突破直接关系到人类挑战病魔的胜利与否，对于保障人们的身体健康和提高人们的生活水平有着非常重要的作用。本文从我国生物技术药物研究的现状入手进行分析，探究未来生物技术药物研究的趋势与相关问题的解决措施。 标签：生物技术；药物；发展趋势 引言 生物技术是指在现代生命科学的基础上，人们按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，满足人类发展需要的一门技术，其改善人类健康和生存条件的作用日益突显。生物技术制药就是把生物技术应用到药物制造领域，通过对DNA 进行切割、插入、连接和重组，从而获得目标药品的过程。 生物技术制药因为集生物学、医学和药学等先进技术为一体，对技术水平要求高，同时药品关系到人身健康，管理程序复杂，因此生物技术制药的发展之路任重道远，本文试图通过走访成都知名的恩威集团、地奥集团、太极集团等制药企业，以及研究相关政策规定，对我国生物技术制药的优势、存在的问题进行探讨，并进一步梳理生物技术制药可能发展的方向和趋势。 一、我国开展生物技术制药研究的优势及进展现状 我国是拥有世界上最多的生物基因资源的3个国家之一，生物资源的多样性，为我国进行转基因动植物的研究、人造器官的研究以及中草药有效成份的研究、改良和化学合成提供了良好的条件。同时我国既是人口大国，也是农业和畜牧业大国，具有全球最大的生物技术产品消费的目标市场，为生物技术制药提供了广阔的市场空间。 我国生物技术制药的研究和开发起步于上世纪的70年代，通过国家从产业政策上不断加大对生物技术及其产业发展的支持力度，我国生物技术制药领域与国外差距越来越小，在基础设备、上游及中试方面已经有大批技术实力较强的单位涌现，培养和锻炼了生物技术制药的专业人才。目前我国已有重组人干扰素、促红细胞生成素、白细胞介素-2、生长素、葡激酶、重组改构人肿瘤坏死因子、神经生长因子、人胰岛素等较多基因工程药品投入市场。据统计，《自然》等著名刊物上生物技术方面的论文25%是华人完成或参与完成的，华人科学家在国际生物技术领域发挥着重要的作用。 二、我国的生物技术药物研究进展存在的问题 虽然我国在生物技术制药领域具有较好的优势条件，并且也取得了不错的成

基因工程技术的现状和前景发展

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。 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，**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。 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。 基因工程应用于环保方面

基因工程药物发展的历史及启示

基因工程药物发展的历史及启示 吴岚晓1,郭坤元1,秦　煜2 (11第一军医大学珠江医院血液科,广东广州510282;21第一军医大学南方医院创伤骨科,广东广州510282) 摘要:基因工程诞生20余年,运用于医药行业,研制和开发基因工程药物,已取得长足进展。迄今为止,已有近100 个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有无比强大的生命力。 就基因工程药物发展史进行概述,会从中得到许多启示。 关键词:基因工程;药物;科学;技术 中图分类号:R-02 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2002)12-0011-03 Developing History and the E nlightenment of G enetic E ngineering Drug W U L an-xiao,GUO Kun-yuan,QIN Y u (1.Depart ment of Hem atology,Zhujiang Hospital,First Military Medical U niversity,Guangz hou510282,China;2. N anf ang Hospital,First Military U niversity,Guangz hou510282,China) Abstract:G enetic engineering has made remarkable development in the area of drug production and research since it ap2 peared twenty years ago.More than100new geneitc engineering drugs have been used in clinic,and more drug-projects are undergoing.It can be predicted that genetic engineering drug will make more and more influence in people’s life.A perspective view about genetic engineering drug developing history was made in this article and some philosophic opinions inspired from it were discussed. K ey Words:genetic engineering;drug;science;technology 1　基因工程原理和技术 基因工程是在分子水平上人工改造生物遗传性,创造世间新的生物物种技术,亦称DNA重组或分子克隆,包括基因和载体的制备、切割和连接,重组DNA的转移、表达及产物分离等。基因的制备方法有,多聚酶链反应、互补文库、基因组文库、染色体DNA的酶切分离、酶合成法和化学合成法等,迄今为止,已制备人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、人α-干扰素及生长因子等多种药物的基因。载体是能将外源性目的基因运输至宿主细胞的小分子DNA,目前大抵有细菌质粒、嗜菌体DNA及病毒DNA构建人工载体,如pBR322、Charon系列、Cos2 mid、反转录病毒、腺病毒及其相关病毒的DNA,此外,尚有酵母人工染色体DNA,及哺乳动物人工染色体DNA等。载体和含目的基因的DNA分别经限制性内切酶切割后,两者混合通过连接酶连接构成重组DNA,经转化、转导、转染、激光打孔、微注射或基因枪等技术,可转移至宿主内,获得基因工程细胞,后者经培养和表达,即可产生相应的基因工程药物。近年来还发现不用载体也不重组,将编码完整的DNA片段或mRNA直接注射内实现完全表达,表明非重组DNA和mRNA可被细胞直接吸收和表达,既简化了基因操作程序,也修正了基因工程基本概念,又促进了基因工程药物的发展,同时还为基因治疗提供了新理论和新途径。 2　基因工程药物发展的历史 应用基因工程技术,研制和开发的药物称为基因工程药物。它是通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。包括蛋白质类生物大分子、初级代谢产物,如苯丙氨酸及丝氨酸等以及次生代谢产物抗生素等。自20世纪70年代初基因工程药物诞生以来,基因工程药物发展十分迅速。 ? 1 1 ? 医学与哲学2002年12月第23卷第12期总第259期

浅谈生物技术药物的研究进展及趋势

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/363788014.html, 浅谈生物技术药物的研究进展及趋势 作者：代润松 来源：《新课程·中学》2017年第11期 摘要：随着科学技术水平的不断提高，生物技术药物为人类的疾病治疗与预防做出了卓 越的贡献，这也使世界各个国家高度重视生物技术药物的研究工作。为此，通过对国内外在生物技术药物的研究进展进行阐述，以此探讨生物技术药物的未来发展趋势。 关键词：生物技术；药物；研究进展；发展趋势 一、生物技术药物的研究进展 （一）国外生物技术药物的研究进展 自20世纪80年代人工胰岛素诞生以来，生物技术药物的研发进入了高速发展时期，各个国家纷纷大力开展生物技术药物的研发工作，仅在20世纪90年代中末期，美国的FDA机构就批准了三四十种生物技术药物，近些年来生物技术药物的批准种类逐年递增，在21世纪初期，所批准的药物就已高达将近80种。欧美等其他发达国家在生物技术的种类上也不断丰富。除此之外，国外还对以往生物技术药物的适应症进行了明确统计，这些生物技术药物主要包括用于血友病、血小板减少症、急性心肌炎治疗的重组血液因子，用于治疗糖尿病、生长素缺乏症、甲状腺病、低血糖的重组人激素，用于治疗贫血、皮肤病、神经性溃疡等症病的促红细胞生长因子，此外还有重组干扰素、白介素，治疗甲肝、乙肝病毒的疫苗、用于癌症治疗的单克隆抗体等。 （二）国内生物技术药物的研究进展 我国对生物技术药物研究予以了高度重视，目前我国在生物技术药物的研发成果主要包括IFN类型药物、GM-CSF药物、EPO药物、EGF药物及其衍生物、胰岛素、TNF药物、乙肝疫苗、胸苷激酶细胞制剂等诸多种类，在新型活性蛋白质突变体方面，我国相继研发出了肿瘤坏死因子突变体、神经营养因子突变体、人降钙素突变体、尿激酶突变体、重组水蛭突变体、人重组血红蛋白突变体。在融合蛋白的生物技术研发方面，我国研发出了TNF/1L-6融合蛋白、用于前列腺癌症治疗的TNF/PSP94融合蛋白、血小板单链抗体/尿激酶原融合蛋白、尿激酶/水蛭素12肽融合蛋白及用于帕金森治疗的酶氨酸转化酶/BDNF融合蛋白。在克隆天然活性物质基因药物研发方面，相继研发出鲨肝HSS、SCDI抑制因子、TGGIP抑制蛋白、SFP、AOP、蜂毒多肽等。随着生物技术药物种类的不断增长，现有的生物技术药物在主要分类上共包括单克隆抗体、激素、基因治疗剂、疫苗、细胞因子、反义药物及抗血栓因子等，特别是近些年来核酸基因药物的产品种类正在不断增加，正处于研发过程中的疫苗更高达九十几种，而处于临床试验中的反义药物种类也在不断上涨，相比于20世纪，我国在生物技术药物的研发种类上要超过以往三倍，并且仍在不断增长中。

基因工程的现状与发展趋势

题目：基因工程的现状与发展趋势专业：13食品科学与工程 学号：132701105 姓名：盛英奇 日期：2015/7/1

【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术，经过40多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。生物学成为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；应用；前景；现状 一、墓因工程的原理及研究内容 基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前，人们就发现，世界上生物尽管种类繁多，千姿百态，但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现，生物有遗传和变异的特征，遗传保证了生物种类的延续不断，变异则赋予生物种的进化，保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的，这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质，一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物，如把DNA比喻成长链条，核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异，即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性，使之有利于人类，如水稻、小麦等作物的育种，家禽家畜优良品系的培育等，它是通过动植物父、母本交配繁殖时，生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的，这种交换的概率是人们不能控制的，所以选种的过程较为缓慢，需几年乃至几十年的时间，而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程，则是按照人类的需要，从某种生物体的基因组中，分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段，运用重组DNA技术，对这些DNA片段进行体外操作，把不同来源的基因按照设计的蓝图，重新构成新的基因组(即重组体)，再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上，并使其不仅能“安家落户”，而且能“传种接代”，即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中，这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理，故称基因工程，亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、

现代生物技术在环境保护中的应用研究进展

现代生物技术在环境保护中的应用研究进展 摘要介绍了我国生态环境现状，阐述了现代生物技术在治理环境污染应用方面的优点及其在环境保护中的应用情况，并对其应用前景进行了展望，以期促进现代生物技术在环境保护中的应用。 关键词现代生物技术；环境保护；应用；前景 随着现代工业技术的迅速发展，我国国民经济社会总体发展速度较快，城市化进程的步伐也日益加快。在经济高速发展过程中，环境问题也随之而来。为了全面建设小康社会，保证国民健康，维护社会可持续、健康发展，必须采取有力措施进行环境保护。因此，积极利用现代生物技术、加强环境保护已经成为人民日益关注的课题。为了实现社会健康、持续发展，实现各类资源的永续利用，环保工作者的首要工作任务就是努力保护和提高环境质量。 1 我国生态环境现状 在我国过去几十年的经济快速发展中，由于片面重视经济GDP的高速发展而忽视了经济发展中的环境保护，导致目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续。我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染，造成水体污染严重，无法利用。全国约300个城市工业生产和居民生活用水较为短缺，成为缺水城市，占全国600个城市中的50%；而农村这一情况更加严重，约有1亿人口和2亿头牲畜饮水困难。在广大农村，由于水体和土壤的严重污染，耕地利用效率大大降低，不仅减少了有效耕地面积，而且直接威胁居民身体健康，引发各类疾病[1]。目前的当务之急就是要尽快应用高新技术，综合治理和保护环境，从而有效控制环境污染，保持生物多样性和生态平衡。 2 现代生物技术在治理环境污染方面的优点 由于基因重组技术的发现和应用，一项以基因工程为核心的现代生物技术迅速崛起，并成为高新产业革命的重要标志之一。现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程等一系列高新技术。环境生物技术是由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，是应用生物圈的某部分使环境得以控制，或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术。这一技术在解决环境问题过程中显示出了独特的功能和显著的优越性，不仅充分体现出这项技术是一个纯生态的过程，且从根本上体现了可持续发展的战略思想。在环境的保护和污染治理中，环境生物技术与传统方法相比较，具有明显优势。生物转化技术可以真正实现清洁生产的目的，其充分利用生物过程减少生产中产生的污染，很大程度上代替了传统生产中的化学过程，更有利于实现无废生产，促进了生产工艺的生态化。现代生物技术的发展，尤其是酶工程、细胞工程、基因工程等，提高了生产效率，强化了环境生物处理过程，在工农业生产中应用这些技术，可以降低成本，其高专一性等特性为环境生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 环境监测与评价 近年来，国内外研究较多的是应用PCR技术生物芯片、生物传感器等生物高新技术进行环境监测。Niedrhauser等利用PCR技术检测了食品中的单核细胞生利斯特氏菌（易导致人类脑膜炎）。传统方法至少需10 d时间，应用PCR技

生物技术制药的研究进展

动物乳腺生物反应器的研究进展 班级：生物工程学号：071454116 姓名：刘俊超 摘要：动物乳腺生物反应器(Mammary Bioreactor)是一种利用动物转基因技术 在乳腺细胞中表达多肽药物、工业酶、疫苗和抗体等蛋白的技术。该技术具有低投入高产出的特点，其效率是利用以大肠杆菌和动物细胞培养技术的100倍，是一种非常有潜力的高新技术。本文综述了乳腺生物反应器的原理，研究进展与应用。 关键词：乳腺生物反应器；研究进展；应用 1乳腺生物反应器的原理 乳腺生物反应器(mammary gland bioreactor)技术是指利用乳腺特异表达的乳蛋白基因的调控序列构建表达载体，制作转基因动物，指导外源基因在动物乳腺中特异性、高效率地表达，以期从转基因动物乳汁中源源不断地获得外源活性蛋白。 乳腺生物反应器的原理是应用重组DNA技术和转基因技术，将目的基因转移到尚处于原核阶段(或1～2细胞的受精卵)的动物胚胎中，经胚胎移植得到转基因乳腺表达的个体。外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区，即需要一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列，这样才能将外源基因置于乳腺特异性调节序列控制之下，使其在乳腺中表达，再通过回收乳汁获得具有生物活性的目的蛋白。 2研究现状 2.1国外进展 GordonL[l] 等将重组DNA 采用显微注射方法导人小鼠受精卵，首次获得了带有外源基因的转基因小鼠。Palmiter等[2]将大鼠生长激素基因显微注射到小鼠的受精卵中，获得比普通小鼠大得多的“硕鼠”，并提出可以从转基因动物中提纯有价值的药用蛋白。此后，国外在此项技术上不断取得新的进展。荷兰的Phraming公司[3]培育出含人乳铁蛋白的转基因牛，每升牛奶中含有人乳铁蛋白1 g。英国爱丁堡制药公司[4]已培育成功含a一1一抗胰蛋白酶(AA T)的转基因羊，每升羊奶中会有此种蛋白30 g。V elander W H 等L3 报导用转基因猪生产人蛋白C的量为1 g／L。美国Genzyme Transgene公司与日本的Somitomo Metals[5]合作共同开发其产品凝血酶原Ⅲ，转基因山羊中表达量为4 g／L。美国Gen—pharm International 公司[6] 用酪蛋白启动子与人乳铁蛋白(hLF)的cDNA 融合，获得世界上第一头名为Herman 的转基因公牛，该公司可用非转基因母牛生产转基因后代，1／4后代母牛乳汁中表达了hLF。Halter等[7]人报道，在转基因羊乳腺中表达因子Ⅶ已获得成功。Bleek等[8]从转基因猪的乳汁中获得了W AP。Wa1．1iamLg]在转基因猪的乳汁中提取到人体蛋白C(hPC)，并且这种乳腺生物反应器生产的hPC具有与人血浆中分离的天然hPC相同的活性。Utomo等[10-11]将W AP驱动的rtTA 因子在小鼠乳腺上皮上大量表达。英国的PPL医疗公司[12]用基因打靶技术获得了两只定位整合的转基因苹Cuypid和Diana，并已将这一技术用于人类蛋白的开发。英国PPL公司[13]。又将人类AAT基因整合到胎儿成纤维细胞的procollagen基因座位，用转基因细胞生产克隆羊，每升乳中AAT蛋白的含量达到650 nag。最近，荷兰科学家培育成功的转基因牛含有的促红细胞生成素(EPO)，EPO能促进红细胞的生成，对肿瘤化疗以及肾脏机能下降引起的红细胞减少具有积极的治疗作用。 目前，国外在乳腺生物反应器技术研究上取得了巨大的进展，已有数十种产品在多种实

现代生物技术产业化发展的现状与趋势

现代生物技术产业化发展的现状与趋势 摘要：综述了现代生物技术的发展现状，介绍了农业生物技术的疫苗、工业生物技术、医药生物技术及其在生物技术领域中的应用情况，介绍了生物技术领域重点攻关课题研究进展，展望了今后的发展方向。 关键词：现代生物技术产业化现状与趋势 1 前言 生物技术也称生物工程，它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言，生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、医药生物技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。当前，世界生物技术发展已进入大规模产业化的起始阶段，蓬勃兴起和迅猛发展的生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等领域，正在促使生物产业成为世界经济中继信息产业之后又一个新的主导产业[1]。 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志，以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生（1976）年为纪元[2]。此后，越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域，并取得了许多重大的进展。至此，以基因工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。生物技术的最大特点是具有再生性，可以循环利用生物体为操作对象，在节约原材料和能源方面有巨大的潜力，而且投资少、周期短、经济效益大，并且没有污染。他是推动经济发展、社会进步的一项关键技术，在解决人类社会面临的一系列重大问题，如粮食、健康、环境和能源方面已经取得并将取得更大进展，对促进社会经济诸领域的发展有着不可估量的影响。 2 全球现代生物技术的发展现状 产值继续增长 2013年，全球生物工程药品市场规模为2705亿美元，2014年增长至3051亿美元。基于疾病诊断和治疗对重组技术、医药生物技术以及DNA测序技术等的需求不断增加，全球生物技术市场预计以%的年复合增长率增长，至2020年全球

我国基因工程药物的发展现状

我国基因工程药物的发展现状 以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近几十年来的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注，有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。现代生物技术之所以能受到各界的重视，一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途广泛，生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域；另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题，如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源，因此其原料具有再生性，同时生物系统生产产品产生的污染物少，对环境的破坏性很小或几乎没有，重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。 基因工程(genetic engineering )又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体 细胞内复制、转录、翻译表达的操作。 基因工程制药的出现是因为，许多药品的生产是从生物组织中提取的，受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若利用基因工程将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。

一、产业现状及地位 1989年，中国批准了第一个在中国生产的基因工程药物一一重组人干扰素，标志着中国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物，也是到目前为止唯一的一个中国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后，中国基因工程制药产业从无到有，不断发展壮大。1998年，中国基因工程制药产业销售额已达到了7.2 亿元人民币。截止1998年底，中国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15种。国内已有30余家生物制药企业取得了基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。 根据1997年对全国452从个事生物技术研究、开发和生产的单位进行的通讯调查结果，截止1996年底，中国已有8种基因工程药物和疫苗商品化（包括试生产），1996年基因工程药物和疫苗销售额约为2.2亿元人民币，仅占同期全国医药生物技术产品年销售额21.16亿元人民的10.4%。然而可喜的是，中国基因工程制药产业发展迅猛，年销售额已从1996年的2.2亿元人民币增长到1998年的7.2亿元人民币，年均增长率高达80%预计2000年中国基因工程药物销售额将达到22.8亿元人民币。 基因工程在制药业中具有广阔的发展前景，中国的基因制药行业 已经初具规模，但与世界发达国家存在差距，主要表现在具有自主知识产权的产品较少，产业规模小、经济效益低。基因制药产业面临着历史性的机遇，主要表现在政府支持、资源丰富、基因信息公开、国际交流

基因工程技术的发展历史-现状及前景

学号 1234567 基因工程课程论文 （ 2013 届本科） 题目：基因工程技术发展历史、现状及前景 学院：农业与生物技术学院 班级：生物科学 091 班 作者姓名： X X X 指导教师： XXX 职称：教授 完成日期： 2013 年 3 月 16 日 二○一三年三月

基因工程技术发展历史、现状及前景 摘要：生物学已是现代最重要学科之一，而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的发展与进步，已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。 关键词：基因工程技术、发展历史、现状、前景 引言 基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”，通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。 一、基因工程技术的发展历史 （一）基因工程发展简述 人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间，细菌成为人类的第一大杀手，成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命，但是，好景不长，青霉素使用不到期10年，即在世界上20世纪50年代中期，就发现了严重的细菌抗药性，并且这种抗药性还具有“传染性”，也就是说，一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。