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もといん工程こうてい

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重定しげさだこう遗传工程こうてい

もといん工程こうてい英語えいごGene engineeringまたしょう遺傳いでん工程こうてい英語えいごGenetic engineering[1][註 1]もといん操作そうさもといんおさむじゅう核酸かくさんわざいちしゅ使用しよう生物せいぶつわざ直接ちょくせつみさおゆうつくえたいもといん组、よう于改变细胞遗传ぶつてき工程こうてい;此工程こうていわざ术可以通过使用しよう分子ぶんしかつたかしわざ术分离和复制需要じゅようてき遗传ぶつ质以产生核酸かくさん序列じょれつ,也可以藉よし生物せいぶつ工程こうていがく方法ほうほう设计并合成ごうせい核酸かくさん序列じょれつしかきさき以此“そとげんDNAあるRNA”しょうしんてき遗传ぶつ插入そうにゅう宿主しゅくしゅもといん组中,使つかいどう一物种或跨物种的もといん转移,以产せい改良かいりょうてきあるしんてき生物せいぶつたい

もといん工程こうてい骤中,另外使用しよう核酸かくさん除去じょきょある“敲除”もといん;也可进行扩增而制备大りょう纯化てきDNAあるRNAへんだんさらはた核酸かくさん分子ぶんしあるじゅう核酸かくさん分子ぶんし插入そうにゅうもといん工程こうてい载体接着せっちゃくさい导入宿主しゅくしゅ甚或插入そうにゅう宿主しゅくしゅ核酸かくさんちゅうもといん靶向则是使用しようどうみなもとしげる组来あらため变内げんもといんてき不同ふどうわざ术,并且以用于缺しつもといんじょそと显子添加てんかもといんある引入てん突变

つう过基いん工程こうてい产生てき生物せいぶつたい认为遗传おさむ饰生物体ぶったい”(GMO)またたたえ“转基いん生物せいぶつ”。だい一种遗传修饰生物是1973ねん产生てき细菌1974ねんてき遗传おさむしょうねずみ利用りよう细菌产生胰岛もとざい1982ねんしょう业化,遗传おさむ食品しょくひん1994ねん以来いらいいちちょく销售。さく为宠ぶつ设计てきだい一种遗传修饰生物GloFish于2003ねん12月くびさきざい美国びくに销售。[2]

もといん工程こうていわざ建立こんりゅうざい分子生物学ぶんしせいぶつがく分子ぶんし遗传がくもといん分子ぶんし生化学せいかがくてき识进てんじょう,其已应用于许领域,包括ほうかつ研究けんきゅう农业こう生物せいぶつわざ术和医学いがくよう于洗ころもあらい涤剂药物如胰岛素和人わじんせい长激素的すてき现在ざい遗传おさむ饰(GM)细胞ちゅうせいづくり,实验せい遗传おさむ饰细胞系遗传おさむ饰动ぶつれい如小ねずみあるむら马鱼せいよう研究けんきゅう目的もくてき,并且遗传おさむ饰作ぶつやめ经商业化。

てい[编辑]

はたしんてき遗传しんいき插入そうにゅう现有细胞以便おさむあらため特定とくてい生物せいぶつたい以改变其とくせいてき过程。[3][4]
つね植物しょくぶつそだて种与转基いん顺式もといんおさむ饰的

もといん工程こうていあらため生物せいぶつてき遗传组成使用しようてきわざ术,包括ほうかつりょう删除遗传材料ざいりょうかずすすむ生物せいぶつ体外たいがい直接ちょくせつせい备的DNA导入宿主しゅくしゅある细胞しかきさきあずか宿主しゅくしゅ融合ゆうごうある杂交[5] 这涉及使用しようじゅう核酸かくさん(DNAあるRNA)わざ术来形成けいせい遗传材料ざいりょうてきしん组合,しかきさきどおり载体けい统(もといん工程こうてい载体)间接地せっちあるつう过显ほろ注射ちゅうしゃ大量たいりょう注射ちゅうしゃほろ囊化わざちょく接地せっち掺入该材りょう

もといん工程こうていなみ包括ほうかつ传统てき动物植物しょくぶつそだて种、体外たいがい受精じゅせい多倍たばいたいそだて种、人工じんこう诱变细胞融合ゆうごうわざ术,いん为在该过ほどちゅう使用しよう经过じゅう核酸かくさんある遗传おさむ饰的生物せいぶつたい[5]おうめい则将“遗传工程こうてい”广泛てい义为包括ほうかつ选择そだてかず其他人工じんこう选择手段しゅだん;严格说来,遗传工程こうてい(genetic engineering)てき范围较基いん工程こうてい(gene engineering)广泛。[6]かつたかし细胞わざ术,虽然认为もといん工程こうてい[7]ただし也是あずかもといん工程こうていみつきりしょう关的,以在其中使用しようもといん工程こうてい[8] 合成ごうせい生物せいぶつがくいち个新兴的学科がっか,它使もといん工程こうてい进一步将人工合成的材料从原材料引入生物体。

如果将来しょうらい另一物种的遗传物质添加到某生物体中,则所得しょとく生物せいぶつしょう为遗传修饰生ぶつ。如果使用しようらいあいどうもの种的遗传ぶつ质或以与宿主しゅくしゅ自然しぜん繁殖はんしょくまとぶつ种,则称为どうみなもとはじめいん改造かいぞう[9]遗传工程こうてい也可以用于从标生物体ぶったいじょ遗传ぶつ质,创建一个基因敲除生物体[10]ざいおうしゅう,遗传おさむ饰是遗传工程こうていてきどう义词,而在美国びくに,“もといんおさむ饰”一词也可以指常规的育种方法。[11][12]拿大てき监管制度せいどもと于产ひん具有ぐゆうしん颖的とくせい,而不かんらいげんてき方法ほうほう。换句话说,如果产品携带一些先前在物种中未发现的性状せいじょう,则其调节为遗传修饰,无论其是使用しよう传统そだて种方ほうれい如选择育种,细胞融合ゆうごう,突变そだて种)还是遗传工程こうてい产生てき[13][14][15]ざい科学かがくかい,“もといん工程こうてい”这个术语并不常用じょうよう而代これてきさら具体ぐたいてき术语,れい如“遗传おさむ饰”ある“转基いん”。

歷史れきし[编辑]

すうせん年来ねんらいにん类通过选择性そだて种或人工じんこう选择。[16]:1[17]近年きんねんらい,逐渐どおり过诱变改变了ぶつ种的もといん组。而遗传工程こうていさく直接ちょくせつみさお纵DNA、由人よしと外部がいぶそだて种和突变20せい纪70年代ねんだい产生てき

“遗传工程こうてい”这个术语最早もはやゆかり杰克·れん姆森ざい1951ねん——也就DNAざいざい遗传ちゅうてき作用さよういたりょうおもねどるかみなりとく·赫希玛莎·蔡斯てき证实てきまえいちねん——出版しゅっぱんてきまぼろししょう说“龙之岛[18]ちゅう创作。1953ねん詹姆斯·沃森どるろう西にし斯·かつさとかつ发现DNA分子ぶんし具有ぐゆうそう螺旋らせん结构斯丹·ぬる鲍姆てき1936ねんてきまぼろし故事こじひろし罗透斯岛(Proteus Island)ちゅう探索たんさくりょう直接ちょくせつ遗传操作そうさてき一般いっぱん概念がいねん

1972ねん罗·はくかくつう将来しょうらい病毒びょうどくSV40てきDNAあずかλらむだ病毒びょうどくてきDNA结合而产せいりょうだいいち个重组DNA分子ぶんし[19]ざい1973ねん赫伯とく·はく斯坦·おんつう过将抗生こうせいもとこうせいもといん插入そうにゅういただい肠杆きん细菌てき质粒ちゅう而产せいりょうだい一个遗传修饰生物。[20][21]いちねんきさき鲁道おっと·耶尼ほどこせつう过将外来がいらいDNA引入其胚胎はいたいちゅう创建りょう一种遗传修饰小鼠,使つかい其成为世かいじょうだい一个遗传修饰动物[22]这些成就じょうじゅ导致りょう科学かがくかい对基いん工程こうていてき潜在せんざい风险てき关注,这些问题くびさきざい1975ねんてきおもね西にしらく马会议うえ进行りょう深入ふかいり讨论。这次かい议的主要しゅようけん议之いちざいわざ术的安全あんぜんせいいた确认ぜん政府せいふ应加きょう对重组DNA研究けんきゅうてき监督。[23][24] 1976ねん赫伯とく·はくかずはくとく·旺森创立りょう遗传工程こうてい公司こうしもとよしたいかつ(Genentech),该公司こうしざいだい肠杆きんちゅうなま产了じん类蛋しろなま长抑もともとよしたいかつざい1978ねん宣布せんぷせい产遗传修饰生产的じん胰岛もと[25]1980ねん美国びくに最高法院さいこうほういんざいDiamond诉Chakrabartyあんちゅう裁定さいてい,遗传あらため变的生命せいめい以获とく专利。[26]此種藉由细菌生產せいさんてき胰岛もと以「ゆう泌林作為さくいひんぱい名稱めいしょうざい1982ねんけい美国びくに食品しょくひん药物监督管理かんりきょく批准ひじゅん销售。[27]

ちょうかおりかり单胞きん

ざい20せい纪70年代ねんだい斯康からし大学だいがくむぎすすむ逊分こうてき研究生けんきゅうせい蒂文·りん(Steven Lindow)あずかD.C.おもね尔尼(D.C.Arny)C.韦瑟(C.Weather)发现りょういち种细きん,它被认为ざい冰成かく过程ちゅう发挥作用さようてきちょうかおりかり单胞きん,并在1977ねん发现りょういち突变てき减冰细菌。 はやし博士はかせ(现在加州かしゅう大学だいがくはく克利かつとし分校ぶんこうてき植物しょくぶつびょう理学りがくきさきらい成功せいこう创建りょう一个重组减冰细菌。[28]1983ねん,一家生物技术公司先进遗传科学公司(Advanced Genetic Sciences,AGS)さる请美こく政府せいふ授权,使用しようちょうかおりかり单胞きんてき减冰きん菌株きんしゅ行田ぎょうだ间试验,以保护作ぶつめんしもただし环境组织かずこう议者どおり法律ほうりつ挑战推迟りょう此项间试验よんねん[29] 1987ねんずいぶくあま亚的くさいちご田和たわ马铃いもてき喷雾,ちょうかおりかり单胞きんてき减冰きん菌株きんしゅなり为第一个被释放到环境中的遗传修饰生物[30]这两块测试田ざい测试开始まえ一天晚上都遭到活动家团体攻击:“世界せかいじょうだい一的试验田吸引了世界第一的捣蛋鬼”。[30]

1986ねんざいほうこく美国びくに进行りょう遗传おさむ植物しょくぶつてきだい一次田间试验,实验植物しょくぶつ为一种抗除草剂的遗传修饰烟草たばこ[31]ちゅう人民じんみん共和きょうわこくだい一个将遗传修饰植物商业化的国家,1992ねん引入りょうこう病毒びょうどくてき烟草たばこ[32] ざい1994ねんけいもといん公司こうし(Calgene)获批はたFlavr Savrばんなす(一种具有较长的保质期的遗传修饰番茄)投入とうにゅう场,[33]同年どうねんおうめい批准ひじゅん遗传おさむ饰抗除草じょそう溴苯腈烟草たばこ使つかい其成为在おうしゅうしょう业化てきだい一个遗传修饰作物。[34]1995ねん马铃いも作物さくもつBt Potatoざい美国びくに食品しょくひん药品监督管理かんりきょく美国びくに环境护局批准ひじゅん安全あんぜん使用しようなり为美こくだい一个批准的抗虫遗传修饰作物。[35]

2009ねん,11个遗传修饰作ぶつざい25个国家こっかしょう化生かせい产,主要しゅよう为美こくともえ西にしおもね印度いんど拿大中国ちゅうごくともえひしげけいみなみ[36]

2010ねんかつ莱格·凡特研究所けんきゅうじょてき科学かがく创建りょうだい一个合成基因组并将其插入空的细菌细胞。いたてき细菌,めい为“からし西にし”(Synthia),以复せい产生蛋白たんぱく[37][38]ざい2014ねん,开发りょういち细菌,其复せい含有がんゆう独特どくとく碱基对せん嘌呤胞嘧啶胸腺きょうせん嘧啶鸟嘌呤てき质粒これしゅ使用しよう扩展遗传字母じぼひょうてき生物せいぶつたい[39][40]

操作そうさあずか[编辑]

肯雅ひとざいけん經過けいか具有ぐゆうこう蟲害ちゅうがいもといん轉移てんいてきたままい

如果しょういちしゅ生物せいぶつてきDNAなかてきぼう遺傳いでんみつかただん連接れんせついた另外いちしゅ生物せいぶつてきDNA鏈上はたDNAおもしん組織そしきいち,就可以按あきら人類じんるいてき願望がんぼう設計せっけい出新いでしんてき遺傳いでん物質ぶっしつなみ創造そうぞう出新いでしんてき生物せいぶつ類型るいけい,這基いん工程こうてい一般包括以下四個步驟:

  1. 取得しゅとく符合ふごう要求ようきゅうてきDNAへんだん
  2. 构建もといんてきひょう达载たい
  3. はた目的もくてきもといん导入受体细胞;
  4. 目的もくてきもといんてき检测与鉴定。

取得しゅとく符合ふごう要求ようきゅうてきDNAへんだん[编辑]

だい一步是选择并分离将被插入到遗传修饰的生物体中的基因。よう目的もくてきもといん从供たいDNA长链じゅん确地剪切らいいちけん容易よういてきこと。1968ねん沃纳·おもね尔伯たん尔·ないもりかんわたるしかひたぶる·みつだいいちだい肠杆きんちゅうひさげ取出とりでりょうきりせいせい核酸かくさん内切ないせつ,它能够在DNAじょう寻找特定とくていてき切点せってん”,认准きさきはたDNA分子ぶんしてきそう链交错地切断せつだん[41]ひと们把这种げんせいせい内切ないせつ酶称为“分子ぶんし剪刀”。这种“分子ぶんし剪刀”以完整地せいちきり个别もといん1970年代ねんだい以来いらいにん们已经分离提りょう400种“分子ぶんし剪刀”。[42]ゆうりょうがたがた色色いろいろてき分子ぶんし剪刀”,にん们就以随しんしょよく进行DNA分子ぶんし长链てききりわりりょう使用しようげんせい酶分离基いん以将DNAきりわりなりへんだん并进ぎょうしこり胶电およげ,以根すえ长度はた它们ぶん出来でき[43]聚合酶链はん应(PCR)也可以用于扩ぞうもといんだんしかきさき以通过凝胶电およげぶん离。[44] 如果しょ选择てきもといんあるきょうたい生物せいぶつたいてきもといん组已经被充分じゅうぶん研究けんきゅう,它可以存在そんざい于基いん库中。如果DNA序列じょれつやめただしぼっゆう该基いんてき拷贝可用かよう,则可以人工じんこう合成ごうせい[45]

よう插入そうにゅう遗传おさむ饰的生物せいぶつたいちゅうてきもといん必须与其它遗传もとけん组合以使其正つね工作こうさく。还可以在该阶だんおさむ饰基いん以更こう地表ちひょう达或有效ゆうこうせいじょりょうよう插入そうにゅうてきもといんそとだい多数たすう构建たい含有がんゆう启动终止以及选择标记もといん。启动启动もといんてき转录,并且以用于控せいもといんひょう达的位置いち水平すいへい,而终とめ终止转录。[46] ざいだい多数たすうじょう况下赋予其在其中ひょう达的生物せいぶつたい抗生こうせいもとこう性的せいてき选择せい标记,需要じゅよう确定哪些细胞ようしんもといん转化。

构建もといんひょう达载たい[编辑]

DNAてき分子ぶんし链被きり开后,还得缝合おこりらい以完成基せいきいんてき拼接。1967ねん科学かがく们在5个实验室さと几乎どう时发现并つつみ取出とりでいち,这种酶可以将两个DNAかただん连接おこりらいおさむ复好DNA链的だんきれこう[47]1974ねん以后科学かがくかい正式せいしき肯定こうていりょう这一发现,并把这种酶叫さくDNA连接酶[42]从此,DNA连接酶就なりりょうめい其实てき“缝合”もといんてき分子ぶんし针线”。ただようざいよう同一どういつ种“分子ぶんし剪刀”剪切てき两种DNA碎片さいへんちゅうじょう分子ぶんし针线”,就会两种DNAかただんおもしん连接おこりらい

质粒载体[编辑]

DNAてき操作そうさ通常つうじょう发生ざい质粒うち使用しようじゅう组DNAわざ术,れい如限せいせい消化しょうか,连接分子ぶんしかつたかしせい备构けんたい[46] 其中いち种常见的わざ术是はたしんてき遗传ぶつ插入そうにゅう宿主しゅくしゅもといん组中てき特定とくてい位置いちある在所ざいしょ需的のう够敲じょてきもといん组位てん产生突变うちみなもとはじめいんもといん靶向わざ使用しようどうみなもとしげる组来靶向特定とくていないみなもとはじめいんてきもち变化。这在植物しょくぶつ动物ちゅう发生てき频率しょう对较てい,并且通常つうじょう需要じゅよう使用しよう选择标记もといん使用しよう工程こうてい核酸かくさん锌指核酸かくさん[48][49]工程こうてい改造かいぞうてき归巢核酸かくさん内切ないせつ酶(あるちょう碱基”)[50][51]あるよしTALこう应物产生てき核酸かくさん酶,[52][53]增强ぞうきょうもといん靶向てき频率。 じょりょう增强ぞうきょうもといん靶向,工程こうてい核酸かくさん酶也以用于在产生もといん敲除てきないみなもとはじめいんちゅう引入突变。[54][55]

病毒びょうどく载体[编辑]

病毒びょうどく载体いち常用じょうようてき工具こうぐしょう遗传ぶつ带入细胞发生于完せいかつたいある细胞つちかえなか原理げんり利用りよう病毒びょうどく具有ぐゆう传送其もといん进入其他细胞,进行感染かんせんてき分子ぶんしつくえせい[56]

病毒びょうどく载体病毒びょうどく载体ちゅうてきいち种在病毒びょうどくもと础上发展おこりらいてきもといん工程こうてい载体。慢病毒びょうどくもといん组不需要じゅよう靶细胞分裂ぶんれつそく整合せいごういた细胞かくちゅうらいみなもと于慢病毒びょうどくてき载体也体现了のう够稳じょう转导分裂ぶんれつ分裂ぶんれつ细胞(包括ほうかつ细胞)这一优势。[57]病毒びょうどく载体目前もくぜんやめ发展なり为一个强大的基因转移工具,广泛应用于生物せいぶつがく研究けんきゅうもといん疗。慢病毒びょうどく载体构建时,病毒びょうどくてき顺式作用さようもとけん编码しょ需的转录、はん转录包装ほうそう元素げんそ)必须あずかはんしき作用さようもとけん(酶、结构辅助蛋白たんぱく编码)序列じょれつぶん离,以防止ぼうし形成けいせい具有ぐゆう复制能力のうりょくてき病毒びょうどく颗粒(RCL)。[58]

はた目的もくてきもといん导入受体细胞[编辑]

ただゆう约1%てき细菌天然てんねんのう够摄取がいげんDNA。しか而,这种能力のうりょく以通过外刺激しげきれい如热ある电击)诱导其他细菌产生,增加ぞうか细胞まく对DNAてきつうとおるせいやめ吸收きゅうしゅうてきDNA以与もといん整合せいごうあるさく为染しょく体外たいがいDNA(如质粒存在そんざい。 DNA通常つうじょう使用しよう显微注射ちゅうしゃ插入そうにゅう动物细胞,其中它可以通过细胞的かくまく直接ちょくせつ注射ちゅうしゃいた细胞かくちゅうあるつう使用しよう病毒びょうどく载体。[59]ざい植物しょくぶつちゅう通常つうじょう使用しよう农杆きんかい导的じゅうあるもといんわざ术(biolistics)插入そうにゅうDNA。[60]

ざい农杆きんかい导的じゅう组中,质粒构建たい含有がんゆうT-DNA,其负责将DNA插入そうにゅう宿主しゅくしゅ植物しょくぶつもといん组中。ざい感染かんせん植物しょくぶつ细胞まえはた该质つぶ转化いた含质つぶてき农杆きんちゅうしかきさき农杆きんはた天然てんねんはた遗传ぶつ插入そうにゅう植物しょくぶつ细胞ちゅう[61]ざい生物せいぶつ动力がくちゅうきむあるてき颗粒ようDNAつつみしかきさき注射ちゅうしゃいたいよいよ伤组织细胞ある植物しょくぶつ胚胎はいたいちゅう。一些遗传物质将进入细胞并转化它们。该方法ほうほう以用于不易ふえき受农杆菌感染かんせんてき植物しょくぶつじょう,并且还允许植物しょくぶつ质体てき转化。よう植物しょくぶつ动物细胞てき另一种转化方法是电穿孔。电穿孔せんこう包括ほうかつ使植物しょくぶつある动物细胞遭受电击,其可使细胞まく对质つぶDNAとおる过,ざいいち些情况下,电穿孔せんこう细胞はたDNA掺入其基いん组中。よし于其对细胞和DNAてき损害,もといんかず穿孔せんこうてき转化效率こうりつてい于农杆菌かい导的转化显微注射ちゅうしゃ[62]

よし于用于转てき细胞通常つうじょうただゆういち个,いん此必须将该单个细胞培育成いくせい生物せいぶつたい。细菌よし单个细胞组成并且需要じゅようかつたかし再生さいせいざい植物しょくぶつちゅう,这通过使用しよう组织つちかえらい实现。まい植物しょくぶつ对通过组织培养成功せいこう再生さいせい具有ぐゆう不同ふどうてき要求ようきゅう。如果成功せいこう,则产せいざいまい个细胞中含有がんゆう遗传おさむ饰的成年せいねん植物しょくぶつざい动物ちゅうゆう必要ひつよう确保插入そうにゅうてきDNA存在そんざい胚胎はいたい细胞なか

目的もくてきもといんてき检测与鉴定[编辑]

はいじょもといんてき專用せんよう電腦でんのう

选择标记よう区分くぶん转化てき转化てき细胞。这些标记通常つうじょう存在そんざい于遗传修饰生物体ぶったいちゅうつきかんやめ经开发了以从成熟せいじゅく遗传おさむ植物しょくぶつちゅう除去じょきょ选择せい标记てき策略さくりゃく[63] とう产生きさきだい时,以筛选基いんてき存在そんざいらいだい一代的所有后代对于插入的基因将是杂合的,并且必须交配こうはいざい一起以产生纯合动物。

いちてき测试使用しようPCR南方みなかたぼくてんほう(Southernしるし迹),并且进行DNA测序以确认生物体ぶったい含有がんゆうしんもといんそくはた遗传おさむ生物せいぶつてきもといん组DNAひっさげ出来できざい含有がんゆう目的もくてきもといんてきDNAへん段上だんじょうよう放射ほうしゃせい同位どういもととう做标记,以此さく为探针,使つかいさがせ针与もといん组DNA杂交,如果显示杂交带,就表明ひょうめい目的もくてきもといんやめ插入そうにゅう染色せんしょくたいDNAちゅう。该方ほういん发现しゃ命名めいめい南方みなかたぼくてんほう。这些测试还可以确认插入そうにゅうもといんてき染色せんしょくたい位置いち拷贝すうもといんてき存在そんざい并不证其ざい靶组织中以适とうてき水平すいへいひょう达,いん此也使用しよう寻找测量もといん产物(RNA蛋白たんぱく质)てき方法ほうほう。这些包括ほうかつ北方ほっぽうすみてんほう(Northernしるし迹),定量ていりょう即時そくじ聚合酶鏈くさり反應はんのう(RT-PCR),西方にしかたぼくてんほう免疫めんえき荧光,酵素こうそ免疫めんえき分析ぶんせきほう(ELISA)ひょうがた分析ぶんせき。为了稳定转化,该基いん应以はじめとく遗传しき传递给后だいいん此也应研究けんきゅう该生物的ぶってきだい

应用及成果せいか[编辑]

もといん工程こうていざい医学いがく研究けんきゅうこう业和农业ちゅうてきゆうしょ应用,并且以广泛应よう植物しょくぶつ、动物微生物びせいぶつ

医学いがく[编辑]

ざい医学いがくちゅうもといん工程こうていやめ经用于制づくり药物,创建模型もけい动物,进行实验しつ研究けんきゅうもといん

なま[编辑]

遗传工程こうていよう于大规模せい胰岛もとなま长激もと、follistim(よう于治疗不いく)、ひとしろ蛋白たんぱく单克たかし抗体こうたい凝血ぎょうけつ因子いんし疫苗かず许多其他药物。[64][65]しょうねずみ杂交こぶ融合ゆうごうざいいちおこり以产せい单克たかし抗体こうたいてき细胞やめ经通过基いん工程こうていじんげん以产せいじん单克たかし抗体こうたいせいざい开发遗传工程こうてい改造かいぞうてき病毒びょうどく,其仍しか以赋免疫めんえきせいただし缺乏けつぼう感染かんせん序列じょれつ[66]

研究けんきゅう[编辑]

もといん工程こうていよう于创けんじん类疾びょうてき动物模型もけい。遗传おさむしょうねずみさいつね见的もといん工程こうてい动物模型もけい[67]它们やめようがんしょうこえゆたかこころ脏病糖尿とうにょうびょう关节えん药物なりこげ虑、おとろえろう金森かなもりびょうてき研究けんきゅう拟。[68]以针对这些小ねずみ模型もけい测试潜在せんざいてき疗法。ざい增加ぞうか器官きかん移植いしょく成功せいこうりつ方面ほうめんつちかえそだてりょう遗传おさむ饰猪。[69]

もといん[编辑]

もといん疗是じん类的遗传工程こうてい通常つうじょうどおり过用有效ゆうこうもといんがえだいゆう缺陷けっかんてきもといん。这可以发せいざいからだ细胞组织ある种系组织なか

からだ细胞もといん[编辑]

からだ细胞もといん疗已针对种疾びょう进行りょう临床研究けんきゅう包括ほうかつX连锁严重复合がた免疫めんえき缺乏症けつぼうしょう[70]慢性まんせい淋巴りんぱ细胞せい白血病はっけつびょう(CLL)[71]かず金森かなもりびょう[72]  2012ねん,Glyberaなり为第一个得到欧洲或美国批准,ざいおうしゅう员会批准ひじゅんきさきじゅんよう于临ゆか使用しようてきもといん疗药ぶつ[73][74]

种系もといん[编辑]

关于种系もといん疗,科学かがくかいいちちょくはん使用しよう生物せいぶつわざ术以遗传てき方式ほうしきあらため变人类基いんてき尝试,いん为该わざ术才刚刚おこり[75]ずいわざ术的发展、CRISPRひとししんわざ术的现,[76]2015ねん3がつ科学かがく们敦促世かい范围ない禁止きんし临床使用しようもといん编辑わざ以可遗传てき方式ほうしき编辑じん类基いん组。[77][78][79][80]2015ねん4がつ中国ちゅうごく研究けんきゅうじん员报つげりょうもと研究けんきゅう实验てき结果引发りょうそう议,ざい这些实验ちゅう使用しようCRISPR编辑りょう不可ふか发育てきじん胚胎はいたいてきDNA [81][82] 2015ねん12月,世界せかい主要しゅよう科学かがくいんてき科学かがく们呼吁暂停进行遗传てきひと类基いん编辑,包括ほうかつあずかCRISPR-Cas9わざ术相关的些。[83]

如果わざ术不仅用于治疗,而且よう增强ぞうきょうおさむあらためあるあらため变人てき外表そとおもて、适应せい智力ちりょく性格せいかくあるくだり,也存在そんざい伦理问题。[84]固化こか强化きょうか间的别也很难かいじょう[85] 超人ちょうじんぬし义者认为じん类的增强ぞうきょう取的とりてき

けん[编辑]

もといんかけしつしょうねずみ
あずか绿色荧光蛋白たんぱく融合ゆうごうてきじん类细胞

遗传工程こうてい科学かがくてき重要じゅうよう工具こうぐらいかく生物せいぶつてきもといん其他遗传しんいき转化为细きん,以供储存かずおさむ饰,遗传おさむ饰的细菌ざい该过ほどちゅう产生。使用しよう细菌てき原因げんいん其廉价易なま长、かつたかし繁殖はんしょく迅速じんそくそう容易ようい转化,而且以长保存ほぞんざい-80℃几乎以无げん储存。ぶん离後てきもといん以储存在そんざい细菌ちゅう无限增殖ぞうしょくきょう研究けんきゅう

以将生物せいぶつたい遗传工程こうてい以发现某些基いんてきこうのう。这可能かのう生物せいぶつひょうがたてきかげ响,其中ひょう达基いんあるあずか相互そうご作用さようてき其它もといん。这些实验通常つうじょうわたる及功のう丧失,こうのう获得,跟踪ひょう达。

こうのうかけしつ实验[编辑]

れい如在もといん敲除实验ちゅう,遗传おさむ生物せいぶつかいかけしょう一个或多个基因的活性。敲除实验わたる及体がい构建操作そうさDNA构建たい,其在简单敲除ちゅうよししょ需基いんてき拷贝组成,あるはた其改变为无功のうてき胚胎はいたい细胞掺入あらため变的もといんがえ换已经存在そんざいてきこうのうせい拷贝。はた这些细胞注射ちゅうしゃいたはいあわちゅううえにゅう以替だい亲代遗传ぶつ质。实验しゃ藉此分析ぶんせきよし突变引起てき缺陷けっかん,从而确定特定とくていもといんてき作用さよう。这项操作そうさざい发育生物せいぶつがくちゅう使用しよう频繁。ざいくろはらはてとう生物せいぶつたいちゅう另一种可行的方法是在大群体中诱导突变,しかきさき筛选きさきだい以获とくしょ需的突变。类似てき方法ほうほう以用于植物しょくぶつ原核げんかく生物せいぶつちゅうこうのう丧失说明ぼう种蛋しろ质是ぼう项功のうしょ必需ひつじゅてき,而非说明ぼう种蛋しろ具有ぐゆうぼう项功のうとく别是如果こうのう需要じゅよう个蛋しろ质,么只ようかけしょう其中一个就会丧失这项功能。[86]

もといん导入实验[编辑]

あずか敲除实验てきおもえしょう对。这些ゆう时与敲除实验一起进行以更精细地了解所需基因的功能。该过ほどあずか敲除工程こうていちゅうてき操作そうさ大体だいたいしょうどうじょりょうはた构建たい设计なり增加ぞうかもといんてきこうのう通常つうじょうどおり提供ていきょう额外てきもといん拷贝あるさら频繁诱导蛋白たんぱく质的合成ごうせいもといん导入よう判断はんだん蛋白たんぱく质是あし够用于功のうただし并不总是意味いみ它是必需ひつじゅてきとく别是とう处理遗传あるこうのう冗余时。

もといん靶向实验[编辑]

寻求获得特定とくてい蛋白たんぱく质的位置いち相互そうご作用さようてきしんいき。一种实现方法是用“融合ゆうごうもといんがえ野生やせいがたもといん,该融合ゆうごうもといん野生やせいがたもといんあずか标记もといん如绿しょく荧光蛋白たんぱく(GFP)てき并置,这使とく产物てき遗传おさむ饰可见。虽然这是一个有用的技术,ただし操作そうさ可能かのうやぶ坏基いんてきこうのう,产生こう应,可能かのうかい产生うたぐてき实验结果。さら复杂てきわざ术现ざいせいざい开发ちゅうよう以跟踪蛋しろ质产ぶつ而不减轻其功のうれい添加てんかしょうさく单克たかし抗体こうたいてき结合もとじょてきしょう序列じょれつ[87]

おもて达实验[编辑]

おもて达实验旨ざい发现特定とくてい蛋白たんぱく质在なん处和なん时产せいざい这些实验ちゅうはた编码蛋白たんぱく质的DNA(しょう为基いんてき启动まえてきDNA序列じょれつおもしん引入生物せいぶつたいちゅう,其中蛋白たんぱく质编码区よし报告もといんれい如GFP)ある催化染料せんりょう产生てき酶所だい[88]いん此,以观察到产生特定とくてい蛋白たんぱく质的时间和地わじてんおもて研究けんきゅう以进一步通过改变启动らい发现哪些へんだん对于もといんてきせい确表达至关重要じゅうよう,且实际上よし转录因子いんし蛋白たんぱく结合;这个过程しょう启动敲击えいPromoter bashing[89][90]

こう[编辑]

使用しようもといん工程こうていわざ术,以用编码有用ゆうよう蛋白たんぱく质例如酶てきもといん转化せいづくり微生物びせいぶつれい细菌ある酵母こうぼ),ある转化细胞生物せいぶつたいれい昆虫こんちゅうある哺乳ほにゅう动物てき细胞),经过转化てき生物せいぶつたいはた过表达所需的蛋白たんぱくつう使用しよう发酵工程こうていわざ术在生物せいぶつはん应器设备ちゅうなま长转てき生物せいぶつたいしかきさき纯化蛋白たんぱく质,以制备大量的りょうてき蛋白たんぱく质。[91] 一些基因在细菌中不能良好地作用,いん此也使用しよう酵母こうぼきん昆虫こんちゅうある哺乳ほにゅう动物とうかく生物せいぶつ细胞。[92]这些わざ术用于生产药ぶつ、补充剂(如いろ氨酸),帮助せい产食ぶつ乳酪にゅうらくせいづくりちゅうてきしこりちちかず燃料ねんりょう[93]其它與研究けんきゅうちゅう遗传おさむ饰细きんゆうしょ相關そうかんてき应用,包括ほうかつ使细菌ざい自然しぜん循环がい进行にん务,れい如制づくり生物せいぶつ燃料ねんりょう[94]きよし溢油,碳和其他有毒ゆうどく废物[95],以及检测饮用水中すいちゅうてき砷。[96]ぼう些遗传修饰的微生物びせいぶつ也可以用于生物せいぶつ矿化生物せいぶつおさむ复,いん为它们能够从其环さかいちゅうひっさげ重金属じゅうきんぞく并将其掺にゅうさらえき回收かいしゅうてき化合かごうぶつちゅう[97]

实验しつちゅうてき应用[编辑]

ざい材料ざいりょう科学かがくちゅうもといんおさむ饰的病毒びょうどくやめ经在がく术实验室ちゅう用作ようさく组装さら环保てき锂离电池てきささえ[98][99]

つう过在ぼう些环さかい条件下じょうけんかひょう达荧こう蛋白たんぱく,细菌やめ設計せっけい为传かんこれよう[100]

农业[编辑]

免疫めんえき细菌てき遗传おさむ饰小むぎ

もといん工程こうていさいゆう名和なわゆうそう议的应用一是创造和使用遗传修饰作物或遗传修饰生物,如萤光鱼よう于生产遗传修饰食品しょくひん具有ぐゆう用途ようとてき材料ざいりょう

遗传おさむ食品しょくひん作物さくもつてきなま产有四个主要目标[101]そくたい病虫害びょうちゅうがいひさげだか作物さくもつ价值、せいづくりふく产品かずかいなま长强うえかぶ

环境[编辑]

遗传工程こうていざい护和自然しぜん区域くいき管理かんりちゅう具有ぐゆう潜在せんざいてき应用。れい如,やめ提出ていしゅつどおり病毒びょうどく载体てきもといん转移さく为控せいいれおかせぶつ种以及接种来疾病しっぺいてき受威胁动ぶつぐんてき手段しゅだん[102]提出ていしゅつりょう遗传おさむ饰树さく为赋野生やせい种群ぐんたい免疫めんえきてき方法ほうほう[103]ずい气候变化其他扰动导致生物せいぶつたい适应不良ふりょうてき风险增加ぞうかつう过基いん调整促进适应可能かのう减少灭绝风险てきいち个解决方あん[104]遗传工程こうていざい护中てき应用までこん为止だい部分ぶぶん论上てき,还没ゆうづけ诸实践。はた需要じゅよう进一步的实验来衡量这种做法的好处和成本。

わざ术限せい[编辑]

遗传工程こうていてき管理かんり调控わたる政府せいふ为评估和管理かんりあずか遗传おさむ饰作物的ぶってき开发销售しょう关的风险而采取的とりてき措施。不同ふどう国家こっか和地わじ针对遗传おさむ饰作物的ぶってき管理かんり存在そんざい异,其中美国びくにおうしゅう间的异最あかり显。すえもといん工程こうてい产品てき预期用途ようとざいかく国家こっかてきほう规有しょ不同ふどうれい如,食品しょくひん用途ようとてき作物さくもつ通常つうじょうよし负责食品しょくひん安全あんぜんてきつくえ构审查。从20せい纪80年代ねんだいきさき开始,评估包括ほうかつ粮农组织卫组织ざい内的ないてき组织ざい遗传おさむ植物しょくぶつ食品しょくひん安全あんぜん方面ほうめんてきゆび导。[105][106][107][108]

そう[编辑]

批评しゃはん使用しようもといん工程こうてい本身ほんみゆう几个理由りゆう包括ほうかつ伦理问题[109][110]なま态问题[111]あずか传统及有つくえ农业てきしょう业利えき冲突,以及よし于遗传修饰技术和遗传おさむ饰生物体ぶったい受知识产权法律ほうりつてききりせいしょ引起てき经济关注。遗传おさむ生物せいぶつ参与さんよ关于遗传おさむ食品しょくひんてきそう议,わたる及遗传修饰作ぶつせい产的食品しょくひん安全あんぜん[112]应该贴标签,[113]以及需要じゅよう遗传おさむ饰作ぶつらい满足世界せかい粮食需求。[114][115]:12 [116][117]这些そう议导致诉讼,くに际贸えきそうはしこう[118],以及ざい一些国家限制商业产品的监管。

ちゅう[编辑]

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まいり[编辑]

外部がいぶ連結れんけつ[编辑]