1.5 基因工程的研究内容
1.5.1克隆工具
基因工程主要依赖于工具酶、载体和受体系统这一系列重要的克隆工具。工具酶的应用,是基因克隆技术的保证,一些重要工具酶的发现,使基因克隆中遇到的难题迎刃而解。载体时目的基因的运载工具,是基因克隆的必备工具。载体的研究与应用,推动了基因克隆的发展,简化了操作过程,提高了克隆效率。受体是克隆载体的宿主,是外源基因表达的场所。随着克隆载体的发展,受体的种类也在增加,比如,近年来以一场生长的细胞为受体,通过转基因使其恢复正常生长状态的基因治疗方法也得以重视和发展。可见,随着基因工程研究的不断深入,寻找更好的基因工程工具将成为新一轮的热点,这也是基因工程研究的重要内容之一。
1.5.2基因克隆技术
基因克隆技术包括目的基因的获取技术、重组DNA转化技术以及转化子或转化生物的检测技术。随着新的技术和新的学科不断涌现(如高通量的基因芯片技术、长片段的DNA测序等),基因克隆新技术层出不穷,推动了基因工程的发展。同时随着基因工程研究的不断深入,也促进了新的技术不断涌现。
1.5.3目的基因
基因工程研究的基本任务是开发人们特殊需要的基因产物,这样的基因统称为目的基因。目的基因的获取和制备时基因工程操作的首要环节,也是基因工程能否成功的关键因素。我们不仅要开拓新的目的基因的获取方法,使目的基因的制备更加快速、准确,同时应该创造新的目的基因资源,如利用合成生物学的策略合成满足人类需求的目的基因资源。
1.5.4基因工程的应用研究
研究基因除了分析基因的结构和功能以外,最重要的是研究基因的表达产物及其在各领域(如农业和医药等)的应用,以为人类的粮食短缺、健康长寿、能源匮乏以及生态环境破坏等难题的解决提供新的思路。目前,利用微生物、植物、动物的基因工程,在提高农业生物产量、改善品质、增加抗性的遗传改良,在环境保护、医药生产和资源的高效利用和资源的替代等方面的应用效果已经初步显现。
1.5.5基因工程的安全性研究
当人类看到基因工程带来的希望的同时,也对基因工程产品的安全性一直喋喋不休,悬而未果。但有的问题主要集中在:用于筛选的标记基因或报告基因是否会对人、畜有害,同时导致病原菌抗药性的提高;抗除草剂基因会不会使转基因植物变成不可控制的杂草,或漂移到杂草上使杂草泛滥;外源基因插入位置效应是否会引起有害的沉默基因表达;转基因动物是否会演变成对人类有极大威胁的新品种;基因治疗是否会对人体的正常功能产生不良影响。科学家如果能用科学数据去解释上述这些担忧,相信公众能坦然接受基因工程产品。为此,在基因工程操作中除按生物安全管理办法操作外,应加强基因工程产品的安全性跟踪和分析。