第1章 基因组学.ppt

基因组学 赵艳玲 带有人生长激素基因的转基因小鼠 1990年开始的玫瑰兰花改造，玫瑰没有类黄酮化合物35氢氧化酶，三叶草中提取翠雀花素 先前研究证实，花青素可以明显减缓结肠癌症细胞生长，同时具有抵抗心血管疾病的功效。 羊通常可以存活11至12年，而肺部感染对于高龄羊来说是“典型的病症”。 但与此同时也陆续有科学家发现一些克隆动物表现出“早衰”迹象，这被认为是克隆技术自身不完善而对克隆动物的健康造成的危害。但是，科学界对此还没有最后的结论。 它的诞生被视为20世纪末最重要的科学成就之一，它引发了全世界科学家研究克隆技术的热潮，也导致了大量技术和伦理方面的争论。 科学家当时一共培育了277个胚胎，最后只有多利成功出生。体细胞克隆技术的低成功率，一直到现在也没有明显改善。另外，多利今年6岁多，按绵羊的标准还是中年，它的疾病和死亡，会再度引发克隆动物是否早衰的争论。 克隆动物是否会早衰，是否可能有先天缺陷，是否应当允许科学家进行以培育完成人类个体为目标的克隆人研究，都是当前争论的热点问题。多利的健康状况因此受备关注。 现在有人推测是染色体端粒的作用。 多利细胞核是成年羊提供的，端粒相较于正常羊已经很短了，所以他寿命短。 清华控股博奥生物有限公司暨生物芯片北京国家工程研究中心 博奥生物芯片中心由清华大学医学院教授程京院士主持创立，目前在生物芯片研究和应用领域形成了医学系统生物学产业链，已推出生物芯片、生物医学仪器、试剂耗材、软件数据库等多项产品。创立于2000年9月的博奥生物芯片中心作为我国第一家采用“中心＋公司”创新机制的试点单位，先后主持承担了国家“十五”863计划重大专项“功能基因组与生物芯片”、“十一五”863计划重点项目“生物芯片关键仪器和试剂”等国家级科研课题，参与承担了30余项863、973、自然科学基金和北京市等国家和省部级科研项目，现已探索出了一条新的建设国家工程研究中心的模式，构建起了中国的生物芯片产业链，培养了一批技术产业复合型人才，实现了中国生物芯片行业的跨越式发展。（ 人造生命 实验中，科研人员先将“山羊支原体”的内部挖空，再向其中注入“丝状支原体”，最后新的支原体终于开始自我复制，成为世界首个“人造生命”。 文特等人的计划，就是想按照这种细菌的基因组序列，用化学方法把核苷酸一个一个连接起来组成基因组。不过，按现在的合成技术，要一口气合成含有108万个核苷酸的序列是做不到的，所以他们首先要化整为零，把基因组序列分成1000多个片段，每个片段含1000个核苷酸，分别合成（其实是从另一家公司订购的）。然后把这些片段放进酵母菌中，由酵母菌把它们组合成完整的细菌基因组。再把基因组从酵母菌中提取出来，放进一种和蕈状支原体很接近的细菌——山羊支原体中。蕈状支原体基因组利用山羊支原体的蛋白质、细胞器等复制自己，形成了新的蕈状支原体。 可见文特等人靠人工合成（指用化学方法）的只有基因组部分，就连这部分的合成也还要借助酵母菌的生物合成，不过把这个细节忽略好了。但是基因组自身是没法复制和制造新细胞的，还必须有蛋白质和其他生物分子和它一起工作，还要有细胞质、细胞膜形成的合适环境，所有这一切一开始都不是人工合成的，全都是现成的。所以，这根本不是人造生命、人造细胞，其父母也不只是计算机，至少山羊支原体也是其父母之一。 ????这也不是什么新物种。人工合成的基因组序列是根据蕈状支原体基因组复制的，二者几乎完全相同（除了少量无关紧要的增减和突变），“制造”出的细胞也是蕈状支原体，不是自然界没有的东西，其新颖程度还比不上用遗传工程方法创造出来的新菌株。 ? ???如果不仅基因组是人工合成的，细胞的其它部分也都是人工合成的，那才算得上是人造细胞。但是这一天仍然遥遥无期，因为细胞的组成极其复杂。例如，对细胞中的蛋白质种类、功能和相互作用我们还所知甚少，更不要说把它们全都一一合成出来了。其实，即使是对基因组蕴含的遗传信息，我们也所知甚少。如果把细胞比作一台机器，基因组就是它的设计图。文特等人所做的，就是拿了一张设计图做底本，然后一笔一画地把它照抄了一遍，对这张设计图的具体内容，则不甚了然。不能说照葫芦画瓢地抄了一张设计图，就相当于制造出了机器。 ????那么这么做有什么意义呢？只是证明了他们有技术能力，能把设计图抄得很完整，而且抄得足够准确，内容基本无误，所以能被细胞识别、复制。细胞对基因组的复制其实也是在抄，只不过抄的方法有所不同。细胞的抄法称为生物合成，利用酶等生物大分子作为工具。而文特等人的抄法属于化学合成。 ????生物伦理学家认为，文特等人的研究证明了化学合成的遗传物质和生物合成的没有区别，生命活动不需要特殊的“活力”，所以欢呼这项成果极为重大。但是这一点不需要文特等人来证明。“活力论”在生物学界早就没