基因工程技术在社会各领域中的应用

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基因工程技术在社会各领域中的应用

摘要:基因工程技术在产生之初就得到了各个国家的高度重视与大力扶持,这不仅因为基因工程技术是生物科学中的前沿技术,而且也因为基因工程技术在推动社会各个领域的发展方面都能够发挥出重要的作用。本文从学生的视角,在阅读基因工程技术相关文献的基础上,对基因工程技术在农业、畜牧业、医学以及环境保护、能源开发中的应用价值做出了分析与论述。

关键词:基因工程技术;农业;畜牧业;医学

一、基因工程技术的概述

基因工程技术(Transgenetechnology)指将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰。在我看来,基因工程技术与传统生物技术一脉相承,均是通过获得优良基因对生物进行基因改造。但在基因转移的范围和效率上,二者又有明显不同:第一,传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因重组,而基因工程技术的基因转移不受种间亲缘关系的限制;第二,传统的杂交与选择技术一般只能在生物个体水平进行,不可能准确地操作、选择某一个基因,对后代表现型预测性差,而基因工程技术所操作、转移的基因功能明确,后代的表现型可准确预期。因此基因工程技术又是传统生物技术的发展与补充。

二、基因工程技术与农业发展

基因工程技术的发展为农业发展提供了强大的技术支撑。具体而言,基因工程技术在农业发展中的应用主要体现在以下几个方面:首先,在应用基因工程技术的基础上,农作物的环境适应能力可以得到强化。基因工程技术能够对农作物抗逆性进行有效改善,如在应用基因工程技术的基础上,农作物所具有的抗盐碱性、抗霜害、抗病虫害能力会得到有效的提升,这不仅能够拓展农作物的种植范围,而且也能够减少化肥、农药在农作物成长中的使用。其次,在应用基因工程技术的基础上,农作物所具有的产量与质量能够得到有效提升。基因工程技术能够对农作物所含有的营养成分进行调整,同时能够促使农产品呈现出耐存储的特点。如在抗病虫害方面,现在种植的保铃棉就是美国孟山都公司和岱字棉公司通过基因改造后可产生一种杀虫剂从而驱散棉铃虫的生物基因技术,从而使棉花不受棉铃虫侵害;在基因移植方面可以把其他植物中富含淀粉的基因转移到土豆当中,从而提升土豆的淀粉含量;将耐存储基因移植到水果当中,从而延长水果的存储时间。另外,基因工程技术还能够提高农作物生长速度,这对于降低农作物培育周期具有重要意义。

三、基因工程技术与畜牧业发展

当前,基因工程技术不仅在农业发展中得到了广泛应用,而且在畜牧业发展中也呈现出了较高的应用价值。具体而言,基因工程技术在畜牧业发展中的应用主要体现在以下几个方面:首先,在应用基因工程技术的基础上,禽畜的生长速度能够得到大幅度的提升。在此方面,科学家曾经将人类生长激素注入到小鼠体内,实验组小鼠的成长速度较其他小鼠的成长速度提升数倍。在这一实验的基础上,如果将改造后的生长激素基因移植到家禽体内,则可以促使家禽自行分泌生长激素而不用依赖于人工注射就可以实现生长速度的提升。其次,在应用基因工程技术的基础上,动物品种能够得到更好的改良。美国威斯康星大学曾将催乳激素基因移植到火鸡体内,这促使火鸡所具有的孵化天性被抑制而产蛋量得以提升。由此可见,人类可以根据自身需求,对禽畜体内基因进行改造,从而满足人类需求。另外,依靠基因工程技术,禽畜抗病性也可以得到有效的提升,即将抗病基因移植到动物体内,动物可降低染病几率,这对于降低畜牧业成本、提升畜牧业产量具有重要意义。

四、基因工程技术与医学发展

在医学领域发展过程中,基因工程技术也得到了广泛的应用,主要体现在以下几个方面:首先,在应用基因工程技术的基础上,治疗技术、医药开发能够得到空前发展。通过改组基因研制并生产的疫苗、药物等,已经得到了较大规模的应用,人类获得了以前难以获取的药物并研制出了具有特别疗效的新型药物,这些药物可用于治疗各种疾病或延长人类的寿命。如从病人体内提取T细胞,通过基因工程手段改造T细胞并重新注入病人体内,激发人体自身免疫系统来消灭肿瘤以治疗25岁以下人群的急性淋巴细胞白血病的CAR-T疗法药物Kymriah。另外,微生物制药技术也是依托基因工程技术所发展起来的制药技术,在微生物制药过程中,通过加入微生物成长所需要的营养物质,微生物的繁殖速度就能够得到成倍提升,而人类可以获取它们的代谢产物,如胰岛素、牛痘、宝曲等通过微生物基因制药技术发展的药物。其次,随着基因技术发展的成熟,疾病治疗手段也向着更高层次发展,新的医疗技术将不断出现。基因缺陷也是引发疾病的重要原因之一,现在通过使用完整基因替代具有缺陷的基因并导入靶细胞,能够获得良好的治疗效果,例如意大利科学家迈克尔•德•卢卡(MicheleDeLuca)通过基因疗法成功更换了一位患上了表皮溶解水疱症男孩的80%的皮肤。这些典型案例的出现标志着由基因技术引领的一个新的医学时代的到来,现在没有找到有效治疗方法的疾病(如癌症、艾滋病等)也许会通过基因技术很快会攻克,给广大的患者带来福音。

五、基因工程技术对其他领域的影响

随着基因工程技术的发展,基因工程技术的应用领域也得到了不断的拓展,如社会环境保护、能源开发方面,基因工程技术同样可以发挥出不容忽视的作用。从社会环境保护方面来看,运用基因工程技术,可以培育出净化环境的植物或者微生物,从而减低污染治理难度,如通过运用基因工程技术强化某种藻类或者某种菌类的石油降解能力,从而降低石油所带来的污染,与此同理,也可以运用基因工程技术培养具有降解塑料、降解重金属的植物或者微生物,从而在环境保护中发挥出重要作用;从能源开发来看,通过运用基因工程技术,可以生产大量可再生能源并替代传统能源,这样不仅能够缓解人类社会面临的能源危机问题,而且也能够有效应对温室效应以及大气污染等问题。

六、结束语

综上所述,基因工程技术在农业发展、畜牧业发展、医学发展以及环境保护、能源开发等方面都能够发挥出重要的作用,当然,基因工程技术的应用领域并不仅仅局限于上述方面,与此同时,随着基因工程技术的发展,基因工程技术的应用领域也必然能够得到进一步的拓展。另外,在基因工程技术发展以及应用方面也存在着一些争议,如崔永元先生反对国人大范围的食用转基因食品。目前尚存在争议是正常的,所有的事物都是从矛盾中发展的,而如何在确保基因工程技术安全应用的基础上展现出基因工程技术对社会发展、人类发展的价值,为人类和自然服务,则是基因工程技术发展与应用中需要解决的重要问题。目前我国基因工程技术尚处在初级起步阶段,同国外先进技术存在着很大差距,基因工程技术科技人员短缺,需要一大批有志基因工程技术科技人员致力于基因科技工程,发扬努力学习、艰苦奋斗的精神才能赶上并超过国外水平,为人类幸福生活和发展服务。

参考文献:

[1]董佳鑫,杨梅.转基因技术在生物制药上的应用与发展[J].中外医学研究,2018,16(09):178-181.

[2]田恬.基于基因技术的生物学新时代——近期生物技术发展的潜力与风险(Ⅱ)[J].科技导报,2017,35(08):94.

[3]田恬.基于基因技术的生物学新时代——近期生物技术发展的潜力与风险(1)[J].科技导报,2017,35(07):100.

作者:马嘉雯 单位:保定一中