基因工程研究内容报告.ppt

基因工程(Gene Engineering),小 组：主讲人：,生物工程报告,生物工程报告,文献查阅,美国据2001 年最新统计，Science杂志年发表论文数901 篇，被引用次数282431，影响因子为23.329。Science Online,提供Science杂志全文、摘要和检索服务。收费,生物工程报告,文献查阅,日本据统计，发表的论文中60%有关生命科学，40%是属于物理科学领域的。免费+中文,Outline,一、基因工程概念,二、基因工程的发展历程,三、基因工程的研究内容,生物工程报告,四、基因工程的发展意义,基因工程概念,基因工程概念 基因工程(gene engineering):就是对不同生物的遗传物质，在体外进行剪切、组合和拼接；使遗传物质重新组合；然后通过载体转入微生物、植物和动物细胞内；进行无性繁殖；并使所需要的基因在细胞中表达，产生出人类所需要的产物或组建成新的生物类型。,又名遗传工程（Genetic Engineering)DNA重组技术(Recombinant DNA Techniques)分子克隆（Molecular Cloning),生物工程报告,基因工程一般操作步骤,1.从生物有机体基因组中，分离带有目的基因DNA片段。,2.将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制的并具有选择标记的载体分子上，形成重组DNA分子。,3.将重组DNA分子转移到适当的受体细胞并与之一起增殖。,生物工程报告,基因工程一般操作步骤,4.从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞,并筛选出已经得到扩增的目的基因。,5.将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，研究核酸序列与蛋白质功能之间的关系。,生物工程报告,基因工程四大要素：供体基因 载体 工具酶 受体细胞（细菌、植物和动物）,生物工程报告,Outline,一、基因工程概念,二、基因工程的发展历程,三、基因工程的研究内容,生物工程报告,四、基因工程的发展意义,基因工程的发展历程,基因的历史也是诺贝尔奖的历史到2003年为止，因为基因相关,研究而获得诺贝尔奖的有51人，其中：生理学或医学奖44人（占生理学或医学总获奖人数178人的24.72%)、化学奖7人（占化学总获奖人数123的5.69%）。遗传学中心法则造就了11位获奖者,生物工程报告,(一）艰难阶段 主要关注安全性问题(二）逐渐成熟阶段 1977年第一次实现基因在原核生物中的表达(三）迅速发展阶段 20世纪80年代以后，高等动植物的遗传转化。,基因工程的发展历程,生物工程报告,发展过程中的重大事件：1977年，E.coli中合成了人生长激素基因。1978-1979年，胰岛素基因在大肠杆菌中表达。1982年，培育出了超级鼠。1985年，Horsch发明了植物基因工程的基本方法：叶圆盘法，并获得转基因植株。1990年，患有遗传免疫疾病的4岁女孩接受了基因疗法。1990年，Perlak 将B.T.基因导入棉花获得抗虫棉。1991年，美国开始人类基因组计划。1997年，“多利”绵羊诞生。,基因工程的发展历程,生物工程报告,Outline,一、基因工程概念,二、基因工程的发展历程,三、基因工程的研究内容,生物工程报告,四、基因工程的发展意义,基因工程研究的主要内容,一、基因工程研究的主要内容（一）基础研究 构建克隆载体及相应的表达系统、基因不同物种的基因组文库和cDNA文库、开发新的工具酶、基因工程新技术、新的操作方法。,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,（二）克隆载体研究 基因工程的发展是与克隆载体构建密切相关的；Ti质粒的发现使植物基因工程研究迅速发展起来；动物病毒克隆载体的构建，使动物基因工程研究也有一定的进展。可以认为构建克隆载体是基因工程技术路线中的核心环节。构建适合于高等动植物转基因的表达载体和定位整合载体是今后研究的重要内容。,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,（三）受体系统的研究 基因工程的受体细胞与载体是一个系统的两个方面。受体是克隆载体的宿主，是外源目的基因复制和表达的场所。受体：单细胞、组织、器官和个体均可以作为受体。原核生物受体：E.coli 真核生物受体:酵母是单细胞真核生物受体 植物受体：愈伤组织、细胞和原生质，部分组织和器官；动物受体：生殖细胞和早期胚胎细胞作为基因工程受体；人的体细胞也可以作为基因工程受体。,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,（四）目的基因研究 基因工程研究的基本任务：开发人民需要的基因产物，这样的基因叫做目的基因。获得目的基因的方法：主要通过构建基因组文库或cDNA文 库，从中筛选出特殊需要的基因。基因：医药相关的基因；抗病、虫害和恶劣环境的基因；特殊营养价值的蛋白或多肽的基因。,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,（五）生物基因组学研究 嗜血流感杆菌：183 0137bp，1743个基因 产甲烷球菌：16 64976bp，1682个基因 大肠杆菌K-12：463 9221bp，4288个基因 枯草杆菌：4.21106bp,4100个基因 1980年提出Human Genome Project(HGP)；1990年开始，美国、英国、日本、德国、法国等国实施“人类基因组计划”；我国1999年9月获准参加这一计划，承担1%的测序任务。,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,（六）应用研究,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,光合作用 固氮作用 转基因植物 转基因动物 产生次生代谢产物,（六）应用研究 1.基因工程与农业,抗病虫 提高品质 提高花卉的观赏价值 抗逆性,转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯,不会引起过敏的转基因大豆,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,纤维素的开发利用 酿酒工业 食品工业 制药工业 新型蛋白质的生产,（六）应用研究 2.基因工程与工业,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,（六）应用研究 3.基因工程与环境保护 环境监测 环境污染净化 4.基因工程与医学 基因工程疫苗的研制与生产 基因诊断 基因治疗,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,基因诊断 基因诊断：利用重组DNA技术作为工具，直接从DNA水平监测人类遗传性疾病的基因缺陷，因而比传统的诊断手段更加可靠。基因探针技术：利用DNA碱基互补的原理，用已知的带有标记的DNA通过核酸杂交的方法检测未知的基因。,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,基因治疗（gene therapy）基因治疗：将外源正常基因导入靶细胞，取代突变基因，补充缺失基因或关闭异常基因，达到从根本上治疗疾病的目的。基因治疗是21世纪的一大热点领域；被认为是征服肿瘤、心血管疾病、糖尿病尤其是遗传性疾病最有希望的手段。,生物工程报告,基因工程研究的主要内容,（七）基因工程在其他方面的应用 目前，基因工程在其他方面的应用也取得了令人振奋的成果。如日本科学家利用基因工程使家蚕丝心蛋白基因与绿色荧光蛋白基因相互融合，得到的家蚕蚕丝可发出绿色的光泽。人们利用花卉的花色基因改变花的颜色、利用花形基因改变花的形状、利用香味基因改变花的香味等等，以使我们的生活环境更加色彩斑斓。,生物工程报告,Outline,一、基因工程概念,二、基因工程的发展历程,三、基因工程的研究内容,生物工程报告,四、基因工程的发展意义,基因工程的意义与发展前景,一、基因工程的意义 基因工程跨越生物种属间不可逾越鸿沟 基因工程技术缩短了进化时间 基因工程技术使人能对生物进行定向改造 基因工程技术可以在体外大量扩增、纯化人们感兴趣的基因，研究其结构、功能及调控机制，从而拓宽了分子生物学的研究领域。,生物工程报告,基因工程的意义与发展前景,二、基因工程发展前景(一)基因本身也是一个产业 1.Rockfeller 大学将人肥胖基因出售0.2亿美元（1995年3月）2.Amgen公司将FKBP神经免疫因子配体转让达3.29亿美元（1997年）3.Millennium公司以4.65亿美元向Bayer公司转让225种基因的开发权（1998年9月）,生物工程报告,基因工程的意义与发展前景,(二)基因工程试剂的高回报 1.碱性成纤维细胞生长因子 231元/ug 2.红细胞生成素 1072元/ug 3.白细胞介素-2 410元/ug 4.巨细胞粒细胞集落刺激因子 1960元/ug 5.胰岛素 10.2元/mg,生物工程报告,基因工程的意义与发展前景,生物工程报告,基因工程不是发现，而是创造。,Questions,生物工程报告,3.请说出一个基因工程的历史事件。,2.基因工程的历史与什么奖项关系紧密？,1.Nature是哪个国家的？是否有中文版？,4.什么是基因诊断？,5.请说出一个基因工程的主要研究内容。,