157.1972年:基因工程
保罗·伯格(Paul Berg,1926—)
荧光鱼是第一种基因改造生物(GMO),2003年12月首次被作为宠物在美国出售。
AK-47(1947年),绿色革命(1961年)
提到工程学,我们通常想到的是制造新物体:一栋新大楼、一件新设备、一套新装置。但基因工程做出了不同的尝试:我们的操作对象是已存在的事物—―基因组,一个异常复杂的系统,我们还没有完全了解它。操作的方法是胡乱地修补—―将新的基因加入基因组以产生新的性状。
基因工程出现之前类似的技术是选择育种—―饲养员选择他们想要的性状。通过选择育种,我们已经培育出了各种品种的狗。
1972年,美国生物学家保罗·伯格首次实现了DNA分子的重组,这标志着基因工程的诞生。和选择育种相比,基因工程是一种全然不同的技术:工程师用自然条件下无法实现的手段将新的基因注入基因组中。例如,伯格将两种病毒合二为一。其他较新的应用包括将能够产生绿色荧光蛋白的水母基因注入鱼或老鼠的基因组中,制造出了荧光鱼和荧光鼠;将一种使植物能够耐受除草剂的基因注入大豆的基因组中,这样大豆就不会被除草剂杀死。
还有很多怪异的例子,其中一个是将产生蜘蛛丝的基因注入了山羊基因组中,之后蛛丝蛋白出现在了母羊的奶水中。这样做的目的是提取蛛丝蛋白,用来制造高强度高韧性的材料。
将一种生物的基因注入另一种生物的基因组中的方法有很多种,基因枪是其中很流行的一种。基因枪的原理十分简单。令人惊奇的是,如此简单的技术居然是有效的。处于溶液状态的转入基因被包裹于钨或者金的微粒内,散弹枪式的发射装置将金属微粒射入盛满了靶细胞的培养皿。一些靶细胞会被刺破,但没有被杀死,这样它们就获得了新的基因。
通过将一种生物的基因注入另一种生物的基因组内,基因工程学家可以制造出新的有机体。这方面获益最大的一个例子就是利用大肠杆菌产生了人体胰岛素。20世纪80年代研制出的转基因胰岛素如今已被数百万人所使用。■ 工程学之书