80年代出现的最有效的遗传工程技术之一是反义技术（antisense technology）。对反义技术的兴趣急剧增长，目前至少有10家公司在大力研究这一技术（见下表）
但反义技术还可以在好几个新的应用领域大显身手。
反义技术利用核酸杂交来阻断基因在机体内的正常功能。被引入细胞的一股RNA或DNA称为反义股，因为它与靶的mRNA互补，通过特殊的碱基配对而与之杂交，生成的双股杂交体很难被细胞利用来转译成蛋白。
反义技术对特定基因具有高度专一性，因为反义分子只能与互补的RNA结合而不会影响任何其他的RNA。在大多数情况下，对基因活动的阻断效果可高达75%以上，而并不需要对拟阻断的基因进行直接操纵。虽然这一点算不上是优点，但却可避开产生缺特殊基因生物体所必需的复杂遗传步骤。同样，反义技术也可用来阻断那些以后将进入细胞的基因——例如病毒基因——的活动。
抗病毒药剂
打算利用反义技术的公司早就注意到了上述后一种可能性并加以利用。从近七、八年有关反义技术的研究论文看，有三分之一的工作是研制反义抗病毒药，特别是抗艾滋病的。其设想是：制造一种反义DNA（通常用巯基取代的ONA类似物代替DNA，因为它们在代谢上比较稳定），并将其引入细胞。当细胞与病毒接触时，反义物质便特异性地与病毒RNA或DNA结合，阻断其基因表达，从而阻止病毒的复制。
同样，也有可能控制由于基因表达导致的发病，对艾滋病来说，这点尤为重要，因为患病时体内T细胞遭到杀伤至少部分由于病毒抗原在受染细胞表面的表达而不仅仅是由于病毒的复制。
另一个主要医疗目标是控制癌症，即应用反义DNA来抵制癌基因的产生。癌基因的作用是维持癌细胞的增殖，反义治疗剂通过阻断癌基因的功能，摧毁癌细胞增殖的基础，而不是它作用的结果。这标志着对癌症可能最为直接的攻击。
药物的投给
但是，以上两种应用的问题在于很难将其转化为实用的产品。尽管在体外可以用产生反义DNA的克隆转染癌细胞，从而减缓其增殖，但如何将反义DNA引入1名艾滋病人体内受HIV病毒感染的全部T细胞，却是短期内还不能解决的难题。正如多种与生物技术相关的新药，药物的投给方法已成为比药物设计更困难的问题。
将反义DNA作为遗传工程的一种工具，作为产生突变基因的简单方法来利用，则不存在上面所说的困难。这方面应用的两个主要对象是植物和动物的发育基因，其理由各不相同。植物遗传工程师设法通过阻断基因活动来改变植物的生长发育。例如加州基因公司用反义技术阻断西红柿多聚半乳糖醛酸酶的生产，从而推迟果实成熟后的软化，英国的帝国化工种子公司也正在从事这项工作。动物的工作偏重于基础研究。阻断关键的发育基因，可提供由于基因缺失或功能不足所致的人类疾病的模型系统。初步目标是用胰岛素反义基因阻断鼠的胰岛素分泌而建成糖尿病动物模型。这些动物模型可用来筛选治疗人类相应疾病的药物。
无论动物或植物的研究都是长期的工作。动物的应用受到一切药物研究的长期性的影响。在农业上，除了构建和培育基因重组植物需要耗费很长时间外，任何重组植物在农业上的应用还会遇到由于社会、立法和道德方面的障碍造成的旷日持久的管理程序。然而，也有比较快速的应用途径。
改变代谢
反义技术可以阻断基因，而生物体的大部分基因都编码代谢酶类。能否用反义技术来改造生物体的代谢过程呢？初步研究表明，答案是肯定的，而且这种代谢工程会带来很大的生物学利益。
在这方面实用的反义技术有两个主要特点：首先，它是一步正向的遗传工程，而不是选育突变体；而且，它的作用很少是完全的。完全阻断代谢过程中的某一关键步骤、常可导致生物体死亡，为了防止这种后果，必须在生长基质中添加代谢产物，即使如此，也难免会产生出病态的生物体。然而，反义技术并不完全阻断基因的作用，而仅仅是降低其效能，即使降低99%之多。适度控制反义工程的效力不让它充分发挥，就有可能精细地调节重要酶类的产生。
反义技术是一步正向的遗传工程，不要求受阻断基因在表型前的拷贝全部失效，这一点对单倍体微生物的操作者没有多大意叉，但是对构建多倍体真菌和植物而言，这点可能是相当有利的。对这样的生物体，应采用什么样的代谢工程步骤？尽管详细讨论还要涉及一连数小时地观察代谢曲线图和进行酶动力学测定，但任何一种当前产量不足或过量的产品都是潜在的开发对象。
去咖啡因咖啡
例如，虽然咖啡豆中高含量的咖啡因仍然是咖啡在全世界风行的一个主要因素，但一种低咖啡因或去咖啡因产品的市场正不断扩大。由咖啡中除去咖啡因，加工费约占全部加工成本的20%，但在零售时可加价20~40%，部分原因是相信它比普通咖啡对健康的危害小。去咖啡因咖啡的世界年销售额约为15亿美元，一家用反义技术部分地阻断咖啡因合成的咖啡工厂，显然会在市场占领阵地。黄甙甲基化酶（xanthosine methylase）的反义可望产生这种效果，从而创造出一种天然去咖啡因咖啡。
药 物
在药物生产中，像长春新碱这类由植物中提取的药物，由于结构太复杂，用化学全合成方法制造，成本太高。长春花生物碱是从马达加斯加长春花中获得的，但这种植物所含有效成分很少，而且随着气候、土壤特点和其它环境和遗传因素的变化，含量很不稳定，因此，它不是长春花碱或其前体的理想原料。试图用植物细胞培养法来生产长春花碱，在商业上也未获得成功，因为产量太低。然而，反义技术提供了一条增加产量的新途径，方法是提高经由主要途径的碳代谢物通量。就长春花碱而言，在生成最终化合物分子前体的过程中，吲哚和芳香环的合成包含许多条不同的代谢途径。反义战略旨在设法阻断所含碳元素的其他代谢途径，而使代谢通量转入那些关键途径。例如，通过对糖代谢酶的阻断而使新固定的二氧化碳优先转入次级代谢，而不是导向碳水化物的合成和贮藏。能做到这一点，就能使产量增加。
应用反义技术在比细菌复杂得多的生物体上进行这样的“代谢工程”，正愈来愈趋于实用。反义，使遗传工程师有可能应用简单操作方法研究在遗传上十分复杂的生物体，并从而使一些原先必须依靠经典育种或在细胞培养物中选育的植物的产品得到优化。这类应用虽然不如艾滋病新药那样有魅力，但优点是很容易成功，而且可在较短期间使开发投资得到偿还。
[Genetic Engineering News，1990年11/12月号]