—、现代新技术之一的生物技术,在1997年度取得了令世人震惊的巨大成就,掀起了一股轩然大波,这就是以英国科学家维尔莫待等人所创的克隆羊“多利”。“多利”所以会引起这么大的震动,因为这一成就打破了生物学上的一个重要论点:高度分化了的体细胞,没有“全能性”-“多利”羊的克隆,说明动物的乳腺细胞(高度分化的体细胞)同样也有“全能性”。体细胞的一个核(具有遗传信息的载体)也能指挥卵细胞发育成一个完整的动物。

由于克隆“多利”的羊诞生,人们也就很自然地想到用同样的技术路线,能否“克隆”人呢?显然,这在理论上,技术上都支持可以“克隆”出人。但伦理上却不允许这样做。正因为如此,美国总统克林顿明确反对“克隆人”,但他不反对对“克隆”人进行研究。官方不支持科学家进行“克隆人”,但没有禁止私人支持“克隆人、

罗斯林研究所的科学家在克隆绵羊成功之后的几个月内,他们又向全世界宣布:克隆了带有人类基因的绵羊“波利”。“波利”与“多利”不同之处,前者带有人类的基因——一种蛋白质控制合成的基因,在“波利”的乳汁中含有此基因合成的蛋白质。

二、中国科学家洪国藩教授首次成功构建水稻基因组物理图。1997年1月6日,中国向全世界宣布了这一生物技术领域中的重大研究成果。

基因是控制生物遗传性状的因子,其化学本质是一段DNA序列。人的基因组由30亿个核苷酸组成,约有10万个基因;水稻的基因组由4.3亿个核苷酸组成,约5万个基因。因此,基因组计划的研究,实际上是从分子水平上解开生物体遗传信息之谜。水稻基因组计划是我国政府在1992年8月向全世界宣布的,是目前世界上仅次于人类基因组计划的又一项巨大的攻关热点。什么是水稻基因组物理图呢?其含义有三层意思:①构成12条染色体的全部片段编上序号,不能漏编,不能增加,不能颠倒;②任何时候,可以不经过任何拆卸步骤,即能根据需要取走任何一片段;③在沿着染色体组隔一定间距的片段上标上特定符号。这样,符号、基因和序号就发生关系了洪国藩教授所研究的水稻基因组物理图是世界上首次准确地获得此图的科学家。物理图对于真正完成一个完整的大的全基因组DNA顺序测定是必需的。我们只要能够确定水稻12条染色体的全部核苷酸的前后顺序,便在核苷酸水平上解开水稻遗传之谜了。洪国藩教授及同事们所构建的水稻基因组物理图上已标上56.5个遗传分子标记(特定符号),其中还包括了近100个通用的遗传分子标记(通用特定符号),这些标记在大麦、小麦、燕麦、玉米、高粱、甘蔗等主要农作物的基因组中是通用的。因此,根据水稻的遗传信息能获得以上6种农作物的相应基因,为解开粮食作物高产、高质和抗逆的遗传之谜,为粮食作物育种服务。国外同行赞誉洪国藩的研究成果是“一流的,独创的”。这是中国科学家在现代生物技术领域取得的一项居世界领先地位的成果。

三、日本科学家首创萤光老鼠诞生。人们对昆虫“萤火虫”并不陌生。“萤火虫”所以能发出荧光,是因为它的体内有发荧光的基因。它能产生荧光素酶,在体内进行一系列生物化学反应,使萤火虫能发出荧光。

但在哺乳动物体内,不论是牛羊猪马,还是猴、猿、黑猩猩、大猩猩以及人类,体内都不能发出荧光。而日本科学家在1997年使老鼠发出荧光。完成这一工作的是日本大阪大学微生物研究所的冈部胜等科学家。

冈部胜等人将可发光的水母体内的发光器官中的遗传因子利用最新技术注入老鼠的受精卵中,这样培育出来的老鼠就会发出荧光。在此前,曾对蝇及鱼应用过此项技术,但对哺乳动物应用此项技术过去效果不明显,这次他们将遗传因子与人的细胞肥大病毒混合成媒介物,注入老鼠的受精卵中,并获得成功。

这一技术的成功,希望通过进一步在人体上应用,以达到不需要解剖便可验证新药对癌细胞的作用?

四、澳大利亚科学家用生物技术培育出蓝色玫瑰。这是黑尔本一家生物技术公司——太平洋卡尔基公司的科学家经过4年的努力,用基因工程的方法,将牵牛花和蝴蝶花等植物的蓝色调控基因转移到玫瑰花的植株细胞中,在这里安家落户的蓝色基因不断复制增殖,这样本无蓝色的玫瑰终于开出世界上第一朵蓝色花。这家公司已宣布在1998年开始大M栽培这种倍受人们欢迎的新品种玫瑰。他们还有计划培育出蓝菊花、黑牡丹等奇花异草。在国际花卉市场上占有一席之地。花卉产业属无烟工业,每年在全世界的成交额达数百亿美元。我国是花卉之国,但花卉产业很落后,出口甚少。这是值得我们思考的。

五、牛羊成为人血之源,英国科学家取得突破性成果。英国爱丁堡罗斯林研究所的科学家在去年又取得一项如“克隆”羊那样值得人们赞道的成果,即发明了用牛羊制造人类血液的技术。用此法制造的血浆将被用于输血和医疗外科手术。他们用“化学剪刀”移走或改变牛羊血液中的主要成分,如特有的蛋白质、血液凝固的成分和抗体、科学家采用改变牛羊血液中的基因,植入人类基因。毫无疑问,罗斯林研究所的科学家发明的这一技术将对全球50亿美元的血浆市场产生重大影响。

所以英国卫生部门和医学界对这项发明表示欢迎,认为除可挽救无数生命外,这项技术还能防止艾滋病和肝炎病毒的蔓延。

六、英国科学家在1997年10月18日宣布,首例无头青蛙胚胎培育成功。这项突破可能对人类器官移植具有重大意义。英国巴思理工大学的斯莱克教授用控制某些特定基因的方法,培育出一只无头青蛙的胚胎。这一技术同样适用于在一个人造子宫内培育出人的心脏、肾、肝、胰等人体器官。与此同时,美国科学家也发明了培植器官的新方法哈佛大学的埃宾尼•托勒及里奥•法沃,他们采用动物细胞培植器官的新方法。利用再造疗法为绵羊再造了膀胱,为老鼠再造了肾,为兔子再造了肌肉。下一步的研究,是再造人体器官。因为,这一技术采用的是胚胎的或年幼动物的细胞培植“器官”。所以科学家只要从人类自身取出细胞进行培植,对这样的器官就不会产生排异现象。

这六项重大进展,说明生物技术的发展突飞猛进,可以说与当年微电子技术进展十分相似,所以,科学家预测21世纪是生物技术世纪。

那么,在今后若干年内,生物技术领域会出现哪些新的发展动向呢7以下儿方而应该引起我们的高度重视。

一、用克隆动物生产药物将成为一大潮流

英国、日本科学家早已涉入这一领域,并投入大量资金进行研究,他们认为用克隆动物生产某些生物药物前景光明,克隆动物——未来的药物制造厂。例如,位于爱丁堡的英国药物蛋白质有限公司已经研究出一种由转基因绵羊生产的“囊肿性纤维化”遗传病治疗药物,并已投人临床试验阶段。另一家转基因公司也完成了一种转基因药物,它是山羊生产的,从山羊的乳汁中提取,是凝血过程中必需的蛋白质,它的安全性在人体上应用已获得证实。预计这种药物的市场销售额每年可达2亿美元。

科学家认为通过克隆动物生产出来的蛋白质药物,比用发酵工程生产的药物成本更低廉,因为一只大型动物的乳汁中可产生大量的蛋白质。所以,这类药物的目前销售额全世界达76亿美元,到2000年可达125亿美元。

我国是一个畜牧业比较发达国家,有广阔的草原,新疆、西藏、内蒙古、青海等地是世界上有名的大牧场。我国南方是养蚕发达区,用转基因蚕生产药物更具优越性。因为用蚕来生产某些可用于治疗的药物蛋白,不仅生产简单,成本低,而且很容易得益。因此,建议大力促进我国克隆动物、转基因动物的研究,以便更快地找到一条适合中国国情的动物药厂之路,我们上海市的生物技术人才济济,研究力量雄厚,完全有条件搞好转基因动物、克隆动物研究。据我所知,复旦大学生命科学院“摩尔根——谈国际生物研究中心”,己把转基因猪列入研究课题。

二、转基因农作物的推广,超前制定立法,刻不容缓

在过去的几年和未来的若干年中,生物工程所创造的转基因农作物会有一个大发展趋势,在实验室中创造的农作物新品种肯定要大量进入大田栽种。但是,这批看来都是高产优质的水稻、小麦、玉米、大豆、土豆、棉花以及蔬菜瓜果,其遗传性是否会发生变化,它对环境的影响、生态平衡是否有害,尚不得而知。

如果只看到转基因农作物高产优质、防虫防菌的一面,而忽视其可能危害的另一方面。在大规模推广之后,它所产生的后果将是无法预见的。例如,在法国已经发现,将抗病菌的基因转移到农作物中去,在栽培这种转基因作物后,周围的杂草也有了这种抗病菌的基因,使得这些杂草也变得抗病菌了。显然,杂草体内的这个基因是从转基因作物体内“跳跃”过去的,是诺贝尔奖获得者麦克琳托克在50年代就证明了的“跳跃”基因理论。

因此,对大规模推广转基因农作物的过程中,其法律问题必须研究。我国在这方面还是空白。上海,作为中国生物技术的研究中心之一,在重视生物技术本身研究的同时,务必加强有关生物技术立法问题的研究。

三、生物技术与新药研制要密切结合——走出一条适合上海发展的新路子

生物技术的应用和取得的成就已经证明:用生物技术可以使动物、植物、微生物生产出人们所需要的许多药物,这类药物比合成药物更有效,无副作用。前几年在上海已完成的乙肝疫苗、胰岛素、干扰素等基因工程菌构建就是很好的说明。问题是如何将这些研究与新药研制结合起来共同考虑。

新药研制,如果从化学合成这条路走下去,一是周期长,二是投人的研制经费大,与我们的国情不迖相符。如果用生物技术投人到祖国中草药宝库中去挖掘、去发现,可能会更切合实际,更可能取得比较好的效果。中医学认为人类的疾病绝大多数都可从生物(动物、植物、微生物)体找到治疗药物。不论是癌症,还是心脏病,甚至艾滋病,从中医看来在理论上郞是可治的。只要弄清病因,就可对症下药,艾滋病是综合免疫缺乏症,在中药中提高免疫能力的药有许多,只要进行认真筛选,然后用生物技术的方法加以生产,这会取得意想不到的效果。

我国新药研究比较长时期内一直是“仿制”为主,现在必须走“创制”为主的开发道路,从一个医药大国变成医药强国,利用现代生物技术是必不可少的途径。我国从1987年开始设立新药研究基金,投入5000万元,开发出11种新药,平均一年一种新药,可见其中的艰辛。如果用基因工程技术使微生物、动物、植物直接生产相关的新药,投入少、周期短、见效快。如果通过喝牛奶、羊奶能治好疾病,无疑是受到人们欢迎的。以上建议,请有关部门考虑。