植物界,特别是双子叶植物(60多个科)在其根、茎、叶部常有发生肿瘤现象,此外,还有些裸子植物和单子叶植物也有这种现象,这是一类细菌侵染、寄生的结果,对植物生长发育不利,对农业有害、消除或转化这种危害是一项重要的科研任务。问题是能否把这种有害现象转化为有益?其中不仅涉及未知的科学问题,而且含有哲学的内容,是个需要科学工作者去探索的问题。
一、Ti质粒的发现 根癌病土壤杆菌是引起许多植物(据文献记载有83属300余种)冠瘿(crown gall)肿瘤的病原体。有关它的研究是从1907年Smith和Townsend提出该病的病原学开始的,40年代While和Braun等人用无菌冠瘿组织证明肿瘤的发生基于肿瘤基因的转化以后,吸引了越来越多的人去进行这种基因的分离和转化研究。特别是60年代,Schilpcroort等人用免疫学和分子杂交的技术,在无菌冠瘿细胞中分别测到了细菌的抗原和细菌Ti质粒的DNA序列以后,这方面的文章更是指数地增加。
许多植物分子学家试图立即开辟两条道路。一方面,他们按逻辑建立有关绿色植物的基础理论,另一方面他们渴望从遗传学加工取得一些好处。生物学技术,以遗传工程为其有效分枝,还找不到能摆脱它魅力引诱的植物学家。这个结果既使一些科学家埋怨这是得不偿失,也使另一些科学家为了商业利益和造福人类而更狂热的工作,以图重新安排植物基因。
口蹄疫病毒(FMDV)单键基因组RNA的双键DNA拷贝在大肠杆菌质粒pBR322中无性繁殖。确立了病毒基因组的限制性图谱,并与病毒的生化图谱作了相应的排列。病毒的主要抗原,结构蛋白VP1的编码序列作了鉴定,并把该序列插入质粒载体,于λ噬菌体P_L促进子的控制下这一序列得到了表达,通过放射免疫检测方法证明了抗原多肽在一种合适寄主中的合成。
杂交是遗传分析和得到新类型的基本方法。遗传学史上,只有分类学上亲缘的生物才能杂交。细胞工程方法的提出,为把分类学上很远缘的生物基因组合到杂种细胞内直至得到原核和真核生物杂种提供了根本可能性。原生质体融合是研究植物细胞和包括酵母在内的微生物细胞杂交的方法之一。
真核生物的基因组中重复顺序的发现,是近年来分子生物学研究的重大成果之一。现在已知,几乎所有的真核生物基因组中都有大量的重复顺序。这些重复顺序以两种形式分布在DNA链上。一种是与单一顺序相间地排列的,另一种则是呈丛生状态集中地排列在DNA的某一段区域内的。基因组中相同的重复顺序称为一个“家族”。
从众多的克隆群体当中筛选出含有特异性的外源DNA片段的质体,在DNA重组技术中是很关键的一步。现在我们已经找到了这样一种简便的筛选方法,这种方法不依赖于一个真核蛋白质的功能活性的表达,也不依赖于与特异性细菌突变体的功能互补。
Semenza和Main等人首次报道了羟基磷灰石(HAP)对核酸分部的应用。Bernard和Miyazawa及Thomas令人信服地证明HAP层析能够分离单链或双链DNA。由于这些早期的进展,HAP被广泛用于制备和分析核酸。Britten等人报道了一个用HAP从动物组织中分离DNA的简单方法。基于在4℃有氯化钠和十二烷基磺酸钠存在时高分子量的细胞DNA先沉淀,Hirt描述了一个从细胞DNA中分离多瘤病毒DNA的方法。
本文涉及研制具有特殊性状的微生物,特别是从遗传上改变微生物(如大肠杆菌),以赋予它特殊的遗传性。大家都知道,通过照射(如紫外线和X射线)或用化学诱变剂处理,可使微生物发生变异。用这些技术所产生的许多遗传饰变的微生物,不仅在工业上和医学上,而且在研究上都具有很大价值和用途。
据新华社一月十九日讯:我国中国科学院上海生物化学研究所等六个单位的研究人员同有关单位成功地实现了人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸全分子,并显示着与天然分子相同的化学结构和完整的生物活性,所得产率也是比较高的。
西红柿(蕃茄)是茄科(非豆科)植物一类蔬菜作物。一般是不能与微生物行共生固氮作用的,但有一类细菌——根癌病农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)能引起西红柿形成肿瘤(冠瘿瘤),这是一种有害的寄生现象。如何消除这种有害,或变害为益、或实现非豆科经济作物有效共生固氮?这是当今国际上密切注视的重要课题。
传统的观点认为,根瘤菌互接种族菌株表现其寄主专一性,用它作为根瘤菌属定种的重要标志之一,基因工程技术可以改变这种寄主专一性而取得令人可喜的成就。
把一种基因(它控制一种主要种子蛋白质的制造)从其在菜豆的天然位置转移到向日葵细胞里。 基因转移是植物遗传工程的第一步,它可能成为一种有用的模式系统。美国农业部农业研究局生物化学家J.D.Kemp及其研究小组与威斯康星大学生物化学家T.C.Hall领导的研究小组合作进行这项基因转移工作。
豌豆根瘤菌质体pJB5J1转移到Rh.trifolii菌株中建成了杂种菌株,它可使豌豆形成根瘤,从大型带色素的根瘤中分离到根瘤菌,不仅在豌豆上,而且在三叶草上形成具有固氮能力的根瘤,说明这种杂种菌带有nod~+和fix~+基因,然而固氮表型的丧失也是可逆的。
美国的遗传工程师正计划改造木薯的遗传结构从而使其产量达到每公顷40吨。这个计划是第一次将重组DNA的技术应用到商品化的农业上,使遗传工程能改进许多作物品种的产量和质量。
美国康涅狄格州诺沃克一家高级技术市场研究和管理咨询公司——工业资源开发公司,最近发表一份题为《遗传工程对能源影响》的报告。
现今工业微生物每年的产值仅美国就达100亿美元,这给世界经济开扩了很好的因素。在工业上利用微生物方法主要用于制造乙醇、n-丁醇、丙酮、醋酸、柠檬酸、乳酸、氨基酸和酶等。
小鼠胚胎可以不需要从雄鼠得到遗传物质发育为成鼠。这个还没有发表的惊人结果,是从两位遗传学前线的知名研究人员那里来的,它打乱了现行的胚胎发育理论,而且可能导致更深入地了解雄性精子在胚胎生存及发育中的作用。
明尼苏达大学的玉米遗传学家Ronald Phillips说:“在以后的四十年,我们要生产相当于过去11000年那样多的食物。”特别是自所谓的绿色革命快到尽头以来,这能做到吗?这一回答是基于这样的事实,即遗传工程的奇绩成为推动第二次绿色革命的动力已有一些时候,现在似乎可以达到。
利用基因工程把放线菌作寄主的技术,最近已由日本国立预防卫生研究所的冈西昌则研制成功。所用菌种为链霉属菌。首先要寻找二种运载基因的质粒。
这家银行实际是一种核酸序列的显示系统,该系统备有一台计算机数据库,文献记载的有关DNA和RNA序列,约有20多万个残基,目前都储存在这个数据库内。
在一九八一年十月二十日——二十三日在旧金山举行的干扰素研究的第二届年会上,研究者提出了关于重组人体白细胞干扰素研究第一期临床癌症的两个报告。
