¿Cuáles son los avances recientes en ingeniería genética?
Uno: en el campo de la producción, las personas pueden utilizar la tecnología genética para producir alimentos genéticamente modificados. Por ejemplo, los científicos pueden insertar en los pollos genes que controlan el crecimiento de la carne de los cerdos, dándoles la capacidad de ganar peso rápidamente. Sin embargo, debido a su contenido de alta tecnología, existe el temor de que comer genes extraños en alimentos genéticamente modificados cambie los rasgos genéticos de las personas. Por ejemplo, comer carne de cerdo genéticamente modificada las activará, y beber leche genéticamente modificada puede conducir fácilmente a galactofobia. , etc. El académico Zhang Qifa de la Universidad Agrícola de Huazhong dijo: "La tecnología genéticamente modificada proporciona nuevos medios para mejorar los cultivos, pero también conlleva riesgos potenciales. La tecnología genética en sí misma puede realizar análisis y evaluaciones precisos, evitando así riesgos de manera efectiva. La evaluación de riesgos de la tecnología genéticamente modificada debe referirse a los tradicionales La gestión científica y estandarizada puede proporcionar garantía para el uso de tecnología genéticamente modificada. La popularización y la educación pública de los conocimientos básicos de las ciencias de la vida son muy importantes."
2. Aplicaciones militares. Las armas biológicas se utilizan desde hace mucho tiempo. Las bacterias y los gases venenosos hacen que la gente palidezca. Pero ahora las armas genéticas legendarias son aún más aterradoras.
En tercer lugar, en términos de protección del medio ambiente, también podemos utilizar armas genéticas. Podemos desarrollar medicamentos genéticos especiales para algunos animales y plantas que alteran el equilibrio ecológico, lo que puede matarlos de manera eficiente y ahorrar costos. Por ejemplo, si se puede eliminar un producto genético en las universidades, se pueden ahorrar miles de millones cada año.
La ciencia es un arma de doble filo. La ingeniería genética no es una excepción. Deberíamos aprovechar plenamente el papel de la ingeniería genética para beneficiar a la humanidad y frenar sus daños.
Cuarto, tratamiento médico
Con la profundización de la investigación humana sobre los genes, se ha descubierto que muchas enfermedades son causadas por cambios en la estructura y función de los genes. Los científicos no sólo descubrirán genes defectuosos, sino que también aprenderán a diagnosticarlos, repararlos, tratarlos y prevenirlos, lo cual es la vanguardia del desarrollo de la biotecnología. Este logro traerá beneficios inconmensurables a la salud y la vida humana. La llamada terapia génica se refiere al uso de tecnología de ingeniería genética para transferir genes normales a las células de pacientes con enfermedades para reemplazar genes enfermos para expresar los productos faltantes, o para tratar ciertas enfermedades genéticas desactivando o reduciendo genes expresados anormalmente. . Se han descubierto más de 6.500 enfermedades genéticas, de las cuales unas 3.000 son causadas por defectos de un solo gen. Por tanto, las enfermedades genéticas son los principales objetivos de la terapia génica. La primera terapia génica se realizó en Estados Unidos en 1990. En aquel momento, dos niñas de 4 y 9 años padecían una inmunodeficiencia combinada grave debido a una falta de adenosina desaminasa en sus cuerpos. Los científicos les aplicaron terapia genética y lograron el éxito. Este trabajo innovador marcó la transición de la terapia génica de la investigación experimental a los ensayos clínicos. En 1991, el primer ensayo clínico realizado en China sobre terapia génica para la hemofilia B también tuvo éxito.
El último avance en terapia génica es que la tecnología de pistola genética pronto se utilizará en terapia génica. Este método utiliza tecnología de pistola genética modificada para introducir ADN específico en los músculos, el hígado, el bazo, los intestinos y la piel de los ratones y logra una expresión exitosa. Este éxito presagia la posibilidad de utilizar armas genéticas para administrar medicamentos a partes específicas del cuerpo humano en el futuro, en lugar de utilizar vacunas tradicionales para tratar enfermedades genéticas.
Actualmente, los científicos están estudiando la terapia génica fetal. Si se confirma aún más la eficacia experimental actual, tal vez sea posible extender la terapia génica fetal a otras enfermedades genéticas, previniendo así el nacimiento de recién nacidos con enfermedades genéticas y mejorando fundamentalmente la salud de las generaciones futuras.
Investigación verbal (abreviatura de verbo) sobre fármacos modificados genéticamente
Los fármacos modificados genéticamente son productos de expresión del ADN recombinante. En términos generales, cualquier cosa que implique ingeniería genética en la producción de un fármaco puede convertirse en un fármaco modificado genéticamente. La investigación en este ámbito tiene perspectivas muy atractivas.
La investigación y el desarrollo de fármacos genéticamente modificados han pasado de las proteínas moleculares de los fármacos proteicos como la insulina, la hormona del crecimiento humano y la eritropoyetina a la búsqueda de fármacos proteicos de moléculas más pequeñas. Esto se debe a que las moléculas de proteínas son generalmente relativamente grandes y no pueden atravesar fácilmente las membranas celulares, lo que afecta sus efectos farmacológicos. Los fármacos de molécula pequeña tienen ventajas obvias a este respecto. Por otro lado, las ideas para el tratamiento de enfermedades se han ampliado, desde el simple tratamiento farmacológico hasta el uso de tecnología de ingeniería genética o el propio gen como método de tratamiento.
Ahora, hay otro tema que requiere la atención de todos, es decir, muchas enfermedades infecciosas que fueron conquistadas en el pasado están regresando debido a la resistencia bacteriana. El más notable de ellos es la tuberculosis. Según la Organización Mundial de la Salud, ha surgido una crisis mundial de tuberculosis. La tuberculosis, que estaba a punto de ser eliminada, ha resurgido y ha surgido una tuberculosis multirresistente a los medicamentos. Según las estadísticas, 65.438+072,2 millones de personas en todo el mundo están infectadas con tuberculosis. Cada año hay 9 millones de nuevos pacientes con tuberculosis y alrededor de 3 millones de personas mueren a causa de la tuberculosis, lo que equivale a una persona que muere de tuberculosis cada 654,38+00 segundos. Los científicos también señalaron que en el futuro cientos de personas se infectarán con enfermedades bacterianas que no tendrán cura y, al mismo tiempo, habrá cada vez más enfermedades virales difíciles de prevenir. Al mismo tiempo, sin embargo, los científicos también están explorando formas de abordarlo. Encontraron algunos péptidos antimicrobianos de moléculas pequeñas en humanos, insectos y semillas de plantas. Su peso molecular es inferior a 4.000 y sólo tienen más de 30 aminoácidos. Tienen una gran vitalidad para matar microorganismos patógenos y pueden matar bacterias, gérmenes, hongos y otros microorganismos patógenos. Pueden convertirse en una nueva generación de "súper antibióticos". Además de usarlo para desarrollar nuevos antibióticos, este péptido de molécula pequeña también se puede usar en agricultura para generar nuevas variedades de cultivos resistentes a enfermedades.
Sexto, acelerar el cultivo de nuevas variedades de cultivos
Los científicos han logrado grandes avances en el uso de tecnología de ingeniería genética para mejorar los cultivos, y se avecina una nueva revolución verde. Una característica sorprendente de esta nueva revolución verde es la convergencia de las industrias biotecnológica, agrícola, alimentaria y farmacéutica.
En las décadas de 1950 y 1960, debido a la popularización de las variedades híbridas, el aumento del uso de fertilizantes químicos y la ampliación de las superficies de regadío, los rendimientos de los cultivos se duplicaron, lo que todos llaman la "revolución verde". ". Sin embargo, algunos investigadores creen que con estos métodos será difícil aumentar aún más significativamente el rendimiento de los cultivos.
Los avances en la tecnología genética permiten a los científicos mejorar los cultivos de maneras que los fitogenetistas tradicionales no podían imaginar. Por ejemplo, la tecnología genética puede permitir que los cultivos liberen pesticidas por sí solos, cultivar en tierras secas o salino-álcalis, o producir alimentos más nutritivos. Los científicos todavía están desarrollando cultivos que puedan producir vacunas y alimentos que puedan prevenir enfermedades. La tecnología genética también ha acortado considerablemente el tiempo necesario para desarrollar nuevas variedades de cultivos. Utilizando métodos de cultivo tradicionales, se necesitan siete u ocho años para desarrollar una nueva variedad vegetal. La tecnología de ingeniería genética permite a los investigadores inyectar cualquier gen en una planta para crear una variedad de cultivo completamente nueva en la mitad del tiempo.
Aunque las primeras variedades de cultivos genéticamente modificados entraron al mercado hace sólo cinco años, la mitad del maíz, la soja y el algodón cultivados en Estados Unidos este año utilizarán semillas genéticamente modificadas. Se espera que en los próximos cinco años, el tamaño del mercado de productos agrícolas y alimentos genéticamente modificados en Estados Unidos se expanda de 4 mil millones de dólares este año a 20 mil millones de dólares, y alcance 75 mil millones de dólares en 20 años. Algunos expertos predicen que "a principios del próximo siglo, es probable que todos los alimentos en los Estados Unidos contengan un poco de ingeniería genética".
Aunque muchas personas, especialmente los consumidores de los países europeos, Se muestran escépticos ante los productos agrícolas genéticamente modificados. Sin embargo, los expertos señalan que es imperativo mejorar los cultivos mediante la ingeniería genética. Esto se debe en gran medida a la creciente presión sobre la población mundial. Los expertos estiman que en los próximos 40 años, la población mundial aumentará a la mitad en comparación con la actual, por lo que la producción de alimentos deberá aumentar un 75%. Además, el envejecimiento de la población está ejerciendo una presión cada vez mayor sobre los sistemas de salud, lo que requiere el desarrollo de alimentos que mejoren la salud humana.
Acelerar el cultivo de nuevas variedades de cultivos también es un objetivo común del desarrollo de la biotecnología en los países en desarrollo del tercer mundo. La investigación y aplicación de la biotecnología agrícola en mi país se ha llevado a cabo ampliamente y ha logrado importantes beneficios.
En séptimo lugar, la investigación sobre ingeniería evolutiva molecular
La ingeniería evolutiva molecular es la tercera generación de ingeniería genética después de la ingeniería de proteínas. Simula la evolución de los organismos en la naturaleza ejerciendo presión selectiva sobre sistemas multimoléculas basados en ácidos nucleicos en tubos de ensayo, logrando así el propósito de crear nuevos genes y nuevas proteínas.
Esto requiere tres pasos: amplificación, mutación y selección. La amplificación consiste en obtener una gran cantidad de copias del fragmento de ADN de información genética extraída; la mutación consiste en ejercer presión a nivel genético para mutar las bases del fragmento de ADN y proporcionar materia prima para la selección y la evolución. el nivel fenotípico Sobrevivir y eliminar a los no aptos para corregir la variación. Estos tres procesos están estrechamente vinculados y cada uno de ellos es indispensable.
Ahora, los científicos han utilizado este método para obtener moléculas de ADN que pueden inhibir la actividad de la trombina mediante evolución dirigida en tubos de ensayo. Este tipo de ADN tiene efectos anticoagulantes y puede sustituir a las proteínas trombolíticas en el tratamiento del infarto de miocardio, la trombosis cerebral y otras enfermedades.
Logros de la investigación genética en China
La investigación científica encaminada a descifrar toda la información genética del genoma humano es uno de los temas de vanguardia que aborda actualmente la comunidad biomédica internacional. Según los informes, el aspecto más interesante de esta investigación es la clonación, aislamiento e identificación de genes relacionados con enfermedades humanas y genes con funciones biológicas importantes, obteniendo así la posibilidad de terapia génica para enfermedades relacionadas y derechos de producción de productos biológicos.
El Proyecto Genoma Humano es una parte importante del plan nacional de alta tecnología "863". En medicina, los genes humanos están asociados con enfermedades humanas. Una vez que se aclare la relación específica entre genes y enfermedades, las personas podrán crear medicamentos genéticos para las enfermedades, lo que tendrá un enorme impacto en la salud y la longevidad humanas. Según los informes, el número total de muestras genéticas humanas es de aproximadamente 654,38 millones, y se han descubierto y secuenciado alrededor de 8.000.
En los últimos años, China ha concedido gran importancia a la investigación del genoma humano. Con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el “Programa 863” y los gobiernos locales, se han establecido en Beijing y Shanghai centros nacionales de investigación genética con condiciones de investigación científica avanzadas. Al mismo tiempo, el personal científico y tecnológico se mantiene al día con el desarrollo de nuevas tecnologías en el mundo y logra avances revolucionarios en la industrialización de tecnologías y resultados clave de la investigación en ingeniería genética. La investigación del genoma humano en China ha estado a la vanguardia del mundo y algunos medicamentos de ingeniería genética han comenzado a entrar en la etapa de aplicación. En la actualidad, en investigaciones básicas como la investigación de mutaciones genéticas de proteínas, la terapia genética de enfermedades sanguíneas, la investigación del cáncer de esófago, la teoría de la evolución molecular y la investigación estructural de genes relacionados con la leucemia, algunos de los resultados de mi país han alcanzado el nivel líder internacional y otros formó su propio sistema técnico. Más de una docena de medicamentos de ingeniería genética, incluida la vacuna contra la hepatitis B, el interferón α recombinante, la eritropoyetina humana recombinante y fabricantes de medicamentos animales transgénicos, han entrado en la etapa de industrialización.
Tecnología genética: Dilema y doble característica, no es de extrañar que los cultivos genéticos hayan causado polémica en la opinión pública. Sin embargo, en ambos lados del Atlántico, en el mundo desarrollado, la tecnología genéticamente modificada recibe un trato muy diferente, lo cual es un fenómeno intrigante.
Cuando el 40% de las tierras agrícolas de Estados Unidos están plantadas con cultivos genéticamente modificados y la mayoría de los consumidores compran alimentos genéticamente modificados con compostura, ¿por qué esos alimentos generan oleadas de protestas en Europa? La actual epidemia de "fobia a los OGM" en Europa es comprensible desde el contexto social inmediato. Desde el descubrimiento de la enfermedad de las vacas locas en el Reino Unido en 1986, hasta el descubrimiento este año en Bélgica de dioxinas cancerígenas en pollos contaminados y el descubrimiento en Francia de que la Coca-Cola causa hemólisis en los niños, los europeos están muy nerviosos por la seguridad alimentaria, y La suposición de que los alimentos genéticamente modificados pueden dañar la salud humana es tan desalentadora como un reflejo condicionado.
Al mismo tiempo, Europa siempre ha adoptado una actitud más sensible e incluso radical que Estados Unidos cuando se trata de cuestiones medioambientales y de protección ecológica. Esta es otra de las razones de la situación de los alimentos genéticamente modificados en Europa. y Estados Unidos es diferente. Por un lado, los medios de comunicación de los países europeos son cada vez más conscientes del medio ambiente y a menudo persiguen e incluso exageran cuestiones que pueden poner en peligro el medio ambiente y la ecología. Esto ha influido en gran medida en la actitud del público hacia cuestiones como la modificación genética. Por otro lado, el representativo "Partido Verde" ha crecido en la arena política europea en los últimos años, su poder en el gobierno y el parlamento ha seguido ampliándose y su influencia en el proceso de toma de decisiones ha aumentado.
Sin embargo, parece haber una razón oculta pero importante y profundamente arraigada por la que los europeos tienen una actitud tan repulsiva hacia la tecnología genéticamente modificada. De hecho, existen diferencias de valores entre Europa y Estados Unidos en el tema de la modificación genética, y también es una disputa sobre intereses económicos. A diferencia de los productos básicos ordinarios, la tecnología genéticamente modificada tiene un monopolio único. Técnicamente, las empresas estadounidenses de "ciencias biológicas" generalmente utilizan la bioingeniería para que sus productos sean autoprotectores. El más destacado es el "gen terminador", que hace que las semillas se autodestruyan y no puedan volver a sembrarse como las semillas de cultivos tradicionales. Otra tecnología es que las semillas deben pasar por algún tipo de "catálisis química" que sólo las empresas semilleras dominan para poder desarrollarse y crecer. Legalmente, las semillas de cultivos genéticamente modificados generalmente se proporcionan a través de un sistema especial de arrendamiento, y los consumidores no pueden conservarlas ni replantarlas por sí mismos. Estados Unidos es el mayor inversor en costosas investigaciones sobre ingeniería genética, y las empresas estadounidenses involucradas en el desarrollo de tecnología genéticamente modificada están familiarizadas con el uso de leyes de propiedad intelectual y protección de patentes para buscar enormes ganancias. En la actualidad, se considera que Estados Unidos controla una considerable cuota de mercado de productos genéticamente modificados y, por tanto, puede manipular los precios del mercado. Por lo tanto, resistirse a la tecnología genéticamente modificada es en realidad resistirse al monopolio estadounidense en este campo.
La biotecnología está desempeñando un papel cada vez más importante en muchos campos: los productos genéticamente modificados son omnipresentes en el campo agrícola, y los cultivos genéticamente modificados han comenzado a ocupar una posición importante en la agricultura estadounidense; progreso médico. Algunos medicamentos genéticamente modificados han reemplazado a los medicamentos convencionales y la comunidad médica se ha beneficiado de la investigación genética de varias maneras. Los avances en la tecnología de clonación ofrecen oportunidades sin precedentes para salvar especies en peligro de extinción y descubrir tratamientos para muchas enfermedades humanas. Ahora, los investigadores se están preparando para impulsar la biotecnología hacia áreas más desafiantes. Pero recientemente, cada vez más personas han comenzado a prestar atención a las voces que desconfían del comportamiento de los genetistas.
Hoy en día se pueden estudiar cientos de matrices genéticas simultáneamente con la ayuda de los llamados cortes de ADN. La investigación genética ha alcanzado un nivel tan alto de desarrollo. Unos años más tarde, con el fin del análisis del material genético humano, la gente comenzó a concentrar todos los medios en estudiar sistemáticamente las ventajas y desventajas de otras partes del material genético humano. Sin embargo, el desarrollo de la biología también tiene un lado negativo: puede proporcionar fácilmente una nueva base genética para el racismo. A los críticos de la nueva genética les gusta pintar un panorama aterrador: experimentación, manipulación y clonación interminables, soldados despiadados, trabajadores de fábricas con genes perfectos... El código genético permite a los investigadores genéticos penetrar más profundamente en los corazones de las personas y proporcionarles las herramientas para manipular sus vidas. Pero es completamente impredecible si podrán mejorar la genética.
Crónicas de la ingeniería genética
De 1860 a 1870, el erudito austriaco Mendel propuso el concepto de factores genéticos basándose en experimentos con híbridos de guisantes y resumió las leyes de herencia de Mendel.
En 1909, el botánico y genetista danés Johnson propuso por primera vez la palabra "gen" para expresar el concepto de factores genéticos de Mendel.
En 1944, tres científicos estadounidenses aislaron el ADN bacteriano (ácido desoxirribonucleico) y descubrieron que el ADN es una molécula que transporta el material genético de la vida.
En 1953, el estadounidense Watson y el británico Crick propusieron mediante experimentos el modelo de doble hélice de la molécula de ADN.
En 1969, los científicos aislaron con éxito el primer gen.
1990 10 Se lanza el proyecto internacional del genoma humano, conocido como el "Proyecto Apolo de Alunizaje" de las ciencias de la vida.
Del año 65438 al 0998, un grupo de científicos fundó Celera Gene Company en Rockwell, EE. UU., para competir con el Proyecto Internacional del Genoma Humano.
1998 12 Se completa la secuencia genómica de un pequeño nematodo. Esta es la primera vez que los científicos mapean el genoma de un animal multicelular.
En septiembre de 1999, China fue aprobada para unirse al Proyecto Genoma Humano y fue responsable de determinar el 1% de la secuencia total del genoma humano. China es el sexto país que participa en el Proyecto Internacional Genoma Humano después de Estados Unidos, Reino Unido, Japón, Alemania y Francia, y también es el único país en desarrollo que participa en este proyecto.
El 1 de febrero de 1999 65438, el equipo de investigación conjunto del Proyecto Internacional del Genoma Humano anunció que el código genético del cromosoma humano número 22 había sido completamente decodificado. Esta es la primera vez que los humanos han completado con éxito el cromosoma humano. Determinación de la secuencia genética completa de un cromosoma humano.
El 6 de abril de 2000, Celera anunció que había descifrado el código genético completo de un experimentador, pero fue cuestionado por muchos científicos.
A finales de abril de 2000, los científicos chinos completaron el marco de trabajo del 1% del genoma humano de acuerdo con el despliegue del Proyecto Internacional del Genoma Humano.
El 8 de mayo de 2000, científicos alemanes y japoneses anunciaron que la secuenciación del cromosoma 21 estaba prácticamente completada.
El 26 de junio de 2000, los científicos anunciaron el borrador de trabajo del genoma humano, que marcó un paso importante para que la humanidad interpretara su propio "libro de la vida".
En junio de 5438+febrero 65438+abril de 2000, científicos de Estados Unidos y Reino Unido anunciaron que habían dibujado un mapa completo del genoma de Arabidopsis thaliana. Esta era la primera vez que los humanos lo descifraban por completo. el genoma de una planta.
El 12 de febrero de 2001, científicos de China, Estados Unidos, Japón, Alemania, Francia y Reino Unido publicaron conjuntamente el mapa del genoma humano y los resultados de los análisis preliminares.
Los científicos han publicado por primera vez un borrador de la "información genética" del genoma humano.
Los países de investigación genética están compitiendo por el mapa global de la era genética
Echemos un vistazo al estado de la investigación de la ciencia genética en varios países del mundo con la llegada de la nuevo siglo.
Reino Unido: Ya a mediados de los años 80, el Reino Unido tuvo su primera empresa de biotecnología, la primera entre los países europeos. Hoy alberga 560 empresas de biotecnología, y el Reino Unido representa la mitad de las 70 empresas de biotecnología que cotizan en bolsa en Europa.
Alemania: Reconociendo que la biotecnología será la clave para mantener la futura competitividad económica de Alemania, el gobierno alemán aprobó una legislación en 1993 para simplificar los procedimientos de aprobación para las empresas de biotecnología y asignó 1,5 millones de marcos alemanes para establecer tres centros de investigación en biotecnología. . Además, el gobierno también planea gastar 654,38+2 mil millones de marcos en la investigación del Proyecto Genoma Humano en los próximos cinco años. En 1999, los investigadores alemanes representaron el 14% de las solicitudes de patentes de biotecnología en Europa.
Francia: En los últimos 10 años, la financiación del gobierno francés para la biotecnología se ha multiplicado por diez. El proyecto más típico es el llamado parque tecnológico "Gene Valley", creado cerca de París en 1998, donde se reúnen las empresas biotecnológicas emergentes más prometedoras de Francia. Otras 20 ciudades francesas también se están preparando para construir sus propios parques biotecnológicos imitando el "Valle del Gene".
España: Mar Pharmaceuticals es representante de las empresas biotecnológicas de este país, especializadas en la búsqueda de sustancias anticancerígenas a partir de organismos marinos. Entre ellos, el ET-743 es el más valioso. Es un fármaco anticancerígeno rojo extraído de erupciones en los fondos marinos del Caribe y el Mediterráneo. Está previsto registrar y producir ET-743 en Europa en 2002 y se utilizará para tratar cánceres comunes como el cáncer de huesos, el cáncer de piel, el cáncer de ovario y el cáncer de mama.
India: El gobierno indio financia más de 50 centros de investigación en todo el país para recopilar datos del genoma humano. Debido al exclusivo "sistema de castas" y las costumbres de matrimonios mixtos de algunas tribus remotas, el acervo genético de la población india es el más completo del mundo y es una base de datos muy valiosa para los científicos que buscan la patología y el tratamiento de enfermedades genéticas. Sin embargo, las empresas privadas de biotecnología en la India todavía están en sus inicios.
Japón: El gobierno japonés planea aumentar la financiación de la investigación biotecnológica en un 23% el próximo año. Una empresa privada también ha creado el Dragon Gene Center, que será el centro de investigación genómica más grande de Asia.
Singapur: Singapur ha anunciado un proyecto de investigación de tecnología genética de 60 millones de dólares para estudiar cómo las enfermedades afectan de manera diferente a los asiáticos y a los blancos. El programa se centra en analizar las diferencias genéticas y qué tratamientos funcionan para los asiáticos, obteniendo en última instancia nuevos conocimientos para identificar y tratar enfermedades y establecer empresas de alta tecnología para fabricar medicamentos y productos médicos derivados de esta investigación.
China: Participó en el Proyecto Genoma Humano y secuenció el 1% del genoma, aportando luz a la industria biológica china en el siglo XXI. Este "proyecto del 1%" ha colocado a China en las filas internacionales avanzadas de la bioindustria y también le ha permitido compartir de forma natural todos los resultados, recursos y tecnologías del Proyecto Genoma Humano.