基因工程实例应用

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为了满足人类对生物的特定需求而对微生物进行代谢途径操作，已有将近半个世纪的历史了。在氨基酸、抗生素、溶剂和维生素的发酵法生产中，都可以找到一些典型实例。操作的主要方法是，用化学诱变剂处理微生物，并用创造性的筛选技术来检出已获得优良性状的突变菌株。尽管这种方法已被广泛地接受并已取得好的效果，但对突变株的遗传和代谢性状的鉴定是很不够的，更何况诱变是随机的，科学不足技巧补！

将基因工程的方法应用于代谢工程，就是通过DNA重组的分子生物学技术的开发把代谢操作引进了一个新的层面。遗传工程使我们有可能对代谢途径的指定酶反应进行精确的修饰，因此，有可能构建精心设计的遗传背景。

人们曾经把代谢工程定义为，代谢工程就是用DNA重组技术修饰特定的生化反应或引进新的生化反应，直接改善产物的形成和细胞的性能的学科。这样定义代谢工程强调了代谢工程工作目标的确切性。也就是说，先要找到要进行修饰或要引进的目标生化反应，一旦找准了目标，就用已建立的分子生物学技术去扩增、去抑制或删除、去传递相应的基因或酶，或者解除对相应的基因或酶调节，而广义的DNA重组只是常规地应用于不同步骤中，以便于达到这些目标。

例如：利用对人体有用的药用代谢产物生产。针对许多人类的疾病，目前找到了多种可以针对治疗的次生代谢产物，这些代谢产物可能来源于植物，或者是动物、微生物。但是这些代谢产物作为生物生长的副产品存在，可能属于次生代谢产物，产量非常少。那么，我们可以采用基因工程的方法，首先找到能促进该代谢产物产生的一种或者数种酶，克隆这些调控酶的基因，将其在机体中过量表达，导致我们需要的次生代谢产物量大幅度上升，从而用于今后的医药生产。

又比如：面对日益严重的能源危机，人们将更多的目光投向可在生的生物能源。其中，海洋微藻以其占地面积少，繁殖速度快，可进行大规模工业化生产，无污染等优点为人们所关注。因此利用海洋微藻生产淀粉或者生物柴油等等将是解决能源危机的一条可行途径。我们可以通过过表达某些可以促进油脂生产的关键酶，如乙酰辅酶A羧化酶，或者对某些关键基因进行基因沉默，从而阻断其他糖类以及蛋白质的合成，使得代谢产物向产油方向转变的办法，使得微藻产油率增高，用于将来工业化生产生物柴油。

甚至将来可以采用基因工程的方法，直接作用于人体，对某些代谢类疾病进行治疗。

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