限制性內切酶切割遺傳物質
「我立刻就知道這一定是限制性內切酶。」史密斯說道, 「那真是個絕妙的時刻——只要五分鐘,你就知道新發現誕生了。」
隨後,史密斯和他的同事不斷地重複著從細菌提取物中分離蛋白質的工作,在經歷了幾個月的枯燥乏味後,喜悅和滿足終於降臨:他們最終找到了限制性內切酶,還發現甲基化酶能夠通過用碳原子和氫原子來保護細菌本身的 DNA,以免被限制性內切酶「大卸八塊」。
現在我們知道了整個發現的過程,隨著研究的不斷深入開始有科學家將這種酶作為研究工,因為它能切割DNA。1972 年,史丹福大學的生物學家保羅 · 伯格(Paul Berg)利用限制酶切割 SV40 病毒的 DNA,然後用另一種酶將其他病毒的 DNA「粘到」切割後的 DNA 片段末端,創造出了由兩個物種的遺傳物質組成的 DNA 片段。
有什麼作用?
許多科學家發現了這種兩物種遺傳物質組成的DNA的潛力,因為生物之間的DNA編譯系統是近似的。比如說一個蛋白在植物或者動物體內產生的周期很長,那麼可以利用細菌的生長迅速的特點讓細菌來生產這些蛋白。這樣一來,細菌就可以表達屬於其他物種的蛋白質,變成活生生的「生物工廠」。
隨著研究的深入和發展,各種各樣的生物製藥公司不斷湧現,致力於使用限制性內切酶改造 DNA。1976年,基因泰克(Genentech)正式成立,至於將這一技術用於商業——該公司的科學家使用限制性內切酶來構造攜帶人胰島素基因的大腸桿菌菌株。在此之前,糖尿病患者只能購買從牛和豬的胰臟中提取的胰島素——價格昂貴,製作困難。而基因泰克生產的胰島素來自於巨大的金屬發酵罐所培育的細菌,這大大降低了胰島素製作成本。
現在的轉基因生物,比如細菌和植物,已經能夠生產藥物、食品、燃料甚至服裝面料。基因編輯技術已經慢慢滲透到各行業中,並產生了非常巨大的市場價值。僅2012年,美國單單在生物科技領域獲得的財務收入就超過 3240 億美元。
對人體有害嗎?
從整個限制性內切酶的發現過程,很容易看出轉基因只是賦予一個物種原本沒有的一個很小的功能,比如能生產一種蛋白或者幾種蛋白;並沒有從本質上將一個物種改編成另一個物種。現在的轉基因植物基本是增加作物的抗倒伏抗蟲抗旱的能力,這些能力的實現都是一些蛋白再起作用。就像前一篇《大眾誤解的基因》裡提到的,這些蛋白和基因在進入人體後都會被消化分解,基本對人體沒有危害。對於蛋白的產物,可能對其他生物有影響但能真正用到生產的轉基因作物都是經過嚴格的設計和篩選的;大部分就是把具有抗旱能力的A作物的抗旱基因轉嫁到沒有抗旱能力的B作物上,這樣B作物就具有了抗旱功能;而且通常A作物本來也是我們日常食物。
轉基因技術技術的本質只是綜合生物能力並不是創造生物,它必然有一個受體和一個或多個供體。
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