基因工程的發(fā)展與應(yīng)用

基因工程的發(fā)展與應(yīng)用第1頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/142第2頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/143三大技術(shù)發(fā)現(xiàn)

1970年，發(fā)現(xiàn)DNA限制性內(nèi)切酶：為 DNA體外重組提供剪刀

1970年，發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，為制備真 核基因奠定了基礎(chǔ)載體技術(shù)1973年質(zhì)粒作為基因工程的載體第3頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/144StanleyN.CohenHerbertW.Boyer1973年，StanleyN.Cohen與HerbertW.Boyer合作，把非洲爪蟾的編碼核糖體基因的DNA片斷，同pSC101質(zhì)粒重組，并導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞。轉(zhuǎn)化子細(xì)胞分析結(jié)果表明動(dòng)物的基因的確進(jìn)入到大腸桿菌細(xì)胞，并轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA產(chǎn)物。第4頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/145基因工程的發(fā)展與應(yīng)用基因工程藥物基因工程疫苗基因診斷基因治療基因工程新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用第5頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/146第四次工業(yè)大革命1978年，美國(guó)Genentech公司開(kāi)發(fā)出利用重組大腸桿菌合成人胰島素的先進(jìn)生產(chǎn)工藝，從而揭開(kāi)了基因工程產(chǎn)業(yè)化的序幕。1980.11.15，美國(guó)紐約證券交易所開(kāi)盤(pán)20分鐘內(nèi)，Genentech公司的新上市股票從3.5美元飚升到89美元。第6頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/147基因工程發(fā)展大事記1982年，美國(guó)科學(xué)家將大鼠的生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)入小鼠體內(nèi)，培育出大鼠般的小鼠。1983年，攜帶細(xì)菌新霉素抗性基因的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化植物細(xì)胞成功，高等植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)問(wèn)世。第7頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1481990年，美國(guó)首次施行人體基因治療獲得成功。1991年，美國(guó)倡導(dǎo)人類(lèi)基因組計(jì)劃。第8頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/149人類(lèi)基因組計(jì)劃人類(lèi)基因組包括分布于46條染色體的30億余核苷酸對(duì)。人類(lèi)基因組可能含30,000-35,000個(gè)基因。第9頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1410人類(lèi)基因組計(jì)劃最終目的是測(cè)定基因組的全部序列，弄清整個(gè)基因組的結(jié)構(gòu)、功能及其表達(dá)產(chǎn)物，徹底了解人類(lèi)生命活動(dòng)本質(zhì)。第10頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1411人類(lèi)基因組計(jì)劃的發(fā)展1999年12月1日，人類(lèi)第22號(hào)染色體DNA全序列測(cè)定完成。2000年4月6日，美國(guó)Celera遺傳信息公司宣布，該公司已破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完整遺傳密碼。2000年5月，科學(xué)家聚集美國(guó)冷泉港，宣布人類(lèi)基因組草圖的完成。第11頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/14126國(guó)科學(xué)家組成的人類(lèi)基因組中心主要研究比例美國(guó)：WASH＆MIT等7家研究中心，貢獻(xiàn)率為54％。英國(guó)：SANGER一家研究中心，貢獻(xiàn)率為33％。日本：RIKEN等兩家研究中心，貢獻(xiàn)率為7％。法國(guó)：GENOSCOPE研究中心，貢獻(xiàn)率為2.8％。德國(guó)：IMB等3家研究中心，貢獻(xiàn)率為2.2％。中國(guó)：北京華大研究中心、國(guó)家南、北方基因研究中心等三家，貢獻(xiàn)率為1％。

第12頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1413二000年六月二十六日克林頓宣布人類(lèi)基因組草圖繪制完成第13頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1414

這是人類(lèi)基因組計(jì)劃首席科學(xué)家美國(guó)國(guó)家人類(lèi)基因組研究所所長(zhǎng)弗朗西斯·柯林斯在介紹情況。第14頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1415人類(lèi)基因組草圖基本信息由31.65億bp組成含3～3.5萬(wàn)個(gè)基因人類(lèi)基因組第15頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1416第16頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1417中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃1993年，中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃（CHGP）啟動(dòng)，首先開(kāi)展了“中華民族基因組中若干位點(diǎn)基因結(jié)構(gòu)的研究”。1997年，我國(guó)啟動(dòng)了“重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)與功能研究”項(xiàng)目。之后，在上海和北京相繼成立了國(guó)家人類(lèi)基因組南、北兩個(gè)中心。第17頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1418中國(guó)人類(lèi)基因組計(jì)劃研究成果1%測(cè)序任務(wù)，第三條染色體3000萬(wàn)bp2.精確度99.99%3.發(fā)現(xiàn)142個(gè)基因，其中80個(gè)為預(yù)測(cè)基因第18頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1419人類(lèi)基因組計(jì)劃1%測(cè)序中國(guó)實(shí)驗(yàn)室第19頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1420水稻基因組破譯大事記

我國(guó)科學(xué)家成功繪制出水稻基因組圖譜，得到全世界科學(xué)家的高度評(píng)價(jià)，被譽(yù)為“里程碑”和“世界級(jí)”的成就。1999年10月起，科學(xué)家開(kāi)始醞釀雜交水稻基因組計(jì)劃。2000年5月11日，中科院基因組信息學(xué)中心暨北京華大基因研究中心、國(guó)家雜交水稻工程技術(shù)研究中心和中科院遺傳所３家單位聯(lián)合宣布實(shí)施“中國(guó)超級(jí)雜交水稻基因組計(jì)劃”。

第20頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/14212000年5月16日，頂級(jí)雜志《科學(xué)》詳細(xì)報(bào)道了這一計(jì)劃2001年7月，ＳＵＮ10000大型計(jì)算機(jī)到位，雜交水稻父本全方面采用“鳥(niǎo)槍法”測(cè)序。2001年9月20日，“工作框架圖”基本完成。2001年10月12日，中科院、國(guó)家計(jì)委、科技部聯(lián)合宣布完成了水稻基因組的“工作框架圖”第21頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1422

2002年4月4日，中國(guó)科學(xué)院和美國(guó)《科學(xué)》雜志在京聯(lián)合舉行通報(bào)會(huì)宣布，中國(guó)科學(xué)家成功繪制出水稻基因組圖譜。４月５日在美國(guó)出版的《科學(xué)》雜志以封面文章的形式發(fā)表了中國(guó)科學(xué)家有關(guān)水稻基因組的論文，獲得國(guó)際同行的高度評(píng)價(jià)，引起全世界的關(guān)注。第22頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1423第23頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1424第24頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1425第25頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1426后基因組時(shí)代序幕拉開(kāi)

人類(lèi)基因組測(cè)序完成后，更加繁重艱巨的工作還在前面。人體內(nèi)真正發(fā)揮作用的是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)扮演著構(gòu)筑生命大廈的“磚塊”角色，其中可能隱藏著開(kāi)發(fā)疾病診斷新方法和新藥物的“鑰匙”。第26頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1427

基因數(shù)是3萬(wàn)、4萬(wàn)還是10萬(wàn)

人類(lèi)遺傳基因數(shù)量比原先估計(jì)的少很多。目前研究表明，人類(lèi)基因組中約有3萬(wàn)至4萬(wàn)個(gè)蛋白編碼基因，僅僅是果蠅基因數(shù)目的兩倍，人有而鼠沒(méi)有的基因只有300個(gè)?，F(xiàn)在兩大科研小組的數(shù)據(jù)是從DNA水平上得出的；而“人類(lèi)有10萬(wàn)個(gè)基因”則是從RNA水平上得出的結(jié)論。第27頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1428基因工程如日中天僅舉幾例利用基因工程構(gòu)建新的微生物，分解纖維素，生產(chǎn)葡萄糖；利用基因工程構(gòu)建新的微生物，處理三廢；新型植物固氮菌的構(gòu)建；將固氮基因轉(zhuǎn)移到非豆科植物中；第28頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1429科學(xué)家研究出可預(yù)防心臟病的

轉(zhuǎn)基因大豆新華網(wǎng)倫敦2008年11月3日電：據(jù)英國(guó)《泰晤士報(bào)》網(wǎng)站3日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家研究出一種能預(yù)防心臟病的轉(zhuǎn)基因大豆，這是第一種能對(duì)人體健康產(chǎn)生直接作用的轉(zhuǎn)基因食品。如果接下來(lái)的試驗(yàn)獲得成功，這種大豆有望于四年內(nèi)投入市場(chǎng)。第29頁(yè)/共31頁(yè)2023/3/1430