在生物世界,生物種類千千萬萬,有動物、植物和微生物,它們都是由細胞構成的。因此,細胞是一切生命有機體的形態結構和生命活動的基本單位。

細胞工程的內容,包括細胞融合、細胞核移植、細胞器轉移、染色體添加、胚胎移植、胚細胞分離及細胞培養等一係列技術。采用這些技術,不僅能對細胞進行改造,而且能用這種辦法把生物的遺傳物質加以改造和轉移,從而培育出新的生物品種或改良品種。例如細胞融合技術,是50年代由日本科學家岡田善雄創造的。

當時,他在研究動物細胞培養,一次在培養皿中加入失去活性的仙台病毒,發現這些動物細胞會互相靠攏,並緊緊地粘附在一起,兩個細胞變成一個細胞,裏麵的兩個核也合成一個核。1972年,美國科學家卡爾遜等人用粉藍煙草和郎氏煙草的葉肉細胞進行融合,雜種細胞經過培養得到一株完整的新煙草。新植株具有兩個親本的性狀,既像粉藍煙草,又像郎氏煙草。

用細胞融合技術培育新品種是比較方便的,比起雜交育種不僅快,而且操作也方便些。所以,細胞工程是有效的育種新方法。

什麼是細胞的全能性?

細胞,是一切生物的基本單位。不論多複雜的生命有機體,它最初都是來自一個細胞。像我們人體,稱得上是最複雜的高級生命了,科學家估計人體大約有1800萬億個細胞構成,而且細胞的類型也發生了分化,有的是神經細胞,有的是肌肉細胞,有的是皮膚細胞、有的是血液中的白細胞、紅細胞……。盡管它的數量龐大,種類繁多,但都是來自一個細胞,即受精卵。雞、鴨來自雞蛋、鴨蛋,昆蟲來自卵,而植物呢?同樣也是如此,來自一個受精卵。這個受精卵就具有發育成一個完整生命的本領,這就是它的“全能性”。全能性,最早是由生物學家哈伯蘭特在20世紀20年代提出的。當時他認為植物體在任何部位(根、莖、葉)的任何一個細胞,在適合的培養基上進行培養,都可能發育成為一株完整的植物。他的這個理論,直到50年代才得到驗證。著名的實驗就是用一個胡蘿卜的根細胞進行培育,培育出一棵有根、莖、葉的胡蘿卜植株。自那以後,成果更多,有的用水稻葉肉細胞培育出一株水稻,有的用赤豆的細胞得到一棵赤豆等。

植物細胞的全能性被證明之後,科學家又證明了動物細胞也有這種全能性。雖然尚未從人體上取下一個細胞培育出一個人來,但的確可以讓一個未受精的卵,用核移植的辦法得到一個非洲蛙,而這個核是取自腸壁細胞的。這說明腸壁細胞有全能性。

動物為什麼成了“製藥廠”?

說起製藥廠,人們就會想到各種管道、高壓鍋、合成車間、包裝車間所構成的一個現代化工廠的形象。確實,我們用的許多藥物,大多來自製藥廠,尤其是抗生素類、磺胺類藥物,無不是製藥廠生產的。

然而,這種工廠化生產藥物的形式正在被打破。即一部分藥物不是在工廠內生產,而是由飼養場內的動物去生產。

這一變革是生物技術帶來的,是生物技術使某些動物變成可以合成藥物的“工廠”。不相信嗎?我們就來說說動物是如何成了製藥廠的。

動物藥廠的首選者是豬,其次是羊。

例如,人體C蛋白是一種治療和防治血液凝固的藥物。過去采用的是人工合成的抗凝劑,雖然與人體C蛋白相似,但遠不如人體C蛋白理想。

現在用轉基因豬,即把摻製人體C蛋白的基因轉移到豬體內,讓豬的奶中含有人體C蛋白。豬的奶汁中1毫升可含有100~1000微克人體C蛋白,而人乳中僅含5微克,可見轉基因豬是高效人體C蛋白的合成者。豬比較好飼養,飼料也多,適合大規模飼養。因此,人體C蛋白完全可以由豬來生產。轉基因豬不僅可以用來生產人體C蛋白,還可以用來生產人體血紅蛋白、乳酸蛋白。轉基因羊也可以生產其他一些生物藥物。

能培育出超級動物嗎?

這裏說的超級動物,是指比正常的鼠、豬、狗、羊等重幾倍的個體。在自然界中,在一般的個體中突然出現一個特別大的個體,雖然也會有,但還不會大數倍。

可是,基因工程能創造培育超級動物的奇跡。你不相信嗎?請看我們的遺傳工程專家是如何培育出比普通鼠大2.5倍的超級鼠的。

1982年12月,美國科學家羅·伊文斯博士領導研究小組把實驗用的大白鼠生長激素基因轉移進家鼠的受精卵中與家鼠受精卵的基因重組,然後把有大白鼠生長激素基因的受精卵移植到家鼠的子宮內。受精卵在子宮中發育,結果孕育出比普遍家鼠大2.5倍的“超級鼠”。