基因老鼠
1982年,美國科學家帕爾默特和布林斯特試圖用基因轉移來糾正某些動物的遺傳缺陷,正好有一種小白鼠長得個子特別小,總是長不大。兩位科學家把生長激素基因注射到這種小雌鼠的受精卵中,想試試生長激素能不能使這種小白鼠長得大一些。但是,這種試驗需要的時間太長,這兩位科學家等不及了,就把大白鼠的生長激素基因注射到正常小白鼠的受精卵中去,結果得到了一部分大個子小白鼠,比正常的小白鼠個子要大2倍。後來,科學家又把人的生長激素基因和牛的生長激素基因注射到小白鼠的受精卵中去,同樣得到了個子特別大的小白鼠,這就是超級老鼠了。
基因技術抵抗艾滋病
人體細胞通常是能自身產生幹擾素的,但數量太少,不足以阻止病毒的感染。因此,科學家們希望通過基因技術改變人體細胞,使其產生足夠多的幹擾素來抵抗艾滋病毒的侵入。通過植入人體幹擾素基因而改變的細胞對艾滋病毒有極強的抵抗力。研究人員將改變過的細胞與艾滋病毒放在一起,結果發現細胞能完全阻止病毒的侵入。
法國的一些研究人員在實驗室繼續進行試驗,以確定人體細胞的正常功能是否會因植入幹擾素基因而改變。在這種技術可以運用於人體之前,科學家們將在猴子身上進行試驗。
機器人護士
1992年,日本的樹彥川教授研製成一種用語言控製的機器人,可以按照人的語言命令去完成工作。當坐在輪椅上的人說“我要喝湯”,這個機器人就會回答“遵命”,並開始工作。它由視頻鏡頭提供飯碗、湯匙和病人頭部的坐標,由控製裝置控製機器人的手臂動作。這種機器人使用橡膠操縱杆,能模仿人體肌肉動作,所以機器人的胳膊十分靈活。機器人的手根據控製指令,把湯勺送到離病人的嘴2厘米的地方,讓病人喝湯。
日本還有一種護理機器人係統,它的貯藏庫是一個敞開的櫃子,上麵放的東西病人從電視屏幕上都可以看到。病人用聲音或按鈕發出指令,搬運小車就會把病人所要的東西送到身邊。機械手的兩隻胳膊可以很靈巧地將托盤從小車上搬送到病人床邊的桌子上,或者將食物送到病人口邊。用機器人護理病人,可以代替2~3名護理人員。
基因工程與優生
1992年3月17日晚,在英國伯恩利總醫院,一個用修改過基因的受精卵發育成熟的健康嬰兒誕生了,這標誌著人類在利用基因篩選技術防止遺傳疾病方麵取得了重大突破。這個新生兒的父母有膽囊纖維變性疾病,新生兒的哥哥也有此疾病。有關研究表明,若父母均有此疾病,他們的子女染此病的幾率為1/4,攜帶致病基因的幾率為1/2,不受感染的幾率為1/4。為使這對父母的第二胎嬰兒免患此病,醫生先對他們的精子、卵子進行人工授精,然後通過掃描,篩選出不帶膽囊纖維變性的基因的受精卵,再將試管嬰兒植入母親的子宮。這一突破,是以韓賽德博士為首的英國專家和以胡格斯博士為首的美國專家5年合作研究的產物。它為數以萬計帶有膽囊纖維變性基因的未來父母帶來了福音,同時也為醫生用掃描篩選技術治療其他基因紊亂疾病奠定了基礎。
這一突破表明,通過遺傳基因工程技術,可規避遺傳病,使科學優生成為現實。
基因打靶
基因打靶是指通過DNA定點同源重組,改變基因組中的某一特定基因,從而在生物活體內研究此基因的功能。基因打靶技術是一種定向改變生物活體遺傳信息的實驗手段,它的產生和發展建立在胚胎幹細胞技術和同源重組技術成就的基礎之上,並促進了相關技術的進一步發展。基因打靶技術將廣泛應用於基因功能研究、人類疾病動物模型的研製以及經濟動物遺傳物質的改良等方麵。
堿基
堿基指嘌呤和嘧啶的衍生物,是核酸、核苷、核苷酸的成分。DNA和RNA的主要堿基略有不同,其重要區別是:胸腺嘧啶是DNA的主要嘧啶堿,在RNA中極少見;相反,尿嘧啶是RNA的主要嘧啶堿,在DNA中則是稀有的。除主要堿基外,核酸中也有一些含量很少的稀有堿基。稀有堿基的結構多種多樣,多半是主要堿基的甲基衍生物。tRNA往往含有較多的稀有堿基,有的tRNA含有的稀有堿基達到10%。嘌呤和嘧啶堿基是近乎平麵的分子,相對難溶於水,在約260納米的紫外光區有較強的吸收。
酵母菌及其產品發酵之母
酵母菌本領非凡,它們可以把果汁或麥芽汁中的糖類(葡萄糖)在缺氧的情況下,分解成酒精和二氧化碳,使糖變成酒。它能使麵粉中遊離的糖類發酵,產生二氧化碳氣體,在蒸煮過程中,二氧化碳受熱膨脹,於是饅頭就變得鬆軟,所以被稱為發酵之母。
酵母菌渾身是“寶”,它們的菌體中含有一半以上的蛋白質。有人證明,每100千克幹酵母所含的蛋白質,相當於500千克大米、217千克大豆或250千克豬肉的蛋白質含量。第一次世界大戰期間,德國科學家研究開發食用酵母,樣子像牛肉和豬肉,被稱為“人造肉”。第二次世界大戰爆發後,德國再次生產食用酵母,隨後,英、美和北歐的很多國家群起仿效。這種新食品的開發和利用,被認為是第二次世界大戰中繼發明原子能和青黴素之後的第三個偉大成果。酵母菌還含有多種維生素、礦物質和核酸等。家禽、家畜吃了用酵母菌發酵的飼料,不但肉長得快,而且抗病力和成活率都會提高。KKK
抗體
抗體是由脾髒、淋巴結、骨髓、血管內皮等網狀內皮係統組織的漿細胞部分所產生的,包含在血液的血清中的一種蛋白質。抗體的種類繁多,使用1948年諾貝爾化學獎獲得者瑞典人蒂塞利厄斯所創造的電泳法分離血清時發現,它包含在血清蛋白質中的r球蛋白的部分。將r球蛋白再進一步細分,又可分為分子量小的r G球蛋白和rA球蛋白以及分子量大的rM球蛋白。其中的前兩種(G和A)抗體是特異性抗體。它是當異物侵入機體時,把異物作為抗原而產生的抗體,所以隻能用來對抗該種異物。由此看來,對各種不同的異物,就能夠產生各種各樣相應的抗體。M抗體是天賦的抗體,所以稱為自然抗體,它除了決定血型的功能以外,對細菌和病毒等任何異物都起作用。它能對侵犯到體內的異物采取緊急措施。與此同時,G抗體和A抗體就作好準備,來擊退來犯的異物。抗體不僅能破壞細菌,抑製阿米巴等微生物的活動和中和毒素,還能使得異物容易被白血球或吞噬細胞所吞食。
空間生命科學
空間生命科學是研究宇宙空間環境中的生命現象及其規律的學科,屬空間科學和生命科學的邊緣學科。在空間時代,人類和生物在宇宙空間中的活動成為現實,從而產生了相應的研究領域——空間生命科學。
抗菌藥物受挫
1939年,對腦膜炎和由肺炎球菌引起的肺炎,醫生給以磺胺藥物後,療效非常顯著。但在20年後,磺胺藥物隻對半數病人有效。與此同時,人們發現,生產的各種抗菌素藥物也慢慢地變得不那麼有效了。原來,病菌不再害怕有特效的藥物的原因,並不是由於那些病菌掌握了抵抗藥物的本領,而是在未被殺死的殘留菌株中產生了少量的能抗藥的突變型菌株。它們躲過追殺之後,迅速地繁殖起來了。正常情況下,突變是緩慢的,在真核生物中,特別是多細胞生物,在每一代裏,靠著基因與染色體的突變和不斷重新組合,變異速度有所加快,而在細菌中,突變更為迅速,因為細菌繁殖非常快,隻要少數親代就可產生無數後代,盡管有效突變非常緩慢,但是突變的絕對數目仍然很高。
一種抗菌素無效時,另一種抗菌素仍能消滅抗藥的菌株。新抗菌素和經過改良的“老”抗菌素,在和突變型菌株進行鬥爭,就不會有一種病菌能繼續繁殖下去了。但道高一尺,魔高一丈,所以藥劑與病菌間的鬥爭將永無止境。
抗生素
抗生素是常用藥物,它能抑製有害病菌的生長。抗生素的種類很多,除少數幾種可以人工合成外,大多數都是由抗生菌在發酵罐裏通過發酵分泌出來的。抗生菌這類微生物,主要是一些放線菌以及若幹真菌和細菌。它們產生的抗生素能抑製有些病菌生長,還能殺死某些病菌。如青黴菌產生的青黴素,鏈黴菌產生的鏈黴素,土黴菌產生的土黴素以及多黏芽孢杆菌產生的多黏菌素等,都能殺滅某些有害病菌。
抗生素工業
抗生素工業是以青黴素的生產為開端的,迄今已有60多年的曆史。已發現的抗生素有數千種,已在臨床使用的有上百種。其中β內酰胺類抗生素,如青黴素類、頭孢黴素類占據首位。20世紀70年代以前,生產方法有兩種,一是發酵法,二是半合成法,主要是化學法。20世紀70年代開始,出現了一種新的生產工藝——酶法半合成,即凡是用化學法裂解或合成的反應均用酶法代替。凡能用化學法半合成的頭孢黴素幾乎都可以用酶法半合成。這充分顯示了酶法半合成作為抗生素生產工藝的後起之秀具有巨大的競爭力。
昆蟲病毒
昆蟲病毒是指以昆蟲為宿主的病毒。既能在脊椎動物體內或高等植物體內增殖,又能在昆蟲體內增殖的病毒很多,如動物病毒中的布尼亞病毒科、披膜病毒科的甲病毒屬與黃病毒屬、呼腸孤病毒科的環狀病毒屬、彈狀病毒科的水皰性口炎病毒屬與狂犬病毒屬,以及植物呼腸孤病毒組與植物彈狀病毒組的許多成員。從生物學角度講,可以認為昆蟲是這些病毒真正的宿主,但習慣上仍把昆蟲當作這些病毒的媒介看待,理由之一是因為這些病毒與昆蟲已建立了平衡關係,雖然能在昆蟲體內增殖,但一般對昆蟲不表現病原性。所以,狹義地講,昆蟲病毒是指以昆蟲為宿主並對昆蟲有致病性的病毒。
空氣中的毒素
現代人所呼吸的空氣中,懸浮著各式各樣的有毒物質,這些毒素的來源包括汽車、機車排放的廢氣以及工廠排放的廢氣,主要是二氧化碳、一氧化碳、氮化合物、碳氫化合物和煙的粒子狀物質等。
這些臭氣一旦進入肺部,就會侵蝕肺髒的細胞組織——要提醒您的是,我們嘴巴吃進的毒素,在消化過程中會由肝髒分解,把毒素排出體外。但是,經由呼吸進入人體的毒素,是直接進入血液,經由血液,運送到身體各器官組織——這樣一來,就會引起人體代謝異常、降低大腦的酵素活性、造成神經機能障礙,最可怕的是,它們具有強烈的致癌性。
抗癌新藥TNF
TNF叫人體腫瘤壞死因子,是一種新型、有效的抗腫瘤藥物。如將它注射到腫塊中或其周圍,可以成功地抑製腫瘤細胞的營養供給而導致它的壞死。此外,TNF還能殺傷轉化細胞和某些病毒感染的細胞,而對正常細胞不僅沒有破壞作用,相反還能刺激其生成。經臨床驗證,使用TNF以後,不少癌症患者病情都有不同程度的好轉,有的病灶完全消失。早期TNF產品是從人體中分離得到的,數量極為稀少,價格極其昂貴,高達黃金價格的200萬倍之多。
1989年,用在人的基因庫中分離到的基因片段,構建成了在哺乳動物細胞、酵母和大腸杆菌中高表達的、生產人體TNF的工程菌,並經過小容量發酵罐試驗,生產出了首批純度達95%左右的TNF產品。據測試表明,其生物活性達到了國際同類藥物的水平。TNF的成功研製,為腫瘤治療開辟了一條新途徑。
抗生素殺滅細菌
在20世紀初,細菌感染每年奪去上千萬人的生命。抗生素發現於1928年。英國科學家弗萊明無意中發現一種青黴菌。青黴菌有殺死細菌的效力,但沒有取得更大的進展。1939年,正在牛津工作的德國生化學家錢恩和澳大利亞病理學家弗洛裏繼續了弗萊明的研究。兩年後製成首批青黴素,第一個采用此藥的病人是個警察,他的頭部、臉部、肺部受到嚴重的細菌感染,接受治療僅僅5天,病情大為好轉,康複之快令人驚異。不幸的是,由於沒有足夠的青黴素繼續治療,一個月後,這位警察還是死亡了。