第十三章基因工程菌的发酵 近年来,重组DNA技术(基因工程)已开始由实验室走向工业生产,走向实用。 它不仅为我们提供了一种极为有效的菌种改良技术和手段,也为攻克医学上的疑难 杂症一一癌、遗传病及艾滋病的深入研究和最后的治愈提供了可能;为农业的第三 次革命提供了基础;为深入探索生命的奥秘提供了有力的手段。现在由工程菌产生 的珍稀药物,如胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝表面抗原等等部已先后面市 基因工程不仅保证了这些药物的来源,而且可使成本大大下降。但是从许多研究中 发现,工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性,因而工程菌不稳定 性的解决已日益受到重视并成为基因工程这一高技术成就转化为生产力的关键之 第一节工程菌的来源和应用 何谓基因工程 基因工程( genetic engineering)是指在基因水平上,采用与工程设计十分类似 的方法,根据人们的意愿,主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合,再转入 生物体内,产生出人们所期望的产物,或创造出具有新的遗传特征的生物类型,并 能使之稳定地遗传给后代 基因工程的核心技术是DNA的重组技术。重组即利用供体生物的遗传物质或 人工合成的基因,经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组 DNA分子,然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物, 该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。除DNA 重组技术外,基因工程还应包括基因的表达技术,基因的突变技术,基因的导入技 术等 基因工程一般分为4个步骤: 是取得符合人们要求的DNA片段,这种DNA片段被称为“目的基因”;二是 将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA:三是把重组DNA引入某种细胞; 四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。DNA分子很小,其直径只有20埃, 约相当于五百万分之一厘米,在它们身上进行“手术”是非常困难的,因此基因工程 实际上是一种“超级显微工程”,对DNA的切割、缝合与转运,必须有特殊的工具。 要把目的基因从供体DNA长链中准确地剪切下来,可不是一件容易的事。1968年, 沃纳·阿尔伯博士、丹尼尔·内森斯博士和汉密尔·史密斯博士第一次从大肠杆菌中提 取出了限制性内切酶,它能够在DNA上寻找特定的“切点”,认准后将DNA分子的第十三章 基因工程菌的发酵 近年来，重组 DNA 技术(基因工程)已开始由实验室走向工业生产，走向实用。 它不仅为我们提供了一种极为有效的菌种改良技术和手段，也为攻克医学上的疑难 杂症——癌、遗传病及艾滋病的深入研究和最后的治愈提供了可能；为农业的第三 次革命提供了基础；为深入探索生命的奥秘提供了有力的手段。现在由工程菌产生 的珍稀药物，如胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝表面抗原等等部已先后面市， 基因工程不仅保证了这些药物的来源，而且可使成本大大下降。但是从许多研究中 发现，工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性，因而工程菌不稳定 性的解决已日益受到重视并成为基因工程这一高技术成就转化为生产力的关键之 一。 第一节 工程菌的来源和应用 一、何谓基因工程 基因工程（genetic engineering）是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似 的方法，根据人们的意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入 生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型，并 能使之稳定地遗传给后代。 基因工程的核心技术是 DNA 的重组技术。重组即利用供体生物的遗传物质或 人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组 DNA 分子，然后在将重组 DNA 分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物， 该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。除 DNA 重组技术外，基因工程还应包括基因的表达技术，基因的突变技术，基因的导入技 术等。 基因工程一般分为 4 个步骤： 一是取得符合人们要求的 DNA 片段，这种 DNA 片段被称为“目的基因”；二是 将目的基因与质粒或病毒 DNA 连接成重组 DNA；三是把重组 DNA 引入某种细胞； 四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。 DNA 分子很小，其直径只有 20 埃， 约相当于五百万分之一厘米，在它们身上进行“手术”是非常困难的，因此基因工程 实际上是一种“超级显微工程”，对 DNA 的切割、缝合与转运，必须有特殊的工具。 要把目的基因从供体 DNA 长链中准确地剪切下来，可不是一件容易的事。1968 年， 沃纳·阿尔伯博士、丹尼尔·内森斯博士和汉密尔·史密斯博士第一次从大肠杆菌中提 取出了限制性内切酶，它能够在 DNA 上寻找特定的“切点”，认准后将 DNA 分子的