70年代生物技术刚刚兴起时，它主要致力于DNA分子在细菌中的构建和表达。如果将这些前驱性努力看作是—股单线的话，那么，90年代的生物技术已成为一块经纬交错的织物了，尽管线线相联，但每一股线都代表着整体中的一个独特方面。进入90年代的生物技术有以下十大研究热点。

一、基因扩增

美国Cetus公司开发的聚合酶链反应（PCR）技术，使天然DNA复制和特定段扩增的应用得到进一步开拓。例如：

在英国，从人受精卵的一个分裂球中取得DNA，经PCR扩增并用性染色体特异探针检查，证实是女性胚胎后再移植到供者的子宫，以避免供者所患的一种遗传病——Lesch Nyhan综合症——传给子代。（译者注：有些遗传病传男不传女。）

在阿根廷，用PCR扩增了足够量的取自1983年内战孤儿的DNA，从而确认了他们的祖父母。

在美国，用PCR技术确定了“囊性纤维性变”遗传病的基因。

PCR技术对法医学将产生深刻影响。许多刑事案犯没留下足够的DNA供检验，或者经过较长时间已经分解殆尽。PCR可将微小的DNA片段（100 ~ 400个碱基对）扩增为大量，足够法医学鉴定。

PCR也可用于诊断细菌感染，哪怕只有两个细菌，也能很容易地扩增为上百万个，不需要进行常规培养。用PCR技术诊断儿科和艾滋病等病毒感染的特殊价值在于可直接查出病毒而不是检查间接的抗体。

二、人基因组计划

人基因组计划首先要确定重点。多数人主张重点发展加快定序速度的技术，也有人倾向于先研究主要疾病致病基因的早期检测方法，或全力攻克全部染色体组。尽管人们称这项计划是一部“包罗万象的生物医学工具书”，但至今仍不十分清楚究竟从中能学到什么。遗传学家正以惊人的速度分析着医学上有重要意义的基因，最近搞清了杜兴氏肌营养不良症及囊性纤维性变这两种常见遗传病的基因。

三、重组微生物的田间试验

对微生物的DNA重组技术的应用是极其谨慎的，经验表明，重组微生物远非过去想象的“三头凶龙”那样可怕。现在，数以百计的对重组微生物进行农作物田间试验的项目正在各地等候批准。

首次田间试验曾遭到“新技术恐惧”公众的抵制，1987年春，研制了好几年的“防冰菌”在加利福尼亚某地区开始田间试验时就遭到了破坏。尤其令人恼火的是受阻挠的原因正是由于这项技术能避免数百万美元的霜冻损害。但正像DNA重组技术已由实验室进入药房一样，田间试验已逐渐被公众接受。去年8月，纽约州伊萨卡附近的一所植物研究所在一块菜地里喷洒基因工程脱毒的杆状病毒以确定其是否能作为天然杀虫剂的载体系统时，就几乎无人理会了。

四、生物传感器

生物传感器是一种与传感装置相耦合的生物探测器（生物成分可以是一种受体、酶、细菌细胞或抗体）。传感装置可将刺激效应转变为可见信号。生物传感器在医学诊断、重病监护和手术状态监测等方面的作用是十分明显的。更实用的传感器能以斑点显示出运动员尿中的兴奋药、鸡肉中的沙门氏菌、水的污染以及外科手术移植体和细胞培养物中的污染，生物传感器还可用来监测发酵过程和生物反应器系统的条件。

五、神经科学

神经科学家正在研究肽类、血脑屏障穿透、生长因子和早老性痴呆（阿茨海默氏症）等，但迄今为止，发现的问题远比解答的要多。就常见的退化性疾病而言，神经科学对它知之甚少，只知道这些病都有神经元的死亡。目前，对主要的神经退化性疾病以及中风、头部和脊髓损伤虽然还不能治疗，但正在探究正常神经元对各种生长因子的需要，这些生长因子能使受损伤后的细胞死亡减至最低，因而有可能找到治疗这些疑难疾病的更直接的方法。

六、蛋白质工程

当遗传密码刚被破译时，蛋白质结构似乎可以迎刃而解。现在才知道，蛋白质折叠成各种形状的过程和机理还远朱明瞭，蛋白质工程的远期目标是搞清蛋白质折叠的规律。

生物技术专家正在创造新的天然蛋白，例如，通过定位致突变法，使基因发生改变，从而产生变异蛋白。这样获得的某些卵清蛋白可用来制造发泡冰淇淋、长效胰岛素、高效洗涤剂及耐热牛奶等。一些学者正运用已知的蛋白质折叠规律设计能按预期方式组合成特定蛋白质的多肽。蛋白质工程对药物的合理设计十分重要，加州的艾古隆（Agouron）制药公司已开始按照计算机放大绘制的蛋白质立体结构来合成新药。

七、农业生物技术

用遗传工程改良主要粮食作物的长远目标正在实现，对单子叶谷类植物引入外源基因要比双子叶植物困难得多，在双子叶植物上一向应用成功的农杆菌载体，对单子叶植物难以奏效，但新的DNA直接导入法（如电击穿孔和粒子枪微注射法等）取得了成功，已用这些方法培育出稳定的转基因水稻和大豆植株，并由原生质体再生出新的玉米植株。这些方法为植物转基因铺平了道路。

植物培养的人工控制程度也愈来愈高，已可培养出完全相同的体细胞胚以获得匀整的人工种子。也能由体细胞无性系变异诱发新型变种。传统的无性繁殖技术已实现了自动化，降低了成本，从而可推广应用于一般农作物。

八、转基因生物体

DNA重组技术不可避免地会产生遗传变性的多细胞生物体。受精卵阶段的基因干预已产生了具稀罕品质的生物新品种，例如：1985年在苏格兰爱丁堡动物生理和遗传研究站出生的一头母羊，由于在受孕时接受了一个外来基因，能由乳汁分泌人的凝血第IX

因子；同样还育成了转基因小鼠，其乳汁中能分泌溶血栓的tpA（组织型纤维蛋白溶酶原激活剂）；转基因鲤鱼、小鼠、兔、猪、山羊，能分泌来自其他物种的生长激素；转基因烟草和番茄能泌出杀虫物质等等。一种转基因生物需要经过多年努力才能育成，包括外源基因的提取、导入、稳定的组合和表达。

90年代将致力于在更多的生物品种上提高多步骤转基因的效率，以改良农作物品质（速生、抗逆、高营养等），并进一步利用动物作活的生物反应器。

九、细胞培养

70年代中期以前，生物技术意味着细胞培养，并对遗传变异的细胞进行了大量研究。今天则主要致力于特定细胞培养系统的优化，对多数研究者而言，意味着中空纤维生物反应器，即给细胞提供生长空间并模拟人体循环系统的小型紧密的合成管路系统，其局限性正在改进之中，例如，通过可热压部件及易于处理的过滤芯来改善系统的消毒问题，用核磁共振光谱仪及生物传感器探查在局部形成的微小停滞区，并通过纤维丝的设计及搅拌器尽量消除它。

90年代将对更多种类的真核细胞进行细胞培养，并克服复杂蛋白质收集提取的困难。

十、反义物质

反义核苷酸或其类似物可模拟与某一基因表达意义相反的作用，有选择地截取其信息，从而阻止由该基因指令的蛋白质的合成。其应用很广泛，例如，将反义物质导入番茄，阻断其催熟基因的作用，以延长番茄的存放时间；阻断矮牵牛的色素基因，使它开出异样色泽的花朵；利用反义基因阻断HIV病毒复制及基因表达，还有可能获得治疗艾滋病的方法。

90年代将继续开发阻断mRNA的单股反义物质的新用途，同时还将研究在DNA层次上阻断基因表达。单股反义物质对多种疾病的治疗有其局限性，必须终身治疗，而未能解决双股基因上的病因，三股螺旋的反义核苷酸作用范围较广，可能为疱疹、肝炎、巨细胞病毒和艾滋病毒（HIV）感染开辟新的治疗途径。

[Genetic Engineering News，1990年1月号]