今年3月27日出版的Science杂志刊出一篇题为“第三次技术革命”的编辑部文章,文章认为目前已趋成熟的基因组技术正孕育着一场新的技术革命。这场技术革命的效应足以和工业革命以及以计算机为基础的信息技术革命相提并论。目前,被称为基因组革命的这场新技术革命正进入启动期,
迄今,基因组的药物学意义已得到充分地强调,然而基因组革命对这个世界可能产生的最大的、最基本的影响乃存在于对植物DNA的操纵中,现在已经可以这样说,最终这个世界所能最大限度得到的食品、燃料、纤维、化学原料及药物将来自己作遗传处理的植物。时至今日,人类在改变植物基因组方而付出的努力实在太小,现在这种局面已有大的改观,包括道氏化学、杜邦、孟山都、先锋-希 · 布莱德等大公司一年花在植物基因工程和购得从事基因组研究开发公司的股份上的钱已达数十亿美元。如杜邦公司已购得先锋-希 · 布莱德公司20%的股权,后者是美国最大的玉米生产和集散公司;开尔金公司已被孟山都公司兼并,麦柯金公司则为道氏化学所控股。
在植物基因组革命的初期,一些大公司就介入这方而研究,旨在得到某种对除草剂的耐受性性状,这一步已告成功。此外得到了一批可对付某些为害甚烈的害虫和抗性新品种。经遗传工程改性的种子已得到大面积推广,例如孟山都公司已成功构建了遗传工程化的大豆、棉花、土豆、玉米和其他植物。这方面的研究之所以进展顺利,除经费充足外,还得益于一种效益很高的除草剂-Roundup的成功应用。
能耐受Roundup的植物种子早在80年代中期就开发成功,其对农业利莫大焉。人们首次有可能在少耕作、少浸蚀土壤、土壤板结更少的前提下成功地控制杂草。自此,适于各种区域的种子在大田W纷纷试种成功。
美国政府对作基因处理的植物的管理伴随着一系列复杂、耗时、耗资的测试,眼下相关的农作物已作了多次化学分析,有关人和牲畜食用这些作物的安全规范也已拟订,一旦经美国政府批准,预计这些新种的销售将呈急剧扩增之势。一个合适的例子是已作Roundup耐受处理的大豆种子。孟山都公司1996年开始商业化引人该种大豆种子,当年种植了100万英亩;1997年增种至900万英亩;1998年将耕种2000万英亩。另有一些公司也正在引进和销售这类遗传改性后的种子。
工业角度的基因组研究、开发重点已转移到包括改善食物中油脂的质量等方面。以前绝大多数用于人造奶油的原料均为取自大豆的低溶解、高不饱和的油脂,这往往是工业氢化作用所致,这样最终的食品就含有了这种对人体有害的转移脂肪酸。正是依靠基因组技术,杜邦公司、开尔金公司和其他一些公司已开发和生产出某种对人体无害的性能好的油脂。这种新油脂对人体、对单胃动物都更富营养。另外在改善植物蛋白的营养值、改善植物碳水化合物的性质、含量等方而都作了努力。最终,食物中天然毒素的含量将被降到最低限度。
通过基因组技术,油脂的组成和种子的其他组分都能很方便地作戏剧性的调控,这些物质的应用将日益为工业界看重。最近的研究结果提示,改良根茎作物将最终提供商业上可供用的油脂。生物可降解塑料的大规模生产可通过某种十字花科植物的基因组来做到。这方而的工作正在抓紧进行,以其获得商业上的利益。遗传性改变植物的合成能力对于医药上的价值已有很多论述和例证。
基因组革命的实际效应在未来10年里还只是初露锋芒,在此期间,包括微生物、植物、哺乳动物的基因组都将得到测序,由此人们将知悉这些基因组的更多功能及控制这些基因功能的手段。迄今人类能操纵的只是少数一些植物,未来的挑战将要求我们善于捕捉各种机会,而基因组研究展示了成千上万的这种机会。