加拿大的研究人员预计,不久将出现一种以“分子农业”为主导的农业革命。这种高科技农业的新方法,是利用遗传工程来研制能生产疫苗、药品和生物降解塑料的植物。

分子农业的一种方法是从动物或细菌“切除”特定的基因,然后将它们“粘附”在植物细胞上,这是个耗时的过程。如果外来基因插入成功,将出现载有能生产疫苗和其它产品所需的新遗传物质的“转基因”植物。研究人员也能应用天然植物病毒作为媒介或新基因的载体,将遗传物质从一种植物转到另一种植物上,以生产高浓度的有价值的药物,如抗生素等。热心于此事的韦斯特生物技术公司的董事长麦坎(McCann)指出,分子农业技术在飞速发展,预计“基因组学”——一种鉴别每个基因成分化学组成的学科,将从根本上改变农业的前景。

经遗传工程改造的植物已显示出控制某些动物疾病的能力。丹尼斯兽医病毒研究所的研究人员证实,豇豆植物产生的疫苗能保护水貂不受水貂肠炎病毒(一组使狗和猫发生瘟疫的病毒)的侵袭。科学家研制的这种新疫苗,首先是通过遗传工程改变已有的虹豆花叶病病毒,然后接人豇豆植物上作为疾病的媒介。这些植物产生大量水貂肠炎病毒,研究人员将它们进行回收和用于接种试验动物,使这些动物对此病产生抵抗力。根据韦斯特生物技术公司的报告,每年因呼吸系统而死亡的家畜达十亿美元。加拿大兽医传染病机构和卡尔加里大学的科学家正在集中研究用植物来生产疫苗,以预防家畜呼吸系统疾病。

加拿大的一个叫SemBioSys公司,从canola植物中研制出一种有助于防止心脏病发作的血液抗凝剂。在西安大略大学的科学家正试图研制更多的疫苗,以防治糖尿病、风湿性关节炎、红斑狼疮。其他研究人员用土豆生产的疫苗对付几种引起腹泻的疾病,以降低儿童传染病的发病。从收获大量的经遗传工程改造的烟草植物而得到的、用于药物公司而不是香烟制造的产品,烟草种植者不久将为意外的美好经济前景而高兴。生物资源技术公司的研究人员,从这种烟草中提取了150种有用的蛋白质和一种在实验室试验表明有改善癌症病人生存时间潜力的疫苗。

[杨觉雄编译自The Futurist,1999年第1期]

昆虫:人类未来的朋友

1960年,英国研究人员克利斯 · 库蒂斯(Chris Curtis)提出了一个奇妙的建议:改变疟蚊的遗传性,使其不能携带使人患病的原虫细菌,以解决疟疾问题。回过头看,此建议不过是现代遗传学处于萌芽状态时的科学想象。

目前,科学家已能从事生产专门设计的、其遗传性状已被改变的既不能传播疾病,也不能破坏作物的昆虫了,而且受益范围还不限于医学和农业。科学家还打算把这些昆虫变成小工厂,这很像把母牛的遗传性改变,使其产出的乳汁含有实验性的药物一样。

要满足各种可能的需要,重新安排昆虫DNA的设想是充满着潜在危险的。因为,改变昆虫的遗传密码,稍有不慎可能会产生无法预知的变化。超级杀手把珍贵的昆虫杀死了;抗农药的昆虫得不到控制,到处破坏农作物;经改良的昆虫像螫人蜂一样威胁人类。上述情况出现怎么办?难怪华盛顿科学家联盟的玛格丽特 · 麦隆(Margret Mellon)不无担心地说:“目前,我们还没有解决出了差错产生问题所需的生态控制这方面的经验。”

对麦隆的话,遗传学研究人员认为:农药的广泛使用破坏了环境生态,使之出现了抗药性及扼杀同类等昆虫的出现,但由昆虫传播的疾病,目前仍是热带世界的主要问题。

就以疟疾来说,一年被它夺去多达270万人的生命。不过,最近有一个突破,使得科学家们朝着用改变昆虫遗传性的办法就能控制住疟疾和其它由昆虫传染的疾病的那一天又近了一些。这是研究人员用传播黄热病和登革热的疟蚊做实验得到证明的。

[程天友译自 21st Century,1999年3月3日]

端粒酶与抗衰老研究

科学家近期研究确认,再生组织能够帮助烧伤和糖尿病患者康复以及防御老年疾患和烦恼。步入老年皮肤光泽无皱纹可能吗?据得克萨斯大学研究人员报道,一项使人体细胞长盛不衰的新技术有望使美梦成真。给实验室培植的人体细胞注入一种抗衰老酶已使细胞正常存活期延长了4倍,更具重大意义的是这些经生物工程技术改造的细胞到目前为止并未显现出致癌病变的迹象。因为癌细胞可以无限分裂与繁殖,而其标识物就是端粒酶。

得克萨斯大学所属达拉斯西南医疗中心的细胞生物学及神经科学教授杰里 · 谢伊(Jerry Shay)评论说:“经长期研究,我们已搞清如何防止细胞衰老机理了。”他主持的研究结果在近期的《自然遗传学》杂志上发表。

谢伊领导的研究小组将端粒酶植入细胞中,导入的端粒酶有效地调节了细胞生物钟,同时使它们像年青活泼的细胞一样生存繁衍。

谢伊坦诚告诫说:“这并不意味我们只要给细胞植入端粒酶就可以一劳永逸长盛不衰了。因为这样做并不能解决人类生存所面临的所有问题,所以我们仍会死亡。另外,人生中意外伤亡事故以及与细胞老化无关的健康疾患我们都无法避免。

随着人们步入老年,表皮细胞产生的连接组织胶原逐渐减少。这时皮层变薄,弹性下降,因此更容易起皱。谢伊指出:“不远的将来向人体表皮细胞中输注端粒酶并恢复其皮肤活力以便促使女性再生胶原确实可行。”

设在加利福尼亚州门罗公园内的杰龙生物技术公司已获授权推广这项技术。

目前杰龙生物技术公司正在潜心研究几种基因疗法应用的可行性。不过该公司科学主管C · 哈雷(C. Harley)强调,人体治疗应用还有待多年研究才可完善,深入研究还将有助科学家发现抑制端粒酶在癌细胞中活动的方法。谢伊展望说:“上述研究有可能导致发现某种强力抗癌剂,那将意味着癌细胞无法分裂繁殖。”

[易家康译自Insight,1999年2月8日]

美科学家呼吁放宽对人体胚胎研究的限制

近期无性繁殖和细胞研究方面的进展已激励科学家呼吁结束人体胚胎研究的禁令。有关科学家强调,生物技术人员已经分离出人体胚胎干细胞,这类细胞经过巧妙处理和培育后可用来治疗疾病。这类实验室培育的组织最终可以生成人类肢体,用于替代或增强受损器官的功能,而且不存在被人体排斥的可能性。

最近,美国一些著名研究人员已就此问题发出呼吁。得克萨斯技术大学的生物化学家约翰 · 莫罗(John Morrow)称该禁令确属愚昧行为,同时强调,大量证据说明细胞研究蕴含着产生治疗人类可怕疾病的可能性。美国再生研究协会主席、泌尿学家拉里 · 利普舒尔茨(Larry Lipschlutz)声称:“目前放宽这项研究禁令的时机已经成熟。

科学家近期呼吁是由下述主要事件引发的:去年12月,日本研究人员宣布他们采用取自成年奶牛细胞已经克隆出8头小奶牛。虽然此前早有克隆奶牛成功先例,但是日本研究人员显然已经完善了全套克隆技术,即抽取特种类型细胞核,将该细胞核嵌入一个细胞核已移出的卵细胞并用一种化合物营养液浸泡这个混合卵。待时机成熟再将这个混合卵植入一头代用奶牛体内受孕和分娩。

曰本研究人员宣布克隆奶牛的消息不到一周,杰龙生物技术公司的一名生物技术人员在参议院听证会上证实他用人体胚胎细胞培育成功人体脑细胞。这项研究成果使反对者豁然惊醒,他们一再坚持人体胚胎细胞有潜在克隆人的倾向,所以极力反对放松这项研究的限制。

美国再生医学协会董事会成员罗伯特 · 斯蒂尔曼(Robert Stillman)解释说,禁令只适用政府机构和接受资助的大学科研人员,然而这反倒鼓舞了日本科学家大力拓展这项课题研究。禁令还迫使顶尖科学家和著名医生撤离大学私下寻求合作研究工作,以此摆脱政府的审查监督。

[易家康译自Insight,1999年2月8日]

铝透镜聚焦X射线

X射线不能聚焦——现在这种看法已被科学家驳倒了。他们已研制出一种用于X射线的透镜——它以光的折射为基础。

X射线透镜用对X射线透明的铝做成。直径1毫米的小透镜被围在由铜合金做成的宽环里,它的外表像一枚10法郎硬币。项目负责人说:“用玻璃透镜办得到的一切,铝透镜与X射线结合在一起,同样可以办得到——且比用可见光更好。”

这里物理学家要解决两个课题。一个是固体的折光率用于X射线的聚焦太弱。另一个是用于X射线的固体材料其穿透性较用于可见光的玻璃差。

研究人员通过透镜表面强烈的弯曲及大量串联的透镜,来弥补对X射线薄弱的折光率。作与可见光的会聚透镜是凸起的,X射线透镜不一样,是凹入的。缩减聚焦场用附加的抛物线外形,通过选用像铝或铍轻材料来降低对X射线的吸收。

用这种透镜制成的X射线显微镜,它比光学显微镜具有更高的分辨率。首先对于可见光不透明的物体可用X射线显像。例如物体不必事先打开,就可见到工件内部微细裂纹。如红血球细胞可在它的自然环境下不着色检查,以便找到寄生虫踪迹及跟踪它的物质代谢。

[宣庆元编译自VDI Nachrichten,1999年3月19日]