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为什么基因工程可以“指挥”细菌生产药物

2017-08-21 09:01 来源:科普中国网 
2017-08-21 09:01:46来源:科普中国网作者:责任编辑:郑然

为什么基因工程可以“指挥”细菌生产药物

  大自然是药物的宝库,许多具有良好疗效的药物都来自人体或其他生物体产生的天然成分。比如,青霉素就是由青霉菌代谢产生的一种抗生素。在实验室发现的一些药物的疗效很好,但在大规模生产使用时常常会遇到这样的难题:天然物质的化学结构复杂,人工合成起来非常麻烦,而如果从原本发现这些天然物质的地方进行提取,也只能得到很少的量,无法满足大规模使用的需求。而这个时候,小小的细菌就可以解决这个问题。

  细菌适应环境的能力很强,对生长环境不挑剔,繁殖也很快,因此只需要比较低的成本就可以“饲养”很多细菌来为我们服务。不过,这些细菌本身并不产生我们需要的药物,如何才能让它们学会生产药物的本领呢?

  一种生产抗生素的放线菌

  科学家通常利用基因工程的方法解决这个问题。此类药物通常是人体或其他生物体内的蛋白质,或是由酶类催化产生的,而这些蛋白质又是在相应的基因“指挥”下合成的。如果能够找出对应药物生产的基因,把它们带入到细菌的体内,并让它们发挥作用,细菌也就能够替代原来的生物体生产药物了。

  在基因工程的研究中,人们首先会对能产生天然药物的生物体进行研究,从它的细胞中找到“指挥”药物合成的遗传基因。此后,科学家会利用一种叫作聚合酶链式反应(PCR)的方法复制出许多药物合成所需的基因,并把它们连接在作为载体的质粒(一种小的环状DNA分子)上。人们会首先利用剪切DNA分子的酶类把质粒“剪开”,然后再利用连接酶将基因片段“粘贴”进去。这样的载体做好后,它们会被导入到细菌体内。于是,质粒中的基因就可以在细菌体内复制,并且“指挥”细菌生产药物了。(宫珏)

[责任编辑:郑然]

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