《生物科学技术》
Biotechnology
作者: David P. Clark BA , Nanette J. Pazdernik
出版社:Academic Cell
索书号:Q81/C592(12)/2016/Y
ISBN:9780123850157
生物科学技术是应用生物学、化学和工程学的基本原理,利用生物体(包括微生物,动物细胞和植物细胞)或其组成部分(细胞器和酶)来生产有用物质,或为人类提供某种服务的技术。近些年来,随着现代生物技术突飞猛进地发展,包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程以及生化工程所取得的成果,利用生物转化特点生产化工产品,特别是用一般化工手段难以得到的新产品,改变现有工艺,解决长期被困扰的能源危机和环境污染两大棘手问题,愈来愈受到人们的关注,且有的已付诸现实。
因此,生物技术不仅是一门新兴的、综合性的学科,更是一个深受人们依赖与期待的,亟待开发与拓展的领域。现代生物技术研究所涉及的方面非常广,其发展与创新也是日新月异的。现今生物科学的专业研究综合了基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术。随着社会的成熟与发展,生物技术的发展不断拓展着人们的生活,使人们的需求得到越来越多的满足,为很多与人们生活切实相关的问题找到解决的方法。生物技术的发展,意味着人类科学各领域技术水平的综合发展;生物技术的发达程度与安全程度,也意味着人类文明的发达程度。
以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛,并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术(Biotechnology)是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称,是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合,来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种,以工业规模利用现有生物体系,以生物化学过程来制造工业产品。简言之,就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等,其中,基因工程是现代生物工程的核心。基因工程(或称遗传工程、基因重组技术)就是将不同生物的基因在体外剪切组合,并和载体(质粒、噬菌体、病毒)的DNA连接,然后转入微生物或细胞内,进行克隆,并使转入的基因在细胞或微生物内表达,产生所需要的蛋白质。有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业,用以开发特色新药或对传统医药进行改良,由此引起了医药产业的重大变革,生物制药也得以迅速发展。
生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程,其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术,对DNA进行切割、插入、连接和重组,从而获得生物医药制品。生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料,采用生物学工艺或分离纯化技术制备,并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂,包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品(DNA重组产品、体外诊断试剂)等。人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品,根据其用途不同可分为三大类:基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病,保护人类健康中,发挥着越来越重要的作用。
很多人认为,2000年是生物技术产业投资年。人类基因测序的完成和公布,是科学史上的又一个里程碑,它令很多投资者为之神魂颠倒。2000年美国的生物技术产业股票市场新增300亿美元,这一数值大大超过前5年该产业股市投资的总和,生物技术的股票与其它科技行业股票异常高涨。很多迹象表明,生物技术产业虽然历史不到30年,但正步入成熟期。
美国经济处于衰退中的2001年,生物技术产业仍吸收了150亿美元的投资,这是该产业历史上第二大的投资年。投资者认为,生物技术公司,特别是那些专攻新药的生物技术公司和其合作的制药公司,在未来的5年中,将推出数百种一类新药。生物技术在基因科学、蛋白质学、生物信息学、计算机辅助药物设计、DNA生物芯片和药物基因学等领域中的突破,使对疾病的攻克进入分子水平。很多投资者认为,用生物技术方法开发新药将得到回报。
根据美国生物技术产业组织(BIO)的统计,1982—2000年间,大约有120个生物药进入市场;2001年有300个新药正在进行最后阶段的临床试验。根据过去的经验,到2007年,美国食品与药物管理局(FDA)大约要批准其中的240个新药进入市场,从而使市场上的生物技术药翻2倍。大多数生物技术新药是用于治疗心脏病、癌症、糖尿病和传染病的一类新药。
生物技术的显著应用不仅在健康行业,生物技术在其它产业中的研发投入也十分突出。依靠生物技术,农业上用更少的土地生产更多的健康食品;制造业可以减少环境污染、节省能耗;工业可以利用再生资源生产原料,以保护环境。
生物技术产业的成熟除了体现在产品开发方面外,另一个主要标志是行业的现金储量。2000年由于生物技术产业在社会上筹集了大量资本,大多数生物技术企业在2001年的资金情况很好。根据Ernst & Young’s 2001年生物技术报告,美国上市的340家生物技术公司中,超过半数的公司现金储量可维持三年以上的运行,这为该行业今后的快速发展奠定了良好基础。
生物技术产业成熟的另一个标志是合并化。资金雄厚的生物技术企业,如基因公司,正在兼并其它辅助性技术公司,从而形成综合性的生物制药公司,能够开发、生产和销售自己的产品。这种兼并活动,不仅增加企业的产品种类和收入,同时也有助于提高整个行业的竞争力。
生物技术产业是新经济的主要推动力。尽管最近生物技术产业的股值也缩水很大,但其过去所得多于现在所失。在过去的一年中,纳斯达克生物技术指数下降了20%,但与前三年相比,该指数的增长仍接近100%。在目前的熊市状态下,该指数的表现优于纳斯达克综合指数和道琼工业指数。很多分析家认为,2002年生物和医药股将表现平平但健康发展,在今后的12至24个月中,生物股将再次起飞,新的生物技术产品将开始进入市场。
目录
1.生物技术基础
2.DNA RNA和蛋白质
3.重组DNA技术。
4.体内和体外DNA合成。
5.基于RNA的技术。
6.免疫技术
7.纳米生物技术
8.基因组学与基因表达
9.蛋白质组学
10.重组蛋白
11.蛋白质工程
12.环境生物技术。
13.合成生物学
14.从手机到机器人
15.转基因植物和植物生物技术.转基因动物。
16.遗传性缺陷和基因治疗。
17.克隆和细胞..。
18.癌
19.衰老和凋亡。
20病毒和朊蛋白感染..。
21.生物战:传染病与生物恐怖。法医分子生物学
22.生物技术中的生物伦理
朱旺 武汉大学生命科学学院 硕士研究生