超拽很有个性的句子:微生物基因工程改造的目的有哪些？改造的基本策略有哪些？

基因工程说得简单一点，实际上就是基因拼接，就是把两个DNA分子经过切割和重组在一起，变成一个杂合的DNA分子，这个杂合的DNA分子，再转回到生物的DNA分子里面去，就可以变成一个新的生物。第一个基因工程的药物就是胰岛素，可以把人的胰岛素的基因提取出来，接在一个小的植类的载体上，得到一个重组的植类，再转化到大肠杆菌，细菌并不认为是人的基因就不管它，会当成自己的基因进行胰岛素的合成，每一个细胞就相当于生产胰岛素的工厂，实际上我们可以通过改变胰岛素基因前面的调控序列，让细菌的细胞停止合成其他的蛋白质，只合成胰岛素。是把萤火虫的发光基因转移到烟草，就可以发光；把人的生长基因放在老鼠里面，就可以比普通老鼠大好几倍。我们完全可以打破界限，把人的基因转移到细菌基因里面，把细菌的基因转移到人的基因里面，把动物的基因转移到植物的基因里面，只要把DNA分子拿出来接在一起，就可以转移到另外一个细胞里面去，这就是所谓的基因工程。

通过基因工程，使新一代微生物具备原先不具备的能力，比如通过改造让大肠杆菌可以生产蜘蛛丝蛋白，在通过深加工可以制作防弹衣。再比如让某种培育简单的细菌可以生产胰岛素，或者抗生素等等。甚至可以将很多不可思议的功能改造移植到一些常见微生物。

当然，基因改造也是双刃剑，威力无穷，既能造福人类，又能遗患万年。不过，任何一门科学技术，只要已经出现，恐怕就不是我们所能完全控制的了。

整理资料：
以人类基因组计划为代表的生物体基因组研究成为整个生命科学研究的前沿，而微生物基因组研究又是其中的重要分支。世界权威性杂志《科学》曾将微生物基因组研究评为世界重大科学进展之一。通过基因组研究揭示微生物的遗传机制，发现重要的功能基因并在此基础上发展疫苗，开发新型抗病毒、抗细菌、真菌药物，将对有效地控制新老传染病的流行，促进医疗健康事业的发展产生巨大影响。牛痘疫苗的应用使人类历史上首次成功消灭了一种疾病——天花，而目前的基因工程疫苗也为疾病的有效预防发挥了巨大作用，如乙肝病毒的预防等。

从分子水平上对微生物进行基因组研究为探索微生物个体以及群体间作用的奥秘提供了新的线索和思路。为了充分开发微生物（特别是细菌）资源，1994年美国发起了微生物基因组研究计划（MGP）。通过研究完整的基因组信息开发和利用微生物重要的功能基因，不仅能够加深对微生物的致病机制、重要代谢和调控机制的认识，更能在此基础上发展一系列与我们的生活密切相关的基因工程产品，包括：接种用的疫苗、治疗用的新药、诊断试剂和应用于工农业生产的各种酶制剂等等。通过基因工程方法的改造，促进新型菌株的构建和传统菌株的改造，全面促进微生物工业时代的来临。

我国微生物基因组研究已经占据一定国际地位

由于微生物相对于其他生物体而言结构简单、基因组较小，因此研究周期短，进展迅速。世界各国普遍参与并关注该领域的发展。目前病毒基因组研究已全面进入功能基因的研究阶段；细菌基因组研究全面展开，在大量测序工作进行的同时，功能基因组的研究也已在进行之中；部分真菌和小型原虫的基因组研究也逐渐展开。从1995年国际上第一个细菌流感嗜血杆菌全基因组测定完成，在随后的几年中，微生物（这里包括细菌和真菌）的全基因组序列测定进展很快，仅2000年一年就公布了15种微生物的完整序列。截止到现在，总共完成了微生物基因组研究40多项，基因组大小从几百kb（千碱基对）到十几个Mb（兆碱基对），还有160多种微生物的测序工作正在进行之中。

鉴于微生物在多领域发展中具有重要价值，因此国际上许多国家纷纷制订了微生物基因组研究计划，对微生物基因资源的开发展开了激烈竞争。发达国家和一些发展中国家首先对人类重要病原微生物进行了大规模的序列测定，随后又对有益于能源生产、改善环境以及工业加工的细菌开展了基因组序列测定工作。

在此期间，我们国家在侯云德院士、闻玉梅院士等老一辈科学家的倡导下，也及时开展了微生物基因组工程的研究。在强伯勤院士的大力支持下，由金奇教授主持完成的痢疾杆菌福氏2a301株的全基因组序列测定，是我国第一个向国际上发布并率先完成的微生物基因组项目。在陈竺院士和杨焕明教授等领导下的病原微生物钩端螺旋体、滕冲嗜热菌及黄单胞菌等的全基因组序列测定也先后完成，后续的功能基因组研究正在进展之中。目前即将完成的有工业菌株氧化葡萄糖酸杆菌、青霉菌及病原菌表皮葡萄球菌等。将要启动的新一批微生物基因组项目包括人类病原微生物、工业微生物、环境保护微生物等等。这标志着我国在微生物基因组研究领域中已经占据了一定的国际地位，同时也为发展我国有自主知识产权的微生物基因资源的开发和产业化奠定了基础。

人类病原微生物基因组研究设计新型疫苗开发新型抗微生物药物

由于新老传染病的流行和再现，病原微生物的变异和致病机制更加复杂和多样化。因此，迫切需要我们从更深层次去了解和研究它们，而基因组研究则从分子水平上奠定了坚实的基础。在遗传信息解析的前提下，为临床治疗中寻找更灵敏特异的诊断分型手段、发展高效的基因工程疫苗及筛选新型药物提供了线索和保障。

科学家们对大量基因组资料分析后发现，在微生物的染色体上，一些功能相近的基因毗邻分布形成“小岛”样的结构。这些岛包括“毒力岛”、“代谢岛”，甚至可能还存在着“分泌岛”、“调控岛”等等。毒力岛的发现和研究使人类在认识细菌的致病性方面更进了一步。

有科学家认为，人类病原微生物基因组研究最重要的价值就在于其对疫苗的设计以及新型抗微生物药物的开发所产生的巨大推动。从反向疫苗学的角度首先对全基因组序列进行生物信息学分析，预测开放读码框架（ORF，openreadingframe），发现新的外膜蛋白基因，筛选表达保护性抗原，以制备高效疫苗。这种思路已在衣原体的研究中取得成功。在一系列研究中发展起来的新技术和新方法对于促进功能基因的发现和重要功能基因的研究显得尤为重要。通过这些方法的应用发现了一系列与毒力、耐药和定居等相关的基因，并且可以在此基础上深入研究病原体与宿主的相互作用。

大肠杆菌作为人体正常菌群中重要的一员，同时也被作为基因组研究的模式生物，较早完成了其基因组序列的测定。而致病性的大肠杆菌，如大肠杆菌O157的基因组研究也已完成，将非致病的大肠杆菌和致病性的大肠杆菌进行序列的比较，就可以得到许多有价值的资料，例如：与致病性相关的基因，以及一些保守性的共有基因等。科学家对与慢性胃炎和胃癌可能相关的病原菌幽门螺杆菌进行的研究发现，该菌具有特殊的基因使之能在胃酸存在的条件下生存，从而被人体长期携带，在该研究的基础上可以探讨其与癌症发生相关的分子机制。引起沙眼的沙眼衣原体以及导致性病的梅毒螺旋体等大量疾病的致病微生物正处于研究阶段。科学家们希望发现病原生物致病相关的关键基因或基因群，从而有针对性地发展更为有效的防治对策，而微生物在宿主组织中生长所需要的物质合成、分解代谢以及调节相关基因都可以作为抗微生物药物设计的候选靶位。微生物完整的基因组序列提供了丰富的信息资源，为发现新的、更有效的药物靶位和保护性抗原提供了最大的可能。

大量基因组序列的积累，促进了比较基因组学的发展。以微生物序列信息为杠杆，加快了其它种类生物测序，同时也促进了微生物本身独特核苷酸序列的发现，为临床治疗发展更灵敏特异的诊断分型方法奠定了基础；微生物与人类相似的致病相关蛋白的发现，也为人类遗传病的研究提供了线索。

工业微生物基因组研究不断发现新的特殊酶基因及功能基因

工业微生物涉及食品、制药、冶金、采矿、石油、皮革、轻化工等多种行业。通过微生物发酵途径生产抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等；某些特殊微生物酶参与皮革脱毛、冶金、采油采矿等生产过程，甚至直接作为洗衣粉等的添加剂；另外还有一些微生物的代谢产物可以作为天然的微生物杀虫剂广泛应用于农业生产。通过对枯草芽孢杆菌的基因组研究，发现了一系列与抗生素及重要工业用酶的产生相关的基因。乳酸杆菌作为一种重要的微生态调节剂参与食品发酵过程，对其进行的基因组学研究将有利于找到关键的功能基因，然后对菌株加以改造，使其更适于工业化的生产过程。国内维生素C两步发酵法生产过程中的关键菌株氧化葡萄糖酸杆菌的基因组研究，将在基因组测序完成的前提下找到与维生素C生产相关的重要代谢功能基因，经基因工程改造，实现新的工程菌株的构建，简化生产步骤，降低生产成本，继而实现经济效益的大幅度提升。对工业微生物开展的基因组研究，不断发现新的特殊酶基因及重要代谢过程和代谢产物生成相关的功能基因，并将其应用于生产以及传统工业、工艺的改造，同时推动现代生物技术的迅速发展。

农业微生物基因组研究认清致病机制发展控制病害的新对策

据资料统计，全球每年因病害导致的农作物减产可高达20％，其中植物的细菌性病害最为严重。除了培植在遗传上对病害有抗性的品种以及加强园艺管理外，似乎没有更好的病害防治策略。因此积极开展某些植物致病微生物的基因组研究，认清其致病机制并由此发展控制病害的新对策显得十分紧迫。

经济作物柑橘的致病菌是国际上第一个发表了全序列的植物致病微生物。还有一些在分类学、生理学和经济价值上非常重要的农业微生物，例如：胡萝卜欧文氏菌、植物致病性假单胞菌以及我国正在开展的黄单胞菌的研究等正在进行之中。日前植物固氮根瘤菌的全序列也刚刚测定完成。借鉴已经较为成熟的从人类病原微生物的基因组学信息筛选治疗性药物的方案，可以尝试性地应用到植物病原体上。特别像柑橘的致病菌这种需要昆虫媒介才能完成生活周期的种类，除了杀虫剂能阻断其生活周期以外，只能通过遗传学研究找到毒力相关因子，寻找抗性靶位以发展更有效的控制对策。固氮菌全部遗传信息的解析对于开发利用其固氮关键基因提高农作物的产量和质量也具有重要的意义。

环境保护微生物基因组研究找到关键基因降解不同污染物

在全面推进经济发展的同时，滥用资源、破坏环境的现象也日益严重。面对全球环境的一再恶化，提倡环保成为全世界人民的共同呼声。而生物除污在环境污染治理中潜力巨大，微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物；还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质，并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究，在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下，有选择性的加以利用，例如找到不同污染物降解的关键基因，将其在某一菌株中组合，构建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同时降解不同的环境污染物质，极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究，以期找到其降解有机物的关键基因，为开发及利用确定目标。

极端环境微生物基因组研究深入认识生命本质应用潜力极大

在极端环境下能够生长的微生物称为极端微生物，又称嗜极菌。嗜极菌对极端环境具有很强的适应性，极端微生物基因组的研究有助于从分子水平研究极限条件下微生物的适应性，加深对生命本质的认识。

有一种嗜极菌，它能够暴露于数千倍强度的辐射下仍能存活，而人类一个剂量强度就会死亡。该细菌的染色体在接受几百万拉德a射线后粉碎为数百个片段，但能在一天内将其恢复。研究其DNA修复机制对于发展在辐射污染区进行环境的生物治理非常有意义。开发利用嗜极菌的极限特性可以突破当前生物技术领域中的一些局限，建立新的技术手段，使环境、能源、农业、健康、轻化工等领域的生物技术能力发生革命。来自极端微生物的极端酶，可在极端环境下行使功能，将极大地拓展酶的应用空间，是建立高效率、低成本生物技术加工过程的基础，例如PCR技术中的TagDNA聚合酶、洗涤剂中的碱性酶等都具有代表意义。极端微生物的研究与应用将是取得现代生物技术优势的重要途径，其在新酶、新药开发及环境整治方面应用潜力极大。

古生菌基因组工程一门新兴学科

古生菌作为分类上的一个特殊类群，由于其在进化研究中的特殊地位，近年来受到科学家们的格外关注。1996年，詹氏甲烷球菌成为第一个完成全基因组测序的古生菌，其基因组序列分析发现，甲烷球菌不像任何已知细菌。这一现象支持和肯定了古生菌的确是一个独立的域，也进一步支持了三域（细菌、古生菌和真核生物）划分的正确性。古生菌的大部分分支为嗜热菌，其嗜热酶多数可应用于工业生产中的生物催化。古生菌的研究还是一门新兴学科，一些基本的生物学知识还非常贫乏。对古生菌开展基因组研究，将从遗传基础方面加深我们对古生菌的认识，以便于更好地开发和利用。

获得新的微生物性状，通过基因拼接完成！