生物技术——未来的技术

生活中含有有毒化学物质的产品的出现是导致环境日益污染、人类健康受到威胁的原因之一。在此背景下，生物技术（CNSH）应运而生，为人类解决环境问题、保护健康、创造安全生活提供了完美的解决方案。

生物技术是建立在生物体或生物组织系统之上，以生产和创造基于生物学的技术产品的产业，尤其广泛应用于农业、食品科学和制药业，以环保产品服务于人们的需求和生活，同时发展经济和社会。

生物技术这一术语由卡尔·沃斯基于1917年提出，是指在生命科学的基础上，结合研究过程与技术设备，创造技术规模，利用微生物、植物和动物细胞的生命活动，在工业规模上生产高质量的生物制品。

生物技术涉及诸多领域，例如：生物信息学——利用计算技术解决生物问题的多学科交叉领域；蓝色生物技术——应用于海洋和渔业；绿色生物技术——应用于农业；红色生物技术——应用于医药；白色生物技术——应用于工业。生物技术综合继承了微生物学、遗传学、生物化学、生理学、分子生物学、免疫学、应用微生物学、生物化学技术等基础科学领域的成果，取得了巨大成就，未来发展前景广阔。

生物技术是在遗传学、细胞融合、生物反应（包括发酵技术、酶技术、生物反应器）、组织培养、细胞培养、胚胎移植、核移植等新技术的基础上发展起来的，为经济和技术领域的生物革命做准备。

如今，在农业领域，随着组织培养技术的进步，人们可以在实验室中培育品种，其生产速度远超传统方法，产量提高了2500倍。组织培养技术也允许通过漫长的培育过程来获得具有相同完美基因的产品，并培育新的品系。

分子生物学技术应用范围广泛，可用于检测生产过程、食品或生态系统中的有毒物质。分子生物学技术还有助于在胚胎或幼苗的早期阶段筛选出具有性别、抗病性和特殊条件下的抗性等有益特性的个体。

利用分子生物学技术，人们已经制备出在诊断中具有多种用途的单链抗体。分子生物学在诊断（动植物疾病）和育种领域有着尤为突出的应用。

迄今为止，生物技术的主要革命是基因工程（或重组基因工程）。现在，人们只需检查接收新基因的细胞的“一致性”，就可以将外来基因引入人体的任何部位。这一成功意义非凡，因为它可以将复杂的生物过程分解成简单的部分，从而轻松确定每个基因的任务和活动模式，从而确定分子结构与任务之间的关联。

得益于基因工程，人类能够设计和制造出从未存在过的微生物和细胞。这些人工微生物能够大规模合成高价值产品，有效地保护人类健康，改善生活质量。

在栽培方面，将外来细菌基因（如抗除草剂、抗虫、抗病等基因）转移到植物细胞中，将使植物获得特殊的品质。

最近，美国培育出了一种抗虫害的玉米，因为这种玉米的每个细胞都携带有能产生杀虫细菌苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体的基因。

将马铃薯细胞与番茄细胞融合，培育出马铃薯植株，是一项独一无二的成就。这种马铃薯植株从地下根部长出马铃薯块茎，并在植株上结出番茄果实。迄今为止，已有近20种作物进行了基因改造，其中另有20种已达到育种家预期的效果，并已投入生产。

在牲畜方面，已有十多个品种（包括牛、猪、山羊、绵羊、兔、鸡、鱼等）成为研究重点。该研究方向旨在培育抗病能力强的牲畜和宠物品种，并显著提高肉、奶和蛋的品质。

随着基因移植、受精卵移植和细胞培养等技术的发展，牛的选育取得了非常重要的进步。通过从一头选定的优良品种母牛与另一头优良品种进行人工授精，可以培育出具有所需选育特征的杂交受精卵。这种受精卵可以很容易地提取出来，并从一个国家运输到另一个国家，植入当地母牛的子宫，使它们怀孕并产下具有选定优良特征的牛犊。

此外，通过在受精卵开始分裂时分离单个细胞，可以创造出许多胚胎。这些胚胎会进行染色体检查（以仅保留那些能够产下母牛犊的胚胎），并被冷冻保存以进行长期储存，以便运输到世界各地。

基因工程还允许饲养者从正常母牛的受精卵中取出细胞核，并用具有选定优良特性的母牛的细胞核替换它，从而产生具有新细胞核的受精卵，然后将该卵子重新插入正常母牛的子宫，使其怀孕并产下具有所需特性的小牛。

全球最大的科学家社交网络ResearchGate在2017年总结中，列出了生物技术领域最引人关注的五大趋势：生物电——帮助细胞产生更多先天免疫反应，对抗感染和损伤；再生医学——利用干细胞疗法、组织工程和人工器官来修复、修复或替换受损的器官或组织；癌症免疫疗法——帮助人体免疫系统识别并摧毁癌细胞；CRISPR/Cas9基因编辑——模拟细菌保护自身免受病毒侵害的方式；单细胞RNA测序，用于发现许多新的、此前未知的细胞类型。我们有理由期待生物技术能够取得新的成就，有效地服务于人类利益。

香江