找到基因:DNA文庫
在你能轉移一個基因之前,你得先在基因組數百萬個字母中找到它。一種方法是建DNA文庫:把一種生物的整個基因組切成片段,把每個片段選殖進一個單獨的載體,並保存整個集合。你的基因就在那個文庫的某處——然後你篩選出攜帶它的選殖,就像從一個巨大書架上抽出一本書。
這裡有個麻煩。一個人類基因含有內含子——在蛋白質合成之前會被剪切掉的片段——它們打斷了有用的外顯子。細菌無法去除內含子,因此把原始基因交給它會把蛋白質弄亂。
完整旅程,從頭到尾
現在這條路徑中的每個工具都串成了一個流程。下面就是人類胰島素基因如何從一個人的細胞旅行到一個能源源不斷產出可用胰島素的細菌中。
- 找到並分離基因——從DNA文庫中,或用反轉錄酶把它的信使RNA複製成不含內含子的cDNA。
- 用同一種限制酶切割基因和表達載體,再連接成一個重組質體。
- 用質體轉化細菌,並篩選出攝取了它的細胞。
- 培養細胞;載體的啟動子驅動基因表達,於是細菌製造出人類胰島素蛋白。
- 收穫並純化蛋白質——這個細菌已成為一個充當工廠的轉基因生物。
任何以這種方式最終攜帶了另一物種基因的生物都是轉基因生物。同樣的邏輯應用於植物和動物,就產生了農業和研究中的基因改造生物。
關於GMO的一句實話
GMO激起強烈情緒,因此把話說清楚會有幫助。這裡的工具讓我們能加入單個被充分理解的基因——比方說,讓一種作物抵抗某種特定昆蟲的基因,或讓細菌釀造一種藥物的基因。主要的科學機構報告說,市場上經批准的轉基因食品與其常規對應食品一樣可以安全食用。