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三项主要开发成果可看作是生物工艺学的标志

在生物工艺学的发展历程中出现了许多奇迹，其中有三项主要开发成果可看作是生物工艺学的标志：

使用细菌制造人体干扰素、人体胰岛素和人体生长荷尔蒙等物质。也就是说，可以操控大肠杆菌等简单细菌，大量生产出上述化学物质供医疗使用。也可以通过改良细菌来生产其他各种化学物质和酶。

改良植物可以改变其对环境、疾病或杀虫剂的反应。例如，在西红柿的基因组中添加几丁质酶，就可以使西红柿获得抗真菌力。几丁质酶可以分解构成真菌细胞壁的几丁质。“农达（Roundup）”杀虫剂可以杀死所有植物，但是，在农作物中添加对“农达”产生免疫力的基因，就可以对这些农作物进行改良。

通过DNA鉴别身份。个体的DNA是唯一且各不相同的，通过相当简单的试验，就可以将案发现场提取的DNA样本与疑犯的DNA进行比对。聚合酶链反应（PCR）技术的发明对完成这个程序很有帮助。该技术可将DNA的小样本在很短的时间内放大数百万倍。

为了解生物工艺学中使用的某些技术，让我们先了解一下如何改良细菌来生产人体胰岛素。

胰岛素是一种简单的蛋白质，通常由胰腺产生。糖尿病患者的胰腺已受到损坏，因此无法产生胰岛素。由于人体在处理葡萄糖的过程中，胰岛素起着至关重要的作用，因此这是一个相当严重的问题。许多糖尿病患者必须每天注射胰岛素。在二十世纪八十年代之前，糖尿病患者使用的胰岛素是从猪身上提取的，十分昂贵。Talen

为了更经济地制造胰岛素，科学家将产生人体胰岛素的基因加入到普通大肠杆菌的基因内。基因定位后，普通的细胞机制就可以像制造其他任何酶一样制造人体胰岛素。通过大量培养改良细菌，然后杀灭并解剖这些细菌，便可以萃取、净化胰岛素，以经济的方式生产胰岛素。稳定细胞系构建

如此看来，关键在于如何将新的基因植入到细菌中。最便捷的方法是将基因切片成质粒——DNA 的一个小环，细菌通常以原始的性交方式相互传递该DNA环。科学家已开发出精密的工具来切割标准质粒，以及将新基因切片成标准质粒。然后，细菌样本将被质粒“感染”，其中一些细菌吸收了这些质粒，在其DNA中整合了新的基因。为了将感染和未感染的细菌区分开来，质粒还包含了一个基因，让细菌对特定的抗生素产生免疫力。通过使用抗生素处理抗样本，所有未吸收质粒的细胞将被杀死。当前，可以大量培养一种制造胰岛素的新型大肠杆菌，用于生产胰岛素。