随着技术的发展,生物技术领域出现了一门新学科:合成生物学。36 与传统生物技术的不同之处在于,合成生物学知道需要改变哪些基因,并且人们能够直接改变这些基因。这使研究人员能够有意构建一个生物体或为生物体提供新功能。37 换句话说,基因改造不是通过改变环境强加给生物体本身,而是由科学家在实验室中带着特定目的进行。由于合成生物学需要大量劳动力并且在实验室中进行,因此工业等大规模过程仍然主要依赖于传统生物技术过程,但这种情况在不久的将来可能会发生变化。
遗传多样性是特定物种的生物体中的遗传变异,即单个物种和人群中个体之间的遗传差异。基因是遗传的主要单位,从生物体传给了其后代。每个生物体的基因组合略有不同。遗传多样性允许物种随着时间的推移适应环境压力,并使变化(突变)成为可能。它构成了(自然)选择的基础,因此是人类的繁殖和其他形式的(遗传)操纵的基础,例如出于农业目的(品种,品种和菌株,包括克隆和杂种)。野生和育种物种的遗传多样性至关重要。种种和农作物的种类和农作物的种类在许多世纪中从一个生态系统转移到另一个生态系统,而耕种地区的野生物种通常在压力下。
(2) NGT 是一组不同的基因组技术,每一种技术都可以以不同的方式使用,以实现不同的结果和产品。它们可以产生与传统育种方法获得的生物体相同的修饰,也可以产生具有更复杂修饰的生物体。在 NGT 中,定向诱变和同源遗传(包括同源遗传)引入遗传修饰,而无需插入不可杂交物种的遗传物质(转基因)。它们仅依赖于育种者的基因库,即常规育种可用的全部遗传信息,包括可以通过先进育种技术杂交的远亲植物物种。定向诱变技术可对生物体基因组中精确位置的 DNA 序列进行修饰。同源遗传技术可将育种者基因库中已经存在的遗传物质插入生物体的基因组中。同源遗传是顺源遗传的一个子集,其结果是在基因组中插入由育种者基因库中已经存在的两个或多个 DNA 序列组成的重新排列的遗传物质副本。
绝大多数生物体中的 DNA 是生命的分子蓝图。DNA 中以序列形式存在的遗传密码首先以 RNA 的形式复制,然后进一步翻译为蛋白质。蛋白质在细胞中发挥结构或生化功能。1953 年,JD Watson 和 FHC Crick 报道了 DNA 的分子结构 [1]。从那时起,科学家们就一直试图开发能够操纵细胞和生物体遗传物质的技术。随着我们从细菌等低等生物转向人类等高等生物,基因操作变得越来越复杂和难以实现。许多生物体已被证明在遗传上难以处理,因为在这些生物体中基因操作仍然难以实现。随着 RNA 引导的 CRISPR-Cas9 系统的发现,一种简单有效的基因组工程方法现已成为现实。这项技术的发展使科学家能够修改各种细胞和生物体中的 DNA 序列,从而有可能改变生命的密码。基因组操作不再是实验瓶颈。如今,CRISPR-Cas9 技术已广泛应用于基础科学、生物技术和未来疗法的开发 [2]。法国微生物学家、德国柏林马克斯·普朗克病原体科学中心主任 Emanuelle Charpentier 和美国生物化学家、美国加州大学伯克利分校教授兼霍华德·休斯医学研究所研究员 Jennifer A. Doudna 因开发出一种基因组编辑方法而共同获得了 2020 年诺贝尔化学奖。该基因组编辑工具来自对一种名为化脓性链球菌的人类病原体 CRISPR-Cas9 系统的研究。
它们包括疫苗、疗法和治疗,源自生物体,可能涉及 DNA、核酸和其他生物成分。与传统药物不同,生物技术药物是使用复杂的生物技术工艺和技术生产的。生物技术的概念涵盖了为人类目的而改造生物体的广泛程序。生物技术药物为癌症、自身免疫性疾病和传染病等疾病提供有针对性的解决方案。
免疫力是人体耐受物体本土物质的存在(“自我”)的能力,并消除了异物(“非自我”)材料。这种歧视能力可保护免受传染病的保护,因为大多数小动物都被免疫系统识别为外来。对微生物的免疫力通常由对该生物体的抗体存在表明。免疫通常特定于单个生物体或一组密切相关的生物。有两种基本机制来获得免疫力,主动和被动。
在镜像细菌中,现有细菌的所有手性分子(蛋白质、核酸和代谢物)都被它们的镜像取代。镜像细菌无法从现有生命进化而来,但随着科学的进步,它们的创造将变得越来越可行。生物体之间的相互作用通常取决于手性,因此自然生物体与镜像细菌之间的相互作用与自然生物体之间的相互作用将大不相同。最重要的是,免疫防御和捕食通常依赖于手性分子之间的相互作用,而由于镜像细菌的手性相反,手性分子通常无法检测或杀死镜像细菌。因此,足够强大的镜像细菌可以在不受自然生物控制的情况下在环境中传播,并成为包括人类在内的前所未有的其他多细胞生物的危险机会性病原体,这似乎是合理的,甚至很有可能。