虽然糊涂不是农学家或植物学家,但基因工程却是糊涂的正专业。大学是微生物专业,在美国念的是分子基因学,Molecular Genetics。呵呵。做过酵母、哺乳动物细胞、老鼠,研究过酵母菌的代谢途径,哺乳动物发育、癌症发生及治疗、抗体结构及筛选,如今做的是药物微生物发酵生产。万变不离其宗:分子基因学。凭此一项技能,走遍如今生物学药学医学研究领域。
举个最常见的例子,bt基因,这是苏云金杆菌的简称。苏云金杆菌是一种广泛存在于土壤中和植物表面的细菌,有个特征,会形成蛋白结晶,在显微镜下可以很清楚地看见杆菌的体内有个巨大的结晶体,那是其超量表达的一种蛋白,叫做伴孢晶体。这是在外部条件恶劣的情况下,苏云金杆菌就会形成孢子,耐寒耐热,不吃不喝,静等环境变化。很多细菌有这个功能,但苏云金杆菌除了形成包子(哈,就叫庆丰包子好啦)外,伴随着包子还形成了蛋白结晶。这是其独特之处。
此蛋白专杀某些昆虫(鳞翅目鞘翅目昆虫),昆虫在吃植物时将苏云金杆菌的包子一并吞下,在昆虫肠道中,蛋白晶体溶解,杀死昆虫,而昆虫的尸体就成了苏云金包子转变为杆菌形式大量繁殖的最佳温床。
糊涂的大学论文做的就是这个,苏云金杆菌的学名是:Bacillus thuringiensis。因为这个毒蛋白结晶体而名闻遐迩,所以大家干脆就把这个毒蛋白称为Bt蛋白(取苏云金杆菌学名的字头),其基因就叫做Bt基因。不过糊涂大学那会儿做的不是转基因,而是研究苏云金杆菌的自然分布区域。
科学家们把这个细菌的bt基因复制出来,连接进一定的其他DNA形式中,promoter、terminater、以及选择mark基因等等,形成一段能够重组进入植物细胞基因组的“外来DNA”,然后通过细菌(通常为大肠杆菌)来大量复制,制造出百万千万上亿的相同DNA。
然后,使用农杆菌或基因枪的办法(不详细说了),把这样的外来DNA导入人工培养的植物胚胎前细胞中(比如 embryogenic callus),这类细胞继续发育会成为植物胚胎。外来DNA和植物胚胎前细胞的基因组发生重组,进入其基因组并正常表达出Bt基因以及选择marker。这样通过选择marker就可以把成功转化(tranformed,即外来DNA成功重组进入并表达)的植物前胚胎细胞挑选出来,继续培养成为植物胚胎。
这个能够表达苏云金杆菌Bt毒蛋白基因的植物胚胎,生长出来的植物,比如烟草、玉米、棉花、西红柿等等(杏啊桃啊也成,哈,不过没研究它们的害虫是否可被Bt蛋白杀死),就能够抵御害虫,害虫吃了它们表达有Bt蛋白的叶子,很快死翘翘,自然也就吃不多。它们的种子可以继续繁育出相同的植物,具有相同的功效。
这个叫做转基因,细菌的基因,进入了植物基因库。
不晓得说清楚了没?