所以,世界上的生物尽管千差万别,但不论肉眼看不见的微生物,还是各种飞禽走兽、花卉树木以至号称“万物之灵”的人,所用的电码全都是相同的,就像全国邮政系统采用的是同一个密码本一样。60年代以来,科学家们经过分析研究,破译了全部密码,发现生物的密码全都是三联密码,总共有64种密码,并且把它们编成了密码表。所有生物都是按照这同一本密码来为各种各样的遗传性状编码的。不同生物之间的遗传信息可以互通有无,取长补短。科学家研究认为,既然生物的遗传性状是由不同的遗传密码决定的,如果我们改变一种生物的遗传密码,不就可以改变生物的遗传性状吗?人们能够人工制造世界上的万物,能不能用人工制造“生物”,创造出世界上新的动物、植物、微生物呢?
从这些大胆设想出发,“遗传工程”这一科学技术便应运而生。遗传学家们像其他工程技术那样,按照事先设计的方案,开始尝试用人工来制造一种新类型的“生物”,根据生物遗传的规律,重新安排遗传物质,使生物的遗传基因,从一个生物搬到另一个生物中去“安家落户”,改变遗传信息,从而改变生物的性状。例如,豆科植物的根部,寄生着一种特殊的细菌叫根瘤菌。它能直接从空气中吸收氮气,变成氮肥,是一种天然的“化肥厂”。如果通过遗传工程的方法,把豆科植物根瘤菌的遗传基因,搬到水稻、小麦等植物的遗传物质上,让它们也办起一个个“化肥厂”,那不就可以少上肥、多产粮吗?
遗传工程是怎样“施工”的呢?科学家研究,用人工的方法把我们需要的生物遗传基因核酸分子提取出来,在体外进行切割,彼此搭配,安装在特定的运载工具——载体上,输送到受体细胞中去,把不同生物的遗传特性重新组合起来,一种新类型的生物就诞生了。
遗传工程上通常用来切割遗传基因的“切刀”是一种酶,叫限制性核酸内切酶。酶是一种生物催化剂。食物在人体里就是由酶来“切割”的,各种淀粉也是靠酶“切割”然后变成糖的。遗传工程上用的酶,就像木工打家具连接用的榫头一样,可以使遗传基因和载体对接合缝。载体好比一列火车,切割下来的遗传基因好比一节车厢,把这一节车厢挂在列车的中间,运送到受体细胞中去。目前遗传工程常用的载体有两种,一种是细菌的质粒,一种是噬菌体,它们都寄生在细菌的细胞里。多少亿年来,质粒和噬菌体一直过着游手好闲的“寄生生活”,现在人们用它为遗传工程运送材料,充当运输工具,而且让它把遗传基因运送到目的地后,还要在“异乡”安家落户,发挥了它们的作用。近年科学家们发现,有一些质粒和噬菌体本身就具有遗传工程技术的本领,人们只要从旁指点,它们就可以把工程包下来。
科学家们研究认为,发展遗传工程这项新技术,不但能把不同微生物的优良性状结合在一起,而且在动物、植物和微生物之间,都可以互通有无,取长补短。如果把这项新技术应用在工农业生产和医药卫生事业上,必将发生不可估量的作用。事实表明,人类不仅能按物理学规律设计机器,而且能根据生物学规律来“建造”生物。随着科学家们对核酸研究的深入开展,对生命现象的认识也越来越深入,人类在作为自然界的主人的征途中必将跨出巨大的步伐。
(选自《现代科技万花筒》,1981年)