基因工程菌是通过
DNA重组技术将目的基因导入细菌体内并表达目标蛋白的工程化微生物,常用宿主包括
大肠杆菌等。其核心技术涉及构建重组DNA分子并导入受体菌实现性状改造,同时包含
基因表达、突变及导入技术,需满足高转化率、安全无毒等特性。该技术广泛应用于医药、农业及工业领域。
从1921年到目前为止,医学上一直采用能降低人体内血糖含量的胰岛素治疗糖尿病。但胰岛素以往主要靠从牛、猪等大牲畜的胰腺中提取,一头牛或一头猪的胰脏只能产生300个单位或30毫升的胰岛素,而一个病人每天则需要40个单位或4毫升的胰岛素,显然胰岛素产量远远不能满足需要。基因工程技术的问世,为解决这个问题提供了一条崭新的途径。人的胰岛素基因,是一段有特定结构的
DNA分子,它指挥着胰岛素的合成。
科学家们把人的胰岛素基因送到
大肠杆菌的细胞里,让胰岛素基因和大肠杆菌的
遗传物质相结合。人的胰岛素基因在
大肠杆菌的细胞里指挥着大肠杆菌生产出了人的胰岛素。并随着它的繁殖,胰岛素基因也一代代的传了下去,后代的
大肠杆菌也能生产胰岛素了。这种带上了人工给予的新的遗传性状的细菌,被称为基因工程菌。
带有人的胰岛素基因的基因工程菌放到大型的发酵罐里,给它提供合适的条件和营养物质,进行人工培养,可以大量繁殖,生产出大量的
人胰岛素。
大肠杆菌就成为生产胰岛素的“活工厂”。1981年人胰岛素基因产品已投入市场,解决了胰岛素药源不足的问题。