家アパートのインテリアセクション「遺伝子工学」。植物遺伝子工学の可能性貯蔵タンパク質の品質向上

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セクション「遺伝子工学」。植物遺伝子工学の可能性貯蔵タンパク質の品質向上

セクション「遺伝子工学」

植物の遺伝子工学

遺伝子工学の可能性

最初のトランスジェニック植物（微生物からの遺伝子が挿入されたタバコ植物）は 1983 年に入手されました。フィールドテストトランスジェニック植物（ウイルス感染に耐性のあるタバコ植物）は、1986年にすでに米国で実施されていた。

毒性、アレルギー誘発性、変異原性などの必要な試験をすべて合格した後。最初のトランスジェニック製品は 1994 年に米国で市販されるようになりました。これらは、カルゲン社の遅熟フレーバーセイバートマトとモンサント社の除草剤耐性大豆でした。 1 ～ 2 年以内に、バイオテクノロジー企業は、トマト、トウモロコシ、ジャガイモ、タバコ、大豆、菜種、ズッキーニ、大根、綿など、あらゆる種類の遺伝子組み換え植物を市場に送り出しました。

現在、総資本金1,000億ドルを超える世界中の数百の営利企業が、遺伝子組み換え植物の生産と試験に取り組んでいます。 1999年には、イギリスのような国の面積よりも大きい、総面積約4,000万ヘクタールにトランスジェニック植物が植えられました。米国では現在、遺伝子組み換え植物（GM作物）がトウモロコシと大豆作物の約50％、綿花作物の30～40％以上を占めています。これは、遺伝子組み換え植物バイオテクノロジーがすでに食品やその他の有用な製品の生産において重要な分野となり、多大な人的資源と資金の流れを引きつけていることを示唆しています。今後数年間で、栽培植物のトランスジェニック形態が占める地域がさらに急速に増加すると予想される。

実用化が承認されたトランスジェニック植物の第一波には、耐性（病気、除草剤、害虫、保管中の腐敗、ストレスに対する）のための追加遺伝子が含まれていた。

植物遺伝子工学の現在の発展段階は「代謝工学」と呼ばれています。この場合の課題は、従来の育種のように植物の既存の性質を改善することではなく、医学、化学生産、その他の分野で使用されるまったく新しい化合物を生産するように植物に教えることです。これらの化合物は、たとえば、特殊な脂肪酸、有益なタンパク質などです。高いコンテンツ必須アミノ酸、修飾多糖類、食用ワクチン、抗体、インターフェロン、その他の「薬用」タンパク質、環境を汚染しない新しいポリマーなどです。トランスジェニック植物の使用は、そのような物質の大規模かつ安価な生産を確立することを可能にし、それによってそれらを広範囲に消費しやすくする。

貯蔵タンパク質の品質の向上

主要な栽培種の貯蔵タンパク質は、密接に関連した遺伝子ファミリーによってコードされています。種子貯蔵タンパク質の蓄積は複雑な生合成プロセスです。ある植物の貯蔵タンパク質の遺伝子を別の植物から導入することによってその植物の特性を改善するという最初の遺伝子工学の試みは、1983年に米国でD.ケンプとT.ホールによって行われました。マメのファセオリン遺伝子は、Ti プラスミドを使用してヒマワリのゲノムに導入されました。この実験の結果得られたのは、サンビンと呼ばれるキメラ植物だけでした。免疫学的に関連するファセオリンポリペプチドがヒマワリの細胞で発見され、異なる科に属する植物間で遺伝子伝達が行われるという事実が確認された

その後、ファセオリン遺伝子はタバコ細胞に導入されました。再生された植物では、少量ではありますが、この遺伝子はすべての組織で発現されました。ファセオリン遺伝子の非特異的発現は、ヒマワリ細胞への導入の場合と同様、ファセオリンが総タンパク質の 25 ～ 50% を構成する成熟マメ子葉におけるこの遺伝子の発現とは大きく異なります。この事実は、キメラ植物を構築する際にこの遺伝子の他の調節シグナルを保存する必要性と、植物の個体発生中に遺伝子発現を制御することの重要性を示しています。

トウモロコシの貯蔵タンパク質であるゼインをコードする遺伝子は、T-DNA に組み込まれた後、次のようにヒマワリのゲノムに移されました。ゼイン遺伝子を持つ Ti プラスミドを含むアグロバクテリウム株を使用して、ヒマワリの茎に腫瘍を誘導しました。結果として生じた腫瘍の一部にはトウモロコシの遺伝子から合成された mRNA が含まれており、このことがこれらの結果を単子葉植物の遺伝子が双子葉植物に転写されたことの最初の証拠とみなす理由を与えています。しかし、ヒマワリの組織ではゼインタンパク質の存在は検出されませんでした。

遺伝子工学のより現実的な目標は、タンパク質のアミノ酸組成を改善することです。知られているように、ほとんどの穀物の貯蔵タンパク質にはリジン、スレオニン、トリプトファンが欠乏しており、マメ科植物ではメチオニンとシステインが欠乏しています。これらのタンパク質に追加量の欠損アミノ酸を導入すると、アミノ酸の不均衡が解消される可能性があります。伝統的な育種法を使用すると、穀物の貯蔵タンパク質中のリジン含有量を大幅に増加させることができました。これらすべてのケースで、プロラミン（穀物のアルコール可溶性貯蔵タンパク質）の一部が、リジンを多く含む他のタンパク質に置き換えられました。しかし、そのような植物では粒径が小さくなり、収量が減少しました。どうやら、プロラミンは正常な穀物の形成に必要であり、他のタンパク質と置換されると収量に悪影響を及ぼします。このような状況を考慮すると、穀物貯蔵タンパク質の品質を向上させるためには、リジンとスレオニンの含有量が高いだけでなく、穀粒形成中にプロラミンの特定の部分を完全に置換できるタンパク質が必要となります。

植物は動物性タンパク質も生産できます。したがって、シロイヌナズナの貯蔵タンパク質25遺伝子の一部と神経ペプチドエンケファリンのコード部分からなるキメラ遺伝子を植物シロイヌナズナとセイヨウアブラナのゲノムに挿入すると、最大200ngのキメラタンパク質が合成された。種子1g当たり。 2 つの構造タンパク質ドメインはトリプシンによって認識される配列によって結合されており、これにより純粋なエンケファリンを容易に単離することが可能になりました。

別の実験では、一方にはガンマサブユニットの遺伝子が挿入され、もう一方には免疫グロブリンのカッパサブユニットの遺伝子が挿入されたトランスジェニック植物を交雑した後、子孫で両方の鎖の発現を得ることができました。その結果、植物は全葉タンパク質の最大 1.3% を構成する抗体を形成しました。完全に機能する分泌型モノクローナル免疫グロブリンがタバコ植物で組み立てられることも示されている。分泌型免疫グロブリンは通常、人間や動物の口腔や胃に分泌され、腸感染症に対する最初の障壁として機能します。上述の研究では、虫歯の原因となる細菌であるストレプトコッカス・ミュータンスに特異的なモノクローナル抗体が植物内で生成されました。トランスジェニック植物によって産生されるこのようなモノクローナル抗体に基づいて、真の抗う蝕歯磨き粉を作成することが可能であると考えられている。医学的に興味深い動物性タンパク質の中でも、植物におけるヒトβ-インターフェロンの産生が示されています。

植物から細菌抗原を取得し、ワクチンとして使用するアプローチも開発されています。コレラ毒素の非毒性サブユニットのオリゴマーを発現するジャガイモが得られています。これらのトランスジェニック植物は、コレラに対する安価なワクチンを生産するために使用できます。

脂肪

さまざまな種類の化学物質を製造するための最も重要な原料は、植物油の主成分である脂肪酸です。これらは構造上、長さと炭素結合の飽和度に応じて異なる物理的および化学的特性を持つ炭素鎖です。 1995 年に実験試験が完了し、通常の 16 員および 18 員脂肪酸に加えて、 12員脂肪酸ラウラタを45％含有。この物質は、粉末洗剤、シャンプー、化粧品の製造に広く使用されています。

実験研究は、植物ウンベレラリア・カリフォミカから特定のチオエステラーゼの遺伝子をクローニングすることから構成され、種子脂肪中のラウリン酸含有量は70%に達しました。この酵素の遺伝子の構造部分は、種子形成の初期段階に特異的なタンパク質遺伝子のプロモーター-ターミネーターの制御下にあり、ナタネとシロイヌナズナのゲノムに挿入され、ラウリン酸含有量の増加につながりました。これらの植物の油に含まれています。

脂肪酸の組成の変更に関連する他のプロジェクトには、不飽和脂肪酸の含有量を増加または減少させることを目的とした研究が含まれます。植物油。オレイン酸の異性体であるペトロセリン酸（二重結合が炭素原子の 6 番目の後ろに位置する）を使った実験は興味深いものです。この脂肪酸はコリアンダー油の一部であり、コリアンダー油のより高い融点（33℃）を決定しますが、オレイン酸の存在下では融点はわずか 12℃になります。ペトロセリン酸の合成を決定する遺伝子を植物油を生産する植物に導入すれば、不飽和脂肪酸を含む食用マーガリンの生産が可能になると考えられています。さらに、オゾンによる酸化によってペトロセリン酸からラウリン酸塩を得るのは非常に簡単です。脂肪酸の生化学合成の詳細をさらに研究すると、明らかに、さまざまな長さおよびさまざまな飽和度の脂肪酸を得るためにこの合成を制御できるようになり、洗剤、化粧品、菓子製品の生産が大きく変わるだろう。、硬化剤、潤滑剤、薬剤、ポリマー、ディーゼル燃料など、炭化水素原料の使用に関連するもの。

多糖類

トランスジェニックジャガイモ植物やその他のデンプンを蓄積する作物を作出するための研究が進行中であり、その中でこの物質は主にアミロペクチンの形、つまりデンプンの分岐した形、または主にアミロースの形だけ、つまりデンプンの線状形態。アミロペクチンの水溶液は、水と相互作用すると硬いゲルを形成するアミロースよりも液体で透明です。例えば、主にアミロペクチンからなるデンプンは、現在加工デンプンが充填剤として使用されているさまざまな栄養混合物の製造業者の市場で需要があると考えられます。色素体とミトコンドリアのゲノムも遺伝子改変を受ける可能性があります。このようなシステムにより、トランスジェニック材料中の生成物含有量を大幅に増加させることが可能になります。

除草剤耐性植物の創出

新しい集約農業技術では、除草剤が非常に広く使用されています。これはそれに関連しています。以前の環境に有害な広域除草剤は、哺乳類に毒性があり、外部環境に長期間残留するため、より高度で安全な新しい化合物に置き換えられつつあるということです。しかし、グリホサートやアトラジンなどの非常に効果的な除草剤は、雑草だけでなく栽培植物の成長も阻害するという欠点があり、それらに対する一部の雑草の耐性メカニズムを特定するために集中的に研究されています。したがって、アトラジンが広く使用されている分野では、多くの植物種にアトラジン耐性生物型が非常に頻繁に出現します。

遺伝子工学的手法を使用して、この形質を有する栽培植物を得るために、除草剤に対する耐性のメカニズムを研究するには、次の段階が含まれます: 植物細胞における除草剤作用の生化学的標的を同定する: 除草剤の供給源として、特定の除草剤に耐性がある生物を選択する。耐性遺伝子: これらの遺伝子のクローニング: それらを栽培植物に導入し、その機能を研究する

除草剤を含む特定の化合物に対する耐性をもたらす根本的に異なるメカニズムは、輸送、除去、調節、接触の 4 つです。耐性の輸送メカニズムは、除草剤が細胞に浸透できないことです。耐性の排除機構の作用下で、細胞に入った物質は、誘導性細胞因子（ほとんどの場合分解酵素）の助けを借りて破壊され、また何らかの種類の修飾を受けて、細胞に無害な不活性生成物を形成します。調節抵抗性では、除草剤によって不活化された細胞タンパク質または酵素が集中的に合成され始め、細胞内の目的の代謝産物の欠乏が解消されます。耐性の接触メカニズムは、標的（タンパク質または酵素）の構造の変化によって確保され、その相互作用は除草剤の有害な効果と関連しています。

除草剤耐性の形質は単一遺伝子である、つまり、ほとんどの場合、その形質は単一の遺伝子によって決定されることが確立されています。これにより、組換え DNA 技術を使用してこの形質を伝達することが非常に簡単になります。除草剤の破壊と修飾のための特定の酵素をコードする遺伝子は、遺伝子工学的手法を使用して除草剤耐性植物を作成するためにうまく使用できます。

除草剤耐性品種を作るための従来の育種法は非常に時間がかかり、非効率的です。海外で最も広く使用されている除草剤であるグリホサート（商品名ラウンドアップ）は、酵素 5-エノールピルビルシキミ酸-3-リン酸シンターゼ（EPS シンターゼ）に作用して、必須芳香族アミノ酸の合成を阻害します。この除草剤に対する耐性の既知のケースは、この酵素の合成レベルの増加 (調節機構) またはグリリン酸に非感受性の変異型酵素の出現 (接触機構) のいずれかに関連しています。 EPSF シンターゼ遺伝子はグリホスフェート耐性植物から単離され、カリフラワーモザイクウイルスプロモーターの下に置かれました。 Ti プラスミドを使用して、この遺伝子構築物をペチュニア細胞に導入しました。この遺伝子のコピーが 1 つ存在すると、形質転換細胞から再生した植物は元の植物よりも 20 ～ 40 倍多くの酵素を合成しましたが、グリリン酸に対する耐性は 10 倍しか増加しませんでした。

穀物作物に使用される最も一般的な除草剤の 1 つはアトラジンです。光化学系 II のタンパク質の 1 つに結合し、電子伝達を停止することで光合成を阻害します。除草剤耐性は、このプラストキノン結合タンパク質の点突然変異（セリンのグリシンへの置換）の結果として発生し、除草剤と相互作用する能力を失います。多くの場合、Ti プラスミドを使用して変異タンパク質遺伝子をアトラジン感受性植物に導入することが可能でした。植物の染色体に組み込まれた耐性遺伝子には、合成されたタンパク質の葉緑体への輸送を確実にするシグナル配列が組み込まれていました。キメラ植物は、野生型タンパク質遺伝子を有する対照植物の死を引き起こすアトラジン濃度に対して顕著な耐性を示した。一部の植物は、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ酵素で塩素残基を除去することにより、アトラジンを不活化することができます。同じ酵素は、トリアジン系の他の関連除草剤 (プロパジン、シマジンなど) を不活化します。

除草剤に対する自然な耐性が解毒に基づいている植物があります。したがって、クロルスルフロンに対する植物の耐性は、そのヒドロキシル化とその後の導入されたヒドロキシル基のグリコシル化による除草剤分子の不活性化に関連している可能性がある。病原体や害虫に耐性のある植物の作出特定の病原体に対する植物の耐性は、ほとんどの場合、複雑な多重遺伝子形質です。

複数の遺伝子座を同時に伝達することは、言うまでもなく、遺伝子工学的手法を使用しても困難です。古典的な方法選択。別の方法はもっと簡単です。耐性植物は病原体に攻撃されると代謝が変化することが知られています。 H 2 O 2、サリチル酸、フィトアレキシンなどの化合物が蓄積します。これらの化合物のレベルが増加すると、植物が病原体に抵抗するのに役立ちます。

これは、植物の免疫応答におけるサリチル酸の役割を証明する一例です。サリチル酸加水分解酵素（この酵素はサリチル酸を分解する）の合成を制御する細菌遺伝子を含むトランスジェニックタバコ植物は、免疫応答を開始することができなかった。したがって、病原体H 2 O 2 に応答して植物のサリチル酸レベルまたは生産を遺伝子的に変更することは、耐性トランスジェニック植物の作出に有望である可能性がある。

植物ウイルス学では、ウイルス感染に対する植物の交差耐性の誘導現象が広く知られています。この現象の本質は、あるウイルス株による植物の感染が、その後のこれらの植物の別のウイルス株による感染を防ぐことです。ウイルス感染を抑制する分子機構はまだ不明である。個々のウイルス遺伝子、例えばキャプシドタンパク質の遺伝子の導入は、植物を免疫化するのに十分であることが示されている。このようにして、タバコモザイクウイルスのエンベロープタンパク質の遺伝子をタバコ細胞に導入し、全葉タンパク質の0.1％がウイルスタンパク質で表されるトランスジェニック植物が得られた。これらの植物のかなりの部分は、ウイルスに感染しても病気の症状を示さなかった。細胞内で合成されたウイルスエンベロープタンパク質が、ウイルスRNAの正常な機能と本格的なウイルス粒子の形成を妨げている可能性があります。タバコモザイクウイルス、アルファルファモザイクウイルス、キュウリモザイクウイルス、ジャガイモウイルスXのカプシドタンパク質を、対応するトランスジェニック植物（タバコ、トマト、ジャガイモ、キュウリ、ピーマン）で発現させると、高レベルのその後のウイルス感染に対する保護。さらに、形質転換された植物では、生殖能力の低下はなく、元の標本とその子孫の成長および生理学的特性に望ましくない変化はありませんでした。ウイルスに対する植物の誘導抵抗性は、動物のインターフェロンに非常によく似た特別な抗ウイルスタンパク質によるものであると考えられています。遺伝子工学を使用して、このタンパク質をコードする遺伝子を増幅するか、より強力なプロモーターの下で置換することにより、その発現を増強することが可能であると考えられます。

さまざまな病原性微生物から植物を保護するための遺伝子工学の使用は、植物防御反応のメカニズムに関する知識の欠如によって大きく妨げられていることに留意すべきである。作物生産における害虫と戦うために、化学薬品、つまり殺虫剤が使用されます。しかし、それらは哺乳類に悪影響を及ぼし、死滅させます。益虫、環境や道路を汚染し、さらに昆虫はそれらにすぐに適応します。 400 種以上の昆虫が、使用される殺虫剤に耐性があることが知られています。したがって、作用の厳格な選択性と使用される生物農薬に対する害虫の適応がないことを保証する生物学的防除剤にますます注目が集まっています。

Bacillus thuringiensis という細菌はかなり前から知られており、多くの種類の昆虫に対して非常に有毒であると同時に哺乳類にとっては安全なタンパク質を生成します。このタンパク質 (デルタエンドトキシン、CRY タンパク質) は、B. thuringiensis のさまざまな株によって産生されます。毒素と受容体との相互作用は厳密に特異的であるため、毒素と昆虫の組み合わせの選択が複雑になります。自然界では多数のB. thuringiensis 株が発見されており、その毒素は以下のものにのみ作用します。特定のタイプ昆虫 B. thuringiensis 製剤は、畑の昆虫を防除するために数十年にわたって使用されてきました。この毒素とその構成タンパク質の人間や他の哺乳類に対する安全性は十分に証明されています。このタンパク質の遺伝子を植物ゲノムに挿入することで、昆虫に食べられないトランスジェニック植物を得ることが可能になります。

昆虫に対する種特異的な効果に加えて、原核生物のデルタ毒素遺伝子を植物ゲノムに組み込んでも、強力な真核生物のプロモーターの制御下であっても、高レベルの発現には至りませんでした。おそらく、この現象は、これらの細菌遺伝子が植物 DNA よりもかなり多くのアデニンおよびチミンヌクレオチド塩基を含んでいるという事実によって生じたと考えられます。この問題は、天然遺伝子から特定の断片を切り取って追加し、デルタ毒素の活性部分をコードするドメインを保存する改変遺伝子を作成することによって解決されました。たとえば、そのようなアプローチを使用して、コロラドハムシに耐性のあるジャガイモが得られました。この毒素を合成できるトランスジェニックタバコ植物が得られている。このような植物はマンドゥカ・セクスタ毛虫に対して鈍感でした。後者は毒素を産生する植物との接触から 3 日以内に死亡した。毒素の産生とその結果としての昆虫に対する抵抗力は、優性形質として受け継がれました。

現在、綿とトウモロコシのいわゆる Bt 植物（B. thuringiensis 由来）が、米国の畑で栽培されているこれらの作物の遺伝子組み換え植物の総量の大部分を占めています。

微生物由来の毒素に基づいて昆虫病原性植物を構築する遺伝子工学の能力により、植物由来の毒素はさらに大きな関心を集めています。植物毒はタンパク質合成の阻害剤であり、害虫、微生物、ウイルスに対する保護機能を果たします。それらの中で最もよく研究されているのは、トウゴマで合成されるリシンです。その遺伝子はクローン化され、ヌクレオチド配列が決定されています。しかし、哺乳類に対するリシンの毒性が高いため、リシンを使った遺伝子工学研究は、人間の食品や動物の飼料として使用されない工業用作物のみに限定されます。アメリカのフィトラッカが産生する毒素はウイルスに対して効果があり、動物には無害です。その作用機序は、フィトウイルスなどのさまざまな病原体が細胞に侵入したときに、自身のリボソームを不活化することです。影響を受けた細胞は壊死し、病原体が増殖して植物全体に広がるのを防ぎます。このタンパク質の遺伝子を研究し、他の植物に導入する研究が現在進行中です。

ウイルス性疾患は昆虫の間で蔓延しているため、天然の昆虫ウイルス（その製剤はウイルス性殺虫剤と呼ばれます）を害虫の防除に使用できます。殺虫剤とは異なり、作用範囲が狭く、有益な昆虫を殺さず、外部環境ですぐに分解され、植物や動物にとって危険ではありません。昆虫ウイルスとともに、害虫を攻撃するいくつかの真菌は生物農薬として使用されます。現在使用されている生物農薬は昆虫病原性ウイルスや真菌の天然株ですが、将来的には遺伝子工学的手法を用いて新たな有効な生物農薬が生み出される可能性も排除できません。

ストレスの多い条件に対する植物の抵抗力を高める

植物は、高温および低温、水分不足、土壌の塩分濃度および環境汚染、特定のミネラルの欠乏または逆に過剰など、さまざまな好ましくない環境要因にさらされることが非常に多いです。これらの要因は数多くあります。それらから身を守るには、生理学的特性からその有害な影響を克服するための構造的適応まで、さまざまな方法があります。

特定のストレス因子に対する植物の耐性は、多くの異なる遺伝子の影響の結果であるため、遺伝子工学手法を使用して、ある植物種から別の植物種への耐性形質の完全な伝達について語ることは不可能です。しかし、遺伝子工学には植物の抵抗性を改善する可能性がいくつかあります。これは、ストレス条件に対する植物の代謝応答を制御する個々の遺伝子の研究に関係しています。たとえば、浸透圧ショックや塩分に対するプロリンの過剰生産、熱ショックに応答した特殊なタンパク質の合成などです。さらに詳細な研究が行われています。生理学的、生化学的、遺伝的基礎の解明環境条件に対する植物の反応により、遺伝子工学的手法を使用して耐性植物を設計することが間違いなく可能になるでしょう。

これまでのところ、耐霜性植物を取得するための、シュードモナス・シリンガエを用いた遺伝子工学操作に基づく間接的なアプローチのみが注目されている。この微生物は植物と共生しており、初期の霜による被害に寄与しています。この現象のメカニズムは、微生物の細胞が外膜に局在し、氷の結晶化の中心となる特殊なタンパク質を合成するという事実によるものです。水中での氷の形成は、氷形成の中心となる物質に依存することが知られています。このタンパク質は、植物のさまざまな部分（葉、茎、根）に氷の結晶の形成を引き起こし、初期の霜に敏感な植物組織への損傷を引き起こす主な要因の1つです。厳密に制御された条件下での数多くの実験により、無菌植物は-6〜8℃までの霜によって損傷を受けないことが示されましたが、適切な微生物叢を持つ植物では、すでに-1.5〜2℃の温度で損傷が発生しました。これらの細菌の変異体、氷の結晶の形成を引き起こすタンパク質を合成する能力を失った植物は氷の形成温度を上昇させず、そのような微生物叢を持つ植物は霜に耐性がありました。このような細菌の株をジャガイモ塊茎に噴霧すると、従来の細菌と競合し、植物の耐寒性が向上しました。おそらく、遺伝子工学的手法を使用して作成され、外部環境の構成要素として使用されるそのようなバクテリアは、霜と戦うのに役立つでしょう。

生物学的窒素固定効率の向上

窒素分子のアンモニウムへの還元に関与する酵素は、よく研究されています。 - ニトロゲナーゼ。ニトロゲナーゼの構造は、すべての窒素固定生物で同じです。窒素固定中に不可欠な生理学的条件は、酸素の影響下でニトロゲナーゼが破壊されないように保護することです。最もよく研究されている窒素固定菌は、マメ科植物と共生する根粒菌と、自由生活性の細菌である肺炎桿菌です。これらの細菌では、17 個の遺伝子、いわゆる nif 遺伝子が窒素固定に関与していることが確立されています。これらの遺伝子はすべて互いに連鎖しており、ヒスチジン生合成酵素の遺伝子とシキミ酸の吸収を決定する遺伝子の間の染色体上に位置しています。急速に成長する根粒菌では、nif 遺伝子は 20 万から 30 万塩基対を含むメガプラスミドの形で存在します。

窒素固定遺伝子の中には、電子伝達に関与するタンパク質因子であるニトロゲナーゼの構造を制御する遺伝子や調節遺伝子が同定された。窒素固定遺伝子の制御は非常に複雑であるため、窒素固定機能を細菌から高等植物に直接遺伝子操作して伝達することは現在議論されていません。実験が示したように、最も単純な真核生物である酵母においてさえ、nif 遺伝子は 50 世代にわたって保存されていたにもかかわらず、発現させることはできませんでした。

期間中に実行される追加作業のリスト大規模改修建物や設備

1. 建物の検査（完了検査を含む）住宅ストック）および設計・見積書の作成（改修工事の期間に関わらず）。

2. 建物の主要な技術的および経済的指標の変更、サービスの量と質の向上、アパートの設備、キッチン、衛生施設の増加を引き起こさないアパートの再開発。ユーティリティルームによる居住スペースの拡大。住宅敷地の日射改善。清算暗いキッチン必要に応じて、キッチンを介してアパートへの入り口が内蔵または付属しています。階段の吹き抜け、衛生設備またはキッチン、バルコニー、ロッジア、出窓。交換ストーブ暖房ボイラーハウス、加熱パイプライン、加熱ポイントの設置を中心に行います。ガスまたは石炭を燃やすための炉の改修。入力から主電源への接続ポイントまでの距離が最大 150 mm の既存の主要ネットワークに接続された冷温水供給、下水道、ガス供給システムを備えた機器。ガスダクト、給水ポンプ、ボイラー室の設置。ガスコンロや台所の火の代わりに家庭用電気コンロを設置する。上階の踊り場レベルが14メートル以上の住宅へのエレベーター、ゴミシュート、空気圧ゴミ除去システムの設置。既存の電力供給ネットワークをより高い電圧に移行する。共同使用のためのテレビおよびラジオのアンテナの設置、電話およびラジオ放送ネットワークへの接続。インターホン、電気錠の設置。自動防火および排煙システムの設置。暖房ボイラーハウス、暖房ネットワーク、暖房ポイント、住宅用建物のエンジニアリング機器の自動化と派遣。中庭エリアの改善（舗装、アスファルト舗装、造園、フェンスの設置、薪小屋）。子供用、スポーツ（スタジアムを除く）およびユーティリティエリア用の設備。応急住宅の解体。屋根の構造を変更する。住宅および非住宅の建物の屋根裏施設で使用するための設備。

3. 既存のものを交換し、新しいものを取り付ける技術設備公共的および社会文化的な目的のための建物内。

4. 建物の断熱と騒音防止。

5. ブロック内エンジニアリングネットワークの磨耗した要素の交換。

6. 建物の内蔵施設の修理。

7. 設計および見積書類の検討。

9. 技術的監督。

10. 国の保護下にある記念碑の修理および修復作業を実施する。

遺伝子工学は、分子遺伝学と分子生物学の基礎と方法の知識を使用して、特定の遺伝的特性を持つ生物を構築する技術として解釈できます。

in vivo または in vitro の方法を使用した遺伝子工学は、1 つ以上の (通常は外来の) 遺伝子をレシピエント細胞のゲノムに導入したり、ゲノム内に新しいタイプの制御結合を作成したりする問題を解決します。このような場合、宿主生物の種の所属は変化しませんが、通常とは異なる特徴が現れます。

作物生産における遺伝子工学の分野には次のようなものがあります。

1. 診断および選択方法:

· ウイルスや細菌の影響を受ける植物。

· ストレスや病気に強い遺伝子型。

· 異なる細胞質を持つ植物。

· 植物上級恒常性。

2. 改善方法：

· 穀物の品質。

· 害虫に対する抵抗力。

3. 育種プログラムの効率を高めるための分子遺伝地図の作成。

植物遺伝子工学の成功は主に、単一の分化した細胞またはプロトプラストから植物全体を再生する方法の開発における細胞工学の成果によるものです。成功の 2 番目の要素は、アグロバクテリウムツメファシエンスの Ti プラスミドで植物を形質転換し、それに基づいて植物の染色体に統合できるベクターを作成するための自然システムの使用でした。これにより、植物細胞に外来遺伝子を導入し、単一細胞から形成された植物体を得ることが可能となった。このように、生殖細胞を含むすべての細胞に外来遺伝子が存在する生物を「生物」といいます。 トランスジェニック。彼らは、獲得した特性または新しい特性を子孫に伝える特性を持っています。

遺伝子操作の成功は主にナス科の双子葉植物の研究で達成されており、モデル対象はタバコ、トマト、ペチュニアです。

外因性 DNA を使用した植物の遺伝的形質転換の問題解決の進歩は、次の 3 つの問題の解決に関連しています。

1. 便利な受信者システムの作成。

2. 個々の遺伝子の単離。

3. ベクターの使用。

1 1972 年、Paul Berg と彼の同僚は、ファージ、細菌、およびウイルス DNA の断片からなる組換え (ハイブリッド) DNA 分子の in vitro (体外) での生成に関する最初の研究を発表しました。こうして、「遺伝子（遺伝子）工学」と呼ばれる分子生物学の新しい分野が誕生した。その目標は、新しい遺伝子構造を作成し、最終的には新しい遺伝的特性を持つ生物を作成することです。

同年、ウイルス、細菌、ファージなどの異なる DNA 分子の断片からなる組換え DNA の in vitro での産生を報告した最初の出版物が出版されました。この研究はアメリカの科学者ポール・バーグと彼の同僚によって行われ、分子生物学の新しい分野である遺伝子工学の誕生を記念しました。

A.A. バエフは、遺伝子工学の可能性を信じ、この分野の研究を主導した我が国初の科学者でした。彼の定義によれば、遺伝子工学とは、機能的に活性な遺伝子構造 (組換え DNA) のインビトロ構築、または人工遺伝プログラムの作成です。遺伝子工学は、遺伝子装置の機能メカニズムを研究することを目的としています。

イントロン- これらは、遺伝子の発現部分、つまりコーディング部分をエキソンと呼ばれる部分に分割する DNA の部分です。不連続な遺伝子の存在という現象は、アデノウイルスの研究で初めて発見され、1977 年にマウスのグロビン遺伝子とショウジョウバエのリボソーム遺伝子の研究で確認されました。 1 つの遺伝子にはかなりの数のイントロンが含まれる場合があります。

転写中に、RNA ポリメラーゼは遺伝子全体のコピーを作成します。次に、特別なスプライシング酵素が転写物を「組み立て」（スプライス）、イントロンを切り出し、エクソンを「接着」します。その結果、成熟しているがまだ修飾された mRNA が形成されます。

図 13. 転写中のゲノムセグメント

人間を含む真核生物では、他の方法では実行できません。同時に、遺伝子工学は広範な現実的な問題を引き起こしますが、その多くはすでに解決されています。まず第一に、これは細菌によるいくつかの合成によって得られます。薬、例えば、インスリン、インターフェロン。最も重要な成果は診断薬の開発です。いわゆるトランスジェニック植物の生産は、極度の影響や影響に耐性のある作物を生み出すという作物生産の根本的に新しい機会を開きます。感染性病変。これは遺伝子工学の実際的な成果の完全なリストではありません。

試験管内で DNA 分子を組み換える実験が初めて成功した後、遺伝子工学が自然と人類に害をもたらすのではないかという最初の疑念と恐怖が生じました。 1974 年 7 月、数人の著名な科学者が科学界に、in vitro での組換え DNA の研究を一時停止するという提案を持ちかけました。 1975 年 2 月、遺伝子工学の分野で研究するさまざまな国から 140 人の科学者がカリフォルニアで開催されたアシロマ会議に集まりました。結果と考えられる結果を包括的に研究した結果、科学者らは、遺伝子組み換え株が使用されているため、潜在的な危険性は低いという結論に達しました。自然条件実行可能ではなく、制御されない蔓延の可能性は低いです。決まったんだ

一時停止を中断し、特別に策定された規則に従って研究を継続します。今日、私たちは、遺伝子工学が存在してからほぼ四半世紀にわたって、研究者自身に害を与えておらず、自然や人間にも害を与えていないことに注目できます。生物の機能メカニズムの理解と応用の両方における遺伝子工学の成果は非常に印象的であり、その展望は本当に素晴らしいものです。

分子生物学ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックが有名な DNA 二重らせんを発見し、その合成のテンプレート機構を仮定した 1953 年に、それ自体が独立した科学であると宣言しました。

このメカニズムに従って、DNA二重らせんは複製中に分割され、各鎖は娘鎖の合成のテンプレートとして機能します。娘鎖は、その一次構造ではマトリックスの鏡像です（図14）。このようなテンプレート合成の結果として、2 つの完全に同一の二本鎖 DNA 分子が形成され、それぞれが娘細胞に伝達されます。後者は親細胞から遺伝プログラム全体を受け取ります。 RNA合成は同じテンプレートメカニズムを使用して実行され、RNAのみがDNAマトリックスに相補的な一本鎖の形で合成されます。

図 14. DNA 転写

このプロセスは転写と呼ばれます。そして、RNAマトリックス（m-RNA）上のタンパク質合成のプロセスはリボソーム上で起こり、タンパク質の構造はm-RNAの構造に対応します。これはとても難しいプロセスこれは翻訳と呼ばれるものであり (図 14)、転移 RNA (tRNA) が関与します。それはアミノ酸をリボソームに送り、m-RNA の言語をタンパク質の言語に適応させます。したがって、テンプレート DNA 合成のプロセスは、親細胞から娘細胞への遺伝情報の伝達を決定します。テンプレート RNA 合成のプロセスでは、情報 (特定のタンパク質の遺伝暗号) が DNA から m-RNA に伝達され、m-RNA はその情報をリボソームに伝達し、そこで特定のタンパク質構造の形で実装されます。。

性的過程において、交配される 2 人の個体からの 2 つの染色体 (DNA 分子) 間でセクションの交換が発生することがあります。このプロセスは組換えと呼ばれます。細胞内ではほとんどの場合、相同染色体間でのみこのプロセスが起こります。これは、構造的に相補的な DNA 分子が互いに引き付けられ、遺伝的決定基を交換し、その結果、次のような構造要素を含む娘染色体が形成されるためです。 2 つの親染色体。最近発見された非相同組換えのプロセスは、相互作用する DNA 分子の 1 つに特殊な DNA 切断酵素をコードする遺伝子が含まれている場合にのみ発生します。

図 15. 染色体物質の構成図

遺伝子工学の出現を決定づけた次の重要な発見は、細菌細胞における染色体外の小さな環状 DNA 分子の発見でした。これらのミニ染色体は 50 年代初頭に初めて発見され、プラスミドと呼ばれていました。プラスミドは染色体とは独立して複製する能力があるため、プラスミドはいくつかのコピーの形で細胞内に含まれます。プラスミドは、その遺伝的決定因子に応じて異なります。プラスミドはサイズが小さいため、損傷を受けていないネイティブな状態で細胞から単離できることが非常に重要です。

1970 年、アメリカ人のケリーとスミスとその同僚は、厳密に定義された場所で DNA の加水分解を引き起こし、いわゆる粘着末端を形成する最初の制限酵素を単離しました。このような制限酵素の存在は、60年代後半のスイスのリンとアーバーの実験で証明されました。現在、多くのそのような酵素が記載されており、遺伝子工学に使用されています。

このようにして、70 年代初頭までに、生体における核酸とタンパク質の機能の基本原理が定式化され、遺伝子工学の理論的前提条件が作成されました。

2 すでに示したように、体内 (生体内) での組換えプロセスは、ほとんどの場合、相同 DNA 分子間で可能です。しかし、DNA分子のin vitro誘引と相互作用（ハイブリダイゼーション）は、分子の末端に4ヌクレオチド以上の小さな相補的一本鎖領域があれば可能であることが判明した（現在、12ヌクレオチドの粘着末端が報告されている）。このような相補的な一本鎖配列は、2 つの DNA 分子がこれらの末端で結合 (くっつく) できるため、粘着末端と呼ばれます。したがって、同じ付着末端を持つさまざまな DNA 分子を試験管に入れると、たとえ全体の構造が大きく異なっていたとしても、組換えが起こります。

同一の粘着末端を持つ異種の DNA 分子をどのようにして取得できるのでしょうか? このために、DNA 分子を切断して同一の (相補的な) 粘着末端を形成することができる制限酵素が使用されます。このような切断はベアリング領域で発生します。特別な方法でヌクレオチドの繰り返し配列。制限酵素はこれらの配列を認識し、反復ポイントで DNA を切断します。その結果、ある分子の一本鎖末端が別の分子の末端に相補的 (粘着性) になります。

さて、インビトロで得られた遺伝子構築物が機能するには、それらを適切な細菌細胞に導入する必要があります。ここでプラスミドが役に立ちます。遺伝子工学では、それらは次のように呼ばれます。 ベクトル(クローン化された遺伝子を細胞に送達するカート)。これを行うには、プラスミドも制限酵素で切断して遺伝子の末端に相補的な一本鎖末端を取得し、試験管内で遺伝子とプラスミドのハイブリダイゼーションを実行し、その後、組換えプラスミド（キメラとも呼ばれます）が作成されます。細胞に導入されました。遺伝子工学で使用されるプラスミドには非常に重要な特性があります。プラスミドには、いわゆるマーカー遺伝子、たとえば特定の抗生物質に対する耐性を細胞に与える遺伝子が含まれています。これにより、組換えプラスミドを保持する細胞を、そのようなプラスミドを持たない細胞から容易に分離することができる。これを行うには、細菌を抗生物質を含む培地に播種し、その上ではプラスミドを持つ細胞、いわゆる組換え細胞のみが増殖します。組換え細胞はある細胞の子孫であるため、その選択手順は分子クローニングと呼ばれます。 DNA 分子。

組換え細胞では、外来遺伝子を運ぶキメラプラスミドが機能し始めます。つまり、細胞に導入された新しい遺伝子の複製、転写、翻訳のプロセスが起こり、決して形成されることのないこの遺伝子の産物が合成されます。自然の細胞では。したがって、組換えのみがインビトロで行われ、キメラプラスミドによる他のすべての形質転換は、それ自身の遺伝子の場合と同じ方法で細胞内で起こります。つまり、あらゆる生物から得た遺伝子を細菌細胞に導入し、そこで外来遺伝子を強制的に機能させることが可能になります。

したがって、遺伝子工学の主な手順は次のとおりです (図 16)。

1) DNA ベクターと DNA 遺伝子の in vitro 組換え。

２）細胞への組換えプラスミドの導入。

3) 分子クローニング。

図16。回路図遺伝子工学的操作

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植物の代謝工学は、外来遺伝子の導入または宿主細胞の遺伝子の改変により、トランスジェニック細胞による新しい生化学反応を実行することを目的としています。植物は、代謝工学にとって最も魅力的なターゲットの 1 つです。基本的な生物学的化合物の合成経路が同じである植物は、糖、芳香族化合物、脂肪酸、ステロイド化合物、その他の生物学的に活性な物質など、最終生成物の驚くべき多様性によって区別されます。植物は人類に何万もの天然産物を提供しており、その多くは薬学や産業にとって非常に価値があります。

重要な薬効物質の生産者は、世界のほとんどの先進国の温帯気候帯では農業生産にアクセスできない、独特の熱帯植物や固有植物である場合があります。特定の有機化合物の標的合成を決定する遺伝子をそのような植物から単離し、それらを選択された適切な植物に導入すると、それらの植物は重要な生物学的活性物質の新たな生産者に変わります。

多くの植物には、貴重な生物学的化合物の生合成のための前駆体が含まれていますが、それらをこれらの化合物に変換する酵素を持っていません。多くの場合、代謝工学では、1 つの遺伝子だけを細胞に導入するだけで十分です。このタイプの代謝工学の一例は、貴重な物質であるレスベラトロールを生産する新しい植物の生産です。医薬品幅広いアンチエイジング効果。レスベラトロールはブドウで発見され、酵素スチルベンシンターゼが 3 分子のマロニル-CoA と 1 分子の 4-クマリル-CoA からのレスベラトロールの合成を触媒します (図 2.15)。スチルベン合成酵素遺伝子を導入することにより、レスベラトロールを合成する他の植物が得られた。

米。 2.15。ブドウに含まれる広範囲の作用を持つ貴重な抗酸化薬であるレスベラトロールの合成スキーム。親化合物はあらゆる植物の細胞内に存在します

薬効および食餌特性が改善された植物を作成することは、症状の改善に役立ちます。栄養価植物。以前は、植物を育種することはほとんど不可能でした。コンテンツの増加ビタミンしかし、植物生化学の発展により、どの代謝経路がビタミン生合成に重要であるかがより明らかになりました。たとえば、フィトエン合成酵素は植物でβ-カロテン（プロビタミンA）を合成するのに必要です。

この酵素は、ゲラニル-ゲラニル二リン酸の 2 分子の縮合に関与します。水仙由来のフィトエン合成酵素遺伝子をイネに導入し、イネ胚乳で発現させた。こうして、米を主食とするビタミンA欠乏症に悩む20億人の人々を救う「黄金の米」が誕生した。フィトエン合成酵素遺伝子を発現するトランスジェニックナタネ植物が得られ、その種子ではカロテノイド含有量が著しく増加した。ジャガイモ塊茎でも同じ酵素の発現が示されており、これによりカロテノイドとルテインの合成が増加しました。

最近、L-アスコルビン酸の合成が増加したトランスジェニックイチゴ植物が得られています。これらの植物は、NADP 依存性 D-ガラクツロン酸還元酵素 (GalUR) 遺伝子の過剰発現によって区別されました。大豆植物は、種子中のビタミンEの含有量を5倍に増加させて作られました。葉酸含有量が増加したシロイヌナズナ植物は、細菌遺伝子 GTP シクロヒドロラーゼ 1 (EcGCH) の発現により得られました。

鉄分を増やしたリジン強化トウモロコシを使ったサラダはすでにあります。人間の体内では合成されず、主に藻類からの魚介類を介して食物連鎖に入る不飽和脂肪酸（オメガ3、オメガ6EFAなど）を多く含む大豆品種が、世界への発売を待っています。練習する。ダイズゲノムに挿入された遺伝子は藻類細胞から単離された（モンサント社が開発）。

薬効および食餌特性が改善された他のさまざまなトランスジェニック形態の植物も研究室で開発されています。

除草剤耐性植物は、雑草の抑制に非常に成功したため、最初の商業的成功を収めました。最も一般的なのは、グリホサート (ラウンドアップ) に耐性のあるトランスジェニック植物です。グリホサート (ラウンドアップ) は土壌中で非毒性の成分に分解されるため、環境にとって安全な最も一般的な除草剤です。この遺伝子は、グリホサート耐性大腸菌株から単離されました。

害虫や病気に強い植物を品種改良することは、化学的な植物保護製品の使用を大幅に削減し、栽培コストを削減するのに役立ちます。最初に広く普及した品種の中には、殺虫効果のあるワタやトウモロコシ、いわゆるBt品種があり、これらはバチルス属のデルタエンドトキシン遺伝子をそれらに導入することによって得られたものである。 thuringiensis (Bt または Cry タンパク質)。

Bt タンパク質は昆虫に対して非常に有毒ですが、他の動物種や人間にとっては安全です。これは、昆虫の幼虫の腸内で分解されて活性化毒素を形成するプロトキシンです。

次に、活性化された毒素は昆虫の中腸の受容体に特異的に結合し、腸上皮細胞の溶解を引き起こします。この昆虫毒は、多くの昆虫（コロラドハムシを含む）にとって致死毒ですが、同時に、哺乳類の体にはその分解と吸収のための酵素がないため、人間や動物にとっては完全に安全です。 Bt 毒素と昆虫受容体との相互作用は厳密に特異的です。自然界では多数の B. thuringiensis 株が発見されており、その毒素は厳密に特定の種類の昆虫に影響を与えます。

以前は、Bt タンパク質を含む B. thuringiensis 細菌の調製物を使用して害虫を防除することに成功していましたが、そのような調製物の使用は非常に高価であり、常に効果的であるとは限りません。プロトキシン遺伝子を植物に導入すると、Bt植物は昆虫に食べられなくなりました。このようにして、コロラドハムシに耐性のある形質転換ジャガイモが得られた。

ウイルス耐性は、農業の生産性を高めるために非常に重要である可能性があります。現在、ウイルス耐性品種のサツマイモ（SPFMV、サツマイモ羽毛斑ウイルス）、トウモロコシ（MSV、トウモロコシ条ウイルス）、アフリカキャッサバ（モザイクウイルス）の圃場試験が世界各国で実施されている。これらの作物は今後 3 ～ 5 年以内に商品化される可能性があります。

小麦ゲノムの複雑さのため、大麦黄矮病ウイルスに耐性のある品種の開発作業は非常にゆっくりと進んでおり、まだ実験室実験の段階にある。線虫（根虫）耐性のGMジャガイモも開発されています。

薬理学のための遺伝子工学プラントバイオテクノロジーは、最初の成功した実用的な一歩を踏み出しています。

植物は、微生物、動物細胞培養物、またはトランスジェニック動物に基づく発現系と比較して、さまざまなタンパク質、ワクチン、抗体を生産するための便利で安全かつコスト効率の高い代替手段を提供します。過去 20 年間にわたり、多くの貴重なタンパク質が植物で効率的に発現されてきました。これらは、ヒト血清タンパク質、成長調節因子、抗体、ワクチン、工業用酵素、生体高分子、分子生物学用試薬などです。新しい形態の抗菌ペプチドを合成するGM植物が得られる見通しがあることに注目すべきである。

植物システムは、産業規模での組換えタンパク質の生産に成功する可能性を秘めています。トランスジェニック植物によって合成されるタンパク質の中には、すでに西側企業によって生産されているか、今後数年以内に市場に発売される予定のものもあります。例えば、トランスジェニックトウモロコシから単離されたアビジン、トリプシンおよびグルクロニダーゼは、Sigma-Aldrich (USA) によって製造されています。トランスジェニック植物によって合成されるコラーゲン、リパーゼ、ラクトフェリン、およびリゾチームは、すぐに工業生産用に準備されるはずです。

トランスジェニック植物におけるサブユニットワクチンの合成。植物内でさまざまな抗原が発現しても、その構造同一性や免疫原性が保たれることが明らかになりました。植物によって合成された抗原は、投与されると免疫応答を引き起こしました。たとえば、ジャガイモ植物によって合成されたHBs抗原は、マウスにおいて酵母よりも強い免疫応答を引き起こしました。現在、50を超える異なる抗原がGM植物で発現されており、そのうちのいくつかは経口投与された場合に免疫原性を示すことが示されている。

果実、葉、種子が食用に適したトランスジェニック植物をベースにした「食用ワクチン」のコンセプトが集中的に開発されている。成功すれば、非経口投与用のワクチンを作成する際に必要となる高価な抗原精製の必要がなくなる。植物で発現された抗原は、消化管を通過する際に植物の細胞壁によってタンパク質分解から保護されており、粘膜免疫系を担う腸粘膜の細胞に容易に送達されます。

したがって、特性を変更した新しいタイプの食品や工業用植物が常に開発されています。脂肪の組成が改善され、タンパク質とビタミンの含有量が増加し、砂糖なしで甘く、有害な硝酸塩の蓄積が少なく、装飾特性。数百の樹種が試験されており、人間にとって不必要なリグニンの一部が有用なセルロースに置き換えられています。同時に、GMの木は通常の木の2倍の速さで成長します。トランスジェニック植物は、ワクチンや医薬品を生産し、化学物質や放射性物質による汚染から土壌を浄化し、包装材やタイツや高強度の防弾チョッキを作るためのクモの巣タンパク質を生産するための生分解性ポリマーを合成します。

で。ヴォイノフ、TG ヴォロバ

2008 年 7 月 11 日

遺伝子工学(遺伝子工学) - 遺伝子を身体から単離し、遺伝子を操作し、他の生物に導入するための、組換えリボ核酸およびデオキシリボ核酸の生産技術を含む一連の方法および技術。

遺伝子工学 - 成分現代のバイオテクノロジー、その理論的基礎は分子生物学と遺伝学です。本質新技術所定のプログラムに従って、体外（インビトロ）で分子遺伝システムを構築し、その後、作成した構造を生体に導入することからなる。その結果、特定の生物とその子孫へのそれらの組み込みと活性が達成されます。遺伝子工学の可能性 - 遺伝子の形質転換、植物、動物、微生物の細胞への外来遺伝子やその他の遺伝物質の伝達、新しい独自の遺伝子的、生化学的、および遺伝子操作による改変（遺伝子組み換え、トランスジェニック）生物の生産。生理学的特性と特性を考慮して、この方向に戦略的に取り組みます。

方法論の観点から見ると、遺伝子工学は、基本原理 (遺伝学、細胞理論、分子生物学、システム生物学)、最新のポストゲノム科学の成果であるゲノミクス、メタボロミクス、プロテオミクスと、応用分野における実際の成果である生物医学、農業バイオテクノロジーを組み合わせたものです。、バイオエネルギー、生物薬理学、バイオ産業など。

遺伝子工学は (バイオテクノロジー、遺伝学、分子生物学、その他の多くの生命科学とともに) 自然科学の分野に属します。

歴史的参照

遺伝子工学は多くの研究者の働きのおかげで誕生しました。さまざまな業界生化学と分子遺伝学。 1953 年に J. ワトソンと F. クリックが二本鎖 DNA モデルを作成し、20 世紀の 50 年代から 60 年代にかけて遺伝暗号の特性が明らかになり、60 年代の終わりまでにその普遍性が明らかになりました。実験的に確認されました。分子遺伝学の集中的な開発が行われ、その対象は大腸菌、そのウイルス、プラスミドでした。無傷の DNA 分子、プラスミド、ウイルスの高度に精製された調製物を単離するための方法が開発されています。ウイルスとプラスミドの DNA は生物学的に活性な形態で細胞に導入され、その複製と対応する遺伝子の発現が確実に行われます。 1970 年に、G. Smith は、遺伝子工学の目的に適したいくつかの酵素、つまり制限酵素を初めて単離しました。 G. Smith は、細菌から得られた精製 HindII 酵素が、生きた細菌の特徴である核酸分子を切断する能力 (ヌクレアーゼ活性) を保持していることを発見しました。 DNA 制限酵素 (DNA 分子を特定の断片に切断するため) と 1967 年に単離された酵素、DNA リガーゼ (任意の配列の断片を「連結」するため) の組み合わせは、当然のことながら、遺伝子工学技術における中心的なリンクと考えることができます。

アカデミアン A.A. バエフは、遺伝子工学の可能性を信じ、この分野の研究を主導した我が国初の科学者でした。遺伝子工学（彼の定義によると） - 機能的に活性な遺伝子構造（組換えDNA）のインビトロ構築、またはその他 - 人工遺伝プログラムの作成。

遺伝子工学の目的と手法

伝統的な育種には、新しい動物の品種、植物の品種、または実質的に価値のある微生物の種族の生産を妨げる多くの制限があることはよく知られています。

1. 無関係な種では組換えがないこと。種の間には堅い障壁があり、自然な組み換えは困難です。
2. 体内の組換えプロセスを外部から制御できないこと。染色体間の相同性の欠如により、生殖細胞の形成中に個々の部分 (および遺伝子) に接近して交換することができなくなります。その結果、必要な遺伝子を導入して安全性を確保することができなくなります。最適な組み合わせ異なる遺伝子から得られた新しい生物の中で親フォーム;
3. 子孫の特徴や性質を正確に特定できない。組換えプロセスは統計的です。

生物のゲノムの純度と安定性を守る自然のメカニズムは、古典的な選択方法を使用して克服することはほとんど不可能です。

遺伝子組み換え生物 (GMO) を取得する技術は、すべての自然界の、種間の組換えと生殖の障壁を克服するという問題を根本的に解決します。遺伝子型が間接的にのみ変化する伝統的な選択とは異なり、遺伝子工学では、分子クローニングの技術を使用して遺伝子装置に直接介入することができます。遺伝子工学を使用すると、人工的に合成された遺伝子や無関係な生物に属する遺伝子であっても、あらゆる遺伝子を操作し、それらをある種から別の種に移し、任意の順序で組み合わせることができます。

このテクノロジーには、GMO を作成するいくつかの段階が含まれています。

1. 単離された遺伝子の取得。
2. 遺伝子をベクターに導入して体内に組み込む。
3. 構築物を含むベクターを改変レシピエント生物に移入する。
4. 分子クローニング。
5. GMO の選択。

第 1 段階である標的 DNA または RNA フラグメントと調節要素の合成、単離、同定は、非常によく開発され、自動化されています。単離された遺伝子は、ファージライブラリーから取得することもできる。

第 2 段階は、遺伝子構築物 (導入遺伝子) を in vitro (試験管内) で作成することです。この遺伝子構築物には、調節要素と組み合わせた 1 つ以上の DNA 断片 (タンパク質のアミノ酸配列をコードする) が含まれます (後者は、タンパク質の活性を確保します)。体内の導入遺伝子）。次に、制限酵素やリガーゼなどの遺伝子工学ツールを使用して、導入遺伝子がクローニングベクターの DNA に挿入されます。制限酵素の発見により、Werner Arber、Daniel Nathans、Hamilton Smith が受賞ノーベル賞（1978年）。一般に、細菌由来の小さな環状 DNA 分子であるプラスミドがベクターとして使用されます。

次の段階は実際の「遺伝子組み換え」（形質転換）です。「ベクター – 埋め込まれた DNA」構築物の個々の生きた細胞への移入。植物や動物の細胞の遺伝装置に既製の遺伝子を導入することは複雑な作業ですが、細胞の遺伝装置への外来 DNA (ウイルスまたは細菌) の導入の特徴を研究した後に解決されました。トランスフェクションのプロセスは、遺伝物質を細胞に導入するための原理として使用されてきました。

形質転換が成功すると、効果的な複製の後、人工的に作成された遺伝子構築物を含む多数の娘細胞が 1 つの形質転換細胞から生じます。生物における新しい形質の出現の基礎は、その生物にとって新しいタンパク質の生合成、たとえば植物の導入遺伝子産物、GM植物の干ばつや害虫に対する耐性です。

単細胞生物の場合、遺伝子改変のプロセスは、組換えプラスミドの挿入とその後の改変された子孫 (クローン) の選択に限定されます。高等多細胞生物、例えば植物の場合、染色体または細胞小器官（葉緑体、ミトコンドリア）の DNA に構築物を含めることが必須であり、その後、別の単離細胞から植物全体を再生して、栄養培地。動物の場合、遺伝子型が変化した細胞が代理母の胚盤胞に導入されます。最初の GM 植物は 1982 年にケルンの植物科学研究所とモンサント社の科学者によって入手されました。

主な行き方

21 世紀の最初の 10 年間におけるポストゲノム時代は、遺伝子工学の発展を新たなレベルに引き上げました。いわゆるケルン議定書「知識ベースのバイオエコノミーに向けて」では、バイオエコノミーを「ライフサイエンスの知識を、持続可能で環境効率が高く、競争力のある新しい製品に変えること」と定義しました。遺伝子工学のロードマップには、遺伝子治療、バイオ産業、動物幹細胞に基づく技術、GM植物、GM動物など、多くの分野が含まれています。

遺伝子組み換え植物

外来 DNA はさまざまな方法で植物に導入できます。

双子葉植物には、水平遺伝子伝達用の天然ベクター、アグロバクテリウムプラスミドがあります。単子葉植物に関しては、ここ数年アグロバクテリウムベクターを用いた形質転換ではある程度の成功が達成されているが、そのような形質転換経路は重大な困難に直面している。

アグロバクテリウムに耐性のある植物を形質転換するために、DNA を細胞に直接物理的に導入する方法が開発されています。エレクトロポレーション; ポリエチレングリコールによる処理。リポソームなどへのDNA転移

何らかの方法で変革を実行した後、植物組織それは、細胞増殖を促進する植物ホルモンを含む特別な培地にインビトロで置かれます。培地には通常、トランスジェニック細胞が耐性を獲得する選択剤が含まれていますが、コントロール細胞は耐性を獲得しません。再生はほとんどの場合、カルス段階を通過します。正しい選択器官形成（シュート形成）が始まります。形成された苗条は発根培地に移され、多くの場合、トランスジェニック個体をより厳密に選択するための選択剤も含まれます。

最初のトランスジェニック植物 (微生物からの遺伝子が挿入されたタバコ植物) は 1983 年に入手されました。トランスジェニック植物 (ウイルス感染に耐性のあるタバコ植物) の最初の成功した野外試験は、すでに 1986 年に米国で実施されました。

ロシア連邦では、Agrobacterium tumefaciens を使用した細菌形質転換によってトランスジェニックジャガイモを取得できる可能性が 1990 年に示されました。

現在、総資本金1,000億ドルを超える世界中の数百の営利企業が、遺伝子組み換え植物の生産と試験に取り組んでいます。遺伝子組み換え植物バイオテクノロジーはすでに食品生産などの重要な分野となっています。健康的な製品、重要な人的資源と資金の流れを引き付けます。

ロシアでは、学者K.G.の指導の下で。スクリャビン (ロシア科学アカデミー生物工学センター) の、コロラドハムシに耐性のある GM ジャガイモ品種エリザベタプラスおよびルゴフスコイプラスを入手し、特性評価しました。検査結果に基づき連邦政府サービスロシア医学アカデミー国立栄養研究所の専門家の意見に基づいて、消費者の権利保護と人間の福祉の分野での監督のために、これらの品種は国家登録を通過し、登録されています。状態レジスタロシア連邦領域内での輸入、生産、流通が許可されています。

これらの GM ジャガイモ品種は、化学物質を一切使用せずにコロラドハムシから作物を 100% 保護することを決定する遺伝子がゲノムに組み込まれている点で、従来の品種とは根本的に異なります。

植物の遺伝子工学の現在の発展段階は「代謝工学」と呼ばれています。この場合の課題は、従来の選抜のように植物の既存の性質を改善することではなく、医学に使用されるまったく新しい化合物を生産するように植物に教えることです。化学製品の製造そして他の地域。これらの化合物には、例えば、特殊な脂肪酸、必須アミノ酸を多く含む有用なタンパク質、修飾多糖類、食用ワクチン、抗体、インターフェロン、その他の「薬用」タンパク質、環境を汚染しない新しいポリマーなどが含まれます。、それ以上です。トランスジェニック植物の使用は、そのような物質の大規模かつ安価な生産を確立することを可能にし、それによってそれらを広範囲に消費しやすくする。

遺伝子組み換え動物

動物細胞は外来 DNA を吸収する能力が細菌細胞とは大きく異なるため、哺乳類、ハエ、魚類の胚細胞に遺伝子を導入する方法および方法は依然として遺伝子工学者の注目の的となっています。

最も遺伝的に研究されている哺乳類はマウスです。最初の成功は 1980 年に遡ります。このとき、D. ゴードンと彼の同僚は、マウスのゲノムに外来 DNA を導入して組み込む可能性を実証しました。統合は安定しており、子孫にも持続しました。形質転換は、1細胞期（接合子）の新しい胚の一方または両方の前核（核）にクローン化された遺伝子をマイクロインジェクションすることによって行われます。サイズが大きいため、精子によって導入された男性前核が選択されることが多くなります。注射後、卵子は直ちに養母の卵管に移植されるか、培養で胚盤胞期まで成長させた後、子宮に移植されます。

したがって、ヒトのインターフェロンおよびインスリンの遺伝子、ウサギのβ-グロビン遺伝子、単純ヘルペスウイルスのチミジンキナーゼ遺伝子、およびマウス白血病ウイルスのcDNAが注入されました。 1 回の注射で投与される分子の数は 100 ～ 300,000 の範囲で、そのサイズは 5 ～ 50 kb の範囲です。通常、卵の10〜30％が生き残り、形質転換卵から生まれるマウスの割合は数％から40％まで変化します。したがって、実際の効率は約 10% です。

この方法は、遺伝子操作されたラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ヤギ、子ウシ、その他の哺乳動物の生産に使用されています。我が国では、ソマトトロピン遺伝子を保有するブタが入手されています。成長速度は正常な動物と変わらなかったが、代謝の変化が脂肪含有量に影響を与えた。このような動物では、脂肪生成プロセスが阻害され、タンパク質合成が活性化されました。インスリン様因子遺伝子の挿入も代謝に変化をもたらしました。 GM ブタは、ホルモンの生化学的変化の連鎖を研究するために作られました。副作用免疫システムを強化しました。

最も強力なタンパク質合成システムは乳腺細胞にあります。外来タンパク質の遺伝子をカゼインプロモーターの制御下に置くと、これらの遺伝子の発現が強力かつ安定し、タンパク質が牛乳中に蓄積されます。動物のバイオリアクター（トランスジェニック牛）の助けを借りて、ヒトタンパク質ラクトフェリンを含む牛乳がすでに生産されています。このタンパク質は、エイズ患者、未熟児、放射線治療を受けたがん患者など、免疫抵抗力の低い人々の消化器疾患の予防に使用されることが計画されています。

トランスジェノシスの重要な分野は、病気に耐性のある動物の作出です。防御タンパク質に関連するインターフェロン遺伝子が、さまざまな動物に挿入されました。トランスジェニックマウスは抵抗力を獲得し、病気にならなかった、あるいはほとんど病気にならなかったが、ブタではそのような効果は見られなかった。

科学研究への応用

遺伝子ノックアウトは、遺伝子のいずれかを除去する技術です。もっと遺伝子を利用して、遺伝子の機能を研究することが可能になります。ノックアウトマウスを作製するには、得られた遺伝子操作された構築物を胚性幹細胞に導入し、そこで体細胞組み換えを起こして正常な遺伝子を置き換え、改変された細胞を代理母の胚盤胞に移植します。同様の方法で、植物や微生物でもノックアウトが得られます。

人工発現は、遺伝子の機能を研究する目的で、以前は存在しなかった遺伝子を体に追加することです。遺伝子産物の視覚化 – 遺伝子産物の位置を研究するために使用されます。正常な遺伝子を、レポーターエレメント（緑色蛍光タンパク質遺伝子など）に融合した操作された遺伝子に置き換えることで、遺伝子改変の産物を視覚化することができます。

発現機構の研究。狭いエリアコード領域 (プロモーター) の前に位置し、転写因子に結合する働きをする DNA が体内に導入され、続いて、独自の遺伝子の代わりに容易に検出可能な反応を触媒する GFP などのレポーター遺伝子が導入されます。このような実験では、特定の組織におけるプロモーターの機能が一度にはっきりと見えるようになるだけでなく、DNA断片を除去または追加することによってプロモーターの構造を研究したり、遺伝子を人為的に強化したりすることも可能になります。表現。

遺伝子工学活動の生物学的安全性

1975 年に遡り、アシロマ会議に参加した世界中の科学者はこう提起しました。最も重要な質問: GMO の出現は生物学的多様性に潜在的に悪影響を及ぼしますか? その瞬間から、遺伝子工学の急速な発展と同時に、バイオセーフティという新しい方向性が開発され始めました。その主な任務は、GMOの使用が環境、人間、動物の健康に望ましくない影響を与えているかどうかを評価することであり、主な目標は、安全性を保証しながら、現代のバイオテクノロジーの成果の利用への道を開くことです。

バイオセーフティ戦略は、GMO の特性、GMO に関する経験、およびその使用目的と導入される環境に関する情報に関する科学的研究に基づいています。長年にわたる共同努力により国際機関（UNEP、WHO、OECD）、ロシアを含むさまざまな国の専門家が、生物学的安全性、生物学的危険性、リスク、リスク評価などの基本的な概念と手順を開発しました。後にのみフルサイクル検査が首尾よく実施され、GMO の生物学的安全性に関する科学的結論が準備されています。 2005年、WHOは、食品として登録されたGM植物の摂取は従来のGM植物と同様に安全であるとする報告書を発表した。

ロシアではバイオセーフティはどのように確保されているのでしょうか? 1995 年の生物多様性条約の批准は、ロシアが世界的なバイオセーフティシステムに組み込まれた始まりと考えることができます。その瞬間から、国家的なバイオセーフティシステムの形成が始まりました。出発点発効したもの連邦法 RF「遺伝子工学活動分野における国家規制について」(1996)。連邦法は、GMO に関するあらゆる種類の作業に対する州の規制と管理の基本的な概念と原則を確立しています。連邦法は、GMO の種類と作業の種類に応じてリスクレベルを設定し、閉鎖的および安全性を定義しています。オープンシステム、GMOの放出など。

過去数年にわたり、ロシアは最も厳格な規制制度の一つを開発してきました。ロシアで本物の遺伝子組み換え生物の商業化が宣言される前の1996年に、GMOに対する国家規制制度が予防的に開始されたのは異例である（最初のGMO、つまりGM大豆は1999年に食品用途として登録された）。基本的な法的手段は次のとおりです。州登録食品および飼料としての使用を目的とした、遺伝子操作された改変生物、およびそれらから得られる製品、またはそれらを含む製品。

現在の状況を理解するためには、GM植物が初めて市場に投入されてから25年が経過してきたが、試験中や試験中においても、環境や人間と動物の健康に対する確実な悪影響は一つも確認されていないことが重要である。商用利用中。世界で唯一の情報源であるAGBIOSの報告書「Essential Biosafety」には、遺伝子組み換え作物から得られる食品と飼料が従来の製品と同じくらい安全であることを証明する研究への1000以上の参照が含まれています。しかし、今日ロシアには、我が国の領土内で、GM植物、およびそれらから得られた製品またはそれらを含む製品の環境中への放出を許可する規制の枠組みはありません。その結果、2010年現在、ロシア連邦の領土内で商業目的で栽培されているGM植物は一つも存在しない。

ケルン議定書（2007年）に基づく予測によると、2030年までにGM農作物に対する態度はその使用の承認に向けて変化するだろう。

成果と発展の見通し

医学における遺伝子工学

ヘルスケアのニーズと人口高齢化の問題を解決する必要性により、遺伝子組み換え医薬品（年間売上高260億ドル）および動植物原料からの医薬品および化粧品（年間売上高約400億ドル）に対する安定した需要が生み出されています。。米国）。

医学に使用されている遺伝子工学の多くの成果の中で、最も重要なものは工業規模でのヒトインスリンの生産です。

WHO によると、現在、世界中で約 1 億 1,000 万人が糖尿病に苦しんでいます。この病気の患者に注射が必要なインスリンは、長い間動物の臓器から得られ、医療現場で使用されてきました。しかし、動物インスリンを長期間使用すると、人体にとって異物である動物インスリンの注射によって引き起こされる免疫反応により、患者の多くの臓器に不可逆的な損傷が生じます。しかし、動物用インスリンの需要さえ、最近までは 60 ～ 70% しか満たされていませんでした。最初の実際的な作業として、遺伝子工学者はインスリン遺伝子のクローンを作成しました。クローン化されたヒトインスリン遺伝子は、プラスミドを用いて細菌細胞に導入され、そこで天然の微生物株では決して合成されなかったホルモンの合成が開始される。 1982 年以来、米国、日本、英国、その他の国の企業が遺伝子組み換えインスリンを生産しています。ロシアでは、遺伝子組み換えヒトインスリン「インスラン」の生産が、その名にちなんで命名された生物有機化学研究所で行われている。んん。シェミャキンと Yu.A. オフチニコフ RAS。現在、モスクワでは糖尿病患者に供給するのに十分な量の国産インスリンが生産されています。同時に、あらゆるものの必要性もロシア市場遺伝子組み換えインスリンは主に輸入品によって賄われています。世界のインスリン市場は現在 4 億ドル以上の価値があり、年間消費量は約 2,500 kg です。

前世紀の80年代の遺伝子工学の発展は、特定の特性を備えた微生物の遺伝子操作株、つまり生物活性物質の生産者、生物の遺伝物質を再構築するための遺伝子操作方法の開発においてロシアに良い基盤を提供した。コンピューターモデリングの使用を含む、医薬品の生産におけるウイルス。医療用および獣医学用の組換えインターフェロンおよびそれに基づく剤形、インターロイキン（b-ロイキン）、およびエリスロポエチンが生産段階に入っています。高純度の医薬品に対する需要が高まっているにもかかわらず、免疫グロブリン、アルブミン、およびプラスモールの国内生産は国内市場のニーズの 20% を賄っています。

肝炎、エイズ、その他の多くの病気の予防と治療のためのワクチン、そして最も社会的に重要な感染症に対する新世代の複合ワクチンを開発するための研究が活発に行われています。新世代のポリマーサブユニットワクチンは、高度に精製されたさまざまな性質の防御抗原と、特異的免疫反応のレベルを高める免疫刺激剤ポリオキシドニウムという担体で構成されています。ロシアは、自国の免疫学的生産に基づいて、既知の感染症の大部分に対するワクチンを提供できる可能性がある。風疹ワクチンだけは全く生産されていない。

農業のための遺伝子工学

作物や観賞用植物の遺伝子改良は、ますます正確で予測可能になっている技術を使用した長期にわたる継続的なプロセスです。国連の科学報告書 (1989 年) は次のように述べています。「分子技術はより正確であるため、分子技術を使用する人は、それが植物に与える形質に大きな自信を持ち、従って従来の選抜方法を使用する場合よりも予期せぬ影響を経験する可能性が低くなります。」

新しい技術の利点は、米国、アルゼンチン、インド、中国、ブラジルなどの広い地域で遺伝子組み換え作物が栽培されている国々ですでに広く活用されています。

新しいテクノロジーも、非常に重要貧しい農民と貧しい国の人々、特に女性と子供たちのために。たとえば、遺伝子組み換えで害虫に強いワタやトウモロコシを使用すると、殺虫剤の使用が大幅に減ります（農業がより安全になります）。このような作物は、生産性を向上させ、農家の収入を増やし、貧困を減らし、インド、中国、南アフリカ、フィリピンなど多くの国で特に一般的である化学農薬による人口中毒のリスクを軽減します。

最も一般的な GM 植物は、安価で毒性が最も低く、最も広く使用されている除草剤に耐性がある植物です。このような作物を栽培すると、ヘクタールあたりの収量が増加し、衰弱性の病害を取り除くことができます。手動除草、最小限の農業または不耕起農業により支出が減り、結果的に土壌浸食の削減につながります。

2009 年に、第一世代の遺伝子組み換え作物が第二世代の作物に置き換えられ、初めて収量自体の増加につながりました。新しい種類のバイオテク作物（多くの研究者が取り組んでいる）の一例は、2009 年に米国とカナダで 50 万ヘクタール以上で栽培されたグリホサート耐性大豆 RReady2Yield™ です。

現代の農業生物学への遺伝子工学の導入は、世界的に有名な専門家クレイブ・ジェームスが率いる独立した国際農業バイオテクノロジー応用監視サービス（ISAAA）の年次レビューを含む、数多くの外国の専門家のレビューからの以下の事実によって説明できます。 : (www .isaaa.org)

2009年には、世界25カ国が1億3,400万ヘクタールの面積で遺伝子組み換え作物を栽培しました（これは、世界の全耕地15億ヘクタールの9％に相当します）。 EU 6 か国 (27 か国中) が Bt トウモロコシを栽培し、2009 年には 94,750 ヘクタール以上で作付されました。 1996 年から 2008 年までの遺伝子組み換え作物の使用による世界経済への影響の分析。は、2 つの要因により 519 億ドルの利益増加を示しています。第 1 に生産コストの削減 (50%)、第 2 に 1 億 6,700 万トンの収量の大幅な増加 (50%) です。

2009 年、世界の GM 作物種子の市場価値の総額は 105 億ドルでした。トウモロコシ、大豆、綿花を含むバイオテクノロジー穀物の総額は 2008 年に 1,300 億ドルであり、毎年 10 ～ 15% 増加すると予想されています。

バイオテクノロジーが完全に導入されれば、2006 年から 2015 年の期間の終わりまでに、GDP に換算したすべての国の収入は年間 2,100 億ドル増加すると推定されています。

除草剤耐性作物を農業に導入して以来の観察は、農家が雑草をより効果的に制御できるようになったという説得力のある証拠を提供しています。同時に、畑をほぐしたり耕したりすることは、雑草制御の手段としての重要性を失います。その結果、トラクターの燃料消費量が削減され、土壌構造が改善され、侵食が防止されます。 Bt ワタの対象を絞った殺虫プログラムでは、作物への散布が減り、その結果、野外への出張が減り、結果として土壌浸食が減少します。これらすべてが、知らず知らずのうちに、土壌浸食、二酸化炭素レベルの削減、水の損失の削減を目的とした保全耕作技術の導入を促進しています。

現在の科学の現状は、統合的なアプローチ、つまり幅広い研究を実施するための統一された技術プラットフォームの構築によって特徴付けられています。バイオテクノロジー、分子生物学、遺伝子工学だけでなく、化学、物理学、バイオインフォマティクス、トランスクリプトミクス、プロテオミクス、メタボロミクスも組み合わせています。

推奨読書
1. J.ワトソン。遺伝子の分子生物学。マ：ミア。 1978年。
2. ステント G.、カリンダー R. 分子遺伝学。マ：ミア。 1981年
3.S.N. シェルクノフ「遺伝子工学」。ノボシビルスク、シベリア大学出版社、2008
4. グリック B. 分子バイオテクノロジー。原理と応用 / B. グリック、J. パステルナーク。 M.: ミール、2002
5. 植物の遺伝子工学。研究室マニュアル。編集：J. ドレイパー、R. スコット、F. アーミテージ、R. ウォルデン。母：「平和」。 1991年。
6. 世界の農業バイオテクノロジー。エド。スクリャビナ K.G. M.: センター「バイオエンジニアリング」RAS、2008 – 135 p.
7. クラーク。 D.、ラッセル L. 分子生物学はシンプルで楽しいアプローチです。 M.: JSC「KOND カンパニー」。 2004年

リンク
1. 「遺伝子工学活動に対する国家規制について」連邦法-86 修正版 2000年、アート1。
2. ケルン議定書、ケルン文書は、ドイツが EU 議長国を務めていたときに欧州連合が主催した会議「知識ベースの生物経済に向けて」（ケルン、2007 年 5 月 30 日）で採択されました。