生物工程的光芒: 人类是怎样寻找新的菌种的
大自然中有许多具有“特异功能”的细菌,但它们“隐姓埋名”,躲藏在地球的各个角落里,要找到它们,得付出艰苦的努力。一些优良菌种的发现往往具有偶然性,但它又是人类辛勤工作的必然结果。让我们举一个例子来说明这个问题。
现在不少发电厂采用原油(也就是未经炼制的石油)作为燃料来发电,由于原油的产地不同,它们含有的杂质也不同,有一些原油含硫量很高,在使用中会严重损坏发电厂的锅炉设备。为了给原油脱去硫化合物的杂质,科学家正在寻找各种各样的方法。他们的目标往往是硫矿附近的土壤:先从土壤中分离出许多单个细菌,然后在实验室中比较它们“吃”硫的本领,“择优录用”。在书本上读起来,这类工作很有趣味,但在实践中,却是一种重复性极强、又很单调的工作。正是千千万万科学工作者默默无闻的工作,人们才得到了越来越多的优良菌种。
选择优良菌种还有另一种重要的办法,这就是变异。我们知道,细菌“吃”什么原料,“生产”什么产品,是由它的遗传特性决定的,也就是由带有细菌遗传特性的物质——基因来决定的。基因是一类称为脱氧核糖核酸(简称为DNA)的物质,就是它们,决定了“种瓜得瓜,种豆得豆”,决定了“老鼠生儿打地洞”。在正常的环境中,遗传基因是比较稳定的,但在特殊的环境中,如由于辐照或某些化学物质的影响,基因的结构也会发生突变。这种变异会引起细菌代谢特征的变化,这种变化,可能对人类有益,例如,增加味精发酵中谷氨酸的生成率;也可能对人类不利,例如,降低味精发酵中谷氨酸的生成率。
为了找到对人类有益的变异菌种,科学家正利用一些特殊的条件,进行细菌变异的研究,如用射线来辐照某种菌种,使其产生变异,然后再对变异后菌种的特征进行比较研究,从中选出优良的变种。这是一条漫长的不平坦之途,这其中还会有许多谜等待着科学家去破解。
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