基因工程原理第123章讲义详解.docx

1、基因工程原理第123章讲义详解基因工程原理第一章 绪论（基因与基因工程概论）第一节 基因概念的发展1基因学说基因工程或称基因操作，是在分子生物学和分子遗传学等学科综合发展的基础上、于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术学科。它的创立与发展，直接地依赖于基因分子生物学的进步，两者之间有密切而不可分割的内在联系。根据不同历史时期的水平和特点，基因研究大体上可分为三个不同的发展阶段：在上个世纪50年代以前，主要是细胞染色体水平上进行研究，属于基因的染色体遗传学阶段；50年代之后，则主要从DNA大分子水平上进行研究，属于基因的分子生物学阶段；最近30多年，由于重组DNA技术的完善和应用，人们已经改变

2、了从表型到基因型的传统研究基因的途径，而能够直接从克隆目的基因出发，研究基因的功能及其表型间的关系，使基因的研究进入反向生物学阶段。基因最初是遗传学概念，随着生物学科的不断发展及生命科学理论与技术研究的不断深入与完善，人们对基因本质的认识及其定义也在不断深化。很多先驱科学家及其开创性的科学研究为基因研究的发展建立了功不可没的丰功伟绩。1866年，奥地利遗传学家G. Mendel(孟德尔)根据豌豆杂交试验，首次提示了遗传学的基本规律，如分离定律和自由组合定律。阐明了遗传不是性状本身，而是决定性状的遗传因子。1909年，丹麦生物学家W. Johannsen根据希腊文“给予生命”之义，创造了基因(g

3、ene)一词，这一术语却一直沿用至今，并发展为决定遗传性状的物质基础。1910年，美国著名遗传学家T.H. Morgan(摩尔根)和他的助手们以国蝇为材料，确认遗传物质的基础存在于染色体中并提出基因连锁和互换定律。第一次将代表某一特定性状的基因同某一特定的染色体联系起来，创立了遗传的染色体理论。2DNA是遗传信息的载体1928年，F. Griffith首先发现了肺炎双球菌的转化现象。转化因子是什么？1944年，美国著名微生物学家O.T. Avery与他的合作者们重复了Griffith的转化实验，并进一步对无毒细菌变成有毒细菌的转化物质进行了分离和化学上的鉴定，证明使细菌性状发生转化的因子是DN

4、A而不是蛋白质或RNA分子。Avery等人的工作在遗传学理论上树起了全新的观点，即DNA分子是遗传信息的载体。1952年，美国冷泉港卡内基遗传学实验室的科学家A.D. Hershey和他的学生用他们的噬菌体感染实验进一步肯定了Avery的结论。他们用放射性同位素35S和32P分别标记噬菌体的外壳蛋白质和核心DNA，用双标记的噬菌体感染大肠杆菌，结果表明噬菌体的蛋白外壳没有进入细菌体内，只有DNA进入到了细菌细胞中，进一步证实了遗传物质是DNA，而不是蛋白质。证明了DNA是遗传物质和基因的载体之后，遗传学家和分子生物学家进而着手研究维系生命现象的基础DNA分子的自我复制的过程，以揭示遗传信息是如

5、何从亲代准确地传递到子代的本质。1953年，J. Watson和F. Crick的DNA双螺旋结构模型成为解密DNA分子的复制过程的钥匙，特别是DNA半保留复制规律的揭示使遗传学家长期感到困惑的基因自我复制问题得到了最后的解决，也为基因存在于DNA，遗传信息可以通过DNA的半保留复制而传代下去的认识提供了基础。至此，基因以一种真正的分子物质呈现在人们面前，科学家能够像研究其它大分子一样，客观地探索基因的结构及功能，从分子层次上研究基因的遗传现象，进入了基因的分子生物学新时代。基因在DNA顺序上的多样性：（1）基因的不连续性；（2）基因的重叠性；（3）重复序列(repeated sequence

6、)。3基因及其产物最初基因的功能是如何同蛋白质联系在一起的呢？早在1902年，A. Garrod在研究人类黑尿病(alkaptonurea)时指出：这种病是由于缺乏某种酶催化代谢反应所致。这是最早把基因的功能同蛋白质的作用联系在一起。但是，第一次明确提出“一个基因一种酶”假说的学者则是G.W. Beadle和E.L. Tatum。直到1957年，英国剑桥的科学家V.M. Ingram对镰形细胞贫血症(sickle cell anemia)的血红蛋白和正常的血红蛋白的氨基酸序列作了对比研究，才第一次用实验证实了基因同蛋白质之间的直接联系。1958年，F. Crick在综合分析了50年代末期关于遗

7、传信息流向的各种研究结果的基础上，提出了描述DNA、RNA和蛋白质三者关系的中心法则(central dogma)。1970年，H.M. Temin和D. Baltimore发现一些RNA病毒在寄主细胞中的复制过程是先以病毒的RNA分子为模板，在反转录酶的作用下合成DNA互补链，然后以DNA链为模板合成新的病毒RNA。这说明遗传信息可以从RNA反向传递到DNA。为此，1971年，F. Crick修改了中心法则。当我们思考转录和转译这两个过程时会发现，转译和转录不同，它不是简单的核苷酸顺序的抄写，而是将RNA分子上的核苷酸语言翻译成蛋白质分子上的氨基酸语言的复杂过程，是涉及到两种不同语言信号之间

8、的更换问题。在转译过程中，必定存在着一种特殊的遗传密码系统，才可以将RNA分子上的核苷酸顺序，同蛋白质分子上的氨基酸顺序联系起来。在50年代末和60年代初，关于遗传密码的研究是基因分子生物学中最活跃的课题。到1961年底，有关遗传密码的若干主要问题都得到了解决。第一个问题是密码比，证实是由3个碱基编码一种氨基酸，我们称这种碱基三联体为密码子。第二个问题是密码是否重叠，结论是不重叠。第三个问题是相邻的2个三联体之间是否存在着“逗号”之类的分割符，碱基的缺失和增加突变研究表明，这种想法不符合事实。在解决了上述问题之后，剩下的就是要设法弄清每一种氨基酸到底是由哪一种三联密码子编码的。至1966年，所

9、有64种密码子便全部破译出来了。除了线粒体和叶绿体存在的个别特例外，所有生物，包括病毒、原核的和真核的，它们的密码子同氨基酸之间的关系都是同样的，因此说遗传密码是通用的。遗传密码的通用性是我们赖以开展基因工程的最重要的理论基础之一。第二节 基因工程1基因工程的诞生人们公认基因工程诞生于1973年。从40年代到70年代初基因工程的诞生，其中现代分子生物学领域理论上的三大发现及技术上的三大发明起了决定性的作用。（1）理论上的三大发现第一，40年代确定了遗传信息的携带者，即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，从而明确了遗传的物质基础问题。第二，在50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机

10、理，解决了基因的自我复制和传递问题。第三，在50年代末期和60年代，相继提出了“中心法则”和操纵子学说，并成功地破译了遗传密码，从而阐明了遗传信息的流向和表达问题。（2）技术上的三大发明第一，DNA分子的体外切割与连接技术是基因工程诞生的第一个技术发明。应用核酸内切限制酶和DNA连接酶对DNA分子进行体外是切割和连接，这是在60年代末期和70年代初期发展起来的一项重要的基因操作技术，有人甚至说它是重组DNA的核心技术。1970年，H.O. Smith和K.W. Wilcox, T.J. Kelley从流感嗜血杆菌中分离并纯化了限制性核酸内切酶Hind II，使DNA分子的切割成为可能。1972

11、年，H. Boyer实验室发现了核酸内切酶EcoR I，识别GAATTC序列，切割DNA分子后形成具有粘性末端的片段，具有相同粘性末端的任何不同来源的DNA片段，都可以通过末端之间的碱基互补作用而彼此“粘合”起来。以后，又相继发现了大量类似于EcoR I这样的核酸内切酶，这就使研究者可以获得所需的DNA特殊片段，为基因工程提供了技术基础。对基因工程技术突破的另一发现是DNA连接酶。1967年，世界上有5个实验室几乎同时发现了DNA连接酶，这种酶能够参与DNA裂口的修复，而在一定条件下还能连接DNA分子的自由末端。连接的功能是通过合成相邻核苷酸之间的磷酸二酯键，从而修复缺口(nick)或单链的裂

12、口(gap)。1970年，美国威斯康星大学的H.G. Khorana实验室发现了一种具有更高连接活性的DNA连接酶T4DNA连接酶，有时甚至能够催化完全分离的两段DNA分子进行平末端的连接。第二，基因工程载体的使用是基因工程诞生的第二项技术发明。大多数DNA片段不具备自我复制的能力，为了能够在寄主细胞中进行繁殖，就必须将DNA片段连接到具备自我复制能力的DNA分子上。这种DNA分子就是所谓的基因克隆载体。根据当时（1972年前后）微生物遗传学的研究成果，有可能作基因克隆载体的有病毒、噬菌体和质粒等不同的小分子量的复制子。鉴于多年以来，分子生物学家一直把注意力集中在病毒同其寄主细菌之间的相互关系

13、上，因此很自然地在一开始就选定噬菌体作基因克隆最有希望的载体。其中研究得最为深入，而且业已被改建成实用克隆载体的是大肠杆菌l噬菌体载体。然而第一个将外源基因导入寄主的却不是l噬菌体，而是质粒载体。将外源DNA分子导入细菌细胞的现象叫转化，早在肺炎链球菌中发现，但对大肠杆菌却迟至1970年才获得成功。当时M. Mandel和A. Higa发现大肠杆菌的细胞经过氯化钙的适当处理，便能够吸收l噬菌体的DNA。两年后（1972年），斯坦福大学的S. Cohen等人报道，经氯化钙处理的大肠杆菌细胞同样也能够摄取质粒的DNA。从此，大肠杆菌便成了分子克隆的良好的转化受体。大肠杆菌转化体系的建立，对基因工程

14、的创立具有特别重要的意义，因为早期使用的克隆载体都是在大肠杆菌细胞中增殖的复制子。第三，DNA分子的核苷酸序列分析技术、琼脂糖凝胶电泳和Southern转移杂交等技术对基因工程的开展起到了促进的作用。1972年，美国斯坦福大学的P. Berg领导的研究小组，在世界上第一次成功地实现了DNA体外重组，并因此与W. Gilbert, F. Sanger分享了1980年度的诺贝尔化学奖。他们用核酸内切限制酶EcoR I，在体外对猿猴病毒SV40的DNA和l噬菌体的DNA分别进行酶切，然后再用T4DNA连接酶将两种消化片段连接起来，结果获得了包括SV40和l噬菌体DNA的重组的杂种DNA分子。1973

15、年，斯坦福大学的S. Cohen等人也成功地进行了另一个体外DNA重组实验并实现了细菌间性状的转移。他们将大肠杆菌的抗四环素质粒pSC101和抗卡那霉素质粒R6-5，在体外用EcoR I酶切后，用T4DNA连接酶将它们连接成重组的DNA分子。连接混合物转化大肠杆菌，结果在含四环素和卡那霉素的平板中，选出了双抗的重组菌落。这种双抗性的大肠杆菌转化子细胞中分离出来的重组质粒DNA带有完整的pSC101分子和来自R6-5质粒编码卡那霉素抗性基因的DNA片段。这是基因工程发展史上第一次实现重组转化成功的例子。基因工程从此诞生，这年被定为基因工程诞生的元年。S. Cohen与H. Boyer合作，用类似

16、的方法把非洲爪蟾的编码核糖体基因的DNA片段同pSC101重组后导入大肠杆菌。转化子分析结果表明，动物的基因的确进入了大肠杆菌，并转录出相应的mRNA产物。Cohen的工作，是第一次成功的基因克隆实验，其重要意义在于：说明了像pSC101这样的质粒分子是可以作为基因克隆的载体，能够将外源的DNA导入寄主细胞；说明了像非洲爪蟾这样的真核动物的基因是可以被成功地转移到原核细胞中去，并实现其功能表达的；说明了质粒大肠杆菌细胞是一种成功的基因克隆体系，可以作为基因克隆的模式系统进行深入的研究。2基因工程的定义和主要研究内容基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子，构成遗传物质的新组合，

17、并使之掺入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖的技术。供体、受体和载体称为基因工程的三大要素。基因工程有两个特征，第一个是它将外源DNA的新组合引入到一种新的寄主生物中进行繁殖。这种DNA的新组合就可以按照工程学的方法进行设计和操作，可以跨越天然物种的屏障，为定向创造新生物提供了可能性。第二个是，一种确定的DNA小片段能够在新寄主细胞中进行扩增。正是具备了这种特征，我们才能制备到大量纯化的DNA片段，从而拓宽了分子生物学的研究领域。基因工程包括如下几个主要的内容或步骤（简称六字方针）：分、切、接、转、筛和表。（1）分：从复杂的生物有机体基因组中，分离出带有目的基因的DNA片段。（

18、2）切：在体外，用限制性内切核酸酶切割目的基因和基因载体，以利于将两者连接形成重组体。（3）接：在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子。（4）转：将重组DNA分子转移到适当的受体细胞（亦称寄主细胞），并与之一起增殖。（5）筛：从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞克隆。进一步提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究使用。（6）表：将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类想要的物质。从基因工程定义上来讲，以上6个步骤已包括了这项技术的完整过程，但是，从基因工程

19、的最终目的来讲，以上6个步骤还不是它的全部内容，因为一个基因工程产品的完成至少还涉及到表达产物的纯化、复性、规模化生产工艺等内容的探索。因此，人们习惯把以上6个步骤称作是基因工程的上游研究。而下游技术则涉及到含有重组外源基因的生物细胞的大规模培养以及外源基因表达产物的分离纯化过程。上游DNA重组的设计必须以简化下游操作工艺和装备为指导思想，而下游过程则是上游基因重组蓝图的体现与保证，这是基因工程产业化的基本原则。基因工程的理论依据：（1）不同基因具有相同的物质基础。（2）基因是可切割的。（3）基因是可以转移的。（4）多肽和基因之间存在对应关系。（5）遗传密码是通用的。（6）基因可以通过复制把遗

20、传信息传递给下一代。3基因工程的应用与发展关于基因组核苷酸全序列的测定和分析，是重组DNA技术促进基础生物学研究的一个很好的范例。1977年，英国分子生物学家F. Sanger领导的研究小组首先完成了全长5387bp的fX174噬菌体基因组全序列测定工作，揭开了大规模基因组测序工作的序幕。80年代末期，日本科学家先后于1987年完成了全长155.844bp的烟草叶绿体，1988年完成了全长121.024bp的地钱叶绿体，1989年又完成了全长134.525bp的水稻叶绿体基因组全序列的测定。然而这些细胞器无论在大小上还是在复杂性方面，都无法同人类基因组相比拟。人类染色体基因组（在单倍体的情况下

21、）全长3*109bp，编码近105个基因。如果考虑到经过千百万年的分化与繁衍，今天全世界已有50多亿人口，人类基因之正常和异常的突变形式更是千百倍于基因的基本数目。由此可见，人类基因组的全序列测定工作是一项何等艰巨而庞大的工程。1984年美国科学家首先提出研究人类基因组的设想，在经过长达4年的广泛调查和反复论证的基础上，1988年美国国会终于批准了人类基因组作图和测序计划（简称人类基因组计划），开始了令全世界瞩目的人类基因组研究。这一项被新闻界喻为“基因圣战”的规模空前的科研计划，预计投资30亿美元，将历时15年才可以完成。我国于1999年9月也获准参与这一国际性计划，在北京和上海分别成立了人

22、类基因组研究中心，承担人类基因组1%的测序任务。直到2000年6月，才宣告人类基因组计划DNA测序草图完成，同时已破译了近万个基因。一般认为人类基因组含有数万个基因，各司其职，控制着人的生长、发育、繁殖，一旦人类基因组全部被破译，就可以了解人类几千种遗传性疾病的病因，为基因治疗提供可靠的依据，并且将保证人类的优生优育，提高人类的生活质量。在人类基因组计划的影响下，以稻米为主食的我国自1992年开始执行的水稻基因组作图和测序计划也已取得良好的进展。1997年成功地构建了高分辨率的水稻基因组物理图谱，使我国的水稻基因组研究工作继续保持世界领先的水平。并于2001年10月12日，中国科学院、国家计委

23、、科技部联合召开新闻发布会，宣布具有国际领先水平的中国水稻（籼稻）基因组“工作框架图”和数据库在我国已经完成。这一成果标志着我国已成为继美国之后，世界上第二个能够独立完成大规模全基因组测序和组装分析能力的国家。籼稻全基因组“工作框架图”的完成，将带动小麦、玉米等所有粮食作物的基础与应用研究。早在基因工程发展的初期，人们就开始探讨将该技术应用于大规模生产与人类健康水平密切相关的生物大分子，这些物质在人体内含量极小，但却具有非常重要的生理功能。1977年，加州大学（Keiichi Itakura和Herber Boyer）首次在大肠杆菌中表达了人的生长激素释放抑制素基因，1978年，克隆表达了人的

24、胰岛素基因，同年美国Genentech公司开发出利用重组大肠杆菌合成人胰岛素的先进工艺，从而揭开了基因工程产业化的序幕。利用基因工程技术开发新型治疗药物是当前最活跃和发展最快的领域。基因工程药物主要指基因工程活性多肽、基因工程疫苗和DNA药物等。一些人体活性多肽（如激素、神经多肽、淋巴因子、凝血因子等）在疾病诊断、预防和治疗中具有重要的价值，但是以往只能用传统的技术从动物中提取，由于原料来源有限，不同批次质量不一，有的还有较大的毒副作用，所以临床应用受到很大限制。基因工程问世后，首先用此技术在生产人体活性多肽方面显示了威力，编码人体活性多肽的基因通过重组转化，获得了能高效表达的工程菌株，可大批

25、量生产人们需要的人体活性多肽。至2000年统计，应用基因工程技术生产和上市的人体活性多肽有：人生长激素、a-干扰素、白细胞介素-2、生长因子、肿瘤坏死因子、凝血因子、人粒细胞集落刺激因子、促红细胞生成素、组织非蛋白纤溶酶原、胰岛素和心钠素等。原来使用的疫苗主要是由被杀死或减毒的病原微生物组成，或者由细菌毒素组成。由于在制备过程中因减毒不充分或培养病毒出现问题，有的疫苗具有不良反应。利用基因工程技术，获得了一系列无毒性作用的新疫苗。细菌方面有霍乱弧菌、百日咳杆菌、麻风杆菌、淋球菌、绿脓杆菌、脑膜炎双球菌、链球菌、志贺菌属某些菌种等的疫苗；病毒方面有流感病毒、人免疫缺陷病毒、甲肝病毒、乙肝病毒、带

26、状疱疹病毒和巨细胞病毒等的疫苗；寄生虫方面有疟原虫、丝虫、血吸虫、利值曼原虫等疫苗。此外，不少科技工作者正在开展癌症和爱滋病等顽症疫苗的研制工作。近年来在基因工程疫苗研究领域，转基因植物疫苗异军突起，将抗原基因导入植物，让其在植物中表达，人或动物摄入这种植物或其中的抗原蛋白质，以产生对某抗原的免疫应答。乙肝病毒表面抗原基因和大肠杆菌肠毒素基因等已导入马铃薯中表达，用这样的薯快喂小鼠，均产生了免疫应答。为了获得人可以生吃的能产生疫苗的植物，1995年以来，开展了以番茄和香蕉生产口服食品疫苗的研究，番茄中已表达了狂犬病毒糖蛋白和天花病毒表面抗原。有些抗原基因在香蕉中也表达成功。由于口服食品疫苗具有

27、成本低、保持自然状态免疫原性和使用方便安全等优点，将会迅速发展起来。用作DNA药物有腺苷脱氨酶基因、白介素基因和淋巴细胞因子基因以及反义寡核苷酸药物等。随着人类基因组研究的深入，由于提供大量的遗传信息，必将大大加速DNA药物的迅速发展。生产基因工程药物，早期采用转基因微生物发酵或转基因动物细胞培养，从中提取有效成分，近年来发展了用转基因动物的乳腺生物反应器来生产基因工程药物。至今在以下转基因动物的乳汁中获得了一些人类活性多肽：牛奶中有抗凝血酶、纤维蛋白原、人血清蛋白、胶原蛋白、生育激素、糖基转移酶、蛋白质C等，山羊奶中有抗凝血酶原、抗胰蛋白酶生育激素、血清白蛋白、组织型溶纤维原激活因子、单克隆

28、抗体，绵羊奶中有抗胰蛋白酶、凝血因子IX、纤维蛋白原、蛋白质C，猪奶中有蛋白质C、凝血因子IX、纤维蛋白原、血红蛋白。此外，正在研究含基因工程药物的绿藻和蓝藻，不必提取就可服用。从80年代以来，基因工程已开始朝着高等动植物物种的遗传特征改良以及人体基因治疗等方向发展。转基因植物研究方面，1983年利用农杆菌介导法培育出世界上第一例转基因植物转基因烟草。如今，利用基因工程技术，将一些具有实用价值的外源基因分别导入多种作物，获得了一批转基因植物。如培育成功了一批分别具有抗病（包括病毒病：烟草花叶病毒、细菌和真菌病：小麦的白粉病、赤霉病、黄矮病）、抗虫（应用最广的是苏云金芽孢杆菌的Bt杀虫晶体蛋白基

29、因和豇豆等作物的胰蛋白酶抑制基因：转基因棉花：抗田菜夜蛾、棉铃虫，转基因烟草对烟草文蛾的抗性可达死亡率100%；转基因玉米对玉米螟也具有明显抗性）和抗除草剂性状的转基因农作物。另外在作物抗旱、抗寒、抗热和抗盐方面都有研究进展。在改善作物品质方面，尝试改变植物中氨基酸组成和含量，提高作物的营养价值。如将豆科植物的贮藏蛋白基因转入牧草，奶牛吃了以后，牛奶中含有较多的人体必须氨基酸，转入谷类作物，获得了氨基酸组成更适合人体需要的转基因作物。此外还有抗腐烂的番茄和柿子等。转基因动物研究方面，早在1980年首次通过显微注射培育出世界上第一个转基因动物转基因小鼠，由于动物不像植物那样容易通过体细胞培养再生

30、新的个体，所以对转基因动物的研究远不如转基因植物那样广泛，主要集中在改良家畜、家禽和鱼的经济性状，以及生产某些药物和蛋白质。如将牛的基因导入猪体内，猪不仅生长快，个体大，而且瘦肉率高，饲料的利用率高，给养猪业带来丰厚的经济效益。近年来，成功地将人的基因导入猪体内，可望能解决动物器官移植到人体后的异体排斥问题。转基因动物生产活性多肽和药物等上面已经介绍。克隆羊“多莉”的问世，证实高等动物体细胞同植物细胞一样具有全能性，在合适的培养条件下，一个体细胞同样可以再生成新的个体。基因工程也有力地促进了医学科学的研究，这方面的重要突破是发现了致癌基因，弄清了肿瘤的起因。随着医学和分子遗传学研究的不断进步，

31、人们逐渐认识到，遗传病其实只是基因突变综合症（分子病）中的一类，目前一些严重威胁人类健康的所谓“文明病”或“富贵病”，如心脑血管病、糖尿病、癌症、过度肥胖综合症、老年性痴呆症、骨质疏松症等等，都属分子病范畴，分子病治疗有两种：一是定期向患者体内输入病变基因的原始产物，以对抗病变基因造成的危害；二是利用基因转移技术更换病变基因，达到标本兼治的目的。基因疗法实施的前提条件是对人类病变基因的精确认识，随着人类基因组测序草图的完成，揭示人体125000个基因的全部奥秘具有极大的诱惑力。基因芯片在临床的应用对于遗传病等诊断和早期防治方面都显示了巨大的价值。基因工程还在酶制剂工业、食品工业、化学和能源工业

32、及环境保护等方面也有其用武之地。4基因工程的安全性问题自基因工程诞生之日起，基因工程的安全性问题就受到人们极大的关注。关于重组DNA潜在的危险性问题的讨论，在基因工程还处于酝酿阶段时就已经开始了。争论的焦点是担心基因工程的杂种生物会从实验室逸出，在自然界造成难以控制的危害。有趣的是，首先产生这种担心的却是直接从事DNA重组研究的科学工作者，1972年，美国斯坦福大学的P. Berg首次实现了在体外将猿猴病毒SV40的DNA和l噬菌体的DNA连接成功，就是出于安全性方面的考虑，他主动放弃了将重组基因转入大肠杆菌细胞的想法。美国的公众也公开表示，担心重组DNA技术会培养出具有潜在危险性的新型微生物，而给人类带来难以预料的后果。而且几乎所有的报刊杂志都在发表大量的争论文章和政府及科学团体的报告，担忧和反对开展重组DNA研究。在这种背景下，美国国家卫生研究院举行了一次有160名来自美国和16个国家有关专家学者参加的国际会议。对重组DNA的潜在危险性展开了针锋相对的辩论，最后总算在如下三个重要问题上取得了一致的看法：第一，新发展的基因工程技术，为解决一些重要的生物学和医学问题，以及令人普遍关注的社会问题（如环境污染、食品和能源问题）展现了乐观的前景；第二，新组成