细胞工程在医药健康领域的应用

在医药健康领域，细胞工程有着诸多重要应用。通过重组DNA方法，可诱导细胞构建所需产物，像蛋白质、抗体或酶等。例如，将大肠杆菌转化，能使其将前体转录和翻译成胰岛素，这一成果降低了生产成本。类似地，大肠杆菌还被转化为表达人类生长激素，用于治疗垂体性侏儒症。同时，为制造疫苗而对细胞进行工程改造以产生抗原方面也取得了很大进展。此外，科学家们成功培养出胰岛细胞来替代受损的胰岛组织，帮助糖尿病患者恢复胰岛素分泌功能。

细胞工程在农业领域的应用

植物快速繁殖与品种改良

微型繁殖：这是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。它能保持亲本的优良性状，快速大量培育新个体，有利于工厂化培育，且选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，已成功应用于优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。

作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物受病毒侵染，导致品种退化、减产和品质降低。利用植物分生组织（病毒很少，甚至无毒）进行培养可使新长成的植株脱去病毒，常选用茎尖组织，如马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等通过此方法获得脱毒苗。

单倍体育种：植株通过减数分裂得到花粉，对花粉进行花药离体培养得到单倍体植株，再对其幼苗时期进行秋水仙素处理，得到正常的纯合二倍体植株，该方法能明显缩短育种年限。

突变体的利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中可选育出新品种，如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体。

人工种子的制备

人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。它由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成。与天然种子相比，可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖，能固定杂种优势，是一种快捷高效的繁殖方式，还可人为控制植物的生长发育和抗逆性等，芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备的人工种子已成功应用。

细胞工程在工业生产领域的应用

提高天然细胞产品产量

改变天然细胞生产以获得更理想的产量或更短的生产时间是细胞工程的一种一般形式。可通过增强或抑制参与产品代谢的基因来实现，例如在仓鼠卵巢细胞中过表达转运蛋白基因，以提高单克隆抗体产量。也可将生物学上的外来基因整合到现有的细胞系中，如合成乙醇的大肠杆菌利用来自运动发酵单胞菌的基因进行修饰，使乙醇发酵成为初级细胞发酵产物。

细胞产物的工厂化生产

植物细胞工程可用于细胞产物（蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等）的工厂化生产。从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，如紫草素、香料等。其基本流程为选择外植体进行培养产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快且细胞内产物含量高的细胞株，一部分作为种子保存，一部分进行发酵生产，最后破碎培养的细胞提取产物。

细胞工程在细胞特性改良方面的应用

调节细胞的底物和生长需求，能显著降低生长和维持细胞培养物所需的成本、设备费用和技能。例如，科学家们使用外来酶来修饰一种常见的工业酵母菌株，使细胞能够在比传统葡萄糖更便宜的底物上生长。同时，利用各种细胞修饰方法可改变细胞的固有特性，如生长密度、生长速率、生长产量、耐温性、耐冻性、化学敏感性和对病原体的脆弱性。另外，干细胞的改变和调整是细胞工程的独特部分，干细胞可分化成各种其他类型的细胞，进而改变这些细胞以产生新的疗法或为进一步的细胞工程奠定基础。