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展望 2 1世纪的生物技术

展望 2 1世纪的生物技术

作者:朱立煌   文章来源:   发表时间:2013-12-20    点击量:

生物技术在世纪之交已经以众多的成就为我们展示了一卷新世纪的宏图 ,从医药革命到绿色革命 ,从新能源到永续的生态环境。生物技术的无限生机在于地球上的生命历经漫长的进化保留下来的各种基因、各种蛋白质和各种生命过程都有可能逐渐地为人类所用。未来的发展取决于技术平台的宽度和高度 ,已有的生物技术主要有三个平台 ,即DNA重组、细胞培养和DNA芯片 ,已经取得的成果和已经形成的产业 ,诸如基因治疗、基因工程药物 ,转基因植物、克隆动物 ,诊断试剂等都是这些平台上的产物 ;预计在新世纪还会形成几个新的平台。第一是基因组平台 ,目前己有数十种微生物和四种模式生物 (酵母、线虫、果蝇和拟南芥 )的基因组全序列已进入数据库 ,人类基因组全序列的草图也刚完成 ,这意味着有数以十万计的基因及其编码的蛋白质可供基因工程和蛋白质工程的操作 ,从而大大扩展生物技术的产业范围。第二个平台是生物芯片 ,它是分子生物学与化学和物理领域的多种高新技术的交叉和融合。从DNA芯片延伸到含各种生物分子的硅片最终将与纳米技术相结合 ,使离体操作的芯片发展成为可在活体内执行某种功能的组件。第三个平台是干细胞生物学 ,它是克隆动物和克隆组织器官的基础。正在发展的技术关键是控制有全能性或多能性的干细胞的
分化发育 ,如神经干细胞可发育成神经系统各种类型的细胞。这一平台的完善将为医学上的器官移植 ,农业上优良家畜的繁殖带来革命性的进展。第四个平台是生物信息学 ,目前生物信息学已经广泛用于基因组和蛋白质组的研究 ,但是随着大多数基因和蛋白质功能的阐明 ,将会出现一个新的发展前景 ,这就是在计算机上模拟细胞内和机体内的生化代谢过程 ,甚至模拟进化的历程 ,这将使生物学真正进入理论生物学的新时期。用计算机设计生物新类型的高技术也将会在下个世纪变成现实。第五个平台是神经科学 ,目前国际上正在开展神经生物学的大科学计划。人类的高级神经活动如感觉、认知和思维终将在分子水平和细胞水平上被解析。在不太久的将来 ,就会在这个平台上出现新的生物技术 ,一方面为人类自身的精神疾患带来福音 ,另一方面也会由此产生高度智能化的计算机和机器人。除了可以预计的上述五个平台外 ,还会有新的平台出现 ,生物技术的发展前景是难以估量的。不过有一点现在就应该引起高度重视 ,生物技术在造福于人类的同时 ,也会危害人类和地球上的其他生物 ,对此我们必须予以控制。