第2个回答 2019-07-24
生命科学最大的基础工程
生物技术在过去的几十年风起云涌，70年代出现的重组DNA，使得人们有可能按照需求生产出基因工程的药物。到了80年代，转基因技术在农业方面的应用极大地提高了农作物、动物的产量和品质。90年代有代表性的进展就是克隆技术，使得重组生命成为可能，这是很伟大的进步。信息技术在很大程度上改变了社会，正如未来学家所说，信息技术使我们能够做的更多做得更快、更好。但是，生命科学、生物技术有可能改变人类自身，改变未来社会的发展，其影响更重大。从总体上看，生命科学无论从揭示未知领域的广度深度，从产业化的巨大前景，保证人类基本的物质生活的需求，强身健体的需要，还是推动整个人类的进步来说，都是非常重要的一个领域，因此说21世纪是生命科学的世纪是很有道理的。
人类基因组研究是目前生命科学领域里的一项最大的基础工程。生命活动在相当大的程度上是受遗传因素影响的，要理解生命，战胜疾病，提高健康，就必须对控制生命的遗传信息有所了解，而且不是支离破碎的了解，是整体化的了解。所谓基因组是生命遗传信息的总合，它不是个体基因的概念，它是所有基因在一起，再加上那些调控基因的遗传信息。这个项目的驱动因素也是双重性的，一个是科学家的好奇心，求知欲望，像任何其他基础科学一样；另外一个巨大的驱动力就是人类健康的一种需求。
生命科学要揭示的奥秘很多，整个框架搭起来的过程就是从具象到微象，从大到小，由表及里，但到达"里"以后发现，对个别的孤立的分子进行研究，恐怕不能揭示其中的规律，这样就从分析进入到综合。进入到人类基因组时代，生命科学全新形态，即大科学形态，系统科学形态，交叉科学形态。人类基因组揭示的信息量大概只有天文的数字可以与之相比。如果把生物的变异性考虑进去的话，这种海量信息的储存、分析、传输，收集，把信息从数据变成知识，这就要求信息技术、数学等加入进来，所以生物信息学产生了。要在同一时间研究所有的基因、所有的蛋白质的表达和相互作用，是一种系统科学的研究方法。为了进行这样的分析，新的平台就要发展，比如生物芯片，在一个指甲盖大小的面积上可以把人类的所有基因，将来可能发展到所有的蛋白，都放在这个小的平面上，用定型化来进行系统化的研究。当今的生命科学的大科学平台，为我们揭示生命的奥秘提供了可能。破译"天书"只为造福社会
经过全球科学家包括中国科学家的努力，2000年6月人类基因组计划完成了框架测序，大概再过两三年，到2003年就可以把人类基因组的精细的序列完成。中国科学家承担的的1％的任务完成得还是非常优秀的，在6个国家中最早地完成了自己应该承担的区域的精细测序。也就是说，第一份人类的遗传"天书"已经展现在我们眼前，但是我们还不怎么读得懂。现在提出功能基因组计划，就是要理解这个"天书"里说的是什么内容，"天书"上的信息是怎么表达的，这种表达又是如何控制的，这种表达、控制和环境又是如何相互作用的，这种相互作用在人类的健康和疾病当中又是怎么样变化的。
人的生老病死这些活动，实际上既有遗传因素，又有环境因素。人类基因组计划研究的意义最后还是体现在对人类的实际贡献上，尤其体现在对人类重大疾病的防治上来。这里又有一个医学基因组问题。基因组是有变异的，不是一成不变的，这就为遗传信息的变异奠定了基础。为什么在一些人群和家族中比较容易发生某些疾病，比如高血压、肥胖症等。据调查，目前中国人中有25％超重，少儿肥胖者达7-8％，而且增长速度很快。这里既有遗传因素又有其他因素，医学基因组学就是要搞清那些遗传疾病的原因及其防治办法。由于人的千差万别，对于疾病的易感性，对药物的反应性包括对疗效的反应性和对副作用的反应性，都跟遗传信息的变异有关，所以，不仅要"天书"读出来，而且要把人群、个体之间主要差异，就是把"天书"里的那些符号识别出来。
基因技术提供无限商机
基因技术对医药行业来说是提供了无限商机，一部分基因的蛋白质产物可以直接用来做药，大多数基因蛋白质的产物可以用来筛选药物。化学药物在身体里作用的靶点，主要是基因编码的蛋白质。以前是先有化合物，再来一点点识别这个化合物作用在哪些靶位上。现在反过来了，先知道那么多的靶点，再来筛选化合物，这样药物发现的速度就加快了。识别疾病基因就使疾病的诊断进入到基因诊断阶段，对异常的基因进行替代，就产生了基因治疗。
人类基因组发展到今天，主要就是从整理天书到真正的生物学功能，然后应用于人类的治疗疾病、健康和医药上。人类基因组计划也推动了对其他生命基因组的研究，推而广之，还包括了对简单生命体的基因组，比如大肠杆菌一直到植物，比如水稻再到动物的研究。仅仅看到人类基因天书，很难理解为什么是人类，什么让我们区别于其他动物。把生命天书拿出来，从最简单的生命体到最复杂的人类生命进化过程中，不同阶段的生命体的遗传特性，拿出来进行比较，就可以发现在基因组水平进化的规律，了解基因组的结构和功能怎么样从简单到复杂，由低级到高级发展的。这个计划的带动对解析生命科学的最复杂问题如进化、发育、脑功能等，都有巨大作用。
中国的生命科学研究过去几十年来走过了一条艰难曲折的道路。直到20世纪80年代末期，基因组科学在很落后的情况下，争取一个很快的发展。因为基因学科是带动学科，中国的科学发生了前所未有的整合、发展，促进了生命科学的发展。应该说，人类基因组的参与，开始是跟踪，后来是参与，后来是人类疾病的研究，如果说人类疾病组的研究我们还只是补充、跟踪、参与，那么，水稻基因组的研究，我们就是主角。目前，多个课题研究进展顺利，预计2002年这些成果都可能以长篇论文的方式，在国际上最著名的重要专业刊物上发表。基因工程是生命科学的重要组成部分，比如说，分子生物学跟基因组的工作就有千丝万缕的联系。在前沿学科，我们有了比较大的进展，从耳聋的基因到血压基因、指趾基因，从白血病、肝癌到肌体瘤、鼻咽癌等等。实际上，在肿瘤基因方面，中国是国际上最早涉及的国家之一。基因研究的成果，在医学科学上起子一个很大的带动作用。
在前沿生物高科技领域，中国科学家能产生任何一种已知的生物药品。我们已经掌握了20多种生物克隆的核心技术，新近的克隆羊、克隆牛，已有成功的报道。转基因已走进生产领域，国内的基因棉花，可以和国外的转基因棉花一决雌雄。生物信息学平台已初步建立起来，而且形成一些自己的特色，在其它墓因组的研究中都已得到很好的发挥。 把知识变成经济竞争力
虽然中国的生物科学研究成果非常喜人，但离国家的要求差距还很大。加入WTO就暴露出我们的差距非常之大。在生命科学领域，我觉得有两个重要课题：一是如何提高农业的品质，另一个如何把国家的制药工业搞上去。
中国农业的效率、效益不高，竞争力不够，农民富不起来，科学界有责任啊!如何让农产品不仅是数量上，而且是质量上提高，同时不要以牺牲环境、资源为代价，只能靠科学技术。农民正眼巴巴地等着科技人员去解决农业生产上许多问题。农民富不起来，中国的现代化也是一句空话。这是吃饭的问题。
再看吃药的问题。现在中国虽然是药物生产大国，但是我们的技术创新能力很低，我们的研究能力、创新药物能力很低，90％以上都是仿制药物。我们在国际中药市场上只占3％的份额，严重落后于日本、韩国等国。当健康水平不断提高，医疗条件不断改善，总体上已经控制了大部分危性传染病，营养性(营养缺陷)的疾病也会逐步消失，将来退行性疾病会成为主要的危害。包括老年痴呆症、器官功能退化等。还有代谢性疾病，如心血管、脑血管疾病，脚颤，糖尿病等等。生老病死，由盛到衰，衰就是人体在衰老过程中的器官功能的减退，并由此引起的疾病。此外，还有外伤、器官损伤等等，进行组织和器官的再造，由此产生一个重大需求。面对这些疾病成为人类健康的障碍时，就提出了一种医学，叫"再生医学"，包括减缓衰老和替代人体衰老的器官。完全由非生命材料造成的人工器官，还存在很大的局限性，所以，器官再造就成为很引人注目的生物技术发展的新潮流。在这一过程中，干细胞技术、克隆技术提供了一个条件，带来了医学新的曙光。
现在的一个重要问题是，如何把我们基础研究所积累起来的知识，要变成产品，变成市场，变成经济上的竞争力。这里首先需要科研人员转变观念，需要进行技术创新。