世纪被称为生命科学和生物技术的时代

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1、21世纪被称为生命科学和生物技术的时代，生物技术在医疗卫生、农业、环保、轻化工、食品保健等重要领域对改善人类健康状况及生存环境、提高农牧业以及工业的产量与质量都正在发挥着越来越重要的作用。目前生物技术(Biotechnology,BT)已经成为现代科技研究和开发的重点。在发达国家，生物技术已经成为一个新的经济增长点，其增长速度大致是在25%~30%，是整个经济增长平均数的8~10倍左右。虽然由于研发成本高等原因，近期内生物技术产业本身还无法实现全面的赢利，但随着它的日益普及，这一天也为期不远了。一、生命科学和生物技术的前沿领域   （一）功能基因组学和蛋白

2、质组学   自从人类基因组计划启动以来，公共媒体不断向大众勾画着一幅幅美丽的图景，这使人们认为，一旦科学家把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余。但是，真实情况远不像人们想象得那样简单。遗传信息并不直接参与生命活动，而是通过控制蛋白质的形成间接地指导有机体的新陈代谢。也就是说，一个基因所含的遗传信息，通过一系列复杂的反应，最终导致了相应的蛋白质形成，蛋白质再参与到生命的各种活动中去。所以，要想真正揭开遗传的奥秘，仅仅了解基因组的碱基排列顺序是远远不够的，还必须认识各个基因所表达的生物学意义以及它控制形成的产物——蛋白质。因此

3、功能基因组学理所当然地成为当今生物学研究领域的热点。而作为基因功能载体的蛋白质则是生命活动的执行体，人类基因组绝大部分基因及其功能都有待于在蛋白质层面予以揭示和阐述。蛋白质组学就是在人类基因组计划研究发展的基础上形成的新兴学科，主要是在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律。人类细胞中的全部基因称为基因组，由全套基因组编码控制的蛋白质则相应地被称为蛋白质组。人类基因可能有3万多个，而每个基因控制的蛋白质则从数个到数十个不等，人体蛋白质数远比基因多得多。无论是正常的生理过程还是病理状态过程，身体的异常最直接的体现是蛋白质，所以人们研究基因、研究基因组之

4、后感觉到，只有搞清楚蛋白质和蛋白质组，人们才有可能更多地去发现疾病的诊断标志、疾病的预防标志、疾病药物筛选的靶标和疾病治疗的靶标。科学家认为，人类基因组、蛋白质组和药物是生命科学研究路上的三个阶段。   但绘制人类蛋白质组图是一项艰巨的任务。它需要数亿美元的投资和无数次计算。分子对比能说明全部问题：人类基因组是由DNA——只含有4种碱基的简单的线性分子。而蛋白质是由20种被称为氨基酸的不同成分组成的复杂结构。   作为世界头号科技强国的美国，在这方面自然是一马当先，其生物技术的研究重心已经从基因组测序转向了基因功能和蛋白质功能的探测。继2000年9月启动“

5、蛋白质结构启动计划”后，美国于2002年实施了“临床蛋白质组学计划”，以开发以蛋白质研究为基础的癌症诊断和治疗系统。目前在美国，蛋白质组学甚至已经形成了产业和市场，美国一家咨询公司的研究显示，到2005年这一市场将达到27亿多美元。目前，美国米里亚德遗传学研究所、甲骨文公司和日本日立公司已经组成联盟，计划在3年内完成人体所有蛋白质的图谱。 其他国家也不甘落后。如日本于2001年启动了蛋白质解析工程，并于2003年确定了“生物立国”战略，明确提出了加快蛋白质组等方面的研发步伐。为了抢占21世纪生命科学研究的这个制高点，日本已制定出措施，决心打好后基因组研究这

6、场攻坚战。   而我国在该领域也具备了较好的基础，当初我国参加国际人类基因组计划的时候，只争取到了人类基因组1%的测序任务，但现在我国科学家经过持续的努力，已经获得了国际蛋白质组计划的主要项目——国际人类肝脏蛋白质组计划的领导权。我国将承担整个国际蛋白质组计划20%以上的任务。   （二）克隆技术与干细胞   自1997年由取自一只6岁成年羊身上的乳腺细胞培育成功的克隆羊“多莉”在英国问世以来，克隆技术获得了空前的发展，克隆鼠、克隆牛、克隆猪、克隆猫、克隆猴等相继问世，这些成功使人们看到了利用克隆技术培育优良品种家畜以及挽救濒危珍惜野生动物的可能性。不过克

7、隆技术最大的应用可能还在医学领域：利用克隆技术培育人类胚胎，使其发育成各种组织和器官，以供医疗或研究之用。而这又牵扯出另一重要的技术领域，即干细胞的研究。   干细胞是指动物体在发育过程中，体内所保留的部分未分化的细胞。干细胞根据其分化潜能的大小，可以分为三类：一类是全能干细胞，它具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞，它具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，从而可以进一步形成机体的任何组织或器官。第二类是多能干细胞，它具有分化出多种细胞组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力。第三类称为专能干

8、细胞，只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。   干细胞的