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生物谷张发宝博士:影响人类未来的十大生物科学技术
——用生物科技促进人类与自然和谐发展
生物谷(Bioon.com 张发宝博士):生物科学自从进入21世纪以来,飞速发展。尤其是随着人类基因组计划的完成,人类有自主改造基因的能力,于是各种梦想就应蕴而成。然而哪些技术会与人们的生活和未来的生活息息相关呢? 以下我们列举了十大生物技术,有理由相信,在未来相当长时间内,以下一些领域将成为人类攻关的热点,它们不仅带来给我们的是一项项的技术,更为人与自然的和谐。 1 新型药物研发。靶向,RNAi,疫苗,纳米运输成为关键词。
虽然现代医药日新月异,但是仍然有大量疾病缺少真正有效的手段,如艾滋病等许多病毒性疾病,中风,心血管等退行性病变,以及许多遗传性疾病。另外,现代的经典的药物,也在与微生物的斗争中,疲于应付。不断的变异的细菌,使得药物的研发越来越吃力。
其实,真正的新药,不仅是药物的本身,还包括药物的载体(运输)和高度特异性。许多药物效果很好,但是作用太过广泛,或无法靶向应用,或无法到达靶器官等,使得许多原因不在于没有这个药,而在于没有办法将药物靶向性作用于这些病变组织。如RNAi技术成为人类治疗病毒性疾病,肿瘤等有力的武器,但是现在却没有办法让它能够安全地运达病灶并发挥作用。
在未来,靶向性药物,纳米药物将成为药物研究过程中重要的载体,而与传统的药物结合,共同构成真正强有力的治疗工具。
2 组织工程与器官移植
随着干细胞的技术快速发展,人类目前已经能对某些细胞的分化方向进行人工控制,使得人类对组织工程和器官移植期待得到空前的提高。当然,目前的技术离应用还有很长的距离,但是新的技术,如三维组织培养,定向分化技术使得人类能够在体外复制出一些简单的组织。对于复杂的组织和器官,相应随着技术的不断发展,仍然有可能成为现实。 3 个性化医疗时代
传统的医疗技术,是治病的技术,不是治人的技术。而随着人类基因组、SNP、代谢组学等的全面了解和蛋白质组学的逐步了解,为个性化医疗开辟了新的曙光。
根据不同病人的基因表型,进行有针对性地用药和治疗,达到最低的副作用,最高的敏感性和效果。这是人们期待的事实。
同时,我们也有理由相信,中国传统医学中的辩证的思维将全面影响到现代医学,最终会与现代医学的个性化医疗全面融合,组成新型的医学模式。 4 生物酶学工程。
自然界中微生物的生命力最为强大,许多微生物能够在极端环境下生存,如强酸,强碱,高温,极低温,强辐射,高重金属等条件下很好地生存,另外,通过人工的诱变措施,也能“制造”出许多具有特殊能力的菌种,为人类造福。这些微生物能够将许多“无用”的物质转化为有价值的产品,从而在生物冶金,生物炼油,生物清除垃圾;也能将许多人类难以转化的产品进行轻易转化,如某些酶可以将纤维素直接转化为糖,能够高效率产生一些难以得到的生物制品。在制药,食品工业中广泛应用。 5 新型生物环保技术。
环境污染已成为人类发展的重要障碍,也是决定能否实现可持续发展的重要环节。生物科技在其中可能会扮演一些重要的角色。
环境污染不再是传统的粉尘污染这么简单,包括粉尘,重金属等无机物,有机物,环境激素,生态体系的破坏,气候变暖等全方位的问题,都是对人类的考验。生物科技,在生态修复,有机物降解,粉尘净化,水中磷清除等方面都有不俗的表现。 6 分子育种与生态农业。
农业是关系到民生问题,目前全球正面临粮食的危机,如何开发高产,高营养,抗病虫害,抗恶劣环境的优良作物,成为全球的关注的焦点。在育种方面有传统育种模式与分子育种模式两种。分子育种虽然现在还处于初步阶段,但是逐步显示出巨大的优势。目前全球的转基因作物面积正快速扩大,部分也逐步成为主流产品。 7 生物能源
传统的化石能源终究有枯竭的一天,因此新型的,低污染,可再生的清洁能源成为人类的希望。而生物技术可能会扮演一些重要的角色。
生物能源不仅仅是生物质能源,即利用可再生的生物质,如拮杆,一些高含油量的作物(如油桐),生产柴油,乙醇等能源;同时生物技术还能在其它能源上起到重要的作用,如太阳能的高效利用,沼气能源的利用等等。 8 智能机器人与DNA计算机
科技的发展,带来了计算机的应用与普及。而生物科学在计算机领域有巨大的应用,如DNA计算机,神经网络计算,高智能的机器人。象DNA计算机,在未来十年,有可能成为现实,高智能机器人,在20年后,有望走到大量的用户家庭中,成为家庭成员的一分子。这些新的技术将大大改变人类的生活方式。
另外高性能的计算机,还能实现许多现在不能实现的功能,如虚拟世界的模拟,全球环境气候变化的模拟与预测等。
9 人工生命的潘多拉魔盒
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