材料与生命科学研究

材料与生命科学研究

众所周知，一个生命体的形成与世间万物是息息相关的。因此，人类在研究地球生命科学时，总是试着从各个方面对其进行研究，主要是研究各个领域与生命科学的联系和区别。今天我所探讨的就是材料与生命科学研究的联系。

说到生命科学，大家头脑里的第一反应肯定都是生物工程，像什么蛋白质，DNA，RNA等等与遗传信息有关的信息。在材料方面总的来说与生命科学研究有关的，相对来说最紧密的也就是材料科学与工程这一专业了。在材料科学专业中，材料科学基础一书中提到生命遗传信息的传递和ips细胞全能型的特点。在《Reprogrammingin vivo produces teratomasand iPS cells with totipotency features》一书中，曾这样写道：“Reprogramming of adult cells to generate induced pluripotent stem cells (iPS cells) has opened new therapeutic opportunities”.也就是说成年细胞生成诱导多能干细胞（iPS细胞）的重编程开辟了新的治疗机会;在材料学中，很多生物材料也为生命科学研究提供了便利。比如在生命体器官移植方面，钛合金等众多性能良好的材料能够提供很大的便利。还有在转基因过程中，所需要的媒介工具都是需要特殊的与生命体遗传信息相关的材料才能保证该过程完整有序的进行。

科学研究曾尝试过许多用来代替原生组织的材料，可是哪一种能发挥超出原配的能力呢？单拿出一个细胞就比现在世界上任何一台超级计算机要复杂。普通的人造材料怎么能替代精巧的生物组织呢？生物有极强的恢复能力，但是受到超出恢复限度的损伤怎么办？我们通过诱导干细胞分化的方式去获得我们想要的组织，依靠生物体自己强大的自组织能力，就能使自己恢复如初。[Induced pluripotent stem cells for regenerative cardiovascular therapies and biomedical discovery]目前比较普遍的一种方法是体外培养，移植体内。还有直接注射干细胞。[Induced pluripotent stem cells for regenerative cardiovascular therapies and biomedical discovery]都有一定的道理和实验依据。但涉及到免疫排斥反应和其他潜在因素，尚需继续深入研究。

近几年来，科学家一直在寻求更加精确的方法对特定的基因进行敲除或者靶向修饰。其主要的问题出现在利用同源自然重组的效率很低，因此科学家们发明了在基因组水平上进行精确的基因编辑，从而发明了人工核酸酶介导的基因组编辑技术，该项技术的发展与材料科学有着密不可分的关系，在该过程所需要的介导酶都需要用到特殊的材料，以避免改造难度大，成本高等方面的困难。[Jasin M. Genetic manipulation of genomes with rarecutting endonucleases. Trends Genet, 1996, 12(6): 224-8]在材料与生命科学研究关系方面，我相信还有很多复杂的千丝万缕的联系，它们的关系也并不像我所说的如此简单，在此我只是就它们的一些联系做了简要的阐述，任何一门科学都不能脱离其他科学而独立存在。

生命科学学科从创立至今，遭受过很多怀疑反对，其实它并不是一门简单的学科，它所涉及的领域比之前任何一们科学都要广泛，都要全面。从细胞学到遗传学，从材料学到生物学，从生命体到自然界，从基因水平到个体水平，各个方面都彰显着生命科学的身影。我相信在科学家的不断努力以及科学技术不断发展的环境下，地球生命科学一定会很好的发展下去，它的前景是不可量度的，至于人们对生命科学研究所提出的各种疑问和质疑，那么只有时间能来回答，时间会证明生命科学这一学科的魅力。