影响人类未来的十大生物科学技术

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（ 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

微生物的进化速度超越了人类的想象，各类病毒，细菌迅速变异已给人类和动物带来致命的危胁。而人类自身仍在加剧这些危胁，因为人类现在可以人工合成一些简单的生命。相信，未来十年，或二十年，会合成一些较为复杂的低等微生物，那么，这些新的技术会不会成为人类的潘多拉魔盒？探索与冒险始终伴随。人工生命是福是祸，只有等到出现以后，我们才知道这一切。

10 系统生物学与生物学全新架构

正如100年前的物理学一样，现代的生物学面临着海量数据的冲击，现在生物学也正如经典物理一样，是完美的，但是僵化的；面对海量数据，显得束手无策；现在的生物信息学和系统生物学描述的东西漏洞百出，怎么解释都是对的，但怎么解释都又是不完善的；所有的描述都是线性的，而不是生命本来该有复杂的，超线性的网络模式。新型生物学理论将在现有的经典的生物学理论（暂且这么称呼当前的生物学理论）基础上，进行全新的架构与发展。

新型理论是基于人体是系统性的结构模型，从宏观的整体，到细胞，到分子信号间的相互作用体系，都将被重构。当然，新型理论有赖于数学和几何学的发展。而目前的生物信息学、系统生物学和理论生物学，正在触及这些理论的边缘。新的生物科学理论，不仅影响到生物科学的本身，还会带来一系列的技术上的革新，正如物理学一样，将会影响到我们的生活的方方面面。（生物谷 张发宝博士）