美国海洋生物技术成就与未来

美国海洋生物技术成就与未来

1. 海洋生物技术当前面临的挑战

(1) 水生生态系统中的生物竟占地球生物的80％以上，我们对这些生物的生物化学特性所知甚少。我们面临的挑战就是为了拯救生命，提高生活质量，发现这些特殊生物所具有的生物属性；

(2) 由于细菌和污染物的关系，目前美国约40％的沿岸海域已不适于游泳。我们面临的挑战是开发可鉴定生态应力源的生物技术，制定保护和恢复沿海资源的策略；

(3) 对鱼类种群动力和病害影响的认识是管理资源必不可少的条件。我们面临的挑战是研制能让科学家和管理者鉴别种群，防治新出现的病害，保护渔业和生态资源的分子技术；

(4) 源自海产品的疾病给公共卫生和沿海经济带来负面影响。我们面临的挑战是应用分子技术，开发快速诊断化验，确保食用海产品的安全和水产业的活力。

2. 最近取得的重大成就

最近，海洋生物技术在许多关键领域取得了显著成就：

(1) 从海洋柳珊瑚中分离出的一种抗炎症药剂——假蕨素(pseudopterosin)每年的市场产值为300万～400万美元；

(2) 目前处于临床试验阶段的4个海洋天然产品的潜在市场产值在10亿美元以上；

(3) 聚合酶链式反应的应用现在能使公共卫生官员在一次快速化验中同时鉴别牡蛎细胞组织中多种微生物病原体；

(4) 能降解污染物的微生物和吸附金属的藻类正大大加强环境修复能力；

(5) DNA指纹有助于关键渔业的管理和产品鉴定；

(6) 有害藻华生成生物的分子探头能让管理者更好地预测潜在的健康风险；

(7) 评估造成如内分泌紊乱一类污染物影响的分子生物工具的

开发正取得迅速进展。

3. 海洋生物技术的未来

生物技术革命为科研和经济发展创造了巨大的机会。仅基于生物技术的医疗产品的世界市场2005年达到240亿美元。尽管生物技术应用到海洋环境的研究目前还为数不多，但这些研究的前景看好。海洋植物、动物和微生物是从复杂的生态系统中进化而来的，产生了许多特殊的生物化学品。实验证明，这些海洋天然产品具有治疗癌症和炎症的潜力，而且可有效地预防艾兹病。极端海洋环境中（如海底热液裂口和极地）的微生物为工业提供了具有极高温和极低温商业应用前景的“极端酶”（estrem-ozymes）。海洋硅藻硅生产控制研究已在纳米制造新兴领域得到应用，前景看好。这类海洋产品和过程的经济潜力是巨大的。

在环境领域，上述同样技术也带来同等重要的机会。监测生物过程、治污和废物利用等下一代技术将与这些新式生物技术密切相关。目前，分子技术的应用正影响着海洋和沿海的管理，赋予我们鉴别目标生物生态应力的新途径。分子生物学已向环境管理者、水产品加工商和水产养殖业提供了可利用的手段，使他们可更好地进行重大资源问题和经济问题决策。

美国现已确定海洋生物技术未来5个优先发展领域：

3.1 海洋天然产品

分子生物学、细胞生物学、化学、药物学和生态学将用来发现、评价和合成存在于海洋生物中的奇特天然产品。河口和湖泊厌氧区一类的特殊海洋环境、深海热液裂口、珊瑚礁和北极海域将是重点关注区。沼泽、湿地，甚至含污染物的环境可提供新颖生物及其产品的丰产场所。技术开发项目将确保医药行业和其他工业所使用的生物材料的充分生产。

3.2 生物分子过程的发现

海洋生物利用特殊机制产生矿化和生物分子复杂结构是当前科研的重点。对化学信号和信号传导等新领域的认识对于我们增进对生

物发光、生物污损、生物腐蚀、生物膜功能和生物共生现象等的知识极其重要。这些研究成果能用来研制防污和防腐蚀的材料，并加深我们对微生物在物体表面繁殖的了解。

3.3 海洋环境生物技术

为了提高沿岸生态系统的健康指数，需要有预测环境应力对海洋生物影响的敏感而准确的手段。美国海洋补助金计划鼓励研制新型生物传感器、基因组测序技术（如微阵列）及其在实时监测技术上的应用，以便与工程和遥感技术相互补充。此项研究将有利于制定生物修复的有效策略，并得到分子生物学和采用以修复受污染场所为重点的生物系统工程创新“绿色技术”的支持。

3.4 海洋资源管理

在水产资源管理方面，海洋补助金计划将支持幼体鉴别，或提供关键经济物种小尺度图解，支持分子技术应用的生物技术研究，以有助于了解和量化生态系统过程。此项研究将推动重要经济资源和生态系统新兴病害的鉴定和防治工作。

3.5 海产品安全和加工

人类病原体和水生生物分子化验工作的开展极其重要，因为化验研究为确定海产品加工过程中公共卫生问题提供了新方法。