论文部分内容阅读
哪一门学科也不及生命科学那样，与人类命运前途紧密相关。我们对世界和自身的认识，完全仰仗生命科学的迅猛发展。有人预测，人类如果能在50年内破解如下生命科学的未解之谜，到那时，我们将以全新的状态生活在全新的世界里。
蛋白质结构的确定
目前我们尚不能根据纯粹的理论来阐明蛋白质的形状，用实验方法确定蛋白质结构是十分繁琐的事情。许多不同的氨基酸序列能形成形状相似的蛋白质，因而我们可以通过详细研究蛋白质的一个具有代表性的分子来推断各种蛋白质的结构。
蛋白质不同区段的进化速率不同，蛋白质的一些部分必须保持一定的残基模式以保持蛋白质的功能，通过确定这些保守区域，有可能为蛋白质的功能提供线索。它主要有两种方法可用于序列模体的查找：一种方法是查找匹配的一致序列或序列模体；另一种方法是更加精细的序列分布型方法。
随着已解出的蛋白质结构的增多及科学家开发出蛋白质基本结构分类的更加精细的方法，生物化学家将能不断地利用计算机来模拟新发现的蛋白质的结构。
美国某生物科技公司近日宣布，他们根据人类基因组工作草图的成果，已经描绘出一种具有相同连接结构的蛋白质的连接图。据此，可以解析蛋白质相互作用的奥秘，有助于了解某些疾病的成因，并加快针对性新药的开发。
能合成人工生命吗
人都会死去，有时很突然。一个个充满智慧的头脑一下子变成了一具具土石一般无声无息的尸体。躯体还是那个躯体，没有任何明显的变化，但刹那之间，生命就这么离去了。我们可以创造出生命吗?这些是人们一直在探索并试图回答的问题。
世界上从事基因测序研究的主要专家之一克雷格·文特尔博士在加利福尼亚州阿纳海姆举行的美国科学促进协会年会上说，科学家有可能在10年之内制造出人造生命。科学家们运用最简单的生物所获得的知识，顺序组装基因，可以制造出一种简单生物。
文特尔博士因发明了快速测定构成人体基因遗传密码的方法而享誉遗传学研究领域，他开展的人体基因组研究工作的最终目标是完成对人体约8万个基因的全面测序，目前已完成了20种较简单生物——包括引起结核病和胃溃疡的寄生生物和细菌的基因测序。
文特尔博士说，他不会开展这方面的实验。他说，这种技术潜在的危险是可能有人用它来制造生物武器，但是其有益作用可能更明显。
美国著名生物学家法默说道：“随着人工生命的出现，我们也许会成为第一个能够创造我们自己后代的生物……当未来具有意识的生命回顾这个时代时，我们最瞩目的成就很可能不在于我们本身，而在于我们创造的生命。人工生命是我们人类潜在的最美好的创造。”
预防、诊断和治疗医学会发生变革吗
50年内，以基因组学为基础的综合卫生保健在发达国家将成为平常事。
人类基因组学和神经科学的进步，对解开人类自身的诸多秘密，甚至包括感知、思维、记忆等重大问题的研究，将有重大的促进作用。疾病发生及防治，特别是精神疾患的发生机理及其防治方法也许会有新的突破。
随着生物技术的进步，新的医药产品将不断涌现，除治疗疾病以外，对维护健康、保持良好机能状态会有很大的帮助。医药市场上维护健康、改善功能的药品，也许比治疗疾病的药物更加火爆、更加热销。
可以预计，当今的医学难题——癌症，过20年有望被攻克。有人已明确指出到2010年前后，预防艾滋病的有效疫苗即可诞生。正确的生活方式和有效的防治措施，可使心脑血管病的发病率下降50％，大部分患者可以正常生活。由于神经科学和技术的发展，新发的脊髓损伤患者可以避免发生截瘫。有些国家，人的平均寿命已突破80岁，中国已突破70岁。随着癌症被攻克，心脑血管疾病防治工作的进展，到2020-2030年，人的平均寿命突破100岁的国家将有可能出现。
能否准确地再建人类种群史
虽然我们知道人类似乎具有显著的多样性，但过去10年的研究表明，我们人类种群比众多其他种群更单一。就一个类型来说，我们人类展示的差异性比黑猩猩更少。人类也许是由只有1万个个体的一小群构成，人类种群仅仅是近万年才在地球上扩散开来。大多数遗传变异早于这一时间。
现代人类相对较近地(也许在10万-20万年前)起源于非洲，然后逐渐扩散到世界其余地区。人类学家已经利用DNA数据来检验诸如吉卜赛人和犹太人等群体起源的文化传统，追溯人类迁移到南太平洋岛屿和美洲的情形，探索种群在欧洲的扩展等。
随着DNA序列数据日趋容易积累，人类种群之间的关系将越来越清楚，从而可以揭示迁徙的时期。种族和人种之间主要是社会和文化思想上的差异，从科学上讲，类型间不存在明显的根本界限。
能否重构生命进化步骤
50年内，我们将弄清生命史的许多细节，尽管我们还不能完全了解第一个自我复制的有机体是怎样诞生的。例如，我们将了解各种世系何时并怎样创造和修改基因，以获得一系列新的生化反应或躯体轮廓。以基因为基础的生命前景将如此深深地抓住科学家，以致他们考虑的基本单位可能不再是一个生命或物种，而是一个基因。科学家还将说明自从达尔文时代起就纠缠着人们的问题：什么东西创造了我们人类？什么东西将我们区分为种群？
生物进行进化时，首先在自身DNA中，标记好需要进化的密码，在向下一代遗传时，改变密码。于是下一代所接受的密码，是已经发生改变了的密码，即已经进化后的密码。而下一代生物就可以利用直接获得的、已经进化的新型密码，建立起新的细胞结构，而不需要改造自己的细胞结构。
蛋白质结构的确定
目前我们尚不能根据纯粹的理论来阐明蛋白质的形状，用实验方法确定蛋白质结构是十分繁琐的事情。许多不同的氨基酸序列能形成形状相似的蛋白质，因而我们可以通过详细研究蛋白质的一个具有代表性的分子来推断各种蛋白质的结构。
蛋白质不同区段的进化速率不同，蛋白质的一些部分必须保持一定的残基模式以保持蛋白质的功能，通过确定这些保守区域，有可能为蛋白质的功能提供线索。它主要有两种方法可用于序列模体的查找：一种方法是查找匹配的一致序列或序列模体；另一种方法是更加精细的序列分布型方法。
随着已解出的蛋白质结构的增多及科学家开发出蛋白质基本结构分类的更加精细的方法，生物化学家将能不断地利用计算机来模拟新发现的蛋白质的结构。
美国某生物科技公司近日宣布，他们根据人类基因组工作草图的成果，已经描绘出一种具有相同连接结构的蛋白质的连接图。据此，可以解析蛋白质相互作用的奥秘，有助于了解某些疾病的成因，并加快针对性新药的开发。
能合成人工生命吗
人都会死去，有时很突然。一个个充满智慧的头脑一下子变成了一具具土石一般无声无息的尸体。躯体还是那个躯体，没有任何明显的变化，但刹那之间，生命就这么离去了。我们可以创造出生命吗?这些是人们一直在探索并试图回答的问题。
世界上从事基因测序研究的主要专家之一克雷格·文特尔博士在加利福尼亚州阿纳海姆举行的美国科学促进协会年会上说，科学家有可能在10年之内制造出人造生命。科学家们运用最简单的生物所获得的知识，顺序组装基因，可以制造出一种简单生物。
文特尔博士因发明了快速测定构成人体基因遗传密码的方法而享誉遗传学研究领域，他开展的人体基因组研究工作的最终目标是完成对人体约8万个基因的全面测序，目前已完成了20种较简单生物——包括引起结核病和胃溃疡的寄生生物和细菌的基因测序。
文特尔博士说，他不会开展这方面的实验。他说，这种技术潜在的危险是可能有人用它来制造生物武器，但是其有益作用可能更明显。
美国著名生物学家法默说道：“随着人工生命的出现，我们也许会成为第一个能够创造我们自己后代的生物……当未来具有意识的生命回顾这个时代时，我们最瞩目的成就很可能不在于我们本身，而在于我们创造的生命。人工生命是我们人类潜在的最美好的创造。”
预防、诊断和治疗医学会发生变革吗
50年内，以基因组学为基础的综合卫生保健在发达国家将成为平常事。
人类基因组学和神经科学的进步，对解开人类自身的诸多秘密，甚至包括感知、思维、记忆等重大问题的研究，将有重大的促进作用。疾病发生及防治，特别是精神疾患的发生机理及其防治方法也许会有新的突破。
随着生物技术的进步，新的医药产品将不断涌现，除治疗疾病以外，对维护健康、保持良好机能状态会有很大的帮助。医药市场上维护健康、改善功能的药品，也许比治疗疾病的药物更加火爆、更加热销。
可以预计，当今的医学难题——癌症，过20年有望被攻克。有人已明确指出到2010年前后，预防艾滋病的有效疫苗即可诞生。正确的生活方式和有效的防治措施，可使心脑血管病的发病率下降50％，大部分患者可以正常生活。由于神经科学和技术的发展，新发的脊髓损伤患者可以避免发生截瘫。有些国家，人的平均寿命已突破80岁，中国已突破70岁。随着癌症被攻克，心脑血管疾病防治工作的进展，到2020-2030年，人的平均寿命突破100岁的国家将有可能出现。
能否准确地再建人类种群史
虽然我们知道人类似乎具有显著的多样性，但过去10年的研究表明，我们人类种群比众多其他种群更单一。就一个类型来说，我们人类展示的差异性比黑猩猩更少。人类也许是由只有1万个个体的一小群构成，人类种群仅仅是近万年才在地球上扩散开来。大多数遗传变异早于这一时间。
现代人类相对较近地(也许在10万-20万年前)起源于非洲，然后逐渐扩散到世界其余地区。人类学家已经利用DNA数据来检验诸如吉卜赛人和犹太人等群体起源的文化传统，追溯人类迁移到南太平洋岛屿和美洲的情形，探索种群在欧洲的扩展等。
随着DNA序列数据日趋容易积累，人类种群之间的关系将越来越清楚，从而可以揭示迁徙的时期。种族和人种之间主要是社会和文化思想上的差异，从科学上讲，类型间不存在明显的根本界限。
能否重构生命进化步骤
50年内，我们将弄清生命史的许多细节，尽管我们还不能完全了解第一个自我复制的有机体是怎样诞生的。例如，我们将了解各种世系何时并怎样创造和修改基因，以获得一系列新的生化反应或躯体轮廓。以基因为基础的生命前景将如此深深地抓住科学家，以致他们考虑的基本单位可能不再是一个生命或物种，而是一个基因。科学家还将说明自从达尔文时代起就纠缠着人们的问题：什么东西创造了我们人类？什么东西将我们区分为种群？
生物进行进化时，首先在自身DNA中，标记好需要进化的密码，在向下一代遗传时，改变密码。于是下一代所接受的密码，是已经发生改变了的密码，即已经进化后的密码。而下一代生物就可以利用直接获得的、已经进化的新型密码，建立起新的细胞结构，而不需要改造自己的细胞结构。