21世紀生物技術的發展
論21世紀生物技術的發展趨勢
現代生物科學的新進展，許多是在採用先進的技術和手段的條件下取得的，這些新技術有：DNA重組技術，DNA合成技術，快速DNA序列測定技術，蛋白質人工合成技術，蛋白質序列測定技術，核酸分子雜交技術，限制性內切酶片段長度多樣性技術，反義RNA技術，聚合酶鏈反應擴增技術，單克隆抗體技術，脈衝電泳技術，磁力共振技術，掃描隧道和原子力顯微技術，同步輻射技術，電子計算機技術，等等。可見，研究技術和手段的革新是當代生物科學的另一個顯著特點和發展趨勢。
分開來看，生物科學技術擁有眾多分支學科技術，現代生物學研究的熱點領域有：基因組學、生物資訊學、抗體工程技術、組織工程學、幹細胞研究、藥物分子設計以及行為科學、生態學等。
其中重要領域平臺的發展現狀和趨勢如下：
1、基因組學現狀與發展趨勢
人類基因組計劃的實施將極大地促進生命科學領域一系列相關科學的發展，闡明基因的結構與功能關係，細胞的發育、生長、分化的分子機理等。這意味著生命科學從尋找生物學上個別重要的基因發展到整個基因組功能活動規律的研究，實現了從區域性到整體的轉變。目前發展的最新趨勢就是將最近幾年發展起來的許多新技術（如高通量掃描，生物晶片，高密度單核苷酸多型性（SNP）遺傳圖譜，生物資訊學等）與知識融入到分子醫學、藥理學、毒理學等諸多領域，並運用這些技術與知識大規模系統地從整個基因組層面去研究不同個體的基因差異與藥效的關聯，側重於瞭解有重要功能意義和控制藥物代謝與處置的多型性基因，以求探明藥理學作用的分子機制以及各種疾病致病的遺傳學機理，從而最終達到精確指導開發的目的。
由於新一代遺傳標記物（即單核苷酸多型性）的大規模發現，以及將其迅速應用於群體流行病遺傳學，也可大大推動多基因遺傳病和常見病（往往是多基因病）機理的基礎研究，其研究結果又可以為製藥工業提供新的藥靶。
2、生物資訊學現狀與發展趨勢
生物資訊學包括基因組學、結構生物資訊學、功能生物資訊學和蛋白質組資訊學，核心是基因組學，包括基因組資訊的獲取、處理、儲存、分配和解釋，首要任務之一是發現新基因和新的功能；結構生物資訊學主要研究基因產物即蛋白質和多肽的資訊結構；功能生物資訊學主要指細胞反應的資料庫，儲存有各種刺激後細胞基因表達改變的功能資訊，提供細胞型別、能夠表達的基因及其誘導劑等方面的諮詢；蛋白質組資訊學主要涉及蛋白質資料庫的建立，相關軟體的開發和應用，及蛋白質組成員序列、結構、功能、定位分類和蛋白質連鎖圖的構建，及蛋白質功能結構預測等。
生物資訊學的主要研究內容有：（1）支援系統的'開發研究，具體包括資料庫的設計、建立和應用；軟體開發；網路資源的開發利用。（2）生物計算與分析，具體包括序列比對（Alignment）；基因識別與DNA序列分析；蛋白質結構預測；分子進化和比較基因組學。生物資訊學的應用領域包括有基因疾病的診斷；動植物優良選種；藥物研究與開發等。
3、抗體工程技術研究概況
利用現代生物技術改造已有的抗體、構建新的抗體或者是製備類抗體分子，稱為抗體工程。目前通常認為抗體工程有三個階段：細胞工程抗體階段；基因工程抗體階段（抗體基因組合文庫，噬菌體表面呈遞系統）；類抗體制備階段，即抗體技術與計算機技術相結合或者模擬有機分子模型。基因工程抗體的技術途徑包括：人鼠嵌合抗體；人源化抗體；小分子抗體；胞內抗體；抗體庫；轉基因動物；轉基因植物。
4、幹細胞研究現狀與發展趨勢
隨著幹細胞技術的突破以及幹細胞本身所具有的特性，使得人類有可能在體外培養某些幹細胞，分化為所需要的各種組織細胞以供臨床所需，或作為“種子”細胞用於組織工程。
（1）胚胎幹細胞（ES細胞）研究進展
應用ES細胞進行臨床組織移植的基本途徑為：自胎兒性腺或早期胚胎分離人ES細胞，經體外擴增後進行基因修飾排除移植排斥，在體外定向分化後移植給病人。
（2）組織幹細胞研究進展
目前已在成年動物和人體組織器官中分離獲得了多種組織幹細胞，如造血幹細胞、骨髓間充質幹細胞、神經幹細胞、肝臟幹細胞、皮膚幹細胞、腸上皮幹細胞等。這些組織幹細胞具有跨系、甚至跨胚層分化能力，可分化為骨、軟骨、肌肉、神經、肝臟、脂肪等細胞型別。此外神經幹細胞和肌肉乾細胞能轉變成血液細胞；脂肪基質幹細胞可變成骨和成軟骨細胞。
（3）造血幹細胞研究進展
造血幹細胞具有自我更新、多向分化、重建長期造血、採集和體外處理容易等特點，因此是基因治療最理想的靶細胞之一。透過細胞工程技術可在體外模擬或部分模擬體內造血過程（包括基質細胞的支援和造血生長因子的調控等）。可在短期內大量擴增早期造血祖細胞及各階段的造血前體細胞；並可定向誘導擴增大量的紅細胞、粒/巨噬細胞、巨核細胞/血小板、樹突狀細胞、NK細胞等功能血細胞和免疫活性細胞，滿足基礎研究及臨床應用的需要。組織器官的缺損或功能障礙是人類健康所面臨的主要危害之一，也是引起人類疾病和死亡的最主要原因。幹細胞治療也幾乎涉及人體所有的重要組織和器官,也涉及人類面臨的大
多數醫學難題，如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、骨質疏鬆、惡性腫瘤、肌肉、骨及軟骨缺損、老年性痴呆、帕金森氏病、嚴重燒傷、脊髓損傷和遺傳性缺陷等疾病的治療。
同時，現代生物技術也由以前的研究型向現在的應用性發展。首先在微觀上，對核酸、蛋白質的改良和創新正在有條不紊的進行中。其次，在宏觀上，各種轉基因產品也相繼問世，為人類美好的生活譜寫了輝煌的一頁。
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