生物技术发展论文范文
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篇1
近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果,探讨新的研究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心,其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MBT),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。
2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类(Gonostomagracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。
3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一?趾Q笙妇蟹掷氪炕鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4.展望与建议
篇2
关键词:生物制药技术
引言
生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。
一、生物制药技术
目前生物制药主要集中在以下几个方向:
1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。
1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。
1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。
1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。
基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。
二、生物制药发展分析
未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。
生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。
除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。
各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。
药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。
篇3
Biotech Funding Trends
2009, 192pp.
Hardcover
ISBN: 9783527324354
WileyBlackwell
Alexandra C.Gruber著
本书通过对生物技术企业和投资者进行采访和大量的实例研究,概括了目前生物技术基金发展的趋势,明确指出了由于不同的背景和预期,在企业家和投资者之间存在的巨大的鸿沟,在竞争环境下,双方应当采取何种态度,来克服存在的偏见以获得成功。
目前出现了两种相反的趋势:一是私营企业和风险投资变得越来越繁荣,并且生物技术企业的产品线也变得更加强大;一是生物技术创新企业获得的风险投资的数量还是很少。
基于新兴企业普遍的金融模式,并且考虑到生物技术发展的复杂性,本书作者在研究中设计了一系列的调查问题,比如生物技术领域是否和像IT或者工业产品的公司经历同样的发展阶段,有着同样的金融投资类型?是否所有的生物技术企业遵循同样的金融模型?早期和后期的金融模型分别是什么样的。对于现有的融资渠道,企业和投资者所认为最重要的优点和缺点分别是什么?
访谈是针对三组对象展开的,包括企业、风险投资商和其他投资者。通过这样的实验,得到了很好的结论,从而使新的企业和投资者之间能够更好的相互了解,使企业更加成功。
对于企业家来说,年轻的科学家最好能够在他们学术生涯的早期就发展一些企业的思维,比如说通过一些关于企业的讲座,或者建立由大学参股的生物技术公司。在这个方面,一些国家已经走在了前列,有很多国家已经建立了类似的机构,比如生物技术孵化中心、技术转移办公室等等,来支持创立新兴企业。
本书作者Alexandra Carina Gruber, 1971年出生于奥地利,1997年毕业于维也纳大学制药学专业,随后在制药公司工作长达12年,并且担任过包括市场推广和商务发展在内的各种职务,积累了丰富的经验。同时还在维也纳经济和管理大学和明尼苏达大学获得MBA学位,并在多瑙河大学及英属哥伦比亚大学学习金融,本书是在作者硕士论文基础上形成的,对生物技术企业家和风险投资家都有非常重要的参考价值。
吴林寰,硕士
(中国科学院微生物研究所)
篇4
论文摘要:随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。
一、生物技术给农业发展带来机遇
广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。
生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。
生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。
二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题
从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。新晨
篇5
一、台湾“国家型”科技计划的形成及发展脉络
上世纪50年代以后的台湾在经济建设方面积极奉行对发达国家产业的跟进政策,形成了50年代“进口替代”、60年代“出口导向”、70年代“重化工业”这样明显的产业发展阶段,基本形成了台湾的外向型产业体系。由于70年代的两次能源危机,作为台湾出口市场的发达国家经济停滞,台湾的经济也备受冲击。从1981年起,台湾制定和实施了十年经济建设计划,其目标是以科技升级为前导,带动经济结构调整和产业升级,也相继通过几次全台科技会议提出了推动能源、材料、信息、自动化、生物技术等“重点科技”并制定“国家科学技术发展十年长期规划”及“六年中期规划”等,试图从战略和政策层次强调以科学技术发展来推动产业升级,但实施效果却并不理想。其中的主要原因是,在台湾这种以中小企业为主的地方,企业规模小、技术开发能力弱,如果政府不给予足够政策引导和资金支持,企业在产业调整中往往是跟着市场随波逐流。所以,这一时期台湾行政当局也陆续采取了规划建立科技园区、推动科技专项计划、策略性工业发展政策和《促进产业升级条列》的制定等四项措施,力图提升企业在产业创新领域的活力。这些政策和规划层面的措施促成了台湾70年代以后的一轮产业结构快速调整,推动了台湾重化工产业的成长,显示出政策因素在台湾科技发展和产业结构调整中发挥的作用。但是,在台湾的产业结构中,超过九成的厂商为中小企业,而在中小企业中大部分的厂商没有研发部门,产业技术也基本遵循的是“面向出口”的消化吸收国外技术的跟随模式,呈现出政府与企业间创新投资不均衡、企业的研发投入强度小等问题,使台湾的产业调整和升级再次遇到发展瓶颈。
到20世纪的80、90年代,世界范围的高技术革命逐渐向产业界延伸,各国政府为了适应第三次技术革命的发展趋势,推动高新技术的应用和产业化,纷纷加强对科技的扶持和引导性资金投入以体现国家意志。以美国的“战略防御倡议”为标志,欧盟提出“尤里卡计划”、中国实施“863计划”等高度综合性的科技发展计划,各国政府对高技术的投入及对产业化的支持渐显成效。台湾行政当局也逐渐认识到,只有改善社会整体的创新环境才能够满足社会发展的需求并实现台湾产业从“代工制造”到“高值化制造”的根本转变,修正了以往以产业发展引导科技发展的政策,提出“科技导向”的经济发展战略,并开始创新体系的构建,相继提出了“科技岛”构想、建设“亚太高科技制造中心”、“亚太研究重镇”和“科技化社会”等目标。
为了发挥台湾的竞争优势并解决重大社会经济问题的需要,整合研发各阶段的优势,推动官、产、学、研整体的创新机制建设,台湾“?政院国家科学委员会”(以下简称“国科会”)于1996年提出设立“国家型”科技计划并拟定了《“国家型”科技计划推动要点》。该文件对台湾实施“国家型”科技计划的目的、批准条件,组织机构的构成及任务、经费编列及管理考核等进行了相应的规划。该“要点”对设立“国家型”科技计划提出了一些基本要求,即:必须有长期而明确的目标、能开发出创新技术,对产业发展或社会福利有重大贡献;具有跨部门、跨领域的且需要政府引导投入并给予长期支持;具有国际性、前瞻性,能够整合产业的上中下游以及官产学研资源并进行良好的分工合作,促进产业投资。在1998至2001年间,台湾“国科会”共批准设立了6个“国家型”科技计划,即:“防灾”、“农业生物技术”、“电信”、“制药与生物技术”、“基因组医学”和“数字典藏”,随后又设立了“系统芯片”、“纳米”和“能源”等计划。
二、各“国家型”科技计划的执行情况概要
台湾的“国家型”科技计划从1998年开始设立至今已有十五年,“国科会”前后共批准设立了十个“国家型”科技计划。其间,有些计划在执行过程中因研究环境的变化、承担实施机构的调整以及研究成果的应用和产业化等因素的影响,发生了计划的更名、合并或终止等情况,目前尚有七个“国家型”科技计划仍在继续执行之中。截至目前,台湾推动的“国家型”科技计划的名称、执行期限、预算及主要实施目标见下表:
计划名称 执行期限 总预算
(亿元) 计划实施主要目标
防灾计划(一期) 1998-2001
(四年) 10.4 结合学术研究与防灾专业机构,整合利用研究成果应用于防灾技术;加强政府各部门防灾有关基础及应用研究;建立防灾决策支持系统、建立维护防灾资讯系统;防灾救灾法规的修订及防灾救灾体系的运行检查和调整;扩大和提升相关国际合作范围及层次。
防灾计划(二期) 2002-2006
(五年) 30.7 协调政府有关部门系统开展防灾有关的上、中、下游科技研发工作,推动研发成果转化为实际防灾运用技术。防灾计划于2006年终止执行。
电信计划(一期) 1998-2003
(五年) 128.4 开展以3G为主的无线通讯技术研发,以宽带网络基础建设、提高宽带网络服务和宽带应用为主,建设试验网络,成为宽带网络重点技术的综合测试平台。
电信计划(二期) 2004-2008
(五年) 133.5 以无线通讯、宽带网络、应用服务三大领域技术为重点开展研究,配合产业推动、人才培养,推动台湾电信产业技术的提升与产业结构调整。“电信”计划于2009年后转为“网络通讯”计划。
网络通讯计划 2009-2013
(五年) 41.4(注) 以电信应用有关通讯技术(包括通讯、信息与综合应用服务技术)研发为主轴,同时完善发展这些技术所需的法规环境;开展接入技术、通信软件及平台技术、应用服务技术及法规环境研究等。
农业生物技术计划(一期) 1998-2001
(四年) 7.9 开发本土农业生物技术产品的有关技术(涉及的领域包括:花卉与观赏植物、植物保护、水产养殖、畜产/动物用疫苗、农产品保鲜利用、环境保护及保健/药用植物等),建设相关科技资源及研发与应用体系。
农业生物技术计划(二期) 2002-2004(三年) 19.9 整合农业技术上、中、下的人力、物力和科技资源,加强本土具有产业开发潜力的研究,落实产业应用,提高生物技术产品的国际竞争力。
农业生物技术计划(三期) 2005-2008(四年) 25.72 推动兰花等花卉的产销体系、中草药及保健食品产业化体系、优良猪鸡生产体系、生物反应器生产相关技术开发、基因改性生物(GMO)评估技术及产业认证等15项产业化建设,实现商品化。
制药与生物技术计划(一期) 2000-2002(三年) 10.6 以本地抗癌天然药物的研发为主,从上游的化学药物研究(包括合成、天然化合物)、生化药物(包括重组蛋白、抗体)及生物医学芯片;中游的药物毒理、制剂、GMP生产及临床实验;下游的药物市场开拓(GMP量产)等。该计划从第二期更名为“生物技术与制药”计划。
生物与制药技术计划(二期) 2003-2006(四年) 75.9 重点是在一期计划范围内加强相关资源的整合并增加开展小分子和蛋白药物的研发。
制药与生物技术计划(三期) 2007-2010(四年) 33.96 在整合第1、2期计划成果的基础上,以癌症药物、糖尿病药物、心血管药物及神经药物的4大类药物为目标,开展上、中、下游的综合研发。
基因组医学计划(一期) 2002-2004(三年) 72.7 以基因组相关基础研究为主,开展疾病预防、诊断与治疗,特别针对台湾常见病,结合基础研究、动物模型与测试、临床实验、技术转让等开展研发,完成基因药物开发,促进产业技术应用。
基因组医学计划(二期) 2006-2010(五年) 76.16 以癌症、糖尿病、心血管疾病、神经性疾病和传染病相关研究为主轴,整合各部门的药物研发资源,促进上游研发成果的产业化应用,建设及运营相关核心设施,开发具有产业化潜力的技术,提供技术支持,辅助生物制药业者投入基因组相关研发应用。
数字档案计划(一期) 2002-2006(五年) 27.8 将台湾重要文物藏品进行数字化,以实现文物的数字化典藏。
数字学习计划(一期) 2003-2007(五年) 40.1 整合数字化学习平台,发展整体数字化学习。
数字典藏与数字化学习计划 2008-2012(四年) 36.78 本计划是2007年由“数字典藏”与“数字化学习”两个计划合并而成。计划主要目标:以“以典藏多样台湾,深化数字化学习”为目标,推动数字典藏、数字技术研发与整合、数字核心平台、相关学术研究和社会应用推广、推动数字典藏与数字化学习的产业发展、数字化教育网络、语文数字化教学、海外推展及国际合作等。
系统芯片计划(一期) 2002-2005(四年) 76.7 发展具有知识产权的整合电子设计自动化软件,重点在于建立平台,将系统封装技术应用于实际产品,根整合产学研力量,将台湾建设成全球系统芯片设计中心。
系统芯片计划(二期) 2006-2010(五年) 101.36 建立丰富的知识产权,整合电子设计自动化软件,提供优良的设计环境,加速由系统封装向系统芯片制造转变,创新性产品开发、先进技术的整合及人才环境的全球化。
纳米计划(一期) 2003-2008(六年) 231.9 提升纳米技术研究的原创性,建立纳米技术平台,加速纳米技术产业化,建立国际级纳米共同实验室,加速培育纳米人才,开创以技术创新、知识产权创造为核心的高附加值知识型产业。
纳米计划(二期) 2009-2014(五年) 62.2(注) 开展纳米前瞻研究,支持纳米电子/光电、纳米仪器研发、能源与环境技术、纳米生物技术、纳米材料与传统产业技术应用,使研究成果转化为产业竞争力,推动纳米科技产业化。
能源计划 2003-2007(五年) 303.22 提升能源自主与安全、减少温室气体排放、开场能源产业、提升能源使用效率、改善能源使用结构
注:仅为2009-2010年两年的预算。
三、台湾实施“国家型”科技计划的一些特点
台湾各“国家型”科技计划涉及的领域相对单一,主要为经济产业、生物技术及民生科技三个领域,而2009年设立的能源计划则比较综合,涉及的领域相对较广。从计划实施十五年的变化来看,台湾行政部门在推动和执行“国家型”科技计划时,也采取的是一种“摸着石头过河”的思路,根据计划执行环境、研发方向和目标取向的变化,对计划实施的领域选择、名称、主管机关、承担机构、执行期限、研究重点及投入等都在不断进行调整。总体看来,有以下一些特点:
1.经济产业类计划的领域选择。在经济产业类计划中(含网络通讯、系统芯片、纳米及能源计划),均被认为是推动台湾经济发展所需的重要技术,并且是促进台湾产业转型的关键技术。由于从代工产业发展而来的台湾企业在计算机、半导体、芯片制造、电讯和网络等信息技术领域有着雄厚的产业基础,它也是台湾制造业的优势领域,研发水平也不低,因此在经济产业类项目中列入网络通讯(原电信科技)项目不足为奇,而系统芯片则是在上述领域拓展智能化所必需的技术。因此,网络通讯、系统芯片计划都可以看成是为信息技术产业升级提供支持。纳米技术及其产业在全世界也属于新兴产业,其产业化尚不成熟。台湾在纳米领域原本没有多少基础研究的优势,但看重的是纳米技术将对人类生活产生全面的影响,有可能引发一场技术革命和产业创新浪潮,因此将纳米技术列为“国家型”科技计划之一。纳米计划以人才培养及核心科研设施建设为主,以推动纳米学术研究及产业化为目标,以期抢占技术先机,获得产业竞争的先发优势。由于经济产业类计划大都涉及到台湾产业的强势领域,因此计划的投入相对较高。这一方面是因为相关产业基础雄厚,研发人才和研发基础完善,需要较多的投入才能满足业界的需要,同时这些计划也被寄予了推动台湾产业转型、实现研究成果产业化的较高期望。
2.生物技术类计划的领域选择。在生物技术类计划中(含农业生物技术、生物技术与制药及基因组医学计划),涉及前沿的分子生物技术,并与民生与健康产业息息相关。由于台湾在农业技术领域有一定的研究传统和基础,精准农业及其相关技术较为发达,将农业生物技术列入“国家型”科技计划可以在既有的农业技术优势的基础上,利用生物技术改造传统农业,能够促进精准农业的产业化发展并有助于提高台湾农产品的竞争力。而生物制药及基因组医学在台湾并无太大的基础研究优势和技术应用基础,将其列入“国家型”科技计划的考虑也是期望通过加大对生物制药及基因组医学研究的投入,从而在台湾创造出新的产业或者推动现有传统产业的升级改造。同样,这两项计划的内容也可能基本限于开展前瞻性的研究,离推动相关产业发展的目标尚有不小的距离。但从这些计划的实施过程的变化中可以看出,涉及农业的研究比例在逐渐下降,计划项目的投入近年来在逐渐向纯生物技术研究领域倾斜。
3.在民生类计划中(含防灾、数字典藏与数字化学习计划),与社会安全、教育和社会文化密切相关。“防灾”科技计划是台湾最早开始实施的“国家型”科技计划之一。由于台湾地处亚热带地区,台风频繁且台湾属于世界上有感地震最频发的地区之一,有73%的土地和人口处于易遭受地震、洪水及干旱等自然灾害之中,在世界上也属于易受自然灾害损害的地区之一。因此,将防台风(含气象、防洪与泥石流研究)、防震(地震及地震工程研究)及体系建设(防灾救灾体系、社会经济和防灾救灾信息),促进科研成果的应用等列入防灾科技计划之中开展重点研究,该计划与推动产业化发展关系不大。数字典藏与数字化学习是唯一一项涉及文化教育领域的“国家型”科技计划,主要为适应知识社会发展趋势及数字化时代的需求,平衡社会与经济发展的需要,在知识经济产业化方面进行探索,为文化教育领域的发展提供支持。民生类计划的投入在整个“国家型”科技计划中所占的比例原本就不高,而且在实施过程中还出现了计划的“关、停、并、转”现象,研究领域逐步缩减并且单一化,目前仅有“数字典藏与数字化学习”一个计划尚在执行中。这种现象可以理解为,这类计划被认为与推动产业升级和提升台湾经济作用有限,与设立、实施“国家型”科技计划的初衷联系不紧密,因此逐渐被边缘化。
4.能源“国家型”科技计划是台湾“国科会”推动的第十个“国家型”科技计划,其涵盖的领域相当广泛,其性质也比较特殊。由于能源技术是近百年来全球技术开发的焦点,属于相当成熟的技术范畴,因此需要开展基础研发的技术和进行产业化拓展的空间并不太大。由于台湾常规能源缺乏,99%的能源需要进口,而风力、太阳能和潮汐能等可再生能源技术的发展和应用在台湾反倒有一定的空间。因此,能源“国家型”科技计划把重点放在了节能减碳、能源技术(重点在可再生能源技术)及能源技术综合利用、政策规划与人才培养等方面,研究课题涉及的范围广,首期计划(五年)的预算就达到300多亿元。由此看来,能源“国家型”科技计划不能看着是一项单纯的经济产业类计划,它与社会发展和民生都密切相关。
篇6
作者:李冬雪,徐益君
[关键词]中医药;科技发展;现状
[收稿日期]2013-09-16
[通信作者]*李冬雪,副研究员,主要从事中医药领域国家科技计划项目管理工作,Tel:(010)88225159,E-mail:lidx@cncbd.org.cn中医药是中华民族的宝贵财富。当前,中医药科技发展日新月异,不断取得重大突破,受到国际社会越来越多的关注,世界范围内对中医药的需求日益增长。本文围绕政策环境、经费投入、人才队伍、科技成果等方面,梳理了我国中医药科技发展的基本现状。
1我国各级政府部门高度重视中医药科技发展,政策环境逐步改善
“十一五”以来,我国政府越来越重视中医药的传承与发展,纷纷制定了各种规划及政策来促进中医药的科技发展。2006年,国务院了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2020年)》,提出加强中医药继承和创新,推进中医药现代化和国际化。以中医药理论传承和发展为基础,通过技术创新与多学科融合,丰富和发展中医药理论,构建适合中医药特点的技术方法和标准规范体系,提高临床疗效,促进中医药产业的健康发展。并将“中医药传承与创新发展”列为人口与健康领域的优先主题。2009年,国务院出台了《国务院关于扶持和促进中医药事业发展的若干意见》,提到各地区、各有关部门要充分认识扶持和促进中医药事业发展的重要性和紧迫性,采取有效措施,全面加强中医药工作,开创中医药事业持续健康发展新局面。2010年,国务院出台《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提到大力发展用于重大疾病防治的生物技术药物、新型疫苗和诊断试剂、化学药物、现代中药等创新药物大品种,提升生物医药产业水平。2012年,国务院陆续出台了《国家药品安全“十二五”规划》、《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》、《卫生事业发展“十二五”规划》和《生物产业发展规划》等,里面均涉及了发展中医药的内容。
各部门也大力协同,了很多相关规划及文件,推动中医药科技的发展。科技部2007年1月了《中医药创新发展规划纲要(2006―2020年)》,将中医临床研究、中药产业发展、基础理论研究、标准规范研究、创新体系建设、国际科技合作列为优先领域。2010年了《中药现代化科技产业基地发展规划(2010―2020年)》,提到发展中药产业,提升中药工业,改造中药商业,培育中医药知识产业和服务业,将中药产业培育成为我国具有比较优势的大健康产业。2020年,建成一批各具特点、布局合理、区域化协调发展的中药科技产业基地。2011年,科技部又陆续了《国家“十二五”科学和技术发展规划》、《医学科技发展“十二五”规划》和《“十二五”生物技术发展规划》等,均把中医药的发展列为主要内容之一。国家中医药管理局于2012年下半年连续了《中医药事业发展“十二五”规划》和《中医药标准化中长期发展规划纲要(2011―2020年)》,共列举了16项重点任务。
可见,近些年来,国务院及各部门都非常重视中医药的发展,纷纷制定了各种规划及政策,这些政策的制定为中医药的发展提供了一个很好的政策大环境,也是中医药能够稳定快速发展的有力保障。
2中医药领域研发投入经费持续增长,但同生物医药的其他相关领域相比仍存在较大差距
2.1中医药领域研发投入经费增长迅速据《中国科技统计年鉴》数据显示,中医药领域产学研各部分R&D投入经费在2007―2011年间保持逐年增长趋势,研发投入经费总额由2007年的188295万元增长到2011年的3399807万元[1-5],增长了约17倍,尤以产业研发投入经费增长最快,见表1。
表1中医药领域产学研各部分R&D投入经费数
Table1R&DfundsintraditionalChinesemedicinefield万元
年度研发机构高校高技术产业20071650828106143681200823076396041959842009263525114820804220103536455674174144201139390667063293711注:数据来源于《中国科技统计年鉴》(2008―2012年),研究与开发机构“按学科分组的R&D课题”、“按学科分高等学校R&D课题”、“高技术产业R&D活动情况”。
2.2研发机构和高校的中医药学科研发投入经费与其他生物医药相关学科相比差距较大据《中国科技统计年鉴》数据显示,2011年,研发机构和高校的中医药学科的R&D课题投入经费与其他生物医药相关学科相比差距较大,中医药学研发投入经费只有临床医学研发投入经费的约1/3[1],见表2。
表22011年研发机构和高校的生物医药相关学科R&D投入经费数
Table2R&DfundsinbiomedicalfieldinR&Dinstitutionsanduniversityin2011万元
排名学科研发机构高校1生物学2596142263232临床医学621652263303基础医学37923988944药学61188566115中医学与中药学39390667066预防医学与卫生学36984215447军事医学与特种医学7281138注:数据来源于《中国科技统计年鉴》(2012年),研究与开发机构“按学科分组的R&D课题”、“按学科分高等学校R&D课题”。2.3中成药制造业的研发投入经费与化学药品制造业相比差距较大据《中国科技统计年鉴》数据显示,2011年,中成药制造业的研发投入经费为3293711万元,不到化学药品制造业的1/3[1],存在较大差距,见表3。
表32011年生物医药各相关产业R&D投入经费数
Table3R&Dfundsinmanufactureofmedicinesin2011
排名分类2011年R&D投入/万元所占比例/%1化学药品制造业1044223255.322中成药制造业329371117.453生物、生化制品的制造业265449414.064医疗设备及器械制造业248614013.17注:数据来源于《中国科技统计年鉴》(2012年)“高技术产业R&D活动情况”。
3研发投入人员总量增长较快,且研发投入人员的主体正逐步由高校和研发机构向企业转移
3.1研发投入人员总量增长较快据《中国科技统计年鉴》数据显示,中医药领域的研发投入人员总量从2007年的18578人年增长到2011年的35597人年[1-5],增长幅度达91.6%,增长较快,见表4。
表4中医药领域研发投入人员总量
Table4R&DpersonnelintraditionalChinesemedicinefield人年
年度研发机构高校高技术产业2007245587037420200827741066713660200934021049915464201036471098910458201138971170519995注:数据来源于《中国科技统计年鉴》(2008―2012年),研究与开发机构“按学科分组的R&D课题”、“按学科分高等学校R&D课题”、“高技术产业R&D活动情况”。
3.2产业研发投入人员数量增长迅速据《中国科技统计年鉴》数据显示,从2007年到2011年,研发机构和高校的研发投入人员数量呈现持续稳步增长的趋势,增长幅度分别为58.7%和34.5%;但产业的研发投入人员数量增长迅速,从2007年的7420人年增长到2011年的19995人年[1-5],增长幅度高达169.5%,并且占中医药领域研发投入人员总量的比例也由2007年的39.9%提高到2011年的56.2%,充分表明科研投入人员的主体正逐步由高校和研发机构向企业转移。
4科技创新能力不断提高,取得成绩显著
4.1“中医学”科研数量增长显著据中国科学技术信息研究所网站数据显示,中国科技论文与引文数据库收录的“中医学”文章的数量从2007年的15164篇增长到2011年的24620篇,增长幅度达62.4%,文章总数量的排名由2007年的第9名上升至2011年的第4名;并且在国内论文被引用次数最多的10个学科排名中,“中医学”也由2007年的不在前10名跃升至2011年的第6位[6],成绩显著,见表5,6。
表5中国科技论文与引文数据库收录论文数排名
Table5Top10listfornumberofpaperstakenbyCSTPCbydiscipline
排名2007年2008年2009年2010年2011年1临床医学临床医学临床医学临床医学临床医学2电子、通信与自动控制技术农学农学中医学计算技术3计算机科学技术电子、通信与自动控制计算技术计算技术电子、通信与自动控制4基础医学计算技术电子、通信与自动控制农学中医学5农学基础医学基础医学基础医学农学6药学药物学中医学药学预防医学与卫生学7生物学中医学药物学电子、通信与自动控制基础医学8预防医学与卫生学生物预防、卫生预防医学与卫生学生物学9中医学预防、卫生化工化工化工10化学化学地学土木建筑土木建筑
表6国内论文被引用次数最多的10个学科排名
Table6Top10listfornumberofpaperscitedbydiscipline
排名2007年2008年2009年2010年2011年1临床医学临床医学临床医学临床医学临床医学2地学农学农学农学农学3农学地学地学地学地学4生物学生物学生物学生物学生物学5电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制电子、通讯与自动控制6基础医学环境科学基础医学基础医学中医学7化学基础医学环境科学环境科学基础医学8环境科学化学化学计算技术计算技术9计算机科学技术计算技术计算技术中医学环境科学10电力与电气中医学中医学化学预防医学与卫生学
另据《中国科技统计年鉴》数据显示,SCI/EI/CPCI-S收录的“中医学”论文数从2007年的63篇增长到2010年的450篇[1,4],增长明显。
4.2中医药领域专利申请量及授权量明显增长2002―2012年期间,向中国国家知识产权局提交的和PCT申请进入中国国家阶段的涉及中医药领域的发明专利申请量由3074件上升至9451件,增长幅度超过200%,增长明显;同时,2002年至2011年期间,涉及中医药领域的发明专利授权量由692件增至6319件,增长了约8倍,增长更为显著,见图1~2。
篇7
1.1持续性教学改革高校在大学生素质教育与培养过程中应持续推行教学改革,体现“厚基础,宽口径,重能力,求创新”的特点,在教学方法上要采用启发式、PBL(以问题为基础)式教学,利用典型实例,运用比喻、比拟、问题模式的教学手段增加讲课的直观性、趣味性和解决问题的能动性,以适应社会和不同学生的需求,加强基础教育。确定人才培养目标,注重理论与实践相结合,培养具有合理基础知识结构、较强适应能力、批判性思维能力和国际视野的特色医药人才十分重要。同时,有针对性地探索订单培养模式,紧贴医药生物产业发展对人才知识素质能力的需求,让用人单位参与人才培养方案的制订及其过程,以提高医药生物技术人才的培养质量和满足医药生物技术产业发展的人才要求。
1.2加强校企合作实习是高校学习与社会实践相结合的重要纽带,应抓住此重要结合点,加强高校与企业界的联系,进一步拓宽校企合作之路,积极构建一种校企联合式实习、就业一体化的机制。实习与就业一体化是近年来在就业市场化前提下校企双方加强合作,共同开发人力资源,实现互利发展的一种有效手段。该机制通常由企业和高校共同完成,通过让学生下厂实操、顶岗实习,在实践的职业环境中体验职业氛围,实行与现场操作和管理技术人员相同的考核标准,使学生熟悉现代化生产工艺,并学习运用先进技术和设备;同时企业也为学校提供市场需求预测、人才需求和技术发展信息,直接参与人才培养模式的论证和专业教学计划的制订工作。这既尊重教学规律,又考虑企业生产实际,为产、学、研的结合构造了时间和空间上的对接点,同时为校企架起了“产学合作”桥梁,加强了校企联系,促进了学生实现就业、学校实现育人目标、企业得到适用人才的“共赢”局面。
1.3建立创新人才培养模式创新一词源于英语innovation,原意是更新、改变、创造新的东西。创新型人才是指具有创新意识、创新精神、创新能力并能够取得创新成果的人才。当代社会的创新型人才立足于现代又面向未来,一些重点高校为了更好更多地培养创新型人才,在多年教学改革研究基础上,对本-硕-博连读培养模式进行了探索和实践:本科阶段强化通识教育基础、加强实践创新能力培养、开展专业领域初步训练;硕士阶段强化学科基础和研究开发训练;博士阶段强化深入研究和创新发明;本-硕-博培养统筹优化,有机衔接。这样提高了人才培养质量、办学效益以及学位论文水平,且大大缩短了攻读博士、硕士学位所需的时间,更进一步满足了医药生物技术产业发展的人才需求。
2、案例分析
在新的时代,互联网、经济全球化、科学技术突飞猛进的发展等使高校人才也面临新变化,对高校人才的素质、能力、知识水平等各个方面提出了新的高要求。针对全球教育改革适应时代的发展需求,现就国内外的人才培养改革成功案例分析如下。国内:华南理工大学实施了“创新班”本-硕-博贯通人才培养模式,按照“3+1+4”八年一贯制培养方式,将学生的学习、实践、创新融为一体,实行本科生、硕士研究生与博士研究生的贯通式培养。“创新班”主要是将本科生阶段、研究生阶段(包含硕士与博士)作为一个整体统筹考虑,完善和优化研究生教育,使人才知识结构更加精深、广博。第一阶段为基础学习阶段,主要完成公共基础课学习,年限为3年;第二阶段为硕士研究生课程和本科毕业论文阶段,学生要在导师指导下完成硕士研究生课程学分、硕士研究生课题研究和本科毕业论文工作,年限为l~2年;第三阶段为博士研究生课程和博士研究生课题研究阶段,学生主要完成全部培养计划和博士学位论文后获得博士学位,年限为3~4年。培养期间,学生也可根据自身情况实行个性化学习,选择提前就业或继续读研。同样在培养期间,创新班也将会对学生实行多次选拔机制,既可以从高考优秀学生中录取,也可以从大学一、二年级学生中选拔,并实行灵活的动态管理模式,低年级特别优秀者可在学期初转入,考试不及格学生在学期初也会转出到同专业普通班。通过多次选拔、动态管理、逐步到位的机制,尽可能将那些特别优秀,学习兴趣浓厚,具有强烈求知欲望、热爱科学和在学科方向具有特长的学生挑选出来。“创新班”培养学生的目标是基础宽、厚、实,专业精、新、活。这样,本-硕-博贯通的创新人才培养模式既可打破高年级本科生与硕士研究生、硕士研究生与博士研究生教育之间的隔离,又可将学生的专业知识学习与学术研究能力培养融为一体。国外:有选择地引入和借鉴国外教育的有益经验和模式,对我国实现由教育大国向教育强国转变具有重要借鉴意义。现以澳大利亚的TAFE(technicalandfurthereducation)模式为例。TAFE意为技术深造教育学院,始于20世纪70年代初。自1980年以来,澳大利亚政府与行业一起建立了一个在国家培训框架下以能力标准为基础的、以国家职业教育依据开发的课程培训包体系。TAFE是高级职业教育机构,主要培养具有精湛专业知识和技术的人才,课程设置专业性和实用性并重,教学内容结合工作实践和课堂知识。TAFE课程可提供学生未来就业所需的知识与技能,同就业联系更密切,学生学习目的明确,就业前景明朗,课程内容由企业合伙人共同制订,适应企业的需要,突出了对学生实践操作能力的培养。此外,学生接受的是企业目前真实生产环境及先进设施设备,能更早地接近新技术、新工艺、新设备和新材料,学习更加专业化、透彻化,能更好地融入社会急需行业,成为其中技术过硬的人才。可以说,TAFE完美地达到了职业教育本身所要求的双重目标,社会因此而获得了可以从事高级技术工作的专业人才,而学生本身也可借力于澳大利亚的资金资源和体系优势,获得在全世界都颇具含金量的技能证书,再加上优秀的英语运用能力,成为世界各国相关行业所急需的人才。以上案例虽然不局限于医药类专业人才培养的范畴,但提供了很好的借鉴模式,尤其澳大利亚的TAFE体系值得参考。在医药人才培养过程增加实训课程设计,更有利于学生学有所用,适应医药企业的需求,在社会竞争中彰显优势。
3、结语
篇8
海洋生物技术发展展望
近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境非凡性和海洋生物多样性特征的熟悉不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术探究和应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示和交流探究成果,探索新的探究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术探究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批探究中心,其中比较闻名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际探究中心和日本海洋生物技术探究所等。这些学术组织或探究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议探究讨论富有区域特色的海洋生物技术新问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》和《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MBT),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术探究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术探究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学和生物技术交叉发展起来的全新探究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特征
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术探究发展的主要特征。
1.1加强基础生物学探究是促进海洋生物技术探究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,探究者非常重视相关的基础探究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的和会者摘要:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答摘要:分子生物学水平的探究成果增多了。事实确实如此。近期的探究成果统计表明,海洋生物技术的基础探究更侧重于分子水平的探究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础探究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术探究发展势头强劲。布满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,非凡是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测和防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术探究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的探究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用和发展。
1.4和海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的新问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的平安性及控制新问题、海洋生物技术和生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定和实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点探究发展领域主要包括如下几个方面摘要:
2.1发育和生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育和生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的探究是近年来海洋生物技术领域的探究重点之一。主要包括摘要:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学和基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组探究成为生命科学的重点探究内容,海洋生物的基因组探究,非凡是功能基因组学探究自然成为海洋生物学工作者探究的新热点。目前的探究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术探究发展的重点。近几年探究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移探究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。
2.3病原生物学和免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害新问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其和宿主之间相互功能的探究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的探究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学和免疫已成为当前海洋生物技术的重点探究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探索、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离和利用是当今海洋生物技术的又一探究热点。现人探究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,探究开发利用这些具非凡功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物探究也成为近年来海洋生物技术探究的重点方面。这一领域的探究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它非凡用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的探究重点是海洋生物修复技术的开发和应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及和其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要探究内容。
3.前沿领域的最新探究进展
3.1发育和生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1,探究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控功能,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要功能[1,对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1,建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1,建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1,建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2,进行斑节对虾生殖抑制激素的分离和鉴定[2,应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2,建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2,建立了将海胆胚胎作为探究基因表达的模式系统[2,通过基因转移开展了海胆胚胎工程的探究[2,探究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依靠的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3,探究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1;将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤功能[2;构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依靠于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3;用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的%26szlig;一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4;鉴定和克隆出的基因包括摘要:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1,建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了平安性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2;探究了超声处理促进外源DNA和金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3;应用GFP作为遗传标记探究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3;在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2;在转基因探究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4。
3.4分子标记技术和遗传多样性
探究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法探究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1。探究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1;利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性探究[2;探究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3;弄清了一种深水鱼类(Gonostomagracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术探究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3;用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4。
3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1;开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的探究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证实DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2;建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,探究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,探究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2;探究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3;建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3;探究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1,建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1;从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的功能,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2;发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3;从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4;从一种海洋细菌中分离纯化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
探究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1,探究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1;探究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1;用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,探究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2;从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高暖和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2;建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,探究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互功能,探究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉功能[3;分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4。
4.展望和建议
篇9
论文格式规范全攻略
(一)题目论文(设计)题目应简短、明确,把毕业论文的内容、专业特点概括出来。题目主标题字数一般不宜超过20个字,可以设副标题。主标题用宋体三号字加粗;副标题用宋体小三号字,均在文本居中位置。
(二)摘要及关键词(中文在前,英文在后)论文摘要字数要适当,中文摘要一般以300字左右为宜,“中文摘要”字样为黑体四号字,居中格式。另起一行打印摘要内容。关键词是反映论文(设计)主题概念的词或词组,一般每篇可选3~5个,多个关键词之间用分号分隔。摘要内容和关键词与正文字体字号相同,均为宋体小四号字,行距为1.5倍,但“关键词”三个字字样要加黑,其后要加冒号,左对齐。另起一页打印英文摘要和关键词,英文摘要的内容应与中文摘要相符,一般以200个英文单词左右为宜。空一行后打印英文标题,再空一行居中位置打印四号加黑“ABSTRACT”字样,另起一行小四号打英文摘要。使用的英文应该准确、通顺。“KeyWords”加黑并加冒号,左对齐,多个关键词之间用分号分隔。英文全部采用TimesNewRoman字体。
(三)正文毕业论文正文中各级标题顺序为:一、(一)、1、(1)、①。毕业设计可采用下列标题顺序:1、1.1、1.1.1、①。一级标题即“一”用四号黑体打印,每一部分结束后另起一页开始下一部分。正文内小标题力求简短、明确,题末不用标点符号。。二级标题(一)用黑体小四号字。三级标题1后用点“.”,宋体小四号字加黑。四级标题(1),字体字号同正文,为宋体小四号字,行距为1.5倍。文中如有插图和照片,应比例适当,清楚美观;插图应标明图序和图题,序号和图题之间空一格;图序以阿拉伯数字连续编号,图题一般居中位于图的下方。文中如有表格,应结构简洁,表格应有表序和表题。序号和表题居中位于表格上方,两者之间空一格。表序以阿拉伯数字连续编号。如果表格引用别处,要注明表格的出处和相关信息。文中一行不占页,一字不占行。
(四)注释毕业论文注释统一采用页下注的方式,在所需引用或注释处用上标①、②、③……表示,注释内容包括作者、出处、出版年份、页码等信息。注释也可是解释性语句。所有注释采用小五号宋体。
(五)参考文献按正文参考文献出现的先后顺序用阿拉伯数字在方括号中连续编号。文献中如果有三位以上作者时,只列举前三位作者,中间以逗号隔开,其余以“等”字表示。在正文后另起一页采用四号黑体打印“参考文献”四字,空一行,采用小四号宋体打印参考文献的内容。“参考文献”字样和内容均采取左对齐格式。每篇论文的参考文献不得少于15条,要注重文献的时效性和权威性。
(六)页眉论文的页眉内容为论文题目,宋体小五号字,居中。
(七)附录(必要时可加,不必要时,无需附录)对于一些不宜放在正文中,但又具有参考价值的内容可以编入毕业论文(设计)的附录中。按照文中出现的顺序依次列出附录的内容。
(八)页码论文页码一律采用页下居中形式。正文前的目录和摘要部分单独编排页码,页码采用罗马文字“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”等标示,正文独立编排页码,用阿拉伯数字“1、2、3、4、5……”等标记。
(九)电子文档要求毕业论文的电子文档,学生应存成以学号和姓名为名字的.doc文件,如一个学生学号035272001叫王波的学生,其文件名为035272001王波.doc。
论文格式模板范文:民生科技与第六次科技革命
〔摘要〕近代以来,世界上大致发生了五次科技革命,这五次科技革命具有一些规律性机理:发生领域从单个学科走向学科群,科学技术从分化走向更高层次的综合;动力来源于科技内部发展需要和社会外部需求;其影响促进人类思维方式、生产方式和生活方式的变革,并使世界科技中心与经济中心不断发生转移;其趋势越来越走向科学革命、技术革命与产业革命一体化。民生科技作为第六次科技革命的重要领域,解决健康、环保、安全等民生问题是重要动力,将引起人类观念、生产方式、生活方式的变革及世界科技中心和经济中心的转移,与产业的一体化将成为重要趋势。迎接第六次科技革命,大力发展民生科技,要树立以人为本的和谐科技观,加强民生科技内部发展需要与外部需求的耦合,提高民生科技与相关产业的融合度等。
〔关键词〕民生科技,第六次科技革命,机理,走向,重要维度,现实路径关于科技革命,学界有三次说、四次说、五次说,比较能够达到共识的是五次说。“第一次是近代物理学诞生,第二次是蒸汽机和机械革命,第三次是电力和运输革命,第四次是相对论和量子力学革命,第五次是电子和信息革命。”〔1〕2011年以来,《科学时报》《人民日报》《光明日报》《学习时报》《中国科学基金》《决策》等报刊发表了一系列关于第六次科技革命的论文、调查报告和人物专访。根据前五次科技革命发生的机理以及专家学者对第六次科技革命的猜测,我认为民生科技是第六次科技革命发生的重要维度。“民生科技指涉及民生改善的科学技术,是围绕人民群众最关心、最直接、最现实的社会发展重大需求,开展的科学研究、产品开发、成果转换和科技服务。”〔2〕为了迎接第六次科技革命,我们必须大力发展民生科技。
一、前五次科技革命发生的机理及其走向
前五次科技革命的发生过程具有一定的规律,把握科技革命发生的规律有助于预测第六次科技革命。(一)科技革命发生的领域从单个学科走向学科群,科学技术从分化走向更高层次的综合。第一次科技革命发生于16~17世纪,是以日心说、牛顿力学等为代表的近代物理学革命,促进近代化学、生物学、地学等科学的发展,科学逐步从哲学中分化出来;第二次科技革命发生于18世纪中后期,是以蒸汽机为代表的蒸汽机和机械革命,促进了当时英国冶金业、纺织业等产业的发展;第三次科技革命发生于19世纪中后期,是以发电机、内燃机、电讯技术等为代表的电力技术革命,促进了汽车、无线电、航空等行业的发展;第四次科技革命发生于20世纪上半叶,是以相对论和量子力学为代表的物理学革命,促进了天文学、地学等学科的发展。前四次科技革命表征为主体科学技术在发生革命的过程中渗透或带动了与其相关科学或技术的发展,科学技术从综合走向分化。第五次科技革命发生于20世纪中后期,是以信息技术为先导包括生物技术、新能源技术、新材料技术、空间技术、海洋技术在内的学科群革命。第五次科技革命不同于前四次科技革命,它是以某主体学科为先导形成相互联系、相互作用的学科群革命。从前五次科技革命发生的轨迹看,科技革命不仅体现了从某学科革命走向学科群革命,而且体现了科学技术从综合走向分化,再从分化走向更高层次的综合。
(二)科技革命发生的动力来源于科技内部发展需要和社会外部需求。科学革命主要来源于科学内部发展需要,技术革命更多来源于社会外部需求。“发达国家的科技需求与科技革命的关系更紧密。”〔1〕蒸汽机和机械革命来源于英国解决棉纺织品质量低劣、竞争力低问题,因急需采用新技术提高竞争力的需求而产生;电力革命起源于欧洲,发生于美国,“原因在于当时美国人少地多,劳力不足,需要发展节约劳力的机械技术。”〔3〕第五次科技革命来源于解放脑力劳动和解决第二次、第三次科技革命引起的能源、生态、环境等危机的需求。美国在20世纪中后期具有人才、资金、技术等优势,成为第五次科技革命的发生地。因此,科技革命是否发生需要科技内部发展需要和社会外部需求的推动。
(三)科技革命发生的影响促进人类思维方式、生产方式和生活方式的变革,并使世界科技中心与经济中心不断发生转移。一般来讲,科学革命引起人类思维方式、思想观念变革,技术革命引起人类生产方式和生活方式的变革。两次科学革命产生了机械唯物观和辩证唯物观;三次技术革命实现了生产方式机械化、电气化和自动化,生活方式电气化和信息化,使人类逐步从体力劳动和脑力劳动中解放出来。与此同时,科技革命促进世界科技中心和经济中心的转移,科技中心与经济中心的转移路线基本是一致的,即意大利-英国-法国-德国-美国和日本。
(四)科技革命发生的趋势越来越走向科学革命、技术革命与产业革命一体化。一方面,科学革命与技术革命发生间隔的时间越来越短,不断走向一体化。第一次科学革命发生于16~17世纪,第一次技术革命发生于18世纪中后期,相隔近200年;第二次科学革命发生于20世纪上半叶,第二次技术革命发生于20世纪中后期,相隔仅几十年。另一方面,科技革命与产业革命越来越走向一体化。第一次产业革命发生于1763~1870年,第一次技术与第一次产业革命几乎同时发生;第三次产业革命发生于1946~1970年,第三次技术革命与第三次产业革命几乎同时发生。所以,从发展趋势看,总体上科学革命、技术革命与产业革命走向一体化。
二、民生科技成为第六次科技革命发生的重要维度
第六次科技革命什么时候发生?一些专家认为可能发生于2020~2050年。中国科学院中国现代化研究中心主任何传启认为,“第六次科技革命(约2020~2050年)有可能以生命科学为基础,融合信息科技和纳米科技,提供解决和满足人类精神生活和生活质量需要的最新科技。”〔4〕他提出三个方面原因,每次科技革命发生周期约70年,第五次科技革命从20世纪中后期到21世纪20~50年代近70年,此后将会发生新的科技革命;分子生物学从1953年诞生到2020年近70年的积累,有从量变到质变的潜能;还有2020年有可能是经济增长周期的一个拐点。中科院通过对300多名专家研究形成“面向2050年中科院科技发展路线图”指出10~20年很有可能发生一场新的科技革命。通过对科学技术发展趋势的把握及综合考虑专家学者的观点,我认为民生科技是第六次科技革命发生的重要维度,具有相应的动力机制,并对人类观念、生产方式、生活方式等产生重要的影响。这种讨论具有一定的“科学猜想”性质。
(一)民生科技成为第六次科技革命发生的可能领域。从目前世界科技发展视角看,“许多科学家认为21世纪是生物学的世纪,许多国家对生命科学的投入比较大。”〔1〕生物学发展对人口健康等民生科技发展具有变革力。从我国科技发展情况看,2011年5月,中国科学院中国现代化研究中心曾收回108位院士关于迎接世界第六次科技革命看法与对策建议。从统计资料看,“信息和仿生工程的支持率最高,达到72%;部分院士认为,第六次科技革命的主体部分应包括:生命科学、生物医学、环境科学、防灾减灾科学等;有院士认为,21世纪人类最重要的问题应该是绿色能源问题。”〔5〕从面向2050年中科院科技发展路线图来看,围绕民生的绿色、智能和可持续发展等有望成为第六次科技革命的重要维度。所以,第六次科技革命将以与民生直接相关的生物学为先导,包括健康科技、生态环境科技、公共安全科技、防灾减灾科技等民生科技在内的学科群革命。民生科技成为第六次科技革命发生的可能领域。(二)解决健康、环保、安全等民生问题成为第六次科技革命发生的重要动力。从科学内部发展需要看,学术界多认为“第六次科技革命有可能主要发生在生命科学领域或者以生命科学为基础的领域。”〔5〕
从社会需求看,21世纪发达国家及发展中国家把解决民生问题、提高人类生活质量作为国家科技规划的重要选择。美国把“改善人民的生活和健康”作为重要维度之一;欧盟把“提高生活质量和生活资源的管理”作为四个主题计划之一;日本把建设“人民安居乐业且生活质量高的国家”作为科技发展三个目标之一;我国《国家“十二五”科学和技术发展规划》把科技惠及民生作为本质要求,大力发展惠及民生的人口健康科技、公共安全科技、绿色城镇关键技术等。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将与民众健康、环保、安全等民生问题紧密相关的能源科技、环境科技、人口与健康科技、公共安全科技等作为我国科技发展的重点领域。“信息科技、生命科学、能源科技、纳米技术和新材料科技,以及与公共卫生、环境和可持续发展相关的领域多成为各国重点发展的领域。而这些重点领域往往是多学科交叉的、有广泛影响的领域。”〔6〕
所以,从科技发展内部发展需要和外部需求看,解决健康环保、安全等民生问题为己任的人口健康科技、公共安全科技、环保科技等民生科技将成为第六次科技革命发生的重要领域。
(三)民生科技作为第六次科技革命发生的重要领域将引起人类观念、生产方式、生活方式的变革及世界科技中心和经济中心的转移。从观念变革看,第六次科技革命将体现以人为本的和谐观。18~20世纪科技发展的重点是认识自然和改造自然,“21世纪的科技重点将是人类认识自己、改变自己和适应太空环境,全面提高生活质量,提高人类可持续性和适应宇航时代的需要”〔1〕,体现为以人为本,人类与环境、人类与社会、人类自身的和谐发展。第六次科技革命将使人类生产方式走向人性化,生活方式走向休闲化和创新化,以实现人的全面自由发展。
第六次科技革命将引起世界科技中心和经济中心转移到何处?从目前国际发展趋向看,谁抓住机遇,抢占第六次科技革命的有利位置和制高点,谁就有可能成为新的世界科技中心和经济中心。“1700~1950年期间中国从世界强国降为半殖民地国家,从发达国家降为欠发达国家。”〔4〕1950年以来,中国社会生产力(按购买力平价计算的人均国内生产总值)水平不断提升,1978年中国GDP总值世界排名第15位,1980年第7位,2011年跃升为第2位。第六次科技革命使中国再次面临选择,我们是从第六次科技革命中抓住机遇获得巨大发展,还是付出高额代价,关键看我们的行动。我们只有主动解决民生问题,积极迎接第六次科技革命,才有可能创造新的辉煌。
(四)民生科技与产业的一体化将成为第六次科技革命发生的重要趋势。从前五次科技革命发生机理看,科学革命与技术革命是交替发生的,技术革命与产业革命几乎是同时发生的。第六次科技革命将实现科学革命、技术革命和产业革命的交叉融合,并走各一体化。原因在于:其一,科学发现到技术发明再到产业化时间越来越短。电动机从发明到应用共用了65年,电话用了56年,真空管用了5年。科学与技术、产业的融合趋势,预示着科学革命与技术革命、产业革命将走向一体化。其二,第六次科技革命将围绕提高人类生活质量而展开,它从一开始就同社会需求紧密联系,一旦有科学或技术上的重大突破,必然会很快转化为现实生产力。
总之,第六次科技革命将是一场围绕解决人类自身健康、环保、安全等民生问题而引发的,以生物学为先导,包括生态环境科技、公共安全科技、人口健康科技等民生科技在内的学科群革命,并将引起人类观念、生产方式、生活方式、世界科技中心和经济中心等变革。
三、发展民生科技,迎接第六次科技革命的现实路径从科技革命发展历程看,中国错过了前四次科技革命的机会,第五次科技革命收获不是特别多。所以,对第六次科技革命倍受学界关注。为了迎接第六次科技革命,我们必须创新民生科技发展路径。
(一)树立以人为本的和谐科技观。科技观是引领科学技术发展的重要指示灯。蒸汽机革命和电力革命大大促进社会生产力的发展,不断改变人类的生产方式和生活方式,在此期间产生了以人类中心主义为特征的科技乐观主义,科技发展以满足人类需求为价值取向,不惜以生态和环境破坏为代价。20世纪50年代,随着科技发展带来的生态环境破坏、资源危机、人口过剩等问题越来越突出,科技悲观主义越来越盛行,给世人以警示,唤醒了人们的忧患意识。20世纪70年代以来,环境保护运动不断掀起。20世纪80年代,可持续发展观体现了人类与自然和谐相处的理念。
进入21世纪,树立以人为本的和谐科技观成为科学技术发展应遵循的理念。首先,体现以人为本,即以解决民生问题为根本,以发展成果由民众共享理念来发展科学技术;其次,体现人与自然、人与社会及人自身的和谐发展。从世界范围看,目前生态环境危机、能源危机并没有从根本上得到解决,大力发展生态环境科技和新能源科技,实现人与自然和谐发展仍是未来第六次科技革命的主要内容之一;进入21世纪,公共安全事件呈上升趋势,大力发展公共安全科技,实现人与社会和谐发展也是未来第六次科技革命的主要内容之一;随着民众对健康需求的不断提升,实现人自身和谐发展也成为新时期科学技术发展的重要理念。总之,为了迎接第六次科技革命,我们必须树立以人为本的和谐科技观。
(二)加强民生科技内部发展需要与外部发展需求的耦合。从科技发展的内部需要看,近年来生物学得到了我国政府和学术界的高度重视。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中,生物技术被列入国家科技发展的五个战略重点之一。在国家“十一五”、“十二五”基础研究发展规划中也将生物学列入了重点支持领域。“2002-2012年(截止11月1日)10年间,我国发表的国际论文中有14个学科的论文被引用次数进入世界前10位。其中,药学与毒物学居世界第6位,生物与生物化学居世界第8位,微生物学居世界第10位。此外,分子生物学与遗传学居世界第12位,神经科学与行为学居世界第13位,临床医学仍保持世界第14位,精神病学与心理学居世界第16位。”〔7〕这些学科多是与解决民众健康等民生问题紧密相关的生物学与医学领域。
从民众需求看,解决健康、安全、环保等民生问题成为民生科技发展的重要外部需求。“”以来以解决民生问题为己任的民生科技越来越得到政府的重视。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《关于加快发展民生科技的意见》对“十二五”期间我国重点发展的民生科技从资金、人才、管理、科普等方面进行规划,体现了民生科技对解决民生问题的支撑功能。从目前看,科技发展内部发展需要与外部需求是一致的,都集中于解决民众健康、安全、环保等民生问题相关的生物学、生态环境科技、公共安全科技等,二者的耦合有助于加快民生科技的转化与应用。
(三)提高民生科技与相关产业的融合度。第六次科技革命将使科学革命、技术革命和产业革命走向一体化。我们应创造条件加快民生科技与其相关产业的融合。一方面,在机制上进一步深化政产学研用一体化,充分建立起以政府主导,企业主体,科研院所、大学与民众参与五位一体的管理机制,加强不同主体之间的协同性,充分发挥不同主体的功能;另一方面,在产业上加快环保、健康、医药卫生、安全等民生科技产业的布局,为民生科技产业发展提供资金、人才、制度等保障。目前我国民生科技产业处于起步阶段,资金、人才和制度等支撑都比较缺乏,民生科技学科建设比较滞后,这些严重影响了民生科技产业化水平;再者,提高民生科技对传统农业、工业等改造力度,实现传统产业健康化、安全化、生态化发展。农业、工业等传统产业存在能耗高、环境污染严重、安全系数低等问题,要实现传统产业健康、安全和环保发展,必须加快民生科技对传统产业的变革,实现传统产业的优化升级。
(四)加快民生科技对人类观念、生产方式、生活方式的变革步伐。每一次科技革命都引起人类观念、生产方式、生活方式的变革,民生科技作为第六次科技革命的重要领域,它将使人类从观念上越来越重视健康、安全、环保,人类观念的变革反过来会成为民生科技发展的重要推动力;民生科技的发展也会使人类生产方式更加注重健康、环保、安全,人类生活方式越来越走向人性化和休闲化。人类生产方式和生活方式的变革往往反映了一个新时代的到来。所以,我们有理由相信,在未来随着民生科技发展的不断深入,人类的观念、生产方式和生活方式将越来越来越人性化,不断走向健康、安全和环保,引领人类走向更高层次的发展阶段。
总之,“科学革命是不同时展的产物。”〔8〕民生科技作为第六次科技革命的重要维度,我们必须树立以人为本的和谐科技观,加快解决健康、安全和环保等民生问题,大力发展健康、环保和安全等环保产业,实现人类观念、生产方式和生活方式的变革。
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该实验室积极从国内外引进优秀学术带头人和学术骨干,已经形成了具有创新活力、较强研究实力的全职团队,包括20位正副教授和正副研究员。他们大多具有博士学位和留学工作经历。另外,聘任姚新生院士、袁隆平院士、孔祥复院士、辛世文院士为双聘教授。
实验室针对人类对健康新的巨大需求和21世纪生命科学技术发展的优先方向和核心领域开展健康科学与技术研究,着眼于整体学科的建设和布局,强调与人类健康和疾病相关的多学科集成的综合性、创新性基础研究和应用基础研究,从而提供一个较全面地服务于健康产业的多方位综合性技术服务平台及自主创新的技术引擎。
蔡国平教授始终为实验室的主要研究方向掌舵护航,其研究方向主要包括:强调与人类健康和疾病相关的创新性基础研究及应用基础研究;药物和生物技术及技术产品的源头创新;多学科集成的营养与食品科学和技术研究;以抗体工程和基因治疗为重点的生物技术平台;面向新的医学模式的生物医学工程和技术平台;开拓以个体化的健康管理研究与教育。
2010年,实验室科研项目146项、总经费约2207万元,包括承担国家与政府项目127项,年服务企业(机构)12个,承担企业或社会项目7项。同期,共发表科技论文85篇,其中,SCI52篇、EI25篇。发明专利申请受理7项,专利授权4项,现已拥有发明专利15件。
多年从事健康科学与技术的教学与研究
作为清华大学深圳研究生院的生物学和海洋生物学博士生导师,蔡国平教授曾任生命学部主任、深圳市健康科学与技术国家重点实验室主任。目前还担任深圳市超级水稻研究重点实验室常务副主任、深圳国家生物产业基地深圳研究生院海洋生物技术中心主任、深圳市中药及天然药物研究中心-清华大学深圳研究生院生物技术与创新药物联合实验室副主任、清华深圳研究生院-深圳市北科生物技术有限公司干细胞研究联合实验室主任理事。深圳市科技专家委员会专家、广东“千百十工程”省级培养人才指导教师。中国健康管理学会理事、中国针灸学会经络分会理事、中国药理学报理事。先后在日本机能性肽研究所,香港科技大学,美国Tomas Jefferson大学医学院和Case Western Reserve大学医学院等为客座研究员。
已发表科研论文100余篇,SCI收录40多篇,参与编写著作4部、译著一部,申请和获得国家专利多项。还获得国家发明奖、北京科技进步奖、卫生部科技进步奖等奖项。
蔡国平教授致力于医学细胞分子生物学及健康科学与技术学术方向的研究,并在创新性基础研究和应用研发的统一,学科交叉融合与协作,探索学术与技术创新,形成了一定的学术特色。
主要研究领域与研究工作:
1. 细胞因子的研究:
(1)血管生长因子的研究
基于体外脐带静脉血管内皮细胞的研究数据,提出假说:血管内皮细胞的增殖生长要经历细胞存活、有丝分裂和细胞迁移三个关键步骤,揭示细胞存活因子Apo H、补体Bb,有丝分裂刺激因子 insulin、FGF、细胞迁移因子和血清因子等相关因子在血管内皮细胞的增殖生长的作用。
(2)自身免疫病如抗磷脂综合症相关因子
载脂蛋白H在抗磷脂抗体综合症中作用的细胞与分子机理,发现载脂蛋白H自身抗体一类自身抗体的多重结合特性(特异抗原、磷脂、Fc、凝血酶等)及机体正常抗体作为中和自身抗体的生理缓冲池作用。探讨这种相互作用的生理病理意义。
(3) 促溶栓因子研究
在纤溶系统作用机制创新研究中,发现一类新的促纤溶物质(简称FPA)能使血纤维蛋白溶酶-tPA纤溶系统的纤溶活性提高十多倍之高,并且对凝血与纤溶系统的平衡有双向调节作用。研究FPA与靶分子作用的结构分子生物学机理,为研究开发新型促溶(血)栓药物提供新的研究思路。
(4) 巨噬细胞来源的纤维化疾病相关因子(ISBLP58)的基因克隆和功能研究。
2.血管生长和干细胞分化的研究,开展周血与骨髓基质干细胞向内皮细胞、成骨细胞和成脂细胞分化的机理研究。
3. 膜和细胞生物物理学研究:
1)电磁场对细胞的作用
2)细胞凋亡分子机制
细胞凋亡的能力学过程及调节机制细胞凋亡的能力学及胶原抗羟自由基诱导的细胞凋亡的热力学分析;端粒酶的表达和活化与Bcl-2的表达之间的负相关性及两者间的内在联系与细胞凋亡;细胞凋亡的分子进化。
4.细胞外基质的研究:
1)胶原蛋白、蛋白多糖等细胞外基质的生物化学、生物物理学、分子与细胞
生物学及分子免疫学研究。
2)基质干细胞分化相关疾病(肺纤维化与肝硬化、骨质疏松症、疼痛等)的生理病理机理研究。
3) 提出经络功能集成体(function-grity)的概念,提出细胞外基质在经络功能集成体中作为重要的载体,形成物质、能量与信息流的储存、传输和调节与缓冲的介质连续体, 构成一个机体自检、自稳网络系统和功能集成体并与脑的高级意识和自稳系统协调一致。其机制首先是细胞外基质构成细胞间巨大的生理缓冲池,且胶原纤维等细胞外基质能直接地、长距离地传输电子与能量(包括电磁、机械力和热等能量形式),更重要的是细胞外基质通过与神经、血管的联系,在不同的躯体部位之间,躯体与内脏之间和不同脏器之间的信息传递和汇聚中起重要的传导介质作用,即所谓“行气血,通阴阳,以荣于身也”。同时,它们又可以与细胞内的功能集成体相连接和相互作用,从而在细胞层面上发挥其调节功能。
5.代谢性疾病的细胞分子学研究,着重开展糖尿病、高血脂症和血管硬化及血栓等的细胞分子学研究。
6.创新药物和保健品的研究开发,主要针对代谢性疾病、干细胞分化相关疾病和细胞外基质相关疾病等的化学药物、生物技术药物的研究开发。
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