;
4.熟悉國(guó)家生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)政策、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及生物工程安全條例等有關(guān)政策和法規(guī)
;
5.了解生物技術(shù)的理論前沿
、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動(dòng)態(tài),以及生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
;
6.掌握資料查詢
、文獻(xiàn)檢索及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法;具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
,創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件
,歸納
、整理
、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫論文
,參與學(xué)術(shù)交流的能力
。
主干學(xué)科
生物學(xué),化學(xué)
主要課程
微生物學(xué)
、細(xì)胞生物學(xué)
、遺傳學(xué)、動(dòng)物學(xué)
、植物學(xué)
、生態(tài)學(xué)、行為學(xué)
、植物生理學(xué)
、動(dòng)物生理學(xué)、生物進(jìn)化
、生物化學(xué)
、分子生物學(xué)、基因工程
、細(xì)胞工程
、微生物工程、生化工程
、生物工程下游技術(shù)
、發(fā)酵工程設(shè)備等。
主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié):包括教學(xué)實(shí)習(xí)
、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)等
,一般安排10-20周。
修業(yè)年限 四年
授予學(xué)位
理學(xué)學(xué)士
近些年來
,以基因工程
、細(xì)胞工程
、酶工程、發(fā)酵工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅猛
,并日益影響和改變著人們的生產(chǎn)和生活方式
。所謂生物技術(shù)(Biotechnology)是指“用活的生物體(或生物體的物質(zhì))來改進(jìn)產(chǎn)品、改良植物和動(dòng)物
,或?yàn)樘厥庥猛径囵B(yǎng)微生物的技術(shù)”
。生物工程則是生物技術(shù)的統(tǒng)稱,是指運(yùn)用生物化學(xué)
、分子生物學(xué)
、微生物學(xué)、遺傳學(xué)等原理與生化工程相結(jié)合
,來改造或重新創(chuàng)造設(shè)計(jì)細(xì)胞的遺傳物質(zhì)
、培育出新品種,以工業(yè)規(guī)模利用現(xiàn)有生物體系
,以生物化學(xué)過程來制造工業(yè)產(chǎn)品
。簡(jiǎn)言之,就是將活的生物體
、生命體系或生命過程產(chǎn)業(yè)化的過程
。生物工程包括基因工程、細(xì)胞工程
、酶工程
、發(fā)酵工程、生物電子工程
、生物反應(yīng)器
、滅菌技術(shù)以及新興的蛋白質(zhì)工程等,其中
,基因工程是現(xiàn)代生物工程的核心
。基因工程(或稱遺傳工程
、基因重組技術(shù))就是將不同生物的基因在體外剪切組合
,并和載體(質(zhì)粒、噬菌體
、病毒)的DNA連接
,然后轉(zhuǎn)入微生物或細(xì)胞內(nèi),進(jìn)行克隆
,并使轉(zhuǎn)入的基因在細(xì)胞或微生物內(nèi)表達(dá)
,產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)。
目前,有60%以上的生物技術(shù)成果集中應(yīng)用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)
,用以開發(fā)特色新藥或?qū)鹘y(tǒng)醫(yī)藥進(jìn)行改良
,由此引起了醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的重大變革,生物制藥也得以迅速發(fā)展
。生物制藥就是把生物工程技術(shù)應(yīng)用到藥物制造領(lǐng)域的過程
,其中最為主要的是基因工程方法。即利用克隆技術(shù)和組織培養(yǎng)技術(shù)
,對(duì)DNA進(jìn)行切割
、插入、連接和重組
,從而獲得生物醫(yī)藥制品
。生物藥品是以微生物、寄生蟲
、動(dòng)物毒素
、生物組織為起始材料,采用生物學(xué)工藝或分離純化技術(shù)制備
,并以生物學(xué)技術(shù)和分析技術(shù)控制中間產(chǎn)物和成品質(zhì)量而制成的生物活化制劑
,包括菌苗、疫苗
、毒素、類毒素
、血清
、血液制品、免疫制劑
、細(xì)胞因子
、抗原、單克隆抗體及基因工程產(chǎn)品(DNA重組產(chǎn)品
、體外診斷試劑)等
。目前,人類已研制開發(fā)并進(jìn)入臨床應(yīng)用階段的生物藥品
,根據(jù)其用途不同可分為三大類:基因工程藥物
、生物疫苗和生物診斷試劑。這些產(chǎn)品在診斷
、預(yù)防
、控制乃至消滅傳染病,保護(hù)人類健康中
,發(fā)揮著越來越重要的作用
。
生物技術(shù)與信息技術(shù)的關(guān)系
生物技術(shù)與信息技術(shù)的關(guān)系
生物技術(shù)(Biotechnology)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ),利用生物(或生物組織、細(xì)胞及其他組成部分)的特性和功能
,設(shè)計(jì)
、構(gòu)建具有預(yù)期性能的新物質(zhì)或新品系,以及與工程原理相結(jié)合
,加工生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務(wù)的綜合性技術(shù)
。信息技術(shù)(information science)是研究信息的獲取、傳輸和處理的技術(shù)
,由計(jì)算機(jī)技術(shù)
、通信技術(shù)、微電子技術(shù)結(jié)合而成
,即是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理
,利用現(xiàn)代電子通信技術(shù)從事信息采集、存儲(chǔ)
、加工
、利用以及相關(guān)產(chǎn)品制造、技術(shù)開發(fā)
、信息服務(wù)的新學(xué)科
。信息技術(shù)和生物技術(shù)都是高新技術(shù),二者在新經(jīng)濟(jì)中并非此消彼長(zhǎng)的關(guān)系
,而是相輔相成
,共同推進(jìn)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
1.生物技術(shù)的發(fā)展需要信息技術(shù)支撐
(1)信息技術(shù)為生物技術(shù)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的計(jì)算工具
。在現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展過程中
,計(jì)算機(jī)與高性能的計(jì)算技術(shù)發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。在賽萊拉基因研究公司
、英國(guó)Sanger
中心
、美國(guó)懷特海德研究院、美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院和中國(guó)科學(xué)院遺傳所人類基因組中心聯(lián)合繪制的人類基因組草圖的發(fā)布中
,美國(guó)多家研究機(jī)構(gòu)特別強(qiáng)調(diào)正是信息技術(shù)廠商提供的高性能計(jì)算技術(shù)使這一切成為可能
。同樣,在被稱為“生命科學(xué)阿波羅登月計(jì)劃”的人類基因草圖的誕生過程中
,康柏公司的Alpha服務(wù)器也為研究人員提供了出色的計(jì)算動(dòng)力
。業(yè)界分析人士稱,在這場(chǎng)激烈的基因解碼競(jìng)賽背后隱含的是一場(chǎng)超級(jí)計(jì)算能力的競(jìng)賽
,同時(shí)
,這次競(jìng)賽有助于大眾對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的超強(qiáng)能力形成普遍認(rèn)知。在此之前
,這些造價(jià)至少在數(shù)百萬(wàn)美元以上可以超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器一直默默無聞
,他們被用于控制核反應(yīng)堆
、預(yù)報(bào)天氣或是與世界級(jí)國(guó)際象棋大師同臺(tái)對(duì)弈。如今
,人們?cè)絹碓角逍训卣J(rèn)識(shí)到
,超級(jí)計(jì)算機(jī)在創(chuàng)造新品種的藥物、治愈疾病以及最終使我們能夠修復(fù)人類基因缺陷等方面是至關(guān)重要的
,高性能計(jì)算可以為人類作出更大的貢獻(xiàn)
。
賽萊拉公司執(zhí)行總裁在接受《今日美國(guó)》的采訪時(shí)說:“將人類基因密碼以線型方式組合起來,這還是人類有史以來的第一次
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">!辟惾R拉公司要將32億個(gè)堿基對(duì)按照正確順序加以排列,在曾經(jīng)嘗試過的大規(guī)模計(jì)算中
,這次挑戰(zhàn)是最為嚴(yán)峻的一次
。為了完成這次歷史性課題所需的數(shù)量極為龐大的數(shù)據(jù)處理工作,賽萊拉公司動(dòng)用了700臺(tái)互聯(lián)的Alpha64位處理器
,運(yùn)算能力達(dá)到每秒1.3萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算
。同時(shí),賽萊拉公司還采用了康柏的Storage Works系統(tǒng)
,用以完成對(duì)一個(gè)空間為50TB且以每年IOTB速度增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理工作.康柏電腦公司董事會(huì)主席曾在一次演講上說道:“如今
,我們很難將生物技術(shù)的進(jìn)步與高性能計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展割裂開來。實(shí)際上
,許多一流的科學(xué)家都相信
,高性能計(jì)算是生物和醫(yī)藥的未來。今后
,越來越多的具有強(qiáng)大功能的計(jì)算機(jī)和軟件將會(huì)被用來搜集
、存儲(chǔ)、分析
、模擬和發(fā)布信息。
信息技術(shù)還有助于加強(qiáng)生物技術(shù)領(lǐng)域的各種數(shù)據(jù)庫(kù)管理
、信息傳遞
、檢索和資源共享等。另一個(gè)僅次于基因排序器
、在生物技術(shù)領(lǐng)域引起關(guān)注的硬件是基因芯片
,它的研制也非常依賴于信息技術(shù)。在顯微鏡載片或硅片等基片上把基因片段排列
、固定
,這就是基因芯片。把這個(gè)芯片上的基因片段和檢體的基因片段放到基因芯片讀出器(也是一種破譯裝置)上
,就能迅速比較和破譯檢體信息
。 基因排序器是從零入手破譯檢體的遺傳信息的裝置,而基因芯片和其讀出器則是與已經(jīng)有的遺傳信息相對(duì)照破譯信息的裝置。 在這個(gè)領(lǐng)域
,美國(guó)的企業(yè)比較有名
,但日本企業(yè)也在同美國(guó)企業(yè)合作的同時(shí),積極參與這個(gè)領(lǐng)域的開發(fā)
。
(2)生物技術(shù)發(fā)展需要特定軟件技術(shù)的支持
。生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)于生物技術(shù)類軟件的需求將進(jìn)一步增加,軟件技術(shù)將成為支撐生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量之一
。在生物技術(shù)各領(lǐng)域中均需要相應(yīng)的專業(yè)軟件來支撐:1) 各類生物技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建需要性能優(yōu)良
、更新?lián)Q代迅速的軟件技術(shù);2) 核酸低級(jí)結(jié)構(gòu)分析
、引物設(shè)計(jì)
、質(zhì)粒繪圖、序列分析
、蛋白質(zhì)低級(jí)結(jié)構(gòu)分析
、生化反應(yīng)模擬等等也需要相應(yīng)的軟件及其技術(shù)支撐;3) 加強(qiáng)生物安全管理與生物信息安全管理也離不開軟件及其技術(shù)發(fā)展的支持
。
2.生物技術(shù)為信息技術(shù)發(fā)展開辟了新的道路
(1)生物技術(shù)推動(dòng)超級(jí)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
。隨著人類基因組計(jì)劃各項(xiàng)任務(wù)的完成,有關(guān)核酸
、蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長(zhǎng)
。面對(duì)如此巨大而復(fù)雜的數(shù)據(jù),只有運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理
、控制誤差
、加速分析過程,使得人類最終能夠從中受益
。然而要完成這些過程
,并非一般的計(jì)算機(jī)力所能及,而需要具有超級(jí)計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)
。因此
,生物技術(shù)的發(fā)展將對(duì)信息技術(shù)提出更高的需求,從而推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
。比較有說服力的例子是
,2002年11月22日出版的《自然》雜志上,以色列科學(xué)家宣布研制出一種由dna分子和酶分子構(gòu)成的微型“生物計(jì)算機(jī)”
,一萬(wàn)億個(gè)這樣的計(jì)算機(jī)僅一滴水那樣大
,運(yùn)算速度達(dá)到每秒10億次,準(zhǔn)確率為99.8%
。當(dāng)然像所有的新技術(shù)一樣
,有的科學(xué)家表示懷疑
。他們認(rèn)為,這種試管里的計(jì)算機(jī)存在致命的缺陷
,因?yàn)樯磻?yīng)本身存在一定的隨機(jī)性
,這種運(yùn)算的結(jié)果可能不完全精確;而且
,參與運(yùn)算的dna分子之間的不能像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一樣通信
,只能“各自為戰(zhàn)”,不足以處理一些大型計(jì)算
。
歐美各國(guó)及日本相繼成立了生物信息數(shù)據(jù)中心
,美國(guó)有國(guó)家生物技術(shù)信息中心(ncbi)、英國(guó)有歐洲生物信息研究所(ebi)
、日本有70余家制藥
、生物及高技術(shù)公司組成的“生物產(chǎn)業(yè)信息化共同體”等。而戈德曼-薩克斯財(cái)團(tuán)2001年的一份報(bào)告顯示
,美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司(ibm)
、sun、康伯和摩托羅拉等公司每家已至少與生物技術(shù)公司和調(diào)研公司達(dá)成12項(xiàng)合作意向
,共有140多項(xiàng)合作協(xié)議
,合作內(nèi)容涉及到各種技術(shù)領(lǐng)域,包括基因芯片
,用計(jì)算機(jī)模擬藥效等
。
(2)生物技術(shù)將從根本上突破計(jì)算機(jī)的物理極限。目前使用的計(jì)算機(jī)是以硅芯片為基礎(chǔ)
,由于受到物理空間的限制
、面臨耗能和散熱等問題,將不可避免地遭遇發(fā)展極限
,要取得大的突破
,需要依賴于新材料的革新。2000年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家根據(jù)生物大分子在不同狀態(tài)下可產(chǎn)生有和無信息的特性
,研制出分子開關(guān)(molecular switches)
。2001年世界首臺(tái)可自動(dòng)運(yùn)行的DNA計(jì)算機(jī)問世,并被評(píng)為當(dāng)年世界十大科技進(jìn)展
。2002年,DNA計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域的先驅(qū)阿德勒曼教授利用簡(jiǎn)單的DNA計(jì)算機(jī)
,在實(shí)驗(yàn)中為一個(gè)有24個(gè)變量
、100萬(wàn)種可能結(jié)果的數(shù)學(xué)難題找到了答案,DNA計(jì)算機(jī)的研制邁出了重要一步
。
信息產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)無疑都是高科技的產(chǎn)物
,在生命科學(xué)的研究中
,始終不能缺少計(jì)算機(jī)的工作,如果到基因組測(cè)序的研究所去看一看
,大量的以超級(jí)計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的測(cè)序儀
,會(huì)使你誤以為到了一家信息技術(shù)公司。生物產(chǎn)業(yè)因計(jì)算機(jī)的加盟而提速
,信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)也因生命科學(xué)的需要而得以發(fā)展
、獲利。運(yùn)用數(shù)學(xué)
、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種工具
,來闡明和理解大量基因組研究獲得數(shù)據(jù)中所包含的生物學(xué)意義,生物學(xué)和信息學(xué)交叉
、結(jié)合
,從而形成了一個(gè)新的學(xué)科。生物信息學(xué)或信息生物學(xué)
,它的進(jìn)步所帶來的效益是不可估量的
。美國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了大批基于生物信息學(xué)的公司,希冀在基因工程藥物
、生物芯片
、代謝工程等領(lǐng)域掘出財(cái)富,生物信息學(xué)工業(yè)潛力巨大
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?梢哉f,生物科技(生物技術(shù))與信息科技(信息技術(shù))的融合
,才是世界經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的未來
。在深圳舉行的第三屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)高新技術(shù)論壇上,中國(guó)工程院副院長(zhǎng)侯云德院士指出
,應(yīng)該把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)定位為僅次于信息產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)
。他說,信息和生物技術(shù)是關(guān)系到我國(guó)新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家命運(yùn)的關(guān)鍵技術(shù)
,并將成為我國(guó)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)
。
生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)
很多人認(rèn)為,2000年是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)投資年
。人類基因測(cè)序的完成和公布
,是科學(xué)史上的又一個(gè)里程碑,它令很多投盜者為之神魂顛倒
。2000年美國(guó)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)股票市場(chǎng)新增300億美元
,這一數(shù)值大大超過前5年該產(chǎn)業(yè)股市投資的總和,生物技術(shù)的股票與其它科技行業(yè)股票異常高漲
。很多跡象表明
,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)雖然歷史不到30年
,但正步入成熟期。
美國(guó)經(jīng)濟(jì)處于衰退中的2001年
,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)仍吸收了150億美元的投資
,這是該產(chǎn)業(yè)歷史上第二大的投資年。投資者認(rèn)為
,生物技術(shù)公司
,特別是那些專攻新藥的生物技術(shù)公司和其合作的制藥公司,在未來的5年中
,將推出數(shù)百種一類新藥
。生物技術(shù)在基因科學(xué)、蛋白質(zhì)學(xué)
、生物信息學(xué)
、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)、DNA生物芯片和藥物基因?qū)W等領(lǐng)域中的突破
,使對(duì)疾病的攻克進(jìn)入分子水平
。很多投資者認(rèn)為,用生物技術(shù)方法開發(fā)新藥將得到回報(bào)
。
根據(jù)美國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)組織(BIO)的統(tǒng)計(jì)
,1982—2000年間,大約有120個(gè)生物藥進(jìn)入市場(chǎng)
;2001年有300個(gè)新藥正在進(jìn)行最后階段的臨床試驗(yàn)
。根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn),到2007年
,美國(guó)食品與藥物管理局(FDA)大約要批準(zhǔn)其中的240個(gè)新藥進(jìn)入市場(chǎng)
,從而使市場(chǎng)上的生物技術(shù)藥翻2倍。大多數(shù)生物技術(shù)新藥是用于治療心臟病
、癌癥
、糖尿病和傳染病的一類新藥。
生物技術(shù)的顯著應(yīng)用不僅在健康行業(yè)
,生物技術(shù)在其它產(chǎn)業(yè)中的研發(fā)投入也十分突出
。依靠生物技術(shù),農(nóng)業(yè)上用更少的土地生產(chǎn)更多的健康食品
;制造業(yè)可以減少環(huán)境污染
、節(jié)省能耗;工業(yè)可以利用再生資源生產(chǎn)原料
,以保護(hù)環(huán)境
。
生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的成熟除了體現(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)方面外,另一個(gè)主要標(biāo)志是行業(yè)的現(xiàn)金儲(chǔ)量。2000年由于生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)在社會(huì)上籌集了大量資本
,大多數(shù)生物技術(shù)企業(yè)在2001年的資金情況很好。根據(jù)Ernst & Young’s 2001年生物技術(shù)報(bào)告
,美國(guó)上市的340家生物技術(shù)公司中
,超過半數(shù)的公司現(xiàn)金儲(chǔ)量可維持三年以上的運(yùn)行,這為該行業(yè)今后的快速發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)
。
生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)成熟的另一個(gè)標(biāo)志是合并化
。資金雄厚的生物技術(shù)企業(yè),如基因公司
,正在兼并其它輔助性技術(shù)公司
,從而形成綜合性的生物制藥公司,能夠開發(fā)
、生產(chǎn)和銷售自己的產(chǎn)品
。這種兼并活動(dòng),不僅增加企業(yè)的產(chǎn)品種類和收入
,同時(shí)也有助于提高整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力
。
生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是新經(jīng)濟(jì)的主要推動(dòng)力。盡管最近生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的股值也縮水很大
,但其過去所得多于現(xiàn)在所失
。在過去的一年中,納斯達(dá)克生物技術(shù)指數(shù)下降了20%
,但與前三年相比
,該指數(shù)的增長(zhǎng)仍接近100%。在目前的熊市狀態(tài)下
,該指數(shù)的表現(xiàn)優(yōu)于納斯達(dá)克綜合指數(shù)和道瓊工業(yè)指數(shù)
。很多分析家認(rèn)為,2002年生物和醫(yī)藥股將表現(xiàn)平平但健康發(fā)展
,在今后的12至24個(gè)月中
,生物股將再次起飛,新的生物技術(shù)產(chǎn)品將開始進(jìn)入市場(chǎng)
。
美國(guó)很多州政府支持生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
,陸續(xù)推出了不少經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃以吸引生物技術(shù)企業(yè)。例如
,密西根州是美國(guó)十大生物技術(shù)州之一
,州政府承諾要在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)入全美前5名,擬投入10億美元
,建成密西根生命科學(xué)走廊
。目前該走廊已有300多家生物公司。
從基因到藥
在21世紀(jì)的第一年
,科學(xué)家們完成了人類基因的測(cè)序
。這一成就對(duì)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響將是難以估量的
。在探索人類基因的奧秘過程,發(fā)現(xiàn)一些新的藥物
,成為生物技術(shù)關(guān)注的熱點(diǎn)
。
2001年5月,F(xiàn)DA批準(zhǔn)諾華公司開發(fā)的Gleevec上市
,這是一種治療慢性白血病的良藥
。這是依據(jù)癌細(xì)胞活動(dòng)機(jī)理而設(shè)計(jì)開發(fā)的第一種抗癌新藥。傳統(tǒng)抗癌藥在治療過程中
,同時(shí)會(huì)影響到正常細(xì)胞
,對(duì)病人產(chǎn)生很大的副作用,而Gleevec僅殺滅基因變異的癌細(xì)胞
。最新研究表明
,Gleevec對(duì)血液癌癥和腫瘤都有效,它可能成為一種廣譜的抗癌新藥
。
治療癌癥的另外一類生物技術(shù)藥是單克隆抗體
。這類抗體的目標(biāo)是與癌細(xì)胞有關(guān)一些特定分子。自1980年以來
,單克隆抗體魔術(shù)般的效果引起眾多醫(yī)藥公司的關(guān)注
。經(jīng)過十多年的研究,單克隆抗體作為抗癌新藥初步得以實(shí)現(xiàn)
。目前
,很多藥廠正在開發(fā)單克隆抗體,其應(yīng)用從抗癌擴(kuò)展到其它疾病治療方面
,到2000年
,F(xiàn)DA批準(zhǔn)了9個(gè)單克隆抗體,另外60多個(gè)產(chǎn)品正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)
。
在抗癌方面
,單克隆抗體的作用如同人體自身免疫系統(tǒng),但大多數(shù)情況下
,人體自身免疫系統(tǒng)不會(huì)將癌細(xì)胞作為有害細(xì)胞而進(jìn)行阻止
,使癌細(xì)胞在體內(nèi)繁殖,危害人體生命
。
單克隆抗體的作用是瞄準(zhǔn)癌細(xì)胞
,將癌細(xì)胞消滅或啟動(dòng)體內(nèi)免疫系統(tǒng)對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行攻擊。單克隆抗體也可成為一種“聰明炸彈”
,攜帶放射性或化學(xué)介質(zhì)
,選擇癌細(xì)胞進(jìn)行攻擊。
1997年FDA批準(zhǔn)第一個(gè)單克隆抗體Rituxin,用于治療非何杰金氏淋巴癌
,1998年另一種單克隆抗體Herceptin上市
,用于治療乳腺癌。
Herceptin由美國(guó)基因技術(shù)公司研制
,該公司成立于1976年
,是最早成立的生物制藥公司。美國(guó)基因技術(shù)公司是全球十大生物技術(shù)公司之一
,有十個(gè)基于蛋白質(zhì)的生物醫(yī)藥產(chǎn)品上市,正在開發(fā)的產(chǎn)品有20多個(gè)
,主要是癌癥
、心血管和免疫系統(tǒng)疾病的治療藥。該公司有從業(yè)人員5000多人
。人類基因公司成立于1992年
,是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域首家開發(fā)人類基因的公司。該公司首先研究探索人類基因與疾病的關(guān)系
,目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)與疾病有關(guān)的基因
,開發(fā)相關(guān)的治療藥物。該公司現(xiàn)有8個(gè)產(chǎn)品正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)
。
其它的生物醫(yī)藥產(chǎn)品有基因治療法
、干細(xì)胞和疫苗等。隨著人們對(duì)人體生物學(xué)認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入
,藥物發(fā)現(xiàn)變得更加復(fù)雜
。生物技術(shù)和制藥業(yè)不得不依靠更先進(jìn)、復(fù)雜的工具來開發(fā)新藥
。歷史上
,Agilent一直是醫(yī)藥測(cè)試設(shè)備的主要生產(chǎn)廠,該公司與世界十大制藥公司有著十分密切的商業(yè)往來
。今天
,Agilent也能提供新的科學(xué)儀器,用于疾病診斷和新藥研究
。
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)
生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用是基于對(duì)植物
、動(dòng)物基因?qū)W和蛋白質(zhì)學(xué)的認(rèn)識(shí)。很多專家認(rèn)為只有依靠生物技術(shù)
,發(fā)展中國(guó)家才能戰(zhàn)勝饑餓
,全球因人口增長(zhǎng)而產(chǎn)生的食品短缺才有望得以緩解。
通過利用動(dòng)植物中的特定基因
,可以實(shí)現(xiàn)用更少的土地種植更多的作物
,同時(shí)減少農(nóng)藥的使用。利用生物技術(shù),可以在惡劣的氣候環(huán)境下生產(chǎn)作物
。利用生物技術(shù)
,還可以改善食品的營(yíng)養(yǎng)和口感等。
美國(guó)的St. Louis是全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展最快的地區(qū)
。該地區(qū)被認(rèn)為是生物產(chǎn)業(yè)帶
,著名的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)公司孟山都即在該地區(qū)。
生物技術(shù)用于育種是一種快捷
、有效的育種方法
。通過引入特定的基因,以改變動(dòng)植物的品質(zhì)
。例如
,科學(xué)家在西紅柿中植入抗成熟的基因,可以延長(zhǎng)西紅柿的貨架期
。在植物中引入對(duì)人體無害的抗蟲基因
,可以防止病蟲害,減少農(nóng)藥的使用
,在水稻中介入產(chǎn)生維生素A的基因
,可以提高稻米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的另一個(gè)可能的應(yīng)用是生產(chǎn)食用疫苗
,利用水果
、蔬菜生產(chǎn)抗肝炎、霍亂等傳染病的疫苗
?div id="m50uktp" class="box-center"> ?寺〖夹g(shù)用于動(dòng)物,可以保留高品質(zhì)動(dòng)物的高產(chǎn)性能
。
市場(chǎng)上的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品主要是轉(zhuǎn)基因的大豆
、玉米、油菜
、棉花等
。轉(zhuǎn)基因植物以其優(yōu)異的品質(zhì)很快被農(nóng)戶接受。2001年
,世界上轉(zhuǎn)基因植物的種植面積達(dá)5300萬(wàn)公頃
,比2000年增加 19%。
工業(yè)與環(huán)境生物技術(shù)
生物技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)制造和環(huán)境管理
,是為了推動(dòng)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展
,1998年,經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織認(rèn)為生物技術(shù)將對(duì)工業(yè)的持續(xù)發(fā)展起著十分關(guān)鍵的作用
,鼓勵(lì)其成員國(guó)支持工業(yè)和環(huán)境生物技術(shù)的研究
。
微生物被認(rèn)為是天然的化學(xué)工廠
。它們正取代工業(yè)催化劑而用于化學(xué)品的制造。例如
,酶制劑能取代洗滌劑中的磷和皮革鞣制過程中的硫化物
。在造紙過程中,酶制劑可以減少氯化物在紙漿漂白過程中的用量
。微生物在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用
,使工業(yè)生產(chǎn)變得清潔、高效
,具有可持續(xù)性
。
酶也可以作為生物催化劑將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源、乙醇等
。更誘人的是
,通過生物酶,玉米秸稈可以轉(zhuǎn)化為可降解的塑料
,用于食品包裝等。
基因?qū)W和蛋白質(zhì)學(xué)在工業(yè)生物技術(shù)中的應(yīng)用
,不僅僅在于發(fā)現(xiàn)微生物酶的特性
,而且可以通過目標(biāo)的變異,使微生物產(chǎn)生各種用途的新型酶制劑
。
科學(xué)家預(yù)測(cè)10至20年后
,生物技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用將與其在人類健康中的應(yīng)用變得同等重要。
生物技術(shù)的其它應(yīng)用
目前生物技術(shù)除主要在人類健康
、農(nóng)業(yè)
、工業(yè)與環(huán)境中應(yīng)用外,在其它領(lǐng)域也有一些應(yīng)用
。
現(xiàn)在開發(fā)畜牧醫(yī)用產(chǎn)品的生物公司越來越多
,美國(guó)每年用于動(dòng)物健康的產(chǎn)品市場(chǎng)約40億美元,美國(guó)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)的動(dòng)物用生物制品約100種
,主要是防止動(dòng)物傳染病和常見病的疫苗和治療藥
。
生物技術(shù)也應(yīng)用于珍稀野生動(dòng)物的保護(hù),通過DNA識(shí)別來鑒別動(dòng)物的種類