二十一世紀是生命科學的世紀: 生命科學在為人類社會進步,、人類健康方面做出貢獻的同時,還將創(chuàng)造出一大批新產(chǎn)業(yè),、新技術(shù),、新產(chǎn)品,孕育廣闊的市場和巨大的經(jīng)濟效益,。2000年,,日本科學技術(shù)政策委員會公布了《后基因組研究戰(zhàn)略報告書》預計到2010年:日本生命科學相關(guān)產(chǎn)業(yè)將達25萬億日元的市場規(guī)模。
生物信息學是將計算機與信息科學技術(shù)運用到生命科學尤其是分子生物學研究中的重大交叉學科前沿研究領(lǐng)域,。未來幾年,,這一學科的人才將成為國際,、國內(nèi)最緊缺的人才類型之一。生物信息學專家,、天津大學的張春霆院士指出,,運用數(shù)學、計算機科學和生物學的各種工具,,來闡明和理解大量基因組研究所獲得的數(shù)據(jù)中所包含的生物學意義,,生物學和信息學交叉、結(jié)合,,從而形成的一個新的學科——生物信息學或信息生物學,,它的進步所帶來的效益是不可估量的。美國已經(jīng)出現(xiàn)了大批基于生物信息學的公司,,希冀在基因工程藥物,、生物芯片、代謝工程等領(lǐng)域掘出財富,。生物信息工業(yè)潛力巨大,。
和大多數(shù)人一樣,我一直相信存在于基因組中的遺傳序列是寶貴的生物信息資源,,和生物技術(shù)的發(fā)展結(jié)合起來,,將會成為未來生物產(chǎn)業(yè)的支柱??茖W家們認為人類10萬個基因的信息以及相應的染色體位置被闡明后,,將成為醫(yī)學和生物制藥產(chǎn)業(yè)知識和技術(shù)創(chuàng)新的源泉。從目前研究來看,,一些困擾人類健康的主要疾病,,例如心腦血管疾病、糖尿病,、肝病,、癌癥、老年癡呆癥等都與基因有關(guān),,可以依據(jù)已知的基因序列和功能,,找出這些基因并針對相應的靶位進行藥物篩選,甚至基于已有的基因知識來設(shè)計新藥,。生物信息資源孕育的巨大商業(yè)利益是不言自明的,,這驅(qū)使眾多的私人公司加入到了基因組研究的行列。其中最具代表性的是由美國著名基因組專家范特與著名生物儀器公司珀金埃爾默(PE)公司聯(lián)手,、兩年前成立的塞萊拉基因公司,。2001年4月6日,該公司率先宣布繪制出了取自一個人的基因組圖譜,此次又與政府資助的研究機構(gòu)一起宣布了人類基因組工作框架圖繪制的完成,?;蚪M研究的商業(yè)陣營與政府資助的公益陣營之間的競爭進入了白熱化階段,而私營公司的介入才真正使基因組研究的進程攪動了股市,。
日益激烈的競爭帶來了新的挑戰(zhàn),同時加快了研究的進程,,推動了技術(shù)的發(fā)展,。科學家們預測:至少在今后幾年內(nèi),,基因組測序能力將以指數(shù)方式迅速上升,,甚至超過信息產(chǎn)業(yè)中著名的摩爾定律所描述的速度。這是否意味著生物技術(shù)能夠立刻就代替信息產(chǎn)業(yè)成為牽引經(jīng)濟發(fā)展的新動力呢,?現(xiàn)實往往是殘酷的,。國家人類基因組南方中心主任陳竺院士認為,目前的人類基因組研究尚處在基礎(chǔ)研究階段,,其成果能夠直接應用于臨床治療或制藥還需假以時日,,以現(xiàn)在的研究進程看大約要20~30年之后,當然,,也不排除有創(chuàng)新的技術(shù)出現(xiàn)而加快這個進程,,不過最快也要在5~10年后。也就是說,,生物技術(shù)類公司想大把大把地賺錢,,從而領(lǐng)導新經(jīng)濟并不是眨眼之間的事。
以網(wǎng)絡(luò)為代表的信息產(chǎn)業(yè)無疑仍是新經(jīng)濟的象征,,今天的生物產(chǎn)業(yè)無論是在發(fā)展速度和規(guī)模上,,還是給人的信心都不能與信息產(chǎn)業(yè)相比。雖然生物技術(shù)目前以令人難以喘息的速度迅猛發(fā)展,,但要說影響世界經(jīng)濟的發(fā)展,,還有相當長的距離。現(xiàn)在,,人類基因組計劃對普通老百性的影響遠不及互聯(lián)網(wǎng),,就如同70年代的互聯(lián)網(wǎng)無法與當時遍布全球的電網(wǎng)和鐵路相比一樣。然而,,當納斯達克指數(shù)一周內(nèi)慘跌25%,,網(wǎng)絡(luò)股縮水,進入陣痛式的調(diào)整階段時,,生物股的穩(wěn)步上升則給人們帶來了希望,。
有人說,網(wǎng)絡(luò)并不產(chǎn)生財富,它只是節(jié)省財富,,未來的生物產(chǎn)業(yè)則可以創(chuàng)造出真正的財富,。信息產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)無疑都是高科技的產(chǎn)物,但就創(chuàng)造財富而言,,可以說前者“節(jié)流”后者“開源”,。而從另一個角度看,信息產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)在新經(jīng)濟中并非此消彼漲的關(guān)系,,它們更是一對互相幫助,、共同進步的“好兄弟”。其實,,在生命科學的研究中,,始終不能缺少計算機的工作,如果到基因組測序的研究所去看一看,,大量的以超級計算機為基礎(chǔ)的測序儀,,會使你誤以為到了一家IT公司。生物產(chǎn)業(yè)因計算機的加盟而提速,,IT產(chǎn)業(yè)也因生命科學的需要而得以發(fā)展,、獲利。我堅信把生物信息技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和資源引進到生物學及基因組學的研究中,,絕對是一個多贏的益舉。
一個很有說服力的例子就是所謂的GTL計劃,。
什么是GTL計劃呢,?我們可以把它看成是在系統(tǒng)生物學的框架下,生物學發(fā)展的又一次大的革命,。GTL的全稱是Genome to Life,,由美國國家能源部發(fā)起,在這個計劃中,,一個核心目標就是希望在未來的十到二十年時間里面,,了解幾千種微生物及其系統(tǒng),以為利用生物手段解決環(huán)境問題鋪平道路,。在這項研究,,需要知識空白的填補,生物技術(shù)的進步以及生物信息學為數(shù)據(jù)發(fā)掘\計算\存儲等方面提供的幫助,。
我們知道在21世紀人類面臨這健康,、能源、環(huán)境等一系列迫切需要解決的問題,,生物學的發(fā)展也許可以為這些問題的解決提供關(guān)鍵性的方法,。為達成這以目標我們需要了解整個生物體系與環(huán)境相互作用的方式與機制,,而后人們可以使用這些信息來指導后繼的生物學解決手段的研究?;蚪M信息為理解生命體系的分子組成,、調(diào)控機制提供了一個很好的起點。事實上,,在獲得基因組之后我們需要構(gòu)成精巧的生物體系的各個層面上去研究生物體,,并且在這個基礎(chǔ)上去探討生物與環(huán)境相互影響與作用的問題。這一研究需要生物,、物理,、計算機科學的多方配合與進步。
在基因組學的各個應用領(lǐng)域中,,尤其值得一提的是制藥業(yè),。在這方面,,技術(shù)還比較落后,,英國劍橋的“千年制藥公司”的負責人蒂姆·克拉克甚至抱怨說:“制藥研究是我所知的惟一一個生產(chǎn)力衰退的產(chǎn)業(yè)。研發(fā)過程還停留在原始手工業(yè)水平,?!钡镄畔⒓夹g(shù)的強力介入將使其發(fā)生天翻地覆的變化。路透社報道說,,一種藥物從思想醞釀到走向市場一般約要10年左右的時間,。但有了靈活的生物信息工具,就可智能化,、因人而異,、高效率地開發(fā)相應的藥物。德國《商報》曾分析說,,如果有了有效的技術(shù)后,,藥物開發(fā)周期將縮短一半到6年左右,這也意味著每家公司每年能夠推向市場的新藥數(shù)量翻一番,。據(jù)專家估計,,兩年后基因藥物制劑將占所有新藥的一半。
對個人來說,,生物信息帶來了什么 德國《經(jīng)濟周刊》預言21世紀的職業(yè)前途時用了就職方向,、薪水、職業(yè)特點,、發(fā)展趨勢和就職的先決條件幾個指標,,把年薪單挑出來,生物信息學家的年薪為4萬到4.5萬歐元,,而單純的從事生物技術(shù)研究的人員年薪只有3萬至3.5萬歐元,,整整少1萬歐元。
但對更多的熱心的參與其中的公司而言,利潤才是其真正的第一驅(qū)動力,。IBM表示,,到2004年,與生物信息技術(shù)相關(guān)的年銷售額將達到30億美元,,這也可從一方面說明IBM為什么要在超級計算機研究領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先,。美國紐約投資銀行“SgCowen”衛(wèi)生保健方面的負責人斯泰利奧斯·帕帕佐普洛斯則打了個比方:“假設(shè)我是一家制藥公司,如果有人能把我的藥 用生物信息技術(shù)開發(fā)的 早一年投入市場,,這可能意味著,,你從中‘奪得’了大約5億美元的收入?!?/SPAN>
我們完全有理由相信,,隨著生物信息學、基因組學的蓬勃發(fā)展,,在完全可以預見的未來我們必將迎來生命科學和生命產(chǎn)業(yè)的春天,。
后記 以上是基于我對生物信息學和基因組學的理解,和對其相輔相成的特殊關(guān)系的認識,,參看了該學科最新的發(fā)展,,所完成的小作文。
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