高任瑋

摘 要：生命科學(xué)，又稱為生物學(xué)，是基于分子遺傳學(xué)的理論研究生命體活動規(guī)律和作用機制、探索生物與生物之間、生物與環(huán)境之間相互作用關(guān)系的科學(xué)。社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步促進(jìn)了生命科學(xué)領(lǐng)域在諸多方面不斷取得重大突破。回顧歷史，生命科學(xué)無處不在，與日常生活息息相關(guān)；著眼當(dāng)下，生命科學(xué)相關(guān)高新技術(shù)應(yīng)接不暇；放眼未來，生命科學(xué)發(fā)展前景一片光明。

關(guān)鍵詞：生命科學(xué)；發(fā)展現(xiàn)狀；研究熱點

中圖分類號：Q-1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0246-01

1 生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展歷程

從18世紀(jì)開始，生命科學(xué)領(lǐng)域逐漸萌芽并興起，植物學(xué)和動物學(xué)的誕生標(biāo)志著生命科學(xué)領(lǐng)域形成了自己專門的學(xué)科。之后隨著生命科學(xué)領(lǐng)域的不斷進(jìn)步發(fā)展，又逐漸建立了生態(tài)學(xué)、生物地理學(xué)以及動物行為學(xué)。到19世紀(jì)末，伴隨著自然發(fā)生說不斷沒落的同時，疾病生源說逐漸開始興起，但人類社會還是未能參透遺傳現(xiàn)象的內(nèi)在機制，直至20世紀(jì)初，對孟德爾豌豆實驗現(xiàn)象的重新認(rèn)識為揭示遺傳機理奠定了基礎(chǔ)，并且推動了托馬斯·亨特·摩爾根遺傳學(xué)的迅速發(fā)展。到了20世紀(jì)30年代，結(jié)合了群體遺傳學(xué)的知識框架和自然選擇學(xué)說的理論體系，“新達(dá)爾文主義”逐漸形成并廣泛傳播。20世紀(jì)50年代，沃森和克里克對遺傳物質(zhì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的揭示在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了重大的突破性進(jìn)展，奠定了生命科學(xué)領(lǐng)域從分子水平探究生命活動規(guī)律的里程碑。

之后，在經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)迅速進(jìn)步的大力促進(jìn)下，生命科學(xué)領(lǐng)域也迎來了蓬勃發(fā)展的良好局面，在過去的幾十年中取得了諸多重大成就，各項前沿技術(shù)不斷創(chuàng)新，各種全新發(fā)現(xiàn)不斷突破。此外，生命科學(xué)還與其他眾多學(xué)科相互滲透、相互交叉，開辟了諸多前沿研究領(lǐng)域，如生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、生物工程制藥以及生物信息學(xué)等?，F(xiàn)在，生命科學(xué)方向的前沿?zé)狳c技術(shù)已經(jīng)運用到越來越多的領(lǐng)域當(dāng)中，成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)構(gòu)成中的重要組成部分，逐漸在人們的日常生活中被推廣應(yīng)用，不斷幫助人類社會解決難題，提高生活質(zhì)量，如試管嬰兒、器官移植等技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用有效解決了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域關(guān)于不孕不育及器官衰竭等問題的困擾；轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用更是高效解決了農(nóng)作物產(chǎn)量的全球性問題。

2 生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 組學(xué)時代

隨著知識水平和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和提升，人們越來越關(guān)注現(xiàn)象背后的原因，為了更好地了解事物的本質(zhì)，生命科學(xué)的發(fā)展迎來了組學(xué)時代，進(jìn)一步在分子水平來探究問題的作用機理，更詳細(xì)、透徹地了解問題的源頭。例如在藥物學(xué)研究中，我們越來越關(guān)注藥物的靶向性，即在不影響機體其他功能，并且在藥物對人體損害最小的前提下，進(jìn)行藥物治療，因此，載體與靶細(xì)胞的相關(guān)研究便顯得格外重要。而蛋白質(zhì)組學(xué)是通過分別比對分析正常個體和病患個體的完整蛋白質(zhì)組，從而找到致病的蛋白質(zhì)分子，這些蛋白質(zhì)分子就可以幫助我們研制新藥物的分子靶點和早期診斷疾病，是藥物研究方面邁向組學(xué)時代的一大重要標(biāo)志。此外，越來越被大家所熟知的基因工程，也是生命科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)入組學(xué)時代的一個典型例子。作為一項前沿的熱點科學(xué)技術(shù)，基因工程能夠在分子水平實現(xiàn)對基因的有效編輯，即通過體外重組的方法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，從而使目的基因能夠在受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行正常的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程?；蚬こ毯芎玫剡\用了基因組學(xué)的知識，并且與當(dāng)下新興的前沿技術(shù)：基因作圖、基因測序和基因組功能分析等滲透融合，依靠強大的基因組信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)分析來解決生物、醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域的重大難題。目前，基因工程已經(jīng)在單基因疾病及多基因疾病的致病基因定位、克隆等基因疾病治療方面有了廣泛的運用和推廣。

2.2 多學(xué)科融合趨勢

生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿?zé)狳c與物理科學(xué)領(lǐng)域的尖端技術(shù)融合交叉，促進(jìn)了全新的科學(xué)技術(shù)和科研領(lǐng)域的誕生。例如量子能技術(shù)，這是一項在融合了量子力學(xué)、藥理學(xué)和生命信息學(xué)的基礎(chǔ)之上，利用電子在微觀狀態(tài)下的特性對機體進(jìn)行全面、系統(tǒng)地防范與治療的尖端科學(xué)技術(shù)；而光遺傳學(xué)則是在利用光感細(xì)胞對光的敏感性的基礎(chǔ)之上，再通過運用遺傳工程實現(xiàn)對特異性的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行操作的一門學(xué)科，這項技術(shù)的問世不僅可以有效鑒定腦部區(qū)域各神經(jīng)細(xì)胞的不同功能，還可以發(fā)展出一系列與腦部神經(jīng)有關(guān)的新療法；此外，方興未艾的人工智能還可以依靠仿生學(xué)的知識體系，根據(jù)人腦的結(jié)構(gòu)和功能，仿造出與其類似的機器；還有當(dāng)下新興的前沿交叉學(xué)科——化學(xué)生物學(xué)，其核心是將化學(xué)學(xué)科與生命科學(xué)學(xué)科有機融合，運用化學(xué)學(xué)科的理論方法與研究工具來探索生命科學(xué)領(lǐng)域的未解之謎，對生命體生理或病理過程的分析研究主要是通過天然或人工合成的小分子探針來實現(xiàn)的，幫助人們更高效的發(fā)現(xiàn)并揭示生命現(xiàn)象和生命過程的規(guī)律，雖然化學(xué)生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷程僅有短短的幾十年，但截止到目前，在這兩個學(xué)科交叉的界面已經(jīng)取得了眾多的杰出成就和重大突破。

2.3 堅持可持續(xù)發(fā)展道路

在全球工業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)腳步日益增快的今天，過度的工業(yè)發(fā)展和資源利用帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，目前，治理環(huán)境污染已經(jīng)上升為世界各國的重大熱點議題，堅持可持續(xù)發(fā)展道路也已經(jīng)引起了全球的廣泛關(guān)注。在積極與化學(xué)、物理等學(xué)科的交叉融合基礎(chǔ)之上，生命科學(xué)領(lǐng)域現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了新興的科學(xué)技術(shù)能夠高效治理環(huán)境污染，主要通過生物吸收、生物代謝等生物作用發(fā)揮效應(yīng)，加速污染物在環(huán)境中的分解，實現(xiàn)凈化環(huán)境及降低污染物毒性的目標(biāo)，以及利用生物作用改變污染物的化學(xué)形態(tài)，將污染物進(jìn)行固定或者解毒，降低其在環(huán)境中的移動性和生物可利用性，進(jìn)而達(dá)到有效治理環(huán)境污染的目的。此外，現(xiàn)代社會交流往來的不斷便利所導(dǎo)致的日益頻發(fā)的生物入侵事件和生物污染事件也在不斷警醒著我們：人類社會生存和發(fā)展是建立在生物多樣性上的，它不僅提供了人類生存不可或缺的生物資源，也給人類的存活與進(jìn)步提供了所需要的環(huán)境，所以，我們倡導(dǎo)保護(hù)環(huán)境，保留各式物種基因，建立基因庫，進(jìn)而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。此外，由于全球人口數(shù)量的不斷增長也加劇了糧食短缺問題的日益嚴(yán)重，因此，科學(xué)家們通過轉(zhuǎn)基因的方式使農(nóng)作物具有更利于人類社會發(fā)展的特性，如抗倒伏、抗蟲、更有營養(yǎng)的多倍體植株等，通過合理開發(fā)利用生命科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)向著可持續(xù)發(fā)展的道路不斷邁進(jìn)。

3 結(jié)語

經(jīng)過過去幾十年的蓬勃發(fā)展，生命科學(xué)領(lǐng)域主要在以下四個應(yīng)用方向取得了突出的成就和突破性進(jìn)展：（1）癌癥治療，癌癥從開始的不治之癥到現(xiàn)在可采用放療、化療、服用藥物等方式進(jìn)行抑制，科學(xué)家們一直都在努力尋找更好的抑癌方式，如通過暫停癌細(xì)胞不斷分裂中的某一過程，從而阻止癌細(xì)胞擴(kuò)散，甚至殺死癌細(xì)胞。隨著生命科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和不斷突破，我們相信在不久的將來生命科學(xué)領(lǐng)域能夠根治癌癥。（2）基因工程，現(xiàn)在各國都在開展基因工程，建立世界基因庫，通過測序了解DNA片段主要控制的性狀，從而在預(yù)防疾病、改良基因、保存物種等方面更上一層樓。（3）干細(xì)胞再生技術(shù)，目前，通過干細(xì)胞再造骨髓的技術(shù)在科研水平已經(jīng)較為成熟，相信該項技術(shù)將在全球范圍內(nèi)被廣泛推廣應(yīng)用。（4）仿生學(xué)，可以通過研究大自然中的生物特點來制造軍事裝備、人造器官和更多便民產(chǎn)品，近年最熱門領(lǐng)域之一的人工智能也用到了該項技術(shù)。但生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展之路依然任重而道遠(yuǎn)，需要更多的仁人志士在這一領(lǐng)域廣泛探索，做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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