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山西快乐十分开奖时间: 世界掀起科技熱潮 生物技術面臨劃時代突破

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瀏覽 次【字號 】 發布時間:2012-7-4 打印本頁
 生物技術面臨劃時代突破

  皮膚干細胞研究掀起熱潮


  干細胞是指具有強大的多方向分化能力和自我更新能力的超級細胞,它能分化成人體中所有類型的細胞,因此也被稱為全能細胞。干細胞研究的主要用途首先用于細胞制藥,其次是用于疾病機理的研究,其商業前景不可限量。各國都投入大量資金,支持本國的干細胞技術研究與開發。

  2007年11月20日,《科學》和《細胞》同時刊出美國和日本兩個研究報告,證實皮膚細胞經“基因直接重組”(利用病毒將四個基因送入皮膚細胞)后,可以具有胚胎干細胞特性,稱為誘導式多能性干細胞(iPS),俗稱“皮膚干細胞”。

  科學界稱這是生物科學的“里程碑”,可以避開胚胎干細胞研究的道德爭議,大大推動與干細胞有關的疾病療法研究,如心臟病、帕金森氏綜合征、糖尿病、皮膚燒傷、老年性癡呆等。它被《自然》、《科學》雜志分別評為2007年第一大和第二大科學進展。

  對誘導多功能干細胞技術的研究將成為干細胞研究的主流。日本文部科學省決定,2008年將投入22億日元,未來5年共投入100億日元,全力支持日本皮膚干細胞研究。德國也表示把干細胞研究經費從500萬歐元增加到1000萬歐元。英國克隆羊之父宣布放棄他創造的多莉羊胚胎干細胞研究技術。美國政府決定加大投入力度,支持研究人員獲得更多與人類胚胎干細胞相媲美的全新多能細胞系。美國波士頓的高歌代理實驗室已從病人身上提取不同細胞,開始建立私人干細胞庫。干細胞治療已經離人類越來越近。

  干細胞研究將主要集中在以下幾個方面:自我更新的機理,定向分化的機理,人類胚胎干細胞的間隙,細胞移植和細胞工程,胚胎干細胞定向發育成三維器官,胚胎干細胞移植的安全問題等。干細胞療法也許可以在十年之內用于臨床血液病治療。

  人造DNA將創造生物

  50年前,科學家首次在試管里成功合成了DNA(脫氧核糖核酸),制造出最獨特的生命分子。現在美國科學家已合成出世界上首個完全人造的染色體———一長串在實驗室中合成的DNA,其中包括微生物生存和繁殖所需的所有指令,科學家希望把這個染色體移植到一個細胞中,預計該染色體將在細胞里“自行啟動”,然后“誘騙”這個等待的細胞執行命令。盡管首個人造染色體與天然染色體完全相同,但科學家正在合成一些其他的染色體,這些染色體能夠創造出前所未有的生物,從而可能完全用人造DNA創造生物。

  用人造DNA創造生物將是一個具有分水嶺意義的大事件,它模糊了天然生物和人造產品之間的區別,使人們必須重新考慮什么是“生命”。

  問題還在于,科學家、恐怖分子和其他有創造力的人會創造出什么樣的生物?如何遏制這些能夠自我復制的個體?創造人造生命的基本工具的專利權歸誰所有?安全擔憂也日益加劇。已有幾位科學家成功地合成了人造病毒,人類即將擁有人造細菌的能力。與病毒不同,細菌可以在活體之外的環境中生存和繁殖。這引起了人們對污染、傳染和潛在危害的新憂慮。

  繪制個人基因組圖譜將開始代替遺傳檢測

  2007年9月,人類第一個個體基因組排序完成,研究人員利用基因組排序技術,成功繪制了著名科學家克雷格?溫特爾的完整DNA藍圖?;嬤聘鋈嘶蜃橥計濁昂籩揮昧瞬壞?年時間,花費只有100萬美元。

  5年內,更為快速和低廉的排序技術可以打造1萬人的完整基因組,將為“一個個性化、具體化的基因組學時代”奠定基礎,我們將知道哪些基因是由遺傳因素造成的,哪些又是由環境造成的。

  繪制個人基因組圖譜的成本不久會是1000美元,普通人出錢繪制個人基因組圖譜將成為趨勢。當前,在美國接受一套遺傳檢測需要花費300美元至數千美元不等。

  除去價錢因素,繪制個人基因組圖譜與傳統的遺傳檢測相比還有其他優勢。遺傳檢測只能確認被檢測基因是否是人類已知的基因變異種類之一。如果繪制個人基因組圖譜,則能夠與人類基因組圖譜基準相比較,可以發現任何異常。

山西快乐十分前三预测 www.cxclik.com.cn   納米科技加速發展

  納米科技是21世紀快速發展的主流科技之一,包括:納米材料、納米裝置、納米區域的探測和研究等。

  納米科技研發投入持續增長

  2005年,全球納米科技的研發投入為96億美元,其中政府投資占47.93%%,企業投資46.89%%,風險投資5.18%%。2007年增至120億美元,今年預計將突破150億美元。

  納米產品市場規模激增

  納米科技的主導產品包括納米材料(納米粉體、納米線、納米復合材料等);納米生物與醫藥(控釋藥品、疫苗等);納米電子與光電子(芯片、納米電子與光電子材料等);納米機械(納米刻蝕技術、納米微機械技術等);納米工藝(納米碳管制備、納米滲透濾波)等。目前,已廣泛應用到醫藥、染料、涂料、食品、化妝品、環境治理等產業,美國市場明確標明應用納米技術的產品已超過500種,每年幾乎翻番。據估計,到2014年,全球納米產品市場規模將增至2.6萬億美元。

  主要國家納米科技發展態勢

  納米元器件領域―――日本領先,歐洲次之,美國第三;

  納米生物與應用領域―――美歐相當,日本次之;

  高表面積材料領域―――美領先,歐次之,日第三;

  固結材料領域―――日領先,美歐相當、居日本之后。

  各國納米科技發展戰略和目標

  美國:自2000年美國國會批準《國家納米計劃(NNI)》以來,研發經費歷年遞增,2001年投入4.64億美元,2007年為13.91億美元,今年將達14.45億美元。美國納米科技發展的優先領域有:納米尺度的基本現象和過程,納米材料,納米尺度設備與系統,納米制造,納米物質的主要捕獲裝備與工具,納米對環境、健康、社會及安全的影響,納米理念社會普及和技術推廣等。

  歐盟:力爭納米科技國際領先,積極創建歐洲納米科技產業。成立了《歐洲納米電子行動顧問委員會》,構建歐洲納米科技研究網絡?!兜諏蚣薌蘋返哪擅卓萍紀度胛?3億歐元,而《第七框架計劃(2007年―2013年)》期間,納米科技列為9大研究主題之一,投入將增至34.75億歐元。據預測,2015年,歐洲納米科技產值將超過10000億歐元。

  日本:第二期《科學技術基本計劃》(2001年―2006年)中,納米科技與生命、信息、環??萍家黃鴇渙形⒄拐鉸緣鬧刂兄?。通產省還專門制定了《納米材料計劃》,每年經費3500萬美元,為期7年,官產學聯合,旨在為產業界建立集成的納米科技材料研發平臺。第三期《科學技術基本計劃》(2007年―2012年)中,納米科技列為十大戰略性推進領域之一,研發投入將達333.16億日元。

  俄羅斯:制定了《2007年―2010年納米技術發展計劃》,撥款80億美元發展納米科技,以產品進入市場為目標?;古劑恕?008年―2010年納米技術基礎結構發展綱要》,撥款11億美元,以確保納米科技研發的國際競爭力。

  韓國:在《科學技術基本計劃》(2008年―2012年)中,納米科技被列為集中開發的技術之一。

  納米材料對環境的影響

  過去,人們對納米材料的研究取得了豐碩成果,但對納米材料可能產生的環境風險缺乏足夠的認識。人們在研究、生產、生活中接觸到納米材料的機會越來越多。同時,環境中也存在大量天然的和工業生產所帶來的納米尺度物質,如柴油車尾氣、煙囪排出的廢氣,垃圾焚燒、沙塵暴等也含有大量的納米顆粒。人們在問:殘留在水中的懸浮納米顆粒如納米氧化鈦對人體有沒有傷害?作為藥物載體的納米四氧化三鐵對人體的皮膚和其他器官有沒有傷害?具有抗菌功能的銀納米顆粒對人體的皮膚有沒有影響?幾個納米的硫化鎘等的納米標記材料植入生物體內有沒有毒副作用?

  英國《自然―納米技術》雜志一份調查顯示,科學家們雖然認同納米研究將給醫學、環保、國防等領域帶來突破,卻對納米技術可能給環境和人類健康帶來的風險擔憂。

  可能出現七大熱點科技

  大型強子對撞機的運行可能發現新粒子

  歐洲核研究中心建在法國和瑞士邊界的大型強子對撞機已投入運行,它是世界上在建的能量最高、粒子物理研究水平最先進的設備,其環形隧道周長約27公里,位于地下175米,耗資84億美元。強子對撞機讓兩個質子束在相反方向運行,然后對撞,希望產生一些新的粒子,如希格斯玻色子和所謂超對稱粒子。

  微RNA(mRNA)分子研究熱

  微RNA就是“微核糖核酸分子”,即比較短的RNA,大概有20個―22個核苷酸,或單鏈的RNA。研究表明,人體內mRNA可能有幾百種甚至上千種,它調節了人體1/3的基因。mRNA可以調節生物體從早期發育到最后死亡的整個生長過程,因此,它與很多疾病的發病有關,包括癌癥、艾滋病、心臟病等。美國國家衛生研究院宣布,從今年開始,連續5年每年撥款300萬美元,來研究mRNA與精神分裂癥、孤獨癥等精神疾病間的關系。

  合成人造微生物

  美國科學家文特爾成功把一個細菌的基因組完全移植到另一個細菌里,而且植入的基因組代替了原來的基因組工作。下一步就是人工合成一個染色體,然后合成一個完整的細菌所需要的基因組,把人工合成的基因組移植到細菌體內,讓它開始工作。今年可能會有階段性結果,這將標志著人造微生物首次誕生。

  科學家認為,這種研究可以找到一種便捷、高效的制造替代能源的辦法,比如產生乙醇,產生氫,另外也可處理有毒廢料,如吸收大氣中的二氧化碳。但有人提到這有悖于倫理,還可能被用來制造一些致命的病菌,甚至可能和生物恐怖聯系起來。

  古基因組學研究有突破

  對古生物基因組的測定,近年有兩個重要成果,一是測定已經滅絕的猛犸的部分基因組,另一是測出了生活在歐洲的古人類尼安德特人部分基因組。因為是多少萬年之前的標本,其DNA已不太完整,有的DNA片段比較小,有的受到各種污染,也有考古學家在挖掘過程中,將自己的DNA混到里面去了。近年,技術上有所突破,即采用焦磷酸測序法。

  測定古生物的基因圖譜,是為了研究人類的進化。比如將尼安德特人跟人的基因組進行比較,研究人在進化過程中何時跟動物分化,人和黑猩猩只有百分之幾基因組的差別,現在又多了一個比較對象。

  加強對多鐵性材料的研究

  隨著信息技術的發展,要求器件小型化、多功能化,人們對集電性與磁性于一身的多鐵性材料研究興趣不斷高漲。多鐵性材料是一類與氧化物陶瓷超導材料相似的化合物,它能在單一材料上展示電子、磁性和結構的多重特性。多鐵性材料包括鐵電磁體(單相多鐵性材料);鐵電―鐵磁復合體系:龐磁電阻氧化物體系。多鐵性材料的研究是目前材料科學及凝聚態物理中一個寬廣的新領域,有廣闊的應用前景。

  人類微生物組

  人類微生物組是指人體內正常微生物基因組的集合。俄羅斯科學家指出,人類肌體內生活著1公斤到3公斤細菌。美國科學家發現,人類可能是細胞與細菌的共生體,甚至體內細胞9成是細菌。人類與細菌互相依賴不可分離,這些細菌對人類的消化和免疫系統相當重要。美國國家衛生研究院和歐盟等都計劃在今年開展有關的研究項目,科學家有望繪出人體內約200種微生物的基因組,并著手對人的內臟、皮膚、口腔和生殖道內的微生物群落展開調查。同時,研究人員還正在對分布在冰山等環境中的微生物進行基因組測序。研究人員將分析這些細菌對于疾病和營養等方面的意義,以及如何利用它們更好地發揮藥物在人體內的作用。

  人類微生物組的研究目標是:確立是否有核心微生物組,發現微生物組變化對人類健康的影響,尋找分析這些微生物組的新工具(新技術的開發,培養微生物組,計算分析新工具),以及提出微生物組研究的倫理和社會問題,建立數據中心。

  神經回路成為研究大腦的新方向

  研究人的大腦原有兩種方法:一種是把大腦切成薄片,進行掃描,將整個大腦繪成結構圖進行研究;另外就是采用CT、核磁共振掃描。現在出現三種新方法,可研究大腦神經回路,這是大腦研究的新方向。

  第一種方法是染色即“腦虹”技術,它是由美國哈佛大學研究開發的,科學家憑借引進細菌、珊瑚與水母的基因,給實驗鼠原本紅色的大腦染上五顏六色,建立大腦神經網絡的詳盡圖表,以弄清神經腦細胞建立聯絡的主道與支線。此前,顯示神經元細胞的技術最多只能使用兩種顏色。而“腦虹”技術“就像彩電顯示器用紅色、綠色與藍色組合制造出各種顏色一樣,一次就給幾百個神經元細胞成功染上90多種顏色。研究小組透露,他們已使用該技術觀測老鼠的神經系統,觀察到了一些有趣的且未被人發現過的神經元細胞分布模式。

  第二種方法是用激光控制嚙齒動物大腦中單個神經細胞的電活動。動物沒有天然的對光直接作出反應的離子通道??蒲Ъ乙蜒兄瞥鲆恢鐘曬庀嚦刂瓶亟魷赴睦胱油ǖ?,光的作用時間和作用點都可精密調控。谷氨酸鹽是大腦中最普通的神經傳遞素,這種新型的“光敏感通道”已被用于谷氨酸通道的神經生物學研究中,也許還可用于生物傳感或生物電子學中的納米尺度設備的設計。利用綠藻蛋白制成的“光纖開關”,將使科研人員對人腦某一部分的功能進行開關式控制,有助于治療抑郁癥、帕金森等神經性疾病。研究小組已將光纖開關分送到100個實驗室,利用老鼠、蠕蟲、蒼蠅和石斑魚進行進一步的試驗。

  第三種方法是“彌散張量成像的磁共振新技術”。美國明尼蘇達州醫科大學的科學家曾運用MRI腦部成像技術,在研究患有精神分裂癥的大腦時,發現存在細微的線索可判斷腦部結構出了問題,但這些問題如何導致精神分裂癥,需要進一步觀察病人的神經解剖圖,而這遠非標準的掃描儀所能辦到。近年,他們將擴散張量成像技術,一種新的MRI的變體掃描儀,與其他領域的發現相結合,使之可以更細致地觀察大腦的微觀結構,研究不同腦部區域的聯系,以揭示出神經系統紊亂的謎題。

  目前,這三種方法都出現了突破,今年在大腦神經回路領域的研究完全有可能深入。

  美新總統對華科技政策前瞻

  今年是美國選舉年,共和、民主兩黨候選人在競選中均談到了科技政策。

  兩黨發展科技的總方針

  共和黨主張政府簡政放權,依靠市場競爭,激發企業在技術創新方面的創造力和積極性,最大限度地推動科技發展。

  民主黨則將科技政策置于國家利益的高度,要強化科技管理體制,完善決策機制。

  本次大選中,共和黨候選人麥凱恩在談到如何提高美國在全球的競爭力時強調了兩點:一是減稅,另一個就是放松管理。

  而民主黨候選人希拉里或奧巴馬則強調,恢復科學決策的公正性,振興科技政策辦公室,科學顧問直接向總統匯報,確保總統能夠聽到以事實為依據的客觀的建議,并制定了詳細的“創新議程”。提出要加大科技投入,培養科學、數學與工程人才,改進創新基礎設施。奧巴馬甚至提出設立國家首席技術官,以確保政府各部門具備21世紀所必需的基礎設施、政策和服務。

  具體領域的科技政策

  環境政策


  共和黨認為,沒有科學依據證明氣候變化主要是人類活動造成的,贊成主要通過市場力量建立高水平的環保體系,拒絕通過立法來解決包括減少美國的二氧化碳排放量。

  民主黨候選人則主張執行嚴格的環保標準,環境問題將列入施政重點,承諾到2050年,二氧化碳排放比1990年的水平降低80%%,以防止全球氣候變暖。希拉里還提出發展“綠色高效經濟”。

  能源政策

  共和黨強調能源獨立,支持石油利益集團,增加石油開采,發展替代能源和可再生能源;主張油價、石油企業并購以及汽車油耗標準等應由市場決定,政府不應干預。

  民主黨也強調能源獨立,發展替代能源和可再生能源,兼顧環境?;?,反對石油企業壟斷,主張推行更嚴格的標準以降低汽車油耗。

  從過去的《新能源法案》之爭可看出兩黨能源政策的差異。民主黨提出的最初法案中有三項重要提議:第一,從石油大公司征收130億美元的稅收,用于激勵可再生能源的發展;第二,電力行業15%%的產出必須使用可持續能源;第三,給予風能、太陽能、乙醇和其他可再生能源優惠稅額待遇。布什曾威脅動用否決權,最后將上述三條刪去了,法案才于2007年12月18日最后通過。

  大選中,共和黨提出發展替代能源,為利用本國的天然氣資源掃清障礙;民主黨候選人奧巴馬主張支持未來的清潔能源、生物燃料;到2030年將石油消耗量降低35%%,提出能效提高50%%的目標。希拉里則提出要發展“綠色高效經濟”,引領美國向清潔的可再生能源過渡。她的具體計劃包括:在白宮設立專門的國家能源委員會,設立500億美元的戰略能源基金(其中有一部分通過向石油公司征稅提供)來支持替代能源的發展。

  總之,不論共和黨還是民主黨入主白宮,為了減少對進口石油的依賴,美國未來的能源政策都會向新能源的發展傾斜。而民主黨候選人發展新能源的舉措更加具體、更具可操作性。由于涉及到大企業集團的利益,未來共和黨和民主黨之間關于能源政策的爭斗必然會繼續。

  干細胞研究政策

  共和黨在這個問題上存在分歧,布什總統對干細胞研究資助的禁令,導致了美國該領域研究落后和人才的流失。而民主黨在干細胞研究問題上的看法總體上是一致的,希拉里明確承諾,一旦當選總統,她將推翻對干細胞研發的限制。

  通信寬帶政策

  共和黨主張對信息通信業不加管制,任其自由競爭?!熬獻櫓毖芯勘ǜ娉?,由于缺乏適當政策,美國的寬帶普及率在全世界排第25位。而民主黨候選人希拉里和奧巴馬都提出了一系列國家寬帶發展政策:聯邦政府提供稅收激勵措施,放開無線頻譜,加強公私合作。

  2009年后中美科技合作的前景

  共和黨承認中國的重要性和影響力,但更加強調中國對美國的威脅。共和黨候選人麥凱恩稱,中國的崛起對美國構成了挑戰。

  民主黨承認中國的重要性和影響力,希望加強與中國的合作。希拉里稱,美國與中國的關系將是本世紀最重要的雙邊關系。她希望中國加入全球機制,支持全球規章,要與中國構建共同利益,并縮小歧見。奧巴馬表示,美國應建立與中國更有效的合作架構,而不只是雙邊協定或臨時的高峰會,要與中國一起面對共同的問題。

  可見,不管誰當選總統,都希望把中國納入到美國主導的國際體系之中。如果共和黨人當選,中國巨大的市場以及中國在科學和工程技術方面的豐富人才,可以成為中美科技合作的重要基礎。如果民主黨人當選,中美在能源、環境等共同關心的問題上會加強合作??肆侄僮芡車目萍脊宋試己?吉本斯曾說,目前,美中兩國的科技合作水平遠遠沒有同我們面臨的機遇相匹配。

  美總統大選結果對中美兩國高技術貿易前景的影響

  共和黨代表大公司、大集團的利益,認為中國巨大的市場有助于為美國創造出口機會和就業崗位。但認為中國的出口管制制度不完善,因而對華技術貿易的管制會趨緊。

  民主黨稱其代表美國中下階層人的利益,認為與中國的技術貿易導致搶了美國工人飯碗,也可能對對華技術貿易進行某些限制。據傳,希拉里正在探索逐漸放寬對中國高技術貿易的限制。

核心關鍵詞:生物、納米

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