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基因工程技術的基本原理范文1
1.1基因工程
基因工程,即DNA重組技術,是指對不同生物的遺傳基因,根據人類的需求或意愿進行基因的切割后,通過轉入受體的方式,使其產生人類期望產物?；蚬こ淘诩夹g上使得人類一定程度上可以客服物種的界限,定向培養出自然界已知不存在的生命形態,以此來滿足人類社會的不同需求。其在農業生產中已得到廣泛的應用,如根據人類對作物的需要將特定基因轉入受體植物基因組中,起到改良品質、增加產量及抗病蟲害、抗除草劑的目的,其中應用最廣的抗沖蟲劑蘇云金芽孢桿菌(Bt)伴孢晶體基因已被轉入棉花、玉米、煙草等多種植物基因組中,并獲得不錯的效果。基因工程在畜牧業上也有應用,如將鼠類有關促進角蛋白形成的基因轉入綿羊基因組,經改良的綿羊比普通綿羊產毛量提高6%左右[1]。
1.2細胞工程
細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學方法,借助工程的實驗方法和技術,在細胞水平上改造生物遺傳特性和生物學特性,以此獲取特定的細胞產品或新生物體。如植物體細胞雜交可以將兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞,并且把雜種細胞培育成新的植物體,袁隆平通過體細胞雜交技術獲得具有遠緣雜種優勢的超級雜交水稻,畝產可達1600公斤。
1.3酶工程
酶工程是指在生物反應裝置中,利用酶所具有的生物催化功能將相應的原料轉化的一門技術,包括微生物細胞發酵產酶、動植物細胞培養產酶、酶的提純與分離純化、酶和細胞原生質體固定化、酶的修飾和改造及酶反引器等研究方向,其應用范圍也涵蓋了食品、輕工、化工、能源、醫學等多個學科和領域。1.4發酵工程發酵工程是指將微生物學、生物化學和化學工程的基本原理有機的結合起來,利用微生物的生長和代謝來制造各種產物的工程技術。最早的發酵工程是在20世紀40年代隨抗生素工業的興起而得到迅速發展的,特別是二戰期間的美國利用發酵工程技術大規模的生產青霉素,使得這一技術得到了長足的進步和發展[2]。
2現代生物技術在食品加工中的應用
隨著現代生物技術的發展,越來越多的新技術、新方法被應用到食品加工行業中來,特別是基因工程,作為現代生物技術的產物,短短的十幾年內其在食品加工制造領域的應用得到了長足的發展和進步,產生了顯著的社會、經濟效益。通過特定基因的轉入使得農作物能夠抵抗病蟲害、旱澇災害,大大降低了生產成本,提高了糧食產量,一定程度上為人類解決因人口增加而產生的食物短缺問題提供了有力手段。同時、利用基因工程手段可以大幅度的提高酶的催化活力,將影響產酶和酶催化活力的基因轉入受體中,可獲得基因菌,以此來產生具有較強催化能力能催化特性的酶類滿足食品加工的要求。應用微生物發酵技術生產發酵產品,充分利用了生物技術的手段借助微生物的特殊功能生產有用的物質,或者將微生物直接應用于食品加工的技術體系中,手段包括菌種選育、菌種生產、代謝產物發酵、特種微生物利用技術等。發酵工程在食品加工領域所取得成果包括從新食品研發配料、食品加工催化劑、飲料穩定劑、D-氨基酸及其衍生物制造及廢棄物利用和食品品質檢測等。其應用主要在以下幾個方面(1)用現酵工程改良傳統發酵食品、如雙酶法糖化工藝取代酸法水解生產味精,或采用固定化酵母連續發酵技術進行啤酒的生產可明顯的縮短發酵周期提高啤酒產量。(2)優化近酵產品。如運用固定化醋酸菌釀制食醋,既可以縮短發酵周期,又可將酯化能力提高9～12倍。(3)縮短發酵產品的開發周期。如單細胞蛋白(SCP)的制備等[3]。目前世界范圍內,現代生物技術應用于食品加工中并創造總產值已達到2000億美元,涵蓋了維生素、氨基酸、酵母制劑、微生物多糖、環狀糊精、脂肪酸等產品的開發與檢測。
3困境與展望
基因工程技術的基本原理范文2
關鍵字：生物技術制藥；應用；研究現狀
一、前言
采用現代生物技術人為的創造或者改變自然條件，以微生物或動植物細胞為載體生產醫用藥物的過程，稱為生物技術制藥。生物制藥的飛速發展在治療癌癥、神經退化性疾病、自身免疫性疾病、冠心病、銀屑病等方面發揮著重要的作用[1]，解決了大量傳統藥物無法解決的困難。
二、 基因工程制藥
2.1 基因工程制藥的原理。基因工程制藥是指先確定治療某種疾病的關鍵性蛋白質，通過獲取該蛋白質的編碼基因，對其基因進行改造或大規模擴增，然后轉入到相應的可以大規模表達的受體細胞中去，在細胞的繁殖過程中大量生產這一藥用蛋白的過程。
2.2 基因工程制藥的簡要流程?；蚬こ讨扑幍闹饕鞒虨閇2]：目的基因的獲得、組建重組質粒、構建基因工程細胞體、培養工程細胞體、分離純化表達產物、除菌和質量檢測、包裝上市。
2.3 基因工程制藥的應用?；蚬こ讨扑幵卺t藥領域最重要的應用是新藥的研究開發以及傳統藥物的改進。主要應用于激素、細胞因子、溶血栓類生理活性物質的生產，抗體和疫苗的生產。例如α-重組人干擾素、白介素、轉化生長因子、核酸疫苗、轉基因疫苗等。[3]
三、動、植物細胞工程制藥
3.1 動物細胞工程制藥的相關技術。目前用于生物制藥的動物細胞有四類[4]：原代細胞、二倍體細胞系、融合或重組的工程細胞系、轉化細胞系。原代細胞指直接取自動物器官的細胞。二倍體細胞系是指取自動物胚胎并經過傳代篩選克隆，具有一定特性的細胞。工程細胞系則指通過細胞融合或基因重組，對細胞遺傳物質進行改造，使其具有穩定遺傳的獨特性狀的細胞。轉化細胞系是由某個轉化過程得到的具有很強增殖能力的細胞。
動物細胞工程制藥的主要技術有：細胞融合技術、細胞器移植技術、染色體改造技術、轉基因技術、細胞大規模培養技術。[5]
3.2 植物細胞工程制藥的研究進展。植物細胞工程制藥是利用現代生物工程手段對植物細胞體系進行大量培養，并直接獲得有用化合物或以其提取物為底物合成其他物質的過程?，F今植物細胞工程制藥的研究技術主要包括[6]：大規模植物細胞培養生產藥用成分、植物生物反應器、細胞級微粉碎加工技術、生物酶解技術、轉基因植物生產藥物、植物細胞生產有用次級代謝產物。例如[7]通過建立紅豆杉細胞系，采用生物反應器培養生產抗癌藥物紫杉醇。
3.3 動植物細胞工程制藥的應用。我國現階段細胞工程制藥的應用重點在于[8]：人源化抗體的研制和生產、“分子藥田”工程、“動物藥廠”計劃。其中，人源化抗體的研究是利用噬菌體抗體技術、嵌合抗體技術等生產療效更好，更適合于人使用的單克隆抗體?！胺肿铀幪铩焙汀皠游锼帍S”則是利用轉基因技術以植物和動物細胞為載體大量生產醫用蛋白。
四、抗體制藥
4.1 抗體制藥技術?？贵w制藥領域的主要技術有[9]：抗體高通量大規模制備技術、動物細胞表達抗體產品大規模培養技術、人源化抗體的構建及優化技術、抗體工程藥物標聯及增效技術。高通量大規模制備技術的常見方法是利用雜交瘤快速篩選、工程抗體庫和人記憶B細胞，大規?？焖俑咝У闹苽鋯慰寺】贵w。動物細胞表達抗體大規模培養則是利用細胞表達體系和體外翻譯系統，生產外源抗體蛋白。人源化抗體則屬于基因工程抗體范疇，抗體的親和力顯著提高。抗體藥物標聯增效則是利用抗體的靶向作用，標記同位素、化學藥物或毒素，以提高抗體療效，降低抗體用量。
4.2 代表性抗體藥物。目前出現的具有代表性的抗體藥物主要有：抗CD20單抗、抗HER2單抗、抗腫瘤壞死因子單抗、抗VEGF單抗、抗EGFR單抗和抗HAb18G/CD147抗體。
五、酶工程制藥
5.1 藥用酶的來源。藥用酶作為具有催化功能的大分子蛋白質，可以直接從生物體中分離也可以化學合成。但目前最主要的獲取方式仍為從生物體中提取以及發酵生產。[10]隨著動植物細胞大規模培養技術的發展，通過培養動植物細胞獲得藥用酶蛋白的方法成為了最主要的手段。
5.2 酶工程制藥在醫藥領域的應用。酶工程制藥在疾病的診斷和治療方面有著廣泛的應用。由于酶的高效催化特性，使其有著可靠便捷又迅速地診斷和治療特點，在臨床上廣泛應用。酶學診斷包括兩方面：一是利用體內原有酶活的變化診斷；二是利用酶反應測定體液中物質含量變化診斷。而在治療方面則有著各種各樣的藥用酶類，包括：蛋白酶、溶菌酶、超氧化物歧化酶、尿激酶等。
酶工程制藥在生產方面也有著廣泛的應用。例如利用青霉素酰化酶制造半合成青霉素和頭孢霉素、利用β―酪氨酸酶制造多巴等。酶工程制藥在分析檢測方面的應用則包括酶法檢測和酶法分析。
六、總結
隨著生物技術的發展以及生物技術制藥在應用方面的深入研究，生物技術藥物將不僅僅局限于“疑難雜癥”的治療，其使用的廣泛性和普遍性將得到大大提高。各種生物技術藥品的發展成熟將極大地改善人類的生活水平和對疾病的治療能力。
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基因工程技術的基本原理范文3
關鍵詞 動物生物技術；課程建設；教學改革
中圖分類號 G642；G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）01-0326-02
21世紀是生命科學的世紀。生物技術是人類科學技術發展歷史中最悠久、對人類社會具有重大貢獻的學科之一。隨著分子生物學前沿學科的不斷進步，生物技術也得到了突飛猛進的發展。動物生物技術是一門現代生物科學理論和技術相結合的綜合性學科，主要涉及動物基因工程、動物細胞工程、動物胚胎工程等幾大領域，在諸多行業都得到了廣泛的應用，如農業、食品業、醫學行業等[1]。生物技術這門學科在各大高校中都占有很重要的地位，可見該門學科的重要性，因此學好生物技術這門學科對今后的就業至關重要。筆者在介紹生物技術的概念的基礎上，總結了動物生物技術課程的建設與改革措施，以期為學生的就業打下堅實的基礎[1]。
1 生物技術的概念
生物技術是指在現代生命科學的基礎上，利用各種先進的技術手段和其他類科學的原理和技術來對生物體或生物原料等進行加工或改造等，目的是生產出人類所需的產品。先進的工程技術包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和蛋白質工程等新技術。對生物體的改造是指按照人類的需要，改造或加工生物包括植物、動物、微生物等，使其能夠生產出對人類有利的產品[1-2]。
2 教學現狀與分析
內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業自1996年開始招生，2006年成為品牌專業，經過了16年的專業建設，首先于2003級生物技術專業學生中開設36學時的動物胚胎工程課程（專業選修課），隨著現代生物技術的迅猛發展，36學時的理論講授明顯不足，于2005級學生中更改教學大綱，內容上增加了動物組織、細胞的培養技術、基因工程技術等，理論教學增加到54學時，并增加18學時實驗教學，課程性質首次轉為專業必修課，并創新性地更名為動物生物技術，當時整個生物領域還未出現命名為動物生物技術的課程，直到2009年5月1日，科學出版社出版了普通高等教育十一五規劃教材《動物生物技術》，至此這一新課程有了正式出版的教材可參考。筆者調查了部分農林院校生物技術專業開設的主干課程，主要有11門（動物學，植物學，微生物學，生物化學，遺傳學，細胞生物學，分子生物學，基因工程，細胞工程，發酵工程和酶工程），在調查的農林院校中（安徽農業大學，西北農林科技大學，山東農業大學，湖南農業大學，吉林農業大學，東北林業大學，青島農業大學，江西農業大學，福建農業大學，華中農業大學，華南農業大學，云南農業大學），都開設《細胞工程》課程，目前只有內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業開設與《細胞工程》相近課程《動物生物技術》和《植物生物技術》課程。
3 動物生物技術課程建設與改革
3.1 教學思想與目標改革
落實科學發展觀，逐步樹立“以學生為中心”、“一切為了學生”的意識。教師要改變傳統的教學觀念[3]，正確處理傳授知識與提高學生學習能力之間的關系，使學生在學習一些課程基礎知識的情況下，掌握一種主動學習課程相關知識的能力，成為富有知識和具有學習知識能力的復合型人才。
3.2 師資隊伍建設
組建教學團隊，將教學內容分為不同的教學模塊，打破傳統的一人一課的教學模式，每一模塊由具有相應專業背景的教師承擔，業務上要精益求精，力爭緊跟各教學內容的學科前沿。定期開展教學研討，督導組專家聽課、評課，同時不定期開展自評和互評及學生評教，以促進整體教學水平的提高。
3.3 教材建設與改革
根據調研，筆者選用了科學出版社出版的普通高等教育十一五規劃教材――蔣思文教授主編的《動物生物技術》作為教材，該書比較全面系統地介紹了動物生物技術的概況、基本原理、技術方法和最新發展。同時，由于課時的限制，在教學過程中，不可能做到面面俱到，且課程知識更新速度較快，一些最新熱點在教材中沒有體現的，自行編寫部分講義，以文本形式拷貝給學生，并推薦其閱讀中外文的優秀參考書。
3.4 課程內容改革
動物生物技術屬于多學科交叉課程，也是各國科研工作者研究的熱點領域，大量的研究成果層出不窮，也在不斷地更新和充實著這一新興學科的知識。無論是教師的教，還是學生的學都具有一定的難度，這就要求在授課內容的選擇上，既要注意授課內容的完整性，又要保證實用性和先進性，同時做好與其他課程交叉內容的增、減和銜接。在課程內容上，首先介紹緒論，動物胚胎工程技術概述，體外受精，胚胎移植，性別控制，胚胎分割，嵌合體；其次，介紹分子生物學及基因工程基礎；最后重點介紹細胞核移植技術、干細胞技術、轉基因技術、動物生物反應器、動物細胞培養技術，動物細胞融合技術，雜交瘤技術和單克隆抗體技術。通過精心的安排，使學生能在有限的時間內，全面系統地了解動物生物技術課程體系的基本內容。
3.5 教學方法改革
3.5.1 利用重大科研成果，激發學生學習的興趣，提高其學習的主動性。如美國科學家馬里奧?卡佩基、奧利弗?史密斯和英國科學家馬丁?埃文斯，利用“基因靶向”技術讓小鼠體內的特定基因失去活性，培養出研究價值極高的“基因敲除”小鼠，為人類遺傳病研究提供了藥物試驗的動物模型。有了這些動物模型后，人類就能更有效地找到治療各種遺傳病的新療法，徹底攻克遺傳病就為時不遠了，這一成果使得他們一起獲得2007年諾貝爾生理學或醫學獎。羅伯特?杰弗里?愛德華茲爵士，英國生理學家，生殖醫學的先驅者，因創建了“體外受精技術”，被授予2010年諾貝爾生理學或醫學獎。一門課程的講授，不但要使學生掌握和了解課程相關的一些基礎知識，更重要的是要教會學生如何通過有效途徑盡可能的獲取更多的、更豐富的相關知識，特別是對于像動物生物技術這樣一門新興的學科領域，許多知識都處于動態更新和完善的過程中[1]。
3.5.2 跟蹤學科科研動態，開拓學生視野，培養創新思維。本科生的課堂教學過程不僅僅是傳授書本知識，更重要的是啟發學生的開拓性思維能力和創新意識，培養和提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力[3-5]。因此，在應用范圍廣、知識更新快的動物生物技術教學過程中，介紹學科研究的新動態和新進展，有意識地拓寬學生視野，打開學生思路，培養學生創新性思維是十分必要的。例如誘導多能干細胞（Induced pluripotent stem cell，IPS cell），由日本的2位科學家于2006年發表于世界頂級雜志《Cell》上。通俗地講，就是通過某種方法，把高度分化的成體細胞去分化，使之成為多能干細胞，重新獲得分化成多種細胞的能力。IPS技術是干細胞研究領域的一項重大突破，它回避了歷來已久的倫理爭議，解決了干細胞移植醫學上的免疫排斥問題，使干細胞向臨床應用又邁進了一大步，該成果的研究者獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。隨著IPS技術的不斷發展以及技術水平的不斷更新，它在生命科學基礎研究和醫學領域的優勢也已日趨明顯[6]。
3.5.3 創新教學形式，提高教學效果。在課堂教學過程中，要認真傾聽學生意見，像朋友一樣對待學生，拉進教師與學生的距離，讓學生感受課堂文化，使其融入其中，積極思考，成為課堂的主體。同時可適當增加專題討論會，通過學生準備ppt演講等形式，一改以往整節課教師講、學生記，缺乏溝通的模式，使學生處于主動學習的狀態[7]。
3.5.4 優化多媒體教學，引入現代信息技術。利用有限的課時，著重講授課程的重點、難點、關鍵點、知識點間的聯系，引導學生自覺地去思考，對于容易掌握的部分課程內容可安排學生自學。利用計算機和Internet等手段，從國外引進和下載原版圖書和動感圖像，進行多媒體教學，可以有效提高教學組織效率，充實教學內容。不僅可以多層次、多角度地向學生提供豐富多彩的教學信息，還可以提供更加生動形象的人機交互界面，充分調動學生學習的積極性[8]。例如，細胞融合，精卵受精，細胞核移植等內容。在多媒體教學中，堅持適度運用原則和有機結合原則，留出足夠的時間給學生理解、思考，且結合使用板書、實物等各種教學媒體，取長補短，將教學內容化繁為簡，增強教學的生動性和創造性，使學生喜歡學習[2]。
3.6 考核方法改革
首先，改變以往的考核方法，將重視課本上的知識轉變成重視實踐、將重視成績轉變成重視課堂教學，今后不以單一的考試成績為總成績，而要加上一定比例的實踐考核成績，讓教師、學生都能重視實踐；其次，增減考核方式的多樣性，以平時成績、實驗成績、期中成績和期末考試等作為綜合考查學生學習成績的考核體系，即20%平時成績、20%實驗成績、20%期中成績和40%期末成績[9]。
4 結語
隨著科學技術的快速發展，動物生物技術方面的研究也會更加深入，因此各個高校要建設好動物生物技術專業已迫在眉睫。課程組立足于內蒙古農業大學生命科學學院自身特色，通過分析生物工程、生物技術、制藥工程3個專業之間的內在聯系，準確把握動物生物技術課程的教學地位，注重該門課程特點，圍繞課程內容，加強教學建設，創新教學形式及考核體系，逐步完善優化動物生物技術多媒體教學，提高教學質量，達到人才培養的目的和要求[10]。
5 參考文獻
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基因工程技術的基本原理范文4
[關鍵詞] 中藥學研究生；分子生物技術；知識結構；醫學教育
[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] C [文章編號] 1674-4721（2012）02（c）-0153-02
Improve the knowledge structure of graduates by strengthening the study of molecular biotechnology
WANG Lili DAI Liping CHEN Suiqing
Pharmacy College of Henan University of TCM, Zhengzhou 450008, China
[Abstract] In order to improve the knowledge structure, research and innovation ability of graduates who major in traditional Chinese medicine, a variety of ways and means were performed to enhance their study in molecular biotechnology, these ways include basic theory strengthening, experimental ability training, cooperation with enterprise etc..
[Key words] Graduate; Molecular biotechnology; Knowledge structure; Medical education
幾千年來，中醫藥已形成獨特的、系統的醫藥學理論，其中，中藥學傳統理論是中藥體系中不可或缺的重要組成部分，是中藥學教育的核心體系。但是如果我國的醫藥教育尤其是中藥研究生教育仍停留在傳統的中藥學知識教育的層面上，將會面臨知識結構落伍的困境。目前，大量在讀碩士研究生已逐漸成為中藥科技創新體系中的生力軍，因此，研究生教育關系到國家自主創新能力的提升，意義重大[1]。當今分子生物技術、基因工程技術的發展日新月異，為中藥的發展增添了新的驅動力。以中藥材為例，分子生物技術在中藥栽培、育種，建立動植物基因庫，稀缺天然成分的轉化，貴重藥材的分子鑒別，藥材的種質資源研究等方面取得了重大進展。因此，加強對現代分子生物學技術的研究，從基因水平上對中藥材進行分析和鑒別，是現代研究生需要掌握的一項基本技能。在《中國藥典》2010年版中已經收載了蘄蛇和烏梢蛇的聚合酶鏈式（PCR）的鑒別方法[2]，由此可見，生物技術已經成為中藥研究生教育的必修課。為了培養和促進研究生對現代生物技術的掌握，本研究室為中藥學專業研究生開辟了多條途徑，以期能夠完善其知識結構，提高其科研能力和水平。
1 加強基礎生物學課程的學習
由長期在科研和教學一線工作的教師來進行《現代生物技術》、《分子生藥學》和《生物工程技術概論》等基礎課程的講授，注重基礎理論知識和基本理論的講解。由于生物技術發展迅速，時效性較強，任課教師應及時查閱國內外該學科的新進展、新技術、新方法，并對這些新技術、新方法進行大致分析與介紹，突出其在中藥研究中的意義，盡可能使課程內容與最新的前沿研究同步，使研究生盡可能接觸最新的研究進展，拓寬科研思路。同時，本學科的發展和分子生物技術的結合應該作為重點內容來講述。以中藥質量標準為例，分子生物學手段特別是DNA分子遺傳標記技術，可從分子水平鑒別藥材主流品種及其種下等級的遺傳背景差異，為生藥品種標準化提供先進可行的方法和穩定可靠的標準，進而為中藥質量標準規范化奠定堅實的基礎。近年分子診斷技術也廣泛應用于生藥的鑒別中，限制性片段長度多態性（RFLP）分析、隨機擴展多態性DNA（RAPD）分析、擴增片段長度多態性（AFLP）技術等的出現，為生藥的鑒別特別是貴重藥材的鑒別提供了分子水平的依據。與此同時，應該培養研究生的閱讀能力，為其介紹國內外一流的分子醫藥學期刊及網站，加強其文獻檢索的能力，擴大其眼界和知識面。
2 通過多種途徑，培養研究生的動手能力
動手能力是科研能力的重要保證之一，是實驗研究能力和實驗創新能力的基礎。為了提高研究生的實際操作能力，使研究生在理論學習階段提前進入實驗室進行實際操作訓練。本校中藥學實驗室開展了分子中藥鑒定、細胞培養等多個方向的研究生課題，使研究生在學習理論知識的同時，了解PCR擴增、蛋白質電泳、植物愈傷組織培養、細胞培養等的基本原理和操作規程，從而提高理論和實際動手能力，在實際操作中，發現問題，解決問題，提高科研能力和水平。以PCR擴增為例，首先需要了解微量移液器、PCR擴增儀等儀器的使用方法，該實驗實際操作過程繁瑣，試劑種類較多，試劑量是以微升進行計量，加入量有時肉眼難以看到，對操作者要求較高。因此，必須對研究生進行實驗操作規程和技能的訓練，培養其觀察和分析問題的能力，使其能夠獨立解決實驗過程中出現的異常現象和問題，增強科研實踐和創新能力。
3 加強與外單位科研院所合作交流
定期選派研究生赴中國醫學科學院等合作單位進行中藥生物工程技術方面的學習與交流，鼓勵和支持研究生參加高水平學術交流活動，為研究生提供更多更優質的創新平臺與機會。充分利用校外優質資源， 擴大學校與政府、科研院所、企事業單位的研究生聯合培養，加強教育科研資源的整合，科學發揮科研中心的高層次教育功能，加強與生物醫藥公司的合作，形成產、學、研一條龍，共同培養中藥行業需求的高層次應用型、復合型人才。
4 組織研究生到生物制藥企業、農業生物園區等參觀見習
為了使研究生加深對生物藥品生產過程的了解，應該組織研究生到生物制藥企業進行參觀見習，提供企業和研究生深層次交流的機會。通過這樣的交流，研究生可以更多的了解企業需求，針對企業生產過程中需要的知識進行學習調整，使研究生明確如何適應企業要求找到適合自己的崗位，為以后順利就業打下基礎。企業也可以把技術革新等方面的需求反映給研究生，增強研究生的創新實踐能力，為其研究思路指明方向。通過參觀學習，可以開拓研究生的思維，刺激其學習興趣，增強其在實用技術方面創新的能力。這樣既增加研究生的就業機會，也使企業得到充足的人才儲備，達到校企雙贏。
研究生學習階段的一個重要任務就是拓寬研究視野，結合自己的研究方向及時更新和調整知識結構，及時把握本學科發展的大致方向與研究方法。隨著現代生物工程技術的發展，一批新興的交叉學科應運而生，中藥的研究也面臨著諸多挑戰[3-4]，生物工程技術發展使中藥栽培、中藥鑒別等達到了分子及細胞水平，因此，加強分子生物技術的學習，對中藥學研究生知識結構的構建有著重大意義。
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基因工程技術的基本原理范文5
Intertek分子生物學實驗室主管，主要從事轉基因檢測，動物成分測定，微生物快速鑒定，乳制品真偽鑒定，過敏原檢測和物種鑒定的工作。
近年來，歐美關于轉基因食品是否安全的爭論鬧得沸沸揚揚。美國作為轉基因食品生產和輸出大國，主張只要科學上無法證明它有害，就不應該限制。而轉基因食品輸入最多的歐洲國家，公眾對轉基因食品普遍感到恐慌，他們認為，一些動物實驗顯示，某些轉基因食品對動物有害，而對人類的影響如何，由于研究時間短目前還不清楚，但只要不能否定其危險性，就應該加以限制。雙方針鋒相對，各執一詞。
2000年2月28日，在英國愛丁堡舉行了一個有關基因改性食品安全的國際論壇，會議呼吁人們對此類具有革命性但尚有爭議的產品保持謹慎，并予以合理評價。為此，國際消費者聯合會確定：對于轉基因食品，消費者有知情權，即所出售的轉基因食品必須有標識，讓消費者明明白白，是否選擇這類食品，由他們自己來決定。中國消費者協會也指出，中國十幾億消費者對于轉基因食品有充分的知情權。本期“天祥?食尚訪談錄”有幸邀請到Intertek分子生物學實驗室主管張洪沂女士，請她為我們詳細解讀轉基因食品以及轉基因食品檢測技術的一些相關情況。轉基因食品的應用
記者：轉基因食品在國際上出現了如此多的爭論，各方都堅持己見，互不相讓。那么究竟什么是轉基因食品，請您給我們具體介紹一下?
張洪沂：轉基因食品是指利用基因工程技術在物種基因組中嵌入了外源基因的食品，包括轉基因植物食品、轉基因動物食品和轉基因微生物食品。它的基本原理與常規雜交育種有相似之處。雜交是將整條的基因鏈(染色體)轉移，而轉基因是選取最有用的一小段基因轉移。因此，轉基因比雜交具有更高的選擇性。也就是說，通過基因工程手段將一種或幾種外源性基因轉移至某種生物體(動、植物和微生物)，并使其表達出相應的產物(多肽或蛋白質)，這樣的生物體作為食品或以其為原料加工生產的食品。
記者：從定義上看，轉基因食品并沒有什么問題，那么請問轉基因食品目前所面臨的現狀如何？
張洪沂：人們對于轉基因食品的憂慮主要有兩個方面，一是對人體健康是否有害，一是對生態環境是否構成潛在威脅。
聯合國糧農組織指出，隨著傳統的栽培品種逐漸被少數轉基因品種所取代，生物的多樣性有可能會慢慢消失，另一方面。可能會引起“異型雜交”――植物之間交叉授粉，導致出現抗病能力特強、蔓生速度更快的雜草，從而擾亂生態系統的平衡。對于人體，基因的某種轉移也許會產生新的毒素和過敏原，引起意想不到的中毒或過敏反應。例如，一些科學家發現，轉基因食品可令肝臟變大；英國科學家普斯陶伊實驗，連續喂食老鼠基因改良土豆，發現部分老鼠的腎、脾，大腦等器官收縮或發育不正常，免疫系統變弱，等等。
還有一種憂慮是經濟方面的。印度的一些專家指出，目前主要由6家大公司控制著這種技術，他們所做的并不是設法為第三世界創造出增加產量的作物，他們實際關注的是商業利益，并利用轉基因種子和作物的專利權把發展中國家的農民逼入困境。
由于歐洲公眾的抵制，今年美國不得不減少轉基因作物種植，其中轉基因棉花和玉米面積各減少8％，轉基因大豆面積減少5％。
其實，轉基因技術是人類的一道曙光，無論帶來怎樣的后果，轉基因技術的出現都是科學技術發展的必然，其勢不可阻擋。就像人類發現并利用原子能一樣，可以和平利用，造福人類，亦可制成殺人武器，致禍世界。墨西哥國家科學院院長指出：”各種技術都有被濫用的可能。就像用一把切肉的刀去殺人。我們難道因此就禁止用刀嗎?”
轉基因食品的檢測
記者：通過您的介紹，我們了解到轉基因食品的一些情況，那么對于轉基因食品有哪些檢測方法?這些檢測方法有哪些優缺點？
張洪沂：目前，世界各國對轉基因食品的檢測主要從外源DNA和蛋白質兩種生物大分子入手，廣泛采用的方法有聚合酶鏈式反應(PCR)，酶聯免疫吸附測定(ELISA)和生物芯片技術(Biochhips)等。
這3種檢測轉基因產品的方法各有優缺點。PCR檢測依據的是DNA，而核酸存在于生物體的各個器官和組織的細胞中l因此PCR檢測不受材料的限制，而且核酸對熱比較穩定，可應用于加工食品的檢測。而ELISA檢測比PCR檢測靈敏度大約低100倍，耗力耗時，并且由于蛋白質對熱敏感，在加熱過程中容易變性，因此，采用EUSA法可能無法檢出由轉基因原料加工食品中的轉基因成分，但ELISA檢測成本低于PCR法。從應用范圍看，PCR檢測應用較ELISA法更加普遍。因此，目前轉基因產品的檢測多用PCR法。
基因芯片檢測是20世紀80年代末在美國出現的一項新興技術，具有高通量。微型化和自動化的特點，一次檢測能夠定性篩選大量不同種類的基因修飾物，進而大大提高了對轉基因食品的檢測能力?；蛐酒瑱z測法雖然具有許多優點，但因其成本昂貴，操作復雜等，也限制了基因芯片的應用。
相比較而言，目前PCR檢測方法優于ELISA法和基因芯片檢測法，但隨著技術的完善，基因芯片技術必將會得到更廣泛的應用。
記者：作為國際知名的第三方檢測機構，請問貴公司在轉基因食品檢測方面做了哪些工作？
張洪沂：隨著轉基因食品的日益普及和廣泛應用，公眾對轉基因食品的關注也越來越高。由于轉基因食品的安全性在世界范圍內仍存在爭議，世界各國相繼制定法規來加強轉基因產品的管理，并且設置貿易性技術壁壘限制該類產品的進口，歐盟、澳大利亞、新西蘭、俄羅斯、日本、沙特阿拉伯、韓國等發達國家對轉基因產品實施強制性標識制度。生產商或貿易商銷售農產品到上述國家。需要證明產品沒有轉基因成分或達到相關進口國家的法規要求，特別是自2008年4月3日起，歐盟對中國出口的大米及其米制品采取保障性措施，含有Bt-63轉基因成分的大米制品將不允許進入歐盟市埸，因此一份受到國際認可的非轉基因證書或測試報告必不可少。
作為一個客觀公正的第三方檢測機構，多年來，Intertek轉基因測試服務立足于客戶各種測試需求，始終秉承“以顧客為關注焦點”的經營理念，以面向社會提供“快速準確，務實創新”分析測試服務及測試方法研究為發展宗旨，向所有客戶提供最優質的轉基因測試和咨詢服務。
Intertek分子生物學實驗室擁有一整套具有當今世界先進水平的專門用于檢測轉基因產品的儀器設備，如實時熒光定量PCR儀，基因擴增儀、電泳儀、凝膠成像儀等。開展的檢測項目有大豆RRS，玉米、油菜籽、土豆，大米BT-63、棉花，煙草、西紅柿、辣椒、木瓜、加工食品，卯磷脂，食品添加劑，飼料的轉基因成分檢測；轉基因品種鑒定及定量檢測分析服務；轉基因產品相關標準及法律法規的咨詢服務。其中大豆RRS、玉米、油菜籽、大米BT63的的轉基因檢測項目通過中國合格評定國家認可委員會(CNAS)和國家計量(CMA)認可機構SA~E_，依據的標準有ISO、GB、SN、NY?？梢詽M足不同客戶的需求。轉基因大豆GTS-40-3-2通過2009年中國合格評定國家認可委員會(CNAS)能力驗證。
除此以外，我們實驗室在GMO檢測，動物成分測定，微生物快速鑒定，乳制品真偽鑒定，過敏原檢測和物種鑒定方面也建立了自己完整的檢測方法，使自己處于食品測試技術的最前沿，為客戶提供最佳的質量控制服務。
基因工程技術的基本原理范文6
準確地說：自20世紀80年代以來，我們已是處在一個信息爆炸的時代、一個知識經濟的時代。有人還更形象地說：這是一個一“網”情深的時代；一個“網”事如歌的時代；一個無“網”而不勝的時代。的確，進入20世紀的后期，我們已實實在在地處在了一個信息網絡化的時代中。未來學家們又進一步預言說：21世紀將是生物科技的時代，或者說是生命科學的時代。因為生物技術和信息技術的迅猛發展已向人們展現出了更加誘人前景，并使得將生物學和信息學結合起來的生物信息學的研究成為可能。運用生物信息學的原理或機制去提示生命的奧秘，認識和探討人類疾病的發生和發展及至康復等醫學問題，將是一個全新的課題，并有望開啟一個嶄新醫學時代。生物信息醫學的時代。這是一個將“物質、能量和信息”三基元的思想用來指導醫學的研究和發展的新階段，是對現代醫學僅從人體的物質結構和功能(能量)或者注重從生物物理和生物化學的角度去認識疾病和防治疾病方法的一種進步和完善。換句話說：我們將從生理、生化和生物信息三方面去看待機體和生命，去認識和防治疾病。這不正是我們傳統中醫學的“形、氣、神”理論的現代體現嗎?所以，我們認為，21世紀的醫學發展趨勢將是以生物信息為主導的醫學新時代。
下面我想從4個方面來分析和探討一下，我們所提出的“生物信息醫學”形成的可能性或可行性。即：①現代高新科技發展所提供的時代科技背景；②信息時代新的哲學思想原則為之提供的認識論和方法論；③生物信息醫學已存在的歷史和發展現狀；④生物信息醫學未來的發展前景展望。
1生物信息醫學形成的時代背景――現代高新科技
現代醫學科學的每一個新進展都與當時的科學研究和技術的支持是分不開的，在當今蓬勃發展的醫學背后有現代高新技術強有力的支撐。
現代高新科技來自現代尖端科學的研究，所謂尖端科學就是人類探索自然界規律，攀登科學知識高峰的前沿。當前，科學研究的最前沿主要可以歸結為以下幾個方面的問題，即物質的組成或結構，生命的本質和演化，人類生存的環境，宇宙的起源和人類智力的奧秘。正是對在這些問題探索研究的過程中，人們不斷獲取尖端科學知識，并應用這些知識，又進一步開發出了如下高新科學技術，即：①生命科學技術(或稱生物科學技術)――對生命的本質和演化的探索；②信息科學技術――對人類智力的探索；③軟科學技術(或稱管理科學)――對人類智力的探索；④海洋科學技術――對生存環境的探索；⑤空間科學技術(或稱航空航天技術)――對宇宙空間的探索；⑥環境科學技術――有益于環境的高新技術；⑦新材料科學技術――對物質的組成或結構的探索；⑧新能源和可再生能源科學技術――對物質的組成或結構的探索。
這高新技術中，其中信息科學技術、生命科學技術和軟科學(管理科學)是與人的生命和智力的探索直接相關的。自然也是與醫學是密切相關的科學和技術。海洋科學和空間科學及環境科學，主要研究人類生存空間的拓展和生存環境的保護，也是以人為本的。新材料科學和新能源及可再生能源科學則主要是為人類尋找更好的使用工具和動力資源，提高人類勞動效率和生存生活質量。同時，其新材料科學技術還將會為我們的醫學提供更精細和精密的診療儀器或技術手段。例如：納米技術可使我們造制出更加精細的檢測儀器，如：纖維鏡、胃鏡等，也可提供更精細手術器械等。
在現代高新科學技術的基礎上，現代醫學科學研究方法的特點：一是研究更為深入，利用現代生物學先進技術，在核酸、蛋白質等生物大分子水平上闡述生命體的結構和功能特征，并且利用基因技術使人們能夠設計和改變生物體特征；二是研究技術的綜合應用，以往各學科單一的研究方法、系統正在被跨學科多水平的實驗體系所取代，高水準的研究一般都在整體、離體組織、細胞、分子多種水平上證實一種論點；三是高新技術的發展完善，使得元損傷非侵入式研究越來越廣泛被采用，不僅可以在實驗動物上得出與人更接近的結果，還能直接用于人體的研究；四是信息科學技術又為現代醫學科學的研究提供了新的思路和方法。它使我們對生命體的認識不再只考慮其物質結構和能量代謝兩個方面的問題，而是將生命體內物質、能量和信息三個基本要素都考慮進來。目前，對于人體信息系統的組成、信號轉導及有關的分子家族、信號轉導過程、細胞內信號轉導、細胞間通訊、神經信息的傳遞、大腦信息的加工、處理等有了前所未有的詳細認識。
因此，在這里我將重點介紹一下信息科學技術和生物科學技術。因為，這兩項技術與我所提出的生物信息醫學是緊密相連的。
1．1信息科學技術
1．1．1信息的定義及本質的討論：從20世紀中葉開始，對于信息的定義及其本質的問題在世界范圍內已引起了非常廣泛的討論，但仍未有一個定論。
其實，信息現象十分古老，早在人類歷史發端以前，信息已存在于物質世界。如陽光普照，星光燦爛，就是宇宙天體發出的信息，在人類社會誕生以后，信息不僅來自物質世界，而且來自精神領域。人類認識和改造客觀世界的過程，實質上就是一個信息過程。所以，人類自誕生以來，一直是在不斷地進行信息的加工、傳遞、交流和利用等過程。
人類雖然很早并一直在接觸和利用信息，但對信息進行有意識的科學闡析，都是20世紀以后的事。在此之前，我們對信息的認識和理解，主要是指一些通知、報告、新聞消息、報道、情報、知識見聞、資料等，進一步指思想、事實、思維、意念、資訊等，在通信科學發展的時代中是指信號、指令、代碼、數據、圖像等等。這些都是我們的日常可能接觸到的一些信息。。然而，從哲學的角度去深究信息的本質，是相當艱難的，在學術上也一直是爭論不休的。這些爭論，始終是圍繞著信息同物質、能源的關系，同認識、意識的關系問題展開的。由于人們認識上的差異以及觀察角度和采用方法的不同，各國學者在探索過程中，給“信息”下的定義已有四五十個之多，每種定義都有理性的面，但還沒有一個是定義在世界范圍內得到公認。不過，從這些討論中可以肯定的是：信息與物質和能量一起共同構成了人類可利用的三大基本資源要素。換句話說：整個世界(包括人體)是由物質、能量和信息三大資源構成的。信息論的創始人之一，美國學者唯納說過一句有名的話，他說：信息就是信息，它不是物質也是能量；不承認這一點的唯物論，在今天就不能存在下去。
隨著信息科學和技術的發展與完善，相信人們一定會對信息的本質作出一個比較全面的科學闡析。目前，對信息的單位已確定了用“比特”來表示。所謂的信息流也就是比特流。美國麻省理工學院媒體實驗室主任尼古拉•尼葛洛龐帝先生說過：信息社會的基本要素不是原子，而是比特。比特與原子遵循著不同的安全法則。比特沒有重量，易于復制，可以以極快的速度傳播。它在傳播時，時空障礙完全消失。而原子只能由有限的人使用，使用的人越多其價值越高。尼葛洛龐帝還說：“我覺得我們的法律就仿佛在甲板上吧達吧達掙扎的魚一樣。這些垂死的魚拼命喘著氣，因為數字世界是個截然不同的地方。大多數法律都是為了原子的世界而不是比特的世界而制定的”?？梢娦畔⑴c物質和能量有著本質的不同。另外信息網絡帶來的挑戰，可能會更超出我們所有人的想象。所有這些都將有助于我們對“信息”的進一步理解。對于信息的定義值得一提的有：《中國新聞實用大辭典》(人民日報出版社)從“實用”的角度，把“信息”表述為：一切事物的狀態和特征的反映。它普遍存在于自然界、人類社會以及人們的認識和思維過程中。人類生活的世界是一個充滿信息的世界。另有一個比較通俗的說法：即認為凡是人和動物通過眼睛、耳朵、鼻子、舌頭、身體、大腦接受到的外界事物及其變化，統統都含有信息。如五彩濱紛的圖畫、火車的鳴叫、香水的芬芳、蘋果的酸味、棒擊的疼痛、靈感的觸發等等。據專家統計，一般來說，人類通過視覺獲得的信息占83％，通過聽覺獲得的信息占12％，而其余6％的信息通過嗅覺、觸覺和味覺獲得。然而，這些也只不過是指人體從外界接收或獲取的體外信息，只是機體信息中一個方面。而另一方面在生物體內自身還有其信息的加工、處理、發出、傳輸、儲存和利用等過程。如大腦的思維、心理活動、神經反射、激素調節、體液傳導、遺傳變異、氣功意念、經絡傳感、細胞、組織的新陳代謝等等，都是一些重要的生物信息過程。可見，“生物信息”的過程要比現在我們了解的“電子信息”處理的過程更為復雜。
現代醫學是建立在分子生物學、細胞學、組織胚胎學、解剖學、生理學和生物化學的基礎上的。它注重的是機體不同部分之間的差異性，即每發現一個部分在結構和功能上的不同，就給予這個部分一個命名，就成為一種新發現。這也正是科學界歷來所信奉的“結構決定功能”的理論觀念。由于這種思想觀念的指導，使人們對機體內部各個部分都有了深刻的研究和了解，便于得到各部分之間的結構方式和本質差別，進而了解其功能特征。然而，這種只從物質結構狀態和功能(或能量)特征去認識機體是不全面的，它忽視了生物體不同部分之間還有其信息的聯系和控制調節等特點，即生物體內的“信息調控機制”問題。因而，現代醫學也就遇到了許多理論難題和臨床疑點問題，這些問題也正是影響醫學和生命科學全面發展的主要因素。因此，未來醫學則必須是建立在生物物理學(物質結構功能，即分子生物學、細胞學、組織胚胎學、解剖學、生理學等)、生物化學(物質和能量代謝)和生物信息學的基礎上。
1．1．2信息技術的發展歷程：在人類誕生之初――即最原始的人類，其信息交流可能主要是靠叫聲和動作手勢，進而就有語言的產生，最后又有了文字符號，并進一步又有印刷術的出現。緊接著又有書報、信件、郵遞員、信鴿等信息傳播工具或媒體，這些是古代信息傳播技術發展的一個基礎過程。到了近代，隨著電的發明和發展，利用電來傳遞信息的技術得以研究和發展。最初是電報、電傳，到了1876年3月10日，貝爾運用電聲轉換技術發明了電話，隨后又是有了無線電廣播、電影、電視的發睨。這些使人類的信息傳播技術產生的一個飛躍，是一次信息革命
進入20世紀后，電話、無線電廣播、電影和電視得到了極大的發展和應用。更有意義的是：20世紀上半葉又有了電子計算機的出現，計算機改變了人類對信息儲存、加工、處理和復制的基本方式，也使傳統的印刷術發生了一場革命。使之告別了鉛與火，代之以光和電。進入20世紀90年代以后，以Intemet為代表的計算機網絡得到了飛速的發展。它從最初的教育科研網絡，逐漸發展成為商業和民用網絡，并正在改變著我們工作和生活的各個方面?？梢院敛豢浯蟮卣f，Intemet是自印刷術以來人類通信方面最大的變革。目前，Intemet與電話和電視并稱為三大通信網絡。從計算機網絡(Intemet)的發展速度和趨勢來看，有可能以它為核心將“三網合而為一”。
1993年9月15日，美國政府了一個在全世界引起很大反響的文件，其文題是“國家信息基礎結構行動計劃”。后來人們又通俗、生動而形象地把這個“行動計劃”稱作“信息高速公路”。緊接著全世界所有的工業發達國家和很多發展中國家都紛紛研究和制訂本國建設信息基礎結構的計劃。這就使得計算機網絡(Intemet)的發展進入了一個新的歷史階段。應該說，這正是我們進入信息化時代的一個標志。當然，這個時代是經歷了由信息科學研究一信息技術革命一信息產業化、商品化一信息的社會化一信息化時代的過程，也差不多是經歷了一個世紀的發展歷程。
在這個信息化時代，我們所有的人都可以感受它給我們帶來的快捷和便利。也更驚嘆它的發展速度以及其社會變化竟是如此變幻莫測。有一個著名的定律是美國貝爾電話實驗室的穆爾提出的，叫穆爾線性定律：他說一個硅片上的晶體管數量，按每18個月增加1倍的集成度的速度增長。目前，一塊計算機芯片上晶體管的集成度已達幾億個以上。據估計，到2007年將達到2000億個晶體管。所以，有些學者說，在信息化時代，我們只能預測到5年(最多10年)以內的發展情形，10年以后是很難以預料的，因其發展太快了。如果說20世紀末的信息時代是那么地變幻莫測，那么21世紀的生物科技時代，就更難以預測了。因為，21世紀人類的生存、生活、婚姻、家庭以及倫理、道德等方式都將有可能被重新定義或定位。你想想，可以將人進行復制，并使生命延續的克隆技術已予示著將打破一切條條框框(這正是下面我將要介紹的生物科學技術的發展及態勢)。
1．2生物科學技術的發展態勢：生物技術應該說不完全是一門新興學科，它包括傳統生物技術和現代生物技術兩部分。傳統的生物技術是舊有的制造醬油、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品等傳統工藝?，F代生物技術則是指20世紀70年代末80年代初發展起來的，以基因工程為核心，以DNA重組技術的建立為標志的新興學科。目前我們所提的生物技術基本上是指現代生物技術。
現代生物技術包括：基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程以及生化工程等。．不久的將來也許還將有生物信息工程的誕生。
1．2．1基因工程：1944年Averg等科學家闡明了DNA是遺傳信息的攜帶者；1953年Wats。n和Crick提出了DNA的雙螺旋結構模型，闡明了DNlA的半保留復制模式，從而開啟了分子生物學研究的新紀元；1961年M•Nirenberg等破譯了遺傳密碼，揭示了DNA編碼的遺傳信息如何傳遞給蛋白質這一秘密；1972年Berg首先實現了DNA體外重組技術，這標志著生物技術的核心技術――基因工程技術的開始，它向人們提供了一種全新的技術手段，使人們可以按照意愿在試管內切割DNA，分離基因，并經重組后導人其他生物或細胞，藉以改造農作物或畜牧品種；也可以直接導人人體內進行基因治療?；蛑委熤饕ㄖ苽湔；蛉〈z傳缺陷的基因，或者關閉異常表達的基因，或者降低異常基因的表達強度。這樣可以對一些由于基因突變、缺失和異常表達所引起的疾病，如遺傳病、惡性腫瘤等有望達到較理想的治療效果。
根據基因工程技術而進行的基因工程藥物的研究自20世紀70年末也已經開始，如人工胰島素、干擾素、生長素類、白細胞介素類和肝炎疫苗等。一還有轉基因技術對人工選育優良品種也取得了成功。其中克隆羊的成功為動物轉基因研究揭示了廣闊的前景(有關克隆技術在下面的細胞工程中介紹)。
1．2．2細胞工程技術：所謂的細胞工程是指以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養、繁殖，或人為地使細胞某些生物學特性按人們的意愿發生改變，從而達到改變生物品種和創造新品種，加速繁育個體，或獲得某種有用的物質的過程。在這里我重點介紹一下細胞核移植技術-克隆技術。進入20世紀90年代，利用幼胚細胞核克隆哺乳動物的技術接近成熟。世界上許多國家和地區，如美國、英國、新西蘭、中國、臺灣等紛紛報道成功克隆猴子、豬、綿羊、牛、山羊、兔等。不過最讓生物學家和全世界震驚的重大突破是英國PPL生物技術公司羅斯林(R。slin)研究所的維爾穆特(Wilmut)博士于1997年2月27日在世界著名權威雜志《Nature》上宣布的用乳腺細胞的細胞核克隆出一只綿羊“多莉”(D。lly)的消息，“多莉”的誕生，既說明了體細胞核的遺傳信息的全能性，也翻開了人類以體細胞核竟相克隆哺乳動物的新篇章。僅僅過了一年半，1998年7月5日，日本人就喜迎來了叫作“能都”和“加賀”的兩頭克隆牛犢的降生。它們是用母牛輸卵管細胞的細胞核克隆成功的，幾乎與此同時，一組科學家在美國檀香山宣布，他們已經采用卵泡細胞的細胞核克隆成功的小鼠“卡繆麗娜”再克隆出了下一代。祖孫三代22只克隆鼠組成的大家庭具有完全一致的遺傳基因和信息。隨后，德國和韓國的科學家也相繼宣布用體細胞成功克隆出哺乳動物的消息?？梢?，幾個世紀以來人類夢寐以求的快速、大量繁殖純種動物的夙愿，在20世紀快要結束之前正在變成現實。
如果說1997年2月克隆“多莉”羊的新聞轟動了世界，一些人還是持懷疑態度的話，那么隨著“能都”和“加賀”等多頭克隆牛的問世以及克隆老鼠的再克隆成功，用體細胞而不是用早期胚胎細胞的細胞核克隆的哺乳動物，已經成了廣為科學界和普通群眾接受的事實。在此基礎上，克隆人已經不再是科幻小說中的故事了。1998年初，美國哈佛大學的理查德•希德宣布了他的克隆人計劃，立即招來了全世界一浪高過一浪的反對呼聲，緊接著歐洲19國聯合簽署了禁止克隆人的協議，我國政府以及美、英、德、日也已明確表示反對。然而這位69歲的博士稱：克隆人“只不過是人類生育的另一項先進技術”。他計劃把自己的體細胞核與捐獻者的卵相結合后，再將這個胚胎植入他妻子格洛麗亞的子宮中，以期生下他的復制品。目前全世界都以關切的目光注視著希德的舉動和美國政府的一些反應。另據報道，韓國科學家已于最近克隆成功了人的早期胚胎，但攝于法律的約束，又主動將她銷毀了。正象核能的開發具有截然相反的作用那樣，人類對克隆自身已采取了十分慎重的嚴肅態度。
但是，科學的發展是無法阻擋，即便是法律最終也可能無能為力，它也只能為順應科學的發展而變化或制訂新的條文，以此來對新生事物加以規范或約束，強制阻撓是愚蠢的。正如信息時代一樣對信息犯罪必須重新修訂法律條文。所以，克隆人最終還是會變成現實的。據了解，目前在醫學領域是允許可以克隆器官的，以便提供被人體易接受的一模一樣的器官移植。
總之，這項技術必將對21世紀的醫學科學、生命科學以及農學等諸多領域產生重大的影響和變革。如果一旦被允許可以克隆人時，那么，整個社會的形態，生存和生活的方式都將發生變化，人與人之間的關系、婚姻、家庭和倫理道德等概念都將會被重新改寫或定義，因為，一種新的生育方式將改變這一切。因此，21世紀的生命科學時代的確是人們難以預料的。
1．2．3生物信息學的萌生：隨著人類基因組計劃等大型國際項目的實施，以及生物技術和信息科學技術的進一步研究和發展，一門新興的邊緣學科――生物信息學已應運而生。因為，生物科技和信息科技等高新技術的發展已為生物信息學的研究、開發和利用提供了可能，并已成為當前一個前沿領域和研究的熱點。
生物信息學是以核酸(DNA分子)、蛋白質等生物大分子的信息密碼；細胞間的通訊；腦科學和神經網絡；內分泌激素的信使作用和免疫調節，以及中醫的經絡學說和精氣神理論為主要研究對象。以數學、信息學、計算機科學和仿生學為主要手段，以計算機硬件、軟件和通信網絡為主要工具，對浩如煙海的原始數據和紛繁復雜的生命信息進行存儲、管理、注釋、加工、解讀，使之成為具有明確生物意義的生物信息。通過對生物信息的查詢、搜索、備份、比較、分析，從中獲取基因編碼、基因調控，核酸和蛋白質的翻譯和其結構功能關系，大腦的信息加工、處理機制、神經信息的傳輸原理等等知識。在弄明白這些大量的生物信息的基礎上，再結合已有的生理、生化知識去探索生命的起源、生物的進化、生命信息的傳輸調控機制、大腦的思維和神智；人類的疾病與康復，以及細胞、器官和個體的發生、發育、衰亡等生命科學中的重大問題，搞清楚它們的基本規律和內在聯系，是完全可能的。因此，生物信息學對21世紀的醫學科學和生命科學具有不可估量的奠基和推動作用。
高新技術的重要特征之一是學科的橫向滲透、縱向加深、綜合交錯、發展迅速。所以，我們所提出的生物信息學也正是在現代多學科發展的基礎上橫向結合而產生的。它是生物學與信息學，信息學與生物醫學工程學等學科之間的相互交叉、相互滲透的一門邊緣學科。同樣，生物信息學又將與生命科學和醫學科學進行交叉和滲透，并進一步形成生物信息醫學這門新興分支學科。它將促進醫學科學的發展，并有可能引發一場醫學革命，使我們步入生物信息醫學時代。雖然，我們目前尚不能作出一個比較完善的定義或解釋，但是，今天我們大家大概都不會否認，信息過程是生物體(人體)的一個重要過程。這一過程從根本上來說，是個體為了適應機體內、外瞬息萬變的各種環境。事實上，現代生物遺傳工程、轉基因技術、細胞工程學和克隆技術，還有現代醫學的腦科學研究、神經生理學、內分泌激素、免疫學、心理醫學和思維醫學，以及我們祖國傳統醫學中的針灸學、經絡學說、氣功和推拿按摩學等等，這些都已不同程度地揭示了機體內的一些信息過程中內涵。這些探討生命過程中的信息問題，對于了解生命的本質、演化以及疾病的發生、發展和轉歸等無疑是十分重要的。因此，我們有理由相信，生物信息醫學將成為21世紀醫學科學研究和發展的主流。
2信息時代的哲學思想原則與方法
19世紀和20世紀初，我們把它稱為工業化的時代。在工業化時代，牛頓力學有力地支撐了對立統一的哲學思想原則，也使我國古代就已形成的“物生有兩，體分左右，皆有二也”的樸素“二元論”辯證法觀念找到了近代科學的解釋。然而，牛頓力學觀察的是兩個物體之間的相互作用，是以質量和能量作為物質的兩個本源特質的。人們很容易理解，任何事物都有正反兩個方面，非此即彼，非我即敵的機械認識論觀點就是這種思想方法的極端體現。
進入20世紀后半葉，現代科學技術發展把人們推進到了信息化時代，人們遇到的諸多問題已經不可能在牛頓力學的單一因果鏈的思維平臺上獲得滿意的答案，除了對立雙方之間的力學作用之外，還必須考慮介質或者環境變化的信息作用問題。對立雙方長期斗爭的結果并不總是一個吃掉另一個，而往往是兩敗俱傷，由第三者或第三態主導局面。因此，信息時代的哲學思想原則應該是至少要考慮三個最基本的要素而不是兩個。比如：物質、能量和信息；元序、有序和自序；整體、局部和媒介；主體、對象和環境；正態、負態和零態；宏觀、微觀和中觀等等?，F已知曉：物質、能量和信息是人類可利用的三大基本的戰略資源。整個世界包括我們的人體，是由物質、能量和信息三者所共同構成的。因此，一位美國科學家曾經說過這樣一首詩，他說：“沒有物質的世界是一個虛無的世界；沒有能量的世界是一個死寂的世界；沒有信息的世界則是一個混亂的世界”。可見，物質、能量和信息這三者是缺一不可。物質可以被加工成材料，為工具準備形體；能源可以被轉換為動力，為工具注入活力，驅動機器運轉；信息則可以被提煉成為知識和智慧，為工具和機器提供智能指令。在這三種資源之中，物質相對直觀；信息資源相對抽象；而能量資源則介于兩者之間：人類認識世界的規律是由直觀而至抽象，這就決定了一個極為有趣的生產力發展進程。在農業時代，人們主要利用物質一種資源來制造人力工具(稱為一維工具、死工具)，這種“物質”又全部取之于自然環境；在工業時代，人類進一步學會了高效地利用能量資源，并把它與材料結合起來制造動力工具(稱為二維工具、活工具)物質和能量大顯身手、大出了風頭，使我們看到了電燈代替油燈，汽車代替了馬車。到了信息化時代，人類又學會了利用信息資源，并把它與物質和能量結合起來制造智能工具(稱為三維工具、聰明工具)，也使我們看到計算機代替生產線上的工人。也因此在信息時代，大量的下崗和失業是在所難免的。
由此可見，人類的生產活動，實際上是通過能源的開采、運輸和變換，作用于各種物質，使之發生物理的和化學的種種變化，使之成為人們所需要的各種產品。這種能量流和物質流的結合程度，取決于信息流的注入程度。我們人類的醫療實踐活動似乎也遵循了這一發展規律，在原始的農業時代，人們的醫療手段主要是靠自然醫療和天然藥物醫療。那時只能憑借自然界的現有條件來同疾病作斗爭。到了工業時代，人類也就掌握了運用化學藥物和切開手術醫療手段來戰勝疾病，這些正是將物質和能量的結合利用。那么，到了信息化時代，人類也將會把信息導入醫療實踐活動，并把他作為一種新的診斷和治療手段，或與藥物和手術結合起來應用，使其醫療手段更加先進和完善。在工業化時代，人類對自然資源的過度開采和大量索取，造成了有些資源短缺、物種的滅絕和環境的嚴重污染或破壞等，已使人類飽償大自然對人類的懲罰。同樣，現代醫學由于大量使用化學藥物和手術切除或置換修補，致使藥源性和醫源性疾病的發生和泛濫。也使人們也償到苦頭，并感到了恐慌。把生物信息資源導入醫療實踐，將很有可能改變這一不利局面。
我們知道，在生產力體系中，物質、能量為實體因素，而信息是非實體因素。信息對物質和能量起著結合和控制作用。沒有信息的參與，物質和能量無法正常發揮作用，生產就混亂而無法進行，除了這種“結合”和“控制”作用外，信息還起到放大或倍增作用――即信息可以憑借它“攜帶”的科技和經濟知識、管理智慧，使物質和能量十倍、百倍甚至千倍地產生效益。一旦人們掌握了新的技術信息和管理知識，就可以創造發明新的工具；利用新的能源，掌握控制先進的生產程序，就可以十倍、百倍地提高勞動生產率。同樣的道理，將信息作為一種診斷和治療手段或要素參與醫療實踐，無疑將可以降低化學藥物的用量和手術的創傷使療效成倍的提高；甚至可以免去不必要的手術和化學藥物的應用，使治療效果更加穩定、可靠，副作用也更小。
總之，在信息時代，人們對信息的本質和作用的認識也越來越深刻。并受到廣泛的重視，傳統哲學的二元論思想原則已受到挑戰。一種以“物質、能量和信息”三基元的哲學指導思想正在起著主導作用。這種新的哲學思想認為：任何事物都是由三個具有正交完備性的最基本的要素構成的，比如熱力學有三定律，機械學有三定律，生物學也有三定律(遺傳、變異、自然淘汰)，現代交叉科學有老三論(控制論、信息論、系統論)，新三論(協同論、突變論、耗散結構論)，有三個基本原理，彩色電視中有三基色原理，任何事物可能都是由物質、能量和信息三個基本要素的完整體現，任何事物(包括機體)的組織形態也可能都存在著無序、有序和自序這三種極端模式等等。這種“三基元論”的哲學指導思想原則，無疑將改變我們對所有自然科學的研究方法和認識論觀點。
我們知道，西方近、現代自然科學受英國啟蒙科學家培根(R．Bac。n，1220～1292)的巨大影響，拋棄了古代科學家習慣使用的思辯方法，強調“實驗方法”和“數學”的偉大作用，倡導一種直觀形象的思維方法或模式，采用一種實證方法來進行驗證。也就是我前面所提到的科學界所信奉的“結構決定功能”科學思想觀念。因此，在18世紀以來，實驗和觀察成為所有自然科學的主要研究途徑和人類認識客觀世界的第一位的最重要實踐活動。并進而將現代科學技術推進到一個很高的水平。
現代醫學(西醫)正是在這種哲學指導思想和科學發展的背景下得以取得了巨大發展的。其思維模式是以具體(個體)的形象思維為主導的，即將其分割后進行驗證，運用形象的邏輯推理的方式，來找到或發現有可能的因果關系。因此現代醫學(西醫)較偏重于局部的組織結構和功能的研究，而對于整體的宏觀信息調控的考慮則相對較少，如解剖學、細胞學、組織胚胎學、分子生物學、病理學、細菌學、生物化學等，這些學科都是從不同的角度，通過實驗方式進行研究和觀察。它注重和強調具體的人體物質結構和形態的存在形式。與此正好相反，我們傳統的中醫學卻仍然堅守著古代哲學的思辯方法，即是從復雜的整體環境和現象中尋找規律，通過比類取象的方法，對物質世界進行一種抽象的概括或綜合歸納。因此，中醫學偏重于整體的宏觀研究和經絡信息網絡的調節機能，是以整體的、運動的、辯證的觀點在活的機體上來認識人體，依據“天人同理” 原理，采取比類取象的方法，以自然和社會的規律及現象來類比觀察人體與疾病。如中醫的陰陽五行學說、形氣神理論、天人合一理論、五運六氣和臟象學說等，都是我國勞動人民在長期的生產和生活實踐中測天觀地、比類取象，并引伸到人體的生老病死中，以整體的抽象思維方式概括而成的。同樣，針灸學中的經絡學說也是古人根據人體復雜的“氣”感和穴位效應等機體信息變化現象而抽象概括描述出來的。
這兩種不同的思維模式也就導致中西醫兩種截然不同的理論體系?，F代醫學因拋棄了抽象的思辯方法，因而在認識上就不夠全面了，這也是現代醫學不能完全取代傳統中醫學的原因。信息時代的“物質、能量和信息”三基元論的哲學指導思想原則將使我們重新調整對人體的認識方法和醫學的研究方法。前面說過，物質是具體而形象，而信息相對抽象；能量則介于兩者之間。因此，西醫的形象思維和中醫的抽象思維模式都只能是認識論的一個方面的，都有一定的片面性或局限性。如果將它們結合起來作為醫學的一種新的認識研究方法，即形成第三種思維方法――維象思維模式，我想我們醫學的發展就會有較大的突破，中西醫兩種醫學也就可能真正結合到一起。我們所提出的生物信息醫學正是以這種新的哲學指導思想原則和維象思維模式為指導，它將會使我們傳統中醫學的一些抽象理論和神奇的治療方法得以挖掘和科學的闡析。因此可以說，信息科技時代將是我們傳統中醫學得以振興和科學解析的時代。
3生物信息醫學存在的歷史和發展現狀
3．1傳統中醫學中的信息醫療方法和思想：《靈樞•官能篇》日：“語徐而安靜，手巧而心審諦者，可使行針艾……緩節柔筋而心和調者，可使導引、行氣”。這就是說在傳統的針灸和按摩治療中，已體現出了一種樸素的信息醫療思想觀念。它對從事針灸的施術者(醫生)提出了要修心養性，語言和藹，施術時要安靜，注意意念集中，以便達到最佳的信息調節治療效果。對從事氣功推拿的要求是：應加強修煉，使動作柔緩、心理調和，這也是強調意念信息的調理作用。還有針灸針的針柄也給了我們一個很好啟示，針柄上的“線圈”不應單單只是為提插捻轉的方便而設計。這種金屬“線圈”還當然具有接收和傳導生物信息的功能，它可接收術者的意念信息或外界環境的某些信號并傳導給被施術的病人體內。從而達到一種生物信息的調節治療，因此針灸療法實質上是一種信息刺激調節療法。所以，我們可以這樣來認為：藥物治療主要是給機體補充“能量”以增強機體的抗病能力，是一種“能量”治療，而手術的切除、修補或置換是對機體物質結構形態的改變，是一種物質治療方法。那么，針灸、推拿治療則主要是運用信號刺激和傳輸而達到調節生物“信息”節律為目的的信息醫療思想和方法。這也正是這類療法的抽象神奇之所在，因信息的調控機制尚未被揭示，所以，只知其然而暫時不知其所以然。盡管針灸早已引起世界各國科學家的關注并成為研究的熱點，但從信息論的角度來研究還只是近幾年的事。例如：隨著山東大學張穎清教授對生物全息律的發現和全息生物學的創立。針刺療法的信息映射傳輸反應也從一定的程度上得到一些提示和發展，隨之也就有全息胚針灸學的出現。我們堅信，隨著生物信息學的研究深入，針刺的治病和鎮痛機制將會得到科學的解釋和進一步的發展。
不僅僅如此，我國勞動人民在醫療養生保健活動中，還積累和創造了其它很多寶貴的“信息療法”。如：心理療法、思維療法、物境療法、生物鐘療法、生理饑餓療法、睡眠療法、想象療法、信念療法、靜思療法、善美療法、閱讀療法、技藝療法、音唱療法、笑罵療法、暗示療法、音樂療法、幽默療法、認識行為療法、精神分析療法。還有在臨床上經常使用的氣功療法、埋線療法、刮痧療法、灸法等等。另外，在中醫診斷學中的切脈就是一種很抽象的“信息”診斷法，它是通過對脈搏的動態信息變化來進行分析、推測和辯證診斷的。在中藥治療學中，是很強調中藥性味的歸經和配伍的，其中藥味的甘、辛、苦、寒，其實就是一種可以傳輸給機體的信息，并通過經絡信息網絡傳遞給所要治療的臟腑器官。而現代的中成藥幾乎是完全去掉了中藥的味，只取其性，因而其效果大打了折扣，所以對中藥進行化學提純或深加工，并不一定是很理想的選擇。
中醫的經絡學說一直是科學界關注和廣泛研究的課題，科學家一直試圖想找到它的物質結構形態?？勺罱K所得到的不是神經，就是血管，要不就是網織的膠原纖維組織，根本沒有屬于經絡自身的物質結構或組織，其實，如果我們按照中醫學“天人同理”思想，將經絡與現代的信息網絡類比，就不難明白，現代通信網絡是由不同的地域(局域網)、系統網、有線網和元線網等通信子網互聯而成的一個很大而且開放的通信網絡。并且還有電信網、廣播電視網和計算機網等三大異質網絡系統。它們的傳輸途徑和媒介有光纖傳輸、電纜傳輸、衛星傳輸、地面微波接力傳遞等等，還可以互相轉換信號，如：模數或數模轉換等。我們的神經系統、血液循環系統，就如同有線通信子網，機體還存在一個無線通信子網，如：內分泌激素、免疫系統等。這些機體通信子網的互聯通訊就構成了一個人體完整的信息網絡系統。所以，我們可以把經絡系統理解為神經系統、血液循環系統、內分泌激素、免疫系統、細胞間的聯系等組織、器官和系統的信息子網的互聯，即人體信息的互聯網絡。
中醫的相生相克理論認為，機體的五臟六腑、四肢百骸都存在著相互化生和相互制約的關系。中藥的配伍也存在其相生相克的關系。世界的萬事萬物都存在著相生相克的關系。所以，機體(個體)與機體之間也有一個相生相克的關系。這種相生相克其實就是一種生物信息的相互生成或互相沖突(干預)。因而，在臨床醫療過程中，我們可能會發現這樣的一個現象：對同樣一個人，兩個針灸師采用的是同樣的施針方法，選擇的也是同樣的穴位，可是達到的效果卻不一樣。這種情況一般認為是由于針灸師的臨床經驗不同而造成的。其實這里面也應該存在一個機體之間生物信息的相生相克機制問題。如果一個針灸師的生物信息場與病人的信息場是相克的關系，那么他對病人進行針刺信息調節治療，其效果肯定是不理想，甚至可能還會加重病情。同樣，施行氣功導引和推拿的醫師也存在這種現象。還有，同一名醫師，他在不同的時期行醫，也可能表現出在不同時期雖然采用的診治方法一樣，但臨床診治效果卻不同。這可能是這名醫師在不同時期，因自身的身體狀況和精神因素變化而造成的生物信息動態變化所致。其一定時期的生物信息可能剛好與那些病人的生物信息場相生，所以治療效果好。而另外某一個時期的生物信息場不好，正好與病人相克，所以治療效果不佳。其實，這也反應了中醫學要求行醫者必需注意個人修練，保持心靜、氣調、神清的醫德思想境界。
中醫的臟象學說中的“象”是指什么?所謂“象”就是臟腑所表現出的動態的時空信息變化，即“時空信息花樣”。中醫學的“形、氣、神”正好與我們所說“物質、能量和信息”是一一對應的。只是中醫學缺乏對現代科學知識的引入，加之信息科學發展較晚，以致無法揭示“神志”的內涵致使中醫學顯得有些神秘摸測，甚至有的人還對他的科學性表示懷疑。隨著生物信息學的研究和發展并逐步引入中醫學的研究中，相信一定會使中醫學重新大放光彩。
中國的氣功科學盡管還有不少疑點，但確能強身治病，這是舉世公認的。氣功強調“調心”、“調神”、“調息”、“以意領氣”、“意念觀想”等。這可能都是強調用意念和精神因素來調節或控制神經、免疫、內分泌等信息經絡系統，使其達到健身、治病和提高生活質量的目的。在氣功文獻和氣功醫學實踐中，有跡象表明(當然還不是證實)大腦中想象的愿望、狀態、圖景、符號、口決、童趣，以及想象的動作、行為、刺激、過程等，都可通過經絡信息系統的調控作用而影響人體生理活動，并可強身治病。這與西方醫學和心理學中的“摸擬情緒”影響免疫和內分泌功能有著異曲同工之妙。
3．2現代醫學中所體現出的信息醫療思想和方法：過去人們流行的觀點是“生命在于運動”，并把死亡的標志確定為以呼吸的停止、心臟的停跳為標志。隨著近幾十年來腦科學的研究與發展，人們對于腦在整個機體中的重要地位的認識已日益深刻。腦是人體的信息中樞，人體的各個組織、器官和系統都受它的調節和控制?？茖W研究顯示，人類大腦工作時，大腦的神經細胞會從大腦以外的細胞那里搜集信息，并把這些信息綜合起來作出判斷，然后再輸出指令，讓人體的某些部位做出相應的反應。對于端起一杯咖啡這一簡單的動作，就需要幾百萬個神經細胞的協調工作。美國國立老年研究所使用計算機控制的電子顯微鏡測定，經常用腦的老年人腦細胞比一些中年人還多。國外學者通過調查5000名已故的運動員后發現，他們當中多數人的壽命短于一般人。美國學者馬勞斯在研究不同職業者的壽命時也發現，超級球星和優秀拳擊運動員的壽命比學術上有成就的學者、專家平均短8~83歲，究其原因是因為長時間進行劇烈運動會使人體的新陳代謝長期處于旺盛狀態，縮短了人體細胞分裂的周期，從而加快了機體器官組織的磨損與衰老。而經常使用大腦的人，由于大腦的信息調控作用，使機體各部位的協調運動，保持動靜平衡，進而達到延年益壽。據此，有人將“生命在于運動”的命題引伸為“生命在于腦運動”。并且現代醫學對死亡標志作了新的認定，即腦死亡是人死亡的主要標志。因此，人體健康首先是應該腦的健康和運動。
現代醫學也已充分地注意到了心理、精神和社會因素對健康和疾病的影響，例如：心理和精神因素對心臟病、高血壓、胃潰瘍、糖尿病和癌癥等均有很大影響。于是，就有了心理醫學、思維醫學和身心醫學的提法，并運用心理療法來配合這些疾病的治療。對癌癥的病人一般不直接告知患者本人的患病情況，只告知其家人――這在醫學上稱為“善意的謊言”，目的是不要讓患者的心理負擔過重，否則，精神就會夸掉。身心醫學就是研究社會、心理和精神等因素與疾病發生與發展關系的一門醫學新學科。國外已有人證明，心理刺激可通過氧化自由基而損傷DNA。
人類文明在進步的同時也給人類帶來了許多新的文明病。其中以“大腦信息”失控或失調所致的精神心理障礙性疾病最為突出。據世界衛生組織的統計數字，全世界約有5億人患者有不同程度的精神錯亂，有5200萬人患有嚴重精神病，約有1．5億人患神經官能癥，3000萬人患癲癇。加上患有精神過敏癥和其它心理障礙的人數，估計已占到總人口的20％以上。對于這些精神心理性疾病，現代醫學的藥物或手術療法已顯得力不從心了，只能采用心理療法或思維療法等信息調適方法，也有人把目光投向傳統的中醫、針灸、氣功等信息療法。從而也使我們看到了這些樸素的信息醫療方法對于現代文明病的攻克，顯示出了廣闊的發展前景。
在現代醫學的診斷學中，心電圖和腦電圖的檢測技術，其實就是一種探觸大腦和心臟動態信息的檢測技術；現代分子生物學已揭示了基因遺傳信息的編碼和控制蛋白質合成的信息鏈板；腦科學的研究也從一定程度上揭示了大腦進行信息搜集、加工、分析、處理并發出信息指令的部分原理；神經生物學、內分泌和免疫學則揭示了一部分機體信息交換、傳輸和產生反應的機制。隨著生物信息學的研究和發展，現代醫學在上述這些研究領域一定會取得更大突破和進展。
4生物信息醫學的發展前景
“電腦”是人們對電子計算機的俗稱，表現了人們的一種愿望――使計算機像人類大腦一樣工作。這種仿生技術的發展和應用，必將對腦科學和機體信息調控機制的研究產生巨大促進作用。
迄今為止，科學家們已經模擬出了神經系統的一連串的活動規律，并據此編制出了相應的計算機程序；美、英科學家已合作成功研制出了世界上第一個硅神經元――一種能夠模仿生物大腦細胞信息處理功能的微型芯片。這種面積只有01平方毫米的芯片的工作速度，比同樣大小的生物神經細胞的工作速度還要快l00萬倍；與此同時，日本三菱電機公司也已開發出了每秒可達800億次的神經元芯片，這一成果把神經元芯片記憶一個字符所需的時間縮短到了萬分之三秒。神經細胞是神經系統的基本單元，它采用電子工作方式。硅神經元在模擬神經細胞時，其電子特性和神經細胞一樣能夠獨立運行，有自己的“行為規范”，不受控制者的“指揮”。因此，從理論上說，幾百萬個芯片就可以組成一個功能強大的“人造大腦”，科學家還研制成了生物芯片，生物芯片傳遞信息的速度比人類大腦還要快l00萬倍。同時，當芯片出現故障時，它可以自我修補，成為一種半永久性的器件。
神經元芯片和生物芯片的獲得，為生物計算機――仿生電腦研究帶來了勃勃生機。而與之相關的神經元網絡研究上的突破，更使生物計算機的研究大大向前推進了一步。神經元網絡是科學家們在神經科學、心理生理學研究的基礎上發展的，它具有聯想記憶、相似性識別和分類、誤差較正、時序保留和概括等功能。當神經元網絡之間高度連接時，會引起并行機制而使神經元集團具有獨特的計算性質，如同人腦的一些高級思維和信息處理或控制功能。試想，生物計算機技術對揭示人類的大腦和生物信息節律的調控機制將會起到多么關鍵的作用，對于大腦疾病、神經官能癥、精神和心理障礙以及癲癇等疾病的有效診治，其為期難道還遠嗎?
如今人們常常是，“談癌色變”因為癌癥的確困擾醫學很久了，盡管有了很多新藥的研究開發以及手術的改進，但這些并非是醫治癌癥的良方或萬全之策。在生物信息醫學時代，我們很有可能找到醫治它的良方，比如：依據生物信息原理，我們可以研究“修復”癌細胞缺損或變異的信息密碼技術，也就是對癌細胞進行“重新教育”使之“改邪歸正”，或者是恢復對癌癥等病灶的正常生物信息指令控制。這就好比怎樣平息一個“地區”的“獨立判亂”一樣，其武力解決(病灶切除)并非是上策，通過說服教育，使人心歸順，才能算得上對該地真正收復。另外，對于一些組織器官或系統的功能紊亂，可以使用模擬相應的生物信息(信息編程)儀器或電子信息藥丸，并設法讓它進入該信息系統進行調節控制，使之恢復其生物信息節律的平衡。這種同疾病作斗爭的方式的確如同“現代戰爭”(大家可能看過電視劇《突出重圍》……)。在現代戰爭中，“電子信息戰”已越來越突出而重要，與常規武器和生化武器等的協同作用威力也是越來越大?！秾O子兵法》中云：“不戰而屈人之兵，乃上之上策也”。這不正是信息戰的偉大之處嗎。同樣，我們未來的醫療實踐，也必將是以生物信息調節為先導，或將信息調控、藥物治療及手術治療結合起來以達到協同作戰的最佳效果。所以，我們不難預想21世紀的醫療實踐將是一個更加先進和完美的生物信息化的醫療時代，或者可以簡稱之為“信息醫學”時代。
