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生命科学另8大奥秘 zt
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发信站: 饮水思源 (2003年10月24日13:55:37 星期五), 站内信件 1.作为生命基础的蛋白质的结构能确定吗? 目前我们不能根据纯粹的理论基础来阐明蛋白质的形状，用实验方法确定蛋白质结 构是十 分繁琐的事情。许多不同的氨基酸序列能形成形状相似的蛋白质，因而我们可以 通过详细研 究蛋白质的一个具有代表性的分子来推断各种蛋白质的结构。随着已解出的 蛋白质结构的增 多以及科学家开发出蛋白质基本结构分类的更加精细的方法，生物化学 家将能不断地利用计 算机来模拟新发现的蛋白质的结构。 2.能合成人工生命形式吗? 科学家已经利用几种可能得到的已完全排序的因基组——大多数来自细菌——在生 命由何物 组成这个大问题的指引下，至少在单个细胞的水平上开始了这些有机体所隐含 的基因的排列 工作，这将有助于人工合成生命。当然，这类实验亦将引出不容忽视的安 全性和伦理等问题 。 3.能否建立精确的细胞计算机模型? 过去50年间，生物学家经常主要研究单个基因或蛋白质。今后50年，研究人员将转 向研究许 多基因的整体功能、基因路径的反应网络以及外界因素如何影响该系统的领域 。当然，长久 以来，生物学家就力图描述细胞的构成因子如何相互作用。今后半个世纪 里，随着所有基因 被鉴别，以及所有的细胞相互作用和反应被绘制出来，药物学家开发 药物，或毒物学家试图 预测某种物质是否有毒等工作，都可能转变成用细胞的计算机模 型来回答他们的问题。 4.能弄清基因如何决定哺乳动物发育的细节吗? 随着人类全部的基因组序列于2003年完成，以及老鼠等生物的基因组序列可能在4至 5年内完 成，序列比较将变得越来越普遍和彻底，并将给生物学家提供在何处寻求构成 整个动物形体 动力的众多线索，代表进化树不同分支的更多的完整基因组将被推导出来 。 总有一天，科学家们将描述产生不同物种间生命形式的显著多样性的基因序列，以 及基因调 节中的变异等。通过比较物种，他们将了解遗传回路被如保修饰以执行不同的 程序，以致几 乎相同的基因序列怎样决定物种的不同表现形式。 5.预防、诊断和治疗医学会发生变革吗? 长久以来，分子生物学都主张将医学从依赖偶然的事实，转向依赖建立在对生命机 理根本理 解上的合理研究。50年内，我们希望以基因组学为基础的综合卫生保健在美国 成为平常事。 我们将了解疾病的分子基础，在许多情形下能够预防它们，并为疾病设计 出个性化准确治疗 方法。 6.能否准确地再建人类种群史? 虽然我们知道人类似乎具有显著的多样性，但过去10年的研究表明，我们人类种群 比众多基 他种群更单一。就一个类型来说，我们人类展示的差异性比黑猩猩更少。人类 也许是由只有 一万个个体的一小群构成，人类群仅仅最近在地球上扩散开来。大多数遗 传变异早于这一时 间。 遗传数据已经支持了这样的观点：现代人类相对较近地(也许在10到20万年前)起源 于非洲，然后逐渐扩散到世界其余地区。人类学家已经利用DNA数据来检验诸如吉普赛人 和犹太人等 群体起源的文化传统，追溯人类迁移到南太平洋岛屿和美洲的情形，控索种 群在欧洲的扩展 等等。 随着DNA序列数据日益容易积累，人类种群之间的关系将越来越清楚，从而揭示相互 融合的 原史以及隔离和迁徙的时期。种族和人种表现出主要是社会和文化思想上的差异 ，从科学上 讲，将发现类型间不存在明显的根本界限。 7.能否重构地球上生命的主要进化步骤? 50年内，我们将弄清生命史的许多细节，尽管我们还不能完全了解第一个自我复制 的有机体 是怎样诞生的。例如，我们将了解各种世系何时并怎样创造与获取和修改基因 ，以获得一系 列新的生化反应或躯体轮廓。以基因为基础的生命前景将如此深深地抓住 科学家，以致他们 考虑的基本单位可能不再是一个生命或物种，而是一个基因。他们将 描绘哪些基因在哪些基 因组内一起经过了多长时间。科学家还将说明自从达尔文明代起 就纠缠着人们的 问题：什么东西创造了我们人类?什么东西将我们区分为种群? 8.社会将对遗传知识爆炸式增长作何反应? 倡导回归自然的反技术运动可能会因遗传科学的全部新发现而熄灭吗?这样的问题还 有很多很多。 这些社会问题不像先前的科学、技术和医疗问题，没有一个“是”或“不是”的答 案。遗传信息和技术将为改良卫生和减轻痛苦提供巨大的机会。但是，任何作用大的技 术都伴随着风险，并且技术的作用越大，风险也越大。我们将面对如何评价遗传信息的 爆炸式增长这个 悬而未决的问题。 科学进步和向往简朴、更自然的生活方式将产生矛盾，它们之间的紧张状态，可能 将随着基 因组学越来越多地渗入我们的日常生活而加剧。 |
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