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朱丹生物分子生物系统生物机器和生物计

发布时间:2023-3-15 18:08:12   点击数:

传统中西医学最早是以解剖学和病理学为基础的应用学科。

远在春秋战国时代(公元前-年)最早的一部医学著作《黄帝内经》就有关于人体形态的记载。

西方医学对解剖学的真确记载,是从古代希腊名医希波可拉底(Hippocrates,公元前-)开始的。

几千年过去,到了近代,生物医学兴起,经历了四次革命性创新浪潮。

新技术提升认知水平认识引发生物革命

四次生物革命浪潮

每一次创新浪潮的兴起,无不由于人们借助新的技术使认知能力和水平得到了提升,从新的视角进一步理解生命、健康和疾病的本质。

第一次:细胞学诞生

从17世纪中后期英国人罗伯特·胡克(RobertHooke)和荷兰人安东尼·列文虎克(AntonyvanLeeuwenhoek)在显微镜下观察到细胞和微生物,开启了从微观视野了解生命、健康、疾病的时代。

17世纪英国人胡克发现并命名细胞

到19世纪中期德国人施莱登(MatthiasJakobSchleiden)提出细胞学说,再到20世纪中期加拿大人欧内斯特·麦卡洛克(ErnestA.McCulloch)等发现干细胞,经历了近3个世纪的发展过程。

显微技术催生了细胞学、微生物学、免疫学、胚胎学、组织学、寄生虫学等基础学科的创立,又进一步催生了针对微生物的疫苗、抗生素及各种化学药物的发明,大大提升了医学诊疗技术水平。

第二次:分子生物学诞生

年沃森、克里克采用X射线晶体衍射技术对DNA结构进行分析,提出DNA分子的双螺旋结构模型,标志着分子生物学诞生,从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。

年沃森、克里克提出DNA双螺旋模型

自20世纪50年代以来,分子生物学成为生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系(中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系(即生物膜)。

生物大分子,特别是蛋白质和核酸结构功能的研究,是分子生物学的基础。

现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究,从而出现了40多年来分子生物学的蓬勃发展。

分子生物学的发展催生了基因诊断、基因治疗、生物制药和生物工程等临床和商业应用的产生和发展。

第三次:系统生物学兴起

人类基因组计划由美国科学家于年率先提出,于年正式启动,3年完成,由美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与预算达30亿美元的人类基因组计划。

该计划通过测定组成人类染色体中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列,从而绘制人类基因组图谱,并且辨识其载有的基因及其序列,达到破译人类遗传信息的最终目的。

人类基因组计划3年完成

“人类基因组计划”在研究人类过程中建立起来的策略、思想与技术,构成了生命科学领域新的学科——基因组学,已用于研究微生物、植物及其他动物。

人类基因组计划是一项规模宏大,跨国跨学科的科学探索工程,与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划,是人类科学史上的又一个伟大工程,被誉为生命科学的“登月计划”。

历时13年的人类基因组图谱绘制工作是一个基础性的组成部分,这一图谱的威力在DNA测序变得更便宜、更快时开始显现。

DNA测序的成本以比摩尔定律更快的速度下降。

在低成本和高通量筛选方面的进步有助于降低进入成本,加快实验步伐,并产生新的数据形式,帮助更好地系统地理解生物学。

在基因组计划成功实施并对生物医学产生全方位影响的同时,基于从细胞到身体各组成要素的整体系统研究学科,通称“组学”(Omics)在各领域兴起,如:

基因组学(Genomics)

蛋白组学(Proteinomics)

代谢组学(Metabolomics)

转录组学(Transcriptomics)

脂类组学(Lipidomics)

免疫组学(Immunomics)

糖组学(Gly

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