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生物技術 日常化車貸利息公式及汽車貸款率利最低銀行
20世紀是物理學的世紀,而21世紀是生物學的世紀——這個說法已經廣為人知。有兩個事實支持這一論斷:無論以經費投入、勞動力規模還是重大發現的數量而言,生物學都已超過物理學;而以其經濟影響、道德後果以及為人類處境帶來的變化而言,更是物理學所不能及的。無論生物學這個領域是否能擔當起為一整個世紀冠名的重任,它註定將深遠地影響我們的社會基礎。但是,底層的影響並不總是能在表層直接感受到的。這一切要想真正觸及我們的日常生活,都有一個前提:這套技術必須得到“馴化”,必須脫離它高精尖的象牙塔,以能被大眾接受的形式走入日常生活。過去五十年間,發生在個人電腦、數碼相機和智能手持設備上的正是這樣的馴化過程。相比之下,航天探索、核能甚至一部分化學工業雖然同為高科技,雖然同樣影響瞭整個人類文明,卻始終沒有發生大規模的馴化進程,始終沒能洗脫自己身上的“不可信任”的氣息。也因此,民眾針對這些領域的質疑和爭議從不曾間斷過。那麼,生物技術會迎來這樣的馴化過程嗎?我的態度是樂觀的。行業面貌:即將到來的去中心化計算機作為一種新技術當年曾帶給大眾的恐慌,如今早已被遺忘。這不是因為計算機技術有多安全,不是因為宣傳和科普做得好,甚至主要不是因為它本身走入日常生活——關鍵在於它離開瞭少數幾傢大公司的把持,全行業發生瞭“去中心化”的過程。今天除瞭最核心的芯片依然處於寡頭分割市場的局面之外,其餘的領域都全部呈現出百傢爭鳴的局面。而生物技術要像計算機技術那樣改變整個社會的面貌,所需要的正是這個過程。公眾眼中的整個生物技術以遺傳工程為代表,而遺傳工程的象征者又是孟山都這樣的巨型農業或藥業公司。陰謀論視角認為大公司背地裡偷偷把有害的基因摻入作物,正如當年的陰謀論認為馮·諾依曼半夜裡偷偷用他的計算機設計氫彈一樣。然而計算機很久以前就離開瞭馮·諾依曼一個人的掌控,到瞭八九十年代更是成為瞭幾乎個人化的技術,這些懷疑論也隨之銷聲匿跡。眼下這些針對生物技術的懷疑,極有可能在十年到二十年之內也遵循同樣的規律煙消雲散。而這個轉變背後最大的推動者,當屬測序技術的飛速廉價化。測序:千元基因組時代的到來在本世紀初,出鏡率最高的科學項目莫過於人類基因組計劃。而整個計劃的核心內容又是人類全基因組測序——讀出人類基因組上的每一個字母,並將之轉換為易於檢索的數據。顯而易見,這是後續全部研究的基礎,有瞭這樣的數據,才談得上研究每一個基因的具體功能,研究人類個體的種種基因變體和缺陷,預測它們的影響,給出解決的方案。諸如雙脫氧法這樣最早的測序手段基本上就是體力活,需要研究者肉眼來讀出並記錄數據,效率可想而知。然而在過去的12年裡,每百萬堿基的測序成本從接近1萬美元降低到瞭不足0.1美元,過去5年裡的降低速率都遠遠超過瞭摩爾定律的預期;個人全基因組測序也已經降到瞭幾千美元的價格。十年前預言的“千美元基因組”時代已經伸手可及。雖然測序價格隻是全部研發成本的一部分,但是可以預見到這將帶動整個行業全面成本下降。也許和計算機時代的車庫一樣,未來生物技術的新興點將在廚房中誕生。但除瞭促成小規模研發者的繁榮之外,廉價測序同樣重要的後果是個體化醫療時代的到來。醫學:個體醫療時代傳統標準臨床診斷以患者的體征與癥狀、個人和傢族病史以及實驗室數據作為依據,這本質上是滯後的處理——當體征和癥狀出現後才開始治療。隨著我們對基因的瞭解逐漸深入,許多疾病都找到瞭背後的基因機理,現在我們可以通過檢測某個等位基因存在與否來預先判斷患上某種疾病的可能,但由於開發成本問題,隻有常見疾病才能得到這樣的待遇。然而,當個人能夠負擔起全基因組測序、小規模企業也可以展開相關研究時,醫學的出發點就可以轉移到個人身上瞭。我們可以測出一個人的基因組,尋找其中的突變,判明每一個突變的意義並開出完整的疾病風險列表,甚至給出完全針對個人的治療方案。這個趨勢從本世紀初開始,至今已經有過幾例成功案例,形成產業也許還要十年左右時間。不過,即便樂觀地估計,這些技術到2020年也隻能使社會中一小部分人受益。論及縮小貧富差距,也許希望應該寄托在新時代的農業上。農業:新時代的基因工程作物社會發達程度最重要的單一指標是人均壽命,而決定人均壽命的首要因素實際上是農業。正如上世紀60年代的綠色革命所證實,農業領域是縮短貧富差距最為有效的生物技術。但是目前的基因工程作物面臨兩方面的挑戰:公眾支持度和技術瓶頸。轉基因技術誕生已經40年,基因工程改造過的農作物大田種植也有20餘年的歷史,但是始終沒有獲得大部分消費者的認同。最重要的原因固然是相關技術掌握在寡頭大企業手中,但另一個因素是,迄今為止基因工程農作物帶來的利益幾乎都是針對農民的,消費者並沒有獲得明顯的利益。現有的絕大多數商業化轉基因作物都集中在抗蟲、抗病害、耐儲藏等領域,這些需求是明確而巨大的。按照遺傳工程的現狀,轉基因作物需要巨大的投入,使得現有研發隻能針對這些來自農戶的現成需求;而最終消費者的需求過於零散、過於不確定,難以帶動研發。然而,隨著整個領域的去中心化和研發成本的下降,改善口感、提升營養價值這些來自消費者的需求也一定會緩慢走上日程。一旦這些需求得到滿足,口味和營養成分能夠成為賣點,消費者的非理性恐慌很可能會大大減緩。另一方面,雖然市面上基因工程作物已經成百上千,但幾乎全部都隻停留在單基因的層面上,沒有發揮該技術的全部潛力。這部分是因為多基因協同工作的技術難度,部分是因為現行的立法、專利和安全條例下多基因組合幾乎無法通過審批。姑且不論法律問題,引入全套代謝途徑的確是業界一直努力的方向。今年英國約翰英納斯中心收到瞭蓋茨基金會的一筆大額資金,研究如何利用基因工程的方式讓谷類與固氮細菌共棲、從而自行合成氮肥。這需要的改造遠遠比引入單個抗蟲基因復雜,但對於發展中國傢的中小規模農場帶來的收益也是十分巨大的。由於肥料缺乏,這些農場的單產往往隻有發達國傢大農場的五分之一,而固氮植物必將大大縮小這一差距。與之類似的是將水稻等主糧改造為碳四植物。自然界大部分植物的光合作用遵循所謂“碳三途徑”,這個途徑並不適應炎熱地區,在高溫和強光下效率很低。但玉米這樣在熱帶地區演化出的作物擁有“碳四途徑”作為應對,如果能將這個途徑搬運到水稻之中,必將迎來單產的又一輪突破。該技術也是在十年的時間裡有望取得突破的領域之一。總之,現代農業和生育控制使得人類有望成為地球上第一個不會挨餓的物種。按照國內主糧市價計算,來自食物的熱量每千卡隻需幾厘人民幣,社會中多數成員所能獲得的能量實際上是近乎無限的;而隨著遺傳工程在農業中的推廣,我們也許可以將之推廣到社會的所有成員。後稀缺時代很可能首先在個體生物學層面到來。無限的能量,假以時日,將推翻進化歷史上所有的生物學限制。當然,以進化的尺度而言,這個“時日”往往意味著數十萬甚至上百萬年,人類文明能否維持那麼久尚未可知。但是一旦跨過瞭人體遺傳工程的技術、倫理和法律門檻,那麼人類實質上就掌握瞭加速自然進化的能力;而即使這一步沒有邁出,個體化醫學和基因療法也能達到接近等效的結果。消滅一切疾病,抵消一切衰老的後果,這並不是癡人說夢。如果我們的社會有足夠的掌控力,那麼在這些生物技術的推動下,也許我們真的可以創造出某種類似於烏托邦的東西;而2020,也許是第一步。(作者為加州大學伯克利分校生物學博士)截至2012諾貝爾醫學獎2012年10月8日,瑞典諾貝爾獎評審團宣佈,日本京都大學物質-細胞統合系統據點iPS細胞研究中心長山中伸彌與英國發育生物學傢約翰·戈登因在細胞核重新編程研究領域的傑出貢獻,而獲得2012年諾貝爾生理學或醫學獎。山羊基因組圖譜中國科學院昆明動物研究所、深圳華大基因研究院等單位合作完成全球首個山羊全基因組圖譜,並於12月24日在《自然·生物技術》雜志在線發表。在研究中,科研人員對一隻雌性雲南黑山羊進行瞭全基因組測序,發現山羊與牛的親緣關系較近,二者大約在2300萬年前分化。幹細胞卵子在過去的十多年裡,研究人員一直嘗試在實驗室制造卵細胞。而在2012年,這項研究邁出瞭重要的一步,實驗鼠產下瞭第一個來源於老鼠胚胎幹細胞的成活幼崽。不過,日本研究人員發明的這項新技術,依然需要老鼠來孕育受精卵,還未能實現完全體外生殖。盡管實驗結果未能達到科學傢們的終極目標——完全在實驗室中得到卵細胞,但它為研究基因及其他影響生育和卵細胞發育的因素提供瞭強有力的工具。
新聞來源http://news.hexun.com/2012-12-28/149608335.html
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20世紀是物理學的世紀,而21世紀是生物學的世紀——這個說法已經廣為人知。有兩個事實支持這一論斷:無論以經費投入、勞動力規模還是重大發現的數量而言,生物學都已超過物理學;而以其經濟影響、道德後果以及為人類處境帶來的變化而言,更是物理學所不能及的。無論生物學這個領域是否能擔當起為一整個世紀冠名的重任,它註定將深遠地影響我們的社會基礎。但是,底層的影響並不總是能在表層直接感受到的。這一切要想真正觸及我們的日常生活,都有一個前提:這套技術必須得到“馴化”,必須脫離它高精尖的象牙塔,以能被大眾接受的形式走入日常生活。過去五十年間,發生在個人電腦、數碼相機和智能手持設備上的正是這樣的馴化過程。相比之下,航天探索、核能甚至一部分化學工業雖然同為高科技,雖然同樣影響瞭整個人類文明,卻始終沒有發生大規模的馴化進程,始終沒能洗脫自己身上的“不可信任”的氣息。也因此,民眾針對這些領域的質疑和爭議從不曾間斷過。那麼,生物技術會迎來這樣的馴化過程嗎?我的態度是樂觀的。行業面貌:即將到來的去中心化計算機作為一種新技術當年曾帶給大眾的恐慌,如今早已被遺忘。這不是因為計算機技術有多安全,不是因為宣傳和科普做得好,甚至主要不是因為它本身走入日常生活——關鍵在於它離開瞭少數幾傢大公司的把持,全行業發生瞭“去中心化”的過程。今天除瞭最核心的芯片依然處於寡頭分割市場的局面之外,其餘的領域都全部呈現出百傢爭鳴的局面。而生物技術要像計算機技術那樣改變整個社會的面貌,所需要的正是這個過程。公眾眼中的整個生物技術以遺傳工程為代表,而遺傳工程的象征者又是孟山都這樣的巨型農業或藥業公司。陰謀論視角認為大公司背地裡偷偷把有害的基因摻入作物,正如當年的陰謀論認為馮·諾依曼半夜裡偷偷用他的計算機設計氫彈一樣。然而計算機很久以前就離開瞭馮·諾依曼一個人的掌控,到瞭八九十年代更是成為瞭幾乎個人化的技術,這些懷疑論也隨之銷聲匿跡。眼下這些針對生物技術的懷疑,極有可能在十年到二十年之內也遵循同樣的規律煙消雲散。而這個轉變背後最大的推動者,當屬測序技術的飛速廉價化。測序:千元基因組時代的到來在本世紀初,出鏡率最高的科學項目莫過於人類基因組計劃。而整個計劃的核心內容又是人類全基因組測序——讀出人類基因組上的每一個字母,並將之轉換為易於檢索的數據。顯而易見,這是後續全部研究的基礎,有瞭這樣的數據,才談得上研究每一個基因的具體功能,研究人類個體的種種基因變體和缺陷,預測它們的影響,給出解決的方案。諸如雙脫氧法這樣最早的測序手段基本上就是體力活,需要研究者肉眼來讀出並記錄數據,效率可想而知。然而在過去的12年裡,每百萬堿基的測序成本從接近1萬美元降低到瞭不足0.1美元,過去5年裡的降低速率都遠遠超過瞭摩爾定律的預期;個人全基因組測序也已經降到瞭幾千美元的價格。十年前預言的“千美元基因組”時代已經伸手可及。雖然測序價格隻是全部研發成本的一部分,但是可以預見到這將帶動整個行業全面成本下降。也許和計算機時代的車庫一樣,未來生物技術的新興點將在廚房中誕生。但除瞭促成小規模研發者的繁榮之外,廉價測序同樣重要的後果是個體化醫療時代的到來。醫學:個體醫療時代傳統標準臨床診斷以患者的體征與癥狀、個人和傢族病史以及實驗室數據作為依據,這本質上是滯後的處理——當體征和癥狀出現後才開始治療。隨著我們對基因的瞭解逐漸深入,許多疾病都找到瞭背後的基因機理,現在我們可以通過檢測某個等位基因存在與否來預先判斷患上某種疾病的可能,但由於開發成本問題,隻有常見疾病才能得到這樣的待遇。然而,當個人能夠負擔起全基因組測序、小規模企業也可以展開相關研究時,醫學的出發點就可以轉移到個人身上瞭。我們可以測出一個人的基因組,尋找其中的突變,判明每一個突變的意義並開出完整的疾病風險列表,甚至給出完全針對個人的治療方案。這個趨勢從本世紀初開始,至今已經有過幾例成功案例,形成產業也許還要十年左右時間。不過,即便樂觀地估計,這些技術到2020年也隻能使社會中一小部分人受益。論及縮小貧富差距,也許希望應該寄托在新時代的農業上。農業:新時代的基因工程作物社會發達程度最重要的單一指標是人均壽命,而決定人均壽命的首要因素實際上是農業。正如上世紀60年代的綠色革命所證實,農業領域是縮短貧富差距最為有效的生物技術。但是目前的基因工程作物面臨兩方面的挑戰:公眾支持度和技術瓶頸。轉基因技術誕生已經40年,基因工程改造過的農作物大田種植也有20餘年的歷史,但是始終沒有獲得大部分消費者的認同。最重要的原因固然是相關技術掌握在寡頭大企業手中,但另一個因素是,迄今為止基因工程農作物帶來的利益幾乎都是針對農民的,消費者並沒有獲得明顯的利益。現有的絕大多數商業化轉基因作物都集中在抗蟲、抗病害、耐儲藏等領域,這些需求是明確而巨大的。按照遺傳工程的現狀,轉基因作物需要巨大的投入,使得現有研發隻能針對這些來自農戶的現成需求;而最終消費者的需求過於零散、過於不確定,難以帶動研發。然而,隨著整個領域的去中心化和研發成本的下降,改善口感、提升營養價值這些來自消費者的需求也一定會緩慢走上日程。一旦這些需求得到滿足,口味和營養成分能夠成為賣點,消費者的非理性恐慌很可能會大大減緩。另一方面,雖然市面上基因工程作物已經成百上千,但幾乎全部都隻停留在單基因的層面上,沒有發揮該技術的全部潛力。這部分是因為多基因協同工作的技術難度,部分是因為現行的立法、專利和安全條例下多基因組合幾乎無法通過審批。姑且不論法律問題,引入全套代謝途徑的確是業界一直努力的方向。今年英國約翰英納斯中心收到瞭蓋茨基金會的一筆大額資金,研究如何利用基因工程的方式讓谷類與固氮細菌共棲、從而自行合成氮肥。這需要的改造遠遠比引入單個抗蟲基因復雜,但對於發展中國傢的中小規模農場帶來的收益也是十分巨大的。由於肥料缺乏,這些農場的單產往往隻有發達國傢大農場的五分之一,而固氮植物必將大大縮小這一差距。與之類似的是將水稻等主糧改造為碳四植物。自然界大部分植物的光合作用遵循所謂“碳三途徑”,這個途徑並不適應炎熱地區,在高溫和強光下效率很低。但玉米這樣在熱帶地區演化出的作物擁有“碳四途徑”作為應對,如果能將這個途徑搬運到水稻之中,必將迎來單產的又一輪突破。該技術也是在十年的時間裡有望取得突破的領域之一。總之,現代農業和生育控制使得人類有望成為地球上第一個不會挨餓的物種。按照國內主糧市價計算,來自食物的熱量每千卡隻需幾厘人民幣,社會中多數成員所能獲得的能量實際上是近乎無限的;而隨著遺傳工程在農業中的推廣,我們也許可以將之推廣到社會的所有成員。後稀缺時代很可能首先在個體生物學層面到來。無限的能量,假以時日,將推翻進化歷史上所有的生物學限制。當然,以進化的尺度而言,這個“時日”往往意味著數十萬甚至上百萬年,人類文明能否維持那麼久尚未可知。但是一旦跨過瞭人體遺傳工程的技術、倫理和法律門檻,那麼人類實質上就掌握瞭加速自然進化的能力;而即使這一步沒有邁出,個體化醫學和基因療法也能達到接近等效的結果。消滅一切疾病,抵消一切衰老的後果,這並不是癡人說夢。如果我們的社會有足夠的掌控力,那麼在這些生物技術的推動下,也許我們真的可以創造出某種類似於烏托邦的東西;而2020,也許是第一步。(作者為加州大學伯克利分校生物學博士)截至2012諾貝爾醫學獎2012年10月8日,瑞典諾貝爾獎評審團宣佈,日本京都大學物質-細胞統合系統據點iPS細胞研究中心長山中伸彌與英國發育生物學傢約翰·戈登因在細胞核重新編程研究領域的傑出貢獻,而獲得2012年諾貝爾生理學或醫學獎。山羊基因組圖譜中國科學院昆明動物研究所、深圳華大基因研究院等單位合作完成全球首個山羊全基因組圖譜,並於12月24日在《自然·生物技術》雜志在線發表。在研究中,科研人員對一隻雌性雲南黑山羊進行瞭全基因組測序,發現山羊與牛的親緣關系較近,二者大約在2300萬年前分化。幹細胞卵子在過去的十多年裡,研究人員一直嘗試在實驗室制造卵細胞。而在2012年,這項研究邁出瞭重要的一步,實驗鼠產下瞭第一個來源於老鼠胚胎幹細胞的成活幼崽。不過,日本研究人員發明的這項新技術,依然需要老鼠來孕育受精卵,還未能實現完全體外生殖。盡管實驗結果未能達到科學傢們的終極目標——完全在實驗室中得到卵細胞,但它為研究基因及其他影響生育和卵細胞發育的因素提供瞭強有力的工具。
新聞來源http://news.hexun.com/2012-12-28/149608335.html
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