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系统生物学将揭开后基因组时代新篇章

时间：2010-07-19 泉源：科学时报

Leroy Hood教授

　　加利福尼亚理工学院教授，，美国系统生物学研究所所长，，美国科学院、美国工程院和美国医学院院士，，美国总统科学照料。。。。Leroy Hood教授是国际系统生物学首创人，，也是国际人类基因组妄想提倡者之一。。。。他多年从事分子免疫学、生物手艺以及基因组学的研究，，先后揭晓文章600多篇，，获得专利14项。。。。他与同事发明了DNA测序仪、DNA合成仪、卵白质合成仪和卵白质测序仪，，并乐成实现工业化，，对全球生命科学研究和生物工业生长爆发了深远影响。。。。

　　克日，，应邀来湖南大学出席“第四届生物剖析、生物医学工程和纳米手艺国际钻研会”的Leroy Hood教授就现代生物学生长前沿问题接受了本报记者的专访。。。。

　　《科学时报》：您多年从事分子免疫学、生物手艺及基因组学研究，，同时作为人类基因组妄想的最早提倡者之一，，请您谈谈国际人类基因组妄想取得乐成的主要意义。。。。

　　Leroy Hood：人类基因组妄想是21世纪展现人类自己问题的一个科学工程，，其意义在于：一是能把人类基因展现出来；；；；；二是从基因水平和卵白质水平开展生物学研究；；；；；三是可以从基因角度对任何一种疾病举行研究，，为医学领域找到强有力的诊断要领和手段，，从而转化为医学领域的应用研究；；；；；四是有利于生物学和其他学科的融合。。。。

　　新看法、新战略和新手艺的泛起使科学家能够逐步解决生物学问题。。。。人类基因组妄想取得乐成使工程科学手艺引入了生物学领域，，逐步实现了在实验室开展卵白质测序与合成、DNA测序与合成的手艺生长。。。�；；；；Ｉ杏幸恍┦忠找烊纾鹤远⒒侄蔚慕栌茫�，DNA测序和嵌入式合成、平行式合成，，以及在基因组学、卵白质组学、单细胞剖析等新兴手艺基础上的模式生物研究等等。。。。

　　科学家有责任资助公众明确科学手艺，，资助人类为未来作出更明智的决议。。。。人类基因组妄想饰演了主要角色，，它是一种多样化的分子层面的研究要领，，也是一种高产的研究要领，，能提供任何有关基因的信息，，为人们明确生物进化提供了新的路径；；；；；同时也是模式生物学、系统生物学研究的基础。。。。

　　人类基因组妄想最主要的启示之一就是改变了我们对“进化论”的明确。。。。同时，，使科学家在天下规模内建设战略同伴关系和实现科学全球化。。。。因此，，各国研究机构间应形成互动互补的网络。。。。

　　《科学时报》：作为系统生物学的首创人，，您以为目今国际上系统生物学研究取得了哪些主要成绩？？？？？

　　Leroy Hood：系统生物学是研究一个生物系统中所有最基本的组分（基因、核糖核酸、卵白质等）的组成，，以及在特定条件下这些组分间的相互关系的学科。。。。它用新的要领来诠释生物学。。。。关于人体的种种信息中，，最主要的有两种信息：一是基因，，二是情形。。。�；；；；Ｇ樾我蛩赜惺奔淠芨谋浠颍�，而基因和情形的这种关系能够通过信息网络系统相同，，最后将这些信息转达到有关生物学仪器中处置惩罚、剖析。。。。系统生物学是21世纪的新兴学科，，是现代生命科学领域的一部分，，具有综合性特征。。。。系统生物学把前沿研究和研究历程连系起来，，同以往生物学研究差别，，它具有在知识、熟悉、要领和手艺上的差别，，体现出明确生命征象的差别角度的思索，，并创立新的手艺要领，，取得差别的熟悉。。。。

　　系统生物学是以一种新角度从生物动力学系统出发举行研究的，，其具有信息学科特点。。。。在医药方面，，它以生物网络角度来剖析疾病的缘故原由。。。。系统生物学使我们获得了以前未知的信息。。。。事实上，，系统生物学和人类基因组妄想有着亲近的关系。。。。在基因组学、卵白质组学等新型学科生长的基础上孕育了系统生物学。。。。系统生物学的降生又进一步提升了人类在后基因组时代生命科学研究的能力。。。。从上世纪70年月至今，，工程学等逐渐被引入生物学和人类基因组妄想，，举行跨学科的生物学、系统生物学等多领域研究。。。。虽然，，这也是生物医学生长的条件条件，，并使以展望性（predictive）、预防性（preventive）、个性化（personalized）以及加入性（participatory）为焦点的“4P医学”初露眉目。。。。这从基础上改变了我们思索生物学和医学生长的要领。。。。“4P医学”作为一种治疗疾病的系统要领，，依赖新型的可丈量、可视化手艺以及强盛的盘算工具，，将会于未来10年到20年引领21世纪生物医学研究领域的生长。。。。

　　《科学时报》：系统生物学未来的生长偏向是什么？？？？？

　　Leroy Hood：21世纪最大的挑战就是科学和手艺的重大性问题，，而新的理念、战略和手艺使得生物学家可以乐成应对这一挑战。。。。我们需要建设一种跨学科的文化，，合理融合生物学、化学、盘算机、工程学、数学、物理学等相关学科，，形成新型学科或研究领域，，系统生物学正是在这种跨学科的头脑范式下应运而生的。。。。系统生物学在推动基因组妄想、提高生物测序效率等方面施展了主要作用，，同时它还为宽大科研事情者提供了一种全新的系统研究要领，，能大大降低科研本钱，，加速科研效果转化。。。。微软公司比尔·盖茨先生眼光很奇异，，发明我们有很好的思绪就给予支持。。。。由于他的赞助，，365速发国际团队在华盛顿大学建设系统生物学院和系统生物研究所，，增添了必需的基础设施和装备，，研究速率大大加速，，最先了DNA测序。。。。自动化手艺要领的引入也大大提高了DNA测序的效率。。。。事实证实，，比尔·盖茨的这个决议具有超前的科学意识。。。。

　　人类基因组妄想是将人类基因组的卵白彻底展示出来，，系统生物学是使用现代的网络，，发明导致人类疾病的缘故原由。。。。一是开展血液早期检测，，二是接纳越发轻盈的治疗。。。。因此，，系统生物学研究，，整合各个学科的研究效果很是主要。。。。好比从基因、分子、细胞等差别角度的研究，，都是在差别层面上关于一个事物的研究，，把这些研究结成网络，，并且用一定的范式体现出来，，就能找到疾病的致病缘故原由。。。。未来，，这些都可能以数学的模式体现，，但现在我们还不可做到这一点。。。。

　　系统生物学的生长偏向将是系统地举行生物学和医学研究，，例如疾病的展望、预防，，开发个性化和加入性的药品；；；；；起劲开发先进的盘算工具以推动系统生物手艺的生长；；；；；联合科研院所和企业，，并建设战略相助关系，，将知识转移到社会需求中。。。。在21世纪初，，系统生物学研究在康健、能源、情形、农业和营养等方面已经有了一些突破性希望。。。。

　　《科学时报》：最近，，美国生物学家克雷格·文特尔（J. Craig Venter）在实验室中重塑“丝状支原体丝状亚种”的DNA，，创立出历史上首例“人造单细胞生物”。。。。犹如昔时英国科学家克隆乐成“多利羊”一样，，在国际上引起强烈回声，，您怎么看待这种科学探索和研究效果？？？？？

　　Leroy Hood：克雷格·文特尔的文章中提到通过DNA合成手艺把基因镶嵌到细胞里，，使细胞体现新特征。。。。体外DNA合成，，把基因组勾连在一起，，是手艺上大的突破。。。。这是一种科学探索与手艺方面的新希望；；；；；虽然政府是很支持科学研究为人类效劳的。。。。可是这种要领的现实应用尚有很长的路要走，，由于我们还没有能力重新设计一种新的生物。。。。

　　社会公众对“克隆”有担心。。。。我们应该尊重和思量社会民众的这种担心，，并且想步伐相同，，使他们明确科学事情，，科学探索照旧应该举行的。。。。美国政府榨取任何克隆人研究，，任何一个改变人类基因的实验都是榨取的，，不然效果严重。。。。不允许“克隆”人，，是由于我们现在关于生物界未来的许多方面还一无所知，，可能我们希望向好的方面改变，，但若是做得不当，，却可能导致相反的效果，，甚至带来灾难。。。。现实上，，克隆人是很难题的，，在手艺上是禁止易实现的，，现在还不具备可能性。。。。

　　《科学时报》：21世纪将迎来生命科学手艺领域的新一轮突破性生长，，为了使社会公众相识科学，，科学家和科技媒体应当做些什么？？？？？

　　Leroy Hood：疾病问题是天下性的，，它的解决需要各国的战略性相助，，一些疾病不是来自遗传，，而是由贫穷、缺乏教育造成的。。。。而解决天下问题都是从本土行动最先的，，我就经常通过演讲或讲座普及生物学知识，，让人们更多地相识科学。。。�？？？？？蒲е逗褪忠沼Ω梦缁岷腿死嘈Ю�。。。。

　　科学家应该起劲资助人们明确科学。。。。教育的作用不但仅是让人获得学历，，更主要的是，，它要向社会转达知识。。。。建设于2000年的华盛顿大学系统生物研究所（ISB）就是这样做的。。。。ISB除了专攻生物剖析和生物医学外，，还设立了科学咨询中心，，目的是建设科学西席培训机构或为此类机构提供支持，，从而使这些教授自然科学的先生能够作育出具有科学素养的学生。。。�？？？？？蒲ё裳行幕刮行⊙峁┛蒲ё裳Ю�。。。。仅2009年，，科学咨询中心就为华盛顿44所学校的科学课西席提供了99场专业培训，，这些学校的学生人数占华盛顿所有学校学生的45%。。。。

　　媒体是一个宣传和教育公共的主要平台，，媒体在报道一些科学探索效果和一些重大问题（如进化、天气转变等）的宣传中有很主要的作用。。。。并且，，从媒体的报道中，，伪科学可以被舆论剔除，，留下真正的科学。。。。媒体的主要责任在于教育民众，，让公众明确科学，，跟上时代科学生长的程序。。。。

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