21世紀生物技術(shù)的發(fā)展

1、21 世紀生物技術(shù)的開展DNARNA 的另一個顯著特點和開展趨勢。分開來看，生物科學技術(shù)擁有眾多分支學科技術(shù)，現(xiàn)代生物學研究的熱點領(lǐng)域有：基因組學、生物信息學、抗體工程技術(shù)、組織工程學、干細胞研究、藥物分子設(shè)計以及行為科學、生態(tài)學等。人類基因組方案的實施將極大地促進生命科學領(lǐng)域一系列相關(guān)科學的開展，說明基因的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，細胞的發(fā)育、生長、分化的分子機理等。這意味著生命科學從尋找生物學上個別重要的基因開展到整個基因組功能活動規(guī)律的研究，實現(xiàn)了從局部到整體的轉(zhuǎn)變。目前開展的最新趨勢就是將最近幾年開展起來的許多新技術(shù)（如高通量掃描，生物芯片，高密度單核苷酸多態(tài)性（SNP）遺傳圖譜，生物信息學等）

2、與知識融入到分子醫(yī)學、藥理學、毒理學等諸多領(lǐng)域，并運用這些技術(shù)與知識大規(guī)模系統(tǒng)地從整個基因組層面去研究不同個體的基因差異與藥效的關(guān)聯(lián)，側(cè)重于了解有重要功能意義和控制藥物代謝與處置的多態(tài)性基因，以求探明藥理學作用的分子機制以及各種疾病致病的遺傳學機理，從而最終到達精確指導開發(fā)的目的。由于新一代遺傳標記物（即單核苷酸多態(tài)性）的大規(guī)模發(fā)現(xiàn)， 以及將其迅速應用于群體流行病遺傳學，也可大大推動多基因遺傳病和常見?。ㄍ嵌嗷虿。C理的根底研究，其研究結(jié)果又可以為制藥工業(yè)提供新的藥靶。生物信息學包括基因組學、結(jié)構(gòu)生物信息學、功能生物信息學和蛋白質(zhì)組信息學，核心是基因組學，包括基因組信息的獲取、處理、存儲

3、、分配和解釋，首要任務之一是發(fā)現(xiàn)新基因和新的功能； 結(jié)構(gòu)生物信息學主要研究基因產(chǎn)物即蛋白質(zhì)和多肽的信息結(jié)構(gòu)；功能生物信息學主要指細胞反響的數(shù)據(jù)庫，存儲有各種刺激后細胞基因表達改變的功能信息，提供細胞類型、能夠表達的基因及其誘導劑等方面的咨詢；蛋白質(zhì)組信息學主要涉及蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立， 相關(guān)軟件的開發(fā)和應用，及蛋白質(zhì)組成員序列、結(jié)構(gòu)、功能、定位分類和蛋白質(zhì)連鎖圖的構(gòu)建，及蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)預測等。生物信息學的主要研究內(nèi)容有：（1）支持系統(tǒng)的開發(fā)研究，具體包括數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、建立和應用；軟件開發(fā)；網(wǎng)絡資源的開發(fā)利用。（2）生物計算與分析，具體包括序列比對（Alignment）；基因識別與DNA 序列分析

4、；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測；分子進化和比擬基因組學。生物信息學的應用領(lǐng)域包括有基因疾病的診斷；動植物優(yōu)良選種；藥物研究與開發(fā)等。利用現(xiàn)代生物技術(shù)改造已有的抗體、構(gòu)建新的抗體或者是制備類抗體分子，稱為抗體工程。目前通常認為抗體工程有三個階段： 細胞工程抗體階段；基因工程抗體階段（抗體基因組合文庫，噬菌體外表呈遞系統(tǒng)）；類抗體制備階段，即抗體技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合或者模擬有機分子模型。基因工程抗體的技術(shù)途徑包括：人鼠嵌合抗體；人源化抗體；小分子抗體；胞內(nèi)抗體；抗體庫；轉(zhuǎn)基因動物；轉(zhuǎn)基因植物。隨著干細胞技術(shù)的突破以及干細胞本身所具有的特性，使得人類有可能在體外培養(yǎng)某些干細胞，分化為所需要的各種組織細胞以供臨床

5、所需，或作為“種子”細胞用于組織工程。應用ES 細胞進行臨床組織移植的根本途徑為：自胎兒性腺或早期胚胎別離人ES 細胞，經(jīng)體外擴增后進行基因修飾排除移植排斥， 在體外定向分化后移植給病人。胞，如造血干細胞、骨髓間充質(zhì)干細胞、神經(jīng)干細胞、肝臟干細 肪基質(zhì)干細胞可變成骨和成軟骨細胞。造血干細胞具有自我更新、多向分化、重建長期造血、采集和體外處理容易等特點，因此是基因治療最理想的靶細胞之一。通過細胞工程技術(shù)可在體外模擬或局部模擬體內(nèi)造血過程（包括基質(zhì)細胞的支持和造血生長因子的調(diào)控等）?？稍诙唐趦?nèi)大量擴增早期造血祖細胞及各階段的造血前體細胞；并可定向誘導擴增大量的紅細/NK血細胞和免疫活性細胞，滿足根底研究及臨床應用的需要。組織器官的缺損或功能障礙是人類安康所面臨的主要危害之一，也是引起人類疾病和死亡的最主要原因。干細胞治療也幾乎涉及人體所有的多數(shù)醫(yī)學難題，如心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、骨質(zhì)疏松、惡性腫瘤、肌肉、骨及軟骨缺損、老年性癡呆、帕金森氏病、嚴重燒傷、脊髓損傷和遺傳性缺陷等疾病的治療。同時，現(xiàn)代生物技術(shù)