生命科學邁入“大科學”時代
“目前，生命科學的發展趨勢是從‘小路’走向‘大道’以至‘高速路’，”。近日，在中外著名科學家雲集的“21世紀科學前沿與中國的機遇”高層論壇上，中國科學院生物物理研究所所長饒子和教授對當今生命科學的發展趨勢進行“點題”，並分析了國外生命科學研究重要計畫最新動態。這裏所謂“小路”和“大道”，置換成正式的書面語言就是“小科學”與“大科學”。饒子和解釋說，科學研究中所謂的“小科學”通常是指“以科學假設為驅動力”，以個別科學家及其領導的小組研究為主體的“自由探索”；而“大科學”是指“以科學問題為驅動力”，發揮多學科交叉、優勢互補、組織團隊進行聯合攻關從而完成某一項科學計畫或科學工程。如我國早期的人工合成胰島素、胰島素晶體結構測定等都是具有一定特色的生命科學領域的“大科學”計畫成功的案例。
饒子和指出，大規模人類基因組測序的順利完成，標誌著生命科學開始由“小科學時代”邁入“大科學時代”。更加確切地說，是“大科學”與“小科學”結合、互補和並存的時代。
人類進入21世紀至今，由美國、英國和日本等發達國家政府牽頭，在生命科學領域實施了一系列重要的“大科學”計畫。
2003年美國國立衛生研究院（NIH）發佈的“線路圖”，是當代健康科學研究的一個重要“指標”。它在三個主要領域確定了當前的重大機遇：探索新途徑和新方法、打造未來的研究團隊、重新設計臨床研究事業。圍繞NIH線路圖的主題，美國各大相關研究機構相繼採取了一系列大動作。
關鍵字一：系統生物學2005年底，美國能源部宣佈，自2002年開始實施的後基因組計畫（“從基因組到生命”）下一階段的核心任務是要發展系統生物學––一門整合了大科學和傳統實驗科學，並涉及生命科學和資訊科學等的綜合學科。2006年2月，美國總統布希要求在2007年為這項計畫資助一億一千九百萬美元。美國能源部表示，這項計畫的潛在影響可能涉及新的生物技術產業、納米材料和環境科學等方面，將對經濟、社會和人類本身產生重大而深遠的影響。
關鍵字二：幹細胞作為基因研究的新領域，幹細胞研究力求在未來能夠讓患者體內的多種組織實現再生，替代病變組織。2004年11月美國加利福尼亞州批准一項撥款30億美元進行幹細胞研究的71號提案，計畫以發行債券的形式在10年內每年拿出3個億支持幹細胞研究。儘管圍繞該提案還有不少爭議，但支持者信心很足，認為幹細胞研究不僅有可能幫助治癒病人，而且對當地的經濟也會起到巨大的推動作用。
關鍵字三：癌症基因組2005年NIH開始了“人類癌症基因組計畫”的試驗階段，目標是“總結癌細胞中所有的遺傳突變從而發現新的藥物靶點”。該計畫耗資高達15億美元，為期10年，將資助能夠進行腫瘤高通量分析的中心，首先對2～3種腫瘤的5000～6000個基因重新測序，然後在相關技術發展和生物資訊學系統推進等方面尋求突破。
關鍵字四：結構基因組人的身體需要數以億計蛋白質分子的協調行動，每一個蛋白質分子都有一個獨特的三維結構。假如一種蛋白質的三維構相發生了變化，就會對人的健康產生很大的影響。2000年，NIH發起與人類基因組計畫規模相當的“蛋白質結構啟動計畫”，即“結構基因組計畫”，它的最終目標是在10年內獲得10000個蛋白質的三維結構。2005年7月，NIH宣佈再注資3億美金，以儘快解析一大批蛋白質結構，並集中力量研究如何攻克難度大又富有挑戰性的蛋白質，包括那些藥物靶標蛋白。
除美國外，英國、日本等國家也不甘落後，紛紛斥鉅資引領生物醫藥領域的大科學研究。
英國研究理事會在2004年將“幹細胞研究計畫”列為未來三年新啟動研究計畫之首，僅2005～2006年就為幹細胞研究注資7000萬英鎊。在後基因組學和蛋白質組學研究方面，英國政府預計資助總額在2.46億英鎊。此外，英國政府還計畫在“腦科學”和“動物傳染性疾病”兩方面加大研究力度，以發展新的腦科學技術，開發出針對動物傳染病的疫苗等。
日本政府於2002年底提出“生物產業立國”的口號。並決定從2004年起實施一項名為“基因組網路研究”的新計畫，用以查明基因、蛋白質如何在體內發生複雜的相互作用，最終引發癌症等疾病的整體過程，從而獲取大量與制藥相關的資訊。這項計畫持續5年，當年即投入30億日元。在蛋白質功能研究方面，日本文部科學省從2002年4月起實施了“後基因組研究”大型生命科研計畫，目標是5年內解析與查明3000種與開發新藥相關的蛋白質結構和功能，以彌補在人類基因組研究中與歐美國家形成的差距。
在我國，以1993年國家自然科學基金委員會批准重大專案“中華民族基因組若干位元點基因結構比較研究”立項為標誌，新時期生命科學前沿領域大科學研究的帷幕徐徐拉開。此後，國家自然科學基金、國家“863”、國家“973”等科學計畫相繼對基因組學、蛋白質組學、結構基因組學、納米科學等大科學研究計畫進行了重點支持，其中僅對蛋白質組學研究的支持總計已經近1億元人民幣。今年2月頒佈的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》表明，我國對生命科學領域大科學研究的支持力度還將進一步加大。
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