基因工程与生命科学的未来

作者: 邓子新

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2020-07-31 07:00:00

文章讨论了地球面临的多种考验,如疾病、粮食短缺、人口膨胀、生态失衡和能源危机,提出基因工程是解决这些问题的关键。邓子新院士详细介绍了DNA的结构和功能,以及基因工程在生命科学中的应用,包括抗病作物、基因武器的潜在威胁和生物能源的发展。文章强调了保护民族基因和应对环境污染的重要性,并展望了合成生物学的未来前景。

目前的地球面临着太多考验,有疾病危害、粮食短缺、人口膨胀、生态失衡、能源危机,我们的下一代怎么办?科学家提出了用“基因工程”力挽狂澜!邓子新,微生物学家,中国科学院院士,我们人类历史上经历了多次的工业革命。

第一次的工业革命是1765年以蒸汽机诞生为标志,把我们带进了蒸汽机的时代;第二次的工业革命主要是以半导体为标志,带我们进入了电子时代;第三次的工业革命则是以1946年美国人发明的第一台电子计算机为标志,带我们进入了信息时代。第四次的工业革命是一场什么样的革命呢?1953年Waston和Crick发现了DNA双螺旋结构,可以说是开启了生命科学的新时代。

DNA是生命的物质基础,我们回过头来看一看DNA是什么?从化学结构上来讲,我们把DNA叫做脱氧核糖核酸是G、A、T、C,4种碱基和核苷酸,再加上糖基组成的双螺旋结构物质。这种双螺旋结构编码了自然界千变万化的遗传现象,可以说是构成了我们生物界无穷无尽的遗传信息之源。DNA的自然恐怖——流行性疾病。

世界卫生组织说,这个世纪可能有一百多种流行性疾病,不光是感冒、禽流感、SARS、埃博拉还有许许多多的疾病,包括早期肺结核等等。这些疾病严重地威胁人类的生长、生存和发展,这些细菌看起来都很小,但是它们造成的危害,对如今的生物安全和社会安全来说是非常大的问题。

基因武器的研制,相对来说也不是那么复杂,因为它可以根据现有的一些病原菌,以及一些稀有的、不同民族的基因,民族专一性的一些基因,敏感性的、易感性的基因等,可以很容易制造出来,生产的工艺很简单、生产量又大,没有辐射、没有污染,成本也低,所以说是非常可怕的,而且是人为的。所以,从这个意义上讲,我们要保护我们民族自己的基因,要保护尤其是那些易感性的基因不被国内外或者恐怖势力所利用。

如今的地球面临着很多的威胁,人类的挑战很大,能源的危机、资源的危机,食品、药品还有生物物种的消亡这都给我们人类提出了巨大的挑战。石化资源开始短缺。化石的资源都是不可再生的,迅速枯竭,而且会产生大量的二氧化碳气体,排放到地球空间中。又有垃圾焚烧等问题,环境污染越来越恶化。如今大量的碳资源都不可再生,是指农副产品,没有充分利用。

全球每年有1700亿吨的生物质,利用率只有3.5%,如果我们能够把利用率变成5%,比如用它生产燃料代替柴油或汽油,可能会达到全球的石油总量那么多。我们每年生产的7亿吨秸秆,其中2亿吨被就地焚烧,这种现象要靠农业生物技术来改变它。如今很多的产品可以通过生物炼制、发展细胞生物工厂来进行生物催化,把可再生的生物生产过程中的副产品,变成能源产品、生物材料、化工产品,比如洗涤产品、化工产品等。

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