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    美国麻省理工学院院长:迎接人类第三次生物革命

    互联网2009年5月31日 20:00 点击:1257

    美国麻省理工学院院长谈生命科学和工程学的融合

    在美国科学促进会(AAAS)最近举行的科学和技术政策论坛上,美国麻省理工学院院长苏珊·霍克菲尔德女士就未来生命科学的发展前景进行了演讲,她表示,沃森和克里克于1953年发现的脱氧核糖核酸(DNA)结构为生命科学的两次革命奠定了基石。这两次革命分别是分子生物学和基因组学,前者揭示了编码在DNA内的信息是如何通过核糖核酸(RNA)解译给完成生命功能的蛋白质的,后者帮助人们揭示了基因组所携带的信息。苏珊认为,现在人们面临着许多独特的科学机遇,而在生命科学方面,人们看到的将是生命科学与物理学和工程学融合的所带来的第三次生物革命。

    苏珊认为,在过去数十年中,生命科学知识的加速扩展正是建立在生命科学和工程学两者间的合作之上。无论是对DNA、RNA和它们蛋白质产品的结构和功能的认识,还是?#25581;?#24320;发和临床诊断,人们均借助了物理学和工程学开发的新手段和工具,如电子显微镜、断层扫描仪和核磁共振?#19978;?#20202;等。在人类基因组破译项目中,数学和计算机科学以及?#30475;?#30340;新型基因测序技术成为生物学家依靠的重要工具。

    苏珊指出,或许从表面上看,生命科学和工程学之间的这种合作更像是工程师在为生物学家提供服务,?#27426;?#27491;是它们的合作才孕育了生命科学再次革命的来临。她表示,两门学科紧密的关系现在已经演变进化成了强有力的、富有成效的新生体,它们逐渐形成平等的关系并出现两者走向融合的迹象。在未来,它们各自将从融合中获益匪浅。为阐述自己的观点,苏珊列举了麻省理工学院目前正在从事的癌症医学、电池能源和环境保护这三项研究。

    在癌症医学方面,麻省理工学院的大卫?科赫综合癌症研?#20811;?#20013;有十多名癌症研究科学家和十多名工程师,他们领导着多个研究小组研究和开发新的癌症诊断、治疗和预防途径。人们所期待的成果之一是针对癌症细胞的化学?#21697;ǎ?#21033;用纳米送药载体将药物直接送达病灶灭杀癌细胞;在电池能源方面,学院研究人员开发出了将病毒用于制造锂离子电池的阳极和阴极的技术,这?#20013;?#22411;电池可在室温下制造,不会排放有毒物质,在电能容量上与普通锂离子电池相当的情况下,具有更佳的充、放电性能,适合用作插电混合动力汽车的电池。这是生物学帮助能源工程学的鲜活实例;在环境保护方面,学院土木和环境工程师利用基因组学技术解密海洋的微生物生态系统,以及监视微生物生态系统对气候变化的反应。

    苏珊认为,目前人类社会面临着众多具有广泛影响力的问题,从流行性疾病到失策的全球经济,再?#35762;?#21487;?#20013;?#21457;展的全球能源体系,无不让人深感压力。为此,人们应该采取措施,促进生命科学和工程学的融合,让人类早日分享生命科学的新革命带来的丰硕果实。她建议通过四种特殊的手段加速生命科学第三次革命的来临。

    首先,必须鼓励年轻人投身于生命科学和工程学融合的事业,应激发他们的热情,同时为他们提供包括生物和工程、计算机和数学等跨学科教育,让他们能?#36824;?#21516;轻松驾驭多门学科的基本知识。

    其次,建立新的学术机构。在麻省理工学院,细胞和分子生物研究机构自然“孵化”出了生物工程新学科,这优于将生物学家和工程师简单组合起来的模式。“孵化”过程的结果是,研究人员既懂工程语言又懂生命科学语言,还出色地掌握了生物工程语言。由于十?#36136;?#24713;生物知识,生物工程师在工作中将自己的能力发挥到了极至:分析复杂的系统、解释预期的数学模型、找出基本设计原则,并随后设计全新的问题解决途径。苏珊认为要向全美推广麻省理工学院的做法,并鼓励各学科之间加强交流和合作。

    第三,将现在的经费发放机制转为偏重跨学科的研究工作。必须继续为新?#25628;?#31350;机构中跨学科领域和项目的研究和从事研究的年轻人提供经费,不能单单教育和培养跨学科学生而不提供从事跨学科研究生涯所需的资金。?#36865;猓?#33487;珊还认为,应该为由不同系、不同学院和不同研?#20811;?#30340;人员共同参与的项目提供资金,并为简化他们获得投资的申请?#20013;?/p>

    最后,国?#24050;?#21457;经费发放机构之间必须建立联系。美国国家医学研究院(NIH)是联邦政府生命科学基础研究经费的主要发放机构,其他还有国家科学基金会、能源部和国防部。苏珊表示,这种科?#22411;?#36164;形式难以营造统一的研究环境。经费发放机构之间应该建立联系,并与科学家成为合作者,共同确定更有机遇的投资领域和首要的科学挑战,共同制定统一的研发战略。

    苏珊最后说,第三次生物革命将改变人们的生活。她表示,在20世?#32479;酰?#27809;有人想到人类的生活会因源于物理学和工程学结合的工业所改变。如今,人们也无法预知生命科学与物理学和工程学的融合将会带来什么样的工业,但是可以肯定的是,新生的工业将极大地改变人类的生活。她相信,目前美国面临的问题是需要改变美国科研机构和调整联邦政府运作以加速开发新的生物革命的潜能,这将有利于人类的健康、国?#19994;?#32321;荣和地球的生存。

    (来源: 互联网 )


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