生命科学百年回顾与展望

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【 原文由 wjing 所发表 】
I. 20世纪最伟大的三项发明
☆ 伟大的科学家爱因斯坦1905年（26岁）创立了革命性的时空理论－狭义相对论，1913年创立广义相对论，揭示了空间、时间、物质和运动之间的内在联系，带来了整个物理学和人类论知识的革命。
☆ 伟大的科学家海森堡（1925，时年24岁）和狄拉克（1925，时年23岁）创立的量子力学以及量子场论的发展，不仅揭示了物质科学新的一页，而且微电子与光电子及信息技术的发展奠定了理论基础。
☆ 伟大的科学家Crick(37岁)和Watson(26岁)于1953年在Nature上公布了DNA双螺旋结构模型，这是生物学史一场彻底的伟大革命，揭开了长期困惑人们的生命之谜的奥秘, 宣告了分子生物学的诞生。
II　20世纪最伟大的三项计划
20世纪的科学已从追求知识真理的Great Science转变为实现国家战略目标的Big Science,这就是发达国家政府实施的大科学工程与国家战略计划。
☆ 美国政府的曼哈顿计划：1942年6月开始，投入人力55万人，其中科学家和工程师15万，耗资22亿美元，到1945年完成了制造原子弹的计划，在日本投掷，使两座城市毁灭，数百万人丧生，日本投降，第二次世界大战结束。
☆ 美国政府的阿波罗计划：这是一项标志人类文明向地外空间扩展的庞大计划，参加单位有2万家公司和研究机构，120所大学，400余万人，耗资近300亿美元，终于在1969年7月26日，由阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶的阿波罗1号飞船登上了月球，实现了人类数千年来的梦想。
☆ 世界性的人类基因组计划（HGP）:HGP是本世纪启动的最后一项庞大的跨国科学工程
，目标是测定人类基因组30亿碱基对全序列，以探求人类的全部基因遗传信息，1990年首先在美国启动投资30亿美元，目前已有110多个国家参加。本世纪100年来生物学的划时代成就
1910 Morgen 遗传学规律与Mondle的遗传分配律和交换律合称遗传学三大定律，Morgen还提出性染色体，首创基因。
1934 Avery DNA是遗传物质
1940 Beadle和Tatum 蛋白质由基因编码，提出一个基因一个酶学说
1951 Pauling 蛋白质的α螺旋，蛋白质的二级结构
1951 McClintock 可移动Movable gene)
1953 Watson和Crick： DNA的双螺旋结构
1956 Kornberg DNA聚合酶
1958 Meselson和Stahl DNA的半保留复制
1959 Weis和Lederberg RNA聚合酶
1960 Volkin mRNA
1961 Crick 提出DNA RNA 蛋白质的中心法则
1961 Brenner DNA碱基的三字密码，一个密码代表一个氨基酸
1961 Jacob和Monod 乳糖操纵子(Lac Opern)
1963 Sang和Thompson 首次测定了胰岛素51个氨基酸的一级结构
1966 Weigert 终止密码(Stop Codon)
1966 Nirenberg等全部破译64个遗传密码，一部生物学的无字天书－密码字典问世，揭示了生物遗传信息的传递方式和规律
1969 Temin 类病毒(viroid)，揭示了生命起源之谜的奥秘
1970 Smith和Wilcox 限制性核酸内切酶
1970 Tem和Baltimore 病毒的逆转录酶，修正了遗传信息流的中心法则：DNA RNA
1970 P.H.Duesberg 发现了Retrovirus的癌基因(oncogene)
1972 Berg 进行了划时代的第一次DNA重组(SV40+λphage)
1973 Cohen 进行了划时代的第一次分子克隆，宣告了基因工程的诞生
1976 Gilbert和Maxam 化学直读法测DNA序列
1976 D.Stehelin 发现人细胞中有与病毒相似的癌基因，称其为细胞癌基因
1977 Sanger 双脱氧链终止法测定DNA序列
1977 Bergert 断裂基因(Interruption gene)，揭示了真核基因的相嵌结构,成熟mRNA加工机制：Splicing
1977 Beyer 大肠杆菌第一个基因工程产品：人生长激素释放抑制素(Samotostatin)
1978 Boyer和Itakura 大肠杆菌表达人生长激素基因
1981 Cech Ribozyme有酶活性的RNA
1982 Brinster 转基因动物，超级老鼠成功
1982 美国公司 第一个基因工程胰岛素商品化：Humulin
1983 美国科学家 发现Prion，可能对中心法则进行第二次修正
1985 Saiki 多聚酶链反应(PCR)
1985 Krudson 抑癌基因rb
1986 Muller 端粒(Telomere)
1987 Dhundale RNA和DNA杂合子msRNA，反转录单元和病毒的祖先：Retron, 再次揭示生命的起源
1989 Greider 四膜虫的端粒酶(Telomerase)
1990 Levine 明星基因：抑癌基因p53
1994 Reed 重要的人类癌基因bcl-2
1995 Chittenden, Farrow和Klefer 抑癌基因bak
1995 Cuenoud 酶活性DNA
1996 Morin 人Hela细胞的端粒酶
1996 Bult 原核和真核间的过渡生物
1997 Jacobson 细胞凋亡(Apoptosis)
1997 英国威尔姆斯(Weilmos) 克隆羊多利(Dolly)
1998 美国ONYX公司Bischoff 缺陷型腺病毒治疗癌症
1998 夏家辉等 中国发现神经性耳聋基因
1999 美国普及转基因玉米、大豆和棉花，种植面积50％
21世纪的生命科学
21世纪的生命科学必将是各学科的相互渗透与相互交融的"大生物学"时代
1. 分子生物学仍将是新世纪生命科学的核心
☆ 人类基因组计划将在2003年完成
结构基因组学(Structural genomics)
功能基因组学(Functional genomics)
包括：基因组的多样性和进化规律
基因组水平的表达及调控的时空规律
模式生物基因组研究(果蝇、小鼠、水稻)
基因组整体水平的功能
基因组非编码序列的分析与功能
☆ RNA与生命起源
☆ 蛋白质到DNA的遗传信息传递完善的中心法则
☆ 灭绝生物的基因组文库与重要命活动和疾病有关的新基因
☆ 设计与合成新的基因
☆ DNA语言、DNA通迅与DNA计算机
☆ 人工合成生命体
2　发育生物学将在细胞生物学基础迅速兴起，成为新世纪生命科学的重点
☆ 揭示一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为结构与功能无比复杂的个体
☆ 阐明在个体发育中时空上有条不紊的程序控制机制
☆ 调节基因在时空上的联系与配合
☆ 细胞克隆、克隆动物
3　脑科学与神经生物学将掀起生命科学的新高峰
☆ 从分子到行为水平的各种层次对脑功能的研究
☆ 阐明学习、记忆、思维、行为与感情的分子生物学机理
☆ 控制神经性疾病的基因
☆ 脑功能与智能计算机和生物信息学
☆ 脑细胞指导人与动物行为的机理
4　生态学包括物种的多样性保护了将成为21世纪生命科学的重点
☆ 协调人类活动与环境的关系
☆ 世界环境的保护、资源的合理开发与保护
☆ 生物多样性保护、濒临灭绝生物的保护
☆ 社会的持续发展与人类在地球上的持续生存
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