当前位置：搜档网 › 基因工程技术的现状和前景发展

基因工程技术的现状和前景发展

摘要

从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。

基因工程应用于植物方面

农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。?在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。?随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。?

基因工程应用于医药方面

目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。?目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。

基因工程应用于环保方面

工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，已成为人们十分关注的问题。基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4种菌体基因链接，转移到某一菌体中构建出可同时降解4种有机物的“超级细菌”，用之清除石油污染，在数小时内可将水上浮油中的2/3烃类降解完，而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢杆菌、且表达成功。它能钉死蚊虫与害虫，而对人畜无害，不污染环境。现已开发出的基因工程菌有净化农药的DDT的细菌、降解水中的染料、环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸药的工程菌及用于吸附无机有毒化合物(铅、汞、镉等)的基因工程菌及植物等。?90年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外加工重组，最后导入合适的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而**地提高降解效率。四、前景展望由于基因工程运用DNA分子重组技术，能够按照人们预先的设计创造出许多新的遗传结合体，具有新奇遗传性状的新型产物，增强了人们改造动植物的主观能动性、预见性。而且在人类疾病的诊断、治疗等方面具有革命性的推动作用，对人口素质、环境保护等作出具大贡献。所以，各国政府及一些大公司都十分重视基因工程技术的研究与开发应用，抢夺这一高科技制高点。其应用前景十分广阔。我国基因工程技术尚落后于发达国家，更应当加速发展，切不可坐失良机。?

但是，任何科学技术都是一把“双刃剑”，在给人类带来利益的同时，也会给人类带来一定的灾难。比如基因药物，它不仅能根治遗传性疾病、恶性肿瘤、心脑血管疾病等，甚至人的智力、体魄、性格、外表等亦可随意加以改造；还有，克隆技术如果不加限制，任其自由发展，最终有可能导致人类的毁灭。还有，尽管目前的转基因动植物还未发现对人类有什么危害，但不等于说转基因动植物就是十分安全的，毕竟这些东西还是新生事物，需要实践慢慢地检验。转基因生物和常规繁殖生长的品种一样，是在原有品种的基础上对其部分性状进行修饰或增加新性状，或消除原来的不利性状，但常规育种是通过自然选择，而且是近缘杂交，适者生存下来，不适者被淘汰掉。而转基因生物远远超出了近缘的范围，人们对可能出现的新组合、新性状会不会影响人类健康和环境，还缺乏知识和经验，按目前的科学水平还不能完全精确地预测。所以，我们要在抓住机遇，大力发展基因工程技术的同时，需要严格管理，充分重视转基因生物的安全性。

近两年来我国化学生物学领域的突出进展

时间：2015-04-17 来源：学术堂所属分类：?应用化学论文

近年来，化学生物学已经成为具有举足轻重作用的一门新兴交叉学科，是推动未来生命科学和生物医药发展的关键研究领域。通过充分发挥化学和生物学、医学交叉的优势，化学生物学的研究具有重要的科学意义和应用前景，能够深入

揭示生物学新规律，促进新药、新靶标和新的药物作用机制的发现，造福于人类的健康事业，推动社会经济发展。

目前，化学生物学研究已经引起各国政府和全球重要科研机构的高度重视，成为发达国家竞相资助和优先发展的领域之一。化学生物学研究受到各国政府、科研机构和大制药公司的高度重视。美国国立健康研究院( NIH) 提出的生物医学路线图计划( NIH Ｒoadmap) ，将化学生物学设定为 5 个研究方向之一。

它们还设立了巨额预算作为化学生物学的培训经费以及建立了若干着名的小分

子化合物筛选平台。例如，博大研究院( Broad Institute) 就是一个由哈佛大学和麻省理工学院共建的合作单位，致力于开发在生命科学和医药学中能探究基因组学的新工具。化学遗传学( chemical genetics) 以及化学基因组学

( chemical genomics) 在该过程中发挥着重要的作用。耶鲁大学基因组和蛋白质组研究中心( YaleUniversity Center for Genomics and Proteomics) 专门成立了

化学生物学研究小组，从事化学生物学新技术的开发，并应用于功能基因组等方面的研究中。美、日和大部分欧洲发达国家的一流大学均建立了化学生物学人才培养计划。各出版机构都相继出版了高水平的化学生物学专业学术杂志，此外许多生物和化学国际会议也设立了化学生物学分会。这些努力都极大地推动了国际上化学生物学研究水平的快速进步。

在化学生物学的发展过程中，相继出现了如组合化学、高通量筛选技术、分子进化、基因组( 芯片) 技术、单分子和单细胞技术等一系列新技术和新方法，为化学与生物学、医学交叉领域的研究注入了新的内涵和驱动力。近年来，化学生物学家以小分子探针为主要工具，对细胞生命现象，尤其是细胞信号转导过程中的重要分子事件和机理进行了深入的研究。通过充分发挥小分子化学探针研究信号转导的优势，探索和阐述信号转导途径的分子事件与规律以及在病理状态下的变化规律，为疾病的诊断和治疗研究探索新的思路。

与此同时，化学生物学在与包括生物化学、分子生物学、结构生物学、细胞生物学等领域的交叉合作越发深入，研究优势越发明显，这也推动了化学、医学、药学、材料科学和生物学科相关前沿的探索研究，现举例介绍目前的一些具体的交叉研究趋势: 第一，生物有机化学与细胞生物学的交叉融合，利用有机化学手段，通过设计合成一系列多样化的分子探针，研究细胞信号转导过程的重要分子机理; 第二，药物化学与医学的交叉融合，为了实现“从功能基因到药物”的药物研发模式，采用信号传导过程研究与靶标发现相结合，注重药物靶标功能确证与化合物筛选相融合的研究策略; 第三，化学生物技术与生命科学问题的交叉融合，以化学生物学技术为手段，着重发展针对蛋白质、核酸和糖等生物大分子的特异标记与操纵方法，以揭示它们所参与的生命活动的调控机制; 第四，分析化学与

生物学的交叉融合，以化学分析为手段，发展在分子水平、细胞水平或活体动物水平上获取生物学信息的新方法和新技术。化学在让生命可视、可控、可创造的进程中日益彰显其核心作用。

以下对近两年来我国化学生物学领域取得的突出进展加以具体的归纳和介绍。

1 基于小分子化合物及探针的研究

1. 1 以小分子化合物为探针，深入研究细胞生理、病理活动的调控机制

??? 自吞噬( autophagy) 是细胞内的一个重要降解机制。中国科学院上海有机化学研究所马大为和美国哈佛大学袁钧英合作，发现spautin-1 可以特异性地抑制泛素化酶USP10 和USP13，进一步促进了VPS34/P13 复合物的降解，导致特异性地抑制自吞噬。他们发现USP10 和USP13 作用于VPS34 / P13 复合物的亚单位Beclin-1，Beclin-1 是一肿瘤抑制剂，调控P53 的水平。他们的发现提供了一个蛋白去泛素化调控P53 和Beclin-1 的水平、抑制肿瘤的新机制［1］。近年来，细胞坏死逐渐被认为是哺乳动物的发育和生理过程的重要组成部分，并参与了人类的多种病理过程。雷晓光和王晓东等通过筛选得到 1 个抑制细胞坏死的小分子化合物坏死磺酰胺( necrosulfonamide) 。此前王晓东实验室的研究证实了ＲIP3 的激酶活性在肿瘤坏死因子TNF-α 诱导的细胞坏死过程中是不可或缺的，并发现MLKL 扮演着ＲIP3 激酶其中1 个底物的角色。这次发现的小分子正是通过特异识别MLKL 而阻止坏死信号的传导［2］，对于设计并开发针对细胞坏死相关疾病的药物起到了极大的提示和推动作用。裴端卿等继发现维生素C能够显着提高小鼠与人的体细胞重编程效率( 效率可以达到约10%) 引起广泛关注之后，进一步研究发现体细胞的组蛋白去甲基化酶Jhdm1a/1b是维生素C 介导的细胞重编程的关键作用因子。他们发现，维生素 C 能够诱导小鼠成纤维细胞H3K36me2 /3 去甲基化，并促进体细胞重编程。

该工作也证明了制约体细胞“变身”的分子障碍是组蛋白H3K36me2/3，而维生素C 能够突破这一障碍从而促进重编程的发生［3］，该工作被选为了《Cell Stem Cell》当期的封面文章。邓宏魁等通过系列筛选工作，首次发现4 个小分子化合物可以完全替代Yamanaka 四因子，将小鼠体细胞诱导成为多潜能性干细胞，这项工作将直接导致化学再生医药新领域的产生［4］。宋保亮等针对胆固醇负反馈调控途径，筛选活性小分子化合物，研究其对代谢性疾病的功能作用，并揭示胆固醇代谢负反馈调控的信号转导机制。首先他们针对SＲEBP 途径构建

报告基因系统，对数千种化合物进行筛选，获得 1 种名为白桦酯醇的小分子化合物，它能够特异性地阻断SＲEBP 的成熟，抑制其活性。在细胞水平，白桦酯醇能显着抑制胆固醇、脂肪酸和甘油三酯等脂质合成基因的表达，减少脂质合成，降低细胞内脂质含量。因此，白桦酯醇具有良好的抗动脉粥样硬化作用和Ⅱ型糖尿病的治疗作用［5］。

1. 2 若干细胞关键信号转导通路的研究

??? 李林发现了NC043 和中国科学院昆明植物研究所郝小江发现了天然产物

S3 类似物HLY78两个全新的调节Wnt 信号途径的小分子。其中，NC043 影响细胞内β-catenin 和TCF4 的相互作用而抑制Wnt 信号途径并抑制结肠癌细胞的生长［6］; S3 抑制经典Wnt 信号途径，并且它发挥作用的主要机制是在细胞核里，这为治疗由于经典Wnt 信号途径异常激活而引起的癌症提供了先导化合物。同时，他们还发现S3 对于不同的经典Wnt 信号途径异常激活的肿瘤细胞系的抑制效率也是不一样的，这为后期探明不同肿瘤细胞系之间的差别和揭示Wnt 信号途径下游转录调控的机理提供了契机。

1. 3 重要靶标、抑制剂和标记物的发现

??? 陈国强等在前期发现从腺花香茶菜中提取的腺花素( Adenanthin) 能够诱导白血病细胞分化的基础上，成功地捕获了它在细胞内的靶蛋白———过氧化还原酶( peroxiredoxin) I/II，并依此阐释了白血病细胞分化的新机理［7］。通过对腺花素进行分子改造，并在明确其活性基团后，合成生物素标记的腺花素分子，他们借助蛋白质组学和生物信息学技术平台的支持，以生物素标记的腺花素为“诱饵”，利用蛋白质组学和生物信息学技术，在白血病细胞中“垂钓”腺花素可能结合的蛋白质，结果发现，腺花素能够与过氧化还原酶Prx I和Prx II 共价结合，该工作对白血病的病理研究及治疗都将起到极大的推动作用。吴乔、林天伟、黄培强等发现了名为TMPA 的化合物，能够通过与吴乔等前期发现的与糖代谢调控密切相关的新靶点—Nur77 的基因转录调控因子的结合，使原先结合Nur77 的LKB1 得到分子释放。后者能够从细胞核转运到胞浆，并激活直接参与糖代谢调控的重要蛋白激酶AMPK，达到降低血糖目的。

此外，他们还通过晶体结构解析了Nur77-TMPA的复合物晶体，从原子水平上进一步解释了TMPA 结合Nur77 的构象和精确位点，为今后设计和研发新

型的糖尿病药物提供了必不可少的结构基础［8］。该工作所发现的化合物TMPA 或可成为一种新型糖尿病治疗药物的“雏形”，为未来新型糖尿病治疗药物的研发提供一个全新方向和路径。杨财广等［9］进行了基于mＲNA 中N6 位甲基化修饰的腺嘌呤( N6-methyladenosine，m6A) 去甲基化酶FTO 结构开展小分子调控的研究，首次获得了对核酸去甲基化酶FTO 具有酶活和细胞活性的小分子抑制剂。张翱、镇学初等［10］针对帕金森氏病治疗过程中出现的异动症进行作用机制研究，阐明了5-羟色胺1A 受体和FosB 基因与异动症的关系，进而发现了同时靶向多巴胺D2 和5-羟色胺1A 受体的新型抗帕金森活性化合物。

1. 4 天然产物分子的生物及化学合成

谭仁祥等通过研究发现了螳螂肠道真菌( Daldinia eschscholzii ) 产生的

结构全新的Dalesconol 类免疫抑制物及其独特的“异构体冗余现象”。在此基础上，发现Dalesconol 类免疫抑制物是由不同的萘酚通过酚氧游离基耦合产生的，同时发现其“异构体冗余现象”很可能源于真菌漆酶引致的关键中间体优势构象［11］。该成果不仅为此类免疫抑制物来源问题的解决奠定了重要基础，而且为酚类合成生物学研究提供了新的思路和概念。萘啶霉素( NDM) 、奎诺卡星( QNC)及Ecteinascidin 743 ( ET-743) 均属于四氢异喹啉生物碱家族化合物，它们都具有显着的抗肿瘤活性，其中ET-743 已发展为第 1 例海洋天然产物来源的抗肿瘤新药。这 3 种化合物都具有一个独特的二碳单元结构，其生物合成来源问题一直没有得到解决。唐功利等［12］在克隆了NDM 和QNC生物合成基因簇的基础上，通过前体喂养标记、体内相关基因敲除-回补以及体外酶催化反应等多种实验手段相结合的方式，阐明了二碳单元的独特生源合成机制: NapB/D 及QncN/L 在催化功能上均属于丙酮酸脱氢酶及转酮醇酶的复合体，它们负责催化二碳单元由酮糖转移至酰基承载蛋白( ACP) 上，而后经过非核糖体蛋白合成( NＲPS)途经进入到最终的化合物中。这种将基础代谢中的酮糖直接转化为次级代谢所需要的二碳单元在非核糖体肽合成途径中是首次报道。该研究结果也有助于揭示海洋药物ET-743 独特的二碳单元生物合成来源，为非核糖体聚肽类天然产物的组合生物合成带来新的前体单元。此外，他们还利用全基因组扫描技术定位了抗生素谷田霉素生物合成的基因簇，通过基因敲除结合生物信息学分析确定了基因簇边界。谷田霉素可以抑制致病真菌，且对肿瘤细胞表现出极强的毒性( 比抗肿瘤药物丝裂霉素的活性高约1000 倍) ; 该家族化合物属于DNA 烷基化试剂，典型的结构特征是吡咯吲哚环上的环丙烷结构。在对突变株的发酵检测中成功分离、鉴定了中间体YTM-T 的结构，并结合体外生化实验揭示了一类同源于粪卟啉原III-氧化酶( Coproporphyrinogen III oxidase) 的甲基化酶以自由基机理催化YTM-T 发生C-甲基化［13］，这是此类蛋白催化自由基甲基化反应的首例报道，为下一步阐明YTM 结构中最重要的环丙烷部分生物合成途径

奠定了基础。Pyrroindomycins( PTＲ) 是能够有效对抗各类耐药病原体的一种天然产物，它含有1 个环己烯环螺连接的tetramate这一独特的结构。刘文等［14］通过对PYＲ生物合成的研究揭示了 2 个新的蛋白质，均能够单独在体外通过迪克曼环化反应将N-乙酰乙酰基的-l-丙氨酰硫酯转化成tetramate。这一工作

揭示了一种通过酶的方式首先生成C—X( X＝O 或N)键，然后再生成C—C

键来构建5 元杂环的生物合成途径。

1. 5 金属催化剂在活细胞及信号转导中的应用

利用化学小分子在活体环境下实现生物大分子的高度特异调控是化学生物

学领域的前沿热点问题之一。作为生物体内含量最多的一类生物大分子，蛋白质几乎参与了所有的生命活动，因此“在体”研究与调控其活性及生物功能意义重大。

与发展较为成熟的蛋白质活性抑制剂及相应的“功能缺失性”研究相比，小分子激活剂对于研究蛋白质的结构与功能更为有效。这主要是因为后者可以在活细胞及活体动物、组织内实现“功能获得性”研究，从而为目标蛋白质在天然环境下的功能及其在生命活动中扮演的角色提供更准确和细致的信息。然而，通过小分子实现蛋白质的原位激活是一项极具挑战性的任务，目前大多数成功的例子都来源于大规模小分子库筛选而获得的针对某一特殊蛋白质靶标的“别构剂”，而没有一种广泛适用于不同类型蛋白质的普适性小分子激活策略。陈鹏课题组通过将基于钯催化剂的“脱保护反应”与非天然氨基酸定点插入技术相结合，首次利用小分子钯催化剂激活了活细胞内的特定蛋白质［15］。该方法通过将一种带有化学保护基团的赖氨酸( 炔丙基碳酸酯-赖氨酸，Proc-赖氨酸) 以非天然氨基酸的形式

定点取代目标蛋白质上关键活性位点的天然赖氨酸，使蛋白质的活性处于“关闭“状态。利用能够高效催化“脱保护反应”的钯化合物，他们在活细胞内实现了蛋

白质侧链的原位脱保护反应( Proc-赖氨酸向天然赖氨酸的转化) ，使该蛋白质重新回到“开启”状态，实现“原位”激活。这一策略的优势在于将非天然氨基酸直接插入了目标蛋白质酶的催化活性位点，使其处于完全“关闭”的状态; 而在激活过程中只要产生少量的处于“开启”状态的蛋白质就足以对其功能及相关生物学功

能进行研究。利用这一技术，他们深入研究了一种细菌三型分泌系统的毒素效应蛋白OspF( 磷酸丝氨酸裂解酶)对宿主细胞内的胞外信号调节激酶( Erk) 参与

的信号转导通路的影响，并证明了该方法可作为普适性平台，为活细胞及活体内的生物大分子激活提供了新的策略和工具。

2 基于蛋白质和多肽的研究

李艳梅课题组长期致力于化学合成糖肽疫苗和免疫学研究，取得了一系列成果。现阶段化学合成疫苗的研究主要存在两大问题: 一是需要寻找有效的特异性

抗原，以区分正常组织和病变组织，二是需要寻找疫苗体系以打破免疫耐受，促进机体免疫反应。针对第 1 个问题，他们以MUC1糖肽为骨架，合成了具有不同糖基化修饰的肿瘤相关糖肽抗原。以牛血清白蛋白为载体，筛选表位，并研究构效关系，发现T9 位苏氨酸的糖基化修饰对糖肽的免疫原性具有至关重要的影响。针对第2 个问题，他们对疫苗进行了结构优化，通过T 细胞表位、免疫刺激剂和自组装片段等策略提高免疫反应效果，设计合成了两组分疫苗、三组分疫苗以及自组装疫苗等一系列高效的疫苗，能够产生高强度的IgG 抗体，同时可以通过疫苗分子调节体液免疫和细胞免疫。这些疫苗产生的抗体能够结合并通过补体依赖细胞毒性作用杀死瘤细胞。该研究为进一步的疫苗研究打下了坚实的基础［16，17］。目前，治疗癌症的主要方法仍然是化疗法。

利用能够特异性靶向癌细胞的药物可以减少药物的负效应，提高癌症患者的治愈率。不同类型的纳米载体，如脂质体类、多聚纳米颗粒、嵌段共聚物胶团和树枝状高分子，常用于抗癌药物的靶向性释放。为了更大地提高抗癌药物的特异性释放效率，多种方法被相继开发，例如，将叶酸配体引入纳米载体引导药物靶向癌细胞的特定部位，将对生理特性的环境敏感分子( 酸度敏感分子、温控分子以及特定酶响应分子) 引入纳米载体用于体内特定环境的释放。刘克良等［18］制备了外围为疏水性含有叶酸修饰的聚乙二醇( PEG) 而核心为超顺磁性Fe3O4的纳米药物载体，并展示了该组装体细胞内酸性环境定点释放ADＲ药物的功能。非共价作用力是维持蛋白三维结构的重要因素，小型多肽因结构小和非共价相互作用位点少而难以形成稳定的三维空间结构。他们［19 ～21］利用多肽间相互作用催化分子间硫酯的胺解，制备了新型的共价偶联的6HB 多肽分子，并在多种条件下展示均具有高的热稳定性。该策略为稳定多肽的三维结构提供了新的思路。

化学方法能够实现原子水平精确控制蛋白质的序列和结构，是获取特定修饰的生物体系难以表达的蛋白质的一种重要手段。当前使用最为广泛的技术是以硫酯为合成子的自然化学连接反应。然而，多肽硫酯因其高度的热不稳定性和反应活性而不容易采用目前最为广泛使用的Fmoc固相合成技术合成。刘磊等［22］利用烯胺的水解反应，基于所提出的溶液中分子内从N 到S 不可逆酰基迁移制备硫酯的策略，以多肽酰胺为底物，实现了Fmoc 固相合成硫酯。基于酰肼能够在弱酸性条件下被亚硝酸转化为酰基叠氮的特征，刘磊等发展了以多肽酰肼为结构单元的合成蛋白质的多肽酰肼连接技术［23］，结合保护基Tbeoc 实现了全收敛酰肼连接制备蛋白质［24］，并结合非天然氨基酸嵌入技术发展出蛋白质半合成的新策略［25］。

抑制病变蛋白Aβ 聚集及解聚已成为治疗阿尔茨海默症( AD) 的重要手段，受到人们的广泛关注。大多数报道的Aβ 抑制剂是有机小分子或肽。然而，这些抑制剂或不能穿透血脑屏障( BBB) ，或缺乏与Aβ 的识别能力，应用受到限制。能够靶向结合Aβ，进而抑制Aβ 聚集的药物成为本领域目前研究的重点。利用自主设计细胞荧光筛选体系，结合化学、分子生物学、生物化学、生物物理和现代波谱学等手段，曲晓刚等发现一些特殊结构类型聚金属氧酸盐能够调控AD 病变蛋白Aβ 的聚集，抑制效果与聚金属氧酸盐的结构、所带电荷数及体积密切相关。研究成果作为封面文章发表在德国《Angew．Chem．Int．Ed．》［24］并被《C＆EN News》作为亮点给予报道。

此外，他们最新研究发现，具有锌指结构的 2 个三螺旋金属超分子化合物能够有效地抑制Aβ 聚集，并已获得专利授权。进一步研究表明，这 2 个金属超分子化合物能够特定地结合在α/β -不一致伸缩区域，抑制Aβ 的细胞毒性。体内研究表明，这些化合物可改善转基因小鼠模型的空间记忆障碍，并降低脑内不溶性Aβ 的水平。同时，该化合物还能解聚已经形成的Aβ 聚集体。这表明金属超分子化合物不仅可以预防早期AD 的发生，还具有缓解AD 的作用，并已获专利授权。这将为设计和筛选金属超分子化合物作为Aβ 抑制剂提供新的途径。工作作为封面文章发表在《Chem．Sci．》［27］，并被英国皇家化学会《Chemistry World》以“新超分子阿尔茨海默症药物( New supramolecular A lzheimer's drugs) ”［26］为题给予亮点报道。

刘扬中等［29］开展了金属配合物抑制结核菌内的蛋白剪接功能的研究，发现结核菌内一些酶通过Intein 的蛋白剪接被活化，抑制蛋白剪接将抑制结核菌的生长。高等生物不具有Intein，因而Intein 是抗结核菌药物的理想靶点。通过体外蛋白剪接实验和细胞实验证实，顺铂在结核菌的作用靶点是Intein 蛋白。

王江云课题组［30］通过扩展基因密码子，实现了具有光点击活性的非天然氨基酸环丙烯赖氨酸在哺乳动物中的基因编码。光照条件下，特异位点整合了环丙烯赖氨酸的蛋白质与小分子四唑化合物发生环加成反应，生成荧光活性基团，从而实现了时空可控的对哺乳动物细胞内蛋白特异位点的标记。此外，该课题组和陆艺课题组利用非天然氨基酸的定点插入，首次实现了用18kD 的肌红蛋白模拟呼吸链中重要膜蛋白复合物细胞色素c 氧化酶。该工作首次提供了细胞色素c 氧化酶中保守翻译后修饰Tyr-His 功能的直接证据，是蛋白质设计领域的重要进展，并有望在生物能学中获得重要应用［31］。电子传递( ET) 涉及生物体内许多重要的生化过程，王江云课题组及龚为民课题组通过基因密码子扩展，实现在活细胞中编码螯合金属的非天然氨基酸3-吡唑基酪氨酸，为研究生物大

分子中的光致电子转移现象以及利用生物元件实现高效可控的光致电荷分离提供了有力的工具。这为蛋白动态构象变化研究提供了新的研究手段，为利用合成生物学手段生产可再生能源提供了新的研究思路，为金属蛋白设计提供了新的工具。该项研究成果以内封面文章的形式发表于德国《Angew．Chem．Int．Ed．》［32］。

作为哺乳动物体内酸性最强的器官，胃所含的强酸性胃液( pH 为 1 ～3) 是人和动物抵御绝大多数微生物病菌的一道天然屏障。然而，肠道病原菌能够在强酸性的胃液下存活，并进而造成肠道感染。陈鹏等［33］通过在蛋白中定点嵌入含有光交联基团的非天然氨基酸系统地捕获了一种酸性分子伴侣蛋白在酸胁迫下的“客户蛋白”，并依此阐释了大肠杆菌抵御胃酸的机理，理解大肠杆菌的抗酸性机理将极大地加深我们对这类病原菌的认识，为今后发展新型抗生素奠定基础。结果发表后《C＆EN News》作了专题报道。其后，他们进一步运用非天然氨基酸编码技术成功地在肠致病性大肠杆菌、志贺氏菌及沙门氏菌中实现了光交联及叠氮非天然氨基酸的定点嵌入，为病原菌侵入宿主细胞的机理研究打下基础［34］。此外，他们结合在蛋白中定点嵌入末端为烯烃的非天然氨基酸及

Thiol-ene 反应，实现了药用蛋白质定点的标记及PEG 化修饰，为药用蛋白的化学改性提供了新途径［35］。

3 糖化学生物学的进展

寡糖化合物的合成是制约糖科学发展的瓶颈之一。叶新山等利用“糖基供体预活化”策略，将添加剂控制的立体选择性糖基化方法应用于葡萄糖和半乳糖硫苷供体的糖基化反应中，实现了路易斯酸控制的高α-立体选择性糖基化反应［36］;并将该策略成功应用于伤寒Vi 抗原寡糖重复片段的合成［37］。俞飚等对一价金催化的以糖基邻炔基苯甲酸酯为供体的糖基化方法的机理［38］进行了深入研究，并进一步用于药用分子Digitoxin［39］和皂苷类化合物［40］的合成; 他们还首次实现了结构复杂的含脱氧糖单元的抗生素Landomycin A 的合成［41］。发展糖化学生物学研究的新方法至关重要。

陈兴课题组［42］报道了一种具有细胞靶向性的非天然糖代谢标记新方法。他们将非天然糖包裹在靶向性脂质体内，并通过受体介导的细胞内吞，将非天然糖传输到特定的细胞内，进入细胞的非天然糖通过糖代谢途径修饰于细胞表面聚糖上，最后可通过生物正交反应进行成像和检测。张延等［43］建立了一种从复杂生物样品中分离富集糖基化蛋白的新方法，开发了一种具有选择性富集叠氮标记O-糖基化多肽及蛋白的炔基修饰纳米磁珠，通过炔基与叠氮基团之间的点击反应富集带有叠氮标记的糖蛋白，通过DTT 及TCEP 等的还原作用将磁珠结构上的二硫键切断，从而将富集的糖蛋白从磁珠上解离，再通过SDS-PAGE、

LC-MS 等技术对这些糖基化蛋白进行鉴定。王鹏课题组与美国西北大学Mrksich 教授合作［44］，发展了一种糖基转移酶快速鉴定的新方法。该方法结合了高通量基因克隆技术、无细胞蛋白表达技术、自组装单层糖芯片技术以及在线质谱分析技术，将7 种糖基供体与近100 种细胞外表达的糖基转移酶分别

放到含有23 种不同糖基受体的芯片上进行反应，反应后冲洗糖芯片并使用全自动的在线质谱检测系统分析结果，超过 3 万个的反应可在几天内完成。

糖类化合物在药学上的用途一直吸引着研究者的兴趣。叶新山等［45］对肿瘤相关天然糖抗原STn 进行结构修饰，发现某些经适当修饰后的抗原具有更高

的免疫原性，所产生的抗体能识别天然抗原，并且与表达STn 抗原的肿瘤细胞相作用，从而为抗肿瘤糖疫苗的研究提供了新的路径。他们［46］还设计合成了几种N-烷基二脱氧氮杂糖化合物，这些氮杂糖化合物能够抑制Con A 诱导的小鼠脾T 淋巴细胞的增殖; 进一步研究表明，这种抑制效应源于它们对细胞因子IFN-γ 和IL-4分泌的抑制; 然后进行了动物水平的皮肤移植实验，结果显示这

些氮杂糖类化合物能够延长小鼠皮肤移植后皮片的存活时间。这些结果为新型免疫抑制剂的研制提供了希望。

4 核酸化学生物学的进展

随着化学、生物学和医学研究的发展和融合，现在发现大量重大疾病，如恶性肿瘤、遗传疾病等，都与核酸相关。核酸不仅是遗传基因信息的载体，同时基因信息调控的正确与否与生命体的正常生理功能和健康与疾病有密切的联系。而且，机体受各因素影响发生基因变异到形态学或生理功能发生病变，是一个多阶段的改变累积过程。端粒DNA 和端粒酶与人的寿命和癌症等疾病密切相关，已成为癌症治疗的特殊靶标。曲晓刚等［47］发现，碳纳米管可以通过稳定人端粒i-motif 结构来抑制端粒酶的活性，此实验结果第一次证实单壁碳纳米管( SWNT) 干扰端粒功能。这为SWNT 的生物医学效应和i-motif DNA 的生物学重要性提供了新的认识。周翔等［48］发现G-四链体能够诱导DNA 链间的交换，这种高度选择性的链交换反应揭示了基因重组和DNA 修复的一种全新机制。谭铮等［49］鉴定得到了一个端粒DNA 结合蛋白，该蛋白能够与端粒、端粒酶相互作用，提高端粒酶延伸端粒DNA 的催化活性和进行性。在DNA 甲基化方面，周翔等［50］设计了系列卤代铵盐衍生物，可以高选择性识别DNA 链中的5-甲

基胞嘧啶，这种精确的识别还可以区分5-甲基胞嘧啶和5-羟甲基、5-醛基胞嘧啶，有望融合下一代测序方法为表观遗传学的研究提供了有力的工具和新的突破。任劲松等［51］首次将适体DNA 同时用作介孔硅封盖试剂和癌细胞靶向试剂，结合化学疗法、光热疗法和成像于一体系，用于癌症诊断和治疗，该工作作为封面文章发表在《Adv．Mater．》上。他们［52］还通过纳米金可视化的方法

对微量端粒酶活性进行快速检测。这些针对miＲNA、端粒酶、循环肿瘤细胞的研究对于目前癌症的快速诊断和早期预警提供了技术支撑。

ＲNA 干扰近年来一直被认为可用于新一代生物制药技术，各国政府及制药巨头投入巨大，但小核酸生物制药一直受到核酸稳定性、脱靶效应及给药性差等因素制约。梁子才、席真等［53］通过深入研究小核酸在人血清中的稳定性，发现血清中ＲNase A 具有双链ＲNA 限制性内切酶性质，是造成小核酸血清不稳定性的主要因素，并发现对双链siＲNA 中热切位点的单碱基修饰可以极大提高小核酸血清稳定性。他们进一步发现，利用普适性碱基对双链siＲNA 进行单点突变，可以极大提高ＲNA 干扰中双链siＲNA 的链选择性，降低siＲNA 的脱靶效应［54］。通过研究siＲNA 的体内不对称性选择机制而设计合成的超高效siＲNA可以达到pmol/L 级的ＲNA 干扰活性［55］。

5 分析方法和手段的进展

徐涛和徐平勇等在超高分辨率成像领域取得重要研究成果。近期发展的超高分辨率成像技术( F) PALM/STOＲM 能够在纳米尺度展示生物分子的精确定位，是蛋白质研究和荧光成像领域的研究热点和发展趋势。然而，现有的荧光蛋白限制了当前( F) PALM/STOＲM 等超高分辨成像技术的发展和广泛应用。为了进一步完善和优化现有的超高分辨成像方法，发展具有普适性和颜色多样的新型光激活荧光蛋白( PAFPs) 至关重要。

但是与传统的光不敏感荧光蛋白( 比如GFP，ＲFP) 领域相比较，可逆光转化荧光蛋白ＲSFP 的发展较为滞后，品种较少。他们通过一种光转化荧光蛋白mEos2 的随机突变，获得了一系列具有光开关功能的绿色荧光蛋白，改善了现阶段光开关荧光蛋白( ＲSFP) 发展滞后、品种单一的问题。

其中的mGeos-M 因其具有十分优异的单分子特性，有望成为替代Dronpa 的新一代超高分辨率显微成像分子探针［56］。此外，为了解决膜蛋白的标记问题，同时发展综合性质更佳的荧光蛋白探针，他们［57］通过晶体结构解析和定点突变，获得了2个真正单体荧光蛋白: mEos3. 1 和mEos3. 2。进一步的研究显示，mEos3 具有成熟时间短、亮度高的特性。用于单分子定位时具有很高的标记密度和光子产出，在超高分辨成像中比当前所有PAFPs 都表现出色。杨弋等［58］发明了一种简单实用的光调控基因表达系统，将可以广泛应用于基础研究领域，并可能用于光动力治疗，这是我国科学家在合成生物学与光遗传学前沿领域获得重要突破。通过合成生物学的方法，他们成功开发出一种简单、稳定、容易使用的光调控基因表达系统。该系统称为LightOn 系统，由 1 个光调控的转录因子和含有目的基因的转录单元构成。在蓝光存在的情况下，转录因子能够

迅速被激活，从而启动目的基因的转录与表达。利用该系统在小鼠活体内进行实验，他们成功实现了红色荧光蛋白在小鼠肝脏的指定区域的光控表达。此外，他们课题组［59］还开发了一系列检测NADH 的遗传编码荧光探针。

方晓红、郭雪峰等［60］利用具有G4 构象的DNA 适配体分子构建了功能化的单分子器件，实现了对凝血酶的高选择性的可逆检测，最低检测浓度可达 2. 6amol/L( ～88ag/mL) 。与微流控技术相结合，进一步实现了对单个生物结合过程的在线检测，从而发展了一种高特异性、高灵敏度的在线生物检测的可行性技术。该方法也提供了单个蛋白质分子检测的新思路。颜晓梅等［61］通过对噬菌体进行基因改造，构建了双砷染料-四半胱氨酸重组噬菌体体系，成功地应用于细菌的灵敏、特异检测。由于噬菌体只能在活菌中繁殖，而且重组四半胱氨酸标签中的半胱氨酸必须处于还原态才能与双砷染料牢固结合，因此可以利用细菌胞浆的还原环境，通过对重组噬菌体四半胱氨酸的检测实现死菌和活菌的区分。噬菌体入侵活的宿主菌并在其体内快速繁殖，噬菌体衣壳蛋白所表达的四半胱氨酸片段与后续加入的跨膜双砷染料结合，发出强烈的荧光，单个活细菌的信号可用流式细胞仪或荧光显微镜灵敏检测。陈鹏课题组发展了一种强酸性环境下的活细胞pH 荧光探针［62］。由于传统的基于荧光蛋白或荧光小分子的pH 探针在酸性条件下不够稳定或细胞内定位困难，无法适用于对强酸性环境下的活细胞进行探测。他们通过将酸性分子伴侣蛋白质和荧光小分子相结合，成功用于检测活体内强酸性环境的pH 荧光探针，并分别在革兰氏阴性细菌及哺乳细胞表面做了展示。杨朝勇等［63］发展了一种基于l-DNA 分子信标( l-MB) 的安全、稳定、准确的细胞内的纳米温度计。根据该探针所设计的温度敏感的发夹结构和荧光共振能量转移的原理，它能够用于对活细胞内的温度进行测量，将成为一个无创、准确地获取细胞内的温度的有力工具。

6 化学生物学领域的部分国际研究热点和前沿以及我国科学家的贡献

6. 1 以细胞信号转导为主线的化学生物学研究蓬勃发展

在G 蛋白偶联受体、TGF-β 受体、Wnt、NFκB等信号转导途径的分子机理及其与细胞增殖、分化、凋亡及迁移等生命活动的关系的化学生物学研究方面都取得了突破性的进展，涌现了若干高水平的研究成果。我国科学家也在急性髓系白血病( AML) 细胞凋亡的机制和治疗手段、抑制TGFβ 受体活性的小分子及机理研究、酸敏感离子通道的动力学行为和通道门控功能、干细胞多能性的维持机制及相应的诱导因子的发现等方面取得突破。

6. 2 生物活性分子的合成方法取得进展

在直接利用天然小分子探针的同时，科学家们还发展了高效的天然产物组合库合成方法，复杂天然糖缀合物及寡糖的化学合成方法，环肽及带有不同修饰基团的多肽的合成方法，利用合成生物学合成活性分子等。在合成生物活性小分子或生物大分子方面所取得的这些成果极大地推动了我国化学生物学的发展。

6. 3 现代分析技术和方法在化学生物学研究中的重要性日益彰显

各种原位、实时、高灵敏、高选择、高通量的新方法和新技术在国际上不断涌现，我国科学家对此也做出了巨大贡献。例如，在生物分子检测探针和生物传感器方面，发展了多种适合于实时检测活细胞中金属离子、自由基、活性氧等重要生物活性分子的光学探针，发展了细胞表面糖基和聚糖等的原位检测传感器。开发了基于化学抗体-核酸适配体的蛋白质、核酸检测新方法，药物小分子或小分子配体与蛋白质复合物结构和分子识别的质谱分析和光学检测等新方法。在单分子水平的分析检测方面，发展了能在活细胞状态监测蛋白质亚基组成和信号转导过程中蛋白质动态行为的单分子荧光成像法、分析蛋白质聚集状态的单分子荧光光谱法，以及能在细胞上实时检测配体-受体的作用力和复合物稳定性的单分子力谱法。

6. 4 在时间与空间上对细胞内的分子过程与新陈代谢进行成像与控制的技术

这些技术可为复杂生物学问题的解析提供重要的工具，是国际上的研究前沿与热点。我国科学家针对细胞代谢研究的技术瓶颈问题，发明了系列特异性检测核心代谢物NADH 的基因编码荧光探针，实现了活细胞各亚细胞结构中对细胞代谢的动态检测与成像，不仅可为细胞、发育等基础研究提供创新方法，也为癌症和代谢类疾病的机制研究与创新药物发现提供了有力工具。在此基础上，利用合成生物学与化学生物学方法，开发出由光调控的转录因子和含有目的基因的转录单元构成的基因表达系统，为发育、神经生物学的复杂生物学问题解析提供有力研究工具。

6. 5 计算化学和计算生物学取得明显进展

计算化学与计算生物学在生命科学和药学研究中的应用在国际上受到了极大的关注。我国科学家较快地将计算化学和计算生物学应用于化学生物学研究，开展了不少开创性的研究和有特色的工作，取得了一些具有重要创新性的成果。其中，在以小分子为探针进行药物靶标预测和生物分子功能研究、生物分子模拟应用、生物网络和化学小分子对于生物系统的作用以及蛋白质设计等方面都取得了一些创新性成果。

7 化学生物学的发展趋势

化学生物学经过十多年的发展正在成为一门具有自身特点和内涵的学科，将成为研究生命科学问题的重要手段及创新药物研究的重要工具。

以下就未来化学生物学发展的趋势加以展望。

7. 1 化学生物学的方法与技术

7. 1. 1 探针分子的发现分子探针是一类能与其他分子或者细胞结构相结合，帮助获得重要生物大分子在细胞中的定位、定量信息或进行功能研究的分子工具。

7. 1. 2 生物正交化学发展能够在活细胞环境下进行但不干扰细胞内在生化过程的化学分子工具及其化学反应。

7. 1. 3 生物标记与成像通过具有高靶标亲和力或者生物正交化学反应能力的分子探针标记特定物质，对生物过程进行细胞和分子水平的定性和定量研究。

7. 1. 4 生物分子的光调控通过远程光源诱发生物分子上所连光活性基团的反应，从而对生物分子实现具有时空分辨率的结构及功能调控，并发现动态生命体系中新的分子机制。

7. 2 生物大分子的化学生物学

7. 2. 1 核酸化学生物学在分子水平上研究核酸的结构、功能及作用机理，运用核酸探针研究和调控细胞生命活动，并在研究过程中强调化学方法与化学手段的运用与创新。

7. 2. 2 蛋白质与多肽化学生物学在分子水平上研究蛋白质与多肽分子的结构、功能及生物学、医学应用，并在研究过程中强调化学方法与化学手段的运用与创新。

7. 2. 3 糖、脂化学生物学运用化学方法与技术，在分子水平上研究糖和脂这两类生物分子的结构与功能，探索糖、脂在生命过程中的基本规律，促进糖、糖缀合物和脂的生物医学应用。

7. 2. 4 生物大分子的修饰与功能运用化学生物学方法与技术研究生物大分子的化学修饰、机理、调控基因表达等生物功能。

7. 3 计算化学生物学活性分子设计理论及应用; 生物分子功能的理论预测;

生物网络计算与模拟; 生物体系分子动态学以及生命体系的人工设计与模拟等。

7. 4 细胞化学生物学

7. 4. 1 探针分子与生物大分子的相互作用发展特异识别生物大分子的化学探针，并利用该特异性结合调控生物大分子生理功能的探索是化学生物学研究的一项重要内容。

7. 4. 2 信号转导过程的分子识别利用化学生物学方法和技术，研究重要信号转导通路以及这些过程中的重要生物大分子在细胞生理和病理条件下的作用

机制。

7. 4. 3 细胞重编程过程的小分子调控将小分子化合物用于干细胞的自我更新、定向分化及体细胞重编程等方面的研究是国际上干细胞研究领域的热点问题，也是采用化学生物学策略进行干细胞研究的优势所在。

7. 4. 4 非编码ＲNA 体系的小分子调控非编码ＲNA 体系的小分子调控

是通过设计、合成、筛选等手段，开发出能够特异性地识别、结合非编码ＲNA 并调控非编码ＲNA 生理功能的活性小分子，以期实现小分子在非编码ＲNA 相关生物学、医学问题中的研究与应用。

7. 5 药物发现的化学生物学基础

癌症、心血管疾病、神经退行性疾病、代谢性疾病、免疫疾病、病毒和病菌感染等重大疾病的药物靶标和先导化合物的开发。

7. 6 化学生物学的应用

7. 6. 1 生物标志物与疾病诊断的化学生物学研究可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构，以及与疾病发生、发展密切相关的各种细胞学、生物学、生物化学或分子指标。

7. 6. 2 功能性分子的生物合成生物合成是生物体内进行的同化反应的总称，为许多常规化学方法不能或不易合成的化合物提供新合成途径。

7. 6. 3 生命复杂体系的组装与模拟在超分子水平上研究生物活性分子间相互作用的本质和协同规律，在此基础上实现对组装过程的调控，创造具有特定功能的自组装体系。

7. 6. 4 纳米技术的化学生物学发展生命调控的纳米材料，提供生命研究的功能化纳米分子工具，研究解决与重大疾病的诊断和治疗相关的问题。

8 人才培养与平台建设

我国基本上与国际同步开展化学生物学方法发展和应用研究，具备良好的发展基础。通过过去十多年的努力，我国已经培养、造就了一支较强的化学生物学研究队伍，拥有一批具有较高水平的学术带头人，发展和储备了一系列化学生物学新方法和新技术。许多高等院校开始培养化学生物学硕士、博士研究生，部分高校已经开始招收化学生物学本科生。近期，国务院学位办公室和教育部等部门先后将化学生物学设立为二级学科。这也进一步说明，化学生物学作为一门新兴的学科已日趋成熟和完善。

8. 1 人才培养

根据国际化学生物学研究的发展状况，我国相继成立了开展化学生物学研究的机构。北京大学、清华大学、南开大学、复旦大学、南京大学、厦门大学、武汉大学、湖南大学、四川大学、中山大学、华东理工大学等十多所高校相继成立了化学生物学教育部重点实验室、化学生物学系或研究生专业; 中科院上海生命科学研究院和中科院上海有机化学研究所( 生命有机化学国家重点实验室) 成

立了化学生物学联合研究中心; 中科院化学所、大连化物所、福建物质结构研究所、兰州化物所、武汉物理数学研究所等也成立了化学生物学研究中心或研究室。2011 年“药物化学生物学”国家重点实验室经批准在南开大学建立，这标志着化学生物学学科有了自己的第一个国家重点实验室。与此同时，因创新药物研究的需要，我国培养了一批化学生物学研究所必须的组合化学、高通量筛选和活性化合物设计研究队伍; 因基因组和功能基因组研究的需要，我国也培养了一批生物信息学和基因组研究人才队伍。此外，我国在生物医学领域的人才培养也有了长足的进步，为化学家与生物学家在相互感兴趣的交叉领域展开充分的合作奠定了基础。

8. 2 研究平台建设

8. 2. 1 项目资助近年来，国家自然科学基金委员会、科技部、教育部等部门对化学生物学的资助力度逐年加大。这里重点介绍国家自然科学基金委员会的“基于化学小分子探针的信号转导过程研究”重大研究计划项目。该重大研究计划于2007 年 1 月正式发布指南，接受申请。申请项目涉及国家自然科学基金委员会数理、化学、生命、工材、信息和医学 6 个学部。第一批资助的43 项培育项目已于2010 年底顺利结题。在2011 年国家自然科学基金委员会组织的

重大研究计划中期评估中，该重大研究计划被评为优秀，并在所有参评重大研究计划当中排名第一。

最近两年，该重大研究计划以小分子探针为主要工具，充分发挥化学和生命科学等多学科交叉合作的优势，对细胞信号转导中的重要分子事件和机理进行了深入的研究，在一些前沿研究方向上取得了突出的成绩，相关研究结果发表在《Cell》、《Proc．Natl．Acad．Sci．USA》《NatureChemical Biology》、《Nature Chemistry》、《NatureMethods》、《Nature Protocol》、《Science Signaling》、《ChemBioChem》、《J．Am．Chem．Soc．》、《Angew．Chem．Int．Ed．》等重要的期刊上。这一重大研究计划使得我国的化学生物学研究队伍的规模有了更为快速的增长。它的顺利实施使得一批化学和生命科学的研究人员开展了实质性的合作，为我国培养了大批化学生物学的专门人才，并在全国范围内形成了从事化学生物学的稳定科研队伍。

基因工程的现状及发展

基因工程的现状及发展 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

基因工程的现状及发展研究背景：迄今为止，基因工程还没有用于人体，但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验，并取得了成功。事实上，所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌，其DNA中被插入人类可产生胰岛素的基因，细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力；在美国，大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前，是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点：支持者认为，转基因的农产品更容易生长，也含有更多的营养（甚至药物），有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病；而反对者则认为，在农产品中引入新的基因会产生副作用，尤其是会破坏环境。目的意义：如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA 链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型。内容摘要：如果将一种生物的 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA 链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为“基因工程”，或者说是“遗传工程”。基因工程在20世纪取得了很大的进展，这至少有两个有力的证明。一是转基因动植物，一是克隆技术。转基因动植物由于植入了新的基因，使得动植物具有了原先没有的全新的性状，这引起了一场农业革命。如今，转基因技术已经开始广泛应用，如抗虫西红柿、生长迅速的鲫鱼等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的诞生。这只叫“多利”母绵羊是第一只通过无性繁殖产生的哺乳动物，它完全秉承了给予它细胞核的那只母羊的遗传基因。“克隆”一时间成为人们注目的焦点。尽管有着伦理和社会方面的忧虑，但生物技术的巨大进步使人类对未来的想象有了更广阔的空间。成果展示：

基因工程技术的现状和前景发展

基因工程技术的现状和前景发展摘要从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。基因工程应用于植物方面农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。基因工程应用于医药方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。基因工程应用于环保方面

软件技术的现状和发展趋势

万方科技学院毕业论文（设计）题目：软件技术的现状和发展趋势专业：计算机科学与技术年(班)级：15计科升-1班学号：1516353029 姓名：闫建勋指导教师：马永强完成日期：2015-12-1

摘要计算机软件是计算机系统执行某项任务所需的程序、数据及文档的集合，它是计算机系统的灵魂。从功能上看，计算机软件可以分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件和支撑软件也称为基础软件，它是具有公共服务平台或应用开发平台功能的软件系统，其目的是为用户提供符合应用需求的计算服务。因此，应用需求和硬件技术发展是推动软件技术发展的动力。软件产业和软件服务业因其具有知识密集、低能耗、无污染、高成长性、高附加值，高带动性、应用广泛与市场广阔的特点，而成为知识生产型、先导性、战略性的新兴产业，成为信息技术产业的核心和国民经济新的增长点，也成为世界各国竞争的焦点之一。当前，我国进入了后PC 时代，人们对计算需求更为广泛，软件应用“无处不在”，市场前景广阔；不久我国将成为全球最大的软件应用市场，足见我国发展软件技术的迫切性和重要性。【关键词】现状、趋势、意见

Abstract Computer software is a computer system to perform a certain task required procedures, data and document collection, it is the soul of computer system. Look from the function, the computer software can be divided into the system software, support software and application software. System software and support software basic software, it is a public service platform and application development platform software system, its purpose is to provide users with the application demand of computing services. Therefore, applications and hardware technology development is to promote the driving force for the development of software technology. Software industry and software service industry because of its advantages of knowledge intensive, low energy consumption, no pollution, high growth, high added value, high acceleration, wide application and broad market characteristics, and become the knowledge production, forerunner sex, strategical burgeoning industry, become the core of information technology industry and the growth of the national economy

基因工程的发展前景同步练习3

《基因工程的发展前景》同步练习 1.基因工程与蛋白质工程的区别是( ) A.基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不对基因进行操作 B.基因工程合成自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可以合成自然界不存在的蛋白质 C.基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)的操作 D.基因工程完全不同于蛋白质工程 2.蛋白质工程的研究将对生命科学产生重大影响。下列关于蛋白质工程的叙述，不正确的是( ) A.实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系 B.基因工程是蛋白质工程的关键技术 C.蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改造 D.蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程 3.猪的胰岛素用于人体时降血糖效果不明显，原因是猪胰岛素分子中有一个氨基酸与人的不同。为了使猪胰岛素用于治疗人类糖尿病，用蛋白质工程的蛋白质分子设计的最佳方案是( ) A.对猪胰岛素进行一个氨基酸的替换 B.将猪胰岛素和人胰岛素进行拼接组成新的胰岛素 C.将猪和人的胰岛素混合在一起治疗糖尿病 D.根据人的胰岛素设计制造一种全新的胰岛素 4.干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来了福音。 (1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”： (2)基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产____________的蛋白质，不一定符合______________的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过__________或__________，对现有蛋白质进行________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。结构。________蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的(3)． (4)对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？______________。原因是________________________________________。 5.基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：

基因工程的现状与发展趋势

题目：基因工程的现状与发展趋势专业：13食品科学与工程学号：132701105 姓名：盛英奇日期：2015/7/1

【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术，经过40多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。生物学成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。【关键词】基因工程技术；应用；前景；现状一、墓因工程的原理及研究内容基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前，人们就发现，世界上生物尽管种类繁多，千姿百态，但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现，生物有遗传和变异的特征，遗传保证了生物种类的延续不断，变异则赋予生物种的进化，保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的，这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质，一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物，如把DNA比喻成长链条，核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异，即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性，使之有利于人类，如水稻、小麦等作物的育种，家禽家畜优良品系的培育等，它是通过动植物父、母本交配繁殖时，生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的，这种交换的概率是人们不能控制的，所以选种的过程较为缓慢，需几年乃至几十年的时间，而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程，则是按照人类的需要，从某种生物体的基因组中，分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段，运用重组DNA技术，对这些DNA片段进行体外操作，把不同来源的基因按照设计的蓝图，重新构成新的基因组(即重组体)，再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上，并使其不仅能“安家落户”，而且能“传种接代”，即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中，这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理，故称基因工程，亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、

电子测量技术的现状及发展趋势

电子测量技术的现状及发展趋势 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

电子测量论文题目：电子测量技术现状及发展趋势姓名：班级：学号：

摘要:本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势,分析了电子测量仪器的研究开发，阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距，进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法,并介绍了业界的最新进展和最新标准.近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。关键词: LXI ATE 自动测试系统智能化虚拟技术总线接口技术VXI

目录摘要................................................................................................I 前言 (1) 第一章测试技术现状及其存在的问题 (2) 第二章电子测量技术的发展方向 (2) （一）总线接口技术 (2) （二）软件平台技术 (3) （三）专家系统技术 (3) （四）虚拟测试技术 (3) 第三章展望未来 (4) 参考文献 (5)

前言中国电子测量技术经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念，面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。

国内外大数据发展现状和趋势(2018)

行业现状当前，许多国家的政府和国际组织都认识到了大数据的重要作用，纷纷将开发利用大数据作为夺取新一轮竞争制高点的重要抓手，实施大数据战略，对大数据产业发展有着高度的热情。美国政府将大数据视为强化美国竞争力的关键因素之一，把大数据研究和生产计划提高到国家战略层面。在美国的先进制药行业，药物开发领域的最新前沿技术是机器学习，即算法利用数据和经验教会自己辨别哪种化合物同哪个靶点相结合，并且发现对人眼来说不可见的模式。根据前期计划，美国希望利用大数据技术实现在多个领域的突破，包括科研教学、环境保护、工程技术、国土安全、生物医药等。其中具体的研发计划涉及了美国国家科学基金会、国家卫生研究院、国防部、能源部、国防部高级研究局、地质勘探局等6个联邦部门和机构。目前，欧盟在大数据方面的活动主要涉及四方面内容：研究数据价值链战略因素；资助“大数据”和“开放数据”领域的研究和创新活动；实施开放数据政策；促进公共资助科研实验成果和数据的使用及再利用。英国在2017年议会期满前，开放有关交通运输、天气和健康方面的核心公共数据库，并在五年内投资1000万英镑建立世界上首个“开放数据研究所”；政府将与出版行业等共同尽早实现对得到公共资助产生的科研成果的免费访问，英国皇家学会也在考虑如何改进科研数据在研究团体及其他用户间的共享和披露；英国研究理事会将投资200万英镑建立一个公众可通过网络检索的“科研门户”。法国政府为促进大数据领域的发展，将以培养新兴企业、软件制造商、工程师、信息系统设计师等为目标，开展一系列的投资计划。法国政府在其发布的《数字化路线图》中表示，将大力支持“大数据”在内的战略性高新技术，法国软件编辑联盟曾号召政府部门和私人企业共同合作，投入3亿欧元资金用于推动大数据领域的发展。法国生产振兴部部长ArnaudMontebourg、数字经济部副部长FleurPellerin和投资委员LouisGallois在第二届巴黎大数据大会结束后的第二天共同宣布了将投入1150万欧元用于支持7个未来投资项目。这足以证明法国政府对于大数据领域发展的重视。法国政府投资这些项目的目的在于“通过发展创新性解决方案，并将其用于实践，来促进法国在大数据领域的发展”。众所周知，法国在数学和统计学领域具有独一无二的优势。日本为了提高信息通信领域的国际竞争力、培育新产业，同时应用信息通信技术应对抗灾救灾和核电站事故等社会性问题。2013年6月，安倍内阁正式公布了新IT战略——“创建最尖端IT国家宣言”。“宣言”全面阐述了2013～2020年期间以发展开放公共数据和大数据为核心的日本新IT国家战略，提出要把日本建设成为一个具有“世界最高水准的广泛运用信息产业技术的社会”。日本著名的矢野经济研究所预测，2020年度日本大数据市场规模有望超过1兆日元。在重视发展科技的印度，大数据技术也已成为信息技术行业的“下一个大事件”，目前，不仅印度的小公司纷纷涉足大数据市场淘金，一些外包行业巨头也开始进军大数据市场，试图从中分得一杯羹。2016年，印度全国软件与服务企业协会预计，印度大数据行业规模在3年内将到12亿美元，是当前规模的6倍，同时还是全球大数据行业平均增长速度的两倍。印度毫无疑问是美国亦步亦趋的好学生。在数据开放方面，印度效仿美国政府的做法，制定了一个一站式政府数据门户网站https://www.sodocs.net/doc/0218052687.html,.in，把政府收集的所有非涉密数据集中起来，包括全国的人口、经济和社会信息。我国大数据行业仍处于快速发展期，未来市场规模将不断扩大 ?目前大数据企业所获融资数量不断上涨，二级市场表现优于大盘，我国大数据行业的市

转基因研究的现状及发展

转基因研究的现状及发展转基因作物是当今世界各国现代生物技术产业研究的热点，中国的转基因生物技术发展一、我国转基因作物的发展现状迅速，由于科学界对转基因作物对人类及生态环世界上最早的转基因作物诞生于年，是一境利与弊的争论，措政府应制定相应的政策、施对到种含有抗生素药类抗体的烟草。世纪年代，其进行安全管理。本文论述了转基因作物在国际农业生物技术已逐渐成为各国现代生物技术产业研国内的发展现状，分析了转基因作物对人类及生态环境的利与弊以及关于我国转基因作物安全管究的热点。转基因技术的应用 1．在畜牧兽医中的应用应用于动物抗病育种转基因技术可以用于动物抗病育种，通过克隆特定基因组中的某些编码片段，对之加以一定形式的修饰以后转入畜禽基因组，如果转基因在宿主基因组能得以表达，那么畜禽对该种病毒的感染应具有一定的抵抗能力，或者应能够减轻该种病毒侵染时对机体带来的危害。（其用于遗传育种，不仅可以加速改良的进程，使选择的效率提高，改良的机会增多，并且不会受到有性繁殖的限制。）例如Clements等将绵羊髓鞘脱落病毒的表壳蛋白基因转入绵羊，获得的转基因动物抗病力明显提高；丘才良把一种寒带比目鱼抗冻基因成功地转移到大西洋鲑中，为提高某些鱼类的抗寒能力做了积极的尝试。 2．在医学领域中的应用用于生产药用蛋白用转基因动物的乳腺生产重组蛋白（乳腺生物反应器）可能是转基因动物的最大应用，这也是世界范围内转基因研究的热点之一。Swamdom （1992）用β-球蛋白的4个核酸酶I的高敏位点与人的两个基因相连，融合基因产生的转基因猪与鼠的原型相似。目前，把转基因动物当作生物反应器来生产药用蛋白已经受到国际社会的极大关注，不仅各国政府投资，一些私人集团也不惜投入大量资金加以研究和开发。 3．转基因的应用存在的问题及展望（1）转基因表达水平低，许多转基因的表达强烈地位受着其宿主染色体上整合位点的影响，往往出现异位表达和个体发育不适宜阶段表达，影响转基因表达能力或基因表达的组织特异性，从而使大部分转基因表达水平极低，极少部分基因表达水平过高。（2）难以控制转基因在宿主基因组中的行为，转基因随机整合于动物的基因组中，可能会引起宿生细胞染色体的插入突变，还会造成插入位点的基因片段丢失，插入位点周围序列的倍增及基因的转移，也可能激活正常状态下处于关闭状态的基因。（3）不了解哪些基因控制多数生理过程，不了解基因表达的发育控制和组织特异性控制的机制。（4）制作转基因动物的效率低，这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题，也是制约着这项技术广泛应用的关键。（5）对传统伦理是一种挑战，对人类的生存有一定的负面作用等。当然，我们不能因为这些缺点的存在就否定转基因技术的研究价值。因为它作为一种新兴的生物技术，配合其他相关的生物技术将具有广阔的应用前景。随着这一技术日趋成熟，许多问题有望逐步得到解决。

国内外模具技术的现状及发展趋势

摘要：本文叙述了模具技术在国民经济中的重要性，介绍了各行业模具的现状及发展方向；文中强调指出了两个关键问题——模具材料和模具标准——是持续发展模具技术的重大策略。中国模具技术，则是依据着国际模具市场的发展趋势，转变着模具品牌产品的发展规模，不断的提高着模具设计水平，迎合着模具企业的经济发展需求，也会进一步的推动着模具技术发展。关键词：发展趋势、现状、模具技术、塑料模具、模具CAD／CAM Abstract:This paper was narrated the importance of the mould technology in the national economy．It was introduced the present situation and development direction of all trade and professions on the mould and die．It was indicated emphatically two questions of the crux一一mould materials and mould standard——developing continuous ly the great tactics on the progress of the mould technology. China mold technology, according to the international mold is the development trend of the market, the brand product change mould the development scale, and constantly improve the level of the die design, catering to the needs of the mould enterprise economic development, will further promote the development of the mould technology. 一、引言模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支拄产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。目前，模具行业的生产性服务业发展迅速，模具标准件、软件、材料供应等服务模式更为人性化，为企业一揽子解决问题的服务模式开始出现，这无疑对模具行业的发展有着很大的推动作用，另外，我国的模具品种仍然不丰富，模具行业的平衡发展亟需重视。模具是制造业的重要基础工艺装备。模具在制造业产品生产、研发和创新中所具有的重要地位，使得模具制造能力和技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平和创新能力的重要标志。近10年来，我国模具工业均以每年15％以上的增长速度快速发展。“十一五”期间，我国模具行业保持产销两旺、持续高速发展，模具产量、质量进一步得到提高。中国的模具市场十分广阔，特别是在汽车制造业和IT制造业发展的带动下，对模具的需求量和档次也越来越高，同时精良的模具制造装备为模具技术水平的提升提供了保障。2007年模具销售额870亿人民币，比上一年增长21％，模具出口亿美元，比上一年增长35．7％，模具进口仍保持在20亿美元。数据显示着我国模具整体实力进一步加强。

大数据发展现状与未来发展趋势研究

大数据发展现状与未来发展趋势研究朱孔村（江苏省科学技术情报研究所，江苏南京210042）【摘要】数据是信息化时代的“新石油”资源，如何利用好这种“新石油”资源需要大数据技术的支持。文章介绍了大数据技术及其发展历程，概括了当前国内外大数据的发展现状并展望了大数据技术和产业方面的未来发展趋势。【关键词】大数据；现状；趋势【中图分类号】TP391【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2019)01-0115-04 Research on the Current Situation and Future Development Trend of Big Data Abstract: Data is the “new petroleum” resource of the information age and how to make good use of this “new petroleum” resource needs the support of big data technology. This paper first introduces the big data technology and its development process and summarizes the current development of big data at home and abroad. Finally, the future development trend of big data technology and industry is prospected. Key words: big data; current situation; trend 1 大数据技术概述 1.1大数据技术随着物联网、云计算、移动互联网等技术的成熟，以及智能移动终端的普及，全社会的数据量呈指数型增长，全球已经进入以数据为核心的大数据时代。大数据并不是一个新的概念，信息技术发展的每一个阶段都会遇到数据处理的问题，人类需要不停的面对来自数据的挑战。为满足商业结构化数据存储的需求而产生了关系型数据库，为满足互联网时代非结构化数据存储需求而产生了NoSQL技术，而大数据技术的产生是为了解决大型数据集分析的问题。大数据技术目前还没有一个确切的定义，各行各业有着自己的见解，但总体而言，其关键在于从数量庞大、种类繁多的数据中提取出有用的信息。维基百科从数据处理的角度将大数据定义为一个超大的、难以用现有常规的数据库管理技术和工具处理的数据集。国际数据公司（IDC）给出的报告指出，大数据技术描述了一种新一代技术和构架，以很经济的方式、以高速的捕获、发现和分析技术，从各种超大规模的数据中提取价值[1]。少量的数据看似杂乱无章，但是当数据累积到一定程度时，就会呈现出一种规律和秩序。大数据的价值就在于数据分析，利用大数据分析技术，从海量数据中总结经验、发现规律、预测趋势，最终为辅助决策服务。《大数据时代》的作者克托·迈尔-舍恩伯格认为：“大数据开启了一次重大的时代转型”，他指出大数据将带来巨大的变革，改变人们的生活、工作和思维方式，改变人们的商业模式，影响人们的经济、政治、科技和社会等各个层面。 1.2大数据发展历程 1.2.1萌芽阶段 20世纪90年代，“大数据”这个术语开始出现。1998年SGI首席科学家John Masey在USENIX大会上提出大数据的概念，他当时发表了一篇名为Big Data and the Next Wave of Infrastress的论文，使用了大数据来描述数据爆炸的现象。但是那时的大数据只表示“大量的数据或数据集”这样的字面含义，还没有涵盖到相关的采集、存储、分析挖掘、应用等技术方法与特征内涵 1.2.2发展阶段从20世纪末到21世纪初期是大数据的发展期，在这一阶段中大数据逐渐为学术界的研究者所关注，相关的定义、内涵、特性也得到了进一步的丰富。2003至2006年，Google 发布的GFS、MapReduce和BigTable三篇论文对大数据的发展起到重要作用。2006至2009年，大数据技术形成并行运算与分布式系统。2009年，Jeff Dean在BigTable基础上开发了Spanner数据库。随着数据挖掘理论和数据库技术的逐步成熟，一批商业智能工具和知识管理技术如数据仓库、专家系统、知识管理系统等开始被应用。 1.2.3成熟阶段 2011年至今，是大数据发展的成熟阶段，越来越多的研究者对大数据的认识从技术概念丰富到了信息资产与思维变革等多个维度，一些国家、社会组织、企业开始将大数据上升为总第21卷233期大众科技Vol.21 No.1 2019年1月Popular Science & Technology January 2019 【收稿日期】2018-11-06 【作者简介】朱孔村（1985－），男，山东临沂人，江苏省科学技术情报研究所实习研究员，从事电子政务相关工作。 - 115 -

基因工程发展现状及进展概况

基因工程发展现状及进展概况【摘要】：如果说过去20年是信息时代的话, 那么21世纪将成为生物技术时代。现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程与蛋白质工程等新技术, 其中以基因工程为核心的现代生物技术是12 世纪初期全球发展最快的高新技术产业之一。基因工程, 又称转基因工程或重组DNA技术,就是人类按照自身的需要和旨意,用类似工程设计的方式, 人为地、有目的地、有计划地通过基因克隆、转移及表达等方式形成人们所需要的新生物种或类型，由于基因工程打破了不同物种之间的界限, 定向地创造出生物新品种或新物种, 因此近年来基因工程正以空前的速度发展和膨胀, 显著地推动农业、工业、医药与能源等方面向更加高效和环保的方向发展。【关键词】：基因工程、发展、成果、前景【正文】：一、发展历程回顾：由于分子生物学和分子遗传学发展的影响，基因分子生物学的研究也取得了前所未有的进步。为基因工程的诞生奠定了坚实的理论基础，这些成就主要包括了3个方面：第一，在40年代确定了遗传信息的携带者，即基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，从而明确了遗传的物质基础问题；第二，是在50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制，解决了基因的自我复制和传递的问题；第三，是在50年代末期和60年初，相继提出了中心法则和操纵子学说，并成功的破译了遗传密码，从而阐明了遗传信息的流向和表达问题。使人们期待已久的，应用类似于工程技术的程序，主动的改造生物的遗传特性，创造具有优良性状的生物新类型的美好愿望，从理论上讲已有可能变为现实。但在60年代的科学技术发展水平下，真正实施基因工程，还有一些问题：要详细了解DNA 编码蛋白质的情况，以及DNA与基因的关系等，就必须首先弄清DNA核苷酸序列

先进制造技术的现状和发展趋势

浅谈先进制造技术现状和发展趋势 xxxx xxx xxxxxxxxx 先进制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于工业化经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施,，进一步推进国企改革，推动建立强大的企业集团。推进技术创新，推动大型企业尽快建立技术开发中心，广泛吸引人才，在重大技术创新项目中实行产学研结合，才能尽快缩小同发达国家的差距，销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 3）是面向全球竞争的技术随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力 2 先进制造技术的组成先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力，对制造技术不断优化和推陈出新而形

成的。它是一个相对的，动态的概念。在不同发展水平的国家和同一国家的不同发展阶段，有不同的技术内涵和构成。从目前各国掌握的制造技术来看可分为四个领域的研究，它们横跨多个学科，并组成了一个有机整体： 2.1 现代设计技术 1）计算机辅助设计技术包括：有限元法，优化设计，计算机辅助设计技术，模糊智能CAD等。 2）性能优良设计基础技术包括：可靠性设计；安全性设计；动态分析与设计；断裂设 7）过程设备工况监测与控制。 2.4 系统管理技术 1）先进制造生产模式； 2）集成管理技术；3）生产组织方法。 3先进制造技术的国内外现状 3.1国外先进制造技术现状在制造业自动化发展方面, 发达国家机械制造技术已经达到相当水平, 实现了机械制

大数据发展背景与研究现状

大数据发展背景与研究现状（一）大数据时代的背景随着计算机存储能力的提升和复杂算法的发展，近年来的数据量成指数型增长，这些趋势使科学技术发展也日新月异，商业模式发生了颠覆式变化。《分 MGI）发 “赢技术使得在线购物的完成率提升了10%到15%。我国信息数据资源80%以上掌握在各级政府部门手里，但很多数据却与世隔绝“深藏闺中”，成为极大的浪费。2015年，国务院印发《促进大数据发展行动纲要》，明确要求“2018年底前建成国家政府数据统一开放平台”；今年5月，国务院办公厅又印发《政务信息系

统整合共享实施方案》，进一步推动政府数据向社会开放。1 大数据可以把人们从旧的价值观和发展观中解放出来，从全新的视角和角度理解世界的科技进步和复杂技术的涌现，变革人们关于工作、生活和思维的看法。大数据的应用十分广泛，通过对大规模数据的分析，利用数据整体性与涌现性、相关性与不确定性、多样性与非线性及并行性与实时性研究大数据在。2012年Gartner认为，不到两年时间大数据将成为新技术发展的热点，海量和多样化的信息资产使得大数据需要新的处理模式，才能为数据信息使用者提供有效的信息，使得企业洞察危险的能力增强，流程得以优化，决策更加准确。Victor 在其最新着作《大数据时代——生活、工作与思维的大变革》中指出，大数据 1人民网 26个好用大数据的秘诀

时代要想得到有价值的信息，要从总体而不是少量的数据样本分析与实务相关的所有数据。更加注重数据之间的相关关系，乐于加收纷繁复杂的数据，而不再探求难以捉摸的因果关系和追求数据的精确性。欧盟在其公布的《数字议程》中指出公共数据的市场价值约有320亿欧元，公共数据的开放和再利用可以产生新的商业和工作机会。开放行、公共数据，增加政府的开放和透明度可以给年9 展的进程。2017年8月30日，国家旅游局、银联商务股份有限公司和中国电信集团联合成立“旅游消费但是数据联合实验室”，并发布了首份研究成果《2017年上半年中国旅游消费大数据报告》。三方在各自的领域有深耕多年的技术、大数据能力、市场资源和经验，通过签署站多合作，可以实现资源共享，优势互 3国家十三五规划纲要

基因工程技术的发展历史-现状及前景

学号 1234567 基因工程课程论文（ 2013 届本科）题目：基因工程技术发展历史、现状及前景学院：农业与生物技术学院班级：生物科学 091 班作者姓名： X X X 指导教师： XXX 职称：教授完成日期： 2013 年 3 月 16 日二○一三年三月

基因工程技术发展历史、现状及前景摘要：生物学已是现代最重要学科之一，而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的发展与进步，已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。关键词：基因工程技术、发展历史、现状、前景引言基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”，通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。一、基因工程技术的发展历史（一）基因工程发展简述人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间，细菌成为人类的第一大杀手，成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命，但是，好景不长，青霉素使用不到期10年，即在世界上20世纪50年代中期，就发现了严重的细菌抗药性，并且这种抗药性还具有“传染性”，也就是说，一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。

隐身技术现状及发展趋势

隐身技术现状及发展趋势摘要：介绍了隐身技术的重要性以及各种各样的隐身技术的原理及方法，对未来隐身技术的发展做了一些较为深入的探讨和详细大胆的预测，并就隐身技术做出一些总结。一、隐身技术的概述自1989年美国入侵巴拿马时首次使用F2117隐身战斗机后,隐身技术日益引起世界各国军界的高度重视。在海湾战争中，各种隐身兵器的精彩表演,尤其是F2117又一次的不凡战绩，令世界各强国对隐身技术刮目相看。海湾战争后，美、俄等军事强国都加强了对隐身技术的研究，隐身技术因此也获得了长足的发展,被广泛应用于各种武器装备，如隐身战斗机、隐身轰炸机、隐身舰船、隐身导弹等。随着现代科学技术的不断发展，针对飞行器、舰船等作战装备的探测技术日益完善。现在，各个军事强国在本土都有强大的雷达网，空中有预警机，在太空还有战略预警系统。这些系统通过链路构成一张强大的预警网络，对飞机，舰船甚至是导弹的生存都构成了严重的威胁。所以，武器装备的隐身性能已经成为考量整体战斗力的重要指标。具有隐身性的装备，既拥有了在战场上赖以生存的法宝，又使得自己在进攻中处于主动的一方，加大了攻击的突然性。在讲究快速反应的现代战场，隐身技术已经成

为决定战争胜负的关键因素。隐身技术按照战斗平台分，可以分为飞行器隐身，舰船隐身，导弹隐身。按照隐身的方式手段主要为雷达隐身，并辅之以红外、光学和声波隐身，其中雷达隐身是现代隐身技术的重中之重。红外隐身在导弹突防中应用较为广泛。而随着反潜技术的发展，潜艇的声波隐身则是至关重要的一环。二、雷达隐身技术的关键若用一句话概括雷达隐身技术，就是采取各种手段减小装备的雷达散射截面（Radar Cross Section，一下简称RCS）。所谓目标的雷达散射截面RCS，就是定量表征目标散射强弱的物理量。目标的雷达散射截面RCS，越小，雷达接收能量越小，因而使敌方侦察雷达难于对己方目标作出正确的判断，从而达到隐形目的。 RCS不是目标的几何截面积，而是一个与目标产生同等回波的金属圆球的等效截面积，几何截面积、材质和形状对雷达的反射率和反射的方向性都对雷达截面积有影响，所以雷达反射面积可以比几何截面积大，也可以比几何截面积小，就好像在黑夜里手电照射下，一块小镜子可以远比一个蒙面黑衣大汉显眼。作为参照，美国的F-15 的RCS为405 平方米，B-1B 为1.02 平方米，SR-71 为0.014 平方米，F-22 为0.0065 平方米，F-117 为

基因工程技术的现状和前景发展

基因工程的现状及发展

基因工程技术的现状和前景发展

软件技术的现状和发展趋势

基因工程的发展前景同步练习3

基因工程的现状与发展趋势

电子测量技术的现状及发展趋势

国内外大数据发展现状和趋势(2018)

转基因研究的现状及发展

国内外模具技术的现状及发展趋势

大数据发展现状与未来发展趋势研究

基因工程发展现状及进展概况

先进制造技术的现状和发展趋势

大数据发展背景与研究现状

基因工程技术的发展历史-现状及前景

隐身技术现状及发展趋势

最新-基因工程的成果和发展前景精品

相关文档

最新文档

基因工程技术的现状和前景发展

基因工程的现状及发展

基因工程技术的现状和前景发展

软件技术的现状和发展趋势

基因工程的发展前景同步练习3

基因工程的现状与发展趋势

电子测量技术的现状及发展趋势

国内外大数据发展现状和趋势(2018)

转基因研究的现状及发展

国内外模具技术的现状及发展趋势

大数据发展现状与未来发展趋势研究

基因工程发展现状及进展概况

先进制造技术的现状和发展趋势

大数据发展背景与研究现状

基因工程技术的发展历史-现状及前景

隐身技术现状及发展趋势

最新-基因工程的成果和发展前景 精品

相关文档

最新文档

最新-基因工程的成果和发展前景精品