1992年初,中國科學院“未來生物學”預測研究組在一次會上公布了他們的預測結論:“21世紀是生命科學為帶頭科學的世紀”。專家們認為,在未來30年內,生物科學的一些研究領域將取得突破性進展,一些研究將成為科學發展的高峰,還有些研究將對其它學科和社會、經濟發展發揮重大作用。這一預測結論與近幾年國內外專家的預言是相當吻合的。早在1987年,我國學者就曾歸納國際人士的論述,作了“生物學是21世紀的自然科學主角”的報道。在幾年前聯合國教科文組織的調查報告中也曾指出,當代科學發展出現兩大趨勢,一是各門學科的數學化,二是生物學的飛躍發展。有的專家甚至認為“生物學對於21世紀的影響,就等於物理和化學對20世紀的影響一樣大。”
自從1953年遺傳物質脫氧核糖核酸“雙螺旋結構模型”問世後,生命科學終於在科學的百花園裏顯露頭角,促進生物工程的崛起,並已廣泛滲透到工業、農業、醫藥、礦業、化工、能源、環境保護、海洋開發和人口控製等各個領域。其中,農業生物技術,特別是以提高蛋白質含量,改良氨基酸組成,增強作物抗逆、抗菌、抗病蟲害為主要內容的農作物生物技術最具有現實意義,並將在下個世紀的“綠色革命”中顯示更大作用。作為農作物生物技術重要組成部分的植物基因工程,在已獲得的一批包括煙草、西紅柿、馬鈴薯、苜蓿和某些蔬菜、作物在內的轉基因植物基礎上,本世紀末將有可能在農作物育種等方麵展示更誘人的前景。與此同時,畜牧業生物技術的實用化也將取得根本性的進展。除已取得的胚胎移植、生長激素試劑外,下一步的發展重點將集中於基因型選擇精子分離,胚胎性別鑒定、體外授精克隆動物及轉基因動物等方麵。同時,將推動瘦肉型豬、快速生長的魚、抗病的雞、試管繁殖牛等生物工程物種走向大規模生產。
在醫藥生物技術方麵,已有數十種高技術藥的投入應用,正在研製的有好幾百種。其中相當一部分是為治療惡性腫瘤而研製的。采用“合理藥物設計”研製的醫治癌症、艾滋病等多種疾病的超級藥物(生物工程藥物),不久將進入人體試驗階段,可望在征服癌病和防治艾滋病的道路上大大前進一步。
在工業生產、環境保護和能源等方麵的生物技術應用也有著廣闊的生命力。如利用蛋白質工程製造出既有特定催化功能又適於工業生產的酶,將有可能導致化學工業的一場技術革命。利用微生物淨化廢氣、廢水和進行采礦,可望在本世紀末和下世紀初實現。通過快速繁殖能源植物和通過細菌產氫,將有可能開辟新的能源途徑。
總之,生物技術的飛速發展,人類利用基因工程和蛋白質工程技術,不僅可以在分子水平上對微生物、植物、動物等不同種屬之間的基因進行隨意剪切、拚接,而且來源不同的微生物、植物、動物和人類之間的基因也可能任意地重組傳遞,還可以按照自己的意願設計合成新的蛋白質。在不久的將來,甚至可以設計出新的生物物種,使其為世界走向更加繁榮的明天服務。可見,生物技術帶來的不僅僅是新的產品和龐大的新興產業,它對解決人類麵臨的重大社會問題和完善人類自身,都必將產生難以估量的深遠影響。
(五)21世紀生物技術的發展趨勢
生物技術,也稱為生物工程,是應用於有生命物質的技術。在生命科學發展的基礎上,在20世紀70年代出現了基因工程或稱麼重組技術。接著,生物技術就迅速發展成為基因工程、細胞工程、發酵工程和酶工程4大體係。20世紀80年代,蛋白質工程、海洋生物工程、生物傳感器和生物芯片等新技術又得到了迅速的發展。
發酵工程始於20世紀40年代。當時,由於大規模生產抗生素,就為發酵工程的發展奠定了基礎。辦生物在發酵工程中起著重要的作用,在發現微生物之前,人類早已用發酵技術來製造醋、酒等產品。發酵工程就是通過改造發酵菌和控製發酵過程來大規模生產發酵產品的技術,主要包括:對微生物產生的生物活性物質及其菌株進行篩選,弄清微生物的生理代謝過程,采用新的發酵工藝和控製程序等。