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【摘要】生命科学学科已经是影响人类日常生活的一门重要学科,在其发展到现代的水平后出现了些许问题。比如说研究方法的老套,管理上的散乱,我认为可以借鉴其他学科的多种方法来对其进行改进。
【关键字】基因工程;工程化管理;学科互助
生命科学在我看来是对生命的现象、本质进行探索的一门科学,它的发展直接影响到人类的进化,生态圈的状况等很多方面。而基因工程同细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程一起是它的一个重要分支,共同构成了现代具有高科技水平的生物工程,其在世界受重视程度可想而知。所谓基因工程是对基因进行操作的复杂技术,一般是将外源基因通过外界的处理后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
基因工程可以将不同来源的基因,按预先设计的蓝图, 在体外构建杂种DNA分子,从而改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。既然如此,我们可以想象,如果人类比较成熟的掌握了这个技术后,那么曾经不可想象的事有很多将成为现实。我还记得有一本小说是描写一个长有大象头颅的人的一生。在过去,这种人无疑会被认为是怪物,那么为了人类的进化,将来人们很可能主动的改造自己,这样一个象人可能再也不会没有同伴。
我们知道按照自然的规律有着生殖隔离的物种是不能产生可育后代的,所以基因工程从某种角度来讲违背了一些自然规律。它的主要过程是先将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,最后这些细胞分化,分裂形成新的物种。现在基因工程已经在很多产业中有所应用,除了研究人类的基因让人类得以进化外还应用于农牧业,食品工业,环境保护,医药,医疗等,其中医药方面用处最大。
通过这种技术大大扩展了药品的材料来源,比如胰岛素就是利用微生物基因微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产的这些优点,产生有用物质。再加上运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测病毒感染及遗传缺陷,然后给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。这些手段的应用已经大大提高了人类的寿命,那么再发展几年,人类的寿命肯定还会继续增加,一个人可能会见证一个朝代的兴衰。
但是当前基因工程的发展也存在一些问题,对于基因研究还是缺乏一个系统的管理,很多单位投入巨大可能研究出同一个东西,这无疑是一种浪费。还有些人彻底反自然,将基因随意组合,这对未来形成了隐患,不知道试管里爬出来的是什么怪物。另外基因工程的发展是需要大量资金和高科技人才,这也是一个重要的限制条件。总的来说,虽然存在一些问题基因工程的发展还是令我们期待,这门科学我相信是人类发展的一个转折点。
然后我想谈下它的交叉学科互助性,主要是与软件工程的关系。乍听起来这两门学科是毫无关系的,一个是研究生命的,一个是研究软件的。但是细想下,这两个学科都是有开发性质的学科,他们都需要很强的创造性。
基因工程是将已有的基因再组合,那么如果把前人研究出来的程序代码和算法看作基因的话,软件工程和基因工程的工作实质是很相像的。当然有所不同的是很多软件是要自己再创造代码的,而基因要人为创造的难度实在是很大。当前软件行业的一个重要弊病在于检测,我了解到基因工程的一项重要环节也是检测,于是我进行了一些思考:基因工程中检测目的基因的手段有鸟枪法和逆转录法。那么结合到软件学科,因为代码不是人类通用的语言如果使用鸟枪法筛查需要功能的代码是可能性很小,所以主要应使用类似逆转录法。根据要实现的功能编译出一份不完全的“标准代码”(我所说的标准代码只是一个框架,没有具体功能)就类似于DNA序列。然后我认为同功能的代码是有相似度的,我们可以检测标准代码与原代码的相似度从而比较快速的检测到需要的东西。这便应用了基因工程中逆转录的思想。
另外我有一个还不太成熟的想法,但是我也想提出来。在软件编写中经常会有检测代码,如同一个探针一样检测程序运行的进程和状态。我自然而然的想到了DNA探针。他们如此相似是不是有什么可以借鉴的地方呢?我想如果在研究植物或微生物这些可以一次多个后代而且生命周期较短的生物时,如果想研究生命周期中的某个过程时也许可以使用一种带形状的探针。说白了就是把目的基因当探针用,在生物生长到一定过程中时将这些探针导入,等个体成熟以后观察不同时期导入探针而反应出来的是不是有不同性状。当然基因是不能全部表达的,要不一个人又会有双眼皮又会有单眼皮。关于这个问题我还有疑虑,但是我想也许可能用多个试验对象来解决,统计性状个数,用概率学的知识总结下它们的规律也许会起到效果。
还有一些不完全的代码是有潜能的,生物也有进化潜能,所不同的是代码不会自己进化,而生物可以。所以如果给出一定的促使生物发生系统改变合再自组织过程发生的条件,观察生物的“进化”潜能和模式,这一方法无疑有着重要的理论和现实意义。如果这一方法能够应用于软件,将是一个突破,即代表人工智能的加速和不可知性。
科学的发展是无止境的,我们如果探索总会在这片神奇的海洋中找到乐趣。以上便是通过这门课一学期的学习我在基因工程方面获得的一些知识和想法。
【关键字】基因工程;工程化管理;学科互助
生命科学在我看来是对生命的现象、本质进行探索的一门科学,它的发展直接影响到人类的进化,生态圈的状况等很多方面。而基因工程同细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程一起是它的一个重要分支,共同构成了现代具有高科技水平的生物工程,其在世界受重视程度可想而知。所谓基因工程是对基因进行操作的复杂技术,一般是将外源基因通过外界的处理后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
基因工程可以将不同来源的基因,按预先设计的蓝图, 在体外构建杂种DNA分子,从而改变生物原有的遗传特性、获得新品种、 生产新产品。既然如此,我们可以想象,如果人类比较成熟的掌握了这个技术后,那么曾经不可想象的事有很多将成为现实。我还记得有一本小说是描写一个长有大象头颅的人的一生。在过去,这种人无疑会被认为是怪物,那么为了人类的进化,将来人们很可能主动的改造自己,这样一个象人可能再也不会没有同伴。
我们知道按照自然的规律有着生殖隔离的物种是不能产生可育后代的,所以基因工程从某种角度来讲违背了一些自然规律。它的主要过程是先将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,最后这些细胞分化,分裂形成新的物种。现在基因工程已经在很多产业中有所应用,除了研究人类的基因让人类得以进化外还应用于农牧业,食品工业,环境保护,医药,医疗等,其中医药方面用处最大。
通过这种技术大大扩展了药品的材料来源,比如胰岛素就是利用微生物基因微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产的这些优点,产生有用物质。再加上运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测病毒感染及遗传缺陷,然后给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。这些手段的应用已经大大提高了人类的寿命,那么再发展几年,人类的寿命肯定还会继续增加,一个人可能会见证一个朝代的兴衰。
但是当前基因工程的发展也存在一些问题,对于基因研究还是缺乏一个系统的管理,很多单位投入巨大可能研究出同一个东西,这无疑是一种浪费。还有些人彻底反自然,将基因随意组合,这对未来形成了隐患,不知道试管里爬出来的是什么怪物。另外基因工程的发展是需要大量资金和高科技人才,这也是一个重要的限制条件。总的来说,虽然存在一些问题基因工程的发展还是令我们期待,这门科学我相信是人类发展的一个转折点。
然后我想谈下它的交叉学科互助性,主要是与软件工程的关系。乍听起来这两门学科是毫无关系的,一个是研究生命的,一个是研究软件的。但是细想下,这两个学科都是有开发性质的学科,他们都需要很强的创造性。
基因工程是将已有的基因再组合,那么如果把前人研究出来的程序代码和算法看作基因的话,软件工程和基因工程的工作实质是很相像的。当然有所不同的是很多软件是要自己再创造代码的,而基因要人为创造的难度实在是很大。当前软件行业的一个重要弊病在于检测,我了解到基因工程的一项重要环节也是检测,于是我进行了一些思考:基因工程中检测目的基因的手段有鸟枪法和逆转录法。那么结合到软件学科,因为代码不是人类通用的语言如果使用鸟枪法筛查需要功能的代码是可能性很小,所以主要应使用类似逆转录法。根据要实现的功能编译出一份不完全的“标准代码”(我所说的标准代码只是一个框架,没有具体功能)就类似于DNA序列。然后我认为同功能的代码是有相似度的,我们可以检测标准代码与原代码的相似度从而比较快速的检测到需要的东西。这便应用了基因工程中逆转录的思想。
另外我有一个还不太成熟的想法,但是我也想提出来。在软件编写中经常会有检测代码,如同一个探针一样检测程序运行的进程和状态。我自然而然的想到了DNA探针。他们如此相似是不是有什么可以借鉴的地方呢?我想如果在研究植物或微生物这些可以一次多个后代而且生命周期较短的生物时,如果想研究生命周期中的某个过程时也许可以使用一种带形状的探针。说白了就是把目的基因当探针用,在生物生长到一定过程中时将这些探针导入,等个体成熟以后观察不同时期导入探针而反应出来的是不是有不同性状。当然基因是不能全部表达的,要不一个人又会有双眼皮又会有单眼皮。关于这个问题我还有疑虑,但是我想也许可能用多个试验对象来解决,统计性状个数,用概率学的知识总结下它们的规律也许会起到效果。
还有一些不完全的代码是有潜能的,生物也有进化潜能,所不同的是代码不会自己进化,而生物可以。所以如果给出一定的促使生物发生系统改变合再自组织过程发生的条件,观察生物的“进化”潜能和模式,这一方法无疑有着重要的理论和现实意义。如果这一方法能够应用于软件,将是一个突破,即代表人工智能的加速和不可知性。
科学的发展是无止境的,我们如果探索总会在这片神奇的海洋中找到乐趣。以上便是通过这门课一学期的学习我在基因工程方面获得的一些知识和想法。