分子手术与纳米治疗讲座之四资料讲解.ppt

对纳米生物学的高度重视 又一次生物学革命？ 三大高科技的交汇点 基于纳米组装机的网络生产 结语 展望 对纳米生物学的高度重视 近来的种种发展迹象表明：可以毫不夸张地说，纳米技术的研究热点正山牛导体芯片领域转向生物、医学领域。纳米医学技术已经被列入美国的优先科研计划。在2004年2月召开的美国科学年会上，主办者特意开设了“纳米技术论坛”，麻省理工学院科学家米尔德雷德·德雷塞毫斯在论坛的基调演讲中说，美国用于研究纳米技术的经费已从1997年的不足5亿美元上升到2002年的22亿美元。随着纳米技术在医学领域表现出越来越诱人的应用前景，越来越多的研究经费正在涌人这一领域，兼任爱默里大学佐治亚理工学院教授的华裔科学家聂书明说，纳米技术刚兴起时，科学界的研究热点是纳米材料在信息技术领域的应用，科学家希望利用纳米技术使芯片体积更小、速度更快，而日前纳米技术的研究热点正在转向疾病诊断、疾病治疗等医学领域。美国国家卫生研究所将在未来几年内把纳米医学技术列为优先发展项目。 我国为何要高度重视纳米生物学的发展呢? (1)为了人民健康 最近报道，传染病已成为冷战后对国家安全的最大威胁。2003年SARS病毒的传染袭击即是一个深刻的教训，反思一下，应急能力的不足还源于基础研究的薄弱。调查一下，美国2002年6月对2000年启动的NNI计划的评论报告中，再次强调了基础研究，其第一项重点即：纳米生物系统。在应用研究和产品开发方面的十个重点中，有两项是针对纳米生物技术的：即第3项的“用于保健、治疗和诊断的纳米技术和装置”，第7项的“用于检测传染性疾病和生物威胁的生物传感器装置”。值得注意的是，对美国这样一个在传染性疾病控制方面已很健全的国家，尚且那么针对性地部署其国家科技发展重点领域，对于我国显然更是紧迫的战略目标了。 (2)为了国家安全，尽快加入“纳米俱乐部” 2003年5月，美国国会又以绝大多数通过了“加速发展纳米科技”的立法，在以后三年内每年拨款7～8亿美元发展纳米科技，并成立综合协调机构，每年向国会报告进展情况，欲称霸世界纳米科技领域。这项计划比2000年的NNI计划，更是动真格了。“9·11”事件后，纳米生物传感器在“防生物威胁”中可能具有战略贡献，也是促进该立法的成因之一。 美国的重点是国防与航天航空。纳米科技中的纳米电子学、纳米机械和纳米生物技术在军事装备小型化、智能化和信息化方面的贡献非同小可。我们要及早重视，及早跨 人“纳米俱乐部”。因为在纳米科技诞生之初就有美国学者提醒：要注意纳米科技的军事应用及后果，要防止其扩散。正像防止核武器扩散一样，我们要及早跨入这个“纳米之门”，以免将来被人家当作防扩散的对象。这对国家安全也是至关重要的。 (3)为了科技发展 从科学发展前景而言，发展纳米生物学也是意义重大的。一方面，基于纳米技术的生物学是生命科学的前沿之一；另一方面，基于生物学的纳米技术则是纳米科技走向实用的必经之路。从发展我国科技的全局和战略高度而言，纳米生物学也应属于优先领域的重要方向。 又一次生物革命 DNA双螺旋结构发现(50周年前) 本身是科学史上由学科交叉产生的重大科研成果。为此发现作出重大贡献的四位科学家中沃森(J.　Watson)毕业于生物专业；克里克(F. Crick)和威尔金斯(M.Wilkins)毕业于物理专业；富兰克林(R. Franklin)则是毕业于化学专业。最先发现DNA分子结构的是在卡文迪什实验室工作的克里克和沃森，两人各自的专业背景不同，但都对DNA分子结构具有浓厚的兴趣，两人密切合作，共同探索，通过对DNA的X衍射照片的分析最终发现了DNA双螺旋结构。周光召院士又进一步指出：从DNA双螺旋结构的发现过程可以看到，将一个学科发展成熟的知识、技术和方法应用到另一学科的前沿，能够产生重大的创新成果。学科交叉是创新思想的源泉。 最近由于单分子技术的成熟发展，物理学家已能在实验室内操纵一个个原子、分子；已能对复杂体系进行海量的并行分析和处理；已能对分子结构和生命过程进行三维计算机模拟和虚拟现实；纳米生物学一再被推至交叉学科前沿的时候，人们自然期待着全新思想的出现。英国自然杂志编辑部更是发表了“物理学会不会引导又一次生物学革命?”讨论的文章。 Nature杂志还多次报道了国际学术界关注物理学与生物学学科交叉和融合的情况 三大高科技的交汇点 人们公认影响21世纪的三大科技是：信息技术、生物技术和纳米技术。其中纳米技术又以其突出的交叉性和集成性，影响到信息技术和生物技术的发展，它们三者的交叉、综合将诞生集大成的纳米生物技术或纳米生物信息技术。 基于纳米组装机的网络生产 真正高效、实用的纳米组装机很可能是起主导作用的生命体中的细胞器纳米组装机和起配合