2025年生物技术和生物过程的研究发展趋势.pdfVIP

太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。——《左传》

生物技术和生物过程的研究发展趋势

一、生物技术的研究发展趋势

生物技术是现代化学、生物学和计算机科学的交汇点，它是利

用生命科学的知识、方法和工具进行应用技术研究，将其应用于

农业、医药、环境保护和工业等领域。生物技术发展至今，已经

涉及到基因编辑、细胞培养、植物育种和医药等方面。以下是生

物技术的研究发展趋势：

1.基因编辑技术

基因编辑技术的核心在于以CRISPR为代表的Cas9蛋白对目

标DNA进行特异性切割，然后引导细胞自身的自愈系统修复此类

切割，以达到修改基因的目的。在基因编辑方面，现在社会关注

的焦点主要在人类基因编辑，这项技术涉及的领域包括基因遗传

性疾病和癌症治疗，其潜在的医疗作用引起全球关注，但同时也

引发道德和法律上的新问题。

2.精准医学

精准医学是利用个体基因信息和理解疾病发病机理，为患者提

供个性化预防、诊断和治疗方案。当前，精准医学已经扩大至癌

症、心血管疾病和神经学等一系列疾病的治疗领域，并且随着基

因组学、蛋白质组学、转录组学和脂质组学等高通量技术的日益

成熟，精准医疗将得到更深入的发展。

去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

3.合成生物学

合成生物学是一种集成化的科技，它借助生物体内存在的一些

基本元件（基因、编码蛋白的基因、启动子等等），以及外源元

件（感受器、逻辑门、信号传递通道、拼凑酶等等），形成人工

代谢通道、新型生物物质和分子器件等。目前，合成生物学已经

将人工代谢途径拓展至多酶催化反应和代谢通路，从而实现分子

生物学的量产。

4.生物传感技术

生物传感技术是利用生物体内生产的物质监测空气、水、食品

和身体健康等，它可通过分子识别、基因序列、细胞生理特征等

多种信号源与传感器集成式检测器进行检测。在应用方向上，生

物传感技术主要用于环境污染检测、食品安全检测和医学健康检

测，是未来的无线传感器的重要组成部分。

5.规模化生产

规模化生物制品生产的次要问题来自于制品的纯化。此外，针

对成本问题，现在已经开展了大规模生产技术研究，通常主要包

括基于稳态条件满足、净化火炬和新式离子交换。

二、生物过程的研究发展趋势

人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

生物过程广泛应用于基础学科和应用领域，如微生物固氮、金

属氧化还原等，这些过程可以为人类社会提供能源和养分。以下

是生物过程的研究发展趋势：

1.生物能源

生物能源的发展是在解决能源危机、降低能源消耗、减少二氧

化碳排放方面进行的一项全球性战略举措。生物质能源、生物油、

生物燃气和生物甲烷是生物能源的主要形式，以生物质能源为代

表的生物能源研究方向已经成为国际关注的焦点。

2.化学合成

生物合成是从底层理解到合成这些混合物、大分子的末端。为

了实现这种作用，着重考虑酶催化反应和合成反应的可控性、高

效性与高选择性。同时，利用基因工程技术改造和优化生物体代

谢通路，以实现特定分子和化合物的合成。

3.生物降解

生物降解是食物和液体的分解、清除或净化的一种生物过程，

它是通过释放酶到实例中以分解或转化工业废料，使其发生降解，

逐渐降低环境中的有机物质等的量。生物降解