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生物技术的创新与发展

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  生物技术的创新与发展
中信国际研究所 舒志军
生物技术近几十年来发展迅猛,其高新技术研究成果层出不穷,为人类战胜自然、改造自然、认识自我、完善自我创造了巨大的机会与条件,也为企业的高技术投资提供了广阔的发展前景。
(一)生物技术的基本特征
生物技术(Biotechnology)也称生物工程,它是在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术,是现代生物科学和工程技术相结合的产物。
具体而言,生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等;基因操作技术包括人类功能基因组研究、重要动植物功能基因组研究等;生物信息技术包括生物信息的获取与开发、加工与利用,以及结构基因组和蛋白质组学研究、药物筛选、小分子药物设计等;创新药物和产业化开发上,将重点建立完善的药物筛选体系、研制重要药物品种、实验室建设、药物制剂技术等。
现代生物技术是在分子生物学发展基础上成长起来的。1953年,美国科学家沃森和英国科学家克里克用X-衍射法搞清了遗传的物质基础核酸的结构,从而使揭开生命秘密的探索从细胞水平进入了分子水平,对于生物规律的研究也从定性走向了定量。在现代物理学和化学的影响和渗透下,一门新的科学分子生物学诞生了。在以后的十多年内,分子生物学发展迅速,取得许多重要成果,特别是科学家们破译了生命遗传密码,并在1966年编制了一本地球生物通用的遗传密码“辞典”。遗传密码辞典将分子生物学的研究迅速推进到实用阶段。1970年,科拉纳等科学家完成了对酵母丙氨酸转移RNA的基因的人工全合成。1971年美国保罗·伯格用一种限制性内切酶,打开一种环状DNA分子,第一次把两种不同DNA联结在一起。1973年,以美国科学家科恩为首的研究小组,应用前人大量的研究成果,在斯坦福大学用大肠杆菌进行了现代生物技术中最有代表性的技术--基因工程的第一个成功的实验。
现代生物技术是一个复杂的技术群。基因工程仅是现代生物技术中具有代表性的一种,它的特征是在分子水平上创造或改造生物类型和生物机能。此外,在染色体、细胞、组织、器官乃至生物个体水平上也可进行创造或改造生物类型和生物机能的工程,例如染色体工程、细胞工程、组织培养和器官培养、数量遗传工程等,这些,也属于现代生物技术的范畴。而为这些工程服务的一些新工艺体系,如现代发酵工程、酶工程、生物反应器工程等,同样被纳入了现代生物技术的系统。
目前世界上许多国家已经将生物技术、信息技术和新材料技术作为3大重中之重的高技术。生物技术可以分为传统生物技术、工业生物发酵技术和现代生物技术。现在人们所指的生物技术实际上就是现代生物技术。生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程5大工程技术,其中基因工程技术是生物技术的核心技术。随着生物技术的广泛应用,人类的生活将会发生翻天覆地的变化。
新世纪之初的生物技术有5个方面的特征:
一是大科学工程研究方式的出现。20世纪80年代中期开始的基因组的研究,使得生物技术的研究从作坊式转而进入了大科学的运作方式。基因组研究以人类基因组为代表,其研究对象是一个非常复杂的系统,要在整体上破译遗传信息,不可能用以前零敲碎打的方式,而是采用了其他学科的一些运作方式,包括大规模、高通量、信息化的工业运作方式。由于人类基因组计划对产业的巨大带动作用,引起实业界浓厚的投资兴趣,其投资量逐年递增。
二是精细分析和广阔综合的统一。生物技术在分子、细胞、组织、器官、整体乃至群体的多层次、全方位研究,以及生物技术与数学、物理学、化学、信息科学的前所未有的整合,使得很多生命系统复杂问题的解决出现了可能。
三是科学进步和技术革命互为因果。生物技术近年来的每一次突破,都是与技术革命相关。科学与技术之间的界限也是越来越模糊了。



IP属地:北京1楼2005-12-02 14:01回复
    目前,60%以上的生物技术成果用于医药工业,用来开发特色新药或改良传统医药,由此引发了医药工业的重大变革。众所周知,医药业是一项高技术产业,生物医药则如皇冠上的宝石,耀眼夺目却有些可望不可及。其原因是:它需要资金、技术大规模地投入。于是,一种能汇聚市场上一切偏好风险的投资者的资金,并将之投入到需要融资的企业中去的新型投资方式--风险投资就应运而生。
    风险投资在20世纪80年代初对生物工程的关注比较多,它们都成了生物技术产业的先行者。而20世纪90年代互联网的兴起,使风险投资的兴趣产生了转移。自21世纪开始,随着网络泡沫的泛起以及生物工程的自身趋于成熟,在生物工程领域出现了金融资本的回归。随着AMGEN生物工程公司等生物技术公司进入美国《财富》杂志500强大公司,标志生物技术产业的迅猛发展。
    互联网产生了许许多多的神话,而生物技术却不然,它不会出现一夜暴富的现象。很多互联网技术公司是靠资本市场圈钱,而生物技术公司是靠其产品产生高额利润。BT与IT到目前为止还都是预期效益。AMGEN与AOL首次进入500强大公司,说明21世纪将是IT和BT (Biotech)的时代。IT的发展及其对整个世界的改变是有目共睹的,而BT对21世纪人类的影响更是无可估量。
    一场划时代的、影响21世纪的新产业正在全球展开,这就是以生物技术为基础的BT产业,它将主宰21世纪的新文明。比尔·盖茨预言:超过他的下一个首富必定出自基因领域。
    (五)生物技术在中国的发展
    1986年3月,中国开始实施国家高技术研究发展计划(即“八六三”计划),生物领域是其重要的组成部分。10多年来,中国生物技术研究一直紧跟世界先进水平,在某些方面已达到世界先进水平,而且有一大批项目已完成实验室研究,进入中试规模的开发研究。    
    生物技术是21世纪最具发展前景的高科技产业。中国在部分领域如人类基因组研究及疾病相关基因研究、植物基因图谱、转基因动物、基因芯片、干细胞研究有明显进展,取得了较好的成绩:
    1.人类基因组研究
    1990年,美国提出人类基因组计划(HGP),旨在阐明包含30亿对碱基对人类基因组全部序列,从而达到破译生命密码的目的。1999年9月,中科院遗传所人类基因中心,国家人类基因组南方中心、北方中心承接了3号染色体上3000万对碱基的测序任务,约占整个人类基因组计划的1%,使中国成为继美、英、德、法、日之后第6个参与该计划的国家。中国测序的这段染色体是基因密集区域,约有750到1000个基因,有较高的开发价值。经过科学家们的全力工作,中国于2000年4月完成了3号染色体上3000万对碱基的工作框架图的绘制工作,比2000年6月26日工作日完成的人类基因物理图提前了近3个月,标志着中国在人类基因组的测序能力方面已走在世界前列,为今后人类基因组的研究开发奠定了坚实基础。
    2. 疾病相关基因的研究
    由于中国有很好的大样本和特殊疾病的资源,使得中国在疾病相关基因的研究上有独特的优势。如在世界上首次发现了神经性耳聋的致病基因GJB3,克隆到位于11号染色体的外生性骨疣的致病基因和若干个白血病致病基因;定位了鼻咽癌在染色体上的杂合丢失区域和鼻咽癌家系中的一些易感基因;发现了肝癌相关基因的表达DNA和确定了17号染色体短臂上肝癌相关的缺失区域;发现了高血压相关的新基因。
    人类基因是一种不可再生的资源,尤其是和人类重大疾病相关基因的克隆分离与开发应用的研究将带来巨额利润,现众多国际大型制药企业斥巨资投入这个“基因组工业化”项目中,在这场遗传资源和基因专利之争中,中国利用自已独特的资源优势和较好的基因研究基础,在这个领域应有较好的发展。
    3.其它基因研究
    中国继完成1%人类基因组测序任务后,现着手瞄准一些重要生物资源进行开发,如中国科学家和国外合作,将对猪的基因组进行测序,破译它的遗传密码,这将为器官移植、生物医药产品的开发提供很好的生物资源,杂交水稻为中国农植物开发的优势项目,处于国际前列水稻专家袁隆平院士被誉为水稻之父,目前中国在该领域又有重大举措,启动了超级杂交水稻的基因组计划,为生产更加优质、高产量的水稻储备遗传信息资源。
    


    IP属地:北京4楼2005-12-02 14:01
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      中国生物技术产业化能力相对薄弱,研究、开发及生产所用的仪器、设备等均依赖进口,生产规模小,工艺不配套,回收率低等问题严重影响了生物技术的产业化;再者,中国从事生物技术开发的人员大多数是研究生物科学基础研究的科学家,缺乏生物技术产业化必需的生化工程专业知识,在很大程度上限制了产业化进程。
      4.产学研相互脱节
      生物技术的产业化需要大学、研究所和企业之间的通力合作,而中国当前的状态是大学、研究所办企业,企业办研究所,大家一齐上,造成技术力量分散,投资重复,资金浪费。在国外,科研成果完成后,落到企业的研发中心进行进一步的开发、孵化,形成技术工艺后再规模化生产。在中国,两者脱离现象严重,缺少有科学头脑的企业家和有技术开发能力的企业将研究转变成技术工艺,使科研与生产有机连接的过程脱节。
      5.知识产权意识淡薄
      由于中国新药开发资金投入不足、知识产权保护不力,目前研制和生产的大部分生物技术药物都是跟踪西方已经开展的项目模仿而来,缺乏创新,这将潜伏巨大的危机。由于生物技术产品的技术含量高、资金投入多、知识产权比重大,是各国重点保护的品种。现在上市的产品很多随时面临被起诉的威胁,正在开发的项目也会因为知识产权的原因未上市而夭折。高水平重复现象严重,目前中国近百家从事基因工程产品研究开发的单位,其中多数在同一水平上重复建设投资,缺乏技术和市场的垄断性,造成一种产品多家生产、多家销售、竞相压价、市场混乱的局面。
      6.技术创新能力不足
      中国一些大型制药企业对生物制药产业的投资相当一大部分还是花费在硬件建设上,而对前期研究开发的投入严重不足。其主要原因一方面,把传统医药产业的投资模式套在生物制药产业,以为开展项目就是盖厂房、买仪器。另一方面因为研究开发阶段的投入风险大、资金需要多、见效慢,企业领导在任期内很难见到绩效,所以导致投资主体不愿意投入。目前,许多国内生物技术公司多处在仿制水平上,严重缺乏创新,尤其对于EPO、G-CSF等国外的“明星”产品,市场风险估计不足,生产能力过剩的结果是恶性的价格竞争,造成至今还没有哪个企业在EPO等国外的优势项目上取得显著赢利。
      (七)中国发展生物技术产业的对策
      据有关部门预测,未来几年中国生物技术产业的年均增长率不低于25%。虽然中国生物科技领域起步较晚,整体水平落后,但中国生物技术产业蕴含着巨大的发展潜力和美好的前景,它必将成为中国高技术产业中最具活力的成长点之一,并跻身于国际先进生物技术的前列。
      中国加入WTO之后必将参与国际竞争,国外拥有巨大资金和强大技术创新能力的生物技术企业将大量涌入国内,将对生物技术企业造成极大的冲击。中国的生物技术企业如果不加快开发拥有自主知识产权的、具有巨大市场潜力的创新产品。加强技术创新、技术孵化能力,参与国际竞争将面临极大的困难。中国应对国际生物技术产业竞争的策略主要有:
      1.要形成自己的专利技术
      生物技术是多种技术的集成,是个系统工程。从科学研究到产品乃至从产品到商品上市需要多学科的科学家和企业家共同完成。就从研究到技术来讲,需要不同领域科学家的合作,其标志是形成技术平台、技术工艺、自主知识产权--专利和科研论文。而从技术到产品的过程,需要企业家来完成,这是国内的薄弱环节。在国外,大企业通过自己的研发机构进行进一步的开发孵化,形成并开发出一套完整的生产工艺投入大生产。而且在产品开发出来到市场销售,变成商品获利后,还要从盈利中拿出更多的资金投入到技术创新当中,形成本企业创新技术的集成,才能保证企业有源源不断的新产品满足市场需求。
      2.选择有创新前景的技术项目
      项目的选择至关重要,它不但关系到企业的兴衰,更关系到企业的成败。因此应该从技术方面、生产方面、市场方面、法律方面等多种因素综合考虑。开发拥有自主知识产权、具有巨大市场潜力、保证自身技术开发能力的创新项目才能进军国际市场并参与国际竞争。
      


      IP属地:北京6楼2005-12-02 14:01
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        http://www.sijiacaiyuan.cn/ 

        http://blog.sina.com.cn/guangheyiqu 

        大家都来看这个网站啊,我们将竭诚为您服务!


        8楼2007-07-19 10:50
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          • 210.46.85.*
          如果大家有生物方面关于药学,生物信息学,蛋白质组学等方面的信息需要,也可以浏览
          http://www.bioknow.cn
          朋友介绍的,看了一下,还不


          9楼2008-05-31 14:24
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            高质量的双链DNA的回收率高达90%,可立即在随后的应用中使用。
            ★纯化效果好。
            可以去除PCR产物中95%以上的核苷酸,引物,以及引物二聚体。
            ★纯化片段的长度范围广。
            可得到100bp—10Kb的纯DN**段。
            ★易于使用。
            简单的操作步骤几乎不需要对实验室人员进行培训,无需复杂的操作技术与设备,缓冲液或试剂。
            ★成本低。
            无需固定设备(例如离心机,磁力提取,真空抽滤装置),额外的塑料器皿或液体。由于操作简单,所需劳动时间更短。
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            适应高通量处理与提高工作效率,能够轻松地整合自动化设备。在相同的纯化处理过程中,消除了附加的工艺验证。
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            ★无缝的工作流程。
            仅需使用一支标准的单道或多道移液器,因此无需改变您目前的实验室工作流程。


            10楼2011-10-28 13:29
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