11月1日至3日，北京國家會議中心舉行了一場中國規模最大、層次最高的生命科學領域學術盛會——2016世界生命科學大會。10位諾貝爾獎獲得者、4位世界糧食獎和沃爾夫農業獎獲得者與來自世界36個國家和地區的科技界產業界代表齊聚一堂，展開一場生命科學領域的「華山論劍」。
「腦科學、蛋白質科學、基因組科學……」生命科學的新興及前沿領域發展日新月異，正在給「健康、農業、環境」等帶來嶄新的天地。今天，生命科學的神奇之門正在被科學家們一點點開啟，他們看到了怎樣的風景？又收穫了什麼樣的成果？讓《經濟日報》記者帶您一起站在生命科學的前沿瞭望。
基因研究引領生命科學發展
基因是生命最基本的單元，基因研究則是當今世界競爭最激烈的前沿領域。當談到「哪個生命科學領域將率先取得重大突破並對人類健康作出重大貢獻」時，1975年諾貝爾生理學或醫學獎得主大衛？巴爾的摩毫不猶豫地說：「基於基因的一系列治療方法，會像IT技術改變全球人類生活那樣，在未來極大地改善人類健康、提高生命質量。」
基因研究發展如此之快，是因為生、老、病、死那些事兒，無一不與基因有關。據華大基因相關負責人介紹，每個人有20000個至30000個基因，每個基因的功能都不一樣，人的一生，是基因在不同的時間段、環境下進行表達、執行功能的過程，基因本身和所處的環境決定了人的生、老、病、死。基因圖譜就像一幅複雜龐大的拼圖，選取哪些鹼基檢測，測出的密碼如何拼接，如何解讀，這正是科學家們正在探究的生命奧秘。
隨著一幅幅基因圖譜的展開，越來越多的承載著生命信息的謎團浮出水面。繼美國、英國、日本之後，全球最大的基因資料庫和數據分析技術平臺——國家基因庫，已經啟動並正式運營。
在2016世界生命科學大會上，記者向前來參會的華大基因工作人員了解到今後一些基因技術應用的方向和趨勢。「現在已步入生命資訊時代，人類對自身的認識將更加清晰，依託基因信息的存儲，未來人們除了知道自己的姓名、出生年月等信息外，還可以知道自己的DNA序列信息。」
這些基因信息就像是打開生命寶盒的「鑰匙」，幫助人們更好地管理生老病死。華大基因工作人員說，「基因測序技術幫助我們發現了與多種遺傳性疾病，如遺傳性耳聾、地中海貧血等相關的明確致病基因突變，而限於目前的醫療技術水平，這些疾病往往缺乏有效的治療方式，如果能對致病突變攜帶的夫妻進行生育指導，則可幫助避免一些嚴重遺傳病患兒的出生，而對於遺傳病患者來說，儘早明確診斷，必要時給予幹預，也都有著重要的意義」。
基因科技好似神奇的「魔法」，讓人們對未來的健康狀況「未卜先知」。著名影星安吉麗娜？朱莉就是依靠基因分析技術得知自己患乳癌風險較高而提前做了切乳腺手術。有專家在大會上提出，在未來基因測序普及後，一個小小的大眾病感冒，都可以分為很多類，每個人的感冒不盡相同，感冒有可能成為結合了個體症狀差異的罕見病，而那時，精準醫療也必將隨之而至。
「除了預防疫病領域起到關鍵作用外，基因療法還是一種非常強大的醫療手段，可以攻克人類重大疾病，特別是遺傳缺陷造成的眾多疾病，具有廣闊的應用前景。這種方法治癒了很多罹患遺傳疾病的兒童，取得了令人驚訝的結果。可以說，基於基因的治療手段將改變未來世界。」大衛？巴爾的摩說。
「破譯基因的『生命天書』，還將給生命帶來無限可能。」華大基因的工作人員告訴記者，「現在猛獁象已經滅絕了，但是人們在冰川地帶發現了組織保存完整的猛獁象屍體。科學家提取其組織內的DNA信息，並通過基因編輯、幹細胞技術獲得猛獁象的全能幹細胞。如果能夠將其植入合適的子宮，在理論上就有機會孕育出一隻猛獁象。」
高端生物技術多領域落地開花
「生命科學的前沿科技正在造福醫療、保護健康、優化環境，但其最大應用領域是農業，其對農業發展具有絕對性基礎性意義。生物科技的突破性進展對農業育種至關重要，對開發農業生產用的安全投入品，比如飼料、疫苗、生物肥料、水質生物改良劑等都有廣泛應用。」北京大北農科技集團股份有限公司常務副總裁宋維平說。
「中國只有世界3%的可耕地，卻要用這些耕地養活世界21%左右的人口，這本身就是一個巨大的挑戰。而隨著人口數量的提升，城市化進程加快，大量土地不斷變成高樓大廈，農田面積還在減少，農業壓力很大。」中國農業科學院作物科學研究所所長劉春明說。「農業產業化需要科技投入，需要對農作物進行改造。」
中國科學家在過去50多年時間，利用矮稈農作物育種，使得後來的農作物品種在施肥情況下不會倒伏，產量翻了一番以上，之後雜交水稻之父袁隆平利用雜種優勢的特徵使作物實現進一步增產，從2000年到2014年，由袁隆平領銜的團隊總共實現了畝產700公斤、800公斤、900公斤到1000公斤的超級稻攻關的四期目標。2015年，袁隆平院士啟動第五期超級稻攻關試驗，在全國41個縣開展試驗示範，向著畝產1067公斤的目標邁進。
除了利用雜交水稻科技增加糧食單產，袁隆平及其團隊還在利用常規育種和分子技術兩條路線研究海水稻。
「如果把海水稻的抗鹽濃度提高到1%，就可以在北方鹽鹼地大面積推廣。現在全國有十幾億畝鹽鹼地沒有種莊稼，還有幾十萬畝灘涂，就算只種一億畝，畝產300公斤，一年的產量就可以達到300億公斤，相當於糧食大省湖南全年的糧食總產。這就相當於擴大了耕地面積，可以多養活8000萬人口。可不得了啊！」袁隆平說。
現在隨著生活水平的提高，人們需求也在跟著變化，不但要吃飽而且要吃好，生物技術肩負起更大的責任，要徵服更難攀登的科學高峰。「原來光顧著吃飽飯，雜交稻品質一般，高產不優質，現在改變戰略，在高產的前提下要優質，雖然難度比較大，但這不是對抗性的矛盾。我們現在已經開發了新品種叫『超優千號』，口感好，有嚼頭，品質媲美日本的越光米，產量卻是它的2倍不止。」袁隆平說。
生命科技提高的背後，是大量科學家的辛苦付出。為了提高水稻的品質，劉春明在實驗室花了8年的時間，通過遺傳誘變的方式獲取性狀，從3萬粒種子裡挑出2顆新品種的種子。「大米糊粉層儲存大量微量元素和維生素，但是傳統水稻外邊的糊粉層只有一層細胞，現在通過遺傳的方式產生一種有五層糊粉層細胞的水稻，讓大米所含營養大大增加。當前這個品種已經相對完善了，產品預計兩三年後可以進入市場。」劉春明說。
一項項先進的生物科技的應用，正讓食品變得更加安全。「以前育種完全憑藉經驗，通過表型來選，現在通過生物科技的發展，知道哪些基因核苷酸序列的特徵與農作物的哪個性狀有關聯，根據這種關聯標記篩選出抗蟲性強、抗病性強等性狀的優質種子，從而大大減少了農作物生產過程中化肥、農藥等的使用，保證糧食安全，也使得環境更加友好。」北京大北農科技集團股份有限公司常務副總裁宋維平說。
把握機遇努力彎道超車
伴隨第三次科技革命浪潮，生命科學和生物技術發展迅猛，生命科學正在引領世界生物發展新潮流，給經濟發展帶來巨大機遇。專家認為，生命科學是中國在國際上最有影響力的學科領域之一，在這個領域，我國最有可能實現彎道超車。
事實上，近年來我國的確在生命科學領域取得重大創新性成果，全國人大常委會副委員長陳竺在2016世界生命科學大會開幕式上提出，我國在雜交水稻、動物器官移植、生物工程角膜、抗腫瘤醫藥等生命科學領域取得了重大創新性成果，尤其是袁隆平研究的雜交水稻為世界糧食安全作出了突出貢獻，屠呦呦研究的青蒿素挽救了數百萬瘧疾患者的生命。剛剛發布的《「健康中國2030」規劃綱要》也提出，科技創新將為提高健康水平提供有力支撐。
如何更好地把握機遇，推動我國生命科學技術的發展？中國科學院生物物理研究所研究員張宏表示，現在國民有一種逐利的心態，更多關注轉化醫學或者藥物學，但是很多產業鏈本身不是中國的基礎科學延伸而來的，只是簡單的對國外技術的複製模仿。「我國生命科學如果要在尖端方面作出貢獻，做出更多創新成果，需要關注基礎科學。基礎科學是牽頭的發動機，它強大了才能助推產業的發展。」張宏說。
對此，許多企業代表也非常認同。大北農副總裁宋維平告訴《經濟日報》記者，「正是基於中國農業大學、中國農科院、中國科學院基礎研究取得的成果，大北農才得以建立平臺開發產品。基礎研究是創新的上遊，對企業產業開發有重大價值」。
生命科學的發展是漫長的過程，一些科研成果的誕生短則幾年，長則需要幾十年甚至幾代人的努力。「我們非常期待能很快出現更多的科技成果，為健康、醫療、環境等作貢獻，但是生命科學研究需要沉下心來，踏踏實實做科研，不要想著一步登天，一口吃成個胖子。科學是積累的過程，不是今天砸錢明天就能出諾貝爾獎。」張宏說。
此外，還要客觀看待生命科學技術在發展過程中伴隨的問題，比如基因科技的發展伴隨著對轉基因食品安全性的探討，幹細胞領域的一些科學探索則一直存在人文倫理的爭論。「新問題環環相扣、相互影響，我們對生命的理解還遠遠不夠。因此，生命科學需要藉助其他學科的知識共同探索答案，而這正是現代科學很重要的一部分。」巴爾的摩說，「生命科學與信息科學、材料科學等相關學科和技術領域的交叉融合將有助於深刻改變人類生產、生活方式和環境面貌，催生一場新的科學革命到來。」
(責任編輯：羅伯特)