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生物技术信息技术发展

发布日期:2015-03-25
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  (1)生物技术推动超级计算机产业的发展。随着人类基因组计划各项任务的完成,有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对如此巨大而复杂的数据,只有运用计算机进行数据管理、控制误差、加速分析过程,使得人类最终能够从中受益。然而要完成这些过程,并非一般的计算机力所能及,而需要具有超级计算能力的计算机。因此,生物技术的发展将对信息技术提出更高的需求,从而推动信息产业的发展。比较有说服力的例子是,2001年11月22日出版的《自然》杂志上,以色列科学家宣布研制出一种由dna分子和酶分子构成的微型"生物计算机",一万亿个这样的计算机仅一滴水那样大,运算速度达到每秒10亿次,准确率为99.8%。当然像所有的新技术一样,有的科学家表示怀疑。他们认为,这种试管里的计算机存在致命的缺陷,因为生化反应本身存在一定的随机性,这种运算的结果可能不完全精确;而且,参与运算的dna分子之间的不能像传统计算机一样通信,只能"各自为战",不足以处理一些大型计算。

  欧美各国及日本相继成立了生物信息数据中心,美国有国家生物技术信息中心(ncbi)、英国有欧洲生物信息研究所(ebi)、日本有70余家制药、生物及高技术公司组成的"生物产业信息化共同体"等。而戈德曼-萨克斯财团2001年的一份报告显示,美国国际商用机器公司(ibm)、sun、康伯和摩托罗拉等公司每家已至少与生物技术公司和调研公司达成12项合作意向,共有140多项合作协议,合作内容涉及到各种技术领域,包括基因芯片,用计算机模拟药效等。

  (2)生物技术将从根本上突破计算机的物理极限。使用的计算机是以硅芯片为基础,由于受到物理空间的限制、面临耗能和散热等问题,将不可避免地遭遇发展极限,要取得大的突破,需要依赖于新材料的革新。2000年美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家根据生物大分子在不同状态下可产生有和无信息的特性,研制出分子开关(molecular switches)。2001年世界首台可自动运行的DNA计算机问世,并被评为当年世界十大科技进展。2002年,DNA计算机研究领域的先驱阿德勒曼教授利用简单的DNA计算机,在实验中为一个有24个变量、100万种可能结果的数学难题找到了答案,DNA计算机的研制迈出了重要一步。

  信息产业和生物产业无疑都是高科技的产物,在生命科学的研究中,始终不能缺少计算机的工作,如果到基因组测序的研究所去看一看,大量的以超级计算机为基础的测序仪,会使你误以为到了一家信息技术公司。生物产业因计算机的加盟而提速,信息技术产业也因生命科学的需要而得以发展、获利。运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量基因组研究获得数据中所包含的生物学意义,生物学和信息学交叉、结合,从而形成了一个新的学科。生物信息学或信息生物学,它的进步所带来的效益是不可估量的。美国已经出现了大批基于生物信息学的公司,希冀在基因工程药物、生物芯片、代谢工程等领域掘出财富,生物信息学工业潜力巨大。可以说,生物科技(生物技术)与信息科技(信息技术)的融合,才是世界经济市场的未来。在深圳举行的第三届中国国际高新技术成果交易会高新技术论坛上,中国工程院副院长侯云德院士指出,应该把生物技术产业定位为仅次于信息产业的重点产业。他说,信息和生物技术是关系到我国新世纪经济发展和国家命运的关键技术,并将成为我国创新产业的经济增长点。

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