大发现时代的“生命组学”
近代自然科学的重大突破,都是基于近代数学的发展。古希腊毕达哥拉斯学派的突出贡献,开启了自然科学的第一个大发现时代。该学派最早证明了勾股定理。地理学的“大发现时代”爆发于短短的40年,却影响了世界数百年的格局。十五、十六世纪之交,以地球说为理论指导,借助于指南针和罗盘的发明,地球上不为文明世界所知的地域和航线不断被发现。地理学大发现所引起的观念革命与它所带来的经济后果一样巨大,为近代科学革命开启了批判的理性天窗。
二十世纪被称为基因的世纪,“基因”几乎主宰了上个世纪生命科学的神话。1900年,德佛里斯、科林斯、切马克各自独立重现孟德尔遗传定律。1910-1930年,摩尔根发现基因连锁定律,绘制第一个染色体的基因连锁图,出版了《遗传的物质基础》与《基因论》,建立了完整的基因遗传理论体系。至1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型,并指出:碱基特异性配对可能是遗传物质复制的基础,碱基排列顺序可能就是携带遗传信息的密码。这些革命性猜想是DNA双螺旋模型的精要所在,一经提出,迅即带动了生物科学史上最惊心动魄、人类文明史上最波澜壮阔的、划时代的分子生物学的兴起。它揭示了万古遗传之谜及其遗传密码,揭示了统一万千生命世界的中心法则,产生了比“创世上帝”更伟大的基因工程。这段历史进程,毫无疑问,是生命科学领域一个典型的大发现时代。
组学的发展引领了20世纪末至今的生命科学大发现。“碱基的排列顺序就是携带遗传信息的密码”,1953年沃森和克里克在提出DNA双螺旋结构后又续写了另一空谷绝唱。1958年弗雷德里克·桑格建立蛋白质氨基酸序列测定方法,70年代又建立DNA序列分析方法,并因此两度诺奖折桂。“序列之王”桑格的卓越成就,使读写基因的信息不再是空想。人类两大先锋科技——生物科技与信息科技,通过序列实现历史性会师!1986年第一代基于荧光测序技术的DNA自动测序仪诞生,26年来DNA测序能力呈指数增长,当前的日数据产量已达Gb级,比肩计算机芯片发展的“摩尔定律”。以色谱-质谱为代表的蛋白质大规模测序技术发展之势同样不可小觑,在生物质普技术获得诺贝尔奖的2002年,一个样本可鉴定到的蛋白质尚不过几百种,而现今生物质谱一次运行可鉴定到的蛋白质竟多达数千种。
过去的20年里,DNA测序能力的迅猛增长和测序费用的急剧下降,使得“旧时王谢堂前燕”的DNA测序技术“飞入寻常百姓家”,成为生物学研究、甚至临床诊断的常用工具。以诞生不到十年的全基因组关联分析为例,目前已完成700多余种疾病和性状研究,新发现了5000余种致病基因和重要性状基因,其产出10倍于此前100年的发现,大发现时代的突出特征由此可见一斑。我国此领域虽然起步较晚,但建树也是可圈可点。如此辉煌的成就足以证明沃森10年前那句豪情万丈的预言:“未来所有生物学只有以基因组开始才有希望发展!”
(贺福初《光明日报》有删改)
【小题1】下列关于“大发现时代”的表示,不正确的一项是( )A.近代自然科学的大发现是基于近代数学的发展,古希腊毕达哥拉斯学派开启了自然科学的第一个大发现时代。 |
B.爆发于短短40年的地理学“大发现时代”,借助指南针与罗盘发现了许多不为文明世界所知的地域,开启了航海大发现时代。 |
C.二十世纪是基因大发现时代,1900年的德佛里斯、科林斯、切马克各自独立重现孟德尔遗传定律并建立了完整的基因遗传理论体系。 |
D.从摩尔根发现基因连锁定律到DNA双螺旋模型的提出,这一段历史进程,成为二十世纪生命科学领域一个典型的大发现时代。 |
A.十五、十六世纪地理学大发现所带来的经济后果与引发的观念革命一样巨大,打开了近代科学批判的理性天窗。 |
B.沃森和克里克提出的碱基特异性配对和碱基排列顺序是DNA双螺旋模型的精要所在,揭示了遗传之谜及遗传密码。 |
C.弗雷德里克·桑格建立的基因蛋白质氨基酸序列测定方法与DNA序列分析方法,使读写基因的信息成为现实。 |
D.沃森和克里克“碱基的排列顺序携带基因信息密码”的观点,是继其DNA双螺旋结构后的又一重大发现。 |
A.在上一世纪,基因研究几乎涵盖了生命科学,科学家们在生命科学领域中创造了一个典型的大发现时代。 |
B.第一代基于荧光测序技术的DNA自动测序仪的诞生,使生物科学技术与信息科学技术实现了历史性的结合。 |
C.随着DNA测序能力的迅猛增长和费用的降低,DNA测序技术被广泛应用,成为生物学研究,甚至临床诊断的常用工具。 |
D.全基因组关联分析在临床诊断与研究中取得了辉煌成就,我国在这领域起步较晚,但是建树也是可圈可点,我们仍需加快步伐。 |