在理解生命这条路上,还有多长路要走( 二 )
那么 , 生命科学学科能为我们做什么?杨茂君说 , 其实这个问题应该问 , 我们人类想要生命科学学科为我们做什么?“当然是健康、快乐且有质量地活着 。 这些年生命科学的发展有目共睹 , 就拿我国人口平均寿命来说 , 1949年的时候是35岁 , 1957年的时候是57岁 , 1981年的时候是68岁 , 2010年的时候是75岁 , 2019年则上升到77.3岁 。 以前我们常说 , 人生七十古来稀 , 而现在70岁以上的老人比比皆是 。 这就是这些年我国生命科学飞速发展所带来的最直观的体现 。 ”
挑战 , 对生命有机体运行机制的认识远远不足
科学研究 , 永远在探索“未知” , 但往往在“已知”里面仍有许多“未知” 。
在刘颖看来 , 在生命科学领域研究得越多 , 就更敬畏生命 , “生命真的非常精妙 , 你想象不到它怎么能这么聪明 , 这么精妙地去调控每一个步骤 。 ”
但“研究得越多 , 对生命了解越多 , 就发现自己越无知” , “一些约定俗成的概念或者现象 , 近几年在不断地被修正和完善 。 ”
比如瓦伯格效应(Warburgeffect) , 即癌细胞主要是通过糖降解(分解葡萄糖)的方式来提供能量并产生乳酸 。 但这种提供能量的方式 , 产生的能量非常少 。 因为绝大多数正常细胞90%以上的能量是来自线粒体 。
癌细胞为什么要走糖降解这个途径?刘颖介绍 , 此前的解读认为癌细胞长成一大团肿瘤的时候 , 许多细胞挤在一起 , 尤其是肿瘤内部中间的细胞 , 接触不到太多的氧气 , 所以没办法用线粒体来提供能量 。
“随着近几年研究 , 科学家们逐渐发现 , 肿瘤内部会促进毛细血管的生成 , 氧气供应并不少 。 之所以选择糖降解的方式 , 是因为这期间的代谢物会参与到其他生物大分子的合成 , 合成自己的DNA和蛋白质 。 有了这些物质 , 癌细胞才能从一个细胞分裂成两个细胞 。 ”刘颖解释道 。
“随着研究的不断深入 , 许多我们原本认为已经了解的生命科学现象其实在不断改写 。 未知的内容还有很多 。 尽管我们研究衰老 , 但衰老现象本质的原因是什么?我们能用什么样的方式延缓衰老?在人类的层面上 , 这还是一个悬而未决、亟待解决的问题 。 伴随着人口老龄化的加剧 , 很多与衰老相关的疾病 , 像神经退行性疾病等 , 也是一个较大的社会问题 。 ”刘颖说 。
杨茂君坦承 , 生命科学领域目前面临的最大挑战是我们对生命有机体内在运行机制的认识还远远不足 , “比如当今世界公认的五大绝症:运动神经元症(渐冻人症)、癌症、艾滋病、白血病、类风湿被世界卫生组织列为世界五大疑难杂症 。 随着科技的发展 , 目前白血病可以通过细胞免疫疗法或(和)骨髓移植来治愈 , 艾滋病也可以得到有效的控制 。 我相信 , 随着科学家进一步的研究 , 其他疾病也可能会在近期内取得重大进展” 。
从学科发展来说 , 生命科学专业还面临着哪些新挑战?杨茂君认为 , 任何学科发展无外乎是两个维度 , 一个是往更深入、更细微处研究 , 比如分子层面、原子层面乃至量子层面的研究;而另一个则是向外延伸 , 比如生命科学与各学科的综合及交叉 。 “生命科学专业所面临的挑战就是随着我们对未知的探索 , 我们所面临的未知越来越多 。 ”杨茂君说 。
开创 , 生命科学的爆发式突破
从“达尔文进化论”打破生命的神秘 , 到“细胞学说”揭示生物的共同性,“孟德尔定律”揭示生物遗传变化的规律 。 再到1953年沃森和克里克提出著名的DNA双螺旋结构模型 , 确定生命运动的“中心法则” , 开辟20世纪分子生物学的新纪元 。 生命科学领域的每一次重大突破都有着里程碑般的意义 。
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