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细胞生物学发展史范文1
欧洲生物学史上有一个很有趣的问题，那就是：“生物学革命”为什么是由英国人发起的?德国与法国在18世纪、19世纪曾出现过相当多的伟大的生物学家，例如现代解剖学与古生物学之父邱维尔(1769年～1832年)是法国人，细胞学说创始人史莱登与史旺，以及建立“细胞源自细胞”观点的维周(1821年～1902年)都是德国人。其他如孟德尔、韦斯曼这两位19世纪遗传学大师，也都不是英国人。总之，19世纪欧洲大陆的生物学家对现代生物学的贡献，绝不亚于英国学者。那为什么现代生物学理论体系的基本框架――进化论，是由英国人建立的?而这两个英国人――达尔文与华莱士根本未受过正式的生物学训练。
笔者以为从德、英、法三国生物学在19世纪的不同发展以及生物学的特性谈起．才能了解出现这个问题的原因。
法、德两国的功能生物学
先谈法国。法国是欧洲最晚接受达尔文理论的国家，因为邱维尔在古生物学、比较解剖学、分类学方面的成就十分惊人，以致支配了整整一个世纪的法国生物学研究。现在我们所知道的邱维尔，只是个反对进化论的“顽固学者”。殊不知他的反对立场并不是出自无知．实际上源自他本人的研究成果。在达尔文之前，法国持有生物演化观念的学者，如拉马克及其门徒，面对邱维尔的驳斥毫无招架之力。这当然影响了后来达尔文理论的输入。邱维尔为什么能够成功地阻挡进化论呢?这牵涉到他对生物学的基本看法。他认为生物学的研究对象――有机体是一个具有功能的整体，同时，它的各个组成部分都有维持这个有机体生存的功能。因此他的比较解剖学强调两点：①各类动物的基本构造的恒定性；②组成部分之间的整体性。从这一功能生物学的立场出发，得到物种不变、不可能有演化的结论是很自然的。因为有机体解剖构造的各个组成部分之间，有紧密的功能上的相关性，任何一个部分的改变都可能产生巨大的相关的变动。而对于整体的恒定性而言，这种巨大的变动通常又是致命的。邱维尔在古生物学上的成就，完全奠基于他在比较解剖学上的知识，从一些零碎的化石材料重建古生物的形象是他最拿手的技艺。说到这里。读者不免感到奇怪，我们通常认为化石是支持生物进化论的最好证据，为什么邱维尔作为一个古生物学大师，居然看不出这些材料的意义?理由倒也很简单，从功能生物学的观点来看，生命世界尽管表面上千奇百怪、无奇不有，但所有动物在基本的解剖构造上却相差不多。若发现已绝种的生物与现代的某些生物构造十分相似，并不是令人惊异的事。换句话说，主张过去与现在的生物之间有亲缘上的联系，与主张无论过去或现在，生物的形态均不出几种基本形式的范围，在解释效力上完全一样。何况邱维尔在世时，无论是拉马克还是其门徒，所主张的进化论都缺乏可信的演化机制。如拉马克的“用尽废退说”、“后天形质可以遗传说”、“环境刺激说”根本挡不住精通比较解剖学、并发展出一套生物学观的邱维尔的批评(“功能”由“结构”决定，故外界的刺激即使引起了“功能”的变动，也因“结构”的限制而无法完成。这是他反对“适应性演化”的理由)。因此进化论在邱维尔时代只是个笑话。虽然达尔文的进化论与拉马克的不同，但因同是进化论，故不免令人感到怀疑。再加上达尔文理论所暗示的生物学观与法国功能生物学传统上根本格格不入．所以法国成为欧洲最后一个接受进化论的国家，是一点儿都不奇怪的事。
再谈德国。18世纪末19世纪初，德国兴起自然哲学。这派哲学基本上反对幼稚的机械论，相信自然有一个合理的计划而发展的历程――由物质进展到生命的低等形式，再发展到高等生命形式，最后是人的出现。也就是说自然有一内在而独立的目的，我们所观察到的一切都是自然创造史上的产物。这套看法刺激了生物演化方面的讨论。只是所有这类讨论，与其说是生物学倒不如说是一种“形而上”的铺陈。故而不久便在生物学界引起了反对，大家专心致志的只是精细的观察记录，不再敢随意逾越“科学”的领域。后来德国生物学在19世纪最大的成就――细胞生物学、实验生物学的发展，吸引了大批生物学者的参与――大家都觉得从生物的基本单位下手，是一条解开生命之谜最有希望的途径。演化理论在德国的发展便停顿了。德国的细胞生物学．可以看成功能生物学的另一个发展方向。
英国的演化生物学
与德国和法国稍做比较，英国生物学的特色便显现出来了。19世纪英国的田野生物学十分发达，达尔文、华莱士、虎克都是田野生物学家。田野生物学处理的问题是：生物在时空中的分布，不同时空中生物彼此间的关系，以及生物与环境之间的关系。必须注意的是：①这些问题完全不能在实验室中进行研讨；②讨论这些问题不需要功能生物学(如细胞学、遗传学、解剖学)方面的训练。达尔文面对的问题其实只有两个：①不同时空中的生物为何相似?②同一时空中的生物为何相异?这是只有从田野经验中才能发现的问题。《物种起源》第一句话为：“我在‘猎犬’号出航期间，曾对南美洲的生物分布及现代生物与过去生物之间的联系，印象十分深刻。”华莱士在1855年发表的《论支配新种出现的定律》一文中，第一句话也是这么说的：“每一个注意到动植物地理分布现象的自然学者，必然会对这些现象感兴趣。”所谓的物种问题也只有在这一脉络中才有意义。
细胞生物学发展史范文2
[关键词]体细胞；核移植；克隆；表观遗传重构
[中图分类号]Q819 [文献标识码]A [文章编号]2095-0616（2016）05-40-04
一直以来研究人员普遍认为只有通过卵子和相互结合形成受精卵，随着受精卵的不断分化，最终才能发育成为一个新的生命，但在这个过程中，受精卵细胞同时也将逐渐地失去其发育成为完整后代的能力，把受精卵细胞具备发育成为完整个体的能力称为全能性。体细胞核移植（somatic cell nuclear transfer，SCNT）技术的成功归因于人们对细胞全能性的逐步认识。核移植（NT）就是将动物的体细胞或者早期胚胎卵裂球的细胞核，移植进经去核的发育成熟的卵母细胞的胞质中或受精卵中，得到重构的卵母细胞，然后通过重新激活，恢复其细胞分裂及分化，从而促使其发育成为与供体细胞的基因型完全相同的子代，这一技术也可称为体细胞克隆技术。体细胞核移植技术最早是由德国的胚胎学家Spemann 1938年提出的，他起初提出这个理论，主要是为了研究细胞核全能性的机制以及在胚胎发育的过程中细胞质与细胞核的相互作用机理。直到1952年Briggs和King按照他的理论，首次成功地进行核移植试验，他们首先将非洲爪蟾的卵子去除其细胞核，然后向其中移植进其囊胚细胞核，从而得到了正常的后代。随着胚胎工程技术的不断进步，人们先后以不同动物的胚胎细胞等作为供体，不断成功地培育出了各种克隆动物，如克隆羊、克隆牛、克隆猪、克隆小鼠以及克隆家兔等。其中最具有标志意义的是1997年Roslin、研究所的Wilmut等，首次在世界上报道了他们利用体细胞核移植技术，用成熟绵羊的体细胞（乳腺上皮细胞）作为核供体，成功地克隆出“多莉”羊，一下在全世界掀起了轩然大波。这一实验充分证明了高度分化的体细胞仍然具有全能性，人们可以利用体细胞，通过体细胞移植技术获得基因型与供体细胞基因型基本相同的子代个体。成为了生物学以及遗传学发展史上一个重要的里程碑事件。家兔是生物医学研究中最常用的实验动物之一。利用体细胞核移植技术生产克隆兔子是目前研究的热点，在生物医学领域具有十分诱人的应用前景。而家兔被认为是利用体细胞核移植技术难以成功克隆的哺乳动物之一，直到2002年法国学者Patrick Chesne等用卵丘细胞作为核供体首次成功克隆了家兔，突破了家兔难以成功克隆的关键问题，为扩大家兔在生物医学方面的应用研究提供了方法。应用这项技术，2006年我国学者李善刚博士应用成纤维细胞作为核供体成功地培育出克隆家兔，在此基础上他又进一步将转基因技术与体细胞核移植技术结合起来，成功培育出了表达绿色荧光蛋白的克隆兔，将该项技术推向新的高度。
1体细胞核移植的主要方法
具体来讲，体细胞核移植技术主要包括受体细胞的去核、核供体细胞的准备与选择、细胞周期的调控、细胞融合、重组胚胎细胞的激活以及培养等步骤。
1.1受体细胞的选择
在哺乳动物体细胞核移植的实验中，可以作为受体的细胞主要有以下三种：（1）去核的受精卯；（2）去核的MⅡ期成熟卵母细胞；（3）去核的早期胚胎细胞，其中MⅡ期卵母细胞是目前采用较多的核移植受体细胞，因为在这个时期，一方面该细胞体积较大，便于显微操作；另一方面重组胚胎所需要的各种细胞因子在MⅡ卵母细胞质中均存在，而且细胞营养成分充足。在细胞分裂过程中，结合在DNA上的各种细胞因子如转录因子等从DNA螺旋轴上脱离下来，与此同时胞质中的大量重组因子即可与DNA螺旋轴结合，从而促进基因重组的发生。另外一方面，因为选择合适卵龄的卵母细胞作为胞质受体，对体细胞核移植是否能够成功产生巨大的影响，故细胞培养的时间也特别重要，实验中一般多选择培养40～44h，传代4～6代的卵母细胞作为受体细胞。因为大量的实验证明，传代越多重组胚的囊胚率也越多。
1.2受体细胞去核的方法
先要对受体细胞进行去核，才能进行供体核的移植。受体细胞去核必须完全，如果去核不完全，一方面可能导致重组的胚胎细胞染色体形成非整倍体或多倍体从而使克隆直接失败，另一方面也可能使卵母细胞产生异常分裂进而发育受阻甚至可以导致胚胎的早期死亡从而使克隆最终失败。所以是否完全使卵母细胞去核，是保证核移植所形成的新的胚胎细胞能否发育成为正常个体的前提条件。为了减少实验中的干扰因素，可以通过缩短体外操作的时间并快速而准确的去除受体细胞核以避免孤雌发育。大体上受体细胞去核的方法可以分为两种方法，即化学去核法和机械去核法。具体有以下几种操作方法（1）盲吸法：这一方法的优点是不用借助于其他的化学物质，但此法耗费时间较长、易影响细胞质空间结构故对卵母细胞损伤比较严重，所以技术要求较高，不同动物去核率相差也较大，应用较少；（2）半卵法：这个方法是应用特制的卵母细胞切割刀，将卵母细胞切割成为两个半卵，然后丢弃含有极体的那一半半卵细胞，用两个不含极体的半卵细胞与供体细胞核进行融合，构建核移植胚胎。（3）化学试剂去核法：这种方法的原理是利用蔗糖或者脱羰秋水仙碱等化学试剂的作用，使受体细胞能够自行排出第二极体，从而实现去核的目的，但目前还不清楚化学试剂是否对受体细胞造成损伤；（4）挤压法及点压法：此两种方法均是利用固定管固定住细胞，使细胞染色于特定位置，然后挤压透明带，用去核针取出第一极体，再用荧光染料Hoechest33342染色后观察其去核率。点压法是挤压法的改进方法，优点是对卵母细胞胞质的损伤较小，在去核操作的过程中不用更换去核针，节省了时间，有效的提高了去核效率；（5）纺锤体探测技术：此法去除细胞核的方法是将卵母细胞放置于Spindle-view偏振光系统的倒置显微镜下，受体卵母细胞的纺锤体区域较其它部位明亮，从而清楚显示其染色置，而后再用去核针通过显微镜下操作去核，以利于去核的操作准确完全。（6）透明带膨胀辅助去核法：此法是先用去核针吸入适量操作液后稍施正压，使吸入的操作液平缓流出，推进去核管，使透明带逐渐膨胀，然后用去核针将细胞核取出，此法的优点是缩短了去核操作的时间并且显著地提高了去核操作后卵母细胞的生存率。（7）离心去核法：这个方法的原理是根据细胞质的密度小于细胞核，通过离心的方法将没有透明带的细胞核甩向一侧进而脱离卵母细胞。该方法的缺点是必须去除透明带，不利于之后核移植胚胎的发育。
1.3供体细胞选择与核的移植
实验中可用于核供体的细胞很多，主要有胚胎干细胞（ES细胞）、卵丘细胞、颗粒细胞、支柱细胞、细胞、乳腺细胞、神经细胞以及成纤维细胞等，其中最主要的是两种：一是生殖细胞如卵丘细胞，二是胎儿或成年成纤维细胞。影响核移植成败的一个重要因素是受体与供体细胞的细胞周期同步化发育，早期的研究认为要使体细胞核移植成功必需使供体细胞处于GO期，获得GO期细胞主要是通过两种方法：选择细胞类型或者人工诱导的方法。Inoue等研究人员在小鼠的核移植实验中发现，移植的效率较大的受到供体细胞的细胞类型以及其基因型的影响。近年来许多科研人员通过实验发现把没有经过休眠诱导的处于细胞周期中G1期、G2期以至于M期的细胞作为供体细胞进行核移植也可以获得成功。将供体细胞核移植进入受体细胞的常用方法主要可分为融合法以及注射法两类。其中融合法中目前最常用的是电融合的方法，这是因为电融合的方法具有细胞损害较小、可重复性好而且融合的效果较好等明显的优点，所以逐渐被广大的研究人员所应用。电融合方法的原理是通过细胞在强电场短时间的作用下，使细胞膜产生一过性的击穿，当电流使两个相邻的细胞膜接触的区域发生击穿时，两侧的细胞膜就可以在击穿的瞬间发生接触并融合成为一个细胞。注射法一般分为透明带下注射和胞质内注射。透明带下注射是把整个供核细胞注射至受体细胞卵周隙，这就需要在注射后还需使供体细胞与受体细胞进行融合。胞质内注射一般是用压电一陶瓷微注射系统，直接把供体核注入胞质内。
1.4卵母细胞的激活
因为缺少了受精这一步骤，在以成熟的卵母细胞作为受体的核移植实验中，缺少了自然受精过程中受精卵的激活过程，所以必须进行人工激活核移植后重构的卵母细胞从而促使其进一步分化发育。根据激活时期的不同，可分为移核前激活、移核时激活、移核后激活三种不同的时期。使卵母细胞激活的方法可以分为化学或者物理刺激的方法两类。激活方法目前应用较多的有钙离子载体A23187激活和离子霉素激活、乙醇激活、蛋白质合成抑制剂激活、氯化锶激活、提取物激活、蛋白质磷酸化抑制剂激活以及电脉冲激活、联合激活等。虽然卵母细胞可以被以上的各种化学物质以及物理刺激的方法激活，但是却不可避免地在激活的同时也造成受体细胞一定程度的损害，影响胚胎的发育。所以，是否能够尽快地探索出对卵母细胞损伤较小并且激活效率高的激活方法对体细胞核移植技术最终能否成功尤为重要。
2体细胞核移植技术的应用前景
体细胞核移植技术作为细胞生物学及发育生物学领域取得的最伟大的成就之一，应用前景必然是特别广阔的甚至是我们一时无法估量的！其潜在的经济效益是十分巨大的，随着这项技术的不断发展、逐步完善，必将带来生物学以及医学领域的一场深刻变革。这项技术在生物学方面如在保护濒危动植物物种、新物种的培育、优良畜种培育以及转基因动植物生产方面前景十分广阔。另外，这项技术在医疗卫生领域同样具有巨大的应用潜力和发展前景。尤其在医疗卫生领域，可能为机体损伤修复、器官移植乃至遗传性疾病、老年性疾病的治疗等打下坚实的基础，有着不可估量的作用，所以值得科研人员持续关注并为体细胞核移植技术的不断完善发展付出不懈的努力。
细胞生物学发展史范文3
临床医学(本硕连读)(重庆医科大学招生，与华中科技大学、武汉大学、西南大学联合培养)
临床医学(本硕连读)第一学年在华中科技大学学习，临床医学(本硕连读)儿科学方向第一年在西南大学／武汉大学学习，临床医学(本硕连读)物理医学方向和医学检验方向第一年在西南大学学习。在综合性大学只是针对公共课的学习，主要是感受不同的校园氛围和学习氛围，专业课一般是在重庆医科大学进行。临床医学本硕连读专业以基础医学和临床医学为主干学科。公共基础课开设化学、物理、生物等课程，基础医学课程及临床专业课开设人体解剖学、组织胚胎学、生理学、生物化学、病理学、药理学、病原生物学、医学免疫学、分子生物学、医学遗传学、内科学、外科学、妇产科学、儿科学等必修课。
生命科学与技术基地班(沈阳药科大学招生，与吉林大学联合培养)
沈阳药科大学和吉林大学联合培养的生命科学与技术基地班，培养掌握深厚而坚实的生物学、药学和现代生物技术的基本理论、基本知识和基本技能，具有良好的科学素养、较强的创新与创业能力，能够在生物医药高新技术产业及相关领域的研制、开发与生产单位、高等医药院校等从事生物药物的研发、技术创新、成果转化和产业创新与管理等工作的高级应用型生物技术制药专门人才。
前两年半在吉林大学学习基础课程，奠定学生坚实的化学、生物学基础。后三年半在沈阳药科大学学习专业课程，接受系统扎实的科学研究和实践能力训练。实行本一硕连读分流制。本科、硕士课程融通设计，中期分流。优秀者免试攻读硕士学位，学制六年。未被推荐免试攻读硕士学位者学制四年(工学士)。
主要课程包括有机化学、分析化学、生理学、生物化学、微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、生物药物学、生物药物分析、药理学、药剂学、生物技术制药、生物制药工艺学、生物技术应用研究专论、化工原理、制药过程自动化控制、生物制药设备、企业管理等。
也许您对身边的公共资源已经习已为常，并未感觉到它们与您生活、工作的紧密联系，但实际上，公共资源却是十分地重要。公共设施如路灯、交通标志使我们的生活井然有序；公共信息资源的获得，让我们感受生活的便捷；和谐的劳动关系，让我们获得生活的物质条件同时心情愉悦……而这一切，正是公共管理类专业人才施展才能的广阔天地。公共管理类专业就是培养维护公共利益的这么一类专业。您是否想将自己的未来交付于公共管理中，您是否对公管类专业充满了兴趣?接下来，我们就从公管类几个专业过来人的述说中，去昕听他们对专业的心声吧!公关关系：为公关的
上海外国语大学
杨诗露
公关——从误解到了然于心
“招聘：XX夜总会招聘男女公关20人，底薪XX元，包吃住。要求：会喝酒，会歌舞，形象好。”走在车红酒绿的大街上，时而会看到贴在柱子上的此种广告，身为一名公关人，着实感到比窦娥还冤。对于很多不了解公关的人提到公关就会想到公关小姐，认为做公关就是“拉关系”“走后门”，是用花言巧语和动人姿色来达到某种目的，这些都是很多年来对于“公关”一词错用及滥用下人们所形成的对公关的错误固有印象。那什么是公关呢?
公关是公共关系的简称。现代公共关系起源于美国，美国是世界上公共关系发展得最好的国家，要想了解公共关系的含义得先从其英文名入手：PublicRelations——公众的关系，特别要注意的是这里的“relations”中的“s”是万万不能省掉的，它体现的是公共关系的特有的面对多方公众关系的特征。孟子曾提出君子得道得天下需“天时、地利、人和”，其中“人和”对于国家组织发展最重要，公共关系在一个组织中的角色本质上就是为了“人和”服务。
拥有了两年公关学习体验的我，深刻地感受到公共关系的学习及应用更多是一种意识和态度的培养，就算今后的人生不做公共关系相关工作，懂得公共关系也能从生活和学习中帮助自己。比如一名青年要追求伴侣，可以有许多办法，大献殷勤就是一种，这不算公共关系，而是推销；努力修饰自己的外貌和风度，讲求谈吐举止，也是一种吸引人的办法，不过这也不是公共关系，而是广告；如果这位青年经过周密的研究思考，制定个计划出来，而且埋头苦干，以成绩来获得他人的称赞，然后通过他人之口将自己的优良评价传递出去，这就是公共关系。
公关——真诚相待的朋友
上海外国语大学的公共关系专业隶属于国际工商管理学院，而很多学校的公共关系专业都划分为新闻传播学院，学校将同一个专业划分到不同的学院更多是对于专业角色认知的差别。
细胞生物学发展史范文4
世界微循环研究领域的前缘正在向前推进，其范围也以加速度向外扩展，成为现代科学揭示生命系统分子水平奥秘的尖端学科，是基础与应用的生物医学科学中不可缺少的一部分。使这一特殊领域得以进一步辉煌的重要因素之一是来自基础与临床的研究者在自己的研究实践中认识到了微循环的重要性并正在积极投身其中，利用分子生物学、细胞生物学、化学、物理和工程学的大量工具和分析手段，由此入手而开始解开在过去被认为非常复杂的难题。微循环信息独特而丰富，它是任何动物活体组织不可缺少的组成部分，并且是活体细胞与外部环境之间独特的物质交流途径。
世界微循环领域的起源可以追溯至几百年前。Malpighi和Leuwenhock用简易的显微镜进行观察，第一次描述了血液在相对纤细的毛细管中川流不息的情景。这些显微镜下看到的血管一开始被形容为类似一种田间灌溉的渠道。事实上，很长一段时间里科学家们还不能肯定它们是血管还是组织间隙。这些具有独立功能呈树枝状分布的血管，其周围的分枝当时仅被认为是微血管对局部损伤或发炎作出反应时的产物。
两种方法学的进展促进了对微循环血流动力学的了解。本世纪70和80年代应用电子显微镜使人们清晰地观察到这些小血管壁中的细胞（内皮细胞、平滑肌细胞、周细胞）内构造和它们的细胞器。近一段时期，细胞培养技术和特殊的免疫学探针的发展为揭示生物化学和生物物理学与多细胞组织的关系及对生命结构的选择性自我改建开辟了广阔前景。人体活体显微镜及计算机图像检测分析系列用最有力的证据证明了末梢血管床在大多数疾病及衰老过程中起着原动或从动的作用。
本世纪50年代首次统一了该领域使用的名词——微循环（microcirculation）。早在1880年，Claude Bernard已经认识到对于多细胞组织的生理组成，其本质的也是首要的问题是保持稳定的内环境。在这内环境中实质细胞得以完成它们的功能性活动，Walter B．Cannon在《人的智慧》一书中涉及到了一个最基本的问题，即神经系统的自主性，并提出了“内环境稳定”（homeostasis）一词，强调保护组织完整和内平衡的绝对必要性。显然，末梢血管床是完成这一重要功能的基本园地。某些类型的局部反馈是必需的，它不仅能保障稳定的组织环境，而且是在人体代谢活动中重新调整血液、组织液的机理之所在。
有关血液与组织间液体交换的定性概念首先是由Ludwin于1861年提出，后来又经Starling进行了详细说明。那时，末梢血管床的行为引起病理学家们的兴趣，有关组织中血液控制的细节与选择性分配大多是推理性的。直到20世纪二三十年代August Krough所做的经典性贡献才将人们的注意力集中到组织灌注上来。
被应用相关的基础学科，如工程学、物理学和化学的原理和工具进行研究之后，微血管研究的方向和重点有过多次改变。然而，在能够进行动态测量微血管行为之前，只能根据疾病的早期现象和这些学科发生表面的相互联系。
毛细血管（capillary）一词由原意为头状的拉丁词capilla衍生而来，一开始用来表示所有口径特别细小的血管，这些构成毛细血管网状组织的狭窄通道样排列看上去类似一系列灌溉渠道，靠动脉端血流闸门的闭合使之充满血流。
电子显微镜的出现带来了许多传统显微镜无法得到的高分辨率信息，但它们对微血液动力学研究的意义仍然有限。近几年分子生物学发展的选择性免疫学探针和体外培养技术成为揭示微血管系统中细胞组织功能性活动的极好工具，今天我们综合来自不同基本学科的丰富信息，将结构与功能结合起来，就能把它们组织成一幅栩栩如生的、美丽的画卷。
心血管系统的末端微血管在显微镜下可描述为互不关联的有机单元，网络是各种组织所需营养的送达地点，是抵御外来不良作用的重要阵地，是保持体内温度的关键自然因子。它也紧密包含在受创伤组织的再生或重组中，它既是脑、肝、脾、肾和各类腺体处理各自特殊物质的环境，也是循环系统的重要组成部分，通过与局部控制的对抗以达到中心控制的平衡。最后，它还能适应并改建末梢毛细血管的自然结构，体现了人及动物集体应激非常条件和抵御衰老及疾病挑战的巨大潜在功能。
如果拿研究者60或70年前 讨论的问题与现状作个对比，不仅我们今天仍面临同样的课题，而且许多早先抛弃的概念仍具有挑战性。
本世纪早些时期，科学家们的思路受August Krogh所做工作的支配。这位丹麦生理学家因他在该领域的创先性研究而获诺贝尔奖。他的研究着重认识到局部控制的重要性，并把他的概念建立在对组织供氧能力的调节需要上。他针对骨骼肌建立的Krogh柱面模型以毛细血管空间排列为基础，使交换物质从血液向实质组织细胞扩散时呈最佳变化梯度。Krogh阐述的操作机理，在稳态条件下机体能自动地有选择性地减少开放的毛细血管数量，而在肌肉运作时根据需要增加开放的毛细血管。
之后，法国胚胎学家Charles Rouget提出，毛细血管网络可以被认为是血管系统中尚未完全成熟的一部分，在生命期间有进一步完善的潜力，通过电子显微镜扫描已经证实在大多数毛细血管基底膜中有多分支的周细胞存在，这种细胞可使毛细血管内腔变形。
Rouget的研究和推论建立了使微循环结构得到进一步发展的基本概念，并对大量衰老过程和血管生成的研究产生了影响。目前的研究已经表明微循环网络不单纯以静态的结构存在，而且能为保持血管-组织的内环境稳定而做一连串的随机改建，以应激可能出现的破坏性变化的一种极具独特活力的器官单位。美国那句古老的谚语“你和你的动脉一样老”也许应改为“你和你的微循环一样老”。
活体显微镜方法学的不断更新使科学家们能够观察到越来越多的哺乳动物的活体组织，并发现当骨骼肌增大工作负荷时，充满血液流动的毛细血管数量确实增加了近10倍，从而进一步证实了Krough的推理。
综上所述，过去的研究已经证明，微循环的主要功能之一是能够为适应组织中实质细胞代谢活动的增加而增加血流量，这种调节意味着存在一些反馈活动来控制那些在两种可能性连续影响下的血管，最接近末梢血管床的输入枝血管，其功能意义介乎大循环（系统循环）与微循环（局部循环）之间。这儿要强调的一点是这一区域的动脉枝连续地受到系统和局部控制机制的影响。与大循环有关的调节作用受神经系统支配，以保持中心血压，而对于微循环系统则通过控制组织灌注来满足代谢活动的需要。虽然两种方式的作用汇于一身，其作用方向却不尽相同，甚至在疾病状态下是相互冲突的。
微循环系指大循环中的游离血管进入每一器官之后的循环部分。它由微动脉、前毛细血管、真毛细血管网、后毛细血管及微静脉组成。在微动脉壁上有较密布的平滑肌细胞，在前、后毛细血管中，平滑肌分布稀疏，呈束状，环抱着它们，又称前、后毛细血管括约肌，起闸门作用，在真毛细血管壁中却没有平滑肌细胞，其管壁仅由一层内皮细胞构筑。微血管平滑肌的基本特性之一是这些细胞保持在部分紧张或松弛状态，这种被部分激发的状态可比喻成是肌肉的紧张度。这是一种变化着的动力，不仅决定着血流的导通或阻隔，而且决定着对其他物理化学刺激的反应强度。神经系统强加于供给动脉的紧张性是为了将系统血压保持在一定范围。另外，来自局部环境的因素直接作用于更末梢的小血管，或增强或减弱平滑肌细胞的反应状态，这种一分为二的作用对调节效应细胞反应状态的部分性介入甚至可以压倒中枢刺激。
血液运载物质与组织间隙的物质交换假设是一种被动过程，其中微血管壁内皮屏障的作用像一个滤过器，使选择性的交换物质通过假设的众多的“孔”或水性通道。这种功能反映内皮细胞与其他细胞肯定有重要不同，或者存在其他特殊的结构。
对隔开组织间隙与血流的屏障进行详细的超微结构分析，揭示出几种自然通道的存在，应该加以区别对待。形成称为内皮膜的内皮细胞镶嵌体，排列在由一层糖蛋白组成的内表面和由一层无定形的基底膜组成的外表面中，尽管已经进一步论证存在一些自然通道使物质穿过内皮细胞移动，内皮交换的复杂性仍在随着人们的目光变敏锐而增加。 转贴于
早期对上皮膜可透性的大体研究提出了物质从这些细胞邻近的表面之间敏捷地移动穿过多细胞屏障的可能性。最近几年通过电子显微镜观察发现，表面上溶在一起的邻近的内皮细胞之间保持着50～100埃区域的间隔，足够保证物质分子的传递。
内皮细胞的状态是关键因素。毛细血管内层和基底膜被内皮细胞结合起来，相邻内皮细胞之间的接触或紧或松，很大程度上由这些细胞的调节来规定。有充分证据证明局部区域因素能以一种指定方式影响细胞间关系，并以此改变内皮传输屏障的交换，这种反馈承担着对机体受到严重干扰时的局部适应任务。
最近对保持邻近细胞表面胞间制约作用力的研究表明，这一特征可通过决定细胞形状的F-肌纤蛋白的内部细胞骨架的动因来改变。这一外观与交换之间的相关性是由20年代Landis提出的，他研究了穿过单支毛细血管的液体移动，首次对血管壁液体通透性进行了定量估算，并证实了Starling在1890年提出的关于在胶体渗透压与静水压之间保持着一种平衡的假说。后来的研究者们则采用更精巧的途径包括对整个附加物的连续称重来测量液体的得与失，以及藉此了解流体静水压与胶体渗透压的相互作用。
通过电子显微镜得到的数据还揭示，大量内皮小泡是物质传递潜在的交通工具，并已有研究证明经这一结构类型可完成大分子移动。然而，大量胞质交通工具的分布使一些研究者提出这些90埃的链泡能排列成一个相当大的毛孔系统，对其传递的动态过程正在研究中。
沿着微循环发展史，我们把注意力转向人体。大多数从动物实验得到的信息能用于探索人体的问题。与动物相比，人体微循环测量的障碍之一是能作为详细研究的部位有限。
活体微循环显微镜作为研究人体微循环动态变化的实用工具在国外开始于30年代。皮肤、眼球结膜、手指的甲皱区域较薄且相对较透明是特别适合的观察位置。在这些部位可以长时间观察和记录大量的真毛细血管回路和血流状态。但在早期、微循环作为临床工具的主要不利之处是受到技术上的限制，其各指标在本质上只是描述性的。David是这一研究的先驱，他最先描述了高血压患者甲皱微循环的变化特征。
我国最早的微循环研究开始于临床，陆道培等于1961年首次报道了应用毛细血管镜对40例正常人及20例再生障碍性贫血患者甲皱微循环的研究，描述了毛细血管襻的轮廓、长短、密疏及形状。陈文杰等1962年在对再生障碍性贫血出血机制的研究中，除对甲皱毛细血管襻进行了形态的描述外，还对其机能（脆性、通透性）进行了检测。1964年，李志山，陈文杰首次系统地介绍了甲皱皮肤微循环的检查方法，同时介绍了13项检查指标及其相对正常值。13项指标是： ① 管襻一般外观；② 管襻数目；③ 管襻长度；④ 管襻畸型；⑤ 管襻直径；⑥ 襻顶宽度；⑦ 管襻周围渗出点；⑧ 毛细血管压及指侧小动脉压；⑨ 管襻内血流速度；⑩血流状态；管襻对针刺的反应；对束臂刺激反应；二次出血检查。以上工作为我国临床微循环的研究起了奠基作用。
1965年，在祝寿河、华光与阎田玉领导的抢救流脑患儿的合作项目中，修瑞娟应用甲皱微循环研究方法日夜连续检测了58例流行性脑脊髓膜炎患儿的甲皱微循环各指标的动态变化，自患儿入院追踪至患儿痊愈或死亡，同时由陈祥银等测定这些患儿体内生物胺的变化。发现患儿甲皱微循环的变化与生物胺的变化密切相关，还发现不同临床类型（普通型、脑型、皮肤型、肺型）患儿的甲皱微循环表现及变化也不同。该研究首次在世界上发现了微循环自律运动的激活对改善人体各器官及组织急性缺血的重要作用并应用微循环指标协助临床治疗，取得了显著的疗效。1971年，修瑞娟在肺心病微循环障碍动物模型实验研究之先又将甲皱微循环的观测指标应用到肺心病患者，在临床观测中设正常对照组和哮喘病、慢性支气管炎、风心病、冠心病对照组，发现肺心病患者微循环变化的特点是血流缓慢及管襻痉挛，对寒冷刺激特别敏感。这一阶段对甲皱微循环的深入研究，一方面证明该指标在不同疾病或同一疾病的不同阶段具有不同的表现特点，在判定病情、指导临床治疗和判断预后方面具有重要的临床价值。通过急性脑膜炎患儿甲皱微循环昼夜连续检测、发现微血管自律运动在病情转化中的动态表现及其重要性。与此同时，也发现甲皱微循环各项指标的变化没有严格的特异性，管径的收缩和扩张、流速的降低或血流淤滞、管襻形态的异常以及微栓子的形成等等，在许多疾病中都可以有类似的表现，即使在正常人中甲皱微循环的各项指标间也存在较大差异。在疾病的发病过程中以及疾病治疗的前后进行自身对照较异体对照更为有价值。从本质上看，甲皱管襻只是微循环的真毛细血管网部分，而不是皮肤微循环的全部，也不是体内其他器官功能的唯一代表。因此绝对不能单纯依据某人某时刻的甲皱微循环检测对其健康状态下结论，甲皱微循环检测只是一项辅助指标。1980年至1982年，修瑞娟将上述临床及实验研究在美国及欧洲进行了报告，并发表在国际学术杂志上，首次将我国的临床微循环研究介绍给了西方国家。
随着宇航高科技的出现和发展，加州理工学院的Wayland等接触了医学的理工学者们决定将他们精细的专业知识应用于探索人体功能。于是，微循环系统的研究被选为突破口。70年代初期电子细胞计数器、微血流流速测量仪、微血管管径图像剪切测量仪、微血管自律运动的频谱分析技术相继出现。时代性的技术革新将微循环的研究推向蓬勃发展的新阶段。我国广大微循环研究工作者应用微血液动力学、生物流变学和临床血液流变学、活体微循环和大循环显微电视同步检测技术、计算机数据及图像处理技术、无创伤临床研究和检测系统等一系列方法，对微血管的正常功能及其障碍从临床到实验室做了大量的研究，对休克、糖尿病、脑卒中、冠心病、高血压、肿瘤等疾病发病机理和防治作了进一步阐明。这些成绩使我国的微循环研究在国际上独树一帜。
当前，细胞生物学及分子生物学技术的应用使微血管功能的研究向纵深开拓。如从组织培养角度来研究大鼠主动脉环的新生末梢微血管在无血清培养基中的生长；应用肝素、FGF和VEGF等生长因子来研究其对心脏侧支微血管血液循环状况的改善作用；从血管生理学角度，研究微血管内皮源性的EDHF（内皮源性超极化因子）作用于微血管平滑肌细胞产生超极化作用，促进血管舒张、以减弱血管壁对一些缩血管活性物质的反应性；应用显微缩时录像等技术从宏观和微观研究微血管的自律运动的机制和微血管壁内皮细胞的有丝分裂的动态过程。动脉粥样硬化、冠心病患者体内循环内皮细胞及其凋亡机制也正在深入阐明。
细胞生物学发展史范文5
信息、生物、新材料三大前沿领域
信息、生物、新材料是21世纪前30年发展最快、最热门的三大领域，它们集结了当今世界最强势的研究力量。但在这些关系未来发展的关键领域中，我国许多核心技术仍依赖追踪、模仿和引进国外技术，原始创新能力明显不足。
从更宽的视野来看，不仅仅是这三个领域的发展需要高扬“自主创新”的信心与勇气。实际上，整个中国科技正面临着前所未有的发展压力：对外要适应国际科技竞争的紧迫形势，对内要满足经济社会发展进程中的重大战略性需求。而原始创新能力和技术创新能力的薄弱，已成为当前和未来相当长时期内影响我国整体竞争力的极大障碍。
面向未来15年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》即将，科技部等有关部门正在着手制定科技“十一五规划”——关于中国科技“未来”的探讨与关注，在最近一年多来达到了前所未有的程度。就是在这样带着几分焦灼、几分期待、几分信心的探讨氛围中，“自主创新”成为人们关于中国科技发展的共识。
带着这个共识，再来看中国科技发展面临的“压力”，在很大程度上已经变成了未来发展的重大机遇。未来10年，中国在这三大领域中最有可能实现自主创新的关键技术群究竟有哪些？有限的科技经费究竟应当投入到哪些突破口？
下一代移动通信技术
移动通信是人类社会发展中的一大奇迹。2004年12月，全球（蜂窝）移动通信用户总数已达17亿以上，超过已有百年发展历史的固定通信用户数。过去10年，移动通信技术完成了由第一代模拟通信技术向第二代数字通信技术的过渡，当前正处于由其巅峰状态向第三代（3G）移动通信技术过渡的进程中。
目前，世界发达国家纷纷投入力量进行第三代及下一代移动通信标准、技术和产品的开发。
——3G移动通信：国际电信联盟（ITU－T ）批准为3G 的三大标准分别是欧洲的WCDMA，美国高通公司的CDMA2000和中国大唐电信的TD－SCDMA。3G已在全球30多个国家开始商用。
——增强型3G（Enhanced 3G）：为了克服3G 技术不能很好支持流媒体等业务的不足，国际电信联盟已在制定增强型3G技术标准。专家预测，增强型3G技术将进入商用。
——4G（或Beyond 3G）：下一代移动通信即所谓超3G（以下统称Beyond 3G）技术的研究是国际上的热点。Beyond 3G具有更高的速率与更好的频谱利用率。 欧盟、日本、韩国等国家已开始4G框架的研究，预期Beyond 3G技术可望在2010年后开始商用。
中国移动用户总数已达3.34亿，居世界第一，总体技术水平与国际同步，处于由第二代向第三代的过渡时期。我国3G移动通信技术已经具备了实现产业化的能力，我国大唐电信2000年5月提出的TD－SCDMA标准已成为国际电信联盟正式采纳的三大标准之一。此外，在国家“863”计划的支持下，开展了Beyond 3G技术的研究，预期该技术可望在2010年后开始商用。
Beyond 3G技术对我国经济社会发展和国防建设具有十分重要的意义。 德尔菲专家调查统计结果显示，我国研发水平比领先国家落后5年左右， 通过自主开发或联合开发，在未来5年可能形成自主知识产权。以华为、 中兴为代表的一批高技术通信设备制造业公司，在第三代移动通信设备（3G）等研发方面紧跟国际前沿，打破了国外公司对高技术通信设备的垄断，开始参与国际通信标准的制定，开发具有自主知识产权的核心技术，具备了参与国际竞争的能力，具备实现技术和产业跨越式发展的契机。
中国下一代网络体系
下一代网络（NGN）泛指以IP为核心，同时可以支持语音、 数据和多媒体业务的因特网、移动通信网络和固定电话通信网络的融合网络。
世界各国和国际通信标准化组织都在积极开展下一代网络的研究开发工作。国际电信联盟电信标准化部门（ITU－T）、欧洲电信标准化协会（ETSI）、互联网工程任务组（IETF）、第三代伙伴组织计划（3GPP）等，都在致力于下一代网络体系的研究。目前，美国、日本、韩国、新加坡以及欧盟都已启动了下一代互联网研究计划，全面开展各项核心技术的研究和开发。
我国在下一代网络的研究方面已取得了较大进展。“九五”期间，863计划建成了“中国高速信息示范网”（CAINONET）、国家自然科学基金委支持的“中国高速互连研究试验网NSFCNET”等重大项目，目前已开始基于NGN的软交换技术在移动和多媒体通信中的应用研究。中兴、华为等企业还推出了基于软交换的NGN解决方案；在下一代互联网研究上，中兴、港湾网络等推出的高端路由交换机，可应用于国家骨干IP网络建设，以及大中型宽带IP城域网核心骨干和汇聚。国内公司还开始自行设计高端分组交换定制ASIC芯片。我国已成为少数几个能够提供全系列数据通信设备的国家之一。
下一代网络技术对促进我国高新技术的发展，以及对改造和提升我国传统产业具有举足轻重的作用，对国家安全至关重要。从总体上看，我国互联网技术跟随国外发展，在技术选择上缺乏系统研究，走过一些弯路，至今与国外仍存在较大差距。无论网络用户规模、网络应用、网络技术或网络产品都尚有很大的发展空间。从全局着眼，应不失时机地开展中国下一代网络体系的研究、应用试验、关键技术研究和产品开发。不能像第一代互联网那样，技术、标准都是外国的，给国家安全造成隐患。
纳米级芯片技术
当前，集成电路的发展仍遵循“摩尔定律”，即其集成度和产品性能每18个月增加一倍，按照器件特征尺寸缩小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和设计技术优化的途径继续发展。
自上世纪90年代以来， 全球集成电路制造技术升级换代速度加快。 当前国际上CMOS集成电路大规模生产的主流技术是130nm， 英特尔等部分技术先进的芯片制造公司已在用90nm进行高性能芯片生产。2005年，美国AMD公司已开始量产90nm的高性能芯片，国际上对65nm技术的开发也已成功。伴随130nm到90nm技术的升级， 考虑到扩大生产规模和降低成本，大多数公司将使用12英寸替代8英寸硅基片， 这也必将带来半导体设备的大量更新。
近年来我国一些先进集成电路制造公司的崛起，使国内集成电路制造工艺技术与国际先进水平的差距有了显著的缩小，但整体水平仍与先进国家相差2～3代。目前，我国集成电路设计公司年设计能力已超过500种，主流设计水平达到180nm，130nm技术正在开发中，90nm技术的研发也开始着手进行。从产业发展看，我国集成电路已初步形成由十多家芯片生产骨干企业、十多家重点封装厂、二十多家初具规模的设计公司、若干家关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，设计、芯片制造、封装三业并举的蓬勃发展态势。以中科院计算所为代表的研究机构和企业在CPU研发方面所取得的新进展，标志着我国集成电路设计具有较强能力，与国际先进水平的差距进一步缩小。目前我国芯片业大多集中在低端的交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等领域，IC卡芯片所占比重一直占据芯片总体市场的20％左右。
世界第一颗0.13微米工艺TD－SCDMA 3G手机核心芯片10月9日在重庆问世
今后的IC是纳米制造技术的时代，而纳米级芯片技术是我国赶超国际的关键，它的成功将会是我国IC工业发展史上的重要里程碑和持续发展的动力，专家认为应优先发展。
中文信息处理技术
包括汉字和少数民族文字在内的中文信息处理技术，是汉语言学和计算机科学技术的融合，是一门与语言学、计算机科学、心理学、数学、控制论、信息论、声学、自动化技术等多种学科相联系的边缘交叉性学科。
随着互联网的发展，中文信息处理技术已渗透到社会生活的各个方面。1994年，微软开始进入中文软件市场，微软的WORD把国产WPS挤出了市场，继而Windows中文版又把国产中文之星挤垮。微软凭借其强大的优势地位，使国产的中文信息处理软件举步维艰。中文版的Windows、Office等占据了大部分的中文软件市场，使中文信息处理逐渐丧失了其特殊地位。
经过二三十年的努力，我国的中文信息处理，包括中文的编码、字型、输入、显示、输出等的基本处理技术已经实用化，目前正在逐渐摆脱“字处理”阶段，处于向更高级阶段快速发展的时期。包括中文的文字识别机和手写文字识别、语音合成、语音识别、语言理解和智能接口等技术的研究已获得进展。中文的全文检索、内容管理、智能搜索、中文和其他文字之间的机器翻译等技术也正在开发、研制，并取得了较大进展，涌现了联想、方正、四通、汉王、华建等公司。
随着中国加入WTO与世界各国交流的逐渐扩大以及网络信息时代的来临， 中文信息处理技术越发显得重要，其自动化水平的提高，将大大促进我国科技、国民经济和社会发展，同时使中华民族的文化在信息时代得到新的发展。未来无疑应当加强中文信息处理技术的研发投入与政策倾斜。
人类功能基因组学研究
20世纪末启动的人类基因组计划被公认为生命科学发展史上的里程碑，其规模和意义超过了曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。随着人类基因组、水稻基因组以及其他重要微生物等50多种生物基因组全序列测定工作的完成，国际基因组研究进入到功能基因组学新阶段。
功能基因组学已成为21世纪国际研究的前沿，代表基因分析的新阶段。它是利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究，是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。从1997年迄今已发表的有关功能基因组学的论文数以千计，其中不少发表在《细胞》《自然》《科学》等国际著名刊物上。
目前功能基因组研究的重点集中在四个方面：一是基因测序技术研究。预计今后几年内，测序技术将继续发展，特别是有一些重要的改进将直接用于功能基因组的研究；二是单核苷多态性（SNP）以及在此基础上建立的SNP单体型研究；三是基因组有序表达的规律研究。主要包括基因的深入鉴定、基因表达与转录组研究、蛋白和蛋白质组研究、代谢网络和代谢分子研究、基因表达调控研究等；四是计算生物学和系统生物学研究。
近几年来，在国家“863”计划、国家重大科技专项等的资助下，我国功能基因组学研究取得了一系列进展。中华民族占世界人口的1／5，有丰富的遗传疾病家系资源，这是我国发展功能基因组研究的有利因素。“十五”期间，我国参与国际蛋白质组计划、国际人类基因组单体型图计划，高质量按时完成了项目中所承担的21号染色体区域的任务，建立并完善了中华民族基因组和重要疾病相关基因SNPs及其单倍型的数据库的建设，在国际一流杂志上发表了一批高水平学术论文，申报了一批国家专利，收集、保存了一批宝贵的遗传资源，并初步建立了遗传资源收集网络和资源信息库的采集管理系统，组建了一批国家级基地，培养了一支队伍，建立了一批技术平台。但总体而言，我国在功能基因组研究及应用方面的原始创新成果数量较少，还不能为医药生物技术产业的发展提供足够的知识和产品。
未来研究重点包括：
——功能基因组研究。重点开展植物功能基因组研究、人类功能基因组研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因组研究；
——蛋白质组学研究。蛋白质组学是一个新生领域，目前还处于初期发展阶段，仍有许多困难有待克服。我国应选择具有特色的领域开展研究；
——生物信息技术。我国的研究重点应集中在生物信息数据库的构建、生物信息的开发、加工、利用及生物信息并行处理方面；
——生物芯片技术及产品。通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、生化反应芯片和样品制备芯片等。生物芯片的主要特点是高通量、微型化和自动化。我国生物芯片研究紧跟国际前沿，它将对我国生命科学研究、医学诊断、新药筛选具有革命性的推动作用，也将对我国人口素质、农业发展、环境保护等作出巨大的贡献。
专家认为，我国人类功能基因组学研究的研发水平比领先国家落后5年左右， 若能高度重视，充分利用我国已有的技术和资源优势，未来10年我国可能实现人类功能基因组学研究的跨越发展。
蛋白质组学研究
随着被誉为解读人类生命“天书”的人类基因组计划的成功实施，生命科学的战略重点转移到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为生命活动的“执行者”，自然成为新的研究焦点。以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学自然就成为功能基因组学中的“中流砥柱”，构成了功能基因组学研究的战略制高点。
目前蛋白质组学的主要内容是建立和发展蛋白质组研究技术方法，进行蛋白质组分析。为了保证分析过程的精确性和重复性，大规模样品处理机器人也被应用到该领域。整个研究过程包括样品处理、蛋白质的分离、蛋白质丰度分析、蛋白质鉴定等步骤。
附图
自1995年蛋白质组一词问世到现在，蛋白质组学研究得到了突飞猛进的发展。我国的蛋白质组研究也在迅速开展，并取得了许多有意义的成果，中国科学家已经在重大疾病如肝癌，比较蛋白质组学的研究等方面取得了重要成就，在“973 ”计划的资助下，我国已经开始了二维电泳蛋白组分离研究、图像分析技术和蛋白质组鉴定质谱技术研究等。
如何抓住国际上蛋白质组学研究刚刚启动的时机，迅速地进入到蛋白质组学研究的国际前沿，是摆在我国生命科学研究发展方向上的一个重要课题。
目前我国在该领域的研发基础较好，只比先进国家落后5年左右。 蛋白质组学属科学前沿，专家建议结合我国现行的基因组研究及其他有我国特色或优势的领域开展研究，不要重复或追随国际已有的工作，而应走自己的路，未来10年内有可能取得重大科学突破。
生物制药技术
生物制药被称为生物技术的“第一次浪潮”，其诱人前景引起了全世界各国政府、科技界、企业界的高度关注。
在过去的30年间，全球生物技术取得了令人瞩目的成就。据美国著名咨询机构安永公司2004年和2005年发表的第十八和第十九次全球生物技术年度报告分析，2003年全球生物技术产业营收达410亿美元。目前已有190余种生物技术产品获准上市，激发起投资者对生物技术股与融资的兴趣。
近20年来，我国医药生物技术产业取得了长足的进步，据《中国生物技术发展报告2004》统计，我国已有25种基因工程药物和基因工程疫苗，具有自主知识产权的上市药物达9种，重组人ω－干扰素喷鼻剂2003年4月获得国家临床研究批文，可用于较大规模高危人群的预防。但总体上与世界先进水平相比还存在很大的差距，医药生物技术产品的销售收入仅占医药工业总销售额的7.5％左右。
为加快我国生物制药技术的发展，今后的研究开发重点是：
——生物技术药物（包括疫苗）及制备技术。围绕危害人民健康的神经系统、免疫系统、内分泌系统和肿瘤等重大疾病和疑难病症的防治与诊断，应用基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等技术，开发单克隆抗体、基因工程药物、反义药物、基因治疗药物、可溶性蛋白质药物和基因工程疫苗，拓宽医药新产品领域；
——高通量筛选技术。目前，国外许多制药公司已把高通量筛选作为发现先导化合物的主要手段。典型的高通量筛选模式为每次筛选1000个化合物，而超高通量筛选可每天筛选10万多个化合物。随着分析容量的增大，分析检测技术、液体处理及自动化、连续流动以及信息处理将成为未来高通量筛选技术研究的重点；
——天然药物原料制备。目前，已经发现人类患有3万多种疾病，其中1／3靠对症治疗，极少数人能够治愈，而大多数人缺乏有效的治疗药物。以往多用合成药物，随着科技的进步，人们自我保健意识增强，对天然药物的追求与日俱增。当前世界各国都在加强天然药物的研发。
生物信息学研究
在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析，对基因组研究相关生物信息获取、加工、储存、分配、分析和解释——上世纪80年代一经产生，生物信息学就得到了迅猛发展。其研究一方面是对海量数据的收集、整理与服务；另一方面是利用这些数据，从中发现新的规律。
具体地讲，生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头， 找到基因组序列中代表蛋白质和RNA基因的编码区；同时， 阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言规律；在此基础上，归纳、 整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。另外生物信息学还利用基因组中编码区的信息进行蛋白质空间结构的模拟和蛋白质功能的预测，并将此类信息与生物体和生命过程的生理生化信息相结合，阐明其分子机理，最终进行蛋白质、核酸的分子设计、药物设计和个体化的医疗保健设计。
生物信息学的发展已经将基因组信息学、蛋白质的结构计算与模拟以及药物设计有机地连接在一起，它将导致生物学、物理学、数学、计算机科学等多种科学文化的融合，造就一批新的交叉学科。
科学家们普遍相信，本世纪最初的若干年是人类基因组研究取得辉煌成果的时代，也是生物信息学蓬勃发展的时代。据预测，到2005年生物信息的全球市场价值将达到400亿美元。
我国生物信息学研究起步较早。20世纪80年代末，国内学者就在《自然》上报道了免疫球蛋白基因超家族计算机分析的工作。目前，多家大学和研究机构也相继成立了生物信息中心或研究所，各种原始数据库、镜像数据库和二级数据库也已经逐步建立，同时我国还建立了相关的工作站和网络服务器，实现了与国际主要基因组数据库及研究中心的网络连接，开发了用于核酸、蛋白结构、功能分析的计算工具以及蛋白质三维结构预测、并行化的高通量基因拼接和基于群论方法开发的基因预测等多种软件。中国学者还运用自主开发的电脑克隆程序，开展了大规模EST 数据分析，建立了一系列基因组序列分析新算法和新技术，并在国内外著名科学杂志上发表了一系列论文，取得了引人注目的进展，尤其在人类基因组基因数目的预测上获得了与目前的实验事实相当吻合的结果，在国际上获得普遍认可。
农作物新品种培育技术
最近几年，农业生物技术的发展对农业产业结构调整产生的巨大影响，已引起各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域研究中最活跃的是育种技术——应用现代分子生物学和细胞生物学技术进行品种改良，创造更加适合人类需要的新物种，获得高产、优质、抗病虫害新品种。这使得新品种层出不穷，品种在农业增产中的贡献率将由现在的30％提高到50％。国际水稻研究所已经培育出每公顷7500公斤的超级水稻，非洲培育出增产10倍的超级木薯。
我国该领域的基础研究和高技术研究取得了一批创新成果：如植物转基因技术、细胞培育技术、籼稻的全基因组测序、花粉管通道转基因方法等，使研制具有自主知识产权的转基因农作物新品种成为现实和可能。目前，已培育出亩产达到807.4公斤的超级杂交稻；2004年转基因抗虫棉的种植面积已占全国棉花种植面积的50％左右；利用细胞工程技术培育的抗白粉病、赤霉病和黄矮病等小麦新品种已累计推广1100多万亩；植物组织培养和快繁脱毒技术在马铃薯、甘蔗、花卉生产中发挥了重要的作用。
专家认为，我国农作物新品种培育的研发基础较好，整体科研技术与国外处于同等水平，只要充分利用资源，发挥优势，很可能在该领域取得突破。
纳米材料与纳米技术
纳米科技是上世纪末才逐步发展起来的新兴科学领域，它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米材料是未来社会发展极为重要的物质基础，许多科技新领域的突破迫切需要纳米材料和纳米科技支撑，传统产业的技术提升也急需纳米材料和技术的支持。
近年来，科技强国在该领域均取得了相当重要的进展。
在纳米材料的制备与合成方面，美国科学家利用超高密度晶格和电路制作的新方法，获得直径8nm、线宽16nm的铂纳米线；法国科学家利用粉末冶金制成了具有完美弹塑性的纯纳米晶体铜，实现了对纳米结构生长过程中的形状、尺寸、生长模式和排序的原位、实时监测；德国科学家巧妙地利用交流电介电泳技术，将金属与半导体单壁碳纳米管成功分离；日本用单层碳纳米管与有机熔盐制成高度导电的聚合物纳米管复合材料。
在纳米生物医学器件方面，科学家用特定的蛋白质或化合物取代用硅纳米线制成场效应晶体管的栅极用以诊断前列腺癌、直肠癌等疾病，成百倍地提高了诊断的灵敏度。另外，纳米技术在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展。与此同时，国外大企业纷纷介入，推动了纳米技术产业化的进程。
当前纳米材料研究的趋势是，由随机合成过渡到可控合成；由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样；由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料。
纳米材料和技术很可能在以下四个领域的应用上有所突破：一是IT产业（芯片、网络通讯和纳米器件）；二是在生物医药领域应用纳米生物传感的早期诊断和治疗，到2010年将给人类带来新的福音；三是在显示和照明领域的应用已有新的进展，纳米光纤、纳米微电极等已产生极大影响；四是纳米材料技术与生物技术相结合，在基因修复和标记各种蛋白酶等方面蕴育新的突破，预计2010年纳米技术对国际GDP的贡献将超过2万亿美元。
我国纳米材料研究起步较早，基础较好，整体科研水平与先进国家相比处于同等水平，部分技术落后5年左右。目前有300多个从事纳米材料基础研究和应用的研究单位，并在纳米材料研究上取得了一批重要成果，引起了国际上的广泛关注。据英国有关权威机构提供的调查显示，我国纳米专利申请件数排名世界第三位。
国内目前已建成100多条纳米材料生产线，产品质量大都达到或接近国际水平。与发达国家相比，我国的差距一是在纳米材料制备与合成方面尚处于粗放阶段，缺乏应用目标的牵引，集成不够；二是纳米材料计量、测量和表征技术明显落后于国外，对标准试样和标准方法的建立重视不够，对表征手段的建立投资不足；三是纳米材料的基础研究、应用研究和开发研究出现脱节，纳米材料研究缺乏针对性；四是学科交叉、技术集成不够。
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信息技术正在发生结构性变革
目前，信息技术正在发生结构性的变革，在信息器件向高速化、微型化、一体化和网络化发展的同时，软件和信息服务成为发展重点。大规模集成电路正快速向系统芯片发展；移动通信技术正在向第三代、第四展，将提供更优质、更快速、更安全的服务，并带来巨大的经济利益；电信网、计算机网和有线电视网三网融合趋势进一步加快，无线网络成为世界关注的重点；全球化的信息网络将像电力、电话一样为社会公众提供各种信息服务，越来越深刻地改变着人们的学习、工作和生活方式，也将对产业结构调整产生重大影响。
微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术、网络技术等领域的发展方兴未艾，极有可能引发新一轮产业革命。
大显神通的新材料
高性能结构材料是具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料，对支撑交通运输、能源动力、电子信息、航空航天以及国家重大工程起着关键性作用。
新型功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的材料，是信息技术、生物技术、能源技术和国防建设的重要基础材料。当前国际上功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如信息功能材料、超导材料、生物医用材料、能源材料、生态环境材料及其材料的分子、原子设计正处于日新月异的发展之中。
信息功能材料发展的重点是磁性材料、电子陶瓷材料、压电及光电(磁)晶体、高性能封装材料等方面。超导材料的主要特征是零电阻和排磁通效应，是20世纪留给人类开发核聚变能、高效运输工具、低耗传输电能和精密探测器件的新型功能材料。
