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发布时间:2024-04-08 02:15:24 | 浏览:
在太空看地球是蓝色的,因为其中百分之七十是海洋。海洋对我们来说,是一个巨大而奇妙的宝库。在这个宝库中许多东西都是人类所需要的宝物。
水母几乎全部由水构成,它身体中的水分实际上占到了百分之九十八,组成它身体的分子之间,有着大量的液体,经过提炼就能从中获得日常用的聚合胶。
在材料科学家的眼里,大海中还有许多生物新材料。比如海参通常是柔软而富有弹性的,但是当它受到威胁时,它能够使自己的身体变硬,是什么因素使它发生这样的变化呢?
海参的体内有大量的凝胶,也就是蛋白质和脂肪。脂肪也属于凝胶的一种,它存在于各种动物体内,当然也包括我们人类。凝胶作为一种材料是极其常见的,但它具有其他材料不能提供的特性。比如一块凝胶在吸收了三十倍于自身体积的水分后仍能保持硬挺,并且感觉干燥。现在科学家们正在研究让凝胶能够移动。你看这是一条用凝胶驱动的聚合物腿在踢球,而守门员也是由于凝胶移动正试图救球。他们的移动是由弱电流控制的。如果改变电极,凝胶就会朝着相反方向移动。
●基因重组和细胞融合技术是近代生物科技的基石,近年来在这个基础上又开发出许多新技术及新的应用领域,例如蛋白质工程技术可以用来改进蛋白质的结构和活性,生物奈米技术可以用来制造生物感应器,生物晶片和药物输送系统,组织工程技术可以利用干细胞修补受损的器官,以及动物复制技术可以利用细胞核转移方法复制动物等.
●生物科技发展的目的在于治疗疾病,改善生活品质,提供不虞匮乏的食物及保护我们的居住环境,不过在这项高科技发展过程中如果不加以严格监控,也可能对人类或地球上的生态造成伤害.因此在发展生物科技的过程中,也要同时注意它对人文,道德或生态的冲击.
●由于生物科技应用的领域非常广泛,与我们日常生活又息息相关,在一般报章杂志或新闻媒体上经常有相关的报导,因此了解生物科技新知识应该列入我们平常学习的一部分了.
英国约克大学约克郡癌症研究实验室日前开发出一种新型癌症诊断方法,可以利用来自水母的发光细胞诊断身体内部较深处的癌症。
这种诊断方式是,利用从发光水母细胞中获得的绿色荧光蛋白(GFP)插入人类的癌细胞中。随后,当细胞组织发光时,通过一种特殊的照相机可以检测变亮的这些蛋白质,以此指示肿瘤的所在位置。
该研究小组的负责人诺曼·麦特兰德(Norman Maitland)教授认为,这项发明将会彻底改变某些癌症的诊断方式。他表示,身体内部的深层癌症很难在早期被发现,不管何种类型的癌症,早期诊断都是成功治疗的关键。
此诊断过程是美国化学家钱永健所做工作的延伸部分,钱永健因为从晶型水母中提取了发光细胞并分离出了GFP而获得了2008年诺贝尔奖。
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。海洋中的贻贝有一项更为惊人的胶粘专利。他自己合成的足丝,可以像锚一样将自己固定在岩石和沙子上,它是贻贝生命的保险。这种胶粘剂极其的坚韧,而且在水下可以硬化,对我们人类来说,它的作用不言而喻,于是科学家对它进行了研究。
【生物科技】是一个耳熟能详的名词,它是由英文biotechnology翻译而来,美国国家科技委员会将生物科技定义为「生物科技包含一系列的技术,它可利用生物体或细胞生产我们所需要的产物,这些新技术包括基因重组,细胞融合和一些生物制造程序等.
其实人类利用生物体或细胞生产我们所需要产物的历史已经非常悠久,例如在一万年前开始耕种和畜牧以提供稳定的粮食来源,六千年前利用发酵技术酿酒和做面包,两千年前利用霉菌来治疗伤口,一七九七年开始使用天花疫苗,一九二八年发现抗生素盘尼西林等.
●既然人类使用生物科技的历史这么久,为什么近年来生物科技又突然吸引大家的注意呢这是因为从一九五○年代开始,我们对构成生物体最小单位的细胞及控制细胞遗传特征的基因有更深入的了解,以及一九七○年代发展出基因重组和细胞融合技术.由于这两项技术可以更有效地让细胞或生物体生产我们所需要的物质,且适合工业或农业量产,因此从一九八○年代开始造就了一个新兴的生物科技产业.
●比尔盖兹在一九九六年说过「生物科技将像电脑软体一样改变了这个世界.」近代的生物科技产业从一九八○年发展至今,应用的范围包括生物医学制药,农业,环保,食品和特用化学品等产业.在生物医学制药方面,已经有155种生物科技药品或疫苗被美国食品药物管理局批准上市,并用来治疗糖尿病,心脏病,癌症和艾滋病等疾病.在农业方面,已有基因重组植物例如木瓜,番茄,玉米和大豆等上市,这些基因重组植物的特点是抗
麦特兰德教授表示,他们意识到钱博士的这项技术可以被用到癌症的诊断上。他说:“例如,X射线很难穿透并深入组织和骨骼,因此要诊断微型骨癌相当困难。我们开发的这项技术可以用来进行早期诊断。”
约克大学的研究团队利用了一种结构改变的荧光蛋白,原本会发出绿光的蛋白在改造以后发出了红光或蓝光。
包含荧光蛋白的病毒会以微小的肿瘤细胞束作为目标,这些肿瘤细胞束分散在身体各处,由于过于微小,传统的扫描技术没办法检测到它们。但随着病毒的生长,越来越多的荧光蛋白被产生出来生物科技。“当通过特殊的显影照相机进行拍摄时,蛋白质会闪耀着亮光,你就可以看到癌细胞的位置所在了,”麦特兰德教授说,“我们将这一过程称做‘病毒显影’。”
看似一场游戏,但将来这种柔软的材料可以用来驱动电机、泵和阀门。使大自然内部保持在一起的不是缝针,不是铆钉,也不是焊接。实际上一切都是用胶连接。用胶连接不仅能提供良好的绝缘,更重要的是它可以更快更容易地使用,并能比机械连接承受更大的应力。
草蛉用身体分泌的胶水将它的卵快速粘在一个安全的高度,他用的胶水在几秒钟之内就变硬,卵几乎还悬挂在空中。与人工的胶水相比,这种胶水没有有毒溶剂的挥发,绝对的环保。
●此外,在环保方面,已利用基因重组微生物分解一些有毒的工业废弃物和造成污染的原油.在食品方面,已利用发酵工程技术生产乳酸菌,灵芝,冬虫夏草等健康食品.在特用化学品方面,则已利用基因重组酵素制造药物或纤维,或将其用在清洁剂中以分解污垢.到二○○一年,全球已有约一千五百家生物科技公司,年产值达三百亿美元.
如果进展得顺利,研究人员们希望这项技术能在五年内投入临床试验。但麦特兰德教授表示,这项技术仍然存在一个问题,即诊断需要的专业相机很难获得。
目前只有一家美国公司设计并构建了一套拍摄系统,可以将身体内部的荧光蛋白以理想的分辨率显示出来。这套设备的售价为50万英镑,麦特兰德教授表示,自己目前正在筹措资金准备购置一套。
科学家将贻贝用皮筋固定在玻璃箱的一面,但贻贝更愿意利用自己的天然锚,从他们脚上伸出它们自己合成的足丝。
当贻贝形成足够的足丝时,若将它收集起来,这对贻贝来说损失并不严重,因为他在两小时之内就可以生产出新的足丝。
通过对贻贝足丝和胶粘点的分析,终于分离出贻贝的胶粘蛋白,并制造出一种新的粘胶剂。当我们将制作好的生物胶粘剂用在粘贴金属片时,却意外地发现了这种粘胶剂的另一特性,它像一层看不见的铠甲,保护着金属片不受侵蚀。多么神奇!大自然专利局提供的巧妙办法,一次又一次地令人感到惊奇。虽然我不断地学习大自然,但大自然不会交出它全部的秘密,每一种生物隐藏的秘密都是我们意想不到的财富。