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用化学方法研究生命过程
添加时间:2004/12/29  点击:5044  
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  在生命科学的研究过程中,多学科的融合大大推动了科学的发展,使新的研究领域不断出现。今天,化学家在分子的层面上用化学的思路和方法研究生命现象和生命过程,为生命科学的研究创造了新的技术和理论,从而形成了一个新兴的学科——化学生物学。这是化学家们近日在北京举行的第二届全国生物化学学术会议上讲述的。本次会议学术委员会主席、国家自然科学基金委员会化学部主任张礼和院士说,从会议论文的内容看,这次会议实际上是在化学生物学领域内第一次的跨学科的学术讨论会。他相信化学生物学是一片充满机遇的科学研究处女地。

  作为近年来涌现的新学科,化学生物学(Chemical Biology)融合了化学、生物学、物理学、信息科学等多个相关学科的理论、技术和研究方法,跳出了传统的思路和方法,从更深的层面去研究生命过程。虽然目前还没有一个公认的化学生物学的定义和研究范围,但从分子的基础去研究和了解大分子之间、化学小分子与生物大分子之间的相互作用,以及这些作用对生命体系的调节、控制都是很多研究的共同点。上一世纪70年代化学家就曾用化学的方法去研究生命体系中的一些化学反应如细胞过程等,从而发展出生物有机化学、生物无机化学、生物分析等一些以生命体系为研究对象的化学分支学科。到了90年代,以基因重组技术为基础的分子生物学、结构生物学的发展,人类基因组计划框架图谱的完成、功能基因学的实施,对化学产生了很大的影响,化学生物学、化学基因组学相继出现。化学家们相信如果人类有3.5万个基因相互作用控制了生命过程,那么一定会发现至少3.5万个可控制这些基因的化学小分子,也会带来至少3.5万个诸如这些小分子如何调节基因的化学问题。

  张礼和说,化学融合到生物学的研究领域为生物学带来了快速的发展。Watson-CrickDNA双螺旋结构的确定,以及Khorona对寡核苷酸合成的贡献都直接推动了近代生物学的发展,他们的成就被载入史册。随着科学的发展,学科的交叉和融合越来越受到重视。1986年Tom Kaiser/ Ron Breslow Koji Nakaishi组织了第一届国际生物有机化学学术讨论会。2001年IUPAC将下属第三分部改为有机和生物分子化学,突出了对生物分子的化学研究。我国北京大学唐有祺院士和中国科学院上海有机所的惠永正教授在80年代初提出要研究“生命过程中的化学问题”,并组织了“攀登计划”研究,之后中国科学院化学研究所、北京大学等研究所和高校也成立了化学生物研究中心或化学生物学系,化学生物学开始成为21世纪一个重要的化学研究领域。

  北京大学药学院王夔院士在本次会议上作题为《生物无机化学研究中的几个基本问题》的报告。他说生命科学中的基本问题主要是复杂性问题。对于生物体系的化学结构、体系内和体系间发生的各种变化都含有无机离子和分子的作用。但对这些问题的认识大多数来自生物学家,对于其中无机物的作用却知之甚少,这为无机化学研究提出了若干基础问题。他相信用无机化学的理论、思路去研究这些问题是一个广泛而重要的领域。他认为从世界范围内来说,我国无机化学在生物学的研究中比较注重于应用,比如研究无机金属离子在疾病过程中的作用,这方面的研究在世界上已占有一席之地,困难是无机化学在生物科学的研究中还不太为人注意。

  美国加州大学伯克利分校的细胞和分子药理学系的副教授Kevan M. Shokat、德国Munchen大学的Christohp Brauchle等作了大会报告。他们在基因调制、蛋白磷脂化、单个生物分子检测以及糖生物学等领域作出了开创性的工作。

  张礼和指出,化学生物学的研究有两方面的意义,第一可促进功能基因的研究,第二为发展新药提供厚实的学术基础。我国化学生物学的研究才刚刚起步,从事化学生物学研究的优势是我们有许多天然的研究资源,有许多不同的化学小分子,是国际上小分子最主要的来源。面临的困难是研究经费比较短缺,国内这一学科与生物学的交叉还比较差,不太融合,主要是专业间还存在隔阂,真正做到学科间的交叉还需要时间的磨合;他说将来要积极促进化学与生物学、信息科学等的交叉和融合,同时还需要做更多的工作来介绍、宣传化学生物学、生命科学、药理学等学科研究的重要性。

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