導(dǎo)語(yǔ)：我國(guó)科技發(fā)展突破口探究論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

《瞭望新聞周刊》記者最近走訪了科技部技術(shù)前瞻研究組項(xiàng)目執(zhí)行組組長(zhǎng)程家瑜，他向記者展示了最新的研究成果《中國(guó)技術(shù)前瞻報(bào)告》。課題組上千名專(zhuān)家近3年來(lái)深入分析了未來(lái)10年我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)和對(duì)科技的需求，系統(tǒng)調(diào)查了信息、生物、新材料三大領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，課題組認(rèn)為，未來(lái)10年我國(guó)在這三大領(lǐng)域最有可能的科學(xué)突破與技術(shù)突破集中在以下10個(gè)方面：下一代移動(dòng)通信技術(shù)、下一代網(wǎng)絡(luò)體系、納米級(jí)芯片技術(shù)、中文信息處理技術(shù)、人類(lèi)功能基因組學(xué)、生物制藥技術(shù)、生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、農(nóng)作物新品種培育技術(shù)、納米材料與納米技術(shù)。

信息、生物、新材料三大前沿領(lǐng)域

信息、生物、新材料是21世紀(jì)前30年發(fā)展最快、最熱門(mén)的三大領(lǐng)域，它們集結(jié)了當(dāng)今世界最強(qiáng)勢(shì)的研究力量。但在這些關(guān)系未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域中，我國(guó)許多核心技術(shù)仍依賴追蹤、模仿和引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，原始創(chuàng)新能力明顯不足。

從更寬的視野來(lái)看，不僅僅是這三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展需要高揚(yáng)“自主創(chuàng)新”的信心與勇氣。實(shí)際上，整個(gè)中國(guó)科技正面臨著前所未有的發(fā)展壓力：對(duì)外要適應(yīng)國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)的緊迫形勢(shì)，對(duì)內(nèi)要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中的重大戰(zhàn)略性需求。而原始創(chuàng)新能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的薄弱，已成為當(dāng)前和未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)影響我國(guó)整體競(jìng)爭(zhēng)力的極大障礙。

面向未來(lái)15年的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》即將，科技部等有關(guān)部門(mén)正在著手制定科技“十一五規(guī)劃”——關(guān)于中國(guó)科技“未來(lái)”的探討與關(guān)注，在最近一年多來(lái)達(dá)到了前所未有的程度。就是在這樣帶著幾分焦灼、幾分期待、幾分信心的探討氛圍中，“自主創(chuàng)新”成為人們關(guān)于中國(guó)科技發(fā)展的共識(shí)。

帶著這個(gè)共識(shí)，再來(lái)看中國(guó)科技發(fā)展面臨的“壓力”，在很大程度上已經(jīng)變成了未來(lái)發(fā)展的重大機(jī)遇。未來(lái)10年，中國(guó)在這三大領(lǐng)域中最有可能實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)群究竟有哪些？有限的科技經(jīng)費(fèi)究竟應(yīng)當(dāng)投入到哪些突破口？

下一代移動(dòng)通信技術(shù)

移動(dòng)通信是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展中的一大奇跡。2004年12月，全球（蜂窩）移動(dòng)通信用戶總數(shù)已達(dá)17億以上，超過(guò)已有百年發(fā)展歷史的固定通信用戶數(shù)。過(guò)去10年，移動(dòng)通信技術(shù)完成了由第一代模擬通信技術(shù)向第二代數(shù)字通信技術(shù)的過(guò)渡，當(dāng)前正處于由其巔峰狀態(tài)向第三代（3G）移動(dòng)通信技術(shù)過(guò)渡的進(jìn)程中。

目前，世界發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入力量進(jìn)行第三代及下一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

——3G移動(dòng)通信：國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU－T）批準(zhǔn)為3G的三大標(biāo)準(zhǔn)分別是歐洲的WCDMA，美國(guó)高通公司的CDMA2000和中國(guó)大唐電信的TD－SCDMA。3G已在全球30多個(gè)國(guó)家開(kāi)始商用。

——增強(qiáng)型3G（Enhanced3G）：為了克服3G技術(shù)不能很好支持流媒體等業(yè)務(wù)的不足，國(guó)際電信聯(lián)盟已在制定增強(qiáng)型3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，增強(qiáng)型3G技術(shù)將進(jìn)入商用。

——4G（或Beyond3G）：下一代移動(dòng)通信即所謂超3G（以下統(tǒng)稱(chēng)Beyond3G）技術(shù)的研究是國(guó)際上的熱點(diǎn)。Beyond3G具有更高的速率與更好的頻譜利用率。歐盟、日本、韓國(guó)等國(guó)家已開(kāi)始4G框架的研究，預(yù)期Beyond3G技術(shù)可望在2010年后開(kāi)始商用。

中國(guó)移動(dòng)用戶總數(shù)已達(dá)3.34億，居世界第一，總體技術(shù)水平與國(guó)際同步，處于由第二代向第三代的過(guò)渡時(shí)期。我國(guó)3G移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)具備了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力，我國(guó)大唐電信2000年5月提出的TD－SCDMA標(biāo)準(zhǔn)已成為國(guó)際電信聯(lián)盟正式采納的三大標(biāo)準(zhǔn)之一。此外，在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，開(kāi)展了Beyond3G技術(shù)的研究，預(yù)期該技術(shù)可望在2010年后開(kāi)始商用。

Beyond3G技術(shù)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)具有十分重要的意義。德?tīng)柗茖?zhuān)家調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國(guó)研發(fā)水平比領(lǐng)先國(guó)家落后5年左右，通過(guò)自主開(kāi)發(fā)或聯(lián)合開(kāi)發(fā)，在未來(lái)5年可能形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。以華為、中興為代表的一批高技術(shù)通信設(shè)備制造業(yè)公司，在第三代移動(dòng)通信設(shè)備（3G）等研發(fā)方面緊跟國(guó)際前沿，打破了國(guó)外公司對(duì)高技術(shù)通信設(shè)備的壟斷，開(kāi)始參與國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)的制定，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，具備了參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，具備實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的契機(jī)。

中國(guó)下一代網(wǎng)絡(luò)體系

下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）泛指以IP為核心，同時(shí)可以支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的因特網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和固定電話通信網(wǎng)絡(luò)的融合網(wǎng)絡(luò)。

世界各國(guó)和國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)化組織都在積極開(kāi)展下一代網(wǎng)絡(luò)的研究開(kāi)發(fā)工作。國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)（ITU－T）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）、互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）、第三代伙伴組織計(jì)劃（3GPP）等，都在致力于下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究。目前，美國(guó)、日本、韓國(guó)、新加坡以及歐盟都已啟動(dòng)了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，全面開(kāi)展各項(xiàng)核心技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。

我國(guó)在下一代網(wǎng)絡(luò)的研究方面已取得了較大進(jìn)展。“九五”期間，863計(jì)劃建成了“中國(guó)高速信息示范網(wǎng)”（CAINONET）、國(guó)家自然科學(xué)基金委支持的“中國(guó)高速互連研究試驗(yàn)網(wǎng)NSFCNET”等重大項(xiàng)目，目前已開(kāi)始基于NGN的軟交換技術(shù)在移動(dòng)和多媒體通信中的應(yīng)用研究。中興、華為等企業(yè)還推出了基于軟交換的NGN解決方案；在下一代互聯(lián)網(wǎng)研究上，中興、港灣網(wǎng)絡(luò)等推出的高端路由交換機(jī)，可應(yīng)用于國(guó)家骨干IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及大中型寬帶IP城域網(wǎng)核心骨干和匯聚。國(guó)內(nèi)公司還開(kāi)始自行設(shè)計(jì)高端分組交換定制ASIC芯片。我國(guó)已成為少數(shù)幾個(gè)能夠提供全系列數(shù)據(jù)通信設(shè)備的國(guó)家之一。

下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)促進(jìn)我國(guó)高新技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)改造和提升我國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的作用，對(duì)國(guó)家安全至關(guān)重要。從總體上看，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跟隨國(guó)外發(fā)展，在技術(shù)選擇上缺乏系統(tǒng)研究，走過(guò)一些彎路，至今與國(guó)外仍存在較大差距。無(wú)論網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都尚有很大的發(fā)展空間。從全局著眼，應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開(kāi)展中國(guó)下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究、應(yīng)用試驗(yàn)、關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。不能像第一代互聯(lián)網(wǎng)那樣，技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)都是外國(guó)的，給國(guó)家安全造成隱患。

納米級(jí)芯片技術(shù)

當(dāng)前，集成電路的發(fā)展仍遵循“摩爾定律”，即其集成度和產(chǎn)品性能每18個(gè)月增加一倍，按照器件特征尺寸縮小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的途徑繼續(xù)發(fā)展。

自上世紀(jì)90年代以來(lái)，全球集成電路制造技術(shù)升級(jí)換代速度加快。當(dāng)前國(guó)際上CMOS集成電路大規(guī)模生產(chǎn)的主流技術(shù)是130nm，英特爾等部分技術(shù)先進(jìn)的芯片制造公司已在用90nm進(jìn)行高性能芯片生產(chǎn)。2005年，美國(guó)AMD公司已開(kāi)始量產(chǎn)90nm的高性能芯片，國(guó)際上對(duì)65nm技術(shù)的開(kāi)發(fā)也已成功。伴隨130nm到90nm技術(shù)的升級(jí)，考慮到擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和降低成本，大多數(shù)公司將使用12英寸替代8英寸硅基片，這也必將帶來(lái)半導(dǎo)體設(shè)備的大量更新。

近年來(lái)我國(guó)一些先進(jìn)集成電路制造公司的崛起，使國(guó)內(nèi)集成電路制造工藝技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距有了顯著的縮小，但整體水平仍與先進(jìn)國(guó)家相差2～3代。目前，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)公司年設(shè)計(jì)能力已超過(guò)500種，主流設(shè)計(jì)水平達(dá)到180nm，130nm技術(shù)正在開(kāi)發(fā)中，90nm技術(shù)的研發(fā)也開(kāi)始著手進(jìn)行。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，我國(guó)集成電路已初步形成由十多家芯片生產(chǎn)骨干企業(yè)、十多家重點(diǎn)封裝廠、二十多家初具規(guī)模的設(shè)計(jì)公司、若干家關(guān)鍵材料及專(zhuān)用設(shè)備儀器制造廠組成的產(chǎn)業(yè)群體，設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝三業(yè)并舉的蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。以中科院計(jì)算所為代表的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在CPU研發(fā)方面所取得的新進(jìn)展，標(biāo)志著我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)能力，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距進(jìn)一步縮小。目前我國(guó)芯片業(yè)大多集中在低端的交通、通信、銀行、信息管理、石油、勞動(dòng)保障、身份識(shí)別、防偽等領(lǐng)域，IC卡芯片所占比重一直占據(jù)芯片總體市場(chǎng)的20％左右。

世界第一顆0.13微米工藝TD－SCDMA3G手機(jī)核心芯片10月9日在重慶問(wèn)世

今后的IC是納米制造技術(shù)的時(shí)代，而納米級(jí)芯片技術(shù)是我國(guó)趕超國(guó)際的關(guān)鍵，它的成功將會(huì)是我國(guó)IC工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑和持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，專(zhuān)家認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。

中文信息處理技術(shù)

包括漢字和少數(shù)民族文字在內(nèi)的中文信息處理技術(shù)，是漢語(yǔ)言學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的融合，是一門(mén)與語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、控制論、信息論、聲學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)等多種學(xué)科相聯(lián)系的邊緣交叉性學(xué)科。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，中文信息處理技術(shù)已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面。1994年，微軟開(kāi)始進(jìn)入中文軟件市場(chǎng)，微軟的WORD把國(guó)產(chǎn)WPS擠出了市場(chǎng)，繼而Windows中文版又把國(guó)產(chǎn)中文之星擠垮。微軟憑借其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)地位，使國(guó)產(chǎn)的中文信息處理軟件舉步維艱。中文版的Windows、Office等占據(jù)了大部分的中文軟件市場(chǎng)，使中文信息處理逐漸喪失了其特殊地位。

經(jīng)過(guò)二三十年的努力，我國(guó)的中文信息處理，包括中文的編碼、字型、輸入、顯示、輸出等的基本處理技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化，目前正在逐漸擺脫“字處理”階段，處于向更高級(jí)階段快速發(fā)展的時(shí)期。包括中文的文字識(shí)別機(jī)和手寫(xiě)文字識(shí)別、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)言理解和智能接口等技術(shù)的研究已獲得進(jìn)展。中文的全文檢索、內(nèi)容管理、智能搜索、中文和其他文字之間的機(jī)器翻譯等技術(shù)也正在開(kāi)發(fā)、研制，并取得了較大進(jìn)展，涌現(xiàn)了聯(lián)想、方正、四通、漢王、華建等公司。

隨著中國(guó)加入WTO與世界各國(guó)交流的逐漸擴(kuò)大以及網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的來(lái)臨，中文信息處理技術(shù)越發(fā)顯得重要，其自動(dòng)化水平的提高，將大大促進(jìn)我國(guó)科技、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，同時(shí)使中華民族的文化在信息時(shí)代得到新的發(fā)展。未來(lái)無(wú)疑應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)中文信息處理技術(shù)的研發(fā)投入與政策傾斜。

人類(lèi)功能基因組學(xué)研究

20世紀(jì)末啟動(dòng)的人類(lèi)基因組計(jì)劃被公認(rèn)為生命科學(xué)發(fā)展史上的里程碑，其規(guī)模和意義超過(guò)了曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃。隨著人類(lèi)基因組、水稻基因組以及其他重要微生物等50多種生物基因組全序列測(cè)定工作的完成，國(guó)際基因組研究進(jìn)入到功能基因組學(xué)新階段。

功能基因組學(xué)已成為21世紀(jì)國(guó)際研究的前沿，代表基因分析的新階段。它是利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段，通過(guò)在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使生物學(xué)研究從對(duì)單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個(gè)基因或蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉(zhuǎn)入對(duì)基因組動(dòng)態(tài)的生物學(xué)功能學(xué)研究。從1997年迄今已發(fā)表的有關(guān)功能基因組學(xué)的論文數(shù)以千計(jì)，其中不少發(fā)表在《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》等國(guó)際著名刊物上。

目前功能基因組研究的重點(diǎn)集中在四個(gè)方面：一是基因測(cè)序技術(shù)研究。預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi)，測(cè)序技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，特別是有一些重要的改進(jìn)將直接用于功能基因組的研究；二是單核苷多態(tài)性（SNP）以及在此基礎(chǔ)上建立的SNP單體型研究；三是基因組有序表達(dá)的規(guī)律研究。主要包括基因的深入鑒定、基因表達(dá)與轉(zhuǎn)錄組研究、蛋白和蛋白質(zhì)組研究、代謝網(wǎng)絡(luò)和代謝分子研究、基因表達(dá)調(diào)控研究等；四是計(jì)算生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)研究。

近幾年來(lái)，在國(guó)家“863”計(jì)劃、國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)等的資助下，我國(guó)功能基因組學(xué)研究取得了一系列進(jìn)展。中華民族占世界人口的1／5，有豐富的遺傳疾病家系資源，這是我國(guó)發(fā)展功能基因組研究的有利因素。“十五”期間，我國(guó)參與國(guó)際蛋白質(zhì)組計(jì)劃、國(guó)際人類(lèi)基因組單體型圖計(jì)劃，高質(zhì)量按時(shí)完成了項(xiàng)目中所承擔(dān)的21號(hào)染色體區(qū)域的任務(wù)，建立并完善了中華民族基因組和重要疾病相關(guān)基因SNPs及其單倍型的數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，在國(guó)際一流雜志上發(fā)表了一批高水平學(xué)術(shù)論文，申報(bào)了一批國(guó)家專(zhuān)利，收集、保存了一批寶貴的遺傳資源，并初步建立了遺傳資源收集網(wǎng)絡(luò)和資源信息庫(kù)的采集管理系統(tǒng)，組建了一批國(guó)家級(jí)基地，培養(yǎng)了一支隊(duì)伍，建立了一批技術(shù)平臺(tái)。但總體而言，我國(guó)在功能基因組研究及應(yīng)用方面的原始創(chuàng)新成果數(shù)量較少，還不能為醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供足夠的知識(shí)和產(chǎn)品。

未來(lái)研究重點(diǎn)包括：

——功能基因組研究。重點(diǎn)開(kāi)展植物功能基因組研究、人類(lèi)功能基因組研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因組研究；

——蛋白質(zhì)組學(xué)研究。蛋白質(zhì)組學(xué)是一個(gè)新生領(lǐng)域，目前還處于初期發(fā)展階段，仍有許多困難有待克服。我國(guó)應(yīng)選擇具有特色的領(lǐng)域開(kāi)展研究；

——生物信息技術(shù)。我國(guó)的研究重點(diǎn)應(yīng)集中在生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建、生物信息的開(kāi)發(fā)、加工、利用及生物信息并行處理方面；

——生物芯片技術(shù)及產(chǎn)品。通過(guò)微加工技術(shù)和微電子技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、生化反應(yīng)芯片和樣品制備芯片等。生物芯片的主要特點(diǎn)是高通量、微型化和自動(dòng)化。我國(guó)生物芯片研究緊跟國(guó)際前沿，它將對(duì)我國(guó)生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、新藥篩選具有革命性的推動(dòng)作用，也將對(duì)我國(guó)人口素質(zhì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等作出巨大的貢獻(xiàn)。

專(zhuān)家認(rèn)為，我國(guó)人類(lèi)功能基因組學(xué)研究的研發(fā)水平比領(lǐng)先國(guó)家落后5年左右，若能高度重視，充分利用我國(guó)已有的技術(shù)和資源優(yōu)勢(shì)，未來(lái)10年我國(guó)可能實(shí)現(xiàn)人類(lèi)功能基因組學(xué)研究的跨越發(fā)展。

蛋白質(zhì)組學(xué)研究

隨著被譽(yù)為解讀人類(lèi)生命“天書(shū)”的人類(lèi)基因組計(jì)劃的成功實(shí)施，生命科學(xué)的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到以闡明人類(lèi)基因組整體功能為目標(biāo)的功能基因組學(xué)上。蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的“執(zhí)行者”，自然成為新的研究焦點(diǎn)。以研究一種細(xì)胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質(zhì)為特征的蛋白質(zhì)組學(xué)自然就成為功能基因組學(xué)中的“中流砥柱”，構(gòu)成了功能基因組學(xué)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

目前蛋白質(zhì)組學(xué)的主要內(nèi)容是建立和發(fā)展蛋白質(zhì)組研究技術(shù)方法，進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析。為了保證分析過(guò)程的精確性和重復(fù)性，大規(guī)模樣品處理機(jī)器人也被應(yīng)用到該領(lǐng)域。整個(gè)研究過(guò)程包括樣品處理、蛋白質(zhì)的分離、蛋白質(zhì)豐度分析、蛋白質(zhì)鑒定等步驟。

附圖

自1995年蛋白質(zhì)組一詞問(wèn)世到現(xiàn)在，蛋白質(zhì)組學(xué)研究得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。我國(guó)的蛋白質(zhì)組研究也在迅速開(kāi)展，并取得了許多有意義的成果，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在重大疾病如肝癌，比較蛋白質(zhì)組學(xué)的研究等方面取得了重要成就，在“973”計(jì)劃的資助下，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始了二維電泳蛋白組分離研究、圖像分析技術(shù)和蛋白質(zhì)組鑒定質(zhì)譜技術(shù)研究等。

如何抓住國(guó)際上蛋白質(zhì)組學(xué)研究剛剛啟動(dòng)的時(shí)機(jī)，迅速地進(jìn)入到蛋白質(zhì)組學(xué)研究的國(guó)際前沿，是擺在我國(guó)生命科學(xué)研究發(fā)展方向上的一個(gè)重要課題。

目前我國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)較好，只比先進(jìn)國(guó)家落后5年左右。蛋白質(zhì)組學(xué)屬科學(xué)前沿，專(zhuān)家建議結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行的基因組研究及其他有我國(guó)特色或優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域開(kāi)展研究，不要重復(fù)或追隨國(guó)際已有的工作，而應(yīng)走自己的路，未來(lái)10年內(nèi)有可能取得重大科學(xué)突破。

生物制藥技術(shù)

生物制藥被稱(chēng)為生物技術(shù)的“第一次浪潮”，其誘人前景引起了全世界各國(guó)政府、科技界、企業(yè)界的高度關(guān)注。

在過(guò)去的30年間，全球生物技術(shù)取得了令人矚目的成就。據(jù)美國(guó)著名咨詢機(jī)構(gòu)安永公司2004年和2005年發(fā)表的第十八和第十九次全球生物技術(shù)年度報(bào)告分析，2003年全球生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)營(yíng)收達(dá)410億美元。目前已有190余種生物技術(shù)產(chǎn)品獲準(zhǔn)上市，激發(fā)起投資者對(duì)生物技術(shù)股與融資的興趣。

近20年來(lái)，我國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，據(jù)《中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展報(bào)告2004》統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已有25種基因工程藥物和基因工程疫苗，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的上市藥物達(dá)9種，重組人ω－干擾素噴鼻劑2003年4月獲得國(guó)家臨床研究批文，可用于較大規(guī)模高危人群的預(yù)防。但總體上與世界先進(jìn)水平相比還存在很大的差距，醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品的銷(xiāo)售收入僅占醫(yī)藥工業(yè)總銷(xiāo)售額的7.5％左右。

為加快我國(guó)生物制藥技術(shù)的發(fā)展，今后的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)是：

——生物技術(shù)藥物（包括疫苗）及制備技術(shù)。圍繞危害人民健康的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和腫瘤等重大疾病和疑難病癥的防治與診斷，應(yīng)用基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等技術(shù)，開(kāi)發(fā)單克隆抗體、基因工程藥物、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質(zhì)藥物和基因工程疫苗，拓寬醫(yī)藥新產(chǎn)品領(lǐng)域；

——高通量篩選技術(shù)。目前，國(guó)外許多制藥公司已把高通量篩選作為發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的主要手段。典型的高通量篩選模式為每次篩選1000個(gè)化合物，而超高通量篩選可每天篩選10萬(wàn)多個(gè)化合物。隨著分析容量的增大，分析檢測(cè)技術(shù)、液體處理及自動(dòng)化、連續(xù)流動(dòng)以及信息處理將成為未來(lái)高通量篩選技術(shù)研究的重點(diǎn)；

——天然藥物原料制備。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類(lèi)患有3萬(wàn)多種疾病，其中1／3靠對(duì)癥治療，極少數(shù)人能夠治愈，而大多數(shù)人缺乏有效的治療藥物。以往多用合成藥物，隨著科技的進(jìn)步，人們自我保健意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)天然藥物的追求與日俱增。當(dāng)前世界各國(guó)都在加強(qiáng)天然藥物的研發(fā)。

生物信息學(xué)研究

在生命科學(xué)的研究中，以計(jì)算機(jī)為工具對(duì)生物信息進(jìn)行儲(chǔ)存、檢索和分析，對(duì)基因組研究相關(guān)生物信息獲取、加工、儲(chǔ)存、分配、分析和解釋——上世紀(jì)80年代一經(jīng)產(chǎn)生，生物信息學(xué)就得到了迅猛發(fā)展。其研究一方面是對(duì)海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù)；另一方面是利用這些數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。

具體地講，生物信息學(xué)是把基因組DNA序列信息分析作為源頭，找到基因組序列中代表蛋白質(zhì)和RNA基因的編碼區(qū)；同時(shí)，闡明基因組中大量存在的非編碼區(qū)的信息實(shí)質(zhì)，破譯隱藏在DNA序列中的遺傳語(yǔ)言規(guī)律；在此基礎(chǔ)上，歸納、整理與基因組遺傳信息釋放及其調(diào)控相關(guān)的轉(zhuǎn)錄譜和蛋白質(zhì)譜的數(shù)據(jù)，從而認(rèn)識(shí)代謝、發(fā)育、分化、進(jìn)化的規(guī)律。另外生物信息學(xué)還利用基因組中編碼區(qū)的信息進(jìn)行蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的模擬和蛋白質(zhì)功能的預(yù)測(cè)，并將此類(lèi)信息與生物體和生命過(guò)程的生理生化信息相結(jié)合，闡明其分子機(jī)理，最終進(jìn)行蛋白質(zhì)、核酸的分子設(shè)計(jì)、藥物設(shè)計(jì)和個(gè)體化的醫(yī)療保健設(shè)計(jì)。

生物信息學(xué)的發(fā)展已經(jīng)將基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算與模擬以及藥物設(shè)計(jì)有機(jī)地連接在一起，它將導(dǎo)致生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種科學(xué)文化的融合，造就一批新的交叉學(xué)科。

科學(xué)家們普遍相信，本世紀(jì)最初的若干年是人類(lèi)基因組研究取得輝煌成果的時(shí)代，也是生物信息學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)代。據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年生物信息的全球市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到400億美元。

我國(guó)生物信息學(xué)研究起步較早。20世紀(jì)80年代末，國(guó)內(nèi)學(xué)者就在《自然》上報(bào)道了免疫球蛋白基因超家族計(jì)算機(jī)分析的工作。目前，多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也相繼成立了生物信息中心或研究所，各種原始數(shù)據(jù)庫(kù)、鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)和二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)也已經(jīng)逐步建立，同時(shí)我國(guó)還建立了相關(guān)的工作站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際主要基因組數(shù)據(jù)庫(kù)及研究中心的網(wǎng)絡(luò)連接，開(kāi)發(fā)了用于核酸、蛋白結(jié)構(gòu)、功能分析的計(jì)算工具以及蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、并行化的高通量基因拼接和基于群論方法開(kāi)發(fā)的基因預(yù)測(cè)等多種軟件。中國(guó)學(xué)者還運(yùn)用自主開(kāi)發(fā)的電腦克隆程序，開(kāi)展了大規(guī)模EST數(shù)據(jù)分析，建立了一系列基因組序列分析新算法和新技術(shù)，并在國(guó)內(nèi)外著名科學(xué)雜志上發(fā)表了一系列論文，取得了引人注目的進(jìn)展，尤其在人類(lèi)基因組基因數(shù)目的預(yù)測(cè)上獲得了與目前的實(shí)驗(yàn)事實(shí)相當(dāng)吻合的結(jié)果，在國(guó)際上獲得普遍認(rèn)可。

農(nóng)作物新品種培育技術(shù)

最近幾年，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生的巨大影響，已引起各國(guó)政府和科學(xué)家的高度重視。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域研究中最活躍的是育種技術(shù)——應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行品種改良，創(chuàng)造更加適合人類(lèi)需要的新物種，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)害新品種。這使得新品種層出不窮，品種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的貢獻(xiàn)率將由現(xiàn)在的30％提高到50％。國(guó)際水稻研究所已經(jīng)培育出每公頃7500公斤的超級(jí)水稻，非洲培育出增產(chǎn)10倍的超級(jí)木薯。

我國(guó)該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和高技術(shù)研究取得了一批創(chuàng)新成果：如植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞培育技術(shù)、秈稻的全基因組測(cè)序、花粉管通道轉(zhuǎn)基因方法等，使研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種成為現(xiàn)實(shí)和可能。目前，已培育出畝產(chǎn)達(dá)到807.4公斤的超級(jí)雜交稻；2004年轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的種植面積已占全國(guó)棉花種植面積的50％左右；利用細(xì)胞工程技術(shù)培育的抗白粉病、赤霉病和黃矮病等小麥新品種已累計(jì)推廣1100多萬(wàn)畝；植物組織培養(yǎng)和快繁脫毒技術(shù)在馬鈴薯、甘蔗、花卉生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。

專(zhuān)家認(rèn)為，我國(guó)農(nóng)作物新品種培育的研發(fā)基礎(chǔ)較好，整體科研技術(shù)與國(guó)外處于同等水平，只要充分利用資源，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，很可能在該領(lǐng)域取得突破。

納米材料與納米技術(shù)

納米科技是上世紀(jì)末才逐步發(fā)展起來(lái)的新興科學(xué)領(lǐng)域，它的迅猛發(fā)展將在21世紀(jì)促使幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場(chǎng)革命性的變化。納米材料是未來(lái)社會(huì)發(fā)展極為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，許多科技新領(lǐng)域的突破迫切需要納米材料和納米科技支撐，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升也急需納米材料和技術(shù)的支持。

近年來(lái)，科技強(qiáng)國(guó)在該領(lǐng)域均取得了相當(dāng)重要的進(jìn)展。

在納米材料的制備與合成方面，美國(guó)科學(xué)家利用超高密度晶格和電路制作的新方法，獲得直徑8nm、線寬16nm的鉑納米線；法國(guó)科學(xué)家利用粉末冶金制成了具有完美彈塑性的純納米晶體銅，實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)過(guò)程中的形狀、尺寸、生長(zhǎng)模式和排序的原位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；德國(guó)科學(xué)家巧妙地利用交流電介電泳技術(shù)，將金屬與半導(dǎo)體單壁碳納米管成功分離；日本用單層碳納米管與有機(jī)熔鹽制成高度導(dǎo)電的聚合物納米管復(fù)合材料。

在納米生物醫(yī)學(xué)器件方面，科學(xué)家用特定的蛋白質(zhì)或化合物取代用硅納米線制成場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極用以診斷前列腺癌、直腸癌等疾病，成百倍地提高了診斷的靈敏度。另外，納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用、納米電子學(xué)、納米加工、納米器件等方面也有新進(jìn)展。與此同時(shí)，國(guó)外大企業(yè)紛紛介入，推動(dòng)了納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

當(dāng)前納米材料研究的趨勢(shì)是，由隨機(jī)合成過(guò)渡到可控合成；由納米單元的制備，通過(guò)集成和組裝制備具有納米結(jié)構(gòu)的宏觀試樣；由性能的隨機(jī)探索發(fā)展到按照應(yīng)用的需要制備具有特殊性能的納米材料。

納米材料和技術(shù)很可能在以下四個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用上有所突破：一是IT產(chǎn)業(yè)（芯片、網(wǎng)絡(luò)通訊和納米器件）；二是在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用納米生物傳感的早期診斷和治療，到2010年將給人類(lèi)帶來(lái)新的福音；三是在顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用已有新的進(jìn)展，納米光纖、納米微電極等已產(chǎn)生極大影響；四是納米材料技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合，在基因修復(fù)和標(biāo)記各種蛋白酶等方面蘊(yùn)育新的突破，預(yù)計(jì)2010年納米技術(shù)對(duì)國(guó)際GDP的貢獻(xiàn)將超過(guò)2萬(wàn)億美元。

我國(guó)納米材料研究起步較早，基礎(chǔ)較好，整體科研水平與先進(jìn)國(guó)家相比處于同等水平，部分技術(shù)落后5年左右。目前有300多個(gè)從事納米材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的研究單位，并在納米材料研究上取得了一批重要成果，引起了國(guó)際上的廣泛關(guān)注。據(jù)英國(guó)有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的調(diào)查顯示，我國(guó)納米專(zhuān)利申請(qǐng)件數(shù)排名世界第三位。

國(guó)內(nèi)目前已建成100多條納米材料生產(chǎn)線，產(chǎn)品質(zhì)量大都達(dá)到或接近國(guó)際水平。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的差距一是在納米材料制備與合成方面尚處于粗放階段，缺乏應(yīng)用目標(biāo)的牽引，集成不夠；二是納米材料計(jì)量、測(cè)量和表征技術(shù)明顯落后于國(guó)外，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣和標(biāo)準(zhǔn)方法的建立重視不夠，對(duì)表征手段的建立投資不足；三是納米材料的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)研究出現(xiàn)脫節(jié)，納米材料研究缺乏針對(duì)性；四是學(xué)科交叉、技術(shù)集成不夠。

鏈接：

信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革

目前，信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變革，在信息器件向高速化、微型化、一體化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的同時(shí)，軟件和信息服務(wù)成為發(fā)展重點(diǎn)。大規(guī)模集成電路正快速向系統(tǒng)芯片發(fā)展；移動(dòng)通信技術(shù)正在向第三代、第四展，將提供更優(yōu)質(zhì)、更快速、更安全的服務(wù)，并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益；電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合趨勢(shì)進(jìn)一步加快，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成為世界關(guān)注的重點(diǎn)；全球化的信息網(wǎng)絡(luò)將像電力、電話一樣為社會(huì)公眾提供各種信息服務(wù)，越來(lái)越深刻地改變著人們的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，也將對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生重大影響。

微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展方興未艾，極有可能引發(fā)新一輪產(chǎn)業(yè)革命。

大顯神通的新材料

高性能結(jié)構(gòu)材料是具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的材料，對(duì)支撐交通運(yùn)輸、能源動(dòng)力、電子信息、航空航天以及國(guó)家重大工程起著關(guān)鍵性作用。

新型功能材料是一大類(lèi)具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料。當(dāng)前國(guó)際上功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破，諸如信息功能材料、超導(dǎo)材料、生物醫(yī)用材料、能源材料、生態(tài)環(huán)境材料及其材料的分子、原子設(shè)計(jì)正處于日新月異的發(fā)展之中。

信息功能材料發(fā)展的重點(diǎn)是磁性材料、電子陶瓷材料、壓電及光電(磁)晶體、高性能封裝材料等方面。超導(dǎo)材料的主要特征是零電阻和排磁通效應(yīng)，是20世紀(jì)留給人類(lèi)開(kāi)發(fā)核聚變能、高效運(yùn)輸工具、低耗傳輸電能和精密探測(cè)器件的新型功能材料。

生物醫(yī)用材料的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)是用于修復(fù)、替代人體組織的植入材料、生物過(guò)程形成的材料、生物傳感器材料，而在體內(nèi)環(huán)境長(zhǎng)期工作維持材料的生物相容性，并發(fā)揮其功能是研究的主要內(nèi)容。目前，生物醫(yī)用材料全球銷(xiāo)售額約1000億美元(超過(guò)了半導(dǎo)體材料)，并以每年16％的速度遞增，預(yù)計(jì)20年內(nèi)，生物醫(yī)用材料所占的份額將趕上藥物市場(chǎng)，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)含量極高的材料產(chǎn)業(yè)。