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第6章 世界前沿科技(5)

电子政务决策支持系统

实践经验表明,政府部门的决策越来越依赖于对数据的科学分析。因此,发展电子政务,建立决策支持系统,利用电子政务综合数据库中存储的大量数据,通过建立正确的决策体系和决策支持模型,可以为各级政府的决策提供科学的依据,从而提高各项政策制定的科学性和合理性,以达到提高政府办公效率、促进经济发展的目的。电子政务决策支持系统能够为政府机构内的每个领域的管理决策人员提供全面、准确、快速的决策信息。对政府的相关业务起到事前决策、事中控制、事后反馈的效果。

社区信息化系统

社区信息化系统是指运用各种信息技求和手段,在社区范围内为政府、居委会、居民和包括企业在内的各种中介组织和机构,搭建互动网络平台,建立沟通服务渠道,从而使管理更加高效,服务更加优质,最终使居民满意,进而不断提升居民的生活质量。

电子政务的实施,不但使信息技术与互联网在发挥政府职能和政府管理方面起到了更加积极的作用,而且使政府的行为方式发生了变化。当前,电子政务建设已开始成为许多国家行政改革的重要推动力量。电子政务推动的政府行政改革是一个由浅至深的过程,从改变政务流程开始,逐步改变政府的组织结构及决策过程、调控途径、行为方式等,并进而提高政府的行政能力。

克隆

一个细菌经过20分钟左右就可一分为二;一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄;仙人掌切成几块,每块落地就生根;一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎,一年内就能长出数百株草莓苗……凡此种种,都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代,这就是无性繁殖。无性繁殖的英文名称是“clone”,音译为“克隆”。如今,克隆是指利用生物技术,由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组的后代的过程。

在1997年2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士科研组公布克隆羊“多莉”培育成功之前,胚胎细胞核移植技术已经有了很大的发展。实际上,“多莉”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核移植的全部过程,但这并不能减低“多莉”的重大意义,因为它是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物,是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨大进展意味着同植物细胞一样,分化了的动物细胞核也具有全能性,在分化过程中细胞核中的遗传物质没有产生不可逆的变化。利用体细胞进行动物克隆的技术是可行的,这为大规模复制动物优良品种和生产转基因动物提供了有效方法。

克隆羊“多莉”的诞生在全世界掀起了克隆研究热潮。1997年3月,即“多莉”诞生后1个月,美国、中国台湾和澳大利亚科学家分别发表了他们成功克隆猴子、猪和牛的消息。同年7月,罗斯林研究所和PPL公司宣布,用基因改造过的胎儿的纤维细胞克隆出世界上第一头带有人类基因的转基因绵羊“波莉”(Polly)。这一成果显示了克隆技术在培育转基因动物方面的巨大应用价值。1998年7月,美国夏威夷大学宣布,用小鼠卵丘细胞克隆了27只成活小鼠,其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代,这是继“多莉”以后的第二批哺乳动物体细胞核移植后代。

科学家们在不同物种间进行细胞核移植实验也取得了可喜的成果,1998年1月,美国威斯康星-麦迪逊大学的科学家们以牛的卵子为受体,成功克隆出猪、牛、羊、鼠和猕猴五种哺乳动物的胚胎。虽然这些胚胎都流产了,但它对异种克隆的可能性做了有益的尝试。1999年,美国科学家用牛卵子克隆出珍稀动物盘羊的胚胎;我国科学家也用兔卵子克隆了大熊猫的早期胚胎。

克隆技术被誉为“一座挖掘不尽的金矿”,它在生产实践上具有重要的意义,已展示出广阔的应用前景。当今世界人口在增长,土地在锐减,迫使人们不得不想办法提高作物的单位面积产量。人们利用“克隆”技术可以培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种,大大提高了粮食产量。如果将克隆技术在农业中推广,将有效解决人类的吃饭问题。过去人们培养一个优良畜种,需要数代杂交选种,而且变异和退化时常威胁品质的稳定。利用体细胞克隆技术,这一世纪难题就迎刃而解。如用一头高产奶牛作供体,就可以克隆出十头、百头甚至千头、万头同样高产的奶牛。

克隆羊多莉很多吞噬人类健康的疾病的根源用现代医学还无法查出。科学家们把体细胞中可能与疾病有关的“嫌疑”基因,导入实验动物基因中,然后克隆出一批转基因的实验动物。由于人与动物的疾病发生机理有很多相似之处,如果导入的嫌疑基因在动物身上发病,就证明那一基因是“肇事元凶”。

在当代,医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言,器官移植中的排斥反应仍是最难解决的问题。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。利用克隆技术培育人体器官则绝对没有排斥反应之虑,因为二者基因相配,组织也相配。猪的一些器官与人类器官在功能、大小、结构上较接近,比如心脏,所以克隆猪被认为是研究异种器官移植、构建人类疾病模型的理想材料。科学家们通过克隆猪进而培植可供移植给人类的器官,这将解决全球可供移植的人体器官极为短缺的问题。人们还通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干扰素。

从血液中提取的蛋白药物,成本高,价格昂贵,而且有些血液制品中可能隐匿有艾滋病、乙肝等病毒,这使人们在使用这些药物进行医疗的同时又有被传染的危险。如果大量克隆具有特殊药用价值的基因动物,就可以利用这种动物的血液和乳汁,生产具有特殊效用的蛋白药物,既提高效率,又可在安全问题上高枕无忧。

每年,地球上都有许多物种灭绝。克隆绵羊多莉的诞生,为我们开辟了一条保护濒危动物的途径。即使在自然交配成功率很低的情况下,科研人员也可以从濒危珍稀动物个体身上选择适当的体细胞进行无性繁殖,达到有效保护这些物种的目的。从生物学的角度看,这也是克隆技术最有价值的地方之一。

克隆器官将造福人类

20世纪,器官移植已取得重大成就,但人类现在所进行的器官移植都是从他人身上取下来移到病人身上,可供移植的器官数量总是满足不了等待做移植手术者的需要,而且能提供的器官来源也很紧缺,大部分病人等待器官移植的过程痛苦而漫长。同时,机体组织的排异性仍未被攻克,病人往往要花上为数不少的药费来克服免疫排斥问题。

21世纪,人类将迎来人体器官更换的新时代,克隆技术将为更多的患者带来福祉。克隆技术可利用病人的体细胞(如一点皮肤细胞)逆向克隆出病人的胚胎细胞,当发育到囊胚期取出胚胎干细胞,在体外诱导成病人所需的组织细胞,用于以治疗为目的的治疗性克隆。目前,动物实验已经把小鼠的胚胎干细胞诱导成有功能的心肌细胞、神经细胞、胰岛细胞,并成功地完成了治疗相关疾病的动物模型。

在美国,每年可用于心脏移植手术的心脏才2000多个,而需要做手术的有5万多人。这意味着每年有近5万人因为没有可供移植的心脏而死去。于是,科学家们设想出了用人类自己的细胞,克隆出各种器官,以满足器官移植的需要的方法。2003年5月24日,美国华盛顿大学宣布,他们将历时10年,完成在实验室培植人类心脏的计划。培植人类心脏的材料取自病人的细胞。这个被称为“小阿波罗计划”的计划完成后,全世界每年将有成百万心脏病患者获得新生。

目前,全世界很多实验室在开展克隆人体器官的研究,正在实验室中培植的人体器官,有心脏、肝脏、胰腺、乳房、皮肤、骨骼等。其中,由实验室培育的克隆胸骨、克隆血管、克隆皮肤和克隆神经组织正在进入人体实验阶段。

科学家们推测,在未来10年至20年内,克隆人体器官将成为一个产业。到那时,人体无论哪个器官出现问题,换一个新的器官就可治愈。这在人类的文明史上,会成为一个里程碑式的进步。

从解冻老鼠到复活猛犸象

据报道,日本科学家于2008年末成功地进行了一次克隆实验,使得一只死亡并冷冻长达16年的老鼠“复活”。这是科学家们首次成功克隆存放如此长时间的冷冻动物,这一技术未来将有望使得猛犸象和剑齿虎等早已灭绝的动物重新复活。

日本神户发育生物学研究中心的科学家们完成了冷冻死亡老鼠的克隆实验,并成功使得一只已死亡并冷藏了16年的老鼠产生新的生命。科学家们宣称他们的研究成果将能够造福人类,还可以让一些早已灭绝的动物,比如猛犸象和剑齿虎等复活。但克隆实验却受到了一些社会学家的批评与指责,实验结果令他们惶惶不安。批评者认为,随着这一实验的成功,人类克隆已近在咫尺,也许只是时间问题。如果有人愿意将死亡的亲戚复活,就可以把其尸体冰冻储藏起来以待克隆。这将可能导致产生一个恐怖的新行业——克隆行业。人们只要把遗体冰冻起来,就有希望有朝一日通过克隆复活。

如果能通过克隆技术成功复活猛犸象等已经在地球上灭绝的动物,对于拯救濒危动物是一大突破性进展。澳大利亚的一个研究小组已经着手研究克隆已灭绝的塔斯马尼亚虎;美国的一个研究小组已经开始尝试复活5年前灭绝的一种野生白山羊。在所有复活计划中,人们最关注的恐怕是恐龙的复活了。从理论上讲,恐龙是不可能复活的。因为经过六千多万年的时间,恐龙的基因都被分解了。科学界对再造猛犸象的计划褒贬不一。赞成者认为这是一次大胆的挑战,如果成功,将把生物技术向前推进一大步。而反对者认为,从生物学的角度讲,复活猛犸象并不具备特别的意义,因为它在生物进化链上的地位已经很清楚。还有人提出,根据达尔文“物竞天择。适者生存”的进化论,物种灭绝是自然现象;人为干涉生物界的自然淘汰,违背了自然规律。

自克隆羊多莉诞生之后,科学家就一直希望能利用这种技术克隆出已经濒临灭绝的哺乳动物,但是用克隆技术挽救濒危动物面临着很多难题。首先,现有的克隆技术往往需要很多该动物的卵细胞,而与之相矛盾的是,越是稀有的动物,其卵细胞也就难以得到。多莉就有3个妈妈:一个提供乳腺细胞,一个提供未受精卵,一个负责将胚胎抚养成小羊羔。虽然科学家们已经在异种克隆方面做了很多工作。但是无法从初期实验的顺利进展中推断是否能最终获得圆满的结果,迄今为止还未成功通过这种方法复制动物。

基因工程

基因工程又称遗传工程,旨在研究生物遗传特性的奥秘,利用人工的方法修改生物染色体内的基因,改变基因原有的氨基酸序列,从而产生生物的特变体,即产生一种新的物种。

基因工程是现代生物技术的核心,它是20世纪70年代发展起来的一门边缘学科,它的诞生源于现代生物学理论上的发展和技术上的发明。有人称基因工程是人类创造的操纵生命最有效、最准确的生物工具。这是建立在分子生物学理论基础之上的一种大胆设想。如果这种没想变成了现实,那么它对人类的贡献是不可估量的。有人认为,这一学科发展的重要性足以相当或超过原子能的利用。

基因工程的最终目的是获得目的基因的表达产物,即蛋白质(酶)。人们掌握基因操作的时间并不长,但已经获得了多种多样的表达产物。用基因工程改造过的微生物、动物、植物层出不穷,它们都被人为地赋予了特殊的使命。

基因工程在农业方面的应用是培养“超级植物”,或称“转基因植物”,其主要方向和取得的成果主要有:改良作物品种,提高作物产量;提高农作物的抗病能力;培养耐寒、耐旱、耐热、耐盐碱特性的农作物,以扩大作物播种面积;提高农作物的蛋白质含量;使一般作物具有类似豆类作物一样的固氮能力;使植物含有动物蛋白质;提高某些作物的光合作用能力。

基因工程在畜牧业方面的应用是培养“超级动物”,或称“转基因动物”,其主要方向有提高家畜、家禽的生长速度,减少饲料消耗;提高家畜的出肉率和瘦肉的比例;提高家畜、家禽的抗病能力;提高家畜的产奶率和家禽的产蛋率;培养新的家畜和家禽品种;培育某些家畜令其奶中含有药物成分。

在医学方面基因工程的应用是制造“超级药物”以消除遗传疾病及癌症、艾滋病一类绝症,其方向主要是采用基因重组技术,使人体恢复胰岛素生产功能,根除糖尿病;制造抗癌药物,使癌细胞转化为正常细胞或消灭癌细胞,以根治癌症;培养防治艾滋病、肝病、小儿麻痹症等病症的疫苗;修改有缺陷基因,消除遗传疾病;在水果或食用植物中转移药物基因,培育有免疫功能的水果。基因还可培养用于人体的动物器官。

基因工程应用于刑事鉴定科学,可制作基因指纹。基因指纹用于刑事鉴定的准确率远高于传统的指纹。而且只需获得亿分之一的取样量就可进行,方便易得。亲子基因的鉴定,还可使被拐骗儿童找到自己的亲生父母。

基因工程还可应用于研究动植物的物种起源——科学家利用基因比较发现,鲸与牛的亲缘关系比鱼更接近;中国、美国、加拿大三国科学家通过基因研究宣布鸟类起源于恐龙。

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