创新中国生命观后感精选.docx
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创新中国生命观后感精选
创新中国生命观后感精选
01
近日首播收官的央视系列纪录片《创新中国》中，华大不止一次亮相。
除了《潮起》里的大国重器国产基因测序仪，《生命》分集中还讲述了几乎容纳了整个世界的物种、让人惊叹的深圳国家基因库。
在事关人类生存的问题上，生命科学带来的突破可能比其他任何领域都更加令人惊喜。
死亡之症不断被攻克，绝境中重获生机。
生存质量将空前提高，返老还童似乎不再是天方夜谭。
在深圳大鹏新区，就有一栋酝酿着勃勃野心的大楼——这个占地不到12万平方米的建筑，是全球最大的综合性基因库——深圳国家基因库。
在这里，无数生命以数字形态获得了永生。
经过一年多的运营，目前深圳国家基因库生物资源样本库已具备2500万份可溯源性生物样本的存储能力，已存储高质量、可溯源样本量2000多万份；生物信息数据库实现500PB的数据访问支持能力，存储容量60PB，累计保存了18PB数据，并建成全球最大的基因组高性能计算中心及生命数据开发共享平台，其构建的40多个数据库，总访问量达1.18亿；生物活体库以保护和保存世界约三十万种植物、百万种动物、近千万种微生物活体资源为目标，目前四个国内生物活体库已挂牌和开展项目；数字化平台数据产出能力8Pb／年，已建成高通量、国产化、低成本的公共服务平台；合成与编辑平台科研水平实现国际“并跑”，部分技术占据领先地位，参与基因组合成、胚胎编辑评估等国际大项目，Nature、Science双突破。
此外，深圳国家基因库已接待分别来自于国内外政府机构、科研院所、大中小学校、媒体、医疗领域机构、金融领域机构等万余人来访参观；并举办了多场科普、公益活动，受到社会各界的一致好评。
02
导语：
没有神话故事没有宗教传说生命有时候可以简化成一个化学作用对科学家们来说如果创造出必要条件让特定的化学反应发生生命就可以诞生
故事一：
黄花蒿
实验室里一株黄花蒿长大了它原本是一种常见的中药材却在这个世纪初和一位中国科学家一起成为了全新的中国符号
中国中医科学院中药研究所
屠呦呦从黄花蒿中提取出了有效成分青蒿素它成功压制了人类历史上最大规模的传染病之一虐疾挽救了数百万人的生命
2015年诺贝尔奖颁奖典礼
屠呦呦也因此成为第一个获得诺贝尔自然科学奖项的中国本土科学家青高素中医院药给世界的一份礼物一个在中国悄然勃兴的领域生命科学正大迅速吸引全世界的目光
故事二：
传染病登革热
人们曾预测21生命世纪在事关人类生存的问题上生命科学带来的突破可能比其他任何领域都更加令人惊喜死亡之症不断被攻克生命质量将空前提高返老还童再是天方夜谭我们制造着超级农作物并将改变靠天吃饭的时代而这一切听上去还像是科幻小说的情节
中国正在打开下一个技术时代的大门
广州
广州南部每周两次人们要大面积喷洒化学制剂来消灭蚊子这是2014年广州大规模爆发登革热的后遗症
蚊子是人类的头号杀手每年全球有3.5亿人感染蚊子传播的疾病每770人中就有1人因此丧命登革热就是一种典型的蚊媒病
此蚊吸食人血因此传播疾病奚志勇的实验室里饲养着上千万只蚊子白纹伊蚊是他的研究重点登革病毒通过这种蚊子传播由于没有特效药的疫苗控制登革疫情主要靠灭蚊化学杀虫剂是最直接的灭蚊武器但它会造成严重的环境污染一段时间后白纹伊蚊进化出抗药性似乎什么都无法阻止这种杀人活武器的扩张而奚声音勇提出了一个全新的思路能否给蚊子打疫苗不让登革病毒不进入蚊子体内呢如果可以这样的疫苗又会是什么呢
在自然中超过70%的昆虫身上都天然携带着一种共生细菌沃尔巴克氏菌大多数时候它们与自己寄生的主人互利共生但如果将这种染到蚊子体内这就能阻断登革病毒的复制
中山大学教授：
奚志勇
就是生物它本身有好多自然的系统在完成它做的很多合理的事情其实这些事情就可以为我们人类的很多创新来服务的
但这还不是奚志勇发现的全部秘密感染上沃尔巴克区菌的雄性白纹伊蚊与野生雌蚊交配后产来的虫卵不能卵不能孵化雌蚊一生可以多次产卵如果雄蚊改造后与它们交配一次就能减少200到300只蚊子出生这将大大提高灭蚊的效率
奚志勇：
讲到这个东西人家觉得你开玩笑到中国来放蚊子但是为什么这样不行呢你不就是要让蚊子减少嘛你既然通过过样的方法能达到为什么它不能是个杀虫剂呢
17年前奚声音勇在美国攻读博士学位时就试图建立蚊子与沃尔巴克氏菌的共生关系但这种操作一直只存在于理论中几十年来无人实现奚志勇的实验也不断被叫停
奚志勇：
博士指导委员的教授都说你花再多的努力什么都没有的他们告诉我你这个tup推牌九圆的你这样做下去走向死路了
然而奚志j勇坚信已找到破局的关键在近乎一年的时间里他耐心地打磨着一根比头发丝还细的石英针他要用这根针来改造长和宽都不足1毫米的蚊卵很多时候我们大可将生命科学的研究者看成艺术工匠
在显微镜下奚声音勇要从别的蚊卵中吸取出沃尔巴克错误菌然后注射到目标蚊卵中实验室的温度虫卵的前期处理注射的时间与部位都需要精心计算任何细微的误差都会导致失败比如景卵损坏或者针尖折断折损上万根针注射了十万蚊卵一只带有沃尔巴克氏菌的蚊子终于诞生了它是由人类建立的生命关系
奚志勇：
因为从来没有人跳到这个平台上来你是第一个跳上来的跳上来以后有无数的机会你可以做
现在奚志勇的实验室里孕育着全球最大的蚊子工厂这里拥有世界瞩目的胚胎注射技术并大批量生产着携带沃尔巴克氏菌的蚊子它们的归宿是50公里的外的沙仔岛整个沙仔岛共3平方公里每周岛上要被投2000万只雄蚊试验进行了2年现在这晨的蚊子总量仅为相邻区域蚊子总量的十分之一远远低于登革热传播的标准
奚志勇：
像这种树林底下你一路跑去的话这早就扑过来了但是你现在你不会感觉到有蚊子扑过来来叮你
前不久世界卫生组织向全球发布了这项技术为生活在登革流行区的39亿人而这些诞生于中国广州的蚊子也将飞往更大的天地
故事二：
生命科学一直致力于解决人类生存的两个基本问题除了对抗疾病另一个就是寻找食物在中国后者也显得极其紧迫由于人多地少等现实问题的困扰如何制造充足的食物来满足未来中国人的需求科学家们不断利用生物技术创造着奇迹
山东无棣县
六月初一片小麦成熟了几千年来这里的土地从未像现在这样能够大面积种植粮食如果物们将线向上抬升200米就会发现这片麦田别有洞天它们被一片海水蓄养的虾塘包围着
这里曾是一片盐碱地海水的压力抬高了地下水位土壤会将含盐量极高的地下水吸上地表当地表的水分蒸发后盐就留在了土壤里曾经恶劣的土壤环境难以让粮食作物生长
欧阳竹广东人却在北方的麦地里过了30年他的一生致力于在不可能的地方种出粮食
中国科学院地理科学与资源研究所研究员：
欧阳竹
原来这块地是晒盐的一片盐场所以它土壤含盐量特别高
在中国适合耕种的土地不到国土总面积的13%每年中国的蔬菜粮食进口量相当于在国外种植了6亿亩耕地确保充足的耕地已刻不容缓而改造盐碱地就是其中的一张王牌上世纪80年代一大批来自不同学科的科研人员聚集在黄淮海平原上欧阳竹就是其中一员历经20年他们成功地改造了3000多万亩盐碱地这一奇迹被誉为中国农业的“两弹一星“但这场科技大会战遗留了一个历名难题
这是滨海盐碱地的一角也是一个生命的死角将含盐量极高的地下水抽取出来是盐碱地改良的有效方式但在海边这个方法行不通
欧阳竹：
因为它有海水倒灌的影响你把它降下去了它还是倒灌进来了它总是维持一个比较高的这样的一个地下水位
环渤海地区的500亩盐碱地如同一块巨大的海绵为地下水提供了畅通无阻的上升通道这个问题将中国人困住了30年
然而200多公里外的一座工厂里一个奇思妙想正在酝酿刘长生是欧阳竹的合作伙伴
刘长生：
这土就是坷垃当地管这个地方叫一毛不拔
刘长生的团队正在制造改造盐碱地的秘密武器相比于三十年前庞大的物理工程这次改造的工具却是一种人眼看不见的生命
微生物大小只能以微米计算精心培育的微生物群能在恶劣的盐碱地中存活下来在它们新陈代谢的过程中多种土壤物质逐渐胶结在一起形成团粒结构切断了土壤中地下咸水的上升通道为植物生长创造出最有利的空间绝境之中是生命创造了生命
刘长生：
自然的农作物非常好吃这个要是吃馄饨稍微放一点很鲜美的
这个突破为中国人与土地的博弈增加了筹码
渤海良仓目标是改造环渤海低平原地区的盐碱土地这是一项涉及2.6亿人口跨越30年的大型农业科技工程2020年渤海粮仓将贡献出100亿斤粮食也将为全中国2亿亩具备农业发展潜力的盐碱土地带来宝贵的改造经验而土壤改良仅是它的冰山一角从漫长的品种选育到持续性的环境监控任何一次创新都凝聚着几代人的坚守和无数次的接力
有人埋首于荒漠之中有人则将目光投向城市森林这是一座超级都市北京现在2300万人口聚集在了这里如果按照每人每天消耗1公斤蔬菜来计算北京每天的蔬菜消耗量将超过两万吨但在寸土寸金的都市要大面积种植蔬菜是天方夜谭也许你会认为现代交通的发展可以将物品随心所欲地运送到任何地方然而最新鲜的蔬菜经不起长途跋涉有没有一种天才的解决方案能满足超大城市的蔬菜供应呢答案是肯定的这是一个蔬菜王国万物生长却不靠太阳专业灯具为植物的光合作用提供着最需要的红蓝光精心配置的营养液让植物脱离了土壤它们在垂直空间中生长大大减少了占地面积周年不间断的种植方式让这里的蔬菜产量最高可达到同等面积土培产量的100倍这项技术被称为“植物工厂”如今它正逐渐从实验室增进人们的生活
北京6环外一个新型种植基地里最新一茬奶油生菜已经成熟这里采用的就是植物工厂的水培技术通过智能管控这种生菜从发苗到采摘只需要20天3个管理员就足够控制200平米的工厂如同工业产品流水线生产蔬菜在规定的时间内实现了批量生产
通过电商平台人们可以方便地购买这些蔬菜在采摘后的6小时内新鲜的蔬菜就会配送到居民家中
未来也许只需要几栋摩天大楼就可以为一座人口超过2000万的超级都市提供充足的蔬菜供给而中国是少数几个掌握了这项技术的国家之一
故事三：
在一个生命科学高速发展的时期中国显得极富天资这里拥有世界上最庞大的人口覆盖几乎所有的自然带蕴藏着在丰富的物种如同一笔巨大的财富它们是未来的战略性资源
深圳国家基因库
深圳大鹏新区一陈大楼酝酿着勃勃野心它占地不到12万平方米却试图容纳整个世界的物种这个世界存在于几个大型存储设备中无数生命以数字形态获得了永生这里就是深圳国家基因库地球上几乎所有的生命都有基因它们是带有遗传信息的DNA片段细胞深处的DNA呈现双螺旋结构在它的两条长链上碱基两两相对数以亿计但所有的碱基其实只有4种类型科学家用四个字母标记它们ATCG它们的排名记载着生命的全部秘密
现在一种神奇的翻译机能将其中的秘密解雇出来这就是基因测序仪从生物中DNA将它制作成一种生物芯片放入测序仪中如同读到一个U盘测序仪将其中的信息翻译成四个字母排列的序列150台测序仪24小时不间断运转中国人打造出了全球最大的综合性基因库这些序列是生命的设计说明书破译其中的规律将帮助我们治疗重大疾病复活灭绝的物种制造超级农作物
中国科学院一个实验室里高彩霞密切关注着一株小麦她是植物育种的高手从前育种专家们喜欢调侃自己是带着工资的农民现在他们更认同自己的身份是农作物设计师因为他们操控着植物的基因就如同进行服装设计无论款式与细节多么复杂多样服装设计大多是靠剪裁与缝纫再从个动作完成的现在同样的操作也发生在高彩霞的小麦中这是一株患白粉病的小麦容易感染白粉病是小麦的特点之一植物种类繁多性状不同是由它们的基因组决定的小麦容易感染白粉病就跟基因里几个字母的排序有关如果能长到它们的位置修改排列顺序也许就能彻底解除小麦的患病威胁
中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞
我的梦想或者我们所有人的梦想就是说物们对行操作的时候真的就叫指哪儿打哪儿我想做哪个基因就可以直接
对这个基因进行操作但他必须找到能在基因链条上进行修改的工具21世纪初一项颠覆性生物技术横空出世可以在DNA序列的特定位置上剪开双链然后敲除一个片段或者插入另一个片段从而改变生命这就是基因编辑技术
中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞
那么编辑技术是一个颠覆性的技术一定是下一代最重要的育种技术之一
基因编辑技术能否尽快从一个理概念并获得专利全球实验室展开了一轮新的竞赛
中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞
出了新技术之后所有人就和你完全站在同一个起跑线上全世界有无数的课题组同时在做着而且不是光做动物的人做医学的人完全就是一起在拼着我经常跟课题组说一句如果你不是第一你就是最后
在一个基因技术时代要出新就必须快
这是一种史无前例的工艺小麦的基因多达180亿个其中只有3个与患病的性状有关对它的基因组编辑就如同大海捞针靠的是技巧经验以及一点恰到好处的运气
这次修剪让人类真正走向了造物的位置
中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞
就相当于你要把理论上的东西用在实践当中比方说产生了创制了抗白病的小麦它真的就抗白粉病所以那一瞬间的快乐就是感觉到实现了就像一个梦想实现了一样
2015年高彩霞利用最先进的一种特定的基因编辑技术获得了抗白粉病性状的小麦为解决一个世界性的育种难题走通了全新的道路这个成果际核心学术期刊评选为创刊以来最具价值的20篇文章之一短短20年里中国人不拘一格弯道超车开始在新一轮创新浪潮中占据领先位置
而在另一个领域中国则一直试图引领最前沿的未来他们是用时间变魔术的人这是一些被显微镜放大到100微米的细胞它们来自成年小鼠的尾巴却被还原成了类似受精卵的状态如同一枚生命的种子它们有了成长为其它组织与器官的能力而这个过程同样可以发生在人体中
中国科学院广州生物医药与健康研究院：
裴端卿
像很多婴儿生下来的时候心脏就发育不全那物们如果说拿他的这个细胞我们再重新给他发育一个很好的心脏的话那他就是一个很正常的孩子这些技术将来都不是科学幻想就是能够实现的在细胞层面实现返老还童
这就是干细胞的技术现阶段生命科学研究中最活跃的一个领域2006年日本率先在人体皮肤细胞中诱导出了多能干细胞这个创举加速了各国对干细胞技术的研究与转化基于干细胞疗法全球新一轮再生医学革命已经到来
中国科学院广州生物医药与健康研究院：
裴端卿
在过去药物研发领域里面我们是落后的我们追赶也很辛苦全世界可能前十名的大的新药创制公司其中一个都没有我们中国的公司所以我更希望未来最先进的干细胞治疗中国是领导者而不是一个追随者
2000年初原本在美国研究肿瘤的裴端卿选择回国带领团队将研究方向转移到干细胞领域
在裴端卿看来从皮肤中提取多功能诱导干细胞并不是最好的想法因为持续的阳光照射可能引起基因变异影响干细胞的质量那么林从哪里去寻找来源稳定数量庞大又方便获取的干细胞来源呢裴端卿的发现显得有些匪夷所思
中国科学院广州生物医药与健康研究院：
裴端卿
也是在文献里面看到司法里面可能有活细胞后来我们很快就把尿液里面的活细胞变成这样一个细胞的样子所以那个时候我们突破的也很兴奋因为尿液的来源就太广泛了
一小瓶尿液就能打开一个新世界裴端卿的团队将从尿液中诱导出的干细胞植入小鼠体内生长出了牙齿它们的直径不足1毫米却具有人的染色体基因这个成果吸引了全世界的目光
对干细胞的探索绝不只是象牙塔里的游戏目前中国的老年人口数量已成为世界之最衰老是阿兹海默症等神经退行性疾病以及器官衰竭的根源绝症不仅让患者承受着巨大的痛苦还给无数家庭带来了沉重的负担在传统医学治疗无法解决的问题上干细胞研究将带来新的希望
现在裴端卿的团队开始了一个更大胆的挑战用从尿液中获取的多能干细胞在人体外制造肝脏组织
小鼠细胞实验
人体拥有200万亿个细胞而多功能诱导干细胞可能分化成其中任何一种模样如何让它们成长为一个特定的器官并走向临床治疗其复杂程度几乎等同于登月工程
故事四：
在再生医学领域里科学家们认为除了自然生长生命还可以像积木一样搭建出来
一个月前阿辉意外从高空坠落造成脊髓神经永久性损伤
几千年前的古埃及典籍就有记载脊髓损伤是不治之症
脊髓神经人体中最重要的信息高速通道它将大脑发出的信号传递给外周神经系统让人体能形成感觉完成运动而它一旦损伤就无法再生导致人体终生瘫痪
在中国约有200多万患者因脊髓损伤被办禁在病床上修复脊髓神经仍是一个世界性的难题戴建武一个爱跑医院的科学家他的科研问题大多来自医院的疑难杂症
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员：
戴建武
我们做的很多东西包括物们在临床应用的一些疾病基本上都是临床上没办法的比如脊椎受伤都是很多人建议我别碰它
但戴建武还是决定要攀登这座技术高峰当脊髓神经无法靠自身的力量重新生长是否可以用外力将断裂的再从端连接起来呢戴建武把目光锁定在了一种特殊的材料上
在科学家眼中生命体如同一个建筑工程组织和器官都是构成建筑的零件组织和器官都是构成建筑的零件一旦零件损坏他们可以有针对性进行修复使用的就是生物材料无论是骨骼关节还是牙齿血管人力可制造出的身体修复材料已经变得越来越多让众多疑难病的治疗峰回路转
在脊髓神经损伤的治疗上生物材料似乎是最具潜力的工具但几十年来这个方案仍面临很多技术瓶颈传统生物材料的材质和结构与脊髓差别太大无法传递神经信号要制造最接近脊髓神经的支架就必须找到新的材料
戴建武的实验室很快有了新目标
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员：
戴建武
皮肤的总蛋白60%都是胶原肌腱的80%总蛋白我认为胶原蛋白可能是最关键的一个东西
这些跟粉丝一样的材料就是一种人工合成的胶原蛋白它们被针管挤压出线状的纤维束针头大小可以控制纤维束的直径将这些纤维束有序地排列起来并捆扎成整体就变厉了一段高仿的脊髓除了能连接断裂的部位它还能复活脊髓的神经
在事故发生后的第14天阿辉接受了脊髓神经修复手术戴建武的团体要协助医生使用全新的生物支架材料阿辉脊髓神经的断裂处有长达8毫米的空洞
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员：
戴建武
这里面就是脊髓了以前这里面没人敢动的
材料必须现场制作支架的长度要略长于脊髓的空洞还有一个秘密武器那就是干细胞
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员：
戴建武
干细胞跟材料混合在一起它移植到体内就不会跑
将干细胞打入脊髓空洞处再放入胶原支架干细胞就在可以支架上停留并在一段时间后让断裂的神经重新长在一起阿辉的手术还在继续病友海龙则期待着新希望海龙是这个医院里第一个接受脊髓神经修复手术的病人他可以重新站起来了
这是一个最不缺少智慧与野心的领域在中国对再生医学和组织工程的研究投入已经高达几十亿人民币预计到2020年中国将成为世界第二大生物材料市场占据全球近四分之一的市场份额百谁能突破最核心的技术谁能引领不远的未来
生命物们对它的了解才刚刚起步探索永无止境源源不断的创新让惊喜一直在这个领域里上演
科学家能创造什么我们无法预测但是什么能激励科学家的创造答案显得十分清晰
树用来研究世界上至今无药可治的病毒捕捉小鼠脑子里的蛛丝马迹可以解读出人类的精神秘密有时要激发对生命的想象力就得聊点地球之外的事情
北京生命科学研究所
这是一个既无行政级别又无事业编制的体制外研究所成立至今也只有短短十几年的历史却吸引着一批有望具脑洞的科学家这里就是北京生命科学研究所
李文辉曾是哈佛大学医学院最优秀的病毒学家之一十年前他回到中国选择了一个40年来全球科学家都无法突破的课题寻找乙肝病毒受体
北京生命科学研究所资深研究员：
李文辉
经常不是你想要的结果或者就没有结果
这是一个从零起步的挑战在长达5年的时间里节文辉几乎没有发表论文但北生所仍然给予了他充足的资金和时间
北京生命科学研究所资深研究员：
李文辉
因为那个王晓东所长刚开始的时候就在说提供必要的支持然后由科学家自己来选择去做重要的东西
王晓东北京生命科学研究所所长他的工作之一就是制造大佬酝酿创新
王晓东陪伴北生所共同走过了十二年在这里科学家享受长期的资金支持可以自由选择自己认为重要的研究课题
王晓东在美国求学跟任教长达25年他在41岁时光选为美国国家科学院院士当时中国内地赴美留学生超过20万人中国内地赴美留学生超过20万人王晓东是进入美国科学界最高殿堂的第一人
北京生命科学研究所所长：
王晓东
中国进一步的发展中国改革开改以后我们有几十万在美国的留学生那是规模是前所未有的有很多就是学术成就已经到了一定的水平大家回馈中国促进中国的科技发展我觉得也是时候了
建立一个全球一流的生命科学研究所将智慧眼界和信念带回故土成为包括王晓东在内的众多海外科学家人到中年的共同选择
然而自由之下是严苛的审核机制每隔5年科学家的研究成果将由国际小同行匿名评估通过评估的科学家可以得到晋升未通过则要离开而评估的核心标准就是他们的工作是否推去和引领了同行的研究
5年后李文辉找到了乙肝病毒进入人体肝脏的通道这个发现可能终结乙肝病毒无法根治的历史挽救全球2.4亿患者的生命并被学界认为是真正在中国做出的生命科学重大突破
2015年年仅43岁的邵峰成为当时中国最年轻的中科院院士他在人体免疫系统上的重要探索对败备症等重大疾病的药物研发带来了新的突破
罗敏敏在神经科学领域的发现颠覆了30年来的主流理论为抑郁症精神分裂症等精神疾病的治疗提供了新的思路
北生所成立至今十几年里中国科研人员在国际顶尖学术期刊上发表的论文数量呈指数级增长并在各领域都具备引领价值
结束语：
中国已经成为世界科技中心之一中国人正在创造一个什么样的未来可能已经远超你的想象唯一可以是生命正在从一段神秘的传说一些模糊的猜测变成真正可以触碰和拆解的规律一切才刚刚开始却已能窥见一个全新的世界
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