生物技术:毁灭或拯救世界的上帝之手
黄健  |  2015-03-24  |  科学网  |  460次阅读

【黄子按曰:参加学校招生宣传工作十余年,目睹了很多家长、少数孩子对生物乃至于数、理、化等所有理科门类专业的恐惧与逃避;但在我的中学时代,老师的教导是“学好数理化,走遍天下都不怕”。此情此景,真可谓三十年河东,三十年河西。世易时移,现在的生物技术专业已变成谷底被严重低估的金矿了吗?人弃我取的思维与胆识,你能有吗?最近,根据学校招办的工作布置,完成了如下“达人说专业”的作文。太公钓鱼,本山忽悠;黄子作文,愿者上钩。】

比尔•盖茨在世纪之交曾预言:“生物技术与信息技术将铸就下一个世纪。下一位世界首富可能是从事生物技术的投资者”。源远流长却又青春永驻的生物技术为何能够在他的眼里成为高富帅,能够与白富美的新贵——信息技术一样相提并论、备受青睐?

一、专业解析

什么是生物技术?

生物技术是以生命科学为基础,利用生物体系和工程技术原理,生产各种生物制品,改良甚至创造新物种的一门综合技术。生物技术对解决人类社会面临的人口、健康、粮食、能源、环境等主要问题有重大战略意义,已经广泛用于医疗卫生、食品加工、农业生产、能源化工、环境保护、国家安全等领域,是我国重点支持发展的高新技术之一。

从采集到种植,从狩猎到驯养,生物技术伴随人类的产生而产生,伴随人类的发展而发展。生物技术与人类的衣、食、住、行、生、老、病、死息息相关。家是生物技术的橱窗。《舌尖上的中国》有相当一部分内容讲述的其实是中国的传统生物技术。酱油、醋、料酒、泡菜无不借助微生物发酵来生产。目前在食品、饮料、化妆品中广为应用的β胡萝卜素,其实大部分来自微生物发酵。厨房之外,洗衣粉往往是加酶的。家用药箱之中,无论VC、VB等微生素、各种抗生素,还是其他的许多常用药物,大多也是生物技术的产物。新世纪以来,全球生物技术及产业发展呈现四大趋势:一是生物技术已经成为许多国家科研开发和资金投入的战略重点;二是生物技术已经成为国际科技竞争的重点之一;三是生物产业正在成为新的经济增长点;四是生物安全已经成为保障国家安全的重要组成部分。

随着基因工程技术的发展成熟,高通量测序与基因组编辑技术的日新月异,生物信息理论方法与生物实验技术的深度融合,大数据时代的合成生物技术已不仅只是单单改良、利用现有生物体系,甚至能够有目的地去设计、预测、创造全新的生物!上帝即我们,我们即上帝!生物技术正在成为毁灭或拯救世界最重要的一只手,需要你来掌控!

生物技术专业学什么?

在《普通高等学校本科专业目录》中,生物技术专业属于理学中的生物科学类,可授理学或工学学士学位。电子科技大学生物技术专业学生毕业授予理学学位,主要专业课程分为学科基础课程、学科拓展课程、专业核心课程、实践类核心课程、个性化课程等五大系列。主要课程包括:生物化学Ⅰ、生物化学Ⅱ、微生物学、遗传学、生物统计学、生物仪器分析、生命科学导论、神经生物学、免疫学、生物信息学、生命科学前沿、分子生物学、细胞生物学、基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程、生物技术制药、遗传学实验、分子生物学实验、细胞生物学实验、植物组织培养技术、基因工程实验、蛋白质纯化技术、生物仪器分析实验、生产实习、毕业论文等。其中,个性化课程包括“生物科学”与“生物信息”两个修读模块,后者包括高级语言程序设计(C语言)、数据结构、数值计算与MatLab、软件工程、C++程序设计、数据库技术、数据挖掘技术、高性能生物计算基础、生命系统建模等一系列信息技术课程。通过以上课程的铺垫,我校生物技术专业期望能够培养出掌握生物技术基本知识、理论和技能,了解信息科学、计算机科学等相关学科,具备成为高层次创新型人才与优秀创业型人才能力的本科毕业生。

生物技术专业人才好像“上帝之脑”

如果说生物技术是毁灭或拯救世界的“上帝之手”,那么生物技术专业人才就好比掌控这只手的“上帝之脑”。但要想成为“上帝之脑”却并非易事。就拿转基因或基因组测序这样的基础性生物技术而言,从硬件到软件,从计算到实验,涉及数学、物理、化学、生物学、材料科学、计算科学、机械设计与制造、自动化等众多专业领域。因此,要想掌控好“上帝之手”,就需要学习与掌握非常广博与精深的基础与前沿知识,需要大量实验训练。对于生物信息方向的同学而言,如果基因组、蛋白质组是密码,那么你们就是解读这些密码的破译员;如果真有上帝,你们就是摩西。当然,无论专业方向偏重生物科学还是生物信息,进入生物技术专业必须学好英语,最好掌握一门计算机编程语言,这样才能与国际接轨,才能更好地提升专业水平。

二、就业

关于生物技术专业的就业问题,网上吐槽的不少。无论是网络搜索的结果,还是麦可思等民间研究报告,抑或在去年10月14日教育部公布的各地近两年就业率较低的本科专业名单中,生物技术都榜上有名。不过,仔细研读这些报告与名单,你会发现情况还并不太糟糕。例如,在麦可思的报告中生物技术专业的就业率为86.8%,不算太差。在教育部的名单中,生物技术就业不理想的情况仅见于新疆;而计算机科学与技术专业的就业难问题在河北、山西、内蒙、吉林、安徽、湖南、广西、海南、新疆等各省均存在,通信工程、电气工程及其自动化、电子信息工程的就业难问题在不少省份也是榜上有名,甚至属于当地的最难就业专业。

为什么会出现这样的状况?正是由于大家对生物技术、信息技术等战略性新兴产业重要性的高度认同,全国约3000所高校才不管师资力量、实验条件具不具备,不约而同、一哄而上,纷纷开办生物技术、计算机科学与技术、通信工程、电子信息工程等专业,最终出现劣币驱逐良币的情况。985高校与二本、三本、独立学院的同一专业不具有可比性。因此,专业的就业问题,更重要的是应该看它所在学校的情况,而不是全国高校的平均状况。从电子科技大学生物技术专业近两年的就业情况来看,就业率均达到95%以上;主要去向是欧美及国内最著名高校继续深造,强生、雅培、赛诺菲等世界五百强对口企业,华大基因、博奥生物等国内对口新兴科技企业及自主创业。

根据科技部、人力资源和社会保障部、教育部等联合发布的《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》,在我国加快调整经济结构、转变经济发展方式的进程中,迫切需要培育创新型生物技术人才,迫切需要建立具有较强国际竞争力的生物技术人才队伍。因此,我们将继续努力培养国际化、高层次生物技术专业创新创业人才,希望该专业本科毕业生能够从事生物医学及生物信息交叉领域的研发、生产、销售及管理工作,获得能够成长为新一代生命科学研究者、生物技术探索者、生物产业创业者与经营者、政策制定者与管理者的潜力与能力。

三、专业特色

生物技术并不是单一的技术,它集中了生物学、医学、药学、农学、林学、数学、物理、化学、计算机科学等众多学科的成就。人类已经进入了一个生物技术无所不在的新时代。下面让我们一起来看看,它究竟能在哪些领域发挥作用。

1.生物医药。近年来,生物技术药物在世界范围的影响力与日俱增,连续多年占据了全球十大畅销药物榜单的一半以上,并多次拔得头筹。例如,2013年阿达木单抗一个品种的销售收入就达107亿美元,在解除类风湿、强直性脊柱炎、银屑病患者痛苦的同时也为世界500强雅培公司的利润做出了巨大贡献。2014年的最强音是吉利德公司治疗丙型肝炎的创新药物索非布韦(Sofosbuvir),其销售额以颠覆记录前节奏攀升,上市一年就突破100亿美元。在欧洲,(转)基因治疗药物阿利泼金(alipogene)已获批上市,用于治疗遗传性脂蛋白脂酶缺乏症。该药治疗费用高达110万欧元。

2.生物农业。基因的水平与垂直转移时时刻刻处处都在发生,无论是利用传统杂交方式导入,还是利用农杆菌转化。以黄金大米、抗病、抗虫、高产农作物为代表的转基因生物农业是生物技术最有价值同时也是争议最大的领域之一。有科学家感叹与不解,当转基因人(转LPL基因)已在欧洲大街行走之时,有人还在反对转基因植物!挺转、反转、围观正热闹之际,习近平总书记指示:要大胆研究创新,占领转基因技术制高点,不能把转基因农产品市场都让外国大公司占领了。

3.生物制造。生产啤酒、葡萄酒、白酒,不是我们这里所谓的生物制造。这里,我们指的是生物加工成型、机械仿生制造、组织器官制造和生物机电系统制造等新兴应用领域。例如,在北京奥运会上破纪录地独揽8枚金牌的游泳奇才菲尔普斯身披的“鲨鱼皮”战衣,就是仿生制造的典型案例,是制造技术与生物技术完美结合。采用纤维模仿鲨鱼皮肤结构,能减少阻力,提高游进速度3%~7.5%,大大提高了比赛成绩。

4.生物能源。在城市的同学使用天然气等不可再生的能源时,农村的同学可能使用过秸秆、沼气等可再生能源。由于地下的石油、页岩油、天然气、页岩气等能源储备始终是有限的,绿色环保的生物能源越来越引起世界的重视。目前,生物柴油技术已经有一定市场。随着,转基因技术的发展,地下的黑色油田将被未来阳光下的、地上的绿色油田所取代。

5.生物环保。相信大家对PM2.5,新房、新车里的甲醛都有过切身体会。去年,国家室内车内环境及环保产品质量监督检验中心发布了我国首次空气净化器主要性能测评结果,宣称具有去除甲醛功能的各品牌空气净化器基本无效。也是在去年,电子科技大学生物技术专业的本科同学设计了能够高效吸收、代谢甲醛的“超级植物”:在细菌和植物中整合出两个代谢通路的四种甲醛代谢酶基因,转入烟草中使其具有超强的甲醛代谢能力;加上一种能够扩大气孔张力的基因,使之具有更高效的甲醛吸收能力;最后加上一种花粉败育基因,以策生态安全。初步实验结果显示:在同样浓度的甲醛环境中,普通烟草会枯黄甚至死掉,而他们培养出的转基因烟草可以茁壮成长;在大于20PPM浓度的实验瓶中,普通烟草经过1天时间能将甲醛浓度降到8PPM,而转基因烟草则能将浓度降到4PPM。

6.生物安全。大家对埃博拉出血热应该有所耳闻。从2014年开始,迄今仍未得到有效控制的埃博拉大流行已造成近9000人死亡,病死率高达50%以上。生物技术对于SARS、禽流感、埃博拉等公共安全问题,能提供从诊断、到治疗、到预防的一揽子解决方案。此外,对于生物恐怖主义威胁,生物技术也能提供专业的应对措施。


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