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细胞生物学的研究方向

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细胞生物学的研究方向

细胞生物学的研究方向范文第1篇

关键词:医学细胞生物学;选修课;存在问题;对策

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0277-02

随着对细胞结构、功能及其分子机制研究的不断深入,细胞生物学的相关知识和理论在医学领域中的应用也变得越来越广泛,医学细胞生物学已成为现代医学教育的重要基础课程,也是生命科学的前沿学科之一。对于现代医学生,具备医学细胞生物学的相关基础知识和基本技能,是进一步学习其他课程的重要基础[1]。在我校,医学细胞生物学这门课程,对于临床医学专业的学生它是一门必修课,而对于口腔医学、医学检验、医学影像、护理、助产和药学专业的学生,它则属于一门限定选修课。这门课作为必修课时,学生对课程的学习态度明显优于选修课。本文对医学细胞生物学这门选修课出现的问题进行了分析,并提出了相应的解决问题的对策,以期为这门选修课更好地开展提供参考。这门选修课存在问题主要有四方面。

一、学生到课率低

这门课作为限定选修课学生的到课率比起作为必修课到课率明显降低。学生到课率降低主要有两方面原因:一方面,学生对选修课不够重视,部分学生选修这门课是为了“凑学分,混毕业”,出现“选而不修”的现象;另一方面,由于学校教室资源短缺,选修课往往被安排在晚上或周末上课,一小部分学生,由于要参加学校组织的其他的一些活动,不得不请假。

二、学生上课不专心

学生对选修课缺乏足够的认识和重视,选修只是为了应付学校对学生在校期间修习学分的要求。对于选修课,有的学生为了应付老师的考勤而到课,虽然每节课都在听,但却往往是“身在曹营心在汉”,上课时心不在焉,更谈不上知识面的扩充、综合素质的提高和能力的更上一层楼了。选修课对这样一些学生来说,完全失去了它应有的意义[2]。学生上课心不在焉主要有三个方面的原因:(1)医学生的专业课比较多,学习任务比较重,学生疲于对付,导致一些学生在上选修课时把时间花在他们认为比较重要的课程的学习上或者把时间花在即将要考试的科目上。(2)在网络及其发达的今天,小部分不爱学习的学生,抵制不住网络的诱惑,在课堂上偷偷用手机上网。(3)周末晚上上课时,经常会遇到学校有晚会活动,教室外充满诱惑力和干扰力的声音,让学生无法专心学习。

三、课程较为抽象,学生基础较低

医学细胞生物学是一门在细胞水平、亚细胞水平和分子水平上研究细胞生命活动的学科。主要研究细胞的结构、细胞的生命活动、细胞的功能及分子机制等,所以这门课的抽象性可想而知。《医学细胞生物学》作为护理,医学检验等专业的学生的选修课,这些专业的学生甚至还有小部分是文科生,比起临床本科专业的学生来说,基础相对薄弱,加之这门课较为抽象,所以学生学习起来难免会感到吃力。

四、学时少,内容多

这门课一共有十三章内容,包括绪论、细胞的基本特征、细胞的基本结构、细胞的物质运输、细胞的信号转导、细胞的能量转换、细胞运动、细胞内遗传信息的流动、细胞增殖、细胞分化、干细胞与组织再生、细胞衰老以及细胞死亡,包含内容比较多。学校安排18个学时,要求完成这门选修课的教学任务,显然时间上是捉襟见肘的。

五、问题对策

1.要解决学生到课率低的问题。首先,学校应对选修课给予重视,尽量不要把选修课安排在晚上或周末上课,这样学生就不会因为要参加其他的一些活动而请假不上课;其次,应该改革选课制度,让学生能真正选修到自己感兴趣的科目;再者,教师也应该采取一定的措施来杜绝学生“选而不修”现象的发生,可采取多种方法,比如不定时的考勤,课堂提问,课堂作业等方法。当然由于课堂的时间有限,不可能每次课都进行考勤。课堂提问可在一定程度上提高学生的出勤率。每次课尽量留出一些时间给学生做课堂作业,作业的成绩直接和这门课的最终成绩挂钩。课堂作业不仅可以巩固课堂知识,也可大大提高学生的到课率。出课堂作业也有讲究,尽量不要全部出选择题,这就可在一定程度上避免到课同学帮缺课同学做作业的现象发生。

2.要解决学生上课不专心的问题。首先教师要让学生认识到选修课的重要性,严格要求学生,课堂采用多种教学方法,避免“满堂灌”,尽量调动学生的学习兴趣,比如,这门课比较抽象,可通过多媒体向学生多展示一些精选的精美图片或动画视频,使学生有一个直观的认识。另外,尽量和医学结合起来,多举一些与医学有关的例子,这样才能调动学生的学习兴趣,使学生感到学有所用,这样学生才会专心听讲。课堂上还可以和学生互动,让学生回答问题,这样也会提高学生学习的注意力。还有,在切换幻灯片时,可适当加一些背景声音,这些背景声音也可以起到一定的“提神”作用。

3.要解决课程抽象,学生基础低的问题,教师应该考虑到授课对象不同而调整课程的难度,充分利用多媒体,讲授尽量通俗易懂,深入浅出,既注重知识性,也要注重实用性,尽可能与医学结合,使学生更容易理解和接受。

4.选修课和必修课一样,都需要有足够的学时才能保证学生从教师那里获得应得到的知识,所以学校应尽可能增加授课学时。在授课学时有限的情况下,教师应结合学生的实际情况,精选教学内容,既要突出重点,也要兼顾内容的新颖性与实用性[3]。

总之,要解决选修课中存在的问题,需要学校、教师和学生的共同努力。学校应重视选修课,改革选课制度,合理安排上课时间;学生应认识到选修课对扩充自身知识,提高自身素养的重要性;教师应有饱满的上课热情,调动学生上课的主动性和积极性,并不断实践,总结经验,才能真正让学生学有所获、学有所长、学有所用。

参考文献:

[1]刘云,等.“医学细胞生物学”教学内容和教学方法的探索[J].川北医学院学报,2010,(25).

[2]曹树国.也谈高校选修课建设[J].重庆教育学院学报,2004,(17).

[3]化前珍,等.医学生选修课《老年健康保健与护理》的教学实践与思考[J].护理教育,2005,(11).

基金项目:广西壮族自治区教育厅项目(201106LX440)。

细胞生物学的研究方向范文第2篇

素质教育历来是高等教育阶段的主要任务,提升学生的科学素养是素质教育中一项最基本的内容,尤其是对生物学而言,更应该注重提高和培养学生的生物科学素养,这样才能够培养出能适应当代生命科学发展需要的应用型专门人才。所谓生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括人们所掌握的生物科学知识、技能和方法,以及在此基础上形成的生物科学能力、科学观以及科学品质等方面。①细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,是21世纪自然科学的三大前沿学科之一,是当前生命科学领域中最活跃、最富有发展前景的学科,是生物类专业的主干课程之一。因此,在细胞生物学教学中如何提高学生的科学素养对于培养新时期的生物人才至关重要。本文主要对当代大学生生物科学素养现状、实施生物科学素养教育的重要意义以及如何在细胞生物学教学之中提高学生的科学素养进行了综述,旨在为生物教学提供一定的参考价值,以供方家借鉴。

1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题

生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视本文由收集整理野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。

2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义

细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。

3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养

细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。

3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合

细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以

多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。

3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性

细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。

3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例

综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。

3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神

细胞生物学的研究方向范文第3篇

细胞工程课程在生物科学专业的设置

本课程自从2007年在我校新办生物技术专业开设以来,根据学校对本科生物技术专业的培养计划,细胞工程是生物技术专业的主干课程,并于2009-2010学年第二学期开始开设。通过对该课程的教学,使学生掌握细胞工程所涉及的基本概念、原理、技术方法、应用基础等内容。通过近三年的教学实践,不断加强课程建设与发展,理论教学体系已经基本完善,实验教学平台基本建立。通过全面进行教学改革,已逐渐形成本校建设的特色课程。21世纪,生命科学全面快速发展。根据学科发展和社会需求趋势,在新办生物技术专业基础之上,2009年我校新办生物科学专业。然而,新办生物科学专业的困境是专业范围宽泛;如何在有限的时间内,全面、高效地培养适应社会需求的合格人才,是每位任课教师和教学管理者必须认清的首要问题。为了充分发挥我们医学院校的资源优势,在培养学生方向定位上,以健康教育为主要方向,兼顾生物制药等,但又与生物技术的培养方式不同。由于细胞工程是由细胞生物学、分子生物学、基因工程、工程学等学科理论技术有机结合的一门崭新学科,因而被设定为新办生物科学专业本科生培养计划的必修课程。

细胞工程课程在生物科学中的开设,是以普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、分子生物学、微生物学、免疫学等先修课程为基础。同时,将本课程的学习与基因工程、生物技术等课程的学习互相补充和相互促进,为将来从事生命科学基础理论研究、生物制品的开发和应用、疾病诊断技术的开发与应用等领域的工作打下必要的基础。在教材方面,以李志勇编著《细胞工程》(高等教育出版社)为基本教材,以杨吉成编著《细胞工程》(化学工业出版社)、安利国编著《细胞工程》(第二版,科学出版社)等为主要参考教材。在教师队伍配置方面,既有细胞生物学领域教学经验丰富的教授,也有年富力强的专业知识扎实的中青年骨干教师。细胞工程的理论教学和实验教学全部由既具有扎实生物工程学相关知识背景,又有基础细胞理论与实验技术背景的骨干教师承担。

细胞工程教学内容的设定与改革

细胞工程课程的特色,是以细胞工程技术方法的基本原理为课程教学切入点。在教学内容上,基本理论的讲授与技术方法过程的介绍并重;在本学科知识的系统性方面,既有本学科理论的系统性,又加强与其他相关学科的相互渗透交叉,尤其是以细胞生物学、生物工程的基础知识背景,为本学科的理论教学奠定基础;通过将现有技术的原理、应用归纳,与本学科相关技术的发展趋势讲解相结合;从内容上,客观系统地反映本学科相关领域应用前景、重点研究方向和尚待解决的科学问题;在理论上自成体系。根据教学计划,细胞工程在我校总学时设定为80学时,其中理论50学时,实验30学时。本课程的开设,一般在第三学年的第二学期,在普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、组织胚胎学等课程修完之后进行。细胞工程在教学内容、教学方法上又与以上学科大不相同,本课程教学是以技术方法的原理为基础理论的学科,因此实验与理论教学并重。细胞工程课程的理论课程内容,根据研究对象一般分为三大部分内容,分别为:细胞工程概论与基本技术、植物细胞工程、动物细胞工程。根据我校的教学实际情况和培养计划,我们对教学内容进行了适当的改革与调整。课程的内容重点在第一部分细胞工程概论与基本技术和第三部分动物细胞工程[1-4]。

细胞生物学的研究方向范文第4篇

10月3日, 2016年诺贝尔生理学或医学奖颁给日本分子细胞生物学家大隅良典,获奖理由是,他的研究揭示了细胞自体吞噬的机制。

71岁的大隅教授研究的是细胞“自噬”,通俗点的理解是:细胞自己吃自己,就是细胞吞噬清除内部的代谢残渣,顺便回收有用的零件材料。细胞自噬很早就被发现了,但人们一直没搞懂自噬的机制。大隅教授的贡献在于,他找到了酵母这种简单又与人体细胞相似的实验模型,将复杂问题化难为易。

不同于那些一帆风顺的天之骄子,大隅教授的故事,比较坎坷。

1945年,大隅良典出生在日本福冈县,父亲是一位工科教授。小时候,哥哥常常买科普书籍给他看,他最喜欢的是《动物的历史》《空气的发现》以及法拉第的《蜡烛的化学史》,这些书启发了他对科学的兴趣。

十几岁时,大隅决心要当化学家,但当他进入东京大学化学系时,却冷静了下来。他认为化学体系已经非常成熟,他不太可能干出什么大成就。于是,他决定转专业去学生物。

可是从本科到博士,他都“表现一般,没做出什么东西来”。由于博士论文没通过答辩,他连学位都没拿到。他又花了两年时间重读,虽然顺利毕业,却因日本的科研环境不好,连工作都很难找到。无奈之下,他只好远去美国,进入诺奖得主埃德尔曼的研究所当博士后。

大隅说自己在美国的日子是“这辈子最艰难的时光”。他研究的是大肠杆菌,而埃德尔曼实验室主要研究发育学,他一窍不通,只能从头学起。抑郁苦闷地干了一年半后,实验室来了一个新同学,他的研究方向是酵母细胞内的DNA复制,大隅决定加入他的研究。从那之后,他就和酵母结下了不解之缘。

毕业后大隅返回日本,回到母校东大就职。当了九年实验室助手后,1986年才升任讲师,1988年成为助理教授,有了自己的实验室。小得可怜的实验室一开始只有他一个人。在开始研究自噬时,也只多了两个学生。但正是在这个小地方,他解决了上世纪60年代以来就困惑着大家的自噬难题。

谈及自己的成功时,大隅经常用“幸运”来形容。他说自己的兴趣在于做别人不做的事,发现一个课题无人问津时,他会非常开心,做研究的妙趣就在于:“自己是世界上第一个看到的人,这种满足感对科学家而言是最大的动力。”

细胞生物学的研究方向范文第5篇

2006年11月12日星期天,在南港中央研究院的活动中心,有一个三天的研讨会,研讨会的主题是“二十一世纪分子生物学:传承、整合和展望”。这个研讨会的举行,是为配合中研院分子生物所设立二十年庆,也回顾台湾在分子生物科学发展的过往和瞻望未来。

分子生物学的滥觞,可以追溯到一九四年代,在那个物理科学当红的时期,小尺度的生物学研究多是由物理学家,以物理方法进行研究。生物学大约每十年就会有一个崭新的研究方向,经过一九五―六年代的酝酿发展,奠定了分子生物学的研究基础;到了一九七年代,DNA重组研究成熟之后,这个学科得到快速发展。

分子生物学相对于传统的生物学来说,算是一种比较“现代”的生物学。传统生物学偏重于叙述现象,即使有探讨其下的生物机制,也是利用一些比较抽象的概念,没有一个扎实的分子基础;分子生物学则着重在这一块,利用物理与化学技巧,为生物研究提供分子层面的研究基础。

台湾的生物研究一直都是以传统生物学为主,直到一九八年代,才有人注意到海外生物学的研究风向有所转变,因此开始构思建立分子遗传学与分子生物学的研究据点。当年第一批从海外学成归来为分生所创建工作贡献心力的前所长沈哲鲲表示,当时台湾分子生物学的基础几近于零,假如不建立起分子生物学的基础,接下来所有的生物学发展,甚至包括医学在内,都会欠缺必要的技术,实在是非做不可的事情。虽然起步的时机比起欧美各国自然是晚了许多,不过迟做总比不做好。

台湾分子生物学草创时期的带头人物,当属在一九六年代,于美国加州理工学院做DNA重组博士后研究的王倬。他说当时台湾的分子生物研究几乎是一片荒田,延揽海外学人归来就成为必要且唯一的选择。在美国加州大学柏克莱分校做了十一年研究,一九七七年转往哈佛大学的王倬,回忆起当年找人的过程,说那时候台湾在美国发展的几位分子生物学者,在某一次聚会里表示,如果王倬回台湾指导分生所的创建工作,他们也很愿意跟着一起回来共襄盛举,王倬觉得这是一个很难得的机会,放掉实在可惜。

当时在哈佛大学研究成就杰出,已被认为是DNA拓朴结构学的开山鼻祖,二十世纪世界上核酸结构研究方面最著名十位科学家之一的王倬说,他从台湾大学化学工程系毕业到美国念书,觉得自己在台湾接受这么久的基础教育,总该回来做一点事,“把债还掉”。于是便答应了回台协助分生所的创建工作,从而带动了一波回归。

一九八六年中研院院内新落成了一栋白色的分子生物实验大楼,王倬带领着他的五个子弟兵刘枋、谢道时、涂振北、周寄梅以及沈哲鲲,以及七位由海外学成回归的年轻研究人员钟邦柱、谭鸣辉、黄昭莲、孙以瀚、陈枝乾、赖明宗与郑淑珍,为台湾的分子生物研究奠定了根基。在当时造型新颖的分子生物研究实验大楼里,王倬和他带领的年轻研究人员半夜在灯火通明实验室中进行研究工作,是台湾分子生物学起步的动人景象。

王倬之后,黄周汝吉和吴瑞接续主持研究所的大计,后来更有何潜和王正中的接续回台主持所务,给中研院分子生物学研究奠定了基础。

那时回台帮忙的几位学人,在美国都还有教职或研究职,无法全职投入,因此议定几个人采取“轮值”的方式,每个人轮流回来主持一年。这是不得已的妥协办法,而且由于各人的研究领域不尽相同,不免使人担心分生所的研究方向也会跟着“轮值”变化,如此每年一改,成不了气候。

关于这一点,当年回台帮忙的院者也都心知肚明,彼此有着共识,只待分生所的组织健全,有了常态性的行政所长,轮值制度就可以随时淡出运作,不一定要把人轮完。事实上确是如此,在沈哲鲲担任分生所的第一任所长职务后,许多人对分生所研究方向飘忽不定的疑虑,也逐渐的烟消云散了。

王倬认为,在中央研究院成立分生所对台湾学术界的意义,在于它引起了大家对分子生物学的重视,也提供了学生对分子生物学认识的一个渠道。分生所早期有一项与清华大学合作,在清华大学开设分子生物学相关课程的计划。这个计划对于台湾生物学界的发展有冲击性的深远影响,时至今日,台湾的生物学研究得以跟上现代潮流的脚步,分生所当年率先在校园进行教育,功不可没。

不过也有人认为分生所可以做得更多,比方说带动台湾的生物科技发展,促进相关产业的竞争力。然而科技产业的发展并非一蹴可及,必须要有厚实的研究传统,以及充沛的研究新鲜血液,才能够水到渠成;单靠一个学术研究所就要为整个生物科技产业负责任,既非分生所所能为,恐怕也不是该所创立的初衷。

(二)

分生所目前共有研究员、博士后研究员与研究助理约六百人,每年预算有两亿多元新台币;就每个实验室平均可分得的资源来说,这个规模大约相当于一个分子生物学比较发达的美国州立大学。分生所自我评估,认为目前分生所拥有的资源与学术贡献,大约与美国的加州大学戴维斯分校以及北卡罗莱纳大学两所大学旗鼓相当;不过与校内设有大型研究中心的美国重点大学相比,仍然是只能望其项背。

虽然在整体研究资源上,分生所有其力有未逮之处,但是却可以在单个的研究项目上,做重点式的突破,比方说利用老鼠、果蝇或线虫这类基因体较为单纯的动物,进行一些医学相关的研究。举凡肌肉萎缩症、肥胖症、RNA剪接等等,都是分生所目前达到国际水平的重点研究项目。

分生所二十周年所庆研讨会的主题之一就是要讨论分子生物学下一阶段的方向。一般分子生物学界认为,目前看起来比较具有发展潜力的研究项目,包括生物早从受精卵开始的发展过程,探讨在其发育过程中细胞内的各种生物机制(发展生物学),生物演化的分子结构细节(结构生物学),以及医学应用技术。

分子生物学跟细胞生物学或育生物学类似,尽管计算上的观念各有千秋,但都是一种小尺度的研究工具;这些新兴的学科里面,有太多未知的事实与现象有待探索。沈哲鲲指出,现代的生物学主要是一种“发现”的科学,包括2006年获颁诺贝尔医学奖的RNAi研究,是属于发现既有的生物机制(参见《知识通讯评论》四十六期一文);真正创新的部分,大约只限于发现了某个现象或机制之后,如何创造出一些技法来解决、解释它们而已。举例来说,分子生物学就分子层面来对癌细胞分裂情况进行观察,试着找出是哪些分子分裂太多,为何如此分裂,从而再试图发展予以控制的手段。沈哲鲲说,有个观念,将其验证,最后再发展出应用技术,整个分子生物学约略就是这么一回事。

至于结构生物学的发展,由于电脑运算能力的发展突飞猛进,如今分子生物学才可以做到许多以前无法做到的事,解出大分子的结构,以三维空间的图像具体呈现。“解读”是结构生物学里很重要的一环,结构生物学家从晶体分析中得到一种特定模式,据此解出对应结构,再根据手上的生化结果或基因结果,来判断这个结构是否可以正确解读特定模式。不是每一次的猜测都正确无误,不过随着研究技法持续进步,出错的机率逐渐减低。王倬特别指出,解读方法各人不同,有过度保守的,也有过度乐观的,这都是一种尝试的方向;不过若要建立起某种客观性,所做的解读总要可以接受检验(testable)。

当然还有在传播媒体的报导里最热门的医学应用,如干细胞研究等。值得一提的是,以往的医学应用是对病症“添加”一些元素上去,比方说将特定病毒注入病人体内,期望达到某种生理反应,然而这种技法后来却频频出现各种副作用;随着分子生物学的进步,现在有时候可以采取某种“减”法,像比较新颖的转殖过程(transgenic process),利用细胞内的拣选机制,锁定认为会引起不良生理反应的分子,将它敲掉(knock out),这种新技法或许有助于降低副作用出现的机率。

不过医学研究并非没有底限。举例来说,即使已经有了可能管用的技法,对于人类脑部进行操作性的分子处理,仍然有许多生物伦理上的争议;因此尽管脑部生物学几乎是众所公认的未来研究趋势大热门,但是分子生物学对于人类脑部的研究,可能会因此仅限于描述其生物机制,无法进行太深入的实验。

(三)

无论分生所的下一阶段工作具体内容为何,做研究的时机是否成熟至关紧要。王倬指出,分子生物学一开始着重“简化” (reduction),将复杂的生物现象拆解成各个不同的机制,予以解释、处理;之后再进行“整合”(integration) ,将谜题已解的各个生物机制重新组合,以达到特定的应用目的。当年先着重简化研究的时机很正确,现在开始进行整合研究的时机也很正确。

王倬记得早在他还在仿DNA重组的博士后研究时,就有人提议要做神经生物学,然而在当时欠缺对相关基础机制了解的情况之下,进行神经生物学研究的条件还不成热,那时候若往这个方向发展,会走许多冤枉路。这也是分生所接下来选择研究方向,需要特别留意的一点。

另一个分生所需要考虑的,是它要提供哪一种类型的研究环境。几乎所有的科学研究发展都有两种型态,一种是个别的研究者基于本身的兴趣或天分,在前无古人的情况下自辟一条崭新的研究途径,就好比物理学上的量子跳跃(quantumleap)一样,其独创性固然耀眼夺目,却包含有相当程度的机动性在内,是可遇而不可求的。另一种研究型态,则是进行一个极有潜力领域的计划研究,收获虽然可期,但众人皆知,不会有什么意外的惊喜。王倬认为理想中的分生所应该要兼容并蓄,因为他认为这两种研究特质是互补的而非互斥,一个研究环境若是过度偏向其一,做出来的研究也会有所缺漏。

王倬认为台湾分子生物学的研究(可能也是整个台湾科学界的普遍现象),有时太过小心谨慎,比较具有风险性的研究主题都乏人问津,大家尽做“保证有东西会出来”,很安全的研究。这或许是研究环境文化的不同,不过科学政策也有相当程度的影响,比方说“国科会”据以提供研究经费的评价方式,本质上就不大鼓励研究员去做三年内不一定会有成果的前沿研究。台湾的研究人员其实并不乏处理大型难题,进行创新研究的能力,但是研究政策是否有给予他们适当的诱因与支持就显得非常重要。

有鉴于此,王倬指出如果台湾的分子生物学日后要招攘研究人员,最好找比较年轻的,既敢挑战风险性较高的研究,也比较有登峰造极的机会。他认为在分子生物学的领域,一般人研究最辉煌的时刻,是在三十五岁到四十五岁之间;不过最近似乎有一种“晚出道”的趋势,近期研究成名的学者,多是年过四十。

沈哲鲲则认为,台湾分子生物学研究的弱势在于起步晚,实验室的数量也少,各研究员手头上都有很多正在进行的工作,出现了像RNAi这么显赫的大发现之后,鲜少能有余力对其进行后续研究。像美国这类实验室众多的国家,就有机会全力支持下属的研究员进行后续研究,功成名就自然也就不在话下。在大环境无法支持设立较多的实验室,先天条件不如人的情况下,除了做重点式的专业研究以外,如何通过科学政策的拟定,减轻研究人员手头工作的负担,让他们有时间去做一些额外的研究,应该是科学研究管理部门应该思考的问题。