基因技術、蛋白質工程、海洋開發是如何造福人類的？

習近平總書記指出：

未來幾十年，新一輪科技革命和產業變革將同人類社會發展形成歷史性交匯，工程科技進步和創新將成為推動人類社會發展的重要引擎。信息技術成為率先滲透到經濟社會生活各領域的先導技術，將促進以物質生產、物質服務為主的經濟發展模式向以信息生產、信息服務為主的經濟發展模式轉變，世界正在進入以信息產業為主導的新經濟發展時期。生物學相關技術將創造新的經濟增長點，基因技術、蛋白質工程、空間利用、海洋開發以及新能源、新材料發展將產生一系列重大創新成果，拓展生產和發展空間，提高人類生活水平和質量。

——《讓工程科技造福人類、創造未來》

（2014年6月3日）

基因技術 GENE TECHNOLOGY

基因是生命體的遺傳物質，儲存著遺傳信息的密碼，從而決定生命體性狀。電影《X戰警》中的變種人本來是正常人，但是由於基因突變，他們的遺傳密碼被修改了，從而成為具有特殊能力的變種人。如果我們的細胞忘記了這個密碼，或者把密碼記錯了，那它就會胡亂地複製生長，成為癌細胞。那麼，如果我們假設想讓自己擁有超能力，或者精準地治癒癌症，首先要做的就是破譯人體的基因密碼，然後對其進行操作和編輯，這就是基因技術。

基因是具有遺傳效應的脫氧核糖核酸（DNA）序列片段，只有少部分病毒如HIV的遺傳物質是由核糖核酸（RNA）組成的。基因通常以鏈狀或環狀形式存在，這種鏈狀結構是由DNA或RNA逐個鏈接而成的，在鏈狀主體結構的側面，每個DNA或RNA均有一個鹼基集團（嘌呤或嘧啶）。DNA的鹼基集團包括四種：腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶，RNA的鹼基種類不含胸腺嘧啶，而是由尿嘧啶代替。側鏈鹼基的不同排列組合構成了儲藏生命體遺傳信息的密碼，指導蛋白質的合成，進而影響生命體活動。可以說，生命體的生老病死、演化、退化，均由基因密碼決定，並因其改變而改變。

基因技術因實施方法的不同，可分為基因編輯、基因敲除、基因插入等多個不同的具體門類，已廣泛應用於植物育種、生物製藥等領域。

蛋白質工程 PROTEIN ENGINEERING

如果說DNA承載了生命的信息和編碼，那麼蛋白質就是這個編碼所設計的具體用來實現各種各樣生理功能的大分子結構，它也是生命這個複雜過程的全程參與者。成千上萬種蛋白質之間井然有序又極端複雜的合作，為生命奠定了基礎。如果說基因工程是探索和操作生命的編碼，那麼蛋白質工程就更進一步了，目的是直接探索不同蛋白質的性質，以及不同蛋白質之間那些複雜的合作模式的性質。

蛋白質工程，就是通過化學、物理和分子生物學的手段對編碼蛋白質的基因進行有目的的設計和改造，或者製造出一種新的蛋白質，以滿足人類生產和生活需求的工程。蛋白質工程自誕生之日起，就與基因工程密不可分。基因工程是通過基因操作把外源基因轉入適當的生物體內，並在其中進行表達，它的產品還是該基因編碼天然存在的蛋白質。蛋白質工程則更進一步，它可以根據對分子預先設計的方案，通過對天然蛋白質的基因進行改造，來實現對其所編碼的蛋白質進行改造。

蛋白質是由許多氨基酸按一定順序連接而成的，每一種蛋白質都有其獨特的氨基酸順序，所以改變其中關鍵的氨基酸就能改變蛋白質的性質。而氨基酸是由三聯體密碼決定的，只要改變構成遺傳密碼的一個或兩個鹼基就能達到改造蛋白質的目的。蛋白質工程的一個重要途徑就是根據人們的需要，對負責編碼某種蛋白質的基因重新進行設計，使合成的蛋白質變得更符合人類的需要。

蛋白質工程彙集了當代分子生物學等學科的一些前沿領域的最新成就：①蛋白質工程將蛋白質與酶的研究推進到嶄新的階段，為蛋白質和酶在工業、農業和醫藥方面的應用開拓了誘人的前景。②蛋白質工程對揭示生命現象的本質和生命活動的規律具有重要意義。③蛋白質工程對胰島素的改造，已使其成為速效型藥品。④用蛋白質工程方法製成的電子組件，具有體積小、耗電少和效率高等特點，有極為廣闊的發展前景。蛋白質工程開創了按照人類意願改造、創造符合人類需要的蛋白質的新時代，是蛋白質結構形成和功能表達的關係研究中不可替代的手段。

空間利用 SPACE UTILIZATION

遠古時代，人類的祖先面對充滿神秘色彩的星空，編織了許多美麗、動人的神話故事。這些故事經過不斷的流傳，激勵了後人對星空的執著探索，甚至有古人陶成道不惜以生命的代價嘗試原始的飛行探險。隨著科學技術的發展，人們已經擁有了利用太空的能力，將航天員送到太空中去，甚至在太空中建立空間站，供人們在太空中生活以及從事科學研究的任務。

那什麼是太空呢？地球的地表以上是地球的大氣層，大氣層以外的太空稱為外太空。外太空一般指距離地球表面1000千米以上的空間，其中沒有空氣，沒有水，感受不到重力。太空中的溫度波動範圍極大，靠近恆星的地方溫度極高，而遠離恆星的地方溫度又極低。太空中存在複雜的射線，會引起生物細胞的變異，並且沒有滿足人類生存的基本條件。

但儘管如此，太空仍是一把危險與價值共存的雙刃劍，太空中有著大量人類可以利用的資源和工具。太空中無處不在的射線，雖然對人類的安全而言是極其危險的存在，但是它卻是人類研究所物變異以及太空育種的極佳場所。現在市場上能買到的許多可口的蔬菜，例如菜椒，就是太空育種的產物。太空中失重的環境提供了在地球上無法給予的實驗以及製造條件。例如，在地球上，即便是利用現代技術製造的滾珠，也無法保證絕對的球形，這就是造成軸承磨損的重要原因。而在太空失重的條件下，融化了的金屬液滴在表面張力的作用下會形成完美的球形。太空不僅對於人們的生活、工業的製造有著極大的潛在價值，而且對於可再生能源的尋找、國防研究建設都有著重要的意義。

太空是一個遠未完全開發的巨大寶藏。在這方面起步較晚，但是最近十幾年已經慢慢趕上發達國家的腳步，甚至在有些方面已經趕超了發達國家。從「神舟」系列運載火箭到現在的「天舟」系列貨運飛船，「空間站計劃」已經慢慢地走進了現實。相信在不遠的將來，太空將為我們的生活帶來巨大的福利。

海洋開發 OCEAN EXPLORATION

2012年5月，在的南海發生了一件具有里程碑意義的大事——首座自主設計的深水半潛式鑽井平台「海洋石油981」正式投入工作。在此之前，在南海所開採的石油大多處於淺水區域，這座深水鑽井平台的「開鑽」將顯著提高深海開採石油的產量，對海上石油開發的意義不言而喻。

據統計，海底油氣儲量約佔油氣總儲量的1/3。因此，我們對海洋石油資源的開發，可以更加有效地利用資源，對於巨大的能源消耗來說也是很好的補充。雖然我們以石油為例解析海洋開發這個詞，但海洋開發並不只是對海底油氣等燃料的開發。海洋開發涵蓋的內容十分廣泛，泛指人類對海洋資源的開發，包括對海洋生物的開發利用、海水淡化、從海水中提取鹽等化學資源、深海錳結核的試采、海底油氣田的開發、利用潮汐等動力資源發電等。

因此，我們生活中的衣食住行似乎都與海洋開發息息相關。無論是平時餐桌上美味的海鮮、衣服上美麗貝殼做的飾物，還是出行時汽車加的燃油、工作時辦公室用的電力，都有可能來自於海洋。海洋開發自20世紀起步，隨著人類對海洋的認識不斷加深，開發的規模逐漸變大，開發的方式不斷豐富，帶來的利益也越來越多。目前，在所有現代海洋開發活動中，海洋油氣的開發、海洋運輸、海洋捕撈以及海鹽製備這幾項技術的規模和產值巨大，屬於已成熟的產業。海水增養殖業、海水淡化、潮汐發電、海上工廠、海底隧道等新興開發技術正在迅速發展。深海採礦、波浪發電、溫差發電、海水提鈾等高科技開發手段正處在研究和試驗階段。

管轄海域面積十分廣闊，各類海洋資源儲量相對豐富，海洋資源可開發利用的潛力很大。鑒於此，於2016年印發了《全國海洋經濟發展規劃綱要》，鼓勵沿海地區政府進行海洋開發。儘管如此，的海洋開發還面臨著很多問題，許多技術還並不成熟。但是，隨著海洋政策的完善以及海洋開發經驗的不斷積累，的海洋開發產業必然會取得長足進步，取得可觀的收益。