(http://www.epochtimes.com)
【大紀元1月8日訊】信息技術具有普遍滲透性，以微電子技術、軟件技術、計算機技術、通信技術為核心而引發的集成化、數字化、網絡化、智能化、綜合化信息技術革命，不僅造就了強大的信息技術產業，也促進了其他產業包括生物技術產業的發展。
一、生物技術產業的發展狀況
生物技術產業自1973年重組DNA技術創建以來，開始顯現出巨大的應用價值和商業前景。在短短20余年的時間里，現代生物技術的應用已遍及醫葯衛生、農業食品、化工環保、資源能源、海洋開發等各個領域，對解決人類所面臨的健康、食物、資源、能源、環境等重大問題顯示出巨大的作用和潛力。生物技術正形成一個全球化的產業，并被世人公認為是21世紀最重要、最具潛力、最具投資吸引力的產業之一。全球現代生物技術產品的銷售額，1980年為零增長，1997年則達到130億美元。
當前，美國、日本、英國等西方發達國家生物技術產業處于領先地位，并占据絕大部分市場份額。日本《日經生物技術》編輯部對日本生物技術市場的調查結果顯示，1991年時日本市場的生物技術產品銷售額達到2648億日元，到1996年則達到了6552億日元，五年時間增長了一倍多。
從目前來看，生物技術產業有這樣几個主要的發展方向﹕1.醫葯生物領域，利用重組DNA技術將生物体內生理活性物質的基因在細菌、酵母、動物細胞或轉基因動物中大量表達生產的新型葯物﹔2.農業生物技術領域，研究開發轉基因農作物、菌根生物等﹔3.海洋、環保等領域，包括海洋天然產物、海洋葯物，以及消除有害物質和廢棄物的轉化再利用等項研究。
生物技術產業的發展前景為世界各國所看好，前途遠大。以醫葯生物領域為例，自1982年世界上第一個基因工程葯物重組人胰島素獲准生產銷售之后，以基因工程葯物為主的各種基因工程產品和細胞工程產品陸續商品化。目前，美國1300家生物技術公司的60%以上，歐洲700家生物技術公司的43%以上，都在積極從事生物葯品的研究開發。1999年，全球500種暢銷葯品中，生物技術葯物的銷售額達到215.4億美元，預計到2006年可超過250億美元。据預測，世界生物技術葯物的銷售額將以年均10%～15%的速度增長。
二、生物技術發展离不開信息技術的支撐
信息技術是國民經濟發展的“倍增器”、“催化劑”，它不僅在提升傳統產業過程中發揮著舉足輕重的作用，而且日益滲透到新興的高新技術產業特別是生物技術產業領域，引發了生物工程、分子合成、醫葯衛生技術的革命性的發展，促進了當前生物技術全面創新的新局面。
現代生物技術的興起與信息技術的發展息息相關。當前，技術之間的界限日趨模糊，各種技術尤其是高新技術的交叉融合已經成為科技發展的趨勢，生物技術與信息技術的緊密結合已經變得尤為迫切。
1.信息技術與生物技術日趨緊密融合
不管是生物技術還是信息技術，涉及的對象都是物和信息，它們之間的關系密不可分。更准確地說，信息技術正日益成為生物技術的基礎。信息技術的飛速發展不僅給生物技術發展提供了強有力的工具，而且開辟了全新的發展空間。信息技術與生物技術的日趨緊密融合衍生出眾多交叉技術，引導生物技術向縱深發展。
信息量十分龐大，是推動現代生物學信息技術化的最大理由。換句話說，正因為有了信息技術，才有了新生物學以及新的生物技術。大量信息的處理，离不開計算機與高性能的計算系統。現代生物技術轉變為商業行為，在成本和時間上將受到極大的限制。信息技術的發展使這一難題迎刃而解。這還不僅僅是因為硬件的處理能力飛速提高和成本大大下降，新的數据處理程序以及制作高效率的數据庫這些軟件技術方面的飛速發展，都大幅提高了遺傳信息的破譯速度，并大大降低了成本。另一方面，信息技術領域的行業巨頭的目光隨著生物技術的發展開始轉變，涉足生物技術領域的IT企業越來越多，而且對信息技術產業的投資熱也在一定意義上加速了信息生物技術的誕生及其產業發展。
信息技術和生物技術的結合，還表現在生物技術現場使用的儀器方面。最有代表性的是基因排序器。對于在新的生物技術前沿從事研究的專家和技術人員來說，談論更多的無疑是“由顯微鏡到電子計算機”和“從顯微鏡到基因排序器”。基因排序器是自動破譯基因排列組合的裝置。正如觀察生物体不可缺少顯微鏡一樣，要破譯遺傳信息也不可缺少這個基因排序器。它的工作原理是，把作為檢体的基因分成基本單位，再對鹼基的排列進行測序。作為裝置，其關鍵在于如何把檢体基因分成基本單位，然后是如何把分成基本單位的基因的鹼基排序破譯出來。因為這些技術的高低直接關系到基因排序器品質的優劣。
2.信息技術為生物技術提供了技術發展的平台
21世紀席卷全球的現代科技革命，是以生物技術與信息技術為主要特征的。正如生物研究中繪與底物的關系一樣，生物學科不斷將信息學科的最新科研成果作為促進自身發展的催化劑，而信息科學則將生命科學中的神經網絡和視覺原理等生物模型引入以解決複雜的非線性控制問題與機器人視覺問題。與此同時，兩種高新技術的相互融合，派生出一個全新的、异常活躍的研究領域──生物信息技術平台，生物傳感器則是其中最典型的代表。生物信息學技術平台主要由數据庫技術、計算機網絡技術及應用軟件的開發和應用三大部分組成。人類基因組計划的開展與被稱為“生命科學阿波羅登月計划”的人類基因草圖的誕生主要應歸功于大規模DNA測序技術和生物信息技術的發展。生物信息技術平台在生產管理的信息處理方面已建立了一套技術平台數据交流和處理、分析、管理系統，同時也為生產管理、人員管理、物資管理提供電子化管理工具。
生物芯片技術是隨著人類基因組計划（Human Genome Project，HGP）的深入發展，由微電子技術所代表的信息技術與生物技術結合形成的產物。生物芯片是通過縮微工序，利用微電子、微機械、化學、物理技術和計算機技術將生命科學研究中許多不連續的分析過程集成于硅片、玻璃片或陶片等固相密質載体上，使這些分析過程連續化、微型化、集約化和信息化，所檢測的生物信號種類有核酸、蛋白質、生物組織碎片甚至完整的活細胞。這一過程中計算機技術被用來檢測待測樣品的遺傳信息，進而揭示基因與疾病發生、發展的內在關系。
生物芯片技術是近年來在生命科學領域中迅速發展起來的一項高新技術。常用的生物芯片分為三大類﹕即基因芯片、蛋白質芯片和芯片實驗室。生物芯片的主要特點是高通量、微型化和自動化。芯片上集成的成千上萬的密集排列的分子微陣列，能夠在短時間內分析大量的生物分子，使人們快速准確地獲取樣品中的生物信息，效率是傳統檢測手段的成百上千倍。它將是繼大規模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學技術革命。
近年來，美國科學家宣布的可使醫學技術革命化的“仿生學芯片”，也是利用現代生物技術與信息技術將活細胞和硅化電路相結合的結果。“仿生學芯片”成功地把人類的組織細胞裝置在電腦芯片的小室內，首次實現電腦訊號控制人類活細胞。科學家透過指揮微小的裝置打開或關閉細胞，有可能促使癌細胞自行打開，容許有害的力量侵入，從而自我毀滅。
3. 在現代生物技術發展過程中，計算機與高性能的計算技術發揮了巨大的推動作用
在人類基因組草圖的繪制過程中，高性能計算技術發揮了巨大的威力，康柏公司的Alpha服務器為研究人員提供了出色的計算動力。賽萊拉公司計划將32億個鹼基對按照正確順序加以排列。為了完成該歷史性課題所需的數量極為龐大的數据處理工作，公司動用了700台互聯的Alpha 64位處理器，運算能力達到每秒1.3萬億次浮點運算。同時，公司還采用了康柏的StorageWorks系統，用以完成對一個空間為50TB且以每年10TB速度增長的數据庫管理工作。業界分析人士稱，在這場激烈的基因解碼競賽背后隱含的是一場超級計算能力的競賽，同時，這次競賽有助于大眾對超級計算機的超強能力形成普遍認知。
計算機技術與生物技術的結合使生物計算機得以誕生。生物計算機的運算過程就是蛋白質分子與周圍物理化學介質相互作用的過程。計算機的轉換開關由繪來充當，而程序則在繪合成系統本身和蛋白質的結構中極其明顯地表示出來。生物計算機的信息儲存量大，模擬人腦思維﹔既有自我修複的功能，又可以直接與生物活体相連。在基于數學理論的基礎上，密碼的研究趨勢出現了基于物理的量子密碼和基于生化DNA密碼的研究。數字化隱形技術為數字化知識產權保護提供了新型防偽機制，而把數字化與密碼結合起來，則提供了保密應用的新軌道。為了提高信息社會安全的數字化環境，在傳統的網絡安全信息系統的構作中，國際上出現了將可信計算機技術與密碼技術結合起來，構作公開密鑰基礎設施（PKI）的熱潮。在實現安全功能的方法上，以軟件實現、硬件模塊實現、系統內核實現，發展到了安全系統建立在硅片上。
如今，人們越來越清醒地認識到，超級計算機在創造新品種的葯物、治愈疾病以及最終使我們能夠修複人類基因缺陷等方面是至關重要的，高性能計算技術可以為人類做出更大的貢獻。
4.信息技術有助于加強生物技術領域的各種數据庫管理、信息傳遞、檢索和資源共享等。
21世紀是生命科學的時代，也是信息時代。隨著人類基因組計划的實施，有關核酸、蛋白質的序列和結構數据呈指數增長。面對巨大而複雜的數据，運用計算機管理數据、控制誤差、加速分析過程勢在必行。計算機和因特網的發展更是為生物信息的傳遞提供了硬件基礎和便利。生物信息技術以計算機為工具對生物信息進行儲存、檢索和分析，主要体現在基因組學(Genomics)和蛋白組學(Proteomics)兩方面，具体說就是從核酸和蛋白質序列出發，分析序列中表達的結構功能的生物信息。隨著生物技術及其產業的發展，各種數据庫几乎覆蓋了生命科學的各個領域。核酸序列數据庫有GenBank, EMBL, DDB等，蛋白質序列數据庫有SWISS-PROT, PIR, OWL, NRL3D, TrEMBL等，蛋白質片段數据庫有PROSITE, BLOCKS, PRINTS等，三維結構數据庫有PDB, NDB, BioMagResBank, CCSD等，與蛋白質結構有關的數据庫還有SCOP, CATH, FSSP, 3D-ALI, DSSP等，與基因組有關的數据庫還有ESTdb, OMIM, GDB, GSDB等，文獻數据庫有Medline, Uncover、商業數据庫如MDL等。利用信息技術可以將多個數据庫整合在一起提供綜合服務，如EBI的SRS(Sequence Retrieval System)包含了核酸序列庫、蛋白質序列庫，三維結構庫等30多個數据庫及CLUSTALW、PROSITESEARCH等強有力的搜索工具，用戶可以進行多個數据庫的多種查詢。因此，信息技術對于生物技術領域的資源共享、信息快速傳遞、檢索等具有重要的作用。
三、軟件技術在生物技術發展中擔當著至關重要的角色
軟件技術及其產業是信息產業的核心與靈魂。軟件產業的發展與否是衡量一個國家綜合實力的一項重要標志，其戰略地位關系到一個國家經濟、科技、社會發展和國家安全的未來。在發達國家，硬件與軟件市場的比例通常為1﹕1。軟件技術的革命推動了網絡技術從第二階段到第三階段的飛躍。事實上，軟件在網絡技術，像半導体、光纖及通信發展過程中扮演著越來越重要的角色。軟件技術的創新和發展將使網絡應用者改變先前以不變應萬變、被動地處理信息的狀態，并以更加靈活主動的姿態去面對眼前的虛擬世界﹔整合了服務器、路由器、轉換器的軟件服務的價值將在網絡用戶端實現最大化，軟件將會成為網絡發展和應用的最重要的動力。
生物技術及其產業的發展對于生物技術類軟件的需求將進一步增加，軟件技術將成為支撐生物技術及其產業發展的關鍵力量之一。今后，越來越多的具有強大功能的計算機軟件將會被用來搜集、存儲、分析、模擬和發布信息。
1．生物技術領域各類數据庫的構建需要性能優良、更新換代迅速的軟件技術。
生物技術發展過程中將產生大量的信息、數据等等。為了便于數据的搜集、整理和處理以及信息的管理、傳遞和共享，需要建立相應的系統的信息資源庫和數据庫。而信息資源庫與數据庫的建立則需要相應的性能良好的軟件支撐。一方面，在生物技術領域，不僅系統軟件需要不斷的更新換代，而且應用軟件也需要不斷的改進，才能适應日新月异的生物技術。另一方面，如果沒有相應的軟件及技術支撐，生物技術領域的信息交流、獲取、數据庫的管理及其安全性等等都難以有效的保證。
2．生物技術領域的核酸低級結構分析、引物設計、質粒繪圖、序列分析、蛋白質低級結構分析、生化反應模擬等等也需要相應的軟件及其技術支撐。
核酸低級結構分析、引物設計、同源分析、質粒繪圖、序列分析、蛋白質低級結構分析、分子高級結構顯示、生化反應模擬等等也迫切需要相應的軟件及其技術。沒有相應的軟件及其技術，核酸各級結構的分析、功能探測都將難以完成。生物類軟件及其技術可以用來全方位的進行引物設計、試驗及模擬應用等。某些應用軟件還可以對生物体尤其是在農業領域可以對作物的后代進行同源性鑑定、分析。此外，軟件在蛋白質各級結構分析、基因序列測定等方面也具有重要的用途。而且，利用合适的軟件可以模擬生物体內紛繁蕪雜的生物化學反應過程，進而為尋找具有一定應用價值的原料、催化繪類及其反應條件等，進而有助于研究和尋找生物致病因素、機制等等。
3．加強生物安全管理與生物信息安全管理也离不開軟件及其技術發展的支持。
在生物安全和生物信息安全領域，高性能的安全管理軟件及軟件技術就顯得愈發重要。基因技術與網絡傳播技術的發展，特別是轉基因食品與轉基因動植物品種的釋放與擴散，使得生物安全與生物信息安全問題日益突出。生物技術是一把“雙刃劍”，恰如核技術一樣在造福人類的同時也可能會因管理等方面的疏漏而給人類帶來災難。因此，加強生物尤其是轉基因動植物、微生物的安全化、規範化管理意義重大。軟件技術尤其管理軟件的發展為我們提供了強有力的管理工具。管理軟件在網絡技術的配合下完全有能力作到可以將某個地區或國家甚至是全球所有的轉基因動植物、微生物等加以系統化的歸類后進行管理，這對于防範利用轉基因技術或轉基因技術的產物進行地域性、超地域性犯罪等具有重要的價值。
此外，軟件技術的發展對加強生物信息安全管理也具有重要的意義。當前，世界各生物技術發達國家都十分注重生物技術領域的信息收集和整理，并展開在稀有生物資源領域的爭奪，尤其是生物遺傳資源的爭奪更加激烈，例如印度的“香米事件”、巴西的“碎石草事件”等。對于我國而言，這種局勢將更加緊迫，由于我國知識產權法制的不甚發達，在加上信息管理技術的落后，尤其是具有自主知識產權的管理軟件欠缺，為我國生物信息安全的管理埋下了“危機”。因此，我國生物信息資源的管理更需要功能強、性能優良的軟件，加強生物技術領域的軟件技術開發和軟件制造已經成為當務之急。
軟件及其技術已經成為生物技術發展不可或缺的工具，軟件產業發展與繁榮對于生物技術及其產業的發展至關重要。
四、信息技術為生物技術產業的發展開辟了新的道路
信息技術在對生物技術產業的融合和滲透又派生出許多新興產業，為生物技術產業在更高技術層次上的發展開辟了廣闊的道路。
醫葯生物技術領域，人們很難將醫葯生物技術的進步與信息技術，尤其是高性能計算與模擬仿真等發展割裂開來。實際上，許多一流的科學家都相信，高性能計算是生物和醫葯的未來。疾病診斷、葯物檢測、臨床試驗及運用等都离不開信息技術。信息技術尤其是軟件技術、網絡技術、高性能計算技術等對創制葯物加快發展新型化學合成葯物、手性葯物、放射性葯物及糖類葯物，大力發展控釋和緩釋技術、微囊技術、靶向制劑、透皮吸收制劑等其它新型制劑，初步建立比較完善的創新葯物開發、生產体系，大幅度提高我國在參加WTO后醫葯工業的競爭力等，發揮著越來越大的作用。
農業生物技術領域，信息技術促使現代生物技術廣泛應用，加速了動植物優良品種的培育，提高了對重大自然災害的防治能力。信息技術的軟、硬件投資使該領域的技術水平和競爭能力隨著信息化程度的加深而不斷提高。
環境與生態保護領域，利用信息技術，特別是計算機、軟件及網絡技術進行生物學、生態學、基因學等方面的科學研究，對生物的基因進行透徹分析，對生命的本質進行探索，能夠揭示更多複雜、深奧的現象、機理和關系，進而建立區域性的發達環境信息系統和先進的決策管理体系，大量地、及時地采集、監測、處理、分析各類信息，無疑會更加有利于生態環境保護、生物物種保護與人工育種等。
信息技術的發展使安全認證授權產品、安全平台/系統、網絡安全檢測監控設備等逐步應用生物技術領域，這對于建立完整的适應生物技術產業發展的信息安全系統，從而實現生物產品產業化、規模化安全化生產具有重要的意義。而且，高性能的軟件技術或軟件已經成為生物技術企業未來發展必不可少的工具。
從產業總体發展趨勢來看，生物技術產業與信息產業的融合日趨緊密和明顯。全球生物技術企業和IT企業的融合空前激烈，生物制葯日益向信息產業靠攏，IT企業也大規模進軍生物技術產業，尤其是基因、蛋白質和生物芯片及生物信息等領域。IBM公司預測，到2004年，生命科學領域的IT年銷售額將高達30億美元。 （摘自《軟件世界》2002年第一期）(http://www.dajiyuan.com)
相關文章
