放眼今天，谈到信息技术，在街头找个溜达的大爷大妈，说不定也能与您侃上两句；至于生物技术，媒体今天报道克隆羊，明天谈谈克隆猪啊、牛啊之类的，一会儿是基因组，一会儿又是转基因……更是热火得不亦乐乎！尽管目前信息产业“情绪不高”，但并不妨碍他们碰出“爱的火花”。

托夫勒的预言

阿尔温·托夫勒是谁？读过《第三次浪潮》的人可能都知道，他就是这本曾在中国火得不能再火的书的作者。他最近发表预言说，目前发达国家正在经历第三次浪潮，而第三次浪潮的下一步将集中在生物、遗传等生物学领域，将是一个“人机世界”。所谓“人机世界”，也就是生物和信息两个领域融合在一起。

如果把这个融合“上纲上线”，可以称做生物信息学。但它的诞生还得追溯到上世纪80年代末，不过被人们广为提起，则是近一两年的事。哲学家有言：量变到一定程度会质变。这两年，信息和生物领域内的重大成果层出不穷，发展极为迅速。哲学家又有言：世界万物都是有联系的。两门学科终于手拉手走到了一起！真可谓水到渠成。

生物信息有哪些主要内容？专家认为，首先是获取人和各种生物的遗传密码。如今，人类基因组图谱已经公布，并有了初步分析结果。这一计划花费了人类短暂而又漫长的10年的时间。有了完整的人类基因组图谱，就相当于有了一本有关人的大百科全书。有人说话不清楚，有人记忆有问题，有人寿命比较长等等，都可在大百科全书里找答案啦！

再次，寻找新的基因和发现单核苷酸多态性（SNP）。不同人种，头发、肤色、眼睛、鼻子不同，原因就在于他们的基因存在着差异。找出生命现象的最基本因子，无疑非常迫切。参加人类基因组计划的英国科学家在英国《自然》杂志上报告说，他们已经破译了人类第20号染色体的遗传密码，在对第20号染色体上的近6千万个碱基对完成测序后，找到了约720个基因，其中包括与糖尿病、肥胖症、小儿湿疹等疾病相关的基因。有的人吸烟喝酒却长寿，有的人自幼就病痛缠身；同一种治疗肿瘤的药物对一些人非常有效，对另一些人则完全无效等等，原因在于存在单核苷酸多态性，也即单个碱基上的变异迄今已发现了300多万个单核苷酸多态性。

其次，随着完整的基因组数据越来越多，人类可以利用这些信息，分析研究若干重大生物学问题，如：生命的起源是什么？生命是如何进化的？等等。举例来说，美国《科学》杂志载文称，人和黑猩猩在携带遗传信息的物质碱基的序列上仅有1.23%的不同，但同源的人和黑猩猩在智力、行为等方面却是天壤之别，生物信息技术有望揭开这个谜底！

生物和信息技术两不分离

生物技术和信息技术发展到今天，已经是形影不离了，谁离开了谁，就像自己身上缺胳膊少腿似的。他们需要互相帮助，共同的“生活”下去！

生物技术离不开信息技术，包括两层含义。首先是管好这些数据，做好海量数据的收集、整理与服务工作。打个比方说，有这么一本书，就像英文书由26个英文字母等字符组成，它由4个字符（即4种核苷酸A、T、G、C）组成。管好这些数据就相当于用4个字符写本通顺的书，基因组就是一本写好的书；其次是用好这些数据，从中发现新的规律。也就相当于读懂基因组这本书，通晓它的内涵，顺便把谬误修改掉，破译遗传密码，用以治病救人等等。问题是，基因组像本“天书”，它由少得可怜的4个字符组成，没有词法，也没有句法，还没有标点符号，看起来每一页都是相似的，要读懂谈何容易！而且，这本书还是“又臭又长”，单人类基因组这本“天书”就由32亿个字符组成。32亿个字符什么概念？一部350卷的大百科全书！

这就得借助计算机，还不是普通的计算机，一是容量不够大，另一个是速度不够快。美国塞莱拉公司因研究人类基因组测序而名冠全球，该公司现已申请了大约1万项关于基因的专利。塞莱拉公司之所以获得如此成就，一个重要原因就是该公司具备超级计算能力。塞莱拉公司花费近4千万美元构建了700台Alpha 64位康柏处理器所联成的并行计算系统，该系统运算能力达到每秒1.3万亿次。同时，塞莱拉公司还采用了康柏的Storsgeworks管理系统，用以完成对一个容量为50万亿个字节且以每年10万亿个字节速度增长的数据库管理工作。

而展望一下超级计算机的发展，生物信息技术的前景更令人鼓励。在计算能力上，1997年，超级计算机“深蓝”战胜国际象棋特级大师卡斯帕罗夫，其运算速度每秒不到1万亿次；而今，最快的超级计算机运算速度每秒达到12.3万亿次；日本正在开发的超级计算机“宇宙模拟器”并行运算速度可提高到每秒130万亿次。

但传统的硅芯片计算机也有麻烦，由于面临耗能和散热等问题，它将不可避免地遭遇发展极限，人们越来越寄希望于全新的技术带动信息技术的发展。生物技术提供了可能性！2001年1月19日，美国能源部桑迪亚国家实验室、塞莱拉公司以及康柏电脑公司联合签署了一项协议，协议的内容就是共同开发新型超级计算机。当时，塞莱拉公司董事长兼首席科学官文特尔这样表示，3年前生物学对计算机的要求并不被看重，但如今，它在计算机产业的发展中已起到领头作用。现在功能最强的超级计算机都不能满足塞莱拉公司基因组研究的需要。

利用生物的方法促进信息技术的发展的确是理想的选择之一。比较有说服力的例子是，2002年11月22日出版的《自然》杂志上，以色列科学家宣布研制出一种由DNA分子和酶分子构成的微型“生物计算机”，一万亿个这样的计算机仅一滴水那样大，运算速度达到每秒10亿次，准确率为99.8%。当然像所有的新技术一样，有的科学家表示怀疑。他们认为，这种试管里的计算机存在致命的缺陷，因为生化反应本身存在一定的随机性，这种运算的结果可能不完全精确；而且，参与运算的DNA分子之间的不能像传统计算机一样通信，只能“各自为战”，不足以处理一些大型计算。

谁占领了这个领域，谁就是胜利者

虽然是新生的婴儿，也许就因为是新生的婴儿，世界各国政府和众多企业都把生物信息技术当成了宝贝，出钱出力，阔绰大方。例如，欧美各国及日本相继成立了生物信息数据中心，美国有国家生物技术信息中心（NCBI）、英国有欧洲生物信息研究所（EBI）、日本有70余家制药、生物及高技术公司组成的“生物产业信息化共同体”等。而戈德曼－萨克斯财团2001年的一份报告显示，美国国际商用机器公司（IBM）、Sun、康伯和摩托罗拉等公司每家已至少与生物技术公司和调研公司达成12项合作意向，共有140多项合作协议，合作内容涉及到各种技术领域，包括基因芯片，用计算机模拟药效等。

美国塞莱拉公司的副总裁吉恩·迈尔斯将生物信息技术称为“信息的海啸”，他表示：“未来2到3年，信息数据量急剧增加，每一个人都会被它掩盖。赛跑和竞争的胜者将是‘挖掘’它最好的。这里（生物信息领域）将有大量的财富。”而一家名为“卫生技术网络公司”的负责人乔治·波斯特则预测说：“生物业和计算业的融合变得越来越合乎逻辑，我相信，在将来我们还会看到更多领域之间的相互融合，……生物与医药日益向信息技术靠拢，我们将看到更多的企业进入该领域，包括计算机企业和电信公司。”

举个例子来说，在制药业上，技术还比较落后，英国剑桥的“千年制药公司”的负责人蒂姆·克拉克甚至抱怨说：“制药研究是我所知的惟一一个生产力衰退的产业。研发过程还停留在原始手工业水平。”但生物信息技术的强力介入将使其发生天翻地覆的变化。路透社报道说，一种药物从思想酝酿到走向市场一般约要10年左右的时间。但有了灵活的生物信息工具，就可智能化、因人而异、高效率地开发相应的药物。德国《商报》曾分析说，如果有了有效的技术后，药物开发周期将缩短一半到6年左右，这也意味着每家公司每年能够推向市场的新药数量翻一番。据专家估计，两年后基因药物制剂将占所有新药的一半。

对个人来说，生物信息带来了什么？拿单纯从事信息或生物技术的人来比较。现今信息产业低迷，信息技术领域的日子不好过，不比也罢。用从事生物技术的人做比较，看看德国《经济周刊》怎么说，它预言21世纪的职业前途时用了就职方向、薪水、职业特点、发展趋势和就职的先决条件几个指标，把年薪单挑出来，生物信息学家的年薪为4万到4.5万欧元，而单纯的从事生物技术研究的人员年薪只有3万至3.5万欧元，整整少1万欧元。

但对更多的热心的参与其中的公司而言，利润才是其真正的第一驱动力。IBM表示，到2004年，与生物信息技术相关的年销售额将达到30亿美元，这也可从一方面说明IBM为什么要在超级计算机研究领域遥遥领先。美国纽约投资银行“Sg Cowen”卫生保健方面的负责人斯泰利奥斯·帕帕佐普洛斯则打了个比方：“假设我是一家制药公司，如果有人能把我的药（用生物信息技术开发的）早一年投入市场，这可能意味着，你从中‘夺得’了大约5亿美元的收入。”

摘自 科学新闻