什么是生命科學(xué)？
生命科學(xué)也叫生物學(xué)，是研究生命活動(dòng)規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。
我們說(shuō)21世紀(jì)成為了生命科學(xué)世紀(jì)，因?yàn)?1世紀(jì)我們可以看到，生命科學(xué)的作用越來(lái)越大。世界上兩大頂級(jí)期刊《自然》雜志和《科學(xué)》雜志，70%—80%的文章是跟生命科學(xué)相關(guān)的。
另一方面，生命科學(xué)引發(fā)的技術(shù)將成為支柱產(chǎn)業(yè)，就是生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)。它涉及的是讓人類(lèi)自身能夠怎樣進(jìn)化，能活得更好一點(diǎn)。近年來(lái)，數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息學(xué) 形成各種Bio-X 交叉學(xué)科，使得生命科學(xué)不斷涌現(xiàn)出了新的研究領(lǐng)域和生長(zhǎng)點(diǎn)，合成生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、信息生物學(xué)、后基因組科學(xué)等不斷涌現(xiàn)。同時(shí)，由于環(huán)境惡化，資源日漸衰竭，生物物種急速消亡，人類(lèi)逐漸認(rèn)識(shí)到生命科學(xué)不可估量的發(fā)展前景，使生命科學(xué)受到前所未有的關(guān)注。
世界上面臨的許多世界上的難題，都與跟生命科學(xué)有關(guān)： 人口膨脹、糧食短缺、疾病危害、環(huán)境污染、能源危機(jī)、資源匱乏、生態(tài)平衡破壞、生物物種大量消亡。解決人類(lèi)生存與發(fā)展所面臨的一系列重大問(wèn)題，在很大程度上將依賴(lài)于生命科學(xué)的發(fā)展。生命科學(xué)對(duì)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)、科技、政治和社會(huì)發(fā)展的作用是全方位的。
生命是可以合成的嗎？
我們?cè)賮?lái)看看生命科學(xué)的發(fā)展。生命科學(xué)從基因到基因組再到合成生物學(xué)；然后從細(xì)胞到干細(xì)胞再到細(xì)胞工程；從分子、細(xì)胞、個(gè)體、群落、生態(tài)系統(tǒng)、再到全球生態(tài)圈；生命科學(xué)在眾多領(lǐng)域都有了很大的發(fā)展。
舉個(gè)生物大分子的結(jié)構(gòu)功能的例子，同一個(gè)基因編碼，氨基酸的順序和數(shù)量都一樣的蛋白質(zhì)，僅僅是結(jié)構(gòu)不同，一個(gè)就是致病的，一個(gè)就是不致病的。這是涉及生命科學(xué)里面一個(gè)很重大的問(wèn)題，那就是生物大分子和結(jié)構(gòu)的功能關(guān)系。
我們的行為是由什么決定的？這是芝加哥大學(xué)龍漫遠(yuǎn)教授做的一項(xiàng)研究的視頻，他在果蠅中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新近起源的基因，為了了解這個(gè)新基因的功能，把這個(gè)基因“敲”掉了，發(fā)現(xiàn)這個(gè)果蠅照樣可以生長(zhǎng)發(fā)育，但是行為會(huì)發(fā)生一些變化。將一只正常的雌果蠅、一只正常的雄果蠅和“敲”掉這個(gè)基因的一只雄果蠅放在一起，這時(shí)發(fā)現(xiàn)正常的雄果蠅追正常的雌果蠅，而敲掉基因的雄果蠅對(duì)正常的雌果蠅沒(méi)有興趣，它對(duì)誰(shuí)有興趣呢？它追逐正常的雄果蠅，并出現(xiàn)要交配的行為。該試驗(yàn)說(shuō)明果蠅的性取向行為與基因有關(guān)。越來(lái)越多的證據(jù)表明，生物的行為，包括我們?nèi)说膫€(gè)性、行為都是與基因有關(guān)系的。大多是由基因決定的，由此發(fā)展起來(lái)一個(gè)新學(xué)科領(lǐng)域叫行為遺傳學(xué)。
我們?cè)賮?lái)看看合成生物學(xué)。我們說(shuō)計(jì)算機(jī)、電腦都可以進(jìn)行組裝的，唯有我們的生命不能組裝的。但實(shí)際上我們仔細(xì)地分析，其實(shí)這兩者之間有一些相近的地方。比如說(shuō)計(jì)算機(jī)的元件就是二極管、三極管，我們生物里面也有這樣的元件，如蛋白質(zhì)和基因就相當(dāng)于元件；計(jì)算機(jī)里的一個(gè)控制單元在我們生物來(lái)講，就是一個(gè)生化的反應(yīng)或者一個(gè)操縱子；計(jì)算機(jī)里的一個(gè)線路板就是一個(gè)模塊，我們生物里面也有類(lèi)似的模塊，一個(gè)生物里有很多的代謝途徑，每個(gè)代謝途徑就相當(dāng)于一個(gè)模塊。一臺(tái)電腦是由有很多的模塊組成的，生物的細(xì)胞里面也有很多的代謝途徑，組成了一個(gè)活生生的生命。從理論上來(lái)講，我們的生命科學(xué)未來(lái)也可以像計(jì)算機(jī)一樣，通過(guò)這些元件控制單元和模塊進(jìn)行組合，然后創(chuàng)造出一個(gè)生命來(lái)，這就是我們說(shuō)的合成生物學(xué)。2010年美國(guó)科學(xué)家Venter研究團(tuán)隊(duì)就合成了世界上第一個(gè)人造細(xì)菌。
我們?cè)賮?lái)看看發(fā)育的事。我們通過(guò)視頻來(lái)看一看，細(xì)胞是怎么分裂的。這是一個(gè)非常的有序過(guò)程，染色體濃縮、紡垂絲形成，然后染色體都排到赤道板上，最后一分為二拉向二極，一個(gè)細(xì)胞分為兩個(gè)細(xì)胞。我們的個(gè)體都是通過(guò)這種細(xì)胞分裂，從一個(gè)受精卵到無(wú)數(shù)個(gè)細(xì)胞，并在這個(gè)過(guò)程中細(xì)胞經(jīng)過(guò)分化，形成一個(gè)完整的個(gè)體。多利羊的誕生，告訴了我們一個(gè)生物體的成體細(xì)胞，從細(xì)胞的角度來(lái)說(shuō)失去了全能性，但它的細(xì)胞核仍具有全能性的。拿羊來(lái)說(shuō)，隨便揪一塊羊皮膚拿來(lái)培養(yǎng)，培養(yǎng)不出一只羊來(lái)，原因是什么呢？因?yàn)檠虻某审w細(xì)胞已經(jīng)失去了全能性，但是將羊的成體細(xì)胞的細(xì)胞核導(dǎo)入到去掉核的卵細(xì)胞里，就可以發(fā)育成一個(gè)胚胎，將這個(gè)胚胎放入到羊的子宮里，可以發(fā)育成為一只羊，這就是多利羊由來(lái)。這也就是告訴我們，我們的細(xì)胞核是有全能性的，如果讓我們?nèi)梭w的每個(gè)細(xì)胞都恢復(fù)全能性，那么未來(lái)每個(gè)人都可以長(zhǎng)生不老了。還有一個(gè)領(lǐng)域的研究很熱門(mén)，那就是干細(xì)胞和類(lèi)胚胎干細(xì)胞。將人體的成體細(xì)胞導(dǎo)入幾個(gè)基因，就可以將成體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)轭?lèi)似人胚胎的全能性細(xì)胞，也就是所謂的類(lèi)胚胎干細(xì)胞。這比多莉羊的方法簡(jiǎn)章，不需要卵細(xì)胞，經(jīng)過(guò)基因?qū)耄覀兙涂梢詫⒊审w細(xì)胞轉(zhuǎn)變成類(lèi)似的胚胎干細(xì)胞，再由它形成各種人類(lèi)需要的組織甚至器官。比如說(shuō)一個(gè)嚴(yán)重?zé)齻?，那么我們將這個(gè)患者的細(xì)胞取一點(diǎn)出來(lái)，導(dǎo)入幾個(gè)基因，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)，就可以獲得各種皮膚，移植到患者體表，因?yàn)槭怯勺陨砑?xì)胞而來(lái)的，因此，不會(huì)有排異反應(yīng)等。日本和英國(guó)的科學(xué)家，因?yàn)橥ㄟ^(guò)上述的核移植和基因?qū)氲姆椒?，使成熟?xì)胞重新編程而具有多能性，獲得了2012年的諾貝爾獎(jiǎng)生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
浙大生命科學(xué)學(xué)院包含哪些專(zhuān)業(yè)？
我們有四個(gè)專(zhuān)業(yè)，生物科學(xué)、生物技術(shù)、生態(tài)學(xué)、生物信息學(xué)，我們來(lái)看看這幾個(gè)專(zhuān)業(yè)有什么不同。
生物科學(xué)這個(gè)是探索自然規(guī)律，揭示生命本質(zhì)和奧秘的學(xué)科；生物技術(shù)是采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，按照運(yùn)用預(yù)先設(shè)計(jì)和改造，利用生物體或者產(chǎn)生一種生物體，或者利用生物體產(chǎn)生所需要的產(chǎn)品。生物科學(xué)和生物技術(shù)這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)，實(shí)際上從專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容和畢業(yè)的去向來(lái)講，都沒(méi)有什么大的差別。
什么是生物信息學(xué)呢？就是用計(jì)算機(jī)和信息學(xué)的技術(shù)揭示大量復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)所賦予的這些生物學(xué)的奧秘。比如說(shuō)我們現(xiàn)在可以把基因組的DNA很方便的序測(cè)出來(lái)，但是我們不清楚這里面蘊(yùn)含的是什么樣的奧秘，為什么會(huì)產(chǎn)生各種不同的性狀？問(wèn)題就是要解讀它，這就需要生物信息學(xué)，用計(jì)算機(jī)和信息學(xué)的技術(shù)來(lái)揭示生命的奧秘。
還有生態(tài)學(xué)，就是用系統(tǒng)控制論、信息論的概念和方法來(lái)探索生物體和周?chē)h(huán)境之間的相互關(guān)系。生態(tài)的系統(tǒng)一旦破壞，我們要恢復(fù)是非常困難的，所以我們要進(jìn)行系統(tǒng)的研究，防止這種生態(tài)的災(zāi)難。
浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院起源于1929年成立的浙江大學(xué)生物系，這里面有我們非常著名的像貝時(shí)璋、談家楨、羅宗洛等等一批著名的生物科學(xué)家。從科研上來(lái)講，現(xiàn)在有生物學(xué)和生態(tài)學(xué)的兩個(gè)一級(jí)學(xué)科的博士點(diǎn)和博士后的流動(dòng)站，涵蓋了所有的二級(jí)學(xué)科的博士點(diǎn)。生命科學(xué)學(xué)院雖然專(zhuān)職教師只有94個(gè)人，但我們有6個(gè)研究所：植物、微生物、生化、生態(tài)、遺傳、細(xì)胞和發(fā)育研究所。2014年生命科學(xué)學(xué)院獲得的科研經(jīng)費(fèi)總計(jì)有9200多萬(wàn)，我們教授和副教授家在一起94個(gè)人，也就是說(shuō)每年每個(gè)一個(gè)老師有將近100萬(wàn)的科研經(jīng)費(fèi)。
生命科學(xué)學(xué)院要學(xué)哪些課程？
在本科人才培養(yǎng)方面，我們有兩個(gè)國(guó)家教育基地。生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)是國(guó)家的技術(shù)學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)計(jì)劃，是國(guó)家生物理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)基地，我們生物技術(shù)是國(guó)家生命科學(xué)與技術(shù)的人才培養(yǎng)基地。2014屆畢業(yè)的本科生，深造率78.3%，出國(guó)率41.4%，一次就業(yè)率96.7%，而且這里面有一些學(xué)生沒(méi)有去就業(yè)，原因是什么呢？他覺(jué)得他申請(qǐng)的學(xué)校不好，延遲一年申請(qǐng)出國(guó)。
我們的課程體系，通識(shí)類(lèi)課程有人文和社會(huì)科學(xué)、外國(guó)語(yǔ)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、體育和藝術(shù)等課程；學(xué)科基礎(chǔ)類(lèi)課程有數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)；專(zhuān)業(yè)類(lèi)課程有核心課程：動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等；專(zhuān)業(yè)課程有動(dòng)物生理學(xué)、植物生理學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、免疫學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物信息學(xué)等還有國(guó)際交流與聯(lián)合培養(yǎng)，幾乎每個(gè)學(xué)生都有國(guó)際交流和聯(lián)合培養(yǎng)的這樣的機(jī)會(huì)。
社會(huì)上對(duì)生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的誤區(qū)有哪一些？
前一段時(shí)間，媒體報(bào)道，各專(zhuān)業(yè)的就業(yè)的情況，生物科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的就業(yè)是倒數(shù)幾位的，究其原因就是在前些年生命科學(xué)熱的時(shí)候，很多辦學(xué)條件不好，甚至不具備辦學(xué)條件的普通高校，大量的擴(kuò)招生物類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，一些二本和三本學(xué)校，一個(gè)生物類(lèi)專(zhuān)業(yè)一年招兩三百個(gè)人學(xué)生，而我們浙江大學(xué)四個(gè)專(zhuān)業(yè)一年的招生的本科生的人數(shù)只有80個(gè)左右。在生物類(lèi)的那些年，像浙大這樣子985高校，生物科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的人數(shù)沒(méi)有增加，反而在減少，因?yàn)槲覀兪蔷⑴囵B(yǎng)，我們的畢業(yè)生80%左右是要繼續(xù)深造的，到國(guó)外的著名高校深造的學(xué)生占到40%左右，本科畢業(yè)就是直接就業(yè)的大多都是到了跨國(guó)公司或者國(guó)內(nèi)著名的生物企業(yè)。
每年主修專(zhuān)業(yè)確認(rèn)時(shí)，都有非生物類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生跨類(lèi)確認(rèn)或輔修生物學(xué)專(zhuān)業(yè)。比如浙大2014屆外語(yǔ)學(xué)院德語(yǔ)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生王裕舟，申請(qǐng)到美國(guó)德克薩斯大學(xué)攻讀“細(xì)胞和分子生物學(xué)”博士學(xué)位；比如浙大2014屆外語(yǔ)學(xué)院德語(yǔ)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生劉天璇到德國(guó)維爾茨堡大學(xué)攻讀“性別研究”博士學(xué)位。只要你進(jìn)入了浙江大學(xué)，你就有充分地機(jī)會(huì)學(xué)你喜歡的專(zhuān)業(yè)，經(jīng)過(guò)你的努力，一定能成為具有國(guó)際視野的未來(lái)領(lǐng)導(dǎo)者!
生命科學(xué)期待著你的加入!希望那些熱愛(ài)生命科學(xué)，愿意為這個(gè)科學(xué)事業(yè)而奮斗的有志青年，加入到我們的生命科學(xué)中來(lái)！
（根據(jù)吳敏教授在“我聽(tīng)教授講專(zhuān)業(yè)”講座上錄音整理。錄音整理：周煒）
