일부 학자들은 2 1 세기의 과학 기술 성과가 생물학적 성과 위주라고 생각한다. 생명공학은 오늘날 첨단 기술 중에서 가장 빠르게 성장하고 있는 분야인데, 이것은 논란의 여지가 없는 사실로 보인다. 과학자들은 20 15 까지 생명과학이 혁명적인 진전을 이룰 것이라고 예측했다. 이러한 진보는 인류가 많은 난치병을 해결하고, 영양실조를 완전히 없애고, 식품 생산 방식을 개선하고, 각종 오염을 없애고, 인간의 수명을 연장하고, 삶의 질을 향상시키고, 사회 치안과 형사수사를 위한 새로운 수단을 제공하는 데 도움이 될 수 있다. 일부 성과는 또한 인간이 동식물의 인공 진화를 가속화하고 생태 환경이 인류에게 미치는 영향을 개선하는 데 도움이 될 수 있다. 새로운 유기생명 생성에 대한 연구도 진전될 것이다. 가능한 돌파구 영역은 1 입니다. 인간 생활의 질과 양. 삶의 질이 향상됨에 따라 인간의 수명은 20 15 를 크게 연장할 수 있다. 질병 통제, 맞춤형 약물, 유전자 치료, 안티에이징, 반납 아동, 기억약, 회복의학, 생체모방 이식, 동물 이식 등 다양한 분야의 발전은 인류의 삶의 질을 지속적으로 향상시키고 인간의 수명을 연장시킬 수 있다. 일부 분야의 진보 (예: 인공센서) 는 인간의 생리기능을 현재 수준을 넘어설 수 있다. 이 분야에서 선진국은 개발도상국보다 더 많은 혜택을 받는다. 우생학 및 복제 기술. 20 15 년이 되면 인류는 유전자 공학을 이용하여 복제 인간을 개량할 수 있을 것이다. 이것은 의심할 여지없이 인류 역사상 가장 논란이 많은 초점이다. 20 15 이 연구가 광범위하게 전개될지 예측하기 어렵고, 20 15 복제인의 기술이 아직 성숙하지 않을 수도 있다. 하지만 적어도 유전자 요법을 이용한 유전병 치료 연구와 못된장난 성격의 복제 실험이 있을 것으로 예상할 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 유전명언) 현재 복제인에 대한 논란은 늦어도 20 15 에 최고조에 이를 것으로 보인다. 생명공학의 혁명은 필연적으로 몇 가지 문제를 가져올 것이며, 지금도 예상치 못한 변화가 나타날 수 있다. 현재 유전자 조작 식품, 복제 기술, 게놈지도 등에서 윤리, 도덕, 종교, 프라이버시, 환경 등에 대한 강한 논란이 일고 있다. 이런 문제들의 출현은 생명기술의 혁명에 영향을 미치지 않을 것이다. 하지만 생명기술의 영향을 받는 사람들이 커지면서 생명기술은 앞으로 15 년 동안 자신의 발전 과정을 계속 수정할 것이다. 생물학의 혁명은 생물과학과 생명기술의 발전에 달려 있을 뿐만 아니라 MEMS, 재료과학, 이미지 처리, 센서, 정보기술과 같은 여러 관련 분야의 기술 동향에도 달려 있다. 생명기술의 급속한 발전으로 정확한 예측을 하기가 어렵지만 게놈 지도, 복제 기술, 유전자 변형 기술, 생물의학 공학, 질병 치료, 약물 개발 등의 진전이 가속화되고 있다. 게놈학 20 15 생명기술은 유전자와 관련된 다음과 같은 연구 분야에서 새로운 진전을 이룰 것이다. 1. 유전자지도와 DNA (디옥시리보 핵산) 분석 DNA 분석기와 DNA 칩 시스템의 출현은 유전자 분석 능력을 높이고 약물 개발 과정을 개선하며 바이오 센서의 성숙을 가속화할 수 있다. 20 15 년까지 인간은 식물 (벼와 옥수수 등 식량 작물에서 펄프 원료로 사용되는 다산식물) 과 동물 (세균에서 곤충과 포유류에 이르기까지) 의 게놈을 디코딩하고 묘사할 수 있을 것이다. 유전자는 기능과 행동과 관련이 있기 때문에 인간은 동물과 식물의 유전자지도를 이용하여 인간 질병을 더 정확하게 진단하고, 환자의 구체적인 증상과 전신반응에 따라 표적약을 설계하여 질병의 발전 추세를 정확하게 예측하고, 전 세계적으로 질병의 발전 추세를 추적할 수 있다. 유전자와 기능의 관계는 이미 보편적으로 인정되었지만, 환경, 표현형 등 다른 요소들도 수식에서 중요한 역할을 하고 있다는 점은 주목할 만하다. 유전자 치료도 진보할 수 있지만 20 15 까지 성숙하지 못할 수도 있다. 유전자지도는 안전, 형사조사, 법률 방면에서 중요한 역할을 할 것이다. DNA 식별은 망막, 지문 인식과 같은 기존 바이오메트릭 기술의 안전 시스템 (예: 컴퓨터, 안전구역, 무기) 의 개입 통제, 범죄 현장에 남아 있는 DNA 잔류물을 통해 범인을 식별하고 예술품의 진위를 확인하는 등 부족한 부분을 보완할 수 있다. 유전자 감정은 납치, 친자 확인, 사기 사건을 처리하는 데 가장 많이 사용되는 도구가 될 수 있다. 바이오센서 (그 중 일부는 유전자 방법으로 만든 것) 도 바이오무기의 위협을 감지하고 음식과 물의 품질 검사 방법, 실시간 건강 모니터링 및 의료 실험실 분석을 개선하는 데 중요한 역할을 할 것이다. 이러한 기술은 질병의 진단을 크게 개선하고, 질병의 추세를 이해하고, 모니터링 능력을 향상시켜 보건 서비스의 방식을 근본적으로 바꿀 수 있다. 오늘날 많은 사람들이 낙관적이지만, 20 15 까지 유전체학의 발전에 영향을 미치는 기술적인 장애가 많이 있습니다. 시퀀싱 코딩, 전도, 이성질체 조정, 활성화, 최종 기능 등의 문제를 일방적으로 해결하는 것은 모두 생물공학 발전에 영향을 미치는 기술적 장애가 될 수 있다. 유전 암호에 대한 과도한 권리를 가지면 연구의 진전과 연구 성과의 최종 적용도 지연될 수 있다. 하지만 우리는 다른 극단으로 갈 수 없습니다. 시퀀싱 코드의 특허를 효과적으로 보호할 수 없다면 생명기술의 상업적 투자에도 영향을 미치고 연구 진척과 연구 성과의 최종 응용을 늦출 수 있다. 2. 복제 기술은 복제 기술을 통해 동일한 유전적 특성을 가진 생물을 인공으로 만들어 농작물, 가축, 실험동물을 재배하는 데 큰 의미가 있다. 복제 기술은 인공 특징을 빠르게 시장에 내놓고, 이러한 특징을 계속 유지하며, R&D 에서 같은 생물체를 생산하는 주요 수단이 될 수 있습니다. 복제인의 연구는 금지되지 않은 나라에서 계속될 것이며, 아마도 20 15 까지 진전이 있을 것이다. 그러나 세계 대다수 국가들은 윤리와 건강상의 이유로 인류의 대규모 복제를 제한할 것이다. 3. 유전자 변형 생물체는 유전 암호를 기록하고 생물과 미생물을 정확하게 복제할 수 있을 뿐만 아니라 동물과 식물의 유전 암호를 조작하여 특정한 요구를 충족시키기 위해 생명에 인공특징을 부여할 수 있다. 이화수분, 육종, 방사선과 같은 전통적인 유전자 조작 기술은 실험실에서 직접 유전자를 삽입, 삭제 및 수정하도록 확장될 것이다. 이 기술은 식량 작물, 다산 식물, 곤충, 동물을 대상으로 한다. 4. 유전체학이 가져온 문제 유전체학의 거대한 잠재력은 인류에게 새로운 기회와 많은 문제를 가져왔다. 사람들이 디코딩할 수 있는 유기물이 많아지고 유전자의 기능에 대해 더 많이 알게 되면 사람들은 유전자 서열 지적 재산권과 프라이버시에 점점 더 많은 관심을 기울일 것이다. 개인 DNA 지도를 만드는 능력은 개인의 프라이버시와 과도한 감독에 대한 대중의 우려를 불러일으켰다. 예를 들어 공안부는 DNA 서명 데이터베이스를 이용해 형사조사를 하고, 보험회사나 고용주는 유전유전자를 이용해 건강 성향을 예측해 일부 사람들을 제외한다. 유전자 정보에 따라 보험이나 취업 여부를 결정하는 관행은 정책 문제를 야기했다. 유전자 코드와 기능 사이의 메커니즘이 더 명확하다면 이런 문제는 더 많은 번거로움을 초래할 수 있다. 치료법과 약물의 발전은 유전학을 제외하고 생명공학은 질병을 예방하고 치료하는 방법을 계속 개선할 수 있다. 이러한 새로운 치료법은 병원체 진입 및 전파 능력을 차단하고, 병원체 취약성을 높이고, 면역 기능이 새로운 병원체 에 반응하도록 할 수 있다. 이 방법들은 항생제에 대한 병원체 내성이 높아지는 나쁜 추세를 극복하고 감염에 대한 새로운 공세를 형성할 수 있다. 전통적인 박테리아와 바이러스 문제를 해결하는 것 외에도 사람들은 화학적 불균형과 화학 성분의 축적을 해결하기 위한 새로운 치료법을 개발하고 있다. 예를 들어, 개발 중인 항체 들은 체내의 코카인을 공격할 수 있고, 미래에는 중독 치료에 사용될 수 있다. 이 방법은 마약 중독자의 처지를 개선하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 전 세계 불법 마약 거래 문제 해결에도 큰 영향을 미친다. 각종 신기술의 출현은 신약 개발에 도움이 된다. 컴퓨터 시뮬레이션과 원자력 현미경, 스펙트럼, 스캔 검사 현미경과 같은 분자 이미지 처리 기술의 결합으로, 특정 기능적 특성을 가진 분자를 설계하는 능력을 지속적으로 향상시켜 약물 연구와 약물 설계를 위한 강력한 도구가 될 수 있다. 약물을 사용하여 약물과 생물학적 시스템 간의 상호 작용을 시뮬레이션하는 것은 약물의 효능과 약물 안전성을 이해하는 데 점점 더 유용한 도구가 될 것이다. 예를 들어, 미국 식품의약감독청 (FDA) 은 Dennis Noble 의 가상 심장 시뮬레이션 시스템을 사용하여 심장약의 작용 메커니즘과 임상 실험 관찰 결과가 약물 승인 과정에서 어떤 의미를 가지고 있는지를 파악했습니다. 20 15 까지 이 방법은 심장 등 시스템 임상약물 실험의 주류 방법이 될 수 있으며, 복잡한 시스템 (예: 뇌) 의 임상약물 실험은 이들 시스템의 기능과 생물학에 대해 더 심도 있는 연구가 필요하다. 현재 의약품 개발 비용은 이미 계승하기 어려운 지경에 이르렀으며, 각 약품이 출시되기 전의 평균 비용은 약 6 억 달러이다. 이렇게 높은 비용은 제약업계가 장기적인 생존 능력을 높이기 위해 기술 진보에 크게 투자하도록 강요할 것이다. 유전자지도, 표현형 맞춤형 약물 개발, 화학 시뮬레이션 절차 및 엔지니어링 절차, 약물 실험 시뮬레이션 기술의 종합 활용으로 약물 개발이 실험 방법에서 맞춤형 개발로 전환되었습니다. 즉, 마약 중독자의 약물 반응에 대한 심층적인 이해를 바탕으로 신약 설계, 실험 및 사용. 이 방법은 과거 임상실험에서 소수의 환자에게 거절당했지만 대다수 환자에게 받아들여질 수 있는 약도 살릴 수 있다. 이 방법은 성공률을 높이고, 실험 비용을 낮추고, 적용 범위가 좁은 약품을 위한 새로운 시장을 열어 약물이 증상 인구에 더 잘 맞도록 할 수 있다. 이 기술이 성숙하면 의약업계와 건강보험업계에 큰 영향을 미칠 수 있다. 흥미롭게도, 전 세계적으로 의약업계의 지적재산권 보호는 불균형적이다. 아시아와 같은 일부 지역에서는 특허가 만료된 약물 생산에 계속 집중할 것이며, 미국과 유럽과 같은 일부 지역에서는 저이윤 의약품 생산을 계속하는 것 외에 신약을 계속 개발할 것이다. 생물의학공학 많은 학제 간 연구팀이 각종 유기와 인공조직, 장기, 재료를 생산하는 것을 목표로 생물의학공학 발전을 가속화하고 있다. 1. 유기 조직과 장기의 설계, 제조 및 수리에 대한 기술적 진보는 유기와 인공 인체 부분의 탄생을 초래할 수 있다. 조직 재생과 조직 복구의 새로운 진전은 인체 내부의 건강 문제를 해결하는 능력을 계속 향상시킬 것이다. 트라우마 치료에 쓰이는 인공피부는 조직공학 분야의 역사가 10 년을 넘지 않는다. 복구와 대체에 사용되는 연골 성장 기술은 이미 임상 실험 단계에 접어들었으며, 기능조직의 성장을 통해 심장질환을 치료하는 기술은 20 15 년에 성숙할 것이다. 이러한 진보는 생체 적합성 구조 재료, 3 차원 도관 재료, 다세포 재료의 발전, 세포 조직의 구조 재료 성장 과정에 대한 이해 등 관련 기술의 진보에 달려 있다. 줄기세포 치료의 연구와 응용은 사람들이 이러한 비특이적 세포를 이용하여 뇌나 인체와 각종 기관과 구조의 기능을 보충하거나 대체할 수 있게 해 줄 것이다. 과학자들은 초기 배아나 태아 조직에서 특이성이 가장 낮은 줄기세포를 발견하여 연구와 치료에 줄기세포를 사용하는 것이 도덕적인지 여부에 대한 논쟁을 불러일으켰다. 성인 줄기세포나 줄기세포 배양 등 대안은 윤리적 논란을 줄이면서 세포를 대량 생산하는 새로운 방법이 될 수 있다. 유전자 변형 기술을 통해 얻은 기증자 조직, 장기 항체, 조절 단백질은 거부반응을 줄이고 이종 이식 기술을 개선할 수 있다. 예를 들어, 개코원숭이나 돼지는 유전자 변형 기술이나 복제 기술을 통해 인체 이식에 필요한 장기를 키울 수 있다. 하지만 이 기술은 20 15 까지 대규모 성공을 거두지 못할 것이다. 반발 현상뿐 아니라 사회의 관심도 이종 이식 기술의 실제 응용에 영향을 미칠 수 있다. 사람들은 동물질환이 동종 이식을 통해 인류에게 전염될까 봐 걱정할지도 모른다. 또한 윤리, 도덕, 특허에 대한 우려로 인해 이종 이식에 대한 법률 및 규정의 제약이 적용 범위에 영향을 미칠 수 있습니다. 2. 인공재료, 인공기관, 생물공학은 유기구조를 제외하고 인류가 사용할 수 있는 인공조직과 인공기관을 설계하고 제조하는 연구가 계속되고 있다. 현재 개발 중인 다재다능한 소재는 인체의 구조와 기능성 소재로 새로운 응용을 가져올 수 있다. 예를 들어, 소수성 커널과 친수성 껍데기를 가진 중합체는 유전자 치료나 비활성 효소의 전달체나 인공 조직으로 소수성 약물 분자를 규칙적으로 방출하는 데 사용할 수 있습니다. 안정된 공간 배열을 가진 중합체도 약물 전달 경로로 사용할 수 있다. 사람들은 현재 생의학을 위한 다른 재료를 개발하고 있다. 예를 들어, 개발 중인 염화콜로이드는 브롬의 높은 전기 음성도를 이용하여 산소 전송 능력 (수술 중 혈액의 대체물로 사용) 을 높이거나 약물 전달 경로로 사용할 수 있습니다. 개발 중인 하이드로 겔은 팽창 효과를 조절할 수 있으며 약물 전달 경로 또는 조직 공학에서 성장 재료를 부착하는 템플릿으로 사용할 수 있습니다. 생체활성을 지닌 세라믹 소재는 산화 칼슘 인산염 이산화 실리콘 유리 (젤유리), 인회석, 인산 칼슘 등으로 메쉬, 스펀지, 젤라틴 등으로 조직 성장을 촉진할 수 있다. 개발 중인 코팅과 표면 처리 재료는 인공 혈구 부족 내 세포 문제를 극복하고 혈전 형성을 줄이는 등 이식 재료의 생체 적합성을 개선할 수 있다. 혈액 대체품은 혈액 저장과 대리 보상 시스템을 바꿔 혈액 감염의 위험을 피할 수 있다. 새로운 제조 기술과 정보 기술의 출현은 우리가 맞춤형 사이즈와 모양에 따라 바이오메트릭 물질을 생산할 수 있게 해준다. 예를 들어, 컴퓨터 단층 스캔과 고속 성형 기술을 결합하여 리버스 엔지니어링을 통해 새로운 골격을 설계하여 손, 발, 머리의 부상 부위에 따라 세라믹 재질의 골격을 사용자 정의할 수 있습니다. 구조와 기관 외에도 20 15 까지 신경계와 감각 시스템을 수동으로 복구할 수 있다. 망막과 달팽이관 이식, 척추 신경 및 기타 신경 손상 분류, 기타 인공 통신 및 시뮬레이션 기술은 비용 절감으로 인해 개선되고 보급되어 실명과 청각 장애를 일으키는 많은 질병을 없앨 수 있습니다. 이렇게 하면 심각한 장애가 건강에 미치는 영향을 줄이거나 없애고 사회적 부담을 줄일 수 있다. 3. 바이오닉스와 응용생물학, 뇌 기능 영상 처리, 동물 탈락 등 최신 기술은 사람과 동물의 지능과 능력에 대한 인식을 완전히 바꾸었다. 이러한 성과는 20 15 이전에 잘못된 기억, 주의, 인지 과정, 정보 처리 등 많은 현상에 대한 이해를 크게 심화시킬 것이다. 이를 통해 사람들은 인간을 더 잘 이해할 수 있을 뿐만 아니라 자율 로봇이나 정보 시스템과 같은 인공 시스템도 더 잘 설계할 수 있습니다. 신경형태공학의 구조와 설계 원칙은 생물신경계의 구조에 기반을 두고 있다. 사람들은 신경형태공학의 원리를 이용하여 새로운 제어 알고리즘, 시각칩, 두안 시스템, 바이오닉 자율 로봇을 설계했다. 아직 고등생물의 지능과 능력을 닮은 시스템을 만들 수는 없지만, 현재의 발전 추세에 따라 20 15 까지 진공청소기로 방을 청소하거나 탐사하거나 자율적으로 수색하는 등 유용한 기능을 많이 실현할 수 있다. 4. 생명공학과 재료과학의 외과수술과 진단 방면의 진보는 외과수술과 외과 치료 시스템을 완전히 바꿔 입원 시간과 의료비용을 크게 줄이고 의료효과를 높일 수 있다. 새로운 수술 도구와 기술의 출현, 새로운 포막 재료와 조직 지지 재료의 출현은 수술의 침입 범위를 지속적으로 좁히고 의료 기술에 새로운 경로를 제공할 수 있다. 혈관성형술 등 기술은 환자를 많은 외과수술, 심장조직 레이저 천공 등 관련 조직의 재생과 회복을 촉진할 수 있다. 비용이 지속적으로 낮아지고 경험이 축적됨에 따라 레이저 수술은 수술을 더욱 정확하게 할 수 있다. 예를 들어 LASIK 안과 수술은 환자가 안경을 벗게 할 수 있다. 각종 영상 처리 기술은 진단 능력을 향상시키고, 의사나 로봇의 수술 과정을 지도하며, 인체와 뇌의 기능을 이해하는 데 도움이 된다. 정보 기술 (예: 원격 의료) 은 전문 의료를 외진 지역이나 전 세계로 확장함으로써 치료 수준을 높일 수 있다. 5. 생의학 공학의 의미와 문제는 예견할 수 있다. 20 15 년까지 인간은 다음과 같은 목표를 달성할 수 있다. 투여시스템은 정확한 목표와 세밀한 통제를 달성할 수 있고, 이식과 복구의 수명은 더 길어지고, 인공피부, 골격, 심근, 심지어 신경조직은 광범위하게 응용될 수 있다. 이러한 발전에 따라 위에서 언급한 일부 사회, 정치, 도덕 문제가 발생할 수 있다.