构建细胞谱系图 探索生命奥秘
近日,一项重大科技基础设施——人类细胞谱系研究平台在广州启动建设。该项目被列为国家“十四五”重点科技建设项目,由中国科学院广州生物医药与健康研究院牵头负责,预计建设周期为4年半。该设施建成之后,将致力于绘制涵盖发育、疾病和衰老三大阶段的动态细胞图谱,并构建数字细胞人工智能模型,为生命科学研究提供新的国家级研究平台。
要理解“人类细胞谱系”这一概念,首先要了解细胞的基本特性。作为生命的最基本单位,人体内大约由40万亿个细胞构成。从受精卵开始,细胞经历增殖、分化以及衰老的全过程,在这个过程中形成复杂的细胞谱系。
所谓“细胞谱系”,实际上是一个庞大的系统工程。它不仅记录了细胞的生命周期,还包括细胞所在的位置、能够合成的蛋白质、内部结构等详细信息。从发育中的细胞到健康的成熟细胞,再到患病和衰老的细胞,各种状态都会被记录在内。当这些海量数据汇聚在一起,科学家们有望从中发现生命演变规律,揭示疾病发生机制。这一研究平台的建设正是出于这样的科学需求。
这类大规模科研设施的目标是解决重大科技问题,最终造福全人类。它投入巨大、产出也大,需要以更长远的眼光来看待其价值。以细胞谱系研究平台为例,它的目标是追踪每个细胞的发育轨迹,建立完整的“细胞家谱”。其中一个关键应用方向就是构建“数字生理人”模型。
目前新药研发面临着成功率低、耗时长、成本高等问题。一个重要的原因是现有的动物实验模型难以准确模拟人体反应。通过利用患者真实细胞数据来创建“数字生理人”,研究人员可以在虚拟环境中测试不同治疗方案的效果,从而实现精准医疗。这种创新手段将极大提升药物研发的效率和准确性。
在更广阔的产业领域,“数字生理人”也将发挥重要作用。目前中国与数字人相关的企业已经超过100万家,预计到2025年,这一技术带动的核心市场规模将达到480.6亿元。要抓住这一发展机遇,需要持续加强技术创新、完善数据安全体系,并推动人工智能等前沿技术的突破。
政府主导的大科学装置建设和市场驱动的数字医疗发展相互促进,形成良性互动。这种“有形之手”和“无形之手”的协同作用,将为科技创新和产业发展注入新的活力,为社会创造更多福祉。
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