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科学研究的三个层次

已有 5721 次阅读 2015-5-3 10:01 |系统分类:科研笔记


       生命科学研究活动有它内在的层次规律,不同层次和影响因子间存在一定的关系,但是也有些特例。研究的层次可以分为:(1)素材型;(2)点突破型;(3)一般规律突破型。下面分别做阐述:

 首先,素材型,是该科学研究仅仅为科学共同体提供一定的科研素材。如一个物种的基因组测序,从研究基因功能角度讲,仅仅是为研究基因功能提供一个参考序列,可以用于开发分子标记,QTL定位,候选基因筛选等等,利用一个参考基因组本身并不能获得有作用的等位基因,所以把基因组测序作为素材型的研究层次。但是,由于在之前的经费条件下,不是每个课题组能够有那么多经费用于基因组测序项目,所以必然会导致作为素材这种资源的稀缺性得到充分体现,从而导致高影响因子。而在当前,基因组测序成本较几年前又降了大约100倍,2009年测一个材料的全基因组,现在可以测100个。

 其次,点突破型,是在某一领域某个点上取得了突破。如通过水稻的低垩白材料和高垩白材料研究,进行QTL初步定位和精细定位,克隆了与低垩白有关的等位基因,找到了基因控制垩白的分子基础,为水稻的高品质分子育种奠定了基础,加速了高品质水稻育种的进程。因为垩白只是水稻很多性状中的一个,所以说只是一个点上突破,对于绿色超级稻“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”这个终极目标来说,还仅仅是一个点的突破。目前QTL控制基因的克隆大多能发表在高影响因子杂志上,因为需要耗费大量人力和物力,而随着基因测序成本的降低和CRISPR技术的进步,功能基因克隆的成本会大大降低、克隆速度会大大加快。

 再者,一般规律突破型,是基于一定的科学研究数据,提取出一般规律。如通过多个植物物种基因组序列的研究,发现植物物种大多经过了基因组的多倍化过程,物种多样化的过程伴随着基因组多倍化的过程;如通过多个物种的orthologs比较分析,可以发现不同物种间的起源进程,发现物种进化的内在规律;如通过多个基因的结构变异、表观修饰差异和内环境的差异对应表达差异进行比较分析,发现基因表达差异的内在原因,为基因表达特征的人工设计奠定了基础;如通过整个淀粉合成通路的一般规律研究,将来可以通过合成生物学手段直接在工厂通过CO2和太阳能自动化生产粮食,不再局限于地理位置,不再局限于季节。

 这三者不是完全绝对的,他们之间是一个循环关系,如一般规律得到突破后,就可以建立数学模型,转变成科学工具,进而称为一个素材研究。工具也会在点突破研究提供基础。通过多个突破点进行归纳分析,又会有新的一般规律发现。

  总之,科学的目的最终是改造世界,在没有达到一般规律突破前,科研活动就没有达到最终目的,科研活动需要科研共同体的共同协作,减少重复,不断突破,才能不断促进技术进步!




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