作為生命基礎(chǔ)的
蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)能確定嗎?
目前我們不能根據(jù)純粹的理論基礎(chǔ)來闡明蛋白質(zhì)的形狀，用實(shí)驗(yàn)方法確定
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是十 分繁瑣的事情。許多不同的
氨基酸序列能形成形狀相似的蛋白質(zhì)，因而我們可以通過詳細(xì)研 究蛋白質(zhì)的一個(gè)具有代表性的分子來推斷各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。隨著已解出的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的增 多以及科學(xué)家開發(fā)出蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)分類的更加精細(xì)的方法，生物化學(xué)家將能不斷地利用計(jì) 算機(jī)來模擬新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
能合成
人工生命形式嗎?
科學(xué)家已經(jīng)利用幾種可能得到的已完全排序的因基組——大多數(shù)來自
細(xì)菌——在生命由何物 組成這個(gè)大問題的指引下，至少在單個(gè)
細(xì)胞的水平上開始了這些有機(jī)體所隱含的
基因的排列 工作，這將有助于人工合成生命。當(dāng)然，這類實(shí)驗(yàn)亦將引出不容忽視的安全性和
倫理等問題 。
能否建立精確的
細(xì)胞計(jì)算機(jī)模型?
過去50年間，
生物學(xué)家經(jīng)常主要研究單個(gè)基因或蛋白質(zhì)。今后50年，研究人員將轉(zhuǎn)向研究許 多基因的整體功能、基因路徑的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)以及外界因素如何影響該系統(tǒng)的領(lǐng)域。當(dāng)然，長久 以來，生物學(xué)家就力圖描述細(xì)胞的構(gòu)成因子如何
相互作用。今后半個(gè)世紀(jì)里，隨著所有基因 被鑒別，以及所有的細(xì)胞相互作用和反應(yīng)被繪制出來，
藥物學(xué)家開發(fā)藥物，或毒物學(xué)家試圖 預(yù)測某種物質(zhì)是否有毒等工作，都可能轉(zhuǎn)變成用細(xì)胞的
計(jì)算機(jī)模型來回答他們的問題。
能弄清基因如何決定
哺乳動物發(fā)育的細(xì)節(jié)嗎?
隨著人類全部的
基因組序列于2003年完成，以及老鼠等生物的基因組序列可能在4至5年內(nèi)完 成，序列比較將變得越來越普遍和徹底，并將給生物學(xué)家提供在何處尋求構(gòu)成整個(gè)動物形體 動力的眾多線索，代表
進(jìn)化樹不同分支的更多的完整基因組將被推導(dǎo)出來。
總有一天，科學(xué)家們將描述產(chǎn)生不同物種間生命形式的顯著多樣性的
基因序列，以及基因調(diào) 節(jié)中的變異等。通過比較物種，他們將了解遺傳回路被如保修飾以執(zhí)行不同的程序，以致幾 乎相同的基因序列怎樣決定物種的不同表現(xiàn)形式。
預(yù)防、診斷和治療醫(yī)學(xué)會發(fā)生變革嗎?
長久以來，
分子生物學(xué)都主張將醫(yī)學(xué)從依賴偶然的事實(shí)，轉(zhuǎn)向依賴建立在對生命機(jī)理根本理 解上的合理研究。50年內(nèi)，我們希望以
基因組學(xué)為基礎(chǔ)的綜合衛(wèi)生保健在美國成為平常事。 我們將了解疾病的分子基礎(chǔ)，在許多情形下能夠預(yù)防它們，并為疾病設(shè)計(jì)出個(gè)性化準(zhǔn)確治療 方法。
能否準(zhǔn)確地再建人類
種群史?
雖然我們知道人類似乎具有顯著的多樣性，但過去10年的研究表明，我們?nèi)祟惙N群比眾多基 他種群更單一。就一個(gè)類型來說，我們?nèi)祟愓故镜牟町愋员?a target="_blank">
黑猩猩更少。人類也許是由只有 一萬個(gè)個(gè)體的一小群構(gòu)成，人類群僅僅最近在地球上擴(kuò)散開來。大多數(shù)
遺傳變異早于這一時(shí) 間。
遺傳數(shù)據(jù)已經(jīng)支持了這樣的觀點(diǎn)：現(xiàn)代人類相對較近地(也許在10到20萬年前)起源于非洲，然后逐漸擴(kuò)散到世界其余地區(qū)。
人類學(xué)家已經(jīng)利用DNA數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)諸如
吉普賽人和
猶太人等 群體起源的文化傳統(tǒng)，
追溯人類遷移到
南太平洋島嶼和美洲的情形，控索種群在歐洲的擴(kuò)展 等等。
隨著DNA序列數(shù)據(jù)日益容易積累，人類種群之間的關(guān)系將越來越清楚，從而揭示相互融合的 原史以及
隔離和
遷徙的時(shí)期。種族和人種表現(xiàn)出主要是社會和文化思想上的差異，從科學(xué)上 講，將發(fā)現(xiàn)類型間不存在明顯的根本界限。
能否重構(gòu)地球上生命的主要進(jìn)化步驟?
50年內(nèi)，我們將弄清生命史的許多細(xì)節(jié)，盡管我們還不能完全了解第一個(gè)
自我復(fù)制的有機(jī)體 是怎樣誕生的。例如，我們將了解各種世系何時(shí)并怎樣創(chuàng)造與獲取和修改基因，以獲得一系 列新的
生化反應(yīng)或軀體輪廓。以基因?yàn)榛A(chǔ)的生命前景將如此深深地抓住科學(xué)家，以致他們 考慮的基本單位可能不再是一個(gè)生命或物種，而是一個(gè)基因。他們將描繪哪些基因在哪些基 因組內(nèi)一起經(jīng)過了多長時(shí)間?？茖W(xué)家還將說明自從
達(dá)爾文明代起就糾纏著人們的 問題：什么東西創(chuàng)造了我們?nèi)祟?什么東西將我們區(qū)分為種群?
社會將對遺傳知識爆炸式增長作何反應(yīng)?
倡導(dǎo)
回歸自然的反技術(shù)運(yùn)動可能會因遺傳科學(xué)的全部新發(fā)現(xiàn)而熄來嗎?這樣的問題還有很多很多。
這些
社會問題不像先前的科學(xué)、技術(shù)和醫(yī)療問題，沒有一個(gè)“是”或“不是”的答案。遺傳信息和技術(shù)將為改良衛(wèi)生和減輕痛苦提供巨大的機(jī)會。但是，任何作用大的技術(shù)都伴隨著風(fēng)險(xiǎn)，并且技術(shù)的作用越大，風(fēng)險(xiǎn)也越大。我們將面對如何評價(jià)遺傳信息的爆炸式增長這個(gè) 懸而未決的問題。
科學(xué)進(jìn)步和向往
簡樸、更自然的生活方式將產(chǎn)生矛盾，它們之間的緊張狀態(tài)，可能將隨著基 因組學(xué)越來越多地滲入我們的日常生活而加劇。
