化學(xué)與生命科學(xué)論文(2)
化學(xué)與生命科學(xué)論文篇二
化學(xué)熱力學(xué)與生命科學(xué)
作者:劉毅敏 趙先英 王祥智 趙華文 楊旭
【關(guān)鍵詞】 熵;,,自由能;,,生命 科學(xué)
摘 要: 綜述了熱力學(xué)中熵和自由能這兩個(gè)重要狀態(tài)函數(shù)在生命現(xiàn)象、腫瘤形成、抗癌藥物 研究 、生物大分子結(jié)構(gòu)研究、藥物設(shè)計(jì)、蛋白質(zhì)工程和基因優(yōu)化表達(dá)等中的 應(yīng)用 。
關(guān)鍵詞: 熵; 自由能; 生命科學(xué)
熱力學(xué)是研究各種形式的能量轉(zhuǎn)換 規(guī)律 的科學(xué)。熱力學(xué)的基礎(chǔ)是熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律,這兩個(gè)定律都是人類長(zhǎng)期實(shí)踐和大量科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)的 總結(jié) 。因?yàn)闊崃W(xué)研究的能量轉(zhuǎn)換規(guī)律是 自然 界的一個(gè)基本規(guī)律,在其應(yīng)用范圍內(nèi)具有指導(dǎo)意義?;瘜W(xué)熱力學(xué)是熱力學(xué)原理在化學(xué)中的應(yīng)用,它主要研究和解決化學(xué)變化過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律、化學(xué)反應(yīng)的方向和限度。人體是一個(gè)巨大的化學(xué)反應(yīng)庫(kù),生命過(guò)程是建立在化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)之上的一個(gè)非常復(fù)雜的體系。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái),生物學(xué)研究從整體開(kāi)始,自上而下進(jìn)入分子層次,而化學(xué)研究則自下而上地逐漸接觸生物體,化學(xué)與生命科學(xué)在細(xì)胞以下、分子以上的區(qū)域相遇,在這個(gè)區(qū)域不斷生長(zhǎng)出了許多新的生長(zhǎng)點(diǎn),成為生命科學(xué)和化學(xué)的前沿領(lǐng)域。基于熱力學(xué)原理的生命科學(xué)研究也是一個(gè)新生長(zhǎng)點(diǎn),本研究就此綜述如下。
1 熵與生命科學(xué)
11 熵與生命在化學(xué)熱力學(xué)中熵(S)是一個(gè)重要的函數(shù)。熵是系統(tǒng)混亂度的量度,系統(tǒng)的混亂度越大,熵值越大。熵是狀態(tài)函數(shù),熵變(ΔS)只取決于體系的始態(tài)與終態(tài),與過(guò)程無(wú)關(guān)。在孤立系統(tǒng)的任何自發(fā)過(guò)程中,系統(tǒng)的熵總是增加的,這是熱力學(xué)第二定律的一種表達(dá),也稱為熵增加原理。從宏觀來(lái)看生命過(guò)程是一個(gè)熵增的過(guò)程,始態(tài)是生命的產(chǎn)生,終態(tài)是生命的結(jié)束,這個(gè)過(guò)程是一個(gè)自發(fā)的、單向的不可逆過(guò)程。衰老是生命系統(tǒng)的熵的一種長(zhǎng)期的緩慢的增加,也就是說(shuō)隨著生命的衰老,生命系統(tǒng)的混亂度增大,當(dāng)熵值達(dá)極大值時(shí)即死亡,這是一個(gè)不可抗拒的自然規(guī)律。但是,一個(gè)無(wú)序的世界是不可能產(chǎn)生生命的,有生命的世界必然是有序的。生物進(jìn)化是由單細(xì)胞向多細(xì)胞、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)向高級(jí)進(jìn)化,也就是說(shuō)向著更為有序、更為精確的方向進(jìn)化,這是一個(gè)熵減的方向,與孤立系統(tǒng)向熵增大的方向恰好相反。但是生命體是“耗散結(jié)構(gòu)”,耗散結(jié)構(gòu)認(rèn)為一個(gè)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放體系,通過(guò)與外界交換物質(zhì)和能量,在一定條件下,可能從原來(lái)的無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時(shí)間、空間或功能上有序的狀態(tài),這個(gè)新的有序結(jié)構(gòu)是靠不斷耗散物質(zhì)和能量來(lái)維持的。生命體通過(guò)不斷與外界交換物質(zhì)、能量、信息和負(fù)熵,可使生命系統(tǒng)的總熵值減小,從而有序度不斷提高,生命體系才得以動(dòng)態(tài)地 發(fā)展 。
12 熵與腫瘤熵增加原理也可以解釋腫瘤在人體內(nèi)的發(fā)生、擴(kuò)散。細(xì)胞基因癌變,造成人體正?;蚪M的異常活化,細(xì)胞無(wú)節(jié)制地?cái)U(kuò)增,使有序向無(wú)序轉(zhuǎn)化,加速生命的耗散,熵值異常增大,在短期內(nèi)熵值就增到極大值,人的生命便終止了。 現(xiàn)代 醫(yī)學(xué)研究表明,癌基因以原癌基因的形式存在于正常生物基因組內(nèi),沒(méi)被激活時(shí),不會(huì)形成腫瘤。原癌基因是一個(gè)活化能位點(diǎn),在外界環(huán)境的誘導(dǎo)下,細(xì)胞可能發(fā)生癌變,即腫瘤的形成是非自發(fā)的。非自發(fā)的過(guò)程是一個(gè)熵減的過(guò)程,也就是說(shuō)腫瘤細(xì)胞的熵小于正常細(xì)胞的熵[1]。然而腫瘤細(xì)胞是在體內(nèi)發(fā)生物質(zhì)、能量交換的,人體這個(gè)體系就相當(dāng)于腫瘤細(xì)胞的外部環(huán)境,正是由于腫瘤細(xì)胞的熵減小,導(dǎo)致了人體這個(gè)總體系熵增大。越惡性的腫瘤,熵值越小,與體系分化越明顯,使人體的熵增也相對(duì)越大,對(duì)生命的威脅越大。
13 熵與抗癌藥物的研究熵增原理對(duì)人們研究抗癌藥物也有啟發(fā)。例如利用體細(xì)胞雜交法可獲得分泌抗體的雜交細(xì)胞系,當(dāng)導(dǎo)入的抗體素抑制癌細(xì)胞的惡變、削弱它的增殖時(shí),細(xì)胞本身的混亂程度將會(huì)減小,趨向于穩(wěn)定的低熵狀態(tài),這就相當(dāng)于給體系內(nèi)部輸送了負(fù)熵,使體系趨于有序狀態(tài)。又如DNA是許多抗腫瘤藥物的靶分子,這些藥物通過(guò)嵌入、溝槽等方式與癌細(xì)胞的DNA結(jié)合,抑制腫瘤細(xì)胞的分裂增生,最終使腫瘤細(xì)胞增生停滯,或使其向正常細(xì)胞分化,或誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生程序性死亡,從而產(chǎn)生抗癌作用。阿霉素(ADM)這個(gè)抗腫瘤抗生素就是以典型的嵌入方式與DNA相互結(jié)合的[2],破壞DNA的模塊功能,阻止轉(zhuǎn)錄過(guò)程,在抑制DNA、RNA蛋白質(zhì)合成的同時(shí),也改變癌基因的結(jié)構(gòu)或 影響 癌基因的表達(dá)。由于ADMDNA復(fù)合物比獨(dú)立的DNA和ADM分子更有序,因此導(dǎo)致一定程度的熵減,有序度增加。
2 自由能與生命科學(xué)
在化學(xué)熱力學(xué)中,自由能是一個(gè)很重要的狀態(tài)函數(shù),它是在等溫等壓及不作非體積功條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)。如果ΔG<0,反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行;ΔG=0,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),ΔG>0,正向反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,而逆向反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
21 自由能與生物大分子結(jié)構(gòu)研究
211 一種基于自由能的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè) RNA在生命活動(dòng)中有著重要作用, RNA的功能與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān),因此研究RNA結(jié)構(gòu)對(duì)理解RNA功能、原核基因工程和與RNA有關(guān)的生命現(xiàn)象有著重要意義。但RNA分子降解快、晶體難于獲得, 目前 由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,絕大多數(shù)RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)還不能用實(shí)驗(yàn) 方法 來(lái)測(cè)定。近年來(lái),借助 計(jì)算 機(jī)預(yù)測(cè)RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)一直是很活躍的領(lǐng)域,不斷推出了一些預(yù)測(cè)方法,測(cè)定了許多RNA分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)。基于自由能的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)認(rèn)為[3],RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)是通過(guò)分子中堿基之間配對(duì)形成的,堿基之間的連續(xù)配對(duì)形成螺旋區(qū),對(duì)RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)起著穩(wěn)定作用,從而降低整體結(jié)構(gòu)的自由能,而RNA分子中沒(méi)有配對(duì)部分形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)(發(fā)卡環(huán)、內(nèi)部環(huán)、膨脹圈和多分支環(huán)),不利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,升高自由能,RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的形成就是這種矛盾之間的一種平衡。預(yù)測(cè)RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)最常用的方法就是在各種可能的結(jié)構(gòu)之間尋找最小自由能結(jié)構(gòu),而基本結(jié)構(gòu)的自由能數(shù)據(jù)通過(guò)研究體外寡核苷酸穩(wěn)定性獲得。
212 通過(guò)自由能的差別劃分蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域 蛋白質(zhì)肽鏈從一級(jí)結(jié)構(gòu)完全伸展的狀態(tài)折疊成特定的三級(jí)結(jié)構(gòu),其折疊模式很復(fù)雜,蛋白質(zhì)折疊 問(wèn)題 是現(xiàn)代分子生物學(xué)的研究熱點(diǎn)。結(jié)構(gòu)域是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種結(jié)構(gòu)單位,是介于二級(jí)結(jié)構(gòu)單元和完整的蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的一種結(jié)構(gòu)層次,可以看作是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、折疊、功能、進(jìn)化和設(shè)計(jì)的基本單位。大多數(shù)的蛋白質(zhì)都可分為若干個(gè)結(jié)構(gòu)域,結(jié)構(gòu)域的不同組合使蛋白質(zhì)具有不同的三級(jí)結(jié)構(gòu)并具有不同的功能,結(jié)構(gòu)域信息對(duì)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析在 理論 與應(yīng)用上都具有重要意義。目前對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的劃分還沒(méi)有一個(gè)十分理想的方法。20世紀(jì)90年代對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域劃分主要是根據(jù)蛋白質(zhì)的幾何結(jié)構(gòu)[4~7],通常通過(guò)目測(cè)用手工方法來(lái)劃分,但已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足以指數(shù)速率增加的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)數(shù)目?;诘鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)域是折疊單位的設(shè)想,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的折疊與去折疊形式具有不同的熱力學(xué)能量狀態(tài),蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的折疊是由自由能變化驅(qū)動(dòng)的。一般認(rèn)為,天然蛋白質(zhì)構(gòu)象處于熱力學(xué)上一個(gè)低能量態(tài),如果認(rèn)為結(jié)構(gòu)域作為一種獨(dú)立折疊單元,則應(yīng)該不但結(jié)構(gòu)上相對(duì)緊密,而且熱力學(xué)能量上也必然處于較低能量狀態(tài),因此,用折疊自由能來(lái)劃分結(jié)構(gòu)域應(yīng)該更為合理?;谧杂赡艿牡鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)域劃分得到了比較滿意的結(jié)果[8,9]。
22 自由能與藥物分子設(shè)計(jì)
221 自由能與反義藥物設(shè)計(jì) 反義藥物是用WatsonCrick堿基配對(duì)原理與靶mRNA結(jié)合,并通過(guò)降解靶mRNA干擾特定基因表達(dá)的寡核苷酸類藥物。反義寡核苷酸必須能夠與靶mRNA進(jìn)行特異雜交,才能通過(guò)RNA酶H依賴機(jī)制等降解靶mRNA。能夠接近靶序列并與之雜交是反義藥物具有藥效的首要條件,因此研究反義藥物及其靶點(diǎn)的構(gòu)效關(guān)系是研究熱點(diǎn)之一。宋海峰等[10]選擇與腫瘤細(xì)胞增殖相關(guān)的蛋白激酶Cα(PKCα)mRNA作為靶點(diǎn),使用軟件RNAstructure模擬mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu),根據(jù)靶mRNA的一級(jí)與模擬的二級(jí)結(jié)構(gòu),選擇二級(jí)結(jié)構(gòu)自由能大于零的不穩(wěn)定二級(jí)結(jié)構(gòu)單元膨脹環(huán)、內(nèi)環(huán)、發(fā)卡和假結(jié)等作為靶點(diǎn)進(jìn)行反義藥物設(shè)計(jì)。用肺腺癌細(xì)胞株A549評(píng)價(jià)反義藥物的體外抗腫瘤生物活性,用軟件SPSS進(jìn)行多元回歸 分析 。結(jié)果表明有效藥物作用靶點(diǎn)相對(duì)集中地分布于由若干二級(jí)結(jié)構(gòu)單元組成的局部二級(jí)結(jié)構(gòu)區(qū)域,稱之為“靶二級(jí)結(jié)構(gòu)域(靶域)”。“靶域”結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,但其中包含不穩(wěn)定二級(jí)結(jié)構(gòu)單元,即其自由能大于零。針對(duì)不同“靶域”設(shè)計(jì)的反義藥物顯示不同的生物活性(P<0.01),但靶向同一“靶域”的反義藥物生物活性無(wú)統(tǒng)計(jì)差別。結(jié)論提示“靶域”現(xiàn)象有助于反義藥物靶點(diǎn)的選擇,并對(duì)探針、引物設(shè)計(jì)及mRNA局部功能的研究具有重要意義。
222 自由能與直接藥物設(shè)計(jì)中的分子對(duì)接 直接藥物設(shè)計(jì)是從生物靶標(biāo)大分子結(jié)構(gòu)出發(fā),尋找、設(shè)計(jì)能夠與它發(fā)生相互作用并調(diào)節(jié)其功能的小分子,分為分子對(duì)接和全新藥物設(shè)計(jì)兩種 方法 。分子對(duì)接法是通過(guò)將化合物三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中的分子逐一與靶標(biāo)分子進(jìn)行“對(duì)接”,通過(guò)不斷優(yōu)化小分子化合物的位置、方向以及構(gòu)象,尋找小分子與靶標(biāo)生物分子作用的最佳構(gòu)象, 計(jì)算 其與生物大分子的相互作用能。利用分子對(duì)接對(duì)化合物數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的分子排序,即可從中找出可能與靶標(biāo)分子結(jié)合的分子。分子對(duì)接的核心 問(wèn)題 之一就是受體和配體之間結(jié)合自由能的評(píng)價(jià),精確的自由能預(yù)測(cè)方法能夠大大提高藥物設(shè)計(jì)的效率。在過(guò)去的20年中,隨著受體和配體相互作用的 理論 研究 以及計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)方法的快速 發(fā)展 ,自由能預(yù)測(cè)方法的研究受到了越來(lái)越多的關(guān)注。例如表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)和4苯胺喹唑啉類抑制劑的結(jié)合自由能預(yù)測(cè)。侯廷軍等[11]采用基于分子動(dòng)力學(xué)模擬和連續(xù)介質(zhì)模型的自由能計(jì)算方法,預(yù)測(cè)了EGFR和4苯胺喹唑啉類抑制劑的相互作用模式,分別預(yù)測(cè)了四種可能結(jié)合模式下EGFR和4苯胺喹唑啉類抑制劑間的結(jié)合自由能,最佳結(jié)合模式能夠很好地解釋已有抑制劑結(jié)構(gòu)和活性間的關(guān)系。
23 自由能與蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)就是要設(shè)計(jì)出具有任意功能或結(jié)構(gòu)的全新蛋白。在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)上往往需要蛋白質(zhì)的某一功能卻不滿意該蛋白的另外一些特點(diǎn),如高分子量、抗原性、不穩(wěn)定以及不易折疊等,這些缺陷可以通過(guò)把蛋白質(zhì)的功能區(qū)嫁接到另外一個(gè)合適的骨架蛋白得以彌補(bǔ)。國(guó)際上已發(fā)展了幾種程序用于蛋白質(zhì)功能嫁接的研究。2000年梁世德等[12]報(bào)道了一種蛋白質(zhì)表面功能區(qū)的嫁接。他們認(rèn)為蛋白質(zhì)的功能由表面區(qū)決定,其內(nèi)核只起骨架作用。首先確定被嫁接的配體表面結(jié)合區(qū)的重要?dú)埢?,在骨架蛋白中搜索適合于嫁接這些殘基的位點(diǎn)?;趯?duì)映殘基的Cα,Cβ原子坐標(biāo),將骨架蛋白疊加到配體蛋白上,評(píng)估骨架蛋白與受體蛋白的互補(bǔ)性并留下互補(bǔ)性較好的骨架蛋白。細(xì)調(diào)骨架蛋白與受體蛋白的相對(duì)位置,使之具有合理的界面堆積密度,然后在骨架蛋白選出的位置上移植配體蛋白相應(yīng)的殘基。該方法被嫁接的功能區(qū)及骨架蛋白的選擇是用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)(PDB)中大小與barstar相仿,殘基數(shù)為81~100的晶體結(jié)構(gòu)或優(yōu)化的平均核磁結(jié)構(gòu)作為骨架蛋白(因barnase是一種110殘基的胞外核酸酶,barstar具有異乎尋常的高親和力,在25℃時(shí)結(jié)合自由能為-79.1kJ.mol-1,PDB中已存有Barnasebarstar的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu),是研究蛋白蛋白相互作用的理想模型),共有128個(gè),進(jìn)一步篩選出互補(bǔ)分?jǐn)?shù)較高的4個(gè)代表性蛋白作進(jìn)一步 分析 ,即巰基蛋白酶抑制劑(1dvc)、質(zhì)體藍(lán)素(1plb)、轉(zhuǎn)錄起始起因子的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(2hts)以及barstar的核磁結(jié)構(gòu)(1bta)4個(gè)蛋白,用打分函數(shù)計(jì)算這4個(gè)骨架蛋白的結(jié)合自由能,其中1plb的結(jié)合自由能為-81.6 kJ.mol-1,其結(jié)合自由能較低且平均偏差也小,是理想的骨架蛋白。得出了1plb和1bta同barnase優(yōu)化后復(fù)合物的結(jié)構(gòu),結(jié)果較好。
24 自由能與基因診斷
241 自由能與人血管生成素基因的優(yōu)化表達(dá) 惡性腫瘤尤其是實(shí)體腫瘤的發(fā)生和發(fā)展都依賴于新生血管的不斷形成,通過(guò)新生毛細(xì)血管為腫瘤提供必需的營(yíng)養(yǎng),帶走腫瘤代謝產(chǎn)物,為腫瘤發(fā)展、轉(zhuǎn)移提供必要條件。血管生成素(angiogenin,ANG)廣泛存在于多種腫瘤組織中,在腫瘤發(fā)生的不同階段刺激新生血管的形成,且腫瘤患者血液中ANG水平高低與腫瘤的惡性程度密切相關(guān)[13]。如果能抑制ANG誘導(dǎo)的腫瘤血管形成,就有可能抑制腫瘤生長(zhǎng),甚至殺傷腫瘤細(xì)胞。利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)血管生成素,對(duì)于研究血管生成素的作用機(jī)制及尋找抗血管生成素的藥物具有重大價(jià)值,但是該基因在大腸桿菌中不能直接表達(dá)。路凡等[14]根據(jù)原核翻譯起始序列的局部二級(jí)結(jié)構(gòu)自由能設(shè)計(jì)了AUG上下游序列,并利用RTPCR方法從人肺癌細(xì)胞系A(chǔ)549中擴(kuò)增出起始區(qū)改造的ANG基因,成功構(gòu)建了人ANG的高效表達(dá)菌株。該菌株經(jīng)溫度誘導(dǎo)后,SDSPAGE分析顯示所表達(dá)的重組hANG蛋白質(zhì)占細(xì)菌總蛋白質(zhì)的30%以上,純化后的ANG在體外能夠有效地刺激雞胚絨毛尿囊膜的血管形成。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的優(yōu)化表達(dá)方法對(duì)人ANG基因的表達(dá)是成功的。
242 自由能與人白細(xì)胞介素4在大腸桿菌中的優(yōu)化表達(dá) 人白細(xì)胞介素4(interleukin4,IL4)是一重要的免疫活性調(diào)節(jié)分子,主要由Th2細(xì)胞產(chǎn)生,在T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的增殖分化及功能調(diào)空方面起重要作用。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)IL4在樹突狀細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)中至關(guān)重要。而樹突狀細(xì)胞作為一種體內(nèi)最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞在抗腫瘤、抗感染免疫中具有不可忽視的作用。黃欣等[15]根據(jù)原核翻譯起始序列的局部二級(jí)結(jié)構(gòu)自由能,設(shè)計(jì)了AUG上下游序列,并在人IL4基因下游插入部分大腸桿菌(E.coli)LacZ序列以提高mRNA的穩(wěn)定性,成功地構(gòu)建了人IL4的高效表達(dá)克隆,命名為pLCM182hIL4。經(jīng)分析顯示所表達(dá)的重組IL4蛋白質(zhì)占細(xì)菌總蛋白的30%,且非常穩(wěn)定,目的基因下游沒(méi)有插入LacZ序列所構(gòu)建的表達(dá)克隆pCZHhIL4在大腸桿菌中的表達(dá)量則占細(xì)菌總蛋白的20%左右。而后利用同樣原理對(duì)人白細(xì)胞介素17進(jìn)行優(yōu)化表達(dá)設(shè)計(jì)也獲得了同樣的結(jié)果。因此該方法所設(shè)計(jì)的優(yōu)化表達(dá)方法對(duì)人IL4基因的表達(dá)是成功的。綜上所述,熱力學(xué)原理與生命 科學(xué) 的相互滲透、相互融合,可以不斷開(kāi)拓?zé)崃W(xué)和生命科學(xué)的新的研究領(lǐng)域。
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