「微知百科」十个科学关键词与科学的历程( 三 ) 创刊于1869年的英国《自然》杂志

基因一词来自古希腊语，意为“生” 。基因实际上就是一部分DNA序列，或DNA的一个片段。基因是遗传的基本单位。一个人细胞核的所有DNA就是基因组，也就是其所有的遗传信息。

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由于“发现肿瘤病毒和细胞遗传物质之间的相互作用” ，意大利籍美国科学家雷纳托·杜尔贝科与霍华德·特明和戴维·巴尔的摩分享了1975年的诺贝尔生理学或医学奖。基于基因突变可能是诱发肿瘤的重要原因，杜尔贝科于1986年在美国《科学》杂志上发表文章，提议对人类基因组30亿个碱基对的序列进行测序。这就是人类基因组计划—被誉为继曼哈顿计划、阿波罗计划之后的第三大科学计划。该计划于1990年10月正式启动， 2000年6月26日完成，参与的有美、英、法、德、日、中等多国科学家，绘制出人体97%的基因组，其中85%的基因组序列得到了精确测定。
除了1975年的诺贝尔生理学或医学奖与基因有关（肿瘤与基因）， 1958年该奖授予发现基因功能受到特定化学过程的调控和发现细菌遗传物质的基因重组；1959年授予发现核糖核酸和脱氧核糖核酸的生物合成机制（RNA和DNA属于基因研究内容）；1968年授予破解遗传密码并阐释其在蛋白质合成中的作用（也是基因的内容）；1978年授予发现限制性内切酶及其在分子遗传学方面的应用（限制性内切酶可以重组基因）；1989年授予发现逆转录病毒致癌基因的细胞来源；1993年授予断裂基因的发现；2006年授予发现RNA干扰—双链RNA引发的沉默现象；2007年授予在利用胚胎干细胞引入特异性基因修饰的原理上的发现。
人类基因组完成后，对基因的研究进入后基因组时代，也称功能基因组学时代。主要的研究内容是：研究基因组的多样性，基因组的表达调控与蛋白质产物的功能，疾病基因的定位克隆，多基因病的研究，模式生物基因组研究，以及各种动植物基因组的测序等。
所有这些研究将为人们深入理解人类基因组遗传语言的逻辑构架，基因结构与功能的关系，个体发育、生长、衰老和死亡机理，神经活动和脑功能表现机理，细胞增殖、分化和凋亡机理，信息传递和作用机理，疾病发生、发展的基因及基因后机理（如发病机理、病理过程）以及各种生命科学问题提供科学基础。 6.量子（quantum）
量子概念是德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出的，他也因发现能量量子而获得1918年诺贝尔物理学奖。后来还有一系列关于量子的研究成果获得诺贝尔物理学奖：1932年，维尔纳·海森堡因创立量子力学获得诺贝尔物理学奖；量子力学的基本方程—薛定谔方程和狄拉克方程獲1933年的诺贝尔物理学奖；1954年授予量子力学领域的基础研究成果；1965年授予在量子电动力学方面的基础性工作；1985年授予发现量子霍尔效应；2012年授予能够量度和操控个体量子系统的突破性实验手法。

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以量子科学研究进入应用时代为标志，人称第一次量子革命，它为能源、信息科学、生命科学和材料科学做出巨大贡献。美国是第一次量子革命的领跑者，硅谷也被视为量子技术的结晶。
进入21世纪后，量子理论在通信和计算机领域得到长足发展，到达第二次量子革命的临界点。如果量子理论在计算和通信这两方面的应用有所突破，就能占有先机，赢得未来。美国IBM公司在2017年发布50个量子比特计算机样机；2018年，美国英特尔公司发布49个量子比特芯片；2018年，美国谷歌公司宣布推出一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone 。 2016年，中国研制的世界首颗量子实验卫星“墨子”号成功发射，实现了千千米级星地双向量子通信。此外，人工智能和量子技术结合也是未来科技发展的一个重要方向。 7.水（water）