1、国家自然科学基金委生命科学部十一五学科发展战略和优先doc国家自然科学基金委生命科学部“十一五”学科发展战略和优先资助领域（初稿)生命科学部25年6月日国家自然科学基金委生命科学部“十一五”学科发展战略和优先资助领域一、制定学科发展战略和优先资助领域的目的把握生命科学的发展趋势，结合我国的特点和需求，以支持基础研究、促进源头创新为宗旨，遴选未来5年我国生命科学的重点资助领域，引领我国生命科学的发展，力争使更多的研究进入到世界科学研究的主流并在某些重要方面有所突破,造就一批具有国际竞争力的研究队伍。二、生命科学发展现状、特点、趋势和前沿生命科学与生物技术无疑已成为世界科技发展最为迅速的领域之一，
2、取得了一系列突破性进展.从总体看来,分子生物学、生物化学和细胞生物学等将继续为解析生命活动的本质做出不可代替的贡献.同时,随着新技术和新学科的兴起,生物学研究变得更为量化、更为系统,形成了以功能基因组和蛋白组学研究为方向,以多学科交叉为基础,分析与综合并重，微观与宏观相结合研究体系。探讨生命的本质和起源，即遗传、发育和进化的分子机理，以及阐明智能活动，将是生物学基础研究的大趋势.基因组、功能基因组、蛋白组学、神经科学和生物信息学将是未来国际竞争的焦点。生命科学突出进展表现在:（1) 200年完成的人类基因组计划使科学家拥有一张接近完整的人类基因组图谱，之后其它模式生物的基因组作图和测序也陆续完
3、成。对基因和基因组的结构和功能研究,在此基础上形成了的结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、药理基因组学、环境基因组学和进化基因组学等分支领域,以及更深层次的转录本组学、蛋白质组学、代谢组学和表型组学等新兴领域成为生物学基础研究的发展趋势。（2) 生物信息学的形成及其迅速发展.生物信息学是基于人类基因组信息分析的需要而出现的一门与信息科学、数学、计算机科学等交叉的新兴领域。其前沿问题包括:人基因组信息结构复杂性；序列特别是非编码区信息分析;基因组结构与遗传语言；大规模基因表达谱分析;基因表达调控网络研究；基因组信息相关的蛋白质功能分析；生物信息学中新理论、新方法、新技术和新软件研究。生物信
4、息学和其他学科进一步交叉、融合,发展形成了整合生物学，其主要特征是从分子、细胞、器官到机体和从个体、群体到生态系统的不同层次上生物信息的整合和定量化.整合生物学将成为今后生物学研究的重要方向。 （3）发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命科学中的前沿学科，目前的热点研究领域是:以模式生物如小鼠、斑马鱼、爪蟾、海胆、果蝇、线虫、拟南芥、水稻等为对象，发现新的发育相关基因，阐明它们的时空表达谱、表达调控机理以及对细胞行为和组织器官形成与分化的影响，从分子和细胞水平阐述一些重要发育途径的调控机理,这些发育途径包括胚胎诱导作用、胚层的形成和分化、组织器官发育、配子发育和细胞的极性运动等。 (4）
5、干细胞研究的快速发展。干细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能，是研究细胞生物学基础科学问题的理想细胞模型，也可以为难治性疾病提供细胞来源。早期胚胎或胎儿组织来源的全能干细胞具有无限扩增和分化为多种类细胞的能力。成体组织来源的多能干细胞也具有比人们开始预料的多的分化潜能。目前,这些令人兴奋的发现正在转化为对调控干细胞自我更新、分化和干细胞可塑性的因子的认识，以及对成体干细胞和胚胎干细胞之间差别的了解,从而可以在体外控制干细胞的扩增和诱导它们的定向分化。研究干细胞移植入体内后的生长、迁移、分化功能，将为干细胞早日应用于人类疾病提供基础. （5） 小分子RNA是近10年来分子生物学领域最突出
6、的发现之一。小分子NA存在的广泛性和多样性,提示小分子RNA可能有非常广泛的生物功能，在高级真核生物体内对基因表达的调控作用可能和转录因子一样重要，可能代表新的层次上基因表达的调控方式。目前对具有调节功能的非编码RA分子的结构特征、调控方式以及生物学功能还知之甚少,对它们参与生物学过程的方式和分子机理的认识也刚开始。因此在后基因组时代,利用实验生物学和生物信息学相结合的方法,系统地对各种模型和模式生物中的具有调节功能的非编码RA分子基因进行鉴定和功能研究，将对阐明生命调控的机理具有重要的意义。生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力。利用生物技术可以对生物遗传信息进行实验室操作，可以在动物
7、、植物、微生物等所有的物种间进行基因的转移和重组，由此可以创造出新品种,动植物育种进入一个崭新的时期。一些农业生物(如水稻、家蚕、鸡等）全基因组序列测定的完成又促进了本世纪初“农业生物功能基因组研究的全面开展。农业基础科学研究在某些方面进入“分子农业时代”，未来5至0年（或2年)间，围绕“重要农业生物（植物、动物、微生物）农艺、生产、品质等重要性状表达的遗传、生长发育分子调控机理”的研究将全面展开，并将对农业发展产生重要影响。另外,向资源节约和高效方向发展,保证农产品（食品）的质量和安全也将是农业基础研究的重要发展方向。人类健康基础研究是生命科学研究的一个重要方面。当今的医学基础研究已经发展到
8、“整体阐明”时代,进入了整合医学（ierted edcie)新时期。整合医学的特征：一是以遗传背景为切入点,研究环境因素与基因组相互作用所产生的医学效应，这部分构成基因组医学主要研究目标；二是从外部环境因素入手,研究其与种群、个体、器官、组织、细胞和分子的交互作用所产生的医学效应，这部分构成现代预防医学基础研究的主旋律；三是从内部环境因素入手,研究机体自稳体系的变化与外环境及遗传因素相互作用的关系及其引发的医学效应，这部分构成现代基础医学的主要研究方向；四是建立和提出以机制为依据的创新药物的研制体系和疾病诊断、治疗和预防新策略、新途径和新方法;五是结合中医药的特点,进行中医药学及中西医药学的整
9、合研究,促进中医药现代化.生物科学的蓬勃发展离不开众多非生命科学的交叉和渗透，上世纪后半叶生物科学的发展，很多重要的里程碑式的成果都离不开物理学、化学等学科的直接贡献。如，X射线晶体衍射对DNA双螺旋结构的确定、各种先进设备用于精确和高通量的基因测序、数学和计算机技术对基因组测定的整合和分析等极大地推动了分子生物学的发展。过去十年来的学科交叉研究逐步形成了一些具有重要科学意义和应用前景的研究领域，具有代表性的有生物信息学、组织工程学、分子影像学、认知科学、地质生物学等。多学科多层次揭示生物大分子相互作用原理及规律成为生命科学重要的研究前沿。三、我国的研究现状和取得的重要进展随着国家对基础研究的
10、重视和科研投入的不断增长，我国科技人员在生命科学的基础研究方面获得了明显的成绩.直接表现为我国近几年科学论文的数量有了很大的提高，代表基础研究水平的SCI文章数量已上升到世界第六位.在较短的时间内缩短了与国际先进水平的差距.在基础生物学方面，中国科学家承担了人类基因组1%的测序，完成了国际HapMap计划中单倍型作图10%的任务和21号与3号染色体SN作图计划。在家蚕、家禽和水稻的基因组测序和功能基因组等研究方面获得了一些国际领先或先进的研究成果。已经发表了水稻基因组的框架序列,并在世界率先绘制完成了家蚕基因组“框架图”。中国在微生物基因组测序方面也已成为主要的参加国，迄今已完成了钩端螺旋体等
11、6个微生物的全基因组测序。“三志”（中国植物志、中国动物志、中国孢子植物志)编研工作进展顺利，中国植物志（中文版）已经完成，成为目前世界上最大的植物志.在结构生物学方面，我国科学家已测定了多个蛋白质及其复合物的三维结构，其中包括测定了一批与重大疾病和重要生理功能相关的蛋白质的三维结构,这些三维结构的测定为阐明分子作用机理，也为创新药物设计与筛选提供了基础.特别值得一提的是2004年菠菜主要捕光复合物晶体结构的解析产生了重大影响。近年来,我国在细胞生物学、发育生物学和神经科学研究等方面,也不断有高水平论文的发表。取得了一系列的成就，相继在国际权威期刊如tue、Science、Nero、Ntr N
12、euroscience等发表多篇高水平的论文，说明我国基础生物学研究的规模不断扩大，质量显著提高。在医学和农学等国家科技需求领域,中国科学家也取得了一些令世人瞩目的研究成果。在杂种优势机理的研究方面，发现了显性、超显性、上位性都可成为杂种优势形成的遗传组分,可在同一遗传体系中共存的现象，提出的“上位性是杂种优势的主要遗传基础”的学术观点.利用分子标记技术，在水稻、小麦和玉米等作物中成功定位和标记了多个功能基因位点。一些具有自主知识产权的作物重要农艺性状相关的功能基因也相继被克隆和分析。如调控水稻分蘖的关键基因，影响水稻机械强度基因，磷诱导根系发生相关基因，水稻磷饥饿信号专一诱导表达标记基因、植
13、物磷高效相关的转录因子、影响太湖猪高繁殖力的主效基因等。在植物感受、相应逆境胁迫的机制方面，通过对突变体有效的遗传分析和对信号传导途径的了解,深化了对植物抗逆机制的认识。在国际上首先获得生长速度较快的转基因鱼,在鱼类异种细胞核移植与核质关系的分析,两栖类卵球成熟和单性发育等研究方面获得了具有重要的国际影响的成果.利用细胞核移植和体细胞克隆成功地获得了克隆牛、克隆羊。 我国有丰富的野生植物和畜禽种质资源，经过数十年的搜集、整理和分析，已经完成了对一批优良种质资源的评价及鉴定，为进一步利用这些资源奠定了基础。应该说，我国农业科学基础研究正面临非常好的机遇。我国科学家主持了肝脏蛋白质组国际合作项目，
14、该项目将为医学研究提供公共信息数据，在国际上具有较大影响.在心脑血管病，恶性肿瘤，内分泌与代谢性疾病，精神与神经性疾病和遗传病的研究中建立了遗传资源库、信息数据库和高通量技术平台，筛选、鉴定和克隆了若干单基因病和多基因复杂性状疾病的致病基因或易感基因。在疾病治疗上以早幼粒白血病为模型,成功地采用了全反式维甲酸和三氧化二砷联合用药,大大提高了无瘤生存率，使之成为少数可以治愈的肿瘤,促进了化学基因组学的发展，也促进了以机制作为设计和筛选靶向药物和先导化合物的新药研发研究.在以精神分裂症为代表的复杂性状疾病发生机理的系统、整合分析中,初步建立起多元联合分析思路，取得了有价值的成果.另外,我国在血吸虫
15、和多种病原体基因组测序、功能研究、药物及疫苗研究方面已有颇多成果.乙肝疫苗等在预防控制我国高发传染病中发挥了重要作用。高通量药物筛选基地在我国已经形成.基因工程药物、疫苗以及检测诊断试剂盒等已步入产业化轨道.具有我国特色的中药成份作用机理研究取得了进展,中药基因组学研究为中药品种、产地和毒副反应的鉴别和质量标准化提供了可能性.随着交流和合作的日渐加强,交叉研究在我国也获得了迅速发展.在生物大分子研究领域，我国已拥有多学科、多层次、多手段的研究队伍和较好的工作基础,在细胞膜弹性理论、DNA大分子弹性和生物信息学等领域都做出了有国际影响力的工作。在感觉神经生物学领域研究进展突出，在知觉的基本表达、
16、视觉的脑机制、学习与记忆、脑的发育及可塑性等做出了出色的、有国际影响力的研究成果.在学习与记忆的化学基础研究、微量分析、单细胞单分子分析、高通量分析等方面有了很好的研究积累，并较早开展化学生物学研究，包括生物转化、某些生物过程的化学介入或干扰研究等.在分子影像学研究方面也有了一定的研究积累和技术储备.我国虽然在生命科学领域取得了突出成绩，但与美、英、日等发达国家相比仍有相当大的差距.虽然近年来研究论文数量增长很快，但具有原始创新性的高质量论文较少，在世界生命科学学术权威杂志的文章数量还较少。分析我国基础研究现状，主要差距在于:() 创新学术思想少，跟踪和模仿研究多 (2） 缺乏良好的研究平台,包括模式生物平台和高效技术平台等，基础研究效率低下,缺乏国际竞争力,一些研究只能借鉴国外平台,在合作研究中我们只能处于从属地位;(3)缺乏处于国际前沿的高素质的研究
