生命科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)ppt課件

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生命科學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)、趨勢(shì)和前沿,1,一、生命科學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)、趨勢(shì)和前沿,生命科學(xué)與生物技術(shù)仍然是世界科技發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一，取得了一系列突破性進(jìn)展。 總體看來： 分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、免疫學(xué)等將繼續(xù)成為解析生命活動(dòng)的本質(zhì)的主要領(lǐng)域。,2,同時(shí)，隨著新技術(shù)和新學(xué)科的興起，生命科學(xué)研究變得更加趨于 系統(tǒng)化 規(guī)?；?數(shù)字化,3,形成了以： 系統(tǒng)（整合）研究生命的 現(xiàn)象與本質(zhì)為方向； 以多學(xué)科交叉為基礎(chǔ)： 分析與整合并重、微觀與宏觀相結(jié)合的研究體系； 探討生命的本質(zhì)和起源，將是生命科學(xué)基礎(chǔ)研究的發(fā)展趨勢(shì)。,4,1， 一大批生物基因組測(cè)序的完成催生了一批相關(guān)研究領(lǐng)域。 2003年完成的人類基因組計(jì)劃使科學(xué)家擁有一張接近完整的人類基因組圖譜。 之后，其它4000多種生物的基因組作圖和測(cè)序也陸續(xù)完成。,生命科學(xué)進(jìn)展突出表現(xiàn)在：,5,對(duì)基因、基因組結(jié)構(gòu)和功能研究： 形成了結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、比較基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、表型組學(xué)和代謝組學(xué)、RNA組學(xué)等新興領(lǐng)域。這些分支領(lǐng)域已成為生物學(xué)基礎(chǔ)研究的重要方面。,6,2， 生物信息學(xué)迅速發(fā)展。 生物信息學(xué)： 是基于基因組、蛋白組信息分析的需要而出現(xiàn)的一門與信息科學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等交叉的新興領(lǐng)域。,7,其前沿問題包括： 基因組信息結(jié)構(gòu)復(fù)雜性； 序列特別是非編碼區(qū)信息分析； 基因組結(jié)構(gòu)與遺傳語言； 大規(guī)模基因、蛋白表達(dá)譜分析； 基因表達(dá)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控； 蛋白質(zhì)相互作用的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和特征； 生物信息學(xué)中新理論、新方法和新技術(shù)。,8,生物信息學(xué)和其 他學(xué)科進(jìn)一步 交叉、融合，發(fā)展形成了系統(tǒng)生物學(xué)(整合生物學(xué))。 其主要特征是從分子、細(xì)胞、器官 到 機(jī)體和從個(gè)體、群體到生態(tài)系統(tǒng)的不同層次 上生物信息的整合和定量化。,9,3，發(fā)育生物學(xué)研究不斷深入。 發(fā)育生物學(xué)一直是生命科學(xué)中的前沿學(xué)科之一，目前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域是： 以模式生物如小鼠、斑馬魚、爪蟾、果蠅、線蟲、擬南芥、水稻等為對(duì)象，,10,發(fā)現(xiàn)新的與發(fā)育相關(guān)基因 闡明它們的時(shí)空表達(dá)譜、 調(diào)控機(jī)理以及對(duì)細(xì)胞行為和組織器官形成與分化的影響， 從分子和細(xì)胞水平 闡述一些重要發(fā)育途徑如胚胎誘導(dǎo)作用、胚層的形成和分化、組織器官發(fā)育、配子發(fā)育和細(xì)胞極性運(yùn)動(dòng)等的調(diào)控機(jī)理。,11,4， 干細(xì)胞研究的快速發(fā)展。 干細(xì)胞具有在體外大量增殖和分化為多種細(xì)胞的潛能，是研究細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)問題的理想模型，也可以為難治性疾病提供細(xì)胞來源。 目前，干細(xì)胞的定向分化、自我更新、干細(xì)胞的可塑性等是重要的基礎(chǔ)研究。,12,5， 小分子RNA的發(fā)現(xiàn)和對(duì)其功能研究是近10年來分子生物學(xué)領(lǐng)域最突出的熱點(diǎn)之一 小分子RNA存在的廣泛性和多樣性，提示小分子RNA可能有廣泛的生物功能。 是調(diào)控基因表達(dá)和蛋白活性的重要方式。 對(duì)具有調(diào)節(jié)功能的非編碼RNA分子的結(jié)構(gòu)特征、調(diào)控方式以及生物學(xué)功能是近期重要的研究方向。,13,6，多學(xué)科交叉促進(jìn)了腦科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展。 借助于近年來發(fā)展的各種具有高空間和時(shí)間分辨率腦成像和信息處理技術(shù)，大腦各種認(rèn)知功能神經(jīng)機(jī)制的研究迅速發(fā)展。 認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家們 從單個(gè)神經(jīng)元、腦組織以及行為等多個(gè)層次， 對(duì)知覺、記憶、注意、語言、情緒、意識(shí)以及復(fù)雜社會(huì)認(rèn)知功能開展了系統(tǒng)研究，,14,對(duì)大腦認(rèn)知功能的神經(jīng)機(jī)制的理解有了重要進(jìn)展，并且建立了認(rèn)知的計(jì)算模型。 這些研究成果也對(duì)理解各種心理和精神疾病的神經(jīng)基礎(chǔ)提供了科學(xué)依據(jù)。,15,7，全球變化、生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展成為宏觀生物學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿問題之一 全球變化驅(qū)動(dòng)因素的分析正在由單因素和單站點(diǎn)向多因素和區(qū)域性集成的方向發(fā)展，反映主導(dǎo)因素變異作用的一系列研究站點(diǎn)的完善和由這些站點(diǎn)構(gòu)成陸地樣帶的研究備受關(guān)注。,16,生物多樣性的研究更加重視其功能，重視遺傳、物種和生境多樣性格局的自然變化和對(duì)人為干擾的反應(yīng)； 生物入侵對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，注重稀有和瀕危物種的保護(hù)、恢復(fù)、發(fā)展和全球變化對(duì)生物多樣性影響的機(jī)制和過程。 發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)的理論和技術(shù)，揭示受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建機(jī)制已成為生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要研究?jī)?nèi)容。,17,8， 生命科學(xué)基礎(chǔ)研究已成為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的源頭動(dòng)力。 利用生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基因在動(dòng)物、植物、微生物間的轉(zhuǎn)移和重組，動(dòng)植物育種進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)期。 一些農(nóng)業(yè)生物（如水稻、家蠶、雞等）全基因組序列測(cè)定的完成又促進(jìn)了本世紀(jì)初“農(nóng)業(yè)生物功能基因組”研究的全面開展。,18,未來5至10年（或20年）間 圍繞“重要農(nóng)業(yè)生物（植物、動(dòng)物、微生物）農(nóng)藝、生產(chǎn)、品質(zhì)等重要性狀的遺傳、生長(zhǎng)發(fā)育分子調(diào)控機(jī)理”的研究將全面展開，并將對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。 另外，向資源節(jié)約和高效方向發(fā)展，保證農(nóng)產(chǎn)品（食品）的質(zhì)量和安全也將是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究的重要方向。,19,9，生物科學(xué)與其它學(xué)科的交叉和滲透更加廣泛與深入 生命科學(xué)的很多重要的里程碑式的成果都離不開物理學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的貢獻(xiàn), 如： X射線晶體衍射對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確定、 各種先進(jìn)設(shè)備用于精確和高通量的基因測(cè)序、 數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)基因組測(cè)序的整合和分析等極大地推動(dòng)了分子生物學(xué)的發(fā)展。,20,過去十年來，學(xué)科交叉逐步形成了一些具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用前景的研究領(lǐng)域，具有代表性的有： 生物信息學(xué)、 組織工程學(xué)、 分子影像學(xué)、 認(rèn)知科學(xué)等。 多學(xué)科、多層次揭示生命的基本規(guī)律成為生命科學(xué)重要的交叉研究領(lǐng)域。,21,二、我國(guó)的研究現(xiàn)狀和取得的重要進(jìn)展,隨著國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)研究的重視和科研投入的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)科技人員在生命科學(xué)的基礎(chǔ)研究方面獲得了明顯的成績(jī)。直接表現(xiàn)為我國(guó)近幾年科學(xué)論文的數(shù)量有了很大的提高，代表基礎(chǔ)研究水平的SCI文章數(shù)量已上升到世界前六位。在較短的時(shí)間內(nèi)縮短了與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。,22,在基礎(chǔ)生物學(xué)方面，中國(guó)科學(xué)家承擔(dān)了人類基因組1％的測(cè)序，完成了國(guó)際HapMap計(jì)劃中單倍型作圖10％的任務(wù)和21號(hào)與3號(hào)染色體SNP作圖計(jì)劃。 在家蠶、家禽和水稻的基因組測(cè)序和功能基因組等研究方面獲得了一些國(guó)際領(lǐng)先或先進(jìn)的研究成果，發(fā)表了水稻基因組的框架序列，并在世界率先繪制完成了家蠶基因組“框架圖”。 在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域，成功地解析了多個(gè)蛋白質(zhì)及其復(fù)合物的的三維結(jié)構(gòu)，,23,其中包括一批與重大疾病和重要生理功能相關(guān)的蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，這些三維結(jié)構(gòu)的解析為闡明其分子作用機(jī)理或創(chuàng)新藥物設(shè)計(jì)與篩選提供了重要依據(jù)。 我國(guó)科學(xué)家還積極參與重要微生物基因組的測(cè)序工作，迄今已完成了鉤端螺旋體等6個(gè)微生物的全基因組測(cè)序?！叭尽保ā吨袊?guó)植物志》、《中國(guó)動(dòng)物志》、《中國(guó)孢子植物志》）編研工作進(jìn)展順利；《中國(guó)植物志》（中文版）已經(jīng)完成，成為目前世界上最大的植物志。,24,我國(guó)古生物學(xué)的一系列重大發(fā)現(xiàn)，如澄江動(dòng)物化石群，甕安動(dòng)物化石群，遼寧鳥類化石以及遼寧古果等引起國(guó)際關(guān)注。 在中國(guó)植物區(qū)系的起源、發(fā)展和進(jìn)化以及家養(yǎng)動(dòng)物起源、進(jìn)化與遺傳多樣性方面也獲得了一系列重要成果。 中國(guó)不僅是四大國(guó)際研究計(jì)劃（世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）；國(guó)際地圈——生物圈計(jì)劃（IGBP）；全球環(huán)境變化的人文因素（IHDP）; 國(guó)際生物多樣性計(jì)劃（DIVERSITAS））的參加國(guó)，還是IGBP的發(fā)起國(guó)之一，,25,在全球變化、生物多樣性的國(guó)際合作研究中發(fā)揮著重要的作用。 近年來，我國(guó)科學(xué)家在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊如《Cell》、《Nature》、《Science》等以及權(quán)威性專業(yè)期刊的發(fā)文量明顯增多，標(biāo)志著我國(guó)基礎(chǔ)研究快速發(fā)展，研究水平不斷提高。 在醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)等國(guó)家需求領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)家也取得了一些令世人矚目的研究成果。,26,在農(nóng)學(xué)領(lǐng)域 進(jìn)一步深化了對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，找到了顯性、超顯性、上位性都可成為雜種優(yōu)勢(shì)形成的遺傳組分以及可在同一遺傳體系中共存現(xiàn)象的分子證據(jù)，提出了“上位性是雜種優(yōu)勢(shì)的主要遺傳基礎(chǔ)”的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。 利用分子標(biāo)記技術(shù)，在一些重要農(nóng)作物中成功定位和標(biāo)記了多個(gè)功能基因位點(diǎn)，,27,獲得了一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的作物重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的功能基因， 如調(diào)控水稻分蘗的關(guān)鍵基因，影響水稻機(jī)械強(qiáng)度基因，磷誘導(dǎo)根系發(fā)生相關(guān)基因，水稻磷饑餓信號(hào)專一誘導(dǎo)表達(dá)標(biāo)記基因、植物磷高效利用相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子、影響太湖豬高繁殖力的主效基因等。通過有效的突變體遺傳分析和信號(hào)傳導(dǎo)途徑研究，深化了對(duì)植物抗逆機(jī)制的認(rèn)識(shí)。,28,在國(guó)際上首先獲得生長(zhǎng)速度較快的轉(zhuǎn)基因魚， 在魚類異種細(xì)胞核移植與核質(zhì)關(guān)系的分析、兩棲類卵球成熟和單性發(fā)育等方面獲得了具有重要國(guó)際影響的成果。 利用細(xì)胞核移植和體細(xì)胞克隆成功地獲得了克隆牛、克隆羊和克隆豬等。,29,我國(guó)有豐富的野生植物和畜禽種質(zhì)資源，經(jīng)過數(shù)十年的搜集、整理和分析，已經(jīng)完成了對(duì)一批優(yōu)良種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)及鑒定，為進(jìn)一步利用這些資源奠定了基礎(chǔ)。應(yīng)該說，我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)基礎(chǔ)研究正面臨非常好的發(fā)展機(jī)遇。,30,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，我國(guó)科學(xué)家主持了肝臟蛋白質(zhì)組國(guó)際合作項(xiàng)目，該項(xiàng)目將為醫(yī)學(xué)研究提供重要的信息平臺(tái)，在國(guó)際上具有較大的影響。 在心腦血管病，惡性腫瘤，內(nèi)分泌與代謝性疾病，精神與神經(jīng)性疾病和遺傳病的研究中建立了重要的遺傳資源庫、信息數(shù)據(jù)庫和高通量技術(shù)平臺(tái)，克隆和鑒定出若干單基因病和多基因復(fù)雜性疾病的致病基因或易感基因。 在腫瘤治療上，以早幼粒白血病為模型，采用了全反式維甲酸和,31,三氧化二砷聯(lián)合用藥，大大提高了無瘤生存率，使之成為少數(shù)可以治愈的腫瘤，促進(jìn)了化學(xué)基因組學(xué)的發(fā)展，也促進(jìn)了以機(jī)制作為設(shè)計(jì)的和篩選靶向藥物與先導(dǎo)化合物的新藥研發(fā)。在精神分裂癥為代表的復(fù)雜性疾病發(fā)生機(jī)理的系統(tǒng)、整合分析中，初步建立起多元聯(lián)合分析體系，取得了一系列有價(jià)值的成果。 另外，我國(guó)在血吸蟲和多種病原體基因組測(cè)序、功能研究、藥物及疫苗研究方面也取得顯著成果。,32,乙肝疫苗等在預(yù)防和控制我國(guó)高發(fā)傳染病中發(fā)揮了重要作用。 基因工程藥物、疫苗以及檢測(cè)診斷試劑盒等已步入產(chǎn)業(yè)化軌道。 高通量藥物篩選已經(jīng)步入實(shí)用階段。具有我國(guó)特色的中藥成份作用機(jī)理研究取得了進(jìn)展，中藥基因組學(xué)研究為中藥品種、產(chǎn)地和毒副反應(yīng)的鑒別和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化提供了可能性。,33,隨著學(xué)術(shù)交流和合作的日漸加強(qiáng)，交叉研究在我國(guó)也獲得了迅速發(fā)展。 在生物大分子研究領(lǐng)域：我國(guó)已擁有多學(xué)科、多層次、多技術(shù)平臺(tái)的研究隊(duì)伍和較好的工作基礎(chǔ)，在細(xì)胞膜彈性理論、DNA大分子彈性和生物信息學(xué)等領(lǐng)域都做出了突出成績(jī)。 感覺神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速，在知覺的基因表達(dá)、視覺的腦機(jī)制、學(xué)習(xí)與記憶、腦的發(fā)育及可塑性等方面獲得了有國(guó)際影響力的研究成果。分子影像學(xué)研究發(fā)展迅速。此外，在學(xué)習(xí)與記憶的化學(xué)基礎(chǔ)研究、微量分析、單細(xì)胞單分子分析、高通量分析（包括生物轉(zhuǎn)化、某些生物過程的化學(xué)介入或干擾研究）等方面有了很好的研究積累。,34,我國(guó)雖然在生命科學(xué)領(lǐng)域取得了突出成績(jī)，但與美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有相當(dāng)大的差距。雖然近年來研究論文數(shù)量增長(zhǎng)很快，但具有原始創(chuàng)新性的高質(zhì)量論文較少，在世界生命科學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)雜志的文章數(shù)量還較少。 分析我國(guó)生命科學(xué)基礎(chǔ)研究現(xiàn)狀，主要差距在于：(1) 原創(chuàng)性學(xué)術(shù)思想少，跟蹤和模仿研究多；（2）基礎(chǔ)研究投入不足； (3) 缺乏良好的研究體系和平臺(tái)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)；,35,(4) 缺乏處于國(guó)際前沿的高素質(zhì)研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表的研究論文還是個(gè)別和零星的，并且過分地依靠個(gè)別科學(xué)家；(5) 學(xué)科和領(lǐng)域交叉的機(jī)制不暢，其中有科研運(yùn)行體制的問題，也與國(guó)家層面的引導(dǎo)有關(guān)；(6) 數(shù)據(jù)共享性差，多數(shù)研究基本上是各自為陣和從頭開始，造成不必要的重復(fù)和浪費(fèi)；（7）研究技術(shù)和手段發(fā)展滯后；（8）項(xiàng)目評(píng)審與資助機(jī)制有待進(jìn)一步完善。上述問題應(yīng)當(dāng)在“十二五”期間引起重視并予以改進(jìn)。,36,三、“十二五”發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想,在未來五年中，生命科學(xué)基礎(chǔ)研究 ?要特別注意培植新興領(lǐng)域和學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)，優(yōu)先支持具有重大科學(xué)意義和價(jià)值的基礎(chǔ)研究。 ?充分利用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)所取得的理論和技術(shù)成就，帶動(dòng)遺傳、發(fā)育、細(xì)胞、免疫、神經(jīng)、進(jìn)化和生態(tài)學(xué)等前沿領(lǐng)域的發(fā)展。 ?注重在基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、分子影像學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和生物信息學(xué)等前沿領(lǐng)域發(fā)展自己的長(zhǎng)處和特色，積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。,37,在農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，要以國(guó)家需求為目標(biāo)開展基礎(chǔ)研究，努力解決涉及食品安全、生態(tài)安全、防病治病和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深層次基礎(chǔ)問題。 農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)研究要圍繞“保證使我國(guó)在未來10?20年間逐步成為世界農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)創(chuàng)新與農(nóng)業(yè)高新技術(shù)創(chuàng)新研究方面的先進(jìn)國(guó)家”的目標(biāo)而開展；大力支持以揭示調(diào)控重要農(nóng)業(yè)生物（植物、動(dòng)物、微生物）農(nóng)藝、產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病蟲等重要性狀的遺傳、生長(zhǎng)發(fā)育分子調(diào)控機(jī)理為目標(biāo)的自由探索；進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)在食品安全，資源高效利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)方面基礎(chǔ)研究的發(fā)展。,38,醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究要充分發(fā)掘和利用我國(guó)豐富的醫(yī)學(xué)資源（包括各種疾病家系和病例、隔離人群、天然藥物資源、病原微生物和復(fù)雜的自然環(huán)境等），以重大疾病的發(fā)生、發(fā)展機(jī)理與防治為主線，開展相關(guān)的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和藥學(xué)的前沿研究。從不同層次（分子、細(xì)胞、組織器官、個(gè)體、群體乃至生態(tài)和生物圈）上揭示疾病成因和機(jī)理，逐漸將臨床醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)和藥學(xué)研究加以整合，實(shí)現(xiàn)由疾病治療向治療與預(yù)防相結(jié)合的研究過渡，由結(jié)構(gòu)研究向結(jié)構(gòu)與功能相結(jié)合過渡，更加注重功能表現(xiàn)與調(diào)控機(jī)制的研究，重視對(duì)正常生理狀態(tài)的維持和調(diào)節(jié)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，大力發(fā)展具有中國(guó)特色的中醫(yī)藥學(xué)。,39,要大力提倡和鼓勵(lì)學(xué)科交叉與合作。針對(duì)未來國(guó)際上科技前沿和我國(guó)科技及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，根據(jù)我國(guó)的學(xué)科交叉現(xiàn)狀，相對(duì)集中地資助分子影像學(xué)、認(rèn)知科學(xué)與生物大分子相互作用規(guī)律等研究。加強(qiáng)生物組織的功能化定量研究，力爭(zhēng)在感覺神經(jīng)信息處理及模擬，分子成像的理論和方法等方面取得突破。 不斷完善基金管理和資助模式，堅(jiān)持自由探索和宏觀引導(dǎo)相結(jié)合，貫徹科學(xué)問題的“雙來源“和基金發(fā)展的“雙驅(qū)動(dòng)”原則，以培養(yǎng)杰出人才、營(yíng)造創(chuàng)新和開放合作的學(xué)術(shù)氛圍為宗旨，進(jìn)一步完善基金管理，加強(qiáng)對(duì)優(yōu)秀科學(xué)家的連續(xù)和長(zhǎng)期資助，培養(yǎng)創(chuàng)新學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，造就一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研究隊(duì)伍，進(jìn)一步提升我國(guó)生命科學(xué)基礎(chǔ)研究的水平。,40,四、國(guó)家層面優(yōu)先資助領(lǐng)域,41,1. 重要組織器官發(fā)育的細(xì)胞與分子基礎(chǔ) 發(fā)育生物學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)中的一門前沿學(xué)科，主要利用小鼠、斑馬魚、爪蟾、海膽、果蠅、線蟲、擬南芥、水稻等模式生物研究生物體從精子和卵子的發(fā)生、受精、胚胎發(fā)育、生長(zhǎng)，到衰老、死亡的規(guī)律。目前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域是從分子和細(xì)胞水平闡述一些重要發(fā)育途徑的調(diào)控機(jī)理，這些發(fā)育途徑包括胚胎誘導(dǎo)作用、胚層的形成和分化、組織器官發(fā)育、配子發(fā)育和細(xì)胞的極性運(yùn)動(dòng)等，發(fā)現(xiàn)新的發(fā)育相關(guān)基因，闡明它們的時(shí)空表達(dá)譜、表達(dá)調(diào)控機(jī)理和對(duì)細(xì)胞行為和組織器官形成與分化的影響。 主要科學(xué)問題：發(fā)育過程中基因時(shí)空表達(dá)的遺傳和表觀遺傳調(diào)控機(jī)制；機(jī)體形成時(shí)的格式化（patterning）；組織和器官形成中細(xì)胞分化和移動(dòng)的分子基礎(chǔ)；以動(dòng)物發(fā)育為模型研究人類重大疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制等。,42,2. 基因和基因組的結(jié)構(gòu)和功能 以基因組計(jì)劃為先導(dǎo)的大規(guī)模生物基因測(cè)序，為人類認(rèn)識(shí)復(fù)雜生命現(xiàn)象的本質(zhì)，揭示生物發(fā)生、發(fā)育、進(jìn)化及其與環(huán)境的關(guān)系提供了重要的信息。如何解讀和注釋基因組測(cè)序獲得的海量數(shù)據(jù)，成為今后的研究重點(diǎn)，也成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。目前對(duì)基因和基因組的結(jié)構(gòu)和功能研究，形成了結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、比較基因組學(xué)等新的快速發(fā)展的研究領(lǐng)域。 主要科學(xué)問題：基因組結(jié)構(gòu)與遺傳語言，其中包括非編碼DNA的鑒定和功能研究；基因組DNA序列元件的鑒定及其生物學(xué)功能；基因表達(dá)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控；從比較基因組的角度研究基因起源；研究基因組學(xué)的新方法和新技術(shù)等。,43,3．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)－功能關(guān)系 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)－功能關(guān)系是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)的功能通過其結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和相互作用得以實(shí)現(xiàn)。蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)主要包括整體水平的肽鏈折疊方式、原子水平的構(gòu)象、分子的內(nèi)在運(yùn)動(dòng)性和在不同條件下的結(jié)構(gòu)變化，從而實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)分子間和亞基間、以及蛋白質(zhì)與非蛋白質(zhì)分子之間的相互作用。本領(lǐng)域鼓勵(lì)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能及其相互關(guān)系等方面開展創(chuàng)新性研究。 主要科學(xué)問題：蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；蛋白質(zhì)分子在不同條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；蛋白質(zhì)與其它生物大分子的相互作用；氨基酸序列和三維結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)；原子水平蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)折疊和功能的關(guān)系；膜蛋白和糖蛋白的結(jié)構(gòu)及其在細(xì)胞生命活動(dòng)中的功能等。,44,4， 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)及效應(yīng) 生命活動(dòng)離不開信息交流。細(xì)胞通過復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)增殖、分化、運(yùn)動(dòng)、凋亡及其它生理活動(dòng)并對(duì)其進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境。盡管目前在這一領(lǐng)域已取得一些研究進(jìn)展，但對(duì)生命活動(dòng)的信息調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)非完善。由于疾病最終可歸因于信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的失調(diào)，其中的很多組分都可成為藥物篩選的靶標(biāo)，因此相關(guān)研究對(duì)人類健康也有深遠(yuǎn)的影響。 主要科學(xué)問題：信號(hào)網(wǎng)絡(luò)新組分的鑒定和功能分析；信號(hào)網(wǎng)絡(luò)組分間的相互作用及其調(diào)節(jié)機(jī)制；信號(hào)通路間的對(duì)話機(jī)制及生物學(xué)意義；信息整合機(jī)制和應(yīng)答方式的系統(tǒng)整合生物學(xué)分析；生理與病理?xiàng)l件下信號(hào)傳遞的異同等。,45,5. 細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的分子機(jī)制 細(xì)胞運(yùn)動(dòng)是以微管和微絲骨架支撐的重要生命活動(dòng)，包括細(xì)胞遷移、細(xì)胞分裂和胞內(nèi)運(yùn)輸?shù)?，其共同特征是需要?qū)動(dòng)蛋白的參與及細(xì)胞骨架的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)。 在體內(nèi)，細(xì)胞定向遷移需要胞外信號(hào)分子的引導(dǎo)，這一過程為胚胎發(fā)育、神經(jīng)系統(tǒng)形成和免疫系統(tǒng)趨化功能所必須。細(xì)胞遷移異常將導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，而腫瘤的惡化也是細(xì)胞遷移異常激活的結(jié)果。細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性是細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重要的基礎(chǔ)性理論問題。 主要科學(xué)問題：細(xì)胞運(yùn)動(dòng)相關(guān)過程的分子機(jī)理；細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的信號(hào)調(diào)控機(jī)制；驅(qū)動(dòng)蛋白功能和特異性調(diào)節(jié)；微管和微絲系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)和功能協(xié)調(diào)機(jī)制；細(xì)胞運(yùn)動(dòng)與胚胎發(fā)育、器官形成和疾病發(fā)生的關(guān)系等。,46,6. 膜系統(tǒng)及物質(zhì)跨膜運(yùn)輸 細(xì)胞作為生命活動(dòng)的基本單元，不斷地與外界進(jìn)行物資交換。細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸和與外界物質(zhì)交換是生命的基本現(xiàn)象，它直接影響到細(xì)胞的增殖和分化。胞內(nèi)運(yùn)輸涉及內(nèi)膜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化、囊泡運(yùn)輸、胞吞和胞吐等重要過程。這些過程不僅為普通細(xì)胞所必須，在神經(jīng)和腺體細(xì)胞中尤為重要。因此，膜系統(tǒng)和物質(zhì)跨膜運(yùn)輸一直是細(xì)胞生物學(xué)研究的中心問題之一。 主要科學(xué)問題：囊泡運(yùn)輸、胞吞和胞吐的分子機(jī)制和調(diào)控，以及與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的相互影響；核膜內(nèi)外物質(zhì)交流機(jī)制；細(xì)胞周期中內(nèi)膜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化等。,47,7. 干細(xì)胞特性與定向分化 干細(xì)胞具有在體外大量增殖和分化為多種細(xì)胞的潛能，是研究細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)問題如自我更新、定向分化和細(xì)胞可塑性的理想模型，也可以為疾病治療和組織器官重建提供可能。目前對(duì)調(diào)控干細(xì)胞增殖和分化機(jī)制的認(rèn)識(shí)還十分有限。 主要科學(xué)問題：干細(xì)胞增殖和分化的分子調(diào)控機(jī)制；體細(xì)胞核基因組重編程的機(jī)理以及重編程分子的鑒定；線粒體基因組在體細(xì)胞核基因組重編程中的作用；疾病相關(guān)的干細(xì)胞如腫瘤干細(xì)胞等的研究。,48,8. 免疫應(yīng)答和免疫耐受的細(xì)胞和分子機(jī)制 免疫應(yīng)答機(jī)制與調(diào)節(jié)始終是免疫學(xué)的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題。迄今包括淋巴細(xì)胞識(shí)別抗原后的活化、抗原信息處理、加工、整合、提呈和轉(zhuǎn)導(dǎo)，效應(yīng)產(chǎn)生及免疫自穩(wěn)的形成，共刺激信號(hào)分子及其信號(hào)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，抗原提呈細(xì)胞的作用等重要過程和環(huán)節(jié)的調(diào)控機(jī)制等基礎(chǔ)免疫學(xué)問題仍有許多深入研究的空間，所以應(yīng)該繼續(xù)鼓勵(lì)具有概念、理論和方法創(chuàng)新的相關(guān)命題研究，豐富對(duì)免疫學(xué)基本理論的認(rèn)識(shí)。 天然免疫系統(tǒng)不僅介導(dǎo)機(jī)體對(duì)病原生物的反應(yīng)，而且為機(jī)體獲得性免疫應(yīng)答的啟動(dòng)提供信號(hào)。目前對(duì)天然－獲得性免疫應(yīng)答的相互聯(lián)系迄今了解還很少，因此深入了解天然免疫系統(tǒng)如何啟動(dòng)并調(diào)節(jié)獲得性免疫應(yīng)答已成為目前免疫學(xué)前沿領(lǐng)域之一。,49,免疫耐受是另一個(gè)目前值得重點(diǎn)關(guān)注的研究領(lǐng)域。在深入研究免疫耐受誘導(dǎo)及調(diào)節(jié)和消除的分子機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合基于免疫耐受機(jī)制的臨床治療手段，為包含免疫性疾病、過敏性疾病、腫瘤、器官移植排斥等提供新的干預(yù)途徑和方法，并為疫苗設(shè)計(jì)提供重要的分子信息。 主要科學(xué)問題：天然免疫與獲得性免疫應(yīng)答的相互聯(lián)系和相互作用；免疫耐受誘導(dǎo)和消除的分子機(jī)理及其臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)等。,50,9．精神、心理和行為的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ) 人與動(dòng)物的行為均受遺傳和社會(huì)兩方面制約。行為學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括本能 (如求偶、生育、捕食和自我防御等)，后天獲得的技能(如學(xué)習(xí)和記憶等)，以及病理性改變（如精神與心理障礙等)。行為受神經(jīng)系統(tǒng)控制。 研究遺傳因素和生存環(huán)境對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)形成與改變的調(diào)控，及其對(duì)精神、心理和行為的影響，將不僅促進(jìn)腦高級(jí)功能的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)研究，而且還能為增進(jìn)精神與心理健康提供理論基礎(chǔ)。 主要科學(xué)問題：行為的發(fā)生、發(fā)展和演化規(guī)律；利用模式動(dòng)物和人類遺傳性精神與心理障礙疾病資源，鑒定和研究與行為相關(guān)的功能和致病基因及作用機(jī)理；生存環(huán)境對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、功能性修飾和病理性改變的影響，及其與行為形成和改變的相關(guān)性；探尋治療精神與心理障礙的新策略和新方法。,51,10．極端條件下的生命及其適應(yīng)機(jī)制 在地球上，存在著形式多樣的極端自然環(huán)境，例如：熱泉、深海、海底熱溢口、深部地下、高寒雪線地區(qū)、南極、鹽堿湖、高輻射區(qū)域等。生活在極端自然環(huán)境中的生物蘊(yùn)涵著生命進(jìn)化歷程的豐富信息，代表著生命對(duì)于環(huán)境的極限適應(yīng)能力，推動(dòng)著地球上的物質(zhì)循環(huán)，是生物遺傳和代謝多樣性的寶藏。開展極端生物的研究對(duì)于揭示生命的起源及演化規(guī)律，認(rèn)識(shí)生命與環(huán)境的相互作用，促進(jìn)極端生物資源在生物技術(shù)等方面的應(yīng)用具有重要意義。 主要科學(xué)問題：生命對(duì)于極端自然環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制；極端生物的代謝特點(diǎn)及特殊代謝產(chǎn)物；典型極端自然環(huán)境中的生物物種結(jié)構(gòu)、基因構(gòu)成、協(xié)同適應(yīng)機(jī)制及與環(huán)境的相互作用?？臻g微重力環(huán)境下的生物響應(yīng)機(jī)制。,52,11. 系統(tǒng)發(fā)育重建與分子進(jìn)化 進(jìn)化是生命科學(xué)的基本問題之一，沒有進(jìn)化論的指導(dǎo)，生物學(xué)一切問題都難以解釋。20世紀(jì)進(jìn)化研究取得了顯著進(jìn)展，也帶動(dòng)和促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展?；蚪M研究的突破性進(jìn)展為進(jìn)化研究創(chuàng)造了難得的機(jī)遇。近年來我國(guó)在進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域取得了驕人成績(jī)，如能抓住這一機(jī)遇，充分利用我國(guó)豐富的生物種類和多樣的環(huán)境條件這一優(yōu)勢(shì)，將會(huì)取得為世人矚目的成績(jī)。進(jìn)化研究涉及的問題非常廣泛，在有限的時(shí)間內(nèi)只能根據(jù)我國(guó)的特色和優(yōu)勢(shì)集中一些科學(xué)問題進(jìn)行探索。 主要科學(xué)問題：結(jié)合DNA序列、形態(tài)和化石證據(jù)，重建生命之樹（系統(tǒng)發(fā)育）；基因與基因組進(jìn)化；進(jìn)化發(fā)育式樣的多樣性；適應(yīng)性輻射和物種形成的分子機(jī)制等。,53,12， 物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系 生態(tài)系統(tǒng)功能是指生態(tài)系統(tǒng)執(zhí)行其基本生態(tài)系統(tǒng)過程的能力，包括水分的流動(dòng)和儲(chǔ)存、生物生產(chǎn)力、生物地球化學(xué)循環(huán)和生物多樣性的維持等。生物多樣性變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能過程的影響在于：改變對(duì)水分、養(yǎng)分和光能的利用效率；影響群落內(nèi)食物關(guān)系(營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu))；影響干擾發(fā)生的頻率、程度和范圍。生物多樣性是控制生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、生產(chǎn)力、養(yǎng)分動(dòng)態(tài)和外來種侵入的重要因素之一。我國(guó)是世界上物種多樣性資源最為豐富的國(guó)家之一，同時(shí)，由于長(zhǎng)期以來人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾和資源的不合理利用，物種多樣性維持受到了極大的威脅，生態(tài)系統(tǒng)功能顯著降低。因此，開展物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。 主要科學(xué)問題：物種多樣性的形成、功能和維持機(jī)制；生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物種間相互作用的方式與機(jī)制；物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和演變的關(guān)系；物種多樣性與外來種侵入的關(guān)系與機(jī)制；物種喪失（剔除）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的影響與機(jī)制等。,54,13. 我國(guó)重要資源生物的收集、評(píng)價(jià)及保護(hù)（存） 我國(guó)地域遼闊，生態(tài)環(huán)境多樣，生物種類豐富。許多野生植物、動(dòng)物可以作為糧食、蔬菜、花卉、草坪草、畜禽、藥物等的種質(zhì)來源，它們不僅是常規(guī)育種的材料，而且蘊(yùn)涵有特殊的基因資源（如：抗病、抗旱等）；微生物、包括占總數(shù)99%以上的未培養(yǎng)微生物是生物技術(shù)賴以發(fā)展的重要資源。我國(guó)在生物資源收集、評(píng)價(jià)和利用方面有一定積累，但由于基礎(chǔ)研究滯后，導(dǎo)致了資源保護(hù)和利用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，而大量資源由于沒有得到有效保護(hù)和利用，流失和滅絕現(xiàn)象嚴(yán)重。系統(tǒng)收集、保存重要資源生物，深入研究其遺傳及代謝特點(diǎn)，對(duì)于保護(hù)和利用我國(guó)豐富的遺傳資源、推動(dòng)我國(guó)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義和緊迫性。 主要科學(xué)問題：我國(guó)重要野生動(dòng)植物和微生物及其基因資源的調(diào)查和收集；重要資源動(dòng)、植生物的遺傳學(xué)評(píng)價(jià)以及繁殖和保護(hù)策略；重要資源生物代謝功能及產(chǎn)物的研究；重要性狀基因的鑒定和克隆。,55,14. 農(nóng)業(yè)資源高效利用 我國(guó)人口已超過13億，農(nóng)業(yè)資源相對(duì)短缺，包括耕地資源、水資源、光資源和土壤重要營(yíng)養(yǎng)元素不足已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要限制因素。如何提高以上資源的利用效率以緩解農(nóng)業(yè)資源的供需矛盾和可能出現(xiàn)的對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響，是保障我國(guó)糧食安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展的重大科技需求，也是我國(guó)建設(shè)小康社會(huì)的重要保障。 主要科學(xué)問題：重要農(nóng)作物區(qū)域化、集約化化栽培的基礎(chǔ)研究；農(nóng)作物對(duì)光能、水分和養(yǎng)分高效利用的生理和遺傳機(jī)理；高效、節(jié)能和環(huán)境友好型設(shè)施農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)研究；農(nóng)業(yè)生物資源的高效利用。,56,15， 農(nóng)作物、林木生物災(zāi)害預(yù)防與可持續(xù)控制 農(nóng)作物和林木的病、蟲、草、鼠等一直是農(nóng)林生產(chǎn)中的重要限制因素。近年來，農(nóng)林生物災(zāi)害在以驚人的速度發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、品種更迭及氣候變遷以及天然林破壞和退化、人工林的物種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和基因窄化等為生物災(zāi)害的大發(fā)生創(chuàng)造了條件，也使病、蟲、草、鼠等有害生物的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律不斷變化。外來生物入侵所造成的威脅也愈加嚴(yán)重，由此也產(chǎn)生了新的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)安全問題。加強(qiáng)農(nóng)作物、林木生物災(zāi)害預(yù)防與控制的基礎(chǔ)研究，已經(jīng)成為保證農(nóng)林業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展所迫切需要解決的重大科學(xué)問題。 主要科學(xué)問題：重要生物災(zāi)害的成災(zāi)原因及危害機(jī)理；主要有害生物種群的可持續(xù)控制；農(nóng)作物和林木抗性資源發(fā)掘和種質(zhì)創(chuàng)新；入侵有害生物的檢疫、監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)研制等。,57,16. 重要?jiǎng)游镆卟〉牟≡瓕W(xué)及致病機(jī)制 近年來，豬瘟、雞新城疫、對(duì)蝦白斑綜合癥等一些常發(fā)的重大畜禽傳染病尚未得到根本控制，病原的耐藥性越來越復(fù)雜和嚴(yán)重，而高致病性禽流感等烈性傳染病還在不斷出現(xiàn)（甚至有時(shí)對(duì)人類也構(gòu)成了威脅），每年造成的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大。有關(guān)動(dòng)物重要病原（包括病毒、細(xì)菌和寄生蟲）的基礎(chǔ)研究滯后，導(dǎo)致防控技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大。為了能有效控制畜禽的重要疫病，應(yīng)盡快開展相關(guān)的基礎(chǔ)研究工作。 主要科學(xué)問題：重要?jiǎng)游锊《静〉陌l(fā)病機(jī)制、病毒變異－致病性和抗原性三者間的關(guān)系；病毒與宿主相互作用的分子機(jī)制；病毒克服機(jī)體免疫屏障，形成持續(xù)感染、免疫耐受和免疫逃逸的機(jī)制；人畜共患病病原在不同宿主體內(nèi)的感染途徑、靶細(xì)胞上的受體特點(diǎn)以及影響病原組織嗜性的關(guān)鍵分子位點(diǎn)；重要?jiǎng)游镆卟〉牟≡鷳B(tài)學(xué)等。,58,17， 重要水生生物優(yōu)化養(yǎng)殖的關(guān)鍵基礎(chǔ) 為了合理利用我國(guó)的水產(chǎn)資源和可持續(xù)地發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖，一方面要加強(qiáng)對(duì)我國(guó)特有、名貴、有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值水生生物的繁殖生物學(xué)研究；另一方面應(yīng)加強(qiáng)水生生物對(duì)棲息地環(huán)境變化的相應(yīng)機(jī)理和對(duì)重要環(huán)境脅迫因素的耐受能力和耐受機(jī)理方面的研究工作。 主要科學(xué)問題：水生生物體對(duì)環(huán)境脅迫反應(yīng)的細(xì)胞和分子基礎(chǔ)；脅迫信號(hào)在體內(nèi)傳遞的方式及后續(xù)反應(yīng)；耐受性的產(chǎn)生機(jī)理；重要名貴經(jīng)濟(jì)水生生物的繁殖生物學(xué)等。,59,18，食品安全的重要基礎(chǔ)研究 食品安全與人民健康密切相關(guān)。食品生產(chǎn)過程中農(nóng)藥、獸藥殘留、化肥過量施用及食品加工過程中濫用添加劑等問題，都可能對(duì)食品安全和人類健康造成危害，還影響到我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。開展食品安全相關(guān)的重要基礎(chǔ)研究，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重大需求，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。 主要科學(xué)問題：農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)（農(nóng)藥、獸藥、化肥等）在生物體內(nèi)代謝機(jī)理及其對(duì)農(nóng)畜產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)形成的影響；農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)殘留物高通量、原位、快速、靈敏的檢測(cè)方法研究；食品中殘留化學(xué)物質(zhì)、食品添加劑、天然毒素的生物安全評(píng)估體系；轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人類長(zhǎng)期和潛在影響的評(píng)價(jià)；農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)殘留對(duì)人體健康和環(huán)境影響效應(yīng)評(píng)價(jià)；食品加工貯運(yùn)過程中產(chǎn)生的生物性、化學(xué)性有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)方法；農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的污染特別是土壤污染對(duì)食品安全的影響等。,60,19，重要傳染病病原體的病原學(xué)及其與宿主相互作用 病原體和宿主相互作用是決定感染、疾病轉(zhuǎn)歸及傳播流行的關(guān)鍵。近年來面對(duì)我國(guó)一些重要傳染病的流行和發(fā)病特點(diǎn)發(fā)生了變化，以及某些動(dòng)物源性疾病病原體可能越過種的屏障傳至人體，進(jìn)而可能形成人間傳播的潛在威脅等新的挑戰(zhàn)，迫切需要我們進(jìn)一步在宏觀（群體）和微觀層面深入開展與感染發(fā)生、臨床疾病的發(fā)生發(fā)展和傳播流行密切相關(guān)的病原體遺傳特性及其變異規(guī)律、與宿主相互作用的細(xì)胞和分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究，這將對(duì)我國(guó)傳染病控制的理論和實(shí)踐的發(fā)展產(chǎn)生根本的影響。研究重點(diǎn)應(yīng)置于我國(guó)發(fā)病率高或近年重新抬頭的重要傳染?。ㄈ绺窝?、結(jié)核和血吸蟲病等）和具有重大潛在威脅的新發(fā)傳染病。 主要科學(xué)問題：病原體或其特定基因型、重組體與宿主相互作用的細(xì)胞和分子基礎(chǔ)；病原體基因（基因型）及重組體在人群中的分布特點(diǎn)；特定基因（基因型）與臨床病譜的關(guān)系及與抗病原治療關(guān)系；病原體基因（基因型）與宿主免疫應(yīng)答、遺傳學(xué)特征之間的關(guān)系以及抗感染免疫應(yīng)答及調(diào)節(jié)與疾病轉(zhuǎn)歸和傳播流行的關(guān)系等。,61,20．惡性腫瘤和心腦血管病等重大疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)理 多因素多基因參與形成的復(fù)雜性狀疾病，特別是惡性腫瘤、心腦血管疾病等嚴(yán)重威脅著人民的生命和健康，已成為全世界重要的醫(yī)學(xué)目標(biāo)之一。無疑，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，研究我國(guó)高發(fā)和死亡率高的惡性腫瘤、心腦血管病等重大疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)理及防治策略是極為重要和迫切的。 主要科學(xué)問題：惡性腫瘤、心腦血管病等重大疾病的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的多因素整合分析；疾病發(fā)生發(fā)展不同階段的分子分型與標(biāo)志物篩選；疾病發(fā)生的遺傳背景、分子發(fā)病學(xué)和分子病理學(xué)；神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)與疾病發(fā)生的關(guān)系等。,62,21. 創(chuàng)新藥物的關(guān)鍵基礎(chǔ) 創(chuàng)新藥物基礎(chǔ)研究包括藥物的發(fā)現(xiàn)、藥物構(gòu)效關(guān)系、藥物輸運(yùn)系統(tǒng)、藥效的評(píng)價(jià)等方面。其中藥物的發(fā)現(xiàn)是基礎(chǔ)，而藥物新靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和確證將是新藥發(fā)現(xiàn)的重要源頭和關(guān)鍵。人類利用藥物對(duì)疾病治療所涉及的藥物靶標(biāo)還不到500個(gè)，主要是受體酶類、各種離子通道和核受體等，只占理論存在靶標(biāo)數(shù)的10％左右。因此，充分利用人類基因組計(jì)劃提供的基因信息，在這一領(lǐng)域取得進(jìn)展和突破是有可能的。 主要科學(xué)問題：基于基因組信息和其它原理的藥物作用新靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)；藥物新靶標(biāo)的評(píng)價(jià)；藥物新靶標(biāo)的確認(rèn)；藥物新靶標(biāo)與藥物作用機(jī)制及與其功能活性的關(guān)系等,63,22， 營(yíng)養(yǎng)、代謝與相關(guān)疾病發(fā)病的機(jī)制 我國(guó)目前面臨著營(yíng)養(yǎng)缺乏與營(yíng)養(yǎng)過度的雙重挑戰(zhàn)，即在農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)人群面臨營(yíng)養(yǎng)缺乏的同時(shí)，慢性非傳染性疾病患病率迅速上升。這些慢性非傳染性疾病（如：代謝綜合征，包括肥胖、高血壓、糖尿病、血脂異常等），一方面與遺傳因素有關(guān)，另一方面多與不適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)素?cái)z入有關(guān)，所以也稱為營(yíng)養(yǎng)相關(guān)性疾病。上述疾病嚴(yán)重威脅人類健康，從根本上防治這些營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病，需要對(duì)發(fā)病機(jī)制進(jìn)行深入了解。 主要科學(xué)問題：構(gòu)建我國(guó)不同種族人群營(yíng)養(yǎng)相關(guān)基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫；尋找與人體營(yíng)養(yǎng)素需要量相關(guān)的分子標(biāo)記物，根據(jù)個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)素需求和差異指導(dǎo)個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)與膳食；具有健康促進(jìn)作用的植物化學(xué)物篩選及其預(yù)防營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病的分子機(jī)制；體重超重及肥胖、糖尿病、高血壓等營(yíng)養(yǎng)相關(guān)疾病的分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)機(jī)制等。,64,23. 衰老相關(guān)疾病的發(fā)生與轉(zhuǎn)歸機(jī)理 人口老齡化已成為全球性問題，我國(guó)也將步入老齡化社會(huì)。由于人口老齡化所帶來的一系列健康和醫(yī)學(xué)問題，特別是伴隨衰老而至的退行性疾病，嚴(yán)重影響人口質(zhì)量和生活質(zhì)量，已引起各國(guó)政府與公眾的廣泛重視?！八ダ稀笔抢夏晖诵行约膊〉母?，認(rèn)識(shí)衰老機(jī)理，可以更好地解釋衰老相關(guān)疾病的發(fā)生和轉(zhuǎn)歸機(jī)理，同時(shí)也為預(yù)防老年退行性疾病提供重要的理論指導(dǎo)。 主要科學(xué)問題：衰老的細(xì)胞、分子和遺傳基礎(chǔ)；環(huán)境因素對(duì)衰老進(jìn)程的影響；老年腦衰退及其相關(guān)疾?。ㄈ缋夏晷园V呆，帕金森氏病、老年性精神神經(jīng)病等）發(fā)生機(jī)理及預(yù)防策略；老年性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)疾病的發(fā)生機(jī)理及預(yù)防策略等。,65,24. 中醫(yī)藥關(guān)鍵基礎(chǔ)理論 建立于臨床實(shí)踐和古代哲學(xué)思想上的中醫(yī)基礎(chǔ)理論強(qiáng)調(diào)機(jī)體五臟六腑的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，重視疾病發(fā)生發(fā)展過程中內(nèi)因?qū)ν鈦碇虏∫蛩氐姆磻?yīng)以及臟腑功能的相互制約，體現(xiàn)了以“關(guān)系本體論”的辨證思維方法來思考和認(rèn)識(shí)疾病的特點(diǎn)。以往的研究實(shí)踐表明，以還原論思想為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)雖然解釋了中醫(yī)基礎(chǔ)理論的一些現(xiàn)象和規(guī)律，但對(duì)于基于“關(guān)系本體論”中醫(yī)基礎(chǔ)理論的科學(xué)解釋具有很大的局限性。追隨生物學(xué)理論和方法論變革的趨勢(shì)，即從局部觀向整體觀拓展，從線性思維走向整體思維，從注重分析轉(zhuǎn)變?yōu)榉治雠c綜合相結(jié)合，中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究需探索運(yùn)用復(fù)雜思維與方法，充分采用現(xiàn)代生命科學(xué)中整體性研究方法和相應(yīng)的研究技術(shù)開展對(duì)中醫(yī)藏象、病機(jī)和方劑配伍等研究，揭示中醫(yī)藥調(diào)控理論的生物學(xué)基礎(chǔ)，推進(jìn)中醫(yī)現(xiàn)代化的進(jìn)程。,66,中藥現(xiàn)代化是中醫(yī)現(xiàn)代化的重要組成部分，也是可期待的產(chǎn)生突破的科學(xué)領(lǐng)域。復(fù)方是基于方劑配伍理論的中醫(yī)臨床投藥形式。當(dāng)前值得重點(diǎn)關(guān)注的是中藥體內(nèi)過程的研究，它對(duì)于闡明中藥的作用機(jī)理，指導(dǎo)臨床合理用藥至關(guān)重要。在實(shí)踐上要鼓勵(lì)采用現(xiàn)代分析技術(shù)研究中藥復(fù)雜體系的體內(nèi)過程，解釋中藥及其復(fù)方體內(nèi)藥效物質(zhì)及作用環(huán)節(jié)或組效靶點(diǎn)（位）效應(yīng)，以及藥代與毒代動(dòng)力學(xué)規(guī)律等。 主要科學(xué)問題：中醫(yī)藥調(diào)控理論的生物學(xué)基礎(chǔ)；基于中醫(yī)藏象、病機(jī)和方劑配伍等基礎(chǔ)理論的整合研究途徑和方法；穴位與靶器官的相互關(guān)系和聯(lián)系機(jī)制；中藥及其復(fù)方體內(nèi)過程、作用環(huán)節(jié)、組效靶位效應(yīng)，以及中藥復(fù)雜體系在體內(nèi)藥代與毒代動(dòng)力學(xué)規(guī)律等。,67,25．生命科學(xué)研究中的新概念、新方法和新技術(shù) 我國(guó)生命科學(xué)自主創(chuàng)新研究的瓶頸問題之一是原創(chuàng)性概念、方法和技術(shù)的匱乏，而新概念、新方法和新技術(shù)的創(chuàng)建需要不同學(xué)科交叉。本領(lǐng)域著重支持生命科學(xué)與物理學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的交叉和融合，鼓勵(lì)發(fā)展與理工學(xué)科相結(jié)合的原創(chuàng)性方法和技術(shù)，以及發(fā)展新模式生物和生物模型，從而提升我國(guó)生命科學(xué)研究水平。,68,