2011年国家自然科学基金申请-生命科学发展趋势、优先发.ppt
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1、生命科学发展趋势、优先生命科学发展趋势、优先发展发展领域与资助思考领域与资助思考 国家自然科学基金委员会国家自然科学基金委员会生命科学部生命科学部 杜生明杜生明总体思路总体思路 坚持贯彻坚持贯彻“更加侧重前沿、更加侧重基础、更更加侧重前沿、更加侧重基础、更加侧重人才加侧重人才”的指导思想;生命科学基础研究要的指导思想;生命科学基础研究要特别关注学科前沿和新的学科生长点,加强对传特别关注学科前沿和新的学科生长点,加强对传统学科、薄弱学科的支持,优先支持具有重大意统学科、薄弱学科的支持,优先支持具有重大意义的战略性研究和有优势或特色的学科前沿研究。义的战略性研究和有优势或特色的学科前沿研究。不断完
2、善基金项目的评审、资助和后期管理,加不断完善基金项目的评审、资助和后期管理,加强学部队伍和评审专家队伍建设。强学部队伍和评审专家队伍建设。报告的主要内容报告的主要内容1 1生命科学发展的特点、趋势和前沿生命科学发展的特点、趋势和前沿2“十二五十二五”的工作思路与资助思考的工作思路与资助思考一、生命科学发展的特点、趋势和前沿一、生命科学发展的特点、趋势和前沿 生生命命科科学学与与生生物物技技术术仍仍然然是是世世界界科科技技发发展展最最为为迅迅速速的的领领域域之之一一,取取得得了了一一系系列列突突破破性性进进展展。总总体体看看来来,分分子子生生物物学学、生生物物化化学学、细细胞胞生生物物学学、发发
3、育育生生物物学学、遗遗传传学学、神神经经科科学学、免免疫疫学学等等将将继继续续为为解解析析生生命命活活动动的的本本质质的的主主要要领领域域。同同时时,随随着着新新技技术术和和新新学学科科的的兴兴起起,生生命命科科学学研研究究变变得得更更加加趋趋于于系系统统化化、规规模模化化和和数数字字化化,形形成成了了以以系系统统(整整合合)研研究究生生命命的的 现现象象与与本本质质为为方方向向、以以多多学学科科交交叉叉为为基基础础、分分析析与与整整合合并并重重、微微观观与与宏宏观观相相结结合合的的研研究究体体系系,探探讨讨生生命命的的本本质质和和起起源源,将将是是生生命命科科学学基基础研究的发展趋势。础研究
4、的发展趋势。1 1,一大批生物基因组测序的完成催生了一批相关研究领一大批生物基因组测序的完成催生了一批相关研究领域。域。20032003年完成的人类基因组计划使科学家拥有一张接近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,其它完整的人类基因组图谱。之后,其它40004000多种生物的基因多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。对基因、基因组结构和功能研组作图和测序也陆续完成。对基因、基因组结构和功能研究,形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、究,形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学、转录组学、蛋白质组学、表型
5、组学和代谢组学、RNARNA组学组学等新兴领域。这些分支领域已成为生物学基础研究的重要等新兴领域。这些分支领域已成为生物学基础研究的重要方面。方面。生命科学进展突出表现在:生命科学进展突出表现在:生命科学进展突出表现在:生命科学进展突出表现在:2 2,生物信息学迅速发展。生物信息学是基于基因组、生物信息学迅速发展。生物信息学是基于基因组、蛋白组信息分析的需要而出现的一门与信息科学、数学、蛋白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:基因计算机科学等交叉的新兴领域。其前沿问题包括:基因组信息结构复杂性;序列特别是非编码区信息分析;基组信息结构复杂性
6、;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、蛋白表达谱分析;因组结构与遗传语言;大规模基因、蛋白表达谱分析;基因表达的网络调控;蛋白质相互作用的网络关系和特基因表达的网络调控;蛋白质相互作用的网络关系和特征;生物信息学中新理论、新方法和新技术。生物信息征;生物信息学中新理论、新方法和新技术。生物信息学和其他学科进一步交叉、融合,发展形成了系统生物学和其他学科进一步交叉、融合,发展形成了系统生物学学(整合生物学整合生物学),其主要特征是从分子、细胞、器官到机,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体和从个体、群体到生态系统的不同层次
7、上生物信息的整合和定量化。整合和定量化。3 3,发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命,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之一,目前的热点研究领域是:以模科学中的前沿学科之一,目前的热点研究领域是:以模式生物如小鼠、斑马鱼、爪蟾、果蝇、线虫、拟南芥、式生物如小鼠、斑马鱼、爪蟾、果蝇、线虫、拟南芥、水稻等为对象,发现新的与发育相关基因,阐明它们的水稻等为对象,发现新的与发育相关基因,阐明它们的时空表达谱、调控机理以及对细胞行为和组织器官形成时空表达谱、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与分化的影响,从分子和细胞水平
8、阐述一些重要发育途径如胚胎诱导作用、胚层的形成和分化、组织器官发育、径如胚胎诱导作用、胚层的形成和分化、组织器官发育、配子发育和细胞极性运动等的调控机理。配子发育和细胞极性运动等的调控机理。4 4,干细胞研究的快速发展。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的潜能,是研究细胞生物学基础科学问题的理想模型,也可以为难治性疾病提供细胞来源。想模型,也可以为难治性疾病提供细胞来源。目前,干细胞的定向分化、自我更新、干细胞目前,干细胞的定向分化、自我更新、干细胞的可塑性等是重要的基础研究。的可塑性等
9、是重要的基础研究。5 5,小分子小分子RNARNA的发现和对其功能研究是近的发现和对其功能研究是近1010年来分子生物学领域最突出的热点之一。年来分子生物学领域最突出的热点之一。小分子小分子RNARNA存在的广泛性和多样性,提示小分存在的广泛性和多样性,提示小分子子RNARNA可能有广泛的生物功能。是调控基因可能有广泛的生物功能。是调控基因表达和蛋白活性的重要方式。对具有调节功表达和蛋白活性的重要方式。对具有调节功能的非编码能的非编码RNARNA分子的结构特征、调控方式分子的结构特征、调控方式以及生物学功能是近期重要的研究方向。以及生物学功能是近期重要的研究方向。6 6,多学科交叉促进了脑科学
10、和认知科学的发展。,多学科交叉促进了脑科学和认知科学的发展。借助于近年来发展的各种具有高空间和时间分辨率借助于近年来发展的各种具有高空间和时间分辨率脑成像和信息处理技术,大脑各种认知功能神经机制的脑成像和信息处理技术,大脑各种认知功能神经机制的研究迅速发展。认知神经科学家们从单个神经元、脑组研究迅速发展。认知神经科学家们从单个神经元、脑组织以及行为等多个层次,对知觉、记忆、注意、语言、织以及行为等多个层次,对知觉、记忆、注意、语言、情绪、意识以及复杂社会认知功能开展了系统研究,对情绪、意识以及复杂社会认知功能开展了系统研究,对大脑认知功能的神经机制的理解有了重要进展,并且建大脑认知功能的神经机
11、制的理解有了重要进展,并且建立了认知的计算模型。这些研究成果也对理解各种心理立了认知的计算模型。这些研究成果也对理解各种心理和精神疾病的神经基础提供了科学依据。和精神疾病的神经基础提供了科学依据。7 7,全全球球变变化化、生生物物多多样样性性和和生生态态系系统统可可持持续续发发展展成成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。全全球球变变化化驱驱动动因因素素的的分分析析正正在在由由单单因因素素和和单单站站点点向向多多因因素素和和区区域域性性集集成成的的方方向向发发展展,反反映映主主导导因因素素变变异异作作用用的的一一系系列列研研究究站站点点的的完完善善和和由由
12、这这些些站站点点构构成成陆陆地地样样带带的的研研究究备备受受关关注注。生生物物多多样样性性的的研研究究更更加加重重视视其其功功能能,重重视视遗遗传传、物物种种和和生生境境多多样样性性格格局局的的自自然然变变化化和和对对人人为为干干扰扰的的反反应应,生生物物入入侵侵对对生生态态系系统统的的影影响响,注注重重稀稀有有和和濒濒危危物物种种的的保保护护、恢恢复复、发发展展和和全全球球变变化化对对生生物物多多样样性性影影响响的的机机制制和和过过程程。发发展展生生态态系系统统的的理理论论和和技技术术,揭揭示示受受损损生生态态系系统统的的恢恢复复和和重重建建机机制制已已成成为为生生态态系系统统可可持持续续发
13、展的重要研究内容。发展的重要研究内容。8 8,生生命命科科学学基基础础研研究究已已成成为为农农业业科科技技创创新新的的源源头头动动力。力。利利用用生生物物技技术术实实现现了了基基因因在在动动物物、植植物物、微微生生物物间间的的转转移移和和重重组组,动动植植物物育育种种进进入入一一个个崭崭新新的的时时期期。一一些些农农业业生生物物(如如水水稻稻、家家蚕蚕、鸡鸡等等)全全基基因因组组序序列列测测定定的的完完成成又又促促进进了了本本世世纪纪初初“农农业业生生物物功功能能基基因因组组”研研究究的的全全面面开开展展。未未来来5 5至至1010年年(或或2020年年)间间,围围绕绕“重重要要农农业业生生物
14、物(植植物物、动动物物、微微生生物物)农农艺艺、生生产产、品品质质等等重重要要性性状状的的遗遗传传、生生长长发发育育分分子子调调控控机机理理”的的研研究究将将全全面面展展开开,并并将将对对农农业业发发展展产产生生重重要要影影响响。另另外外,向向资资源源节节约约和和高高效效方方向向发发展展,保保证证农农产产品品(食食品品)的的质质量量和和安安全全也也将将是是农业基础研究的重要方向。农业基础研究的重要方向。9 9,生物科学与其它学科的交叉和渗透更加广泛与,生物科学与其它学科的交叉和渗透更加广泛与深入。深入。生命科学的很多重要的里程碑式的成果都离不开生命科学的很多重要的里程碑式的成果都离不开物理学、
15、化学等学科的贡献物理学、化学等学科的贡献,如:如:X X射线晶体衍射对射线晶体衍射对DNADNA双螺旋结构的确定、各种先进设备用于精确和高双螺旋结构的确定、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序的通量的基因测序、数学和计算机技术对基因组测序的整合和分析等极大地推动了分子生物学的发展。过去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,学科交叉逐步形成了一些具有重要科学意义十年来,学科交叉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、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、认知科学等。多学科、多组
16、织工程学、分子影像学、认知科学等。多学科、多层次揭示生命的基本规律成为生命科学重要的交叉研层次揭示生命的基本规律成为生命科学重要的交叉研究领域。究领域。二、二、“十二五十二五”工作的基本思路工作的基本思路 l1 1探讨建立规范有效的连续资助(探讨建立规范有效的连续资助(RenewRenew)制度。)制度。l 基础研究的特点决定了研究的长期性和积累性。对重基础研究的特点决定了研究的长期性和积累性。对重要研究方向和优秀科学家连续资助是充分发挥基金作用的要研究方向和优秀科学家连续资助是充分发挥基金作用的必然要求;是优秀人才茁壮成长的沃土,营造潜心钻研和必然要求;是优秀人才茁壮成长的沃土,营造潜心钻研
17、和探索创新良好氛围的前提;是孕育重大进展和突破的温床。探索创新良好氛围的前提;是孕育重大进展和突破的温床。过去,生命科学部在长期和连续资助方面进行了许多尝试。过去,生命科学部在长期和连续资助方面进行了许多尝试。明年根据委党组的决定,由生命科学部在面上和地区基金明年根据委党组的决定,由生命科学部在面上和地区基金试点连续资助。试点连续资助。20112011年进行充分的准备调研,建立科学合年进行充分的准备调研,建立科学合理的项目评估体系,探讨连续资助评审程序;加大连续资理的项目评估体系,探讨连续资助评审程序;加大连续资助项目的经费配置;建立高效规范的滚动资助模式,使我助项目的经费配置;建立高效规范的
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