“十一互”学科放展战路和优 先发展领域 国家自尜科学基金要灵会 生命科学部
“十一五”学科发展战略和优 先发展领域 国家自然科学基金委员会 生命科学部
目录 制定学科发展战略和优先资助领域的目的 生命科学发展现状、特点、趋势和前沿 我国的研究现状和取得的重要进展 “十一五”发展战略构想 五.制定学科发展战略和优先资助领域的原则 优先资助领域
目 录 一． 制定学科发展战略和优先资助领域的目的 二． 生命科学发展现状、特点、趋势和前沿 三． 我国的研究现状和取得的重要进展 四． “十一五”发展战略构想 五． 制定学科发展战略和优先资助领域的原则 六． 优先资助领域
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,分析我国的特点、优 势和需求,支持基础研究,促进源头创新,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 力的科研队伍
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，分析我国的特点、优 势和需求，支持基础研究，促进源头创新，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 力的科研队伍
、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,取得了一系列突破性进展。总体看来, 分子生物学、生物化学、细胞生物学、发育生物学、遗 传学等将继续为解析生命活动的本质的主要领域。同时, 随着新技术和新学科的兴起,生物学研究变得更加趋于 系统化、规模化和数字化,形成了以功能基因组学和蛋 白质组学为方向、以多学科交叉为基础、分析与综合并 重、微观与宏观相结合的研究体系。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发展趋势。基因组学、蛋 白质组学、分子影像学、神经科学和生物信息学将是未 来国际竞争的焦点
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，取得了一系列突破性进展。总体看来， 分子生物学、生物化学、细胞生物学、发育生物学、遗 传学等将继续为解析生命活动的本质的主要领域。同时， 随着新技术和新学科的兴起，生物学研究变得更加趋于 系统化、规模化和数字化，形成了以功能基因组学和蛋 白质组学为方向、以多学科交叉为基础、分析与综合并 重、微观与宏观相结合的研究体系。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发展趋势。基因组学、蛋 白质组学、分子影像学、神经科学和生物信息学将是未 来国际竞争的焦点
生命科学进展突出表现在 (1)人类基因组计划的完成催生了一批相关研究领域。 2003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 测序也陆续完成。对基因和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、转录组 学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学等新兴领域。这些 分支领域已成为生物学基础研究的重要方面
(1) 人类基因组计划的完成催生了一批相关研究领域。 2003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 测序也陆续完成。对基因和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、转录组 学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学等新兴领域。这些 分支领域已成为生物学基础研究的重要方面。 生命科学进展突出表现在：
(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 人类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 学和其他学科进一步交叉、融合,发展形成了系统生物 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。 系统生物学将成为今后生物学研究的重要方向
(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： 人类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 学和其他学科进一步交叉、融合，发展形成了系统生物 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。 系统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 与分化的影响,从分子和细胞水平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 配子发育和细胞极性运动等的调控机理
(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 与分化的影响，从分子和细胞水平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、 配子发育和细胞极性运动等的调控机理
(4)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 多能干细胞也具有难以预料的分化潜能。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因子的认识,以及对成体干细胞 和胚胎千细胞之间差别的了解,从而实现干细胞体外 扩增和定向分化。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治 疗提供物质基础
(4) 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 多能干细胞也具有难以预料的分化潜能。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，从而实现干细胞体外 扩增和定向分化。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治 疗提供物质基础
(5)小分子RNA的发现和对其功能的认识。小分子 RNA是近10年来分子生物学领域最突出的发现之 小分子RNA存在的广泛性和多样性,提示小分子RNA 可能有广泛的生物功能。在高级真核生物体内它对基 因表达的调控作用可能和转录因子一样重要,可能是 调控基因表达的一种方式。目前对具有调节功能的非 编码RNA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,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RNA进行鉴定和功能研究, 将对阐明生命活动的调控机理具有重要的意义
(5) 小分子RNA的发现和对其功能的认识。小分子 RNA是近10年来分子生物学领域最突出的发现之一。 小分子RNA存在的广泛性和多样性，提示小分子RNA 可能有广泛的生物功能。在高级真核生物体内它对基 因表达的调控作用可能和转录因子一样重要，可能是 调控基因表达的一种方式。目前对具有调节功能的非 编码RNA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，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RNA进行鉴定和功能研究， 将对阐明生命活动的调控机理具有重要的意义
(6)功能影像技术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脑成像 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,对大脑认知功能的神 经机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和精神疾病的神经 基础提供了科学依据
(6) 功能影像技术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脑成像 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，对大脑认知功能的神 经机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和精神疾病的神经 基础提供了科学依据