国家自然科学基金委生命科学部十一五

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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资助领域（初稿）生命科学部2005年6月1日44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

2、为迅速的领域之一，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)442003年完成的人类基因组

3、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；

4、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)44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

5、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)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

6、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RNA分子的结构特征、调控方式以及生物学

7、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RNA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。44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、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

8、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10年（或20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