我国生物学优先发展领域与重大交叉研究领域.doc

我国生物学优先发展领域与重大交叉研究领域 遴选优先发展领域的基本原则 坚持“协调发展、重点突破”和可持续发展的原则；关注国际前沿和热点问题，特别是在未来5~10年有可能取得重要突破的领域；支持源头创新和鼓励具有我国优势和特色的研究领域，重视已有的科学积累；支持以解决国民经济发展中的重要科学问题为目标的基础研究；以生命科学问题为导向，开展多学科交叉的综合研究，注重对生物学有重要影响的新研究技术和方法的支持。 优先发展领域（按微观生物学到宏观生物学排序） 蛋白质的修饰、相互作用与活性调控 蛋白质是生命活动的直接执行者，几乎参与了生命的所有过程。蛋白质的共价修饰、相互作用及活性调控等是蛋白质结构、功能和作用机制研究的重要内容。大量的蛋白质分子可以在特异酶的催化下发生特异的可逆化学修饰，这样的修饰可以改变蛋白质的特性和功能，如组蛋白的动态修饰在表观遗传中发挥的关键作用等。近年来，科学家进一步认识到，多种类型的蛋白质修饰在时空上的关联和调控是蛋白质行使功能的重要基础。蛋白质—蛋白质之间特异地相互作用进而导致特异识别是蛋白质发挥作用的重要方式。蛋白质分子还能针对所处环境条件在结构和行为上做出灵敏和精确的调节。深入认识蛋白质修饰、相互作用和活性调控机制，以及其在细胞生命活动和疾病发生中的作用，是未来一段时间内生物学的关键科学问题之一。 重要研究方向： 已经鉴定的和新型的蛋白质修饰类型的发生和调节机制； 蛋白质修饰及其动态变化所对应的蛋白质结构、各种性质和功能的变化； 蛋白质相互作用的特异性、动态性和网络特征的系统分析； 蛋白质与核酸及其他生物大分子的相互作用及功能； 蛋白质特异相互识别的结构基础和预测； 蛋白质活性和其他性质对环境条件的响应； 蛋白质修饰、识别和调控机制的进化。 非编码核酸的结构与功能 哺乳动物等高等生物的基因组DNA中绝大部分的序列并不编码蛋白质，这样的DNA以及以其中的部分为模版转录产生的RNA统称为非编码核酸。根据已经测定的人类基因组的DNA序列分析，其中的非蛋白质编码序列高达95%以上。近年的研究表明，这些以前被认为是基因组中的垃圾的DNA序列，可以通过转录产生大量不同类型的非编码RNA，如miRNA、siRNA (small interfering RNA)以及具有polyA尾的大分子非编码RNA等。部分非编码RNA被发现在基因转录和转录后加工、细胞分化和个体发育、遗传和表观遗传等一系列基因组信息处理产生生物效应过程中发挥至关重要的作用。阐明非编码核酸的功能及其机制，包括鉴定出更多的非编码核酸分子已经成为后基因组时代生命科学研究的热点和前沿。这些研究不仅能使我们从不同编码蛋白质的角度来注释和阐明基因组的结构和功能，也将揭示一个全新的由RNA介导的遗传信息表达的调控网络，为重新认识一些重要疾病的发生机制和治疗途径提供新的思路。 重要研究方向： 具有特定功能的新型非编码核酸的系统识别与鉴定； 基因组中非编码DNA的组织结构、表达调控与表观遗传； 非编码核酸序列在基因组复制、表达及进化等过程中的功能机制； 非编码核酸与蛋白质的相互作用； 非编码核酸在细胞、组织、器官和个体等不同层次的生命活动中功能机制； 非编码核酸代谢，包括生成、质量控制、降解等代谢调控的关键点与分子机制； 非编码核酸功能异常与疾病发生的关系； 非编码核酸研究中的新概念、新技术、新方法和新的模式系统。 复合糖的结构与功能 糖是自然界中生物量最大的一类重要生物分子，参与很多生命过程。特别是糖蛋白和糖脂等复合糖的结构和功能更是复杂多样。在大量糖基转移酶催化下，高等生物中50%以上的天然蛋白质被糖链修饰而发生糖基化。蛋白质的糖基化影响蛋白质的多种性质，如折叠、相互作用、稳定性等，进而对细胞分化、个体发育、神经系统和免疫系统功能产生重要影响，而异常糖基化与肿瘤转移、血管新生、炎症细胞迁移等病理过程有关。糖生物学是研究生物体内多糖及其衍生物的化学结构、生物合成原理、调控及生物功能的一个颇富挑战的领域。 重要研究方向： 糖链的化学与酶促合成，糖链的结构与功能； 糖缀合物（包括糖蛋白和糖脂等）的结构分析方法及数据库的建立； 蛋白质和脂类被糖基化修饰的基本规律及其对蛋白质和脂类特性和功能的影响； 蛋白质和脂类的糖基修饰异常导致生命过程异常的机理。 生物大分子的活细胞成像和功能 活细胞正如一个高度有序的机器系统，生物分子根据其定位、结构、运动、浓度以及与其他生物分子的动态相互作用，精确、有序和协调地执行着复杂多样的功能。活细胞的结构是动态的，各种生物大分子，如蛋白质等的浓度往往超过试管内能达到的水平。细胞内各种亚细胞器、分子复合物和生物大分子都是在高度复杂的细胞内环境中使其功能。越来越多的证据表明只有通过细胞内原位研究才能准确地反映细胞内各