分子细胞科学卓越中心人员研究领域布局-上海生命科学研究院.PDF

分子细胞科学卓越中心人员研究领域布局 一、领域整体布局 细胞是生命活动的基本单 。生物的生长、发育、繁殖与进化等 一切生命活动都以细胞为基础。多细胞生物包含多种形态与功能各异 的细胞，所有这些细胞都是由单个的受精卵分裂、增殖、分化而来的。 为什么受精卵可以产生所有类型的细胞？为什么在生命个体发育过 程中细胞的形态和功能会发生转变？为什么某种组织的细胞（如肝细 胞、神经细胞、肌肉细胞）一旦形成就会稳定维持它的特性？为什么 有机体的正常细胞可以转变为不正常的癌细胞或其它病变细胞？关 于细胞的这些待解之谜是当代生命科学基础研究的热点前沿。作为生 命的基础，细胞里包含众多种类的分子，如DNA 、RNA 和蛋白质等， 这些分子相互作用，构成了细胞的各种亚结构，展现了纷繁复杂的各 种生命现象，实现了细胞的基本生命活动。对于这些分子功能以及分 子事件的研究和理解是解码生命奥秘的关键所在。 从学科领域的角度来说，生物分子（如DNA 、RNA 及蛋白质等） 的化学特性和它们如何协同组装成大分子复合物和细胞亚结构，及其 在细胞物质与能量代谢过程中的功能是生物化学与分子生物学研究 的最基本问题；破解细胞 （如受精卵）增殖并特化为各种细胞、组织 和器官，进而创造出生命个体的奥秘，是细胞生物学与发育生物学研 究的最基本的问题；有机体正常细胞何以转化为病变细胞（如癌细胞）， 揭示其内在机制是分子细胞转化医学研究的最基本问题。不同学科关 注的最基本问题可归结到“细胞命运决定与分子调控” ，回答这一问题 将帮助阐释“细胞的生命本质与活动规律” 。 细胞的生命活动依靠细胞内成千上万的分子来执行。绘制一张细 胞基本生命活动的分子调控图谱是分子细胞研究领域终极目标之一。 而要真正实现这一目标，除了运用传统的分子细胞研究方法，还需要 借助和发展不同于经典实验生命科学的新技术和新方法，进行多学科 交叉，系统研究细胞生命活动规律。 分子细胞科学卓越中心将着眼于细胞这一基本生命单元，从分子 入手，集中优势力量、协同攻关“细胞的命运决定与分子调控”这一重 大科学问题。中心将采用“4+1” 的模式部署研究方向，以 （1）“细胞 活动与结构及其调控” 、（2 ）“信号转导及其网络调控” 、（3 ）“基因组 稳定性与表观遗传调控” 和 （4 ）“RNA 转录加工与功能调控”作为主 攻方向，运用 （5 ）“前沿新概念理论与新技术方法”作为创新手段和 新突破口，致力于破解生物分子如何调控细胞增殖、分化与转分化、 细胞凋亡与坏死、衰老与病变等关于细胞 “ 生” 、“老” 、“病” 、“死” 命运的奥秘。具体地说，“细胞活动与结构及其调控” 着重阐释细胞 的结构、活动及其时空动态变化。“信号转导及其网络调控” 、“基因 组稳定性与表观遗传调控”和“RNA 转录加工与功能调控”着重揭示生 物分子对细胞生命活动的调控。“前沿新概念理论与新技术方法” 旨在 探索发现新的科研方式与途径，提升分子细胞科学研究的能力。 二、领域方向布局 研究方向一：细胞活动与结构及其调控 细胞不仅是地球上姿态万千的生命中能独立存活的最小单元，也 是形成复杂生命的组织、器官的最小功能单元。自我繁殖、自主活动 和多样性是生命区别于非生命的重要特征，而这些特征都依赖于细胞 结构的动态性。真核细胞是由细胞质膜包裹的，含有细胞核、内膜系 统等细胞器和细胞骨架、染色体等结构的复杂个体。细胞的内部结构 不是一成不变的，而是处在高度时空依赖性的、有规律的动态变化之 中。这种规律性动态变化不仅是细胞增殖和维持其基本生命活动所必 需的，也是细胞能够改变其形态和命运、发挥各种功能的基础。不同 状态 （如细胞增殖、分化、运动、衰老和死亡）、不同组织的细胞， 同一组织但不同类型细胞，甚至不同物种的同类细胞都会呈现出不同 的形态、结构和功能。另一方面，特定功能和状态的细胞又需要维持 特定的形态和结构。由于各种类型的细胞都是从卵细胞逐渐发育分化 而来，细胞维持和改变其形态、结构和功能的能力以及相关的分子调 控机理，便成为认识生命多样性和复杂性的重要科学问题。对这些问 题的研究和认识是生命科学中向下衔接分子生物学和生物化学，向上 衔接发育生物学和动物学的桥梁与纽带，对认识肿瘤等疾病的发生发 展也具有重要意义。