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中國(guó)生物學(xué)2035發(fā)展戰(zhàn)略 版權(quán)信息
- ISBN:9787030747792
- 條形碼:9787030747792 ; 978-7-03-074779-2
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類(lèi):>
中國(guó)生物學(xué)2035發(fā)展戰(zhàn)略 內(nèi)容簡(jiǎn)介
生物學(xué)是研究生物體的基本特征、探索生命活動(dòng)基本規(guī)律和生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué),是當(dāng)前科學(xué)研究發(fā)展迅速的前沿領(lǐng)域之一。生物學(xué)研究關(guān)系到生命與健康保障、農(nóng)業(yè)及糧食安全、環(huán)境與生態(tài)文明等多個(gè)方面,是國(guó)計(jì)民生、戰(zhàn)略安全和可持續(xù)發(fā)展的重大保障。《中國(guó)生物學(xué)2035發(fā)展戰(zhàn)略》系統(tǒng)闡述了生物學(xué)科的科學(xué)意義與發(fā)展現(xiàn)狀,分析學(xué)科發(fā)展態(tài)勢(shì),提出了我國(guó)生物學(xué)及相關(guān)分支學(xué)科和領(lǐng)域2021~2035年的發(fā)展思路與方向,關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題、發(fā)展目標(biāo)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域,并提出了促進(jìn)學(xué)科發(fā)展的相關(guān)政策措施建議。
中國(guó)生物學(xué)2035發(fā)展戰(zhàn)略 目錄
總序/i
前言/vii
摘要/ix
Abstract/xiii
**章 生物學(xué)學(xué)科概述/1
**節(jié) 生物學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/1
一、生物學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵/1
二、生物學(xué)學(xué)科的戰(zhàn)略地位/2
第二節(jié) 生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀/4
一、生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)/4
二、生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀/7
第三節(jié) 生物學(xué)的重要前沿領(lǐng)域和優(yōu)先發(fā)展交叉領(lǐng)域/12
一、生物學(xué)的重要前沿領(lǐng)域與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/12
二、生物學(xué)的優(yōu)先發(fā)展交叉領(lǐng)域與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/22
第四節(jié) 生物學(xué)的國(guó)際合作需求/26
一、生物學(xué)的重要國(guó)際合作方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/26
二、開(kāi)展國(guó)際合作的重要舉措/30
第五節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/30
第二章 動(dòng)物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/33
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/33
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/35
一、動(dòng)物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/35
二、動(dòng)物學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/38
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/41
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/41
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/47
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/48
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/49
第三章 植物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/51
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/51
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/52
一、植物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/52
二、植物學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/54
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/55
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/55
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/63
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/65
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/67
第四章 微生物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/69
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/69
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/71
一、微生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/71
二、微生物學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/73
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/75
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/75
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/81
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/84
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/85
第五章 生態(tài)學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/87
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/87
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/89
一、生態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/89
二、生態(tài)學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/93
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/95
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/95
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/102
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/104
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/106
第六章 細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/108
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/108
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/110
一、細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/110
二、細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/115
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/118
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/118
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/124
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/127
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/129
第七章 遺傳學(xué)與生物信息學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/130
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/130 第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/132
一、遺傳學(xué)與生物信息學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/132
二、遺傳學(xué)與生物信息學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/134
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/136
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/136
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/141
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/143
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/143
第八章 發(fā)育生物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/145
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/145
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/147
一、發(fā)育生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/147
二、發(fā)育生物學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/150
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/154
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/154
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/161
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/162
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/163
第九章 免疫學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/165
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/165
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/167
一、免疫學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/167
二、免疫學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/173
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/176
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/176
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/180
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/181
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/182
第十章 神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/184
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/184
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/186
一、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/186
二、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/187
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/189
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/189
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/196
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/200
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/201
第十一章 生理學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/203
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/203
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/205
一、生理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/205
二、生理學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/207
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/210
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/210
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/217
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/219
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/221
第十二章 生物物理與生物化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/223
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/223
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/224
一、生物物理與生物化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/224
二、生物物理與生物化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/226
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/229
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/229
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/237
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/238
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/239
第十三章 分子生物學(xué)與生物技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究/241
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/241 第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/242
一、分子生物學(xué)與生物技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)/242
二、分子生物學(xué)與生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀/244
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/246
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/246
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/252
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/254
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/255
第十四章 生物材料、成像與組織工程學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究/257
**節(jié) 內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位/257
第二節(jié) 發(fā)展趨勢(shì)與發(fā)展現(xiàn)狀/259
一、生物材料、成像與組織工程學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)/259
二、生物材料、成像與組織工程學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀/262
第三節(jié) 重要前沿方向、新興交叉方向和國(guó)際合作重點(diǎn)方向/266
一、重要前沿方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/266
二、新興交叉方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/273
三、國(guó)際合作重點(diǎn)方向與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題/274
第四節(jié) 發(fā)展機(jī)制與政策建議/276
主要參考文獻(xiàn)/277
關(guān)鍵詞索引/294
中國(guó)生物學(xué)2035發(fā)展戰(zhàn)略 節(jié)選
**章生物學(xué)學(xué)科概述 **節(jié) 生物學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵與戰(zhàn)略地位 一、生物學(xué)學(xué)科的內(nèi)涵 生物學(xué)是研究生物體的基本特征,探索生命活動(dòng)基本規(guī)律和生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)。其研究對(duì)象包括動(dòng)物、植物、微生物及人類(lèi)本身,研究層次涉及分子、細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體、群體及群落和生態(tài)系統(tǒng),涵蓋多個(gè)研究領(lǐng)域和分支學(xué)科,如動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)與生物信息學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、免疫學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)與認(rèn)知科學(xué)、生理學(xué)、生物物理與生物化學(xué)、分子生物學(xué)與生物技術(shù)、生物材料與組織工程學(xué)等。 二、生物學(xué)學(xué)科的戰(zhàn)略地位 1.支撐實(shí)現(xiàn)全方位全周期健康服務(wù) 我國(guó)經(jīng)濟(jì)全球化、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,人口老齡化不斷加劇,新發(fā)傳染病和慢性非傳染性疾病等多重威脅不斷加大,導(dǎo)致衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展和國(guó)民健康保障壓力激增,以生物科技帶動(dòng)生命健康發(fā)展成為重大戰(zhàn)略需求。生物醫(yī)學(xué)研究應(yīng)緊密?chē)@“健康中國(guó)”建設(shè)目標(biāo),系統(tǒng)整合生物數(shù)據(jù)、臨床信息和樣本資源,突破體外診斷、健康促進(jìn)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)等關(guān)鍵技術(shù),普及推廣疾病防治技術(shù),促進(jìn)臨床新技術(shù)、新產(chǎn)品轉(zhuǎn)化應(yīng)用。例如:在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)方面,促進(jìn)生物和信息技術(shù)的融合發(fā)展,建立多層次精準(zhǔn)醫(yī)療知識(shí)庫(kù)體系和國(guó)家生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)共享平臺(tái),發(fā)展新一代基因測(cè)序、多組學(xué)研究和大數(shù)據(jù)融合分析等關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)發(fā)一批重大疾病早期篩查和分子分型、個(gè)體化治療和療效監(jiān)測(cè)等精準(zhǔn)解決方案和決策支持系統(tǒng),將極大推動(dòng)醫(yī)學(xué)診療模式變革。 健康需求不僅僅關(guān)注單一疾病的診治,更需要從整體的角度對(duì)人體系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)知和調(diào)節(jié)。在此方面,生理學(xué)特別重視功能與整合,強(qiáng)調(diào)從整個(gè)機(jī)體的功能、調(diào)控、內(nèi)穩(wěn)態(tài)表型出發(fā),在空間上,研究器官、組織、細(xì)胞、分子層面在內(nèi)外環(huán)境作用下呈現(xiàn)的功能、規(guī)律、機(jī)制,特別是同一層次不同組織、細(xì)胞的交互作用;在時(shí)間上,研究發(fā)育、成年和衰老各個(gè)階段的規(guī)律、機(jī)制與生物節(jié)律變化,特別是生命周期早期事件對(duì)于衰老發(fā)生、發(fā)展的影響。發(fā)育生物學(xué)則更加專(zhuān)注于發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程和調(diào)控機(jī)制研究,如細(xì)胞譜系建立及命運(yùn)決定、器官穩(wěn)態(tài)維持和再生修復(fù)、器官再生潛能的獲得和丟失、細(xì)胞命運(yùn)的在體改造和操控等,從而認(rèn)識(shí)各種生殖發(fā)育缺陷和疾病的產(chǎn)生原因,實(shí)現(xiàn)器官再生的人工促進(jìn),延緩個(gè)體衰老過(guò)程。 2.促進(jìn)生物多樣性保護(hù) 生物資源是生物科技創(chuàng)新的重要物質(zhì)基礎(chǔ),生物多樣性保護(hù)對(duì)于生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展具有關(guān)鍵的保障作用。我國(guó)正處于科技大國(guó)向科技強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的歷史進(jìn)程中,對(duì)于生物資源的收集、保藏、利用雖取得一定成效,但仍然存在諸多不足,主要體現(xiàn)為資源豐富但開(kāi)發(fā)利用滯后。面對(duì)可持續(xù)發(fā)展及生物多樣性保護(hù)的戰(zhàn)略需求,還需要繼續(xù)提升我國(guó)生物資源的保護(hù)保藏關(guān)鍵技術(shù),加強(qiáng)生物資源功能評(píng)價(jià)及應(yīng)用轉(zhuǎn)化,建立以戰(zhàn)略性生物資源保護(hù)、高值生物資源功能評(píng)價(jià)、特有生物資源挖掘?yàn)楹诵牡纳镔Y源轉(zhuǎn)化新型模式與技術(shù)創(chuàng)新體系。 近年來(lái)人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致地球環(huán)境迅速惡化,強(qiáng)烈的社會(huì)需求驅(qū)動(dòng)著生態(tài)學(xué)的理論發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,生態(tài)學(xué)已經(jīng)為瀕危物種保育、生物入侵預(yù)警和控制、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、生物資源管理、全球變化及應(yīng)對(duì)等諸多問(wèn)題提供了知識(shí)基礎(chǔ)和研究方法的支撐。物種多樣性的形成與維持機(jī)制一直是群落生態(tài)學(xué)的核心問(wèn)題。 3.確保國(guó)家生物安全 全球化進(jìn)程和生物技術(shù)的飛速發(fā)展,導(dǎo)致生物安全形勢(shì)日益嚴(yán)峻。生物安全及相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)防控,逐漸成為一個(gè)涉及政治、軍事、經(jīng)濟(jì)、科技、文化和社會(huì)等諸多領(lǐng)域的世界性問(wèn)題。而生物科技本身呈現(xiàn)出明顯的“兩面性”,既是生物安全防控措施的關(guān)鍵基石,也是引發(fā)生物安全風(fēng)險(xiǎn)的重要因素。以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家,在生物安全領(lǐng)域投入巨資,與之相比,我國(guó)的生物安全防御能力亟待加強(qiáng)。針對(duì)維護(hù)國(guó)家生物安全的重大需求,需要著重解決我國(guó)生物安全領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸與重要科學(xué)問(wèn)題,例如:加快醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等生物技術(shù)的研究?jī)?chǔ)備,研發(fā)抵御生物威脅的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警、識(shí)別溯源、應(yīng)急處置、預(yù)防控制和效果評(píng)價(jià)相關(guān)技術(shù)、方法、裝備和產(chǎn)品。同時(shí),建立生物安全相關(guān)的信息和實(shí)體資源庫(kù),構(gòu)建高度整合的生物安全威脅防御體系,從而確保國(guó)家生物安全。 生物安全和防御體系是一個(gè)系統(tǒng)性工程,需要多學(xué)科共同參與。例如:由致病微生物引起的新發(fā)再發(fā)傳染病,導(dǎo)致多起全球公共衛(wèi)生緊急事件,研究病原微生物致病機(jī)制、傳播機(jī)理、進(jìn)化規(guī)律與宿主互作機(jī)制等,將為研發(fā)抗微生物感染的新型策略奠定基礎(chǔ)。而這些傳染性疾病的治療,在很大程度上又依賴(lài)于免疫機(jī)制的闡明及其后續(xù)的藥物、疫苗研制,因此,免疫學(xué)的基本方向和新興技術(shù),如免疫識(shí)別與免疫應(yīng)答的機(jī)理機(jī)制、免疫細(xì)胞命運(yùn)決定與調(diào)控、疫苗的理性設(shè)計(jì)等,都將成為構(gòu)筑生物安全體系的重要環(huán)節(jié)。 第二節(jié) 生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀 一、生物學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì) 生命系統(tǒng)具有高度復(fù)雜性,同時(shí)與復(fù)雜多變的外部環(huán)境進(jìn)行相互作用,導(dǎo)致生命活動(dòng)呈現(xiàn)出非線(xiàn)性、多層次、開(kāi)放性的特征。為解析生命系統(tǒng)中多組元、多尺度、跨時(shí)空、跨層次的相互作用,各國(guó)(地區(qū))在生命科學(xué)技術(shù)方面,均致力于建立以細(xì)胞為單元、以個(gè)體為中心的多層級(jí)、系統(tǒng)化、定量化研究體系。 1.對(duì)生命活動(dòng)的解析更加定量化和系統(tǒng)化 以各類(lèi)組學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步為標(biāo)志,對(duì)生命活動(dòng)的研究更加趨向于采用定量化和系統(tǒng)化的方式,在多層次上對(duì)生命機(jī)制進(jìn)行闡明,各類(lèi)“圖譜”研究方興未艾。例如:在基因組圖譜方面,借助三代測(cè)序技術(shù)突破了高度重復(fù)序列圖譜繪制這一難點(diǎn),獲得了首*完整精確的人類(lèi)Y染色體著絲粒圖譜。單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)進(jìn)步使不同細(xì)胞類(lèi)型得到精確區(qū)分和標(biāo)識(shí),復(fù)雜器官乃至多細(xì)胞生物的細(xì)胞圖譜取得重大突破,如小鼠下丘腦視前區(qū)細(xì)胞空間圖譜為更好理解大腦運(yùn)作方式奠定基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)修飾組學(xué)技術(shù)取得重要進(jìn)展,得益于修飾蛋白質(zhì)富集和質(zhì)譜分析技術(shù)的協(xié)同進(jìn)步,深度覆蓋、高特異性、高通量的蛋白質(zhì)修飾組學(xué)研究成為可能。代謝組學(xué)在鑒定生物標(biāo)志物和表征生物作用機(jī)制方面,已經(jīng)成為一項(xiàng)有力工具。與此同時(shí),圖譜和組學(xué)技術(shù)正被廣泛地應(yīng)用于生物標(biāo)志物和藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn),以及疾病病理研究。例如:美國(guó)癌癥和腫瘤基因圖譜計(jì)劃基于多組學(xué)數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)的綜合分析,成功繪制出“泛癌癥圖譜”。 定量化和系統(tǒng)化研究極大促進(jìn)了生命科學(xué)中一些傳統(tǒng)或宏觀領(lǐng)域的研究,例如:動(dòng)物系統(tǒng)與進(jìn)化生物學(xué)的研究對(duì)象從單個(gè)個(gè)體擴(kuò)展到群體甚至整個(gè)群落、區(qū)系的發(fā)展趨勢(shì)過(guò)程;數(shù)據(jù)模型化和組學(xué)分析等技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得對(duì)于分子和表型進(jìn)化、進(jìn)化的動(dòng)力與進(jìn)化發(fā)育機(jī)制等核心問(wèn)題的研究成為可能;在植物研究方面,得益于基因組學(xué)、生物信息學(xué)等新技術(shù)的應(yīng)用,植物學(xué)的研究已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從模式植物到農(nóng)作物的全覆蓋,大大加深了對(duì)重要農(nóng)作物、重要農(nóng)藝性狀分子調(diào)控機(jī)制的理解。 2.人工智能與腦科學(xué)研究不斷深入 近年來(lái),腦科學(xué)研究新技術(shù)不斷取得突破,從而推動(dòng)神經(jīng)、腦、認(rèn)知等前沿研究持續(xù)深入。例如:基于G蛋白偶聯(lián)受體的乙酰膽堿傳感器實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)元交流的可視化;模擬血腦屏障的新型類(lèi)腦芯片可作為研究血腦屏障與大腦相互作用的有效模型。在腦細(xì)胞普查和基因組研究方面,美國(guó)腦計(jì)劃細(xì)胞普查網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目產(chǎn)生的首批數(shù)據(jù)包含了130多萬(wàn)個(gè)鼠腦細(xì)胞的分子特征和解剖學(xué)數(shù)據(jù)。另外,人工智能技術(shù)(AI)開(kāi)始應(yīng)用于疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、診斷和病理分析,在急性髓系白血病、心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè),腦腫瘤、肺癌的診斷與分型,以及眼部疾病診斷等方面均展現(xiàn)出良好前景,一批人工智能醫(yī)療產(chǎn)品也相繼獲批,例如:美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)了用于檢測(cè)糖尿病患者視網(wǎng)膜病變的AI設(shè)備IDx-DR,以及基于腦部CT圖像的AI輔助分診產(chǎn)品等。 腦是人類(lèi)賴(lài)以認(rèn)識(shí)外部世界和自我的物質(zhì)基礎(chǔ),神經(jīng)科學(xué)研究被視為人類(lèi)科學(xué)*后的疆域,認(rèn)識(shí)腦、保護(hù)腦和開(kāi)發(fā)腦是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然與自身的終極挑戰(zhàn)。解析神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)的形成與功能,并融合經(jīng)典還原論和系統(tǒng)論研究是神經(jīng)科學(xué)發(fā)展的必然規(guī)律和態(tài)勢(shì)。同時(shí),以人工智能為代表的新工業(yè)革命即將到來(lái),而把人腦智能賦予機(jī)器這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),顯然依賴(lài)于對(duì)人腦智能基礎(chǔ)的深入研究。 3.生物大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化與高效利用 隨著生命科學(xué)研究定量化進(jìn)程的發(fā)展,生物大數(shù)據(jù)的利用與發(fā)掘日益受到重視,其數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題已經(jīng)成為關(guān)注的焦點(diǎn)。2018年,美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)發(fā)布了《數(shù)據(jù)科學(xué)戰(zhàn)略計(jì)劃》,為NIH資助的生物醫(yī)藥數(shù)據(jù)科學(xué)生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)代化建設(shè)制定發(fā)展路線(xiàn)圖,為生物數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用中的高效性和安全性問(wèn)題,以及數(shù)據(jù)涉及的成果產(chǎn)出、倫理問(wèn)題等制定相應(yīng)的策略方針。英國(guó)在《產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略:生命科學(xué)部門(mén)協(xié)定》中,也高度關(guān)注生物大數(shù)據(jù)這一熱點(diǎn),提出建設(shè)世界領(lǐng)先的健康隊(duì)列這一目標(biāo),希望在未來(lái)5年完成全球首*100萬(wàn)人全基因組測(cè)序,并支持建設(shè)區(qū)域數(shù)字創(chuàng)新中心網(wǎng)絡(luò),提供臨床研究數(shù)據(jù)服務(wù)等。 生物大數(shù)據(jù)的發(fā)掘利用促進(jìn)了生物信息學(xué)的快速發(fā)展,隨著各種高通量組學(xué)檢測(cè)方法的開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用,生物信息學(xué)的研究重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向基因組組裝、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析、基因功能富集分析、表觀修飾組數(shù)據(jù)分析等各種組學(xué)大數(shù)據(jù)的分析挖掘,另外,由于各種生命科學(xué)大數(shù)據(jù)的快速產(chǎn)生,生物信息學(xué)的研究重點(diǎn)也由“數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)和方法軟件開(kāi)發(fā)”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)和方法軟件開(kāi)發(fā)”與“信息挖掘和規(guī)律發(fā)現(xiàn)”并重。 4.改造、仿生、再生、創(chuàng)生能力不斷加強(qiáng)對(duì)生命活動(dòng)愈加深入的認(rèn)識(shí)理解,有效提升了對(duì)于生物體的改造能力。首先,基因編輯技術(shù)在編輯效率、精準(zhǔn)度方面不斷優(yōu)化,高通量精確基因編輯的安全性進(jìn)一步提升,基因編輯工具箱不斷拓展,在人工改造染色體、動(dòng)物模型構(gòu)建等應(yīng)用領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。其次,再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用轉(zhuǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn),在基礎(chǔ)研究方面,成功構(gòu)建了孤雄小鼠,實(shí)現(xiàn)人類(lèi)卵原細(xì)胞的體外構(gòu)建;臨床研究方面,利用干細(xì)胞結(jié)合基因療法使眼盲小鼠重新產(chǎn)生視覺(jué)反應(yīng);組織工程療法展現(xiàn)出在多種疾病治療中的穩(wěn)定效果。*后,合成生物學(xué)研究從單一生物部件的設(shè)計(jì),拓展到對(duì)多種基本部件和模塊的整合;首次實(shí)現(xiàn)了人工創(chuàng)建單條染色體的真核細(xì)胞,低成本構(gòu)建大型基因文庫(kù)的技術(shù)日漸成熟;同時(shí),合成生物學(xué)在DNA編寫(xiě)器和分子記錄器、組織細(xì)胞編程、生物電子學(xué)融合等技術(shù)領(lǐng)域不斷拓展。 近年來(lái),國(guó)際干細(xì)胞基礎(chǔ)與前沿研究持續(xù)深入,干細(xì)胞調(diào)控基本原理和關(guān)鍵技術(shù)取得了一系列關(guān)鍵突破,基于干細(xì)胞的再生醫(yī)學(xué)也因此得以迅猛發(fā)展;诟杉(xì)胞的組織和器官修復(fù)及功能重建,將是治療許多終末期疾病的希望和有效途徑。干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)不僅正引領(lǐng)現(xiàn)有臨床治療模式的深刻變革,而且還將成為21世紀(jì)具有巨大潛力的新興高科技產(chǎn)業(yè)之一。此外,運(yùn)用組織工程原理,通過(guò)三維(3D)培養(yǎng)技術(shù)在體外誘導(dǎo)干細(xì)胞或器官祖細(xì)胞分化為在結(jié)構(gòu)和功能上均類(lèi)似目標(biāo)器官的類(lèi)器官,以及不單一依賴(lài)于外源性種子細(xì)胞體內(nèi)組織工程也將在器官移植、基礎(chǔ)研究及臨床診療各方面有重要的應(yīng)用價(jià)值。
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