生命科学发展趋势、优先发展领域与资助思考

生命科学发展趋势、优先发展领域与资助思考国家自然科学基金委员会生命科学部杜生明总体思路坚持贯彻“更加侧重前沿、更加侧重基础、更加侧重人才”的指导思想；生命科学基础研究要特别关注学科前沿和新的学科生长点，加强对传统学科、薄弱学科的支持，优先支持具有重大意义的战略性研究和有优势或特色的学科前沿研究。不断完善基金项目的评审、资助和后期管理，加强学部队伍和评审专家队伍建设。报告的主要内容一．生命科学发展的特点、趋势和前沿二．“十二五”的工作思路与资助思考一、生命科学发展的特点、趋势和前沿生命科学与生物技术仍然是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、神经科学、免疫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，生命科学研究变得更加趋于系统化、规模化和数字化，形成了以系统（整合）研究生命的现象与本质为方向、以多学科交叉为基础、分析与整合并重、微观与宏观相结合的研究体系，探讨生命的本质和起源，将是生命科学基础研究的发展趋势。1，一大批生物基因组测序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4000多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。对基因、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、RNA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，生物信息学迅速发展。生物信息学是基于基因组、蛋白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：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、蛋白表达谱分析；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(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。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之一，目前的热点研究领域是：以模式生物如小鼠、斑马鱼、爪蟾、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。目前，干细胞的定向分化、自我更新、干细胞的可塑性等是重要的基础研究。5，小分子RNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。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。是调控基因表达和蛋白活性的重要方式。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是近期重要的研究方向。6，多学科交叉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和信息处理技术，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。7，全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。全球变化驱动因素的分析正在由单因素和单站点向多因素和区域性集成的方向发展，反映主导因素变异作用的一系列研究站点的完善和由这些站点构成陆地样带的研究备受关注。生物多样性的研究更加重视其功能，重视遗传、物种和生境多样性格局的自然变化和对人为干扰的反应，生物入侵对生态系统的影响，注重稀有和濒危物种的保护、恢复、发展和全球变化对生物多样性影响的机制和过程。发展生态系统的理论和技术，揭示受损生态系统的恢复和重建机制已成为生态系统可持续发展的重要研究内容。8，生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力。利用生物技术实现了基因在动物、植物、微生物间的转移和重组，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“农业生物功能基因组”研究的全面开展。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，向资源节约和高效方向发展，保证农产品（食品）的质量和安全也将是农业基础研究的重要方向。9，生物科学与其它学科的交叉和渗透更加广泛与深入。生命科学的很多重要的里程碑式的成果都离不开物理学、化学等学科的贡献,如：X射线晶体衍射对DNA双螺旋结构的确定、各种先进设备用于精确和高通量的基因测序、数学和计算机技术对基因组测序的整合和分析等极大地推动了分子生物学的发展。过去十年来，学科交叉逐步形成了一些具有重要科学意义和应用前景的研究领域，具有代表性的有生物信息学、组织工程学、分子影像学、认知科学等。多学科、多层次揭示生命的基本规律成为生命科学重要的交叉研究领域。二、“十二五”工作的基本思路1．探讨建立规范有效的连续资助（Renew）制度。基础研究的特点决定了研究的长期性和积累性。对重要研究方向和优秀科学家连续资助是充分发挥基金作用的必然要求；是优秀人才茁壮成长的沃土，营造潜心钻研和探索创新良好氛围的前提；是孕育重大进展和突破的温床。过去，生命科学部在长期和连续资助方面进行了许多尝试。明年根据委党组的决定，由生命科学部在面上和地区基金试点连续资助。2011年进行充分的准备调研，建立科学合理的项目评估体系，探讨连续资助评审程序；加大连续资助项目的经费配置；建立高效规范的滚动资助模式，使我国生命科学基础研究在稳定中不断提高。2012年启动连续资助项目。连续资助的初步思路（征求意见）连续资助项目的申请方式：1）领域指导申请—由学科评审组和咨询专家委员会提出需要较长期（4年+4年）资助的重要领域并发布申请指南，此领域的科学家可根据要求申请连续资助（4年+4年），申请时提交八年的研究设想和第一个四年具体申请（要求与面上项目或地区基金相同）。第二个四年申请时需提交第一个项目取得的进展和第二期项目如何进一步开展深入研究的说明。2）非领域申请—承担面上或地区基金项目的科学家在项目结题时如果取得了重要进展并确实需要在此方向上继续开展深入研究可提出连续资助的申请。申请时要提交取得进展和连续资助的说明。2，根据生命科学不同学科的特点，探讨评价与资助模式根据研究性质、特点和目标，生命科学部资助的研究可以大致分为四类。第一类是微观生物学研究，是在个体水平以下，从分子、细胞和组织水平上认识生命现象和揭示研究生命活动规律。这类研究多采用模式材料或模式体系，在实验室和人为控制环境下开展，研究特点是周期短，探索性强，发展快，国际竞争激烈。在这一领域要更加突出自由探索，强调原始创新，注重对新概念、新假说、新技术和方法的支持。对这一类研究，面上和重点项目的申请与资助要以自由选题、从下而上为主。目前的评审和资助方式适合此类项目，但应提高资助强度（60-80万/4年)，且不搞平均，拉开档次。第二类是宏观生物学研究，是在个体水平以上研究生命现象和生命活动的规律，包括生态学、植物学和动物学等的部分领域。这类研究通常在田间或自然条件下，受环境条件影响较大，研究周期较长。在资助模式和评审机制上要充分考虑其时间、对象和地域特点，鼓励科学家基于生态定位站或野外实验台站围绕重要科学问题进行长期研究和数据积累。项目的评价在注重创新性的同时，更要注重其所揭示的科学问题的重要性。对这一性质的研究资助模式上要充分体现连续性与长期性，稳定研究队伍，加强对青年人才的支持。第三类是国民经济发展需求驱动的基础研究。这类研究是以解决问题为最终目标的基础研究，有很强的时效性与具体目标，如农业科学以及生物技术等。对这类项目要发挥申请指南的作用，加强宏观引导，鼓励科学家围绕国民经济发展中的重要科学问题开展基础研究。做好与国家其它项目衔接与区分。资助的模式也要体现长期性和连续性。第四类是多学科交叉的研究。生命的现象与规律是多维的、复杂的，仅靠现有的生命科学的知识与方法来开展研究，很难系统地、全面地、准确地揭示真正的生命本质。因此，未来生命科学要将手段、技术和方法的创新纳入重要的资助领域，予以优先发展，大力提倡学科交叉，用其他学科的理论思考生命活动的规律，鼓励发展原创性方法和技术，发展新的模式生物和模型系统。主要涉及的学科如认知科学、心理学、生物力学、组织工程学等。对此类项目要注意不同学科的思想、方法的碰撞与融合。3、加强在研项目管理，提高资助效果。国家自然科学基金委既要为科学家营造出宽松和利于探索的科研环境，又要及时了解基金项目的进展和完成情况。这就要求建立高效、合理、科学的在研项目和结题项目的管理和评价体系。尽量采取少占用科学家的科研时间和务实的做法，对重点项目、杰出青年基金项目的结题由会议验收改为同行专家通讯评议验收。同时，发挥网络优势，增加透明度，向科学界公布项目的资助与完成情况，使广大科学家了解科学基金的使用效率和项目承担者的资助效果。良好的在研和结题项目管理也可以为实行绩效挂钩提供重要依据。4．积极推进项目国际化评审的进程基础研究是没有国界的，它只有第一，没有第二。中国生命科学研究特别是基础生物学研究经过多年的积累和发展，已经具有较高的研究水平。适时推进项目特别是重点和重大项目国际化评审，不仅可以充分利用国际评审资源，参与国际分工、合作和竞争，而且可以有效地避免不必要重复和跟踪，进一步提高研究的质量和水平。为此，今后要进一步扩大参与项目评审的海外学者的范围和数量。在一些学科的重点和重大项目上逐步推行英文申请书申报，积极推进国际化评审进程，逐步实现项目的国际化评审，使中国的生命科学研究真正融入国际研究的主流。5、加强管理不断提高项目评审的科学与公正申请项目评审的科学性与公正性是基金管理工作的核心，也是科学基金制的本质所在。要保证科学基金资助的公正性，需要加强三方面工作，一是建立操作性强的科学合理管理体制和工作机制；二是具有一批业务水平高、勤政廉洁和高效务实的基金管理人员；三是具有一支学术造诣深、科学公正的评审专家队伍。同行评议是科学基金评审的第一步，也是最为重要的一个环节，是公平公正的重要基础，是资助项目水平的重要决定环节，因此，要将选好选准同行评议专家作为评审工作中重中之重。要保证评审的科学性，应进一步完善评议要点与指标体系，应根据研究性质的不同、资助项目类型的功能不同，评审指标体系应有不同。同时，要进一步完善申请书的格式与内容，使之与评审指标相一致。6，积极开展国际合作与交流合作重点：生命科学的前沿与新兴领域生物多样性与生态学与国际组织开展农业科学合作研究2011年生命科学部几类项目资助的说明1，面上项目平均60万/4年。生命科学部资助强度拉开档次，40-80万。2，青年基金25万/3年，提高资助率达30%。3，地区基金50万/4年。4，重点项目300万/5年。生命学部资助强度拉开档次，200-400万。强度提高后，申请时要求经费预算合理，如预算明显不合理将不予资助。2011年重点项目立项：立项方式：委党组根据基础研究的特点和能不失时机地资助新的科学前沿，重点项目的立项方式允许有两种方式。按此精神生命科学部2011年的重点项目以立项领域宏观指导申请为主，占80%。非领域申请为辅，占20%。非领域申请的重点项目需满足两个条件之一：1）在过去研究中取得重要突破性进展且急需高强度资助，当年的重点项目申请领