可靠性儀器儀表和生物學的相關性分析

可靠性儀器儀表和生物學的相關性分析
(一）近中期面臨的主要科學問題
近中期生物科學發展面臨的主要科學問題是：如何通過定量研究和系 統整合揭示生命現象的本質和基本過程，進一步重點揭示人類生殖和發育 功能、大腦及其認知功能。
(二）近期需要開展的主要研究工作
圍繞上述重大科學問題，今后一段時間的主要研究工作是：
1.蛋白質在生物體內的功能及其實現機制研究 在代表性物種（包括人）的全基因組測序工作完成之后，對于基因所 編碼產物、也為生命活動直接執行者的蛋白質的研究自然成為生命科學領 域的重要研究內容。重點開展蛋白質的生物學功能研究；蛋白質發揮生物 學功能的結構基礎研究；蛋白質一蛋白質相互作用及其網絡研究；細胞蛋 白質表達譜的時間和空間差異及相關的蛋白質組學研究；體內外蛋白質的 單分子行為研究，尤其時間分辨的動態結構研究等；蛋白質研究新方法和 新技術的發展。
對生殖與發育的深入研究
生殖是生命周期中的關鍵環節之一，發育是個體成熟的必要條件，生 殖與發育研究是人類對自然和自身科學認識和合理控制的最重要的方面之 一。重點開展干細胞增殖、分化的調控機制研究；生殖細胞發生、成熟與 受精研究；胚胎發育的調控機制研究；組織器官發育與構建；體細胞去分 化和動物克隆研究；個體生殖功能的維持與衰老研究；生殖生物技術的安 全和倫理研究等。
腦及其認知功能研究
.圍繞了解人類的大腦及其認知功能，重點研究腦的智力發育過程和機 制，包括探索腦發育過程的基因調節以及與神經聯系的形成和可塑性有關 的各種過程；在感知覺方面、注意方面、學習記憶、語言以及思維方面研 究腦高級認知功能的過程及其神經基礎；開展腦疾病的發病機理與防治研 究；在智能的工程實現方面發展可自主編程的腦式信息處理系統，發展新 一代人工智能和設計腦式智能計算機等。
(三）所需的主要技術支撐體系
上述科研工作的開展需要建設若干重大研究實驗技術支撐系統，主 要是：
模式生物研究技術支撐系統。為開展資源（如品種、細胞、DNA) 保存、技術（如誘變技術、轉基因技術、精子冷凍技術）發展和科學研 究，需要以高等模式動植物（小鼠、斑馬魚、爪蟾、果蠅、線蟲、擬南芥 等）為材料進行實驗。
細胞研究技術支撐系統。為開展對各類活的或固定的細胞或組織的 深人研究，需要建立由各類顯微鏡構成的細胞研究技術支撐系統。
生命分子研究技術支撐體系。為實現對核酸、蛋白質和糖等主要生 命分子的結構和功能以及代謝過程的分子機制開展深人研究，尤其是有關 的基因組學和蛋白質組學研究等，需要在對基因的克隆、純化、特征分析 和細胞內活性分析以及蛋白質的重組表達、純化、結構分析、蛋白質在細 胞內的功能分析等方面建立技術支撐體系，同時還需要建立對糖的結構和 功能研究和開展代謝研究方面的技術支撐體系。 
單分子研究技術支撐系統。未來分子生物學研究的特征之一是對單 個生物分子開展時間分辨的結構改變等精細研究，以便在單個分子水平上 對重要生命分子的行為開展研究。為此，應建立相應的生物物理學實驗 系統。
腦科學研究技術支撐系統。在腦科學研究方面，重點需要支撐多層 次、高精度繪制人腦信息處理的“聯絡草圖”相關儀器設備技術支撐系 統。主要包括可實現腦空間微結構測量、腦信息處理動態測量、腦內生物 活性觀測的儀器設備，如可與核磁共振儀同時工作的高通量神經電活動記 錄裝置和電子自旋共振成像系統等。
生物信息學數據庫和分析平臺。后基因組時代生物學的特征是巨大 規模生物信息（包括基因和基因組序列、蛋白質和蛋白質組序列、蛋白質 三維結構等）的存在。需要購建大型計算設備，研發相關模型和軟件，建 設生物信息學數據庫，儲存、利用、分析生物科學研究的各種數據。