可靠性仪器仪表和生物学的相关性分析

可靠性仪器仪表和生物学的相关性分析
(一）近中期面临的主要科学问题
近中期生物科学发展面临的主要科学问题是：如何通过定量研究和系 统整合揭示生命现象的本质和基本过程，进一步重点揭示人类生殖和发育 功能、大脑及其认知功能。
(二）近期需要开展的主要研究工作
围绕上述重大科学问题，今后一段时间的主要研究工作是：
1.蛋白质在生物体内的功能及其实现机制研究 在代表性物种（包括人）的全基因组测序工作完成之后，对于基因所 编码产物、也为生命活动直接执行者的蛋白质的研究自然成为生命科学领 域的重要研究内容。重点开展蛋白质的生物学功能研究；蛋白质发挥生物 学功能的结构基础研究；蛋白质一蛋白质相互作用及其网络研究；细胞蛋 白质表达谱的时间和空间差异及相关的蛋白质组学研究；体内外蛋白质的 单分子行为研究，尤其时间分辨的动态结构研究等；蛋白质研究新方法和 新技术的发展。
对生殖与发育的深入研究
生殖是生命周期中的关键环节之一，发育是个体成熟的必要条件，生 殖与发育研究是人类对自然和自身科学认识和合理控制的最重要的方面之 一。重点开展干细胞增殖、分化的调控机制研究；生殖细胞发生、成熟与 受精研究；胚胎发育的调控机制研究；组织器官发育与构建；体细胞去分 化和动物克隆研究；个体生殖功能的维持与衰老研究；生殖生物技术的安 全和伦理研究等。
脑及其认知功能研究
.围绕了解人类的大脑及其认知功能，重点研究脑的智力发育过程和机 制，包括探索脑发育过程的基因调节以及与神经联系的形成和可塑性有关 的各种过程；在感知觉方面、注意方面、学习记忆、语言以及思维方面研 究脑高级认知功能的过程及其神经基础；开展脑疾病的发病机理与防治研 究；在智能的工程实现方面发展可自主编程的脑式信息处理系统，发展新 一代人工智能和设计脑式智能计算机等。
(三）所需的主要技术支撑体系
上述科研工作的开展需要建设若干重大研究实验技术支撑系统，主 要是：
模式生物研究技术支撑系统。为开展资源（如品种、细胞、DNA) 保存、技术（如诱变技术、转基因技术、精子冷冻技术）发展和科学研 究，需要以高等模式动植物（小鼠、斑马鱼、爪蟾、果蝇、线虫、拟南芥 等）为材料进行实验。
细胞研究技术支撑系统。为开展对各类活的或固定的细胞或组织的 深人研究，需要建立由各类显微镜构成的细胞研究技术支撑系统。
生命分子研究技术支撑体系。为实现对核酸、蛋白质和糖等主要生 命分子的结构和功能以及代谢过程的分子机制开展深人研究，尤其是有关 的基因组学和蛋白质组学研究等，需要在对基因的克隆、纯化、特征分析 和细胞内活性分析以及蛋白质的重组表达、纯化、结构分析、蛋白质在细 胞内的功能分析等方面建立技术支撑体系，同时还需要建立对糖的结构和 功能研究和开展代谢研究方面的技术支撑体系。 
单分子研究技术支撑系统。未来分子生物学研究的特征之一是对单 个生物分子开展时间分辨的结构改变等精细研究，以便在单个分子水平上 对重要生命分子的行为开展研究。为此，应建立相应的生物物理学实验 系统。
脑科学研究技术支撑系统。在脑科学研究方面，重点需要支撑多层 次、高精度绘制人脑信息处理的“联络草图”相关仪器设备技术支撑系 统。主要包括可实现脑空间微结构测量、脑信息处理动态测量、脑内生物 活性观测的仪器设备，如可与核磁共振仪同时工作的高通量神经电活动记 录装置和电子自旋共振成像系统等。
生物信息学数据库和分析平台。后基因组时代生物学的特征是巨大 规模生物信息（包括基因和基因组序列、蛋白质和蛋白质组序列、蛋白质 三维结构等）的存在。需要购建大型计算设备，研发相关模型和软件，建 设生物信息学数据库，储存、利用、分析生物科学研究的各种数据。