文档介绍：附件3:
蛋白质研究国家重大科学研究计划
“十二五”专项规划
一、形势与需求
蛋白质是生命活动的主要执行者。对蛋白质结构与功能、相互作用和动态变化的深入研究,将有助于揭示生命现象的本质。蛋白质研究取得的众多成果也将是新药创制、传染病防诊治、农作物改良、生物能源转化、工业生物催化等各个领域的重要创新源泉。
目前,国际蛋白质研究进入了快速发展期,呈现出以先进技术驱动蛋白质研究的发展趋势。在高精度冷冻电镜和分子影像等技术推动下,蛋白质研究逐步从分子水平向细胞、个体等更高维度发展,并注重对蛋白质在细胞、生物体中的“在体”研究。随着同步辐射、核磁共振、原子力显微镜等分子结构分析技术的进步,蛋白质研究更加注重超复合物和分子机器等复杂体系。由于高分辨质谱和高性能计算技术的进步,规模化、定量化的蛋白质组研究已经提升到了新的高度,从蛋白质相互作用网络的结构及其动态变化规律中认识复杂生命系统,已经成为蛋白质研究的一个重要发展方向。
当前的蛋白质研究,是集中了包括生物化学、生物物理学、分子生物学、细胞生物学、结构生物学、蛋白质组学、系统生物学等多个生物学分支学科的综合性研究体系,需要各种学科的相互协作;现代物理学、光学、信息技术等对促进蛋白质科学研究和诸多生物医学领域的快速发展起到了至关重要的作用。因此,综合各种学科和不同研究技术的复合型研究已经成为目前国际蛋白质研究的主要方式。
蛋白质研究国家重大科学研究计划引领了我国蛋白质研究,目前已取得了一系列重要的成果,包括解析了一批具有重要生物学功能的蛋白质及其复合物的空间结构,建立了国际上最大的人类正常肝组织、肝病和肝癌系列的蛋白质表达谱和相互作用网络图;发现200余种针对人类重大疾病的潜在药物靶标或诊断标志物;通过肿瘤靶向的新型纳米药物输送系统实现了药物在肿瘤细胞内的靶向富集,为临床肿瘤治疗提供了新的有效手段;发展了高丰度蛋白质去除和低丰度蛋白质富集的成套关键技术,为重大疾病靶标和诊断标志物的发现提供了高效可行的技术方案。
蛋白质研究国家重大科学研究计划的实施,锻炼了创新队伍,培养了一批年富力强、创新能力突出的学术骨干,形成了我国蛋白质科学研究的人才梯队。
国际蛋白质科学研究与交流取得了重大进展,牵头组织实施了国际人类肝脏蛋白质组计划,并与多个国际一流研究机构成立了联合实验室(中心),促进了蛋白质研究领域的重大国际合作。
但是,与国际蛋白质研究的先进水平相比,我国的蛋白质研究源头创新能力有待加强,重点需要促进多学科交叉合作研究、关注蛋白质研究的原创性新技术新方法、提升解决重大科学问题的合力。
二、总体思路与发展目标
(一)总体思路
紧密围绕我国经济与社会发展的重大科技问题和重大科学前沿,以蛋白质结构与功能、相互作用和动态变化的研究为重点,以蛋白质研究技术与方法创新为支撑,加强新技术新方法在蛋白质研究中的推动力;在结构生物学、蛋白质组学、蛋白质研究新技术和新方法、蛋白质合成、降解与调控机制、蛋白质生物学功能、系统生物学、药物靶标和分子诊疗等7个方面强化部署;加强项目与国家蛋白质科学研究设施、相关国家重点实验室等基地的紧密结合;加强蛋白质研究国家重大科学研究计划与国际相关计划的合作。
(二)发展目标
揭示一批膜蛋白和重要蛋白质复合体的空间结构及其生物学作用机制,产出一批具有长远影响的标志性成果;系统解析人类重要组织器官、重要病原体以及模式生物的蛋白质组;进一步阐释在各种生理和病理过程中的蛋白质相互作用网络的构成和动态变化,继续保持我国在蛋白质组学的国际领先地位;发现与重大慢性病和传染性疾病进程密切相关的蛋白质群,提供300种左右诊断标志物和药物靶标的候选蛋白质;建立和完善蛋白质结构测定、规模化蛋白质修饰与定量研究的技术平台,形成一批原创性的蛋白质研究新方法和新技术;构建多种具有应用前景的国家级蛋白质、多肽和抗体的公共资源库;造就一支创新能力强的高水平复合型蛋白质研究队伍。
三、主要任务
(一)结构生物学研究
应用X-射线晶体分析技术、高精度冷冻电镜技术、核磁共振技术等手段,研究参与基因表达调控、能量转换和信号转导等重要生命活动的蛋白质及其复合物的结构以及作用机制。
蛋白质复合体结构与功能研究。研究参与DNA复制与修复、基因表达调控、新陈代谢、能量转换、信号传导、细胞运动、病毒感染宿主及其免疫反应等重要生命活动的蛋白质、核酸等大分子及其复合物的结构与功能。
膜蛋白的结构与功能研究。研究动植物以及微生物在各种生命活动中的膜蛋白,包括受体蛋白、离子通道蛋白、转运蛋白、膜整合酶的结构与功能。
生物超分子复杂体系的结构与功能研究。研究生物体中由蛋白质、核酸、糖等形成的复合物、超分子复合体及亚细胞器的结构与功能。特别关注非编码RNA和蛋白质复合物。
蛋白质动态复合物的结构与