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    可靠性儀器儀表和生物學(xué)的相關(guān)性分析

    文章來源:正航儀器 瀏覽次數(shù): 發(fā)布時(shí)間:2013-08-13

    可靠性儀器儀表和生物學(xué)的相關(guān)性分析
    (一)近中期面臨的主要科學(xué)問題
    近中期生物科學(xué)發(fā)展面臨的主要科學(xué)問題是:如何通過定量研究和系 統(tǒng)整合揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和基本過程,進(jìn)一步重點(diǎn)揭示人類生殖和發(fā)育 功能、大腦及其認(rèn)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(xué)問題,今后一段時(shí)間的主要研究工作是:
    1.蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)的功能及其實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究 在代表性物種(包括人)的全基因組測(cè)序工作完成之后,對(duì)于基因所 編碼產(chǎn)物、也為生命活動(dòng)直接執(zhí)行者的蛋白質(zhì)的研究自然成為生命科學(xué)領(lǐng) 域的重要研究內(nèi)容。重點(diǎn)開展蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能研究;蛋白質(zhì)發(fā)揮生物 學(xué)功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究;蛋白質(zhì)一蛋白質(zhì)相互作用及其網(wǎng)絡(luò)研究;細(xì)胞蛋 白質(zhì)表達(dá)譜的時(shí)間和空間差異及相關(guān)的蛋白質(zhì)組學(xué)研究;體內(nèi)外蛋白質(zhì)的 單分子行為研究,尤其時(shí)間分辨的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)研究等;蛋白質(zhì)研究新方法和 新技術(shù)的發(fā)展。
    對(duì)生殖與發(fā)育的深入研究
    生殖是生命周期中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,發(fā)育是個(gè)體成熟的必要條件,生 殖與發(fā)育研究是人類對(duì)自然和自身科學(xué)認(rèn)識(shí)和合理控制的最重要的方面之 一。重點(diǎn)開展干細(xì)胞增殖、分化的調(diào)控機(jī)制研究;生殖細(xì)胞發(fā)生、成熟與 受精研究;胚胎發(fā)育的調(diào)控機(jī)制研究;組織器官發(fā)育與構(gòu)建;體細(xì)胞去分 化和動(dòng)物克隆研究;個(gè)體生殖功能的維持與衰老研究;生殖生物技術(shù)的安 全和倫理研究等。
    腦及其認(rèn)知功能研究
    .圍繞了解人類的大腦及其認(rèn)知功能,重點(diǎn)研究腦的智力發(fā)育過程和機(jī) 制,包括探索腦發(fā)育過程的基因調(diào)節(jié)以及與神經(jīng)聯(lián)系的形成和可塑性有關(guān) 的各種過程;在感知覺方面、注意方面、學(xué)習(xí)記憶、語言以及思維方面研 究腦高級(jí)認(rèn)知功能的過程及其神經(jīng)基礎(chǔ);開展腦疾病的發(fā)病機(jī)理與防治研 究;在智能的工程實(shí)現(xiàn)方面發(fā)展可自主編程的腦式信息處理系統(tǒng),發(fā)展新 一代人工智能和設(shè)計(jì)腦式智能計(jì)算機(jī)等。
    (三)所需的主要技術(shù)支撐體系
    上述科研工作的開展需要建設(shè)若干重大研究實(shí)驗(yàn)技術(shù)支撐系統(tǒng),主 要是:
    模式生物研究技術(shù)支撐系統(tǒng)。為開展資源(如品種、細(xì)胞、DNA) 保存、技術(shù)(如誘變技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、精子冷凍技術(shù))發(fā)展和科學(xué)研 究,需要以高等模式動(dòng)植物(小鼠、斑馬魚、爪蟾、果蠅、線蟲、擬南芥 等)為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
    細(xì)胞研究技術(shù)支撐系統(tǒng)。為開展對(duì)各類活的或固定的細(xì)胞或組織的 深人研究,需要建立由各類顯微鏡構(gòu)成的細(xì)胞研究技術(shù)支撐系統(tǒng)。
    生命分子研究技術(shù)支撐體系。為實(shí)現(xiàn)對(duì)核酸、蛋白質(zhì)和糖等主要生 命分子的結(jié)構(gòu)和功能以及代謝過程的分子機(jī)制開展深人研究,尤其是有關(guān) 的基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究等,需要在對(duì)基因的克隆、純化、特征分析 和細(xì)胞內(nèi)活性分析以及蛋白質(zhì)的重組表達(dá)、純化、結(jié)構(gòu)分析、蛋白質(zhì)在細(xì) 胞內(nèi)的功能分析等方面建立技術(shù)支撐體系,同時(shí)還需要建立對(duì)糖的結(jié)構(gòu)和 功能研究和開展代謝研究方面的技術(shù)支撐體系。 
    單分子研究技術(shù)支撐系統(tǒng)。未來分子生物學(xué)研究的特征之一是對(duì)單 個(gè)生物分子開展時(shí)間分辨的結(jié)構(gòu)改變等精細(xì)研究,以便在單個(gè)分子水平上 對(duì)重要生命分子的行為開展研究。為此,應(yīng)建立相應(yīng)的生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)。
    腦科學(xué)研究技術(shù)支撐系統(tǒng)。在腦科學(xué)研究方面,重點(diǎn)需要支撐多層 次、高精度繪制人腦信息處理的&ldquo;聯(lián)絡(luò)草圖&rdquo;相關(guān)儀器設(shè)備技術(shù)支撐系 統(tǒng)。主要包括可實(shí)現(xiàn)腦空間微結(jié)構(gòu)測(cè)量、腦信息處理動(dòng)態(tài)測(cè)量、腦內(nèi)生物 活性觀測(cè)的儀器設(shè)備,如可與核磁共振儀同時(shí)工作的高通量神經(jīng)電活動(dòng)記 錄裝置和電子自旋共振成像系統(tǒng)等。
    生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺(tái)。后基因組時(shí)代生物學(xué)的特征是巨大 規(guī)模生物信息(包括基因和基因組序列、蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)組序列、蛋白質(zhì) 三維結(jié)構(gòu)等)的存在。需要購建大型計(jì)算設(shè)備,研發(fā)相關(guān)模型和軟件,建 設(shè)生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫,儲(chǔ)存、利用、分析生物科學(xué)研究的各種數(shù)據(jù)。

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