小分子探針“探”出學(xué)科生長(cháng)點(diǎn)
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發(fā)布時(shí)間：2016-12-07
指導專(zhuān)家組和管理工作組合影
編者按：“基于化學(xué)小分子探針的信號轉導過(guò)程重大研究計劃”是國家自然科學(xué)基金委化學(xué)學(xué)部聯(lián)合生命科學(xué)等學(xué)部,經(jīng)多年醞釀,于2007年啟動(dòng)的重大研究計劃。通過(guò)八年多的努力，科學(xué)家們實(shí)現了總體科學(xué)目標，并在近日舉辦的結題評估會(huì )上全票獲得“優(yōu)秀”的成績(jì)。本期基金版通過(guò)總結該計劃取得的經(jīng)驗及四項代表性的科研成果，以期充分展現這一化學(xué)生物領(lǐng)域奠基性的科研平臺。
近日，基于化學(xué)小分子探針的信號轉導過(guò)程重大研究計劃總結會(huì )在成都舉行。該研究是國家自然科學(xué)基金委員會(huì )（簡(jiǎn)稱(chēng)基金委）在“十一五”期間組織化學(xué)家和生物學(xué)家充分論證后，啟動(dòng)的第一項化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的重大研究計劃。
該計劃充分發(fā)揮化學(xué)與生命科學(xué)、醫學(xué)等多學(xué)科交叉的優(yōu)勢，跳出化學(xué)和生物學(xué)單一學(xué)科傳統的研究方法，以化學(xué)小分子為探針，發(fā)展新方法、新技術(shù)，針對生命體系信號轉導中的重要分子事件，開(kāi)展化學(xué)生物學(xué)研究，促進(jìn)化學(xué)和生命科學(xué)研究的交叉與融合，逐步形成新的學(xué)科生長(cháng)點(diǎn)。
8年取經(jīng)結碩果
“該計劃是在基金委化學(xué)學(xué)部聯(lián)合生命科學(xué)等學(xué)部在經(jīng)過(guò)了前期多年的醞釀和準備后，于2007年正式啟動(dòng)的重大研究計劃?！敝锌圃涸菏繌埗Y和告訴《中國科學(xué)報》記者，該計劃歷經(jīng)8年，極大地促進(jìn)化學(xué)和生物醫學(xué)研究的交叉與融合，使我國在化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域實(shí)現了跨越式發(fā)展。
據介紹，該計劃自2007年1月首次正式發(fā)布指南、接受申請以來(lái)，共收到各類(lèi)項目申請649項，申請項目涉及國家自然科學(xué)基金委員會(huì )數理、化學(xué)、生命、工材、信息和醫學(xué)等六個(gè)學(xué)部。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家函評篩選、會(huì )評審核后投票，共資助來(lái)自全國19個(gè)省、市、自治區的項目160項，其中來(lái)自教育部依托單位的項目79項，來(lái)自中科院依托單位的項目62項，其他單位的項目19項。資助總經(jīng)費20000萬(wàn)元，全部資助項目已于2015年底順利結題。
“該計劃分為兩個(gè)主要階段。前一階段圍繞指南核心問(wèn)題，面向社會(huì )征集項目，鼓勵自由探索，兼顧對一些重要方向進(jìn)行培育?！被鹞瘜W(xué)部副主任陳擁軍介紹，培育階段收到申請書(shū)共計606份，經(jīng)專(zhuān)家通訊評審和會(huì )議評審，正式資助項目124項（其中培育項目110項，重點(diǎn)支持項目14項）。培育階段的四次指南發(fā)布前均經(jīng)過(guò)指導專(zhuān)家組討論，根據小分子探針等學(xué)科前沿的發(fā)展，圍繞小分子探針主線(xiàn)，進(jìn)行增補和調整。
資料顯示，在2011年國家自然科學(xué)基金委組織的重大研究計劃中期評估中，該重大研究計劃被評為優(yōu)秀，并在所有參評同期項目中排名第一。無(wú)論是項目組織實(shí)施，還是項目過(guò)程管理及多學(xué)科的參與為其他重大研究計劃提供了經(jīng)驗。
陳擁軍介紹，“項目管理及專(zhuān)家委員會(huì )決定，后一階段從前期資助項目中遴選32個(gè)完成情況較好，并有望有所突破的項目，根據重大計劃2007年指南建議的重點(diǎn)支持方向，對這些項目進(jìn)行歸納形成‘基于小分子探針的糖脂代謝調控機理研究’等四個(gè)集成方向?！?/span>
而專(zhuān)家組對于項目培育過(guò)程中，自然形成的“基于配體調控的核酸相關(guān)信號通路研究”這一方向也進(jìn)行了總結集成。此外，結合基于小分子探針信號轉導過(guò)程研究領(lǐng)域的國際發(fā)展趨勢，決定對培育階段出現的“細胞中若干糖鏈介導的識別過(guò)程的調控”這一具有發(fā)展潛力的研究方向進(jìn)行集成。
“2012年對該6個(gè)集成方向發(fā)布指南，經(jīng)過(guò)申請、函評與會(huì )評，從10份申請中遴選了6個(gè)項目團隊進(jìn)行資助?！标悡碥娬f(shuō)。
小工具引出大研究
“通過(guò)8年多的努力，我們最終圓滿(mǎn)地完成了既定任務(wù)，實(shí)現了總體科學(xué)目標?；谥笇?zhuān)家組對項目執行情況的評估，該計劃在擬解決的4個(gè)核心科學(xué)問(wèn)題方面取得了重大進(jìn)展?！睆埗Y和表示。
“首先系統性地獲取了一批針對細胞信號轉導過(guò)程的新型分子探針，而且是一批具有自主知識產(chǎn)權的新型分子探針?！敝锌圃涸菏苛謬鴱姼嬖V記者，發(fā)展了生物合成方法，用于高效制備生物活性小分子，并使其成為獲取蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子探針的有效手段等。
林國強介紹，計劃還創(chuàng )新性地發(fā)展了一系列探測細胞信號轉導過(guò)程的化學(xué)方法；創(chuàng )新性地開(kāi)發(fā)了一系列特色鮮明的生物大分子標記、激活和操控的化學(xué)新方法，實(shí)現了活細胞和活體動(dòng)物中蛋白質(zhì)、聚糖、核酸等的精準標記、高靈敏度成像及高時(shí)空分辨率的活性操控；創(chuàng )立了一系列靈敏實(shí)用的分析新技術(shù)和新方法，尤其是發(fā)展了單分子和單細胞分辨率的全尺度、貫通性生物體分析新方法和新技術(shù)等。
該計劃還深入開(kāi)展了基于化學(xué)小分子探針的細胞信號轉導機制研究和針對性地實(shí)現了基于信號轉導途徑的藥物靶標與先導化合物發(fā)掘。據悉，目前科研人員已在國際專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究論文2400余篇，其中SCI論文2300余篇，包括Nature 3篇，Cell 2篇等。申請國內專(zhuān)利298項，獲批149項；申請國際專(zhuān)利13項，獲批9項；培養博士研究生643名，碩士研究生381名，博士后出站76名。
多項跨越式發(fā)展
“自研究計劃正式啟動(dòng)以來(lái)，我們始終遵循‘有限目標、穩定支持、集成升華、跨越發(fā)展’的總體思路，圍繞化學(xué)與生命科學(xué)交叉領(lǐng)域的科學(xué)前沿開(kāi)展創(chuàng )新性研究，在多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究、人才隊伍培養等方面有了長(cháng)足發(fā)展?！标悡碥姳硎?。
據了解，我國的化學(xué)生物學(xué)學(xué)科在該研究計劃的啟動(dòng)及執行過(guò)程中實(shí)現了從小到大、從散到整、由淺入深，目前已經(jīng)形成了相對完整的化學(xué)生物學(xué)學(xué)科體系?？蒲腥藛T還編寫(xiě)了《中國化學(xué)科學(xué)叢書(shū)——化學(xué)生物學(xué)學(xué)科前沿與展望》等。
2016年6月發(fā)布的《國家自然科學(xué)基金“十三五”發(fā)展規劃》已明確將“生命體系功能的分子調控”列為化學(xué)部的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，其核心就是化學(xué)生物學(xué)學(xué)科的主要研究?jì)热荨?016年9月經(jīng)委領(lǐng)導批準，化學(xué)生物學(xué)學(xué)科正式在化學(xué)科學(xué)部設置獨立申請代碼，這必將進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)生物學(xué)學(xué)科發(fā)展。
該研究計劃自啟動(dòng)以來(lái)，科研人員充分發(fā)揮化學(xué)與生命科學(xué)等多學(xué)科交叉的優(yōu)勢，開(kāi)發(fā)了一系列關(guān)鍵的化學(xué)生物學(xué)新技術(shù)，對生命體系內的重要分子事件和機理進(jìn)行了深入探索，揭示了多個(gè)關(guān)鍵細胞信號轉導過(guò)程的調控規律，獲得了一批重大疾病的診斷和防治的標記物、新的藥物作用靶點(diǎn)和新的先導結構。張禮和介紹，“這些跨越式的發(fā)展受到了國內外同行的廣泛關(guān)注與認可，我國的化學(xué)生物學(xué)正開(kāi)始在世界范圍內發(fā)揮影響力，并逐漸在一些領(lǐng)域躋身國際前列?！?/span>
奠基性科研平臺
在“重大計劃”長(cháng)達八年的執行過(guò)程中，中科院廣州生物醫藥與健康研究院研究員裴端卿一直是一名參與者?！斑@一項目促使了一系列豐富的科研成果產(chǎn)生，是我國在化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域奠基性的科研平臺?！彼嬖V《中國科學(xué)報》記者。
2008年，項目啟動(dòng)之初，裴端卿帶領(lǐng)的研究小組以“胚胎干細胞多能性維持與分化的化學(xué)生物學(xué)研究”方向獲得了資助。彼時(shí)，我國胚胎干細胞研究剛剛開(kāi)始，具有相當的前瞻性?！盎鹞@一項目對我們的工作支持很大?！迸岫饲浠貞?。
3年后，2011年，在早期研究成績(jì)的基礎上，裴端卿研究小組又獲得了該重大計劃的集成階段支持，并很好地推動(dòng)了該項目的一些探索性工作。
作為一名細胞生物學(xué)家，在重大項目中參與跨學(xué)科的交叉研究的經(jīng)歷，也讓裴端卿收獲豐厚。他表示，從前，傳統細胞生物學(xué)家較少從化學(xué)家角度來(lái)研究細胞調控問(wèn)題?！霸诤突瘜W(xué)家們的交流中，我們能發(fā)現和設計很多小分子作為重要的調控工具?！彼硎?，“隨后，我們據此在研究方法上進(jìn)行了調整，為我們的研究打開(kāi)了新的視角?！?/span>
在裴端卿看來(lái)，取得好的試驗結果的同時(shí)，一批青年學(xué)者在重大項目的執行過(guò)程中成長(cháng)起來(lái)?！爱斈甓嗝麉⑴c項目的學(xué)生已經(jīng)成長(cháng)為‘優(yōu)青’‘首席科學(xué)家’等，成為我國干細胞研究領(lǐng)域的‘頂梁柱’?！睂Υ?，裴端卿頗為欣慰。
而在這支擁有一批具有較高水平的學(xué)術(shù)帶頭人和一批富有朝氣的化學(xué)生物學(xué)研究青年人才的隊伍中，已有國家杰出青年基金獲得者13人，創(chuàng )新研究群體2個(gè)，優(yōu)秀青年基金獲得者7人，“千人計劃”學(xué)者2人，“青年千人計劃”學(xué)者9人等。這是我國化學(xué)生物學(xué)研究隊伍中最富創(chuàng )造力的一個(gè)年輕學(xué)術(shù)群體。隨著(zhù)越來(lái)越多受到化學(xué)生物學(xué)專(zhuān)門(mén)訓練的研究人員的加入，我國的化學(xué)生物學(xué)整體研究水平正在以前所未有的速度提升。
“2015年，該研究計劃六位（全國包括香港在內共八位）課題承擔專(zhuān)家參與了Nature Chemical Biology創(chuàng )刊十周年的學(xué)術(shù)活動(dòng)“Voice of Chemical Biology”。并從化學(xué)生物學(xué)的研究意義、歷史成就、學(xué)科建設、未來(lái)挑戰等多個(gè)角度談了個(gè)人對化學(xué)生物學(xué)這一新興交叉領(lǐng)域的看法，使國際上越來(lái)越多地出現了來(lái)自中國化學(xué)生物學(xué)家的聲音?！睆埗Y和說(shuō)。
