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生物大分子动态修饰与化学干预重大研究计划指南

2017-07-29 19:08栏目:商业

 
 
生物大分子动态修饰与化学干预重大研究计划指南  
 

生物大分子动态修饰与化学干预重大研究计划2017年度项目指南

生物大分子的动态修饰是指作为生命体系基本“元件”的生物大分子(蛋白质、核酸、糖脂等)时刻处于修饰位点与种类多变、时空特异和双向可逆的化学修饰之中。生物大分子化学修饰的这些动态属性在生物体的生理活动和病理变化中通常都发挥着关键作用。

一、科学目标

本重大研究计划拟充分发挥化学、生命科学和医学的特点以及学科交叉的优势,引领生物大分子动态修饰与化学干预研究,为生物大分子动态修饰的机制研究提供具有化学特征的新工具和新模式,获得针对动态修饰的新靶标和相应的干预小分子;加速从基础研究到药物开发的转化,为认识生命体系调控的内在规律、为重大疾病的诊断与防治提供基础性和前瞻性的科学技术储备;促进化学与生命科学和基础医学研究的衔接和交叉集成,形成新的学科生长点,提升我国生物大分子动态修饰的基础研究和应用性研究的综合实力,在国际化学生物学领域和生物医学前沿研究中占有重要的地位;同时,造就一支学科深度交叉、具有国际影响力的化学生物学科研队伍。

二、核心科学问题

生物大分子动态修饰研究的最基本问题是发现和阐明生物大分子化学修饰的动态属性,揭示其生物学效应和调控机制,并实现对生物大分子动态修饰的靶向化学干预。本计划旨在以化学生物学研究模式为指导,发展生物大分子动态修饰的特异标记和检测工具,解析生物大分子动态修饰的功能和调控机制,为药物研发提供潜在干预小分子和新靶标。本计划将组织包括化学、生命科学、医学、数理科学、信息科学等多学科的科学家共同开展研究。拟解决的核心科学问题如下:

(一)生物大分子化学修饰的动态属性:生物大分子化学修饰的化学特征与动态过程。

(二)生物大分子动态修饰的调控机制: 动态修饰的生物学效应和调控规律。

(三)生物大分子动态修饰的化学干预:基于动态修饰的新靶标和靶向干预策略。

三、2017年度重点资助研究方向

本重大研究计划 2017 年拟围绕上述核心科学问题开展如下研究工作:

(一)生物大分子动态修饰的化学标记与检测技术。

生物大分子动态修饰的化学标记与检测技术是开展生物大分子动态修饰研究的基础。通过修饰生物大分子的体外样品制备与化学标记、生物大分子修饰时空探测和高分辨成像技术的发展,实现对生物大分子动态修饰的高效、特异和时空动态检测,为从分子、细胞和个体等多个层次揭示生物大分子动态修饰的本质和调控机制奠定基础。研究重点如下:

1.发展生物大分子的化学合成新方法(如全合成、半合成、及酶促合成等),以及含有特定修饰(如甲基化、乙酰化、泛素化、糖基化、脂基化等)生物大分子的人工制备方法;

2.发展具有普适性的新型、高效生物正交化学反应,实现对细胞及活体内带有修饰的生物大分子的精准化学标记或人工调控;

3.针对生物大分子动态修饰的特性(如时空特异、双向可逆等),发展精准探测、成像、测序等新技术、新方法;

4.发展鉴定生物大分子动态修饰及其修饰酶、去修饰酶和识别蛋白的新策略、新工具。

(二)生物大分子动态修饰的调控机制与功能解析。

生物大分子动态修饰的调控机制与功能解析是开展生物大分子动态修饰研究的核心内容。借助化学生物学创新方法、技术和工具,应用结构解析、深度测序和高分辨成像等技术,结合现代分子细胞生物学和生物信息学等手段,揭示生物大分子动态修饰的调控机制,并阐明其在生理活动和病理变化过程中的重要作用,为基于生物大分子动态修饰的化学干预奠定基础。研究重点如下:

1.利用生物大分子特异标记、富集与检测的新技术新方法,解析生物大分子动态修饰的调控机制;

2.结合深度测序、基因组编辑等生物学新技术手段,揭示动态化学修饰调节生物大分子功能的规律;

3.针对生物大分子化学修饰的时空分布与动态变化等特性,研究其在生理过程和病理变化中的调控机制。

(三)生物大分子动态修饰的化学干预及其应用。

利用我国丰富的天然产物资源,发挥中药活性成分研究的优势,以活性化合物高通量/高内涵筛选、生物大分子动态修饰的计算模拟、探针(药物)分子设计等化学生物学技术为支撑,获取高选择性、高特异性、高生物相容性的小分子化学工具,揭示生命体内不同层次生物大分子动态修饰的调控机制,建立生物大分子动态修饰与分子靶向药物发现之间的桥梁,实现以新靶标确证和原创候选药物发现为目标的源头创新。研究重点如下:

1.发展调控生物大分子动态修饰的小分子化学工具,并建立相应的表征技术新体系;

2.利用小分子化学工具研究生物大分子动态修饰的化学过程与调控机制,发现与确证可供干预的新靶标;

3.从分子、细胞、组织和个体等多个层次开展对生物大分子动态修饰识别及功能发挥的化学干预研究,发现相应的先导分子。

四、项目遴选的基本原则