重大科學研究計畫2023年專案申報指南

2021-03-26 09:08:10 字數 4677 閱讀 8096

蛋白質研究

一、重要組織和細胞的動態蛋白質組學研究

在細胞和組織等層次上,發現一批具有重要功能的蛋白質以及與疾病相關的蛋白質,並揭示其在生理病理過程中的作用機制。重點研究內容:

1.研究人類血液等組織、水稻等重要農作物、結核桿菌等病原微生物的蛋白質組。

2.研究細胞週期、細胞分化、細胞凋亡、細胞病變等細胞基本生命活動的動態蛋白質組學和亞細胞蛋白質組學。

二、蛋白質功能的三維結構基礎的研究

結合本研究計畫,完成一批具有重要生理功能的蛋白質和蛋白質複合體的三維結構測定和功能研究。重點研究內容:

1.與腫瘤發生與轉移、基因轉錄調控、訊號傳導、生物體脅迫與響應相關的蛋白質及蛋白質複合體的三維結構、研究膜上受體蛋白及通道蛋白的三維結構。

2.在原子解析度水平上研究動態蛋白質複合物形成過程,以及蛋白質相互識別和蛋白質動力學。

三、蛋白質質量控制、翻譯後修飾和動態相互作用研究

闡明蛋白質摺疊、組裝、轉運、翻譯後修飾、動態相互作用以及異常摺疊的機制,深入認識蛋白質發揮功能的分子基礎。重點研究內容:

1.新生肽鏈的摺疊和組裝、蛋白質異常摺疊的發生和後果;細胞內蛋白質降解的機理;脅迫條件下蛋白質的行為和命運。

2.蛋白質在細胞內的定位、跨膜轉運和動態轉位的機理、調節和效應。

3.蛋白質翻譯後修飾的發生、調節及生理效應。

4.蛋白質分子之間的動態相互作用機制及其與蛋白質發揮功能的關係。

四、細胞分化和腫瘤發生發展過程中的轉錄組研究

獲取細胞分化和腫瘤發生發展過程中的轉錄組資訊;研究蛋白質-rna作用機制,揭示蛋白質在非編碼rna參與分化過程和腫瘤發生發展過程中的調節作用。重點研究內容:

1.研究細胞水平的轉錄組資訊,包括基因不同剪下方式的轉錄本,反義轉錄本以及小rna (microrna)和其它可轉錄片段的資訊。

2.研究蛋白質在基因轉錄、轉錄後加工和翻譯水平的作用機制;開展非編碼rna分子在轉錄調控中的作用機制研究。

3.開展參與分化過程和腫瘤發生發展過程中相關的基因表達或調控因子的研究;開展與轉錄調控相關的特定基因簇/蛋白質群的轉錄組和蛋白質組比較研究。

五、蛋白質功能與代謝性疾病發生發展相關的代謝組學研究

開展蛋白質功能與代謝性疾病發生發展的代謝組學研究,闡明與蛋白功能相關的重要代謝途徑,尋找疾病分子標誌物和診斷方法。重點研究內容:

1.研究基因、蛋白質和小分子代謝物對代謝網路的調控機理,研究代謝性疾病的分子機理。

2.利用代謝組學的技術和方法,發現與蛋白質代謝異常的疾病小分子標誌物。

3.建立高通量的多肽組學方法和檢測功能肽的研究體系,尋找多肽激素或配體訊號的受體複合體,研究多肽訊號轉導及其生物學意義。

六、模式生物與細胞等功能系統的系統生物學

發展生物系統的結構與功能的高通量定量資料獲取的新技術方法;並建立系統生物學資料的整理與挖掘方法,以及新的建模演算法,獲得模式生物和細胞的系統知識庫和模型。重點研究內容:

1.採用模式生物與細胞分化模型為研究物件,發展高通量和定量分析功能元件之間相互作用的普適性技術;發展在體蛋白質相互作用的規模化定量檢測技術;開展蛋白質動態修飾的大規模檢測。

2.結合模式生物或細胞分化模型的實驗資料,發展有效識別網路結構和功能模組的新演算法;發展和完善對海量資料系統化、規模化的綜合分析方法,以及發展可用於各類組學及其它實驗資料進行對接與整合的方法與平台。

七、蛋白質研究的新技術與新方法

發展具有自主智財權的蛋白質科學研究的新技術和新方法。重點研究內容:

1.研究高丰度蛋白質的去除新技術和低豐度蛋白的分離富集新技術;研究蛋白質高效分離和高靈敏鑑定的新技術;研究蛋白質翻譯後修飾的鑑定新技術。

2.研究活細胞內蛋白質-蛋白質動態相互作用實時檢測技術、細胞內蛋白質分子水平的視覺化和動態三維成像新技術和新方法、多靶標和多配體的適配體分子工程技術。

3.研究蛋白質等生物大分子三維結構測定的新技術和新方法。

八、人類肝臟蛋白質組重要科學問題研究 (委託軍事醫學科學院牽頭的人類肝臟蛋白質組研究團隊)

開展蛋白質組成和調控網路的研究,完善研究器官、組織、細胞水平的蛋白質組成與動態行為的技術體系。重點研究內容:

1、規模化分離鑑定肝組織和亞細胞蛋白質組,重點是鑑定低豐度表達蛋白。規模化分析肝臟翻譯後修飾蛋白質,發掘一批具有重要功能的蛋白質並**其功能。

2、規模化研究肝臟重要蛋白質的相互作用和不同型別細胞的蛋白定位圖,揭示肝臟重要功能的調控網路及細胞活動過程中蛋白質的轉位。

3、重點發展蛋白質組資料的整合、分析和**新方法。研究人肝臟蛋白質抗體及晶元製備、規模化蛋白質定量等新技術、新方法。

九、膜蛋白和蛋白質複合體的功能與結構研究 (委託中國科學院生物物理所)

建立膜蛋白、蛋白質複合物製備、結構解析及其在亞細胞、細胞、活體等層次功能分析的研究體系,選擇具有重大科學意義的膜蛋白和蛋白質複合體的功能與結構基礎開展探索研究。重點研究內容:

1.與能量代謝、病毒感染、免疫識別、基因組穩定、膜轉運、蛋白質生物合成和降解等過程相關的重要蛋白質複合體的功能、結構和相互作用分子機制研究;

2.建立膜蛋白與蛋白質複合體功能與結構的研究平台,重點探索膜蛋白、蛋白質複合物高效製備與結晶,冷凍電鏡,分子成像等新方法。

量子調控研究

一、量子計算的物理實現和關鍵量子器件

量子計算具有很強的並行處理資料能力,採用適當量子演算法可以解決現有電子計算機無法實現的某些難解問題,如大數因子分解和量子體系演化的模擬等。目前量子計算無法實現的主要瓶頸是尚未找到適合於製作量子計算機的物理體系。本方向重點研究基於量子點和線性光學的量子計算,以及關鍵的量子器件。

申請者可選擇以下部分內容:

1.基於量子點量子計算的物理實現

2.連續變數線性光學的量子計算

3.冷原子系綜的量子資訊儲存和處理

4.可控單光子源

5.單光子探測原理和技術

二、關聯電子態研究和新型資訊載體探索

關聯電子系統中電荷、自旋、軌道等自由度和有序相之間存在複雜的共存與競爭關係,通過調節外界參量,可以實現不同有序相之間的轉換和調控,由此導致新的量子臨界現象。這些新的量子態具有許多非尋常的特性。研究這些新奇量子態的性質,尋找新的資訊載體,探索新的資訊傳輸過程和調控機制,可以為開發下一代資訊科技打下物理基礎。

申請者可選擇以下部分內容:

1.在半導體、鐵磁/半導體、稀磁半導體/半導體結構中自旋產生、注入和調控的物理原理,發展適合器件應用的自旋極化產生與注入的有效方法,探索自旋電子器件。

2.關聯系統中多種有序相之間的競爭和量子相變,包括電子或原子的電荷密度、自旋和軌道自由度的相互作用與競爭所導致的非常規超導態及贗能隙效應;冷原子系統中的玻色-愛因斯坦凝聚(bec)及bcs-bec轉變;電荷與自旋的量子霍耳效應;超流體、金屬與絕緣體之間的相變;重費公尺子體系中的量子相變現象等。研究低維電子系統中由於量子漲落和量子相干導致的基態簡併、阻挫、糾纏、序竟爭和量子相變,探索實現量子調控的可能途徑。

3.探索和製備具有新奇量子特性的新材料,發展新的實驗測試手段。要注重和加強過渡金屬氧化物、鑭系和錒系化合物, 巨熱電效應材料、巨光學非線性材料、超導、半金屬(half metal)材料等新材料的探索。

4.發展有效的解析和數值研究方法,緊密結合實驗研究,探索微觀關聯系統的物理規律,**材料的結構和物理性質及其相互關係,預言新的實驗現象,為新奇量子現象的探索和新型功能材料的開發應用提供科學依據,指導新材料和新器件原理的探索。

三、受限小量子體系的行為及調控

發現受限小量子體系中的新現象和新效應, 探索對受限小量子體系進行能級和波函式調控的方法和規律,建立受限小量子體系的量子調控理論,為未來的資訊科技提供科學基礎。申請者可選擇以下部分內容:

1.通過物理和化學方法對小量子體系進行結構調整,構築特定構型和效能的新體系。

2.通過結構調控和外場調控,實現對能級、波函式的量子調控,並研究體系的量子輸運特性。

3.操縱分子體系的自旋態以調控自旋極化磁學等性質。

4.研究小量子體系的發光性質、光譜特性和分子體系光電效應中的電荷輸運及能量轉化動力學。

5.耦合體系以及體系與環境間相互作用的調控,探索資訊控制檢測、儲存與讀取的方法。

四、人工帶隙材料

通過物理和化學的手段,人工製造帶隙材料,實現可控制的諸如具有向量特性的光子態和張量特性的聲子態等,研究微結構導致的新現象以及互動作用帶來的新效應,研製各類新型器件,針對未來資訊科技目標,為實現人工帶隙材料的能帶和帶隙調控奠定科學基礎。申請者可選擇以下部分內容:

1.人工帶隙材料的設計和製備,包括基於光子帶隙的光子調控材料、基於聲子帶隙的聲子調控材料、基於極化激元帶隙的極化激元調控材料等。

2.人造材料結構與物理特性的關係,「晶格」週期、「缺陷」、無序、介面以及單元結構等對波傳播的作用等。

3.利用人工帶隙材料實現對材料物理特性的調製。

4.基於人工帶隙材料的原型器件。

五、委託南京大學固體微結構國家重點實驗室圍繞以下研究方向組織專案

1.量子資訊學

研究超導量子位元中巨集觀量子干涉現象,超導量子位元的設計與加工。環境因素對巨集觀量子干涉的影響,超導量子位元的消相干機制、量子位元的整合以及利用超導量子位元演示量子演算法。

2.關聯電子

揭示電荷、自旋、軌道自由度之間的競爭導致的豐富的物態及其量子相變規律,研究通過外參量實現不同狀態間的轉換與調控方案。研究關聯電子系統中,在一定條件下具有的拓撲簡併的量子基態及其激發態可能具有的拓撲穩定性,**作為量子資訊載體的可能性以及控制內稟雜訊的量子計算新方案,將量子計算作為廣義關聯系統,提出減少量子退相干的新方案,設計新型量子位元。

3.受限小量子

實現小量子系統電子自旋壽命的最大化和奈米尺度上自旋關聯的檢測,研究自旋載流子在異質結中的傳輸,揭示電子自旋系統中的新規律、新效應,研究鐵磁-超導異質結上的andreev反射,**傳統自旋電子學的擴充套件。

2023年國家重大科學研究計畫專案結題驗收方案

國家重大科學研究計畫專案結題驗收方案 根據 國家重點基礎研究發展計畫管理辦法 國家重大科學研究計畫專案結題驗收工作包括課題驗收和專案驗收,有關要求如下 一 課題驗收 1.課題驗收由專案首席科學家主持,對專案及各課題實施情況進行全面總結與評估。課題驗收一般應在專案執行到期後2個月內完成。2.專案首席科...

重大科學研究計畫專案中期評估方案2019

一 中期評估原則 1.國家重大科學研究計畫專案實行 滾動支援 動態調整 的管理模式。專案實施兩年左右進行一次中期評估,目的是進一步明確專案的研究計畫和目標,調整和優化課題設定 經費和人員配置。中期評估工作分專案中期總結和專案中期評估兩個階段進行。2.中期評估主要評估專案的工作狀態和研究前景。工作狀態...

重大科學研究計畫專案申請書編寫提綱

專案摘要 1,左右 簡述專案所面向的國家重大需求 擬解決的關鍵科學問題 主要研究內容和目標 課題設定。申請書正文 30,左右 一 立項依據 專案所面向的我國經濟 社會 和科學技術自身發展的重大需求,專案研究的科學意義,對解決國家重大需求問題的預期貢獻等。二 國內外研究現狀和發展趨勢 國際最新研究進展...