重大科学研究计划2008年重要支持方向.doc

附件1重大科学研究计划2008年重要支持方向蛋白质研究1重大疾病发生发展的蛋白质组研究选择严重威胁我国人口健康的重大疾病进行蛋白质组研究，阐明相关重要功能蛋白质群（组）在重大疾病发生发展中的变化规律，揭示重大疾病的分子病理学机制及其蛋白质调控网络，确认相关疾病标志物和药物靶标，发展疾病蛋白质组研究技术。2蛋白质翻译后修饰和动态相互作用的机制与效应研究探索蛋白质翻译后修饰、动态相互作用机制，深入认识蛋白质功能的分子基础。重点研究蛋白质翻译后修饰的发生、调节机制及其生理、病理效应，蛋白质间的动态相互作用机制与其功能和调节的关系及其生理、病理意义。3真核细胞DNA复制、转录、蛋白质翻译及其调控的机制研究针对真核细胞中DNA复制和表达调控的高度复杂性和精密性，探讨遗传信息完整性的保持机制。重点研究真核细胞染色体装配、DNA的复制、转录、蛋白质翻译过程中DNA、RNA和蛋白质的相互作用及其调控机制。4基于蛋白质结构与相互作用的计算生物学研究针对蛋白质结构与功能预测、蛋白质相互作用网络、蛋白质动态行为的分子模拟等重要科学问题，开展相关计算生物学研究。重点研究蛋白质三维结构、蛋白质相互作用的理论预测，蛋白质设计的新方法，蛋白质及其复合体动态行为的分子动力学模拟，生物分子复杂网络的结构及其动力学分析。5蛋白质研究的新技术和新方法发展蛋白质在体、动态行为研究的新技术新方法。重点研究蛋白质整体功能的遗传操作、蛋白质的翻译后修饰鉴定和细胞定位、动态相互作用实时检测、细胞内分子过程的可视化、膜蛋白制备与结晶、同步辐射技术应用、生物大分子三维结构测定等的新技术和新方法。6重要功能蛋白质的生物学研究针对重要功能蛋白质，深入研究其功能实现的结构基础和调控机制。重点研究膜蛋白、金属蛋白、酶、肽类毒素等发挥生物学功能的分子机制、调控机理、进化规律等。量子调控研究1基于物质新有序状态的量子调控研究研究各种特殊条件下（超低温、强磁场、强电场、超高压、强激光场、可控掺杂等）物质新的有序量子状态，研究不同有序状态的竞争与共存，以及不同有序态间的量子相变，探索其表征方式和调控途径。研究拓扑有序和拓扑型激发，探索在分数量子霍尔效应体系、低维磁系统和冷原子系统中实现拓扑量子计算的可能途径。2磁性微结构电子态的调控研究研究磁性多层结构中磁晶各向异性的量子调控方法和机理。合成与制备具有长自旋扩散长度、高自旋相干性、自旋可操控的有机自旋电子材料，探索双向自旋极化载流子的全新自旋器件。设计制备具备多铁（multiferroics）量子特性的材料和各种微结构，研究自旋产生、注入、探测及其动力学过程，以及利用磁场、电场、光场实现量子调控的新原理和新方法。3微纳结构和器件中的量子调控研究微纳结构中量子调控的物理原理和新奇器件效应。探索量子调控原理在微纳电子、光电子器件中的应用，以及平面化微纳结构中电子波、自旋波的传播和调控。利用表面等离子激元实现对光的调控。探索运用量子调控实现单电子、单光子和单自旋的存贮和探测的可能途径。4单原子/单分子尺度的精确量子表征、检测及其在量子调控中的应用研究和发展单原子尺度上能谱学的基本原理和技术，最终实现单原子识别。研究和发展单分子尺度上光谱学技术的新原理、新方法。研究单分子尺度上的表面物理化学及其量子调控。研究磁性原子/分子的塞曼效应、近藤效应、磁性和超导性的共存及竞争等，实现对这些性质/过程的量子调控。5关联系统的多重量子序共存、竞争与调控的研究（委托重点基地）研究源于电子多重属性的量子有序态及其关联，探索量子态关联导致的多重有序相的共存、竞争及其相互耦合调控机制。发展高质量多重量子序关联材料的制备工艺和物性研究的实验方法，研究多重量子序状态的耦合特性，探索其在新器件中的应用途径。6量子信息基本逻辑单元和关键器件的研究（委托重点基地）研究超导单光子探测的原理、有效制备方法和性能；研究适用于光纤通信的窄带单光子源和用于实现远距离量子通信的量子中继；研究基于半导体器件的电子自旋自由度的量子处理器；研究基于表面等离子激元的量子信息器件，为实现量子计算和量子通信的基本逻辑单元和关键器件奠定基础。纳米研究1纳米材料与纳米技术在环境保护领域中的应用基础研究重点发展应用于空气、水和土壤污染及有害废弃物的检测与治理的纳米技术；研究纳米颗粒物在大气和水体中的化学演化过程和动力学行为；研究对多种目标分子具有多通道和高选择响应特性的有机纳米材料和结构，发展响应信号增强方法及检测器件。2纳米材料在能源领域中的应用基础研究重点发展面向光伏电池应用的纳米材料与结构（复合纳米结构的转化效率优于40%，柔性纳米材料和结构的转化效率优于8%）,智能型节能应用的纳米材料与结构，新型高效纳米催化材料与结构，具有抗辐照特性的纳米材料。3面向生物医学应用的纳米材料、器件和系统研究重点研究生物模板设计合成新型纳米材料、具有纳米孔隙的载药支架、组织修复与替代材料、植入式微纳器件的主要科学问题，发展相关新型医用材料、器件与系统及其在重要生物医学应用中的关键技术。4纳米技术改善药物功效的关键科学问题重点研究用于基因治疗等医疗新技术的纳米载体、提高难溶药物水溶性与生物利用度及相关药代动力学等，为形成创新的药物制剂与医疗新技术的发展提供科学基础。5新型纳米加工技术研究重点研究自组装形成二维、三维纳米半导体、分子结构的新原理和新方法；利用多光子过程及表面等离基元共振效应的纳米加工与器件制备原理，设计、加工三维纳米结构(加工精度优于50纳米)。6.基于纳米材料、纳米结构的器件原理和应用基础研究重点研究金属/介质纳米异质结构的设计和制备、外场对局域耦合效应的调控及其在光功率器件中的应用（发光效率提高40%以上），有机纳米材料在显示器件及技术中的应用，功能分子材料的设计和可控制备以及分子电子学器件。7新型纳米结构表征技术研究重点研究运用球差校正电镜进行亚埃分辨的纳米尺度的结构、表面、界面与缺陷的原位表征，新型示踪纳米粒子的合成与功能影像技术，基于新原理的表面等离子体共振传感器和表面增强光谱传感器及其应用。8纳米科技的若干前沿科学问题（委托重点基地）重点开展用于新一代电阻型存储器（RRAM）的电致阻变材料设计和制备、存储性能及稳定性的研究，温和条件下生物矿化方法制备纳米结构的原理和方法研究，基于同步辐射X-射线的高分辨率三维成像技术研究，高性能纳米电流变液材料和器件的设计、制备、流变性质及应用的关键技术研究。发育与生殖研究1调控发育与生殖的小分子化合物和天然产物研究（委托重点基地）建立能满足发育与生殖领域基础与应用研究需求，特别是诱导干细胞研究的小分子化合物与天然产物库，以及相应的合成平台、活性鉴定与筛选平台，制定相应的硬件标准、技术指标、管理规范，确保共享。2猪的诱导多能干细胞（iPS）系及其个体发育研究利用诱导多能干细胞技术和种系嵌合技术，获得猪的iPS嵌合体和体细胞克隆后代，并研究不同重编程技术获得的克隆胚胎和个体的发育及生长特性。3诱导多能干细胞（iPS）的重编程机制重点研究诱导多能干细胞在体外形成的分子机制，并以核移植重编程为比较，阐明体细胞重新获取多能性的分子途径。 4. 内胚层组织器官的发育在分子、细胞、组织和个体水平上，重点研究肝、胰腺、肠等器官前体细胞的命运确定、形态建成和功能发挥的分子机理。5. 神经系统的发育与疾病重点研究遗传、环境及小分子化合物等因素对神经系统发育的影响及与神经系统重大疾病的关系。6. 植物重要器官分化和形态建成的分子机制在遗传和表观遗传相互作用的基础上，研究植物重要器官发生、分化和形态建成的关键调控因子及其网络。7.