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科研成果概述
 

  根据中国科学院“创新2020”总体目标和战略部署,生物物理研究所结合国际生命科学发展态势、国家人口与健康需求及研究所的优势与特色,围绕蛋白质科学、脑与认知科学、感染与免疫、非编码核酸和蛋白质与多肽药物的重大科学问题开展基础性、前瞻性、战略性研究,加强生命科学领域关键装备的创新研制,实现关键技术和实验方法的重点突破,构建以生物制药和体外诊断为重点的转化型研究体系,在国家创新体系中发挥源头创新和骨干、引领作用。

  经过半个世纪的深厚积累和几代科学家的辛勤耕耘,生物物理所形成了潜心研究、力戒浮躁、学风严谨的学术氛围,并取得了一系列重大原创性成果:

  蛋白质科学:生物物理研究所是我国蛋白质科学的重要研究基地。研究所及其科学家,在历史上曾为世界上首次人工合成有活性的牛胰岛素、测定胰岛素的晶体结构做出过享誉国际的重要贡献。在分子酶学领域,先后提出了新生肽链折叠、酶活性部位的柔性、酶作用不可逆抑制动力学、酶即分子伴侣等重要理论,成为我国酶生物学领域的开创性成就;在结构生物学领域,开展了胰岛素三维结构与功能、植物捕光蛋白复合物的三维结构与功能、天然毒素蛋白的结构与功能等重要前沿研究,获得了中国第一个蛋白质晶体结构和第一个膜蛋白晶体结构,成为我国结构生物学的开拓者和领导者;在膜生物学领域,围绕膜脂-膜蛋白相互作用,对生物膜的调控和功能进行系统研究,获得具有特色的优秀成果,为我国膜生物学的发展做出了历史性贡献。1989年,在“中国科学院分子酶学开放研究实验室”的基础上,凝聚分子酶学、结构生物学、膜生物学等优势学科,建成了“生物大分子国家重点实验室”,成为我国首批国家重点实验室之一。实验室成立至今,在全国国家重点实验室和部级开放实验室的历次评估中均被评为优秀且名列前茅。近年来,实验室建立并壮大了致力于膜蛋白结构与功能、染色质结构和表观遗传调控与细胞命运决定、重要疾病发生与防御的蛋白质结构和功能基础、细胞内膜系统形成及其稳态维持的调控、蛋白质的生成修饰与质量控制等重大科学问题的研究力量,团队优势日益彰显,取得了一系列重大创新成果。生物物理所在蛋白质结构与功能研究领域已经形成了厚实的学科积累和传统优势,具有优良的学术氛围和雄厚的技术力量,形成了多学科交叉、开放共享的研究体系,成为支撑国家重大科学研究计划、开拓蛋白质科学前沿研究领域、产出国际领先水平的原创性成果、造就国家战略科技人才、引领生物高技术产业发展、具有国际一流水平的创新基地。

  脑与认知科学:脑与认知科学是生物物理所的又一个特色研究领域。围绕视觉信息的表达及视觉系统的脑功能区成像,近年来发展了“大范围首先”的不变性知觉理论,挑战了半个世纪以来占统治地位特征分析理论;有关果蝇学习、记忆和抉择机制的系列论文,在国际学术界引起了强烈的反响;视觉感受野的双核团调控机制和凹耳蛙的超声通讯研究开拓了感知觉研究的新领域。2005年,科技部批准,依托生物物理研究所,联合中科院视觉信息加工开放实验室、中科院研究生院“认知科学重点实验室”和中科院心理研究所“心理健康重点实验室”,建设“脑与认知科学国家重点实验室”, 于2007年通过验收并正式开放运行。在两次国家重点实验室评估中获“优”。实验室多年来,围绕“认知的基本单元”、“学习和决择”的认知科学重大科学问题,开展了多进化层次、多认知层次、多学科层次的研究,取得系统的、原创性的成果。实验室还开展了认知的分子神经机制及认知障碍的卓有成效的研究。实验室建设了以超高场强磁共振成像为核心、各种脑成像方法结合为特色的在世界上屈指可数的脑成像设施。实验室特别注重发挥认知科学对脑疾病研究不可替代的作用,在认知变量,认知实验范式,脑认知成像等方面,开展多种精神和神经疾病的科学定义和行为模型、客观行为检测和诊断方法的创新研究。实验室发起成立了国家一级学会—中国认知科学学会。大大推动了脑与认知科学在我国的发展。

  感染与免疫:感染与免疫学科是研究所重点发展的新的学科增长点。面向国家公共卫生与人口健康的重大需求,针对国际上生命科学前沿领域中日新月异的分子免疫学的发展趋势,2004年研究所“感染与免疫学研究中心成立”。该中心凝聚了病毒感染和分子免疫学领域10位归国的中科院“百人计划”获得者和7位国际合作伙伴计划获得者的海外分子免疫学教授。2009年,通过病毒学、免疫学、抗体工程等各分支学科整合,凝聚核心创新团队建设,强化实验动物平台建设投入,感染与免疫所级重点实验室成功升级为院级重点实验室。近年来,实验室在逆转录病毒限制性宿主因子研究、病毒感染的炎症反应及其调控机制研究、病毒性肝炎的临床机制和动物病理模型等方面已经走在了世界前沿,后续的研究以及应用基础研究将继续在病毒感染与免疫应答机制的研究方面为国家重大传染病防治的普惠健康科技保障体系建设做出更大的贡献。

  非编码核酸:2010年,针对非编码核酸研究的发展趋势,基于已有研究基础和优势,整合和引进人才队伍,适时成立了非编码核酸所级重点实验室。2013年,非编码核酸所级重点实验室升级为非编码核酸北京市重点实验室。2014年,依托此实验室的核酸生物学院重点实验室获批成立。实验室围绕基因组中的非编码序列、非编码基因和非编码核酸,集中于新非编码基因和非编码核酸的系统发现及结构与功能研究的基础研究。实验室首次构建并分析了一个microRNA调控ncRNA的网络,开展了非编码核酸的发现及其在重要生物途径的关键调控作用的前沿研究。实验室承担了国内第一个聚焦“非编码RNA”研究的973项目,发起召开了以非编码RNA为主题的香山科学会议。非编码核酸是生物大分子的重要组分并且与蛋白质有紧密的相互作用,它参与免疫调节和神经系统的活动。因此,研究所非编码核酸领域的重点部署和培育,有助于生物大分子研究内涵的丰富,有助于研究所基础研究方向的前沿交叉。

  蛋白质与多肽药物:为适应国家创新药物研发及产业化的战略需求,支撑国家生物医药产业发展,研究所于2004年与百奥药业和中生北控共建了“蛋白质与多肽药物实验室”,在此基础上,2011年研究所整合相关科技力量,成立了蛋白质与多肽药物所级重点实验室。2013年,蛋白质与多肽药物所级重点实验室升级为北京市生物大分子药物转化工程技术中心。实验室以发现新的肿瘤标志物、开发新型药物递送系统、研发原创性的新药及药物制剂为目标,在人源化单克隆抗体类药物、重组细胞因子和酶类药物、新蛋白质靶点的鉴定、基于靶蛋白的高通量药物筛选以及基于蛋白质结构的药物设计等几个方面集中力量进行研究,以基础研究和应用技术的融合为切入点,努力开辟具有基础研究特色的技术创新之路,打造从蛋白质科学基础研究到医药产品有机衔接的成果转化链条。

  学科交叉与新技术新方法自主创新:作为国内最早以二级学科命名的国立研究机构,生物物理所始终坚持“学科交叉”,注重新技术新方法的自主创新。研究所在仪器创新上有传统优势,曾开发出百余种仪器,覆盖空间、仿生、辐射、分离提纯、光谱、波谱、图像分析、医疗诊断等广泛领域。在2009-2011年期间,研究所先后成立了生命科学仪器技术创新中心和交叉科学所级重点实验室,加强了技术支撑队伍建设,并在超分辨光电融合成像技术、高灵敏和高通量快速检测技术、工业级蛋白质高效制备等关键技术创新方面取得了系列成果,文章发表在《Nature Methods》等国际著名学术刊物上,申请了多项国际、国家专利。截至目前,已独立承担多项国家和科学院科研仪器装备研制任务,其中,于2012年正式启动的首批国家重大科研仪器设备研制专项“光电融合超分辨生物显微成像系统”为当年生命科学领域唯一一个立项的项目,由于项目进展顺利、成果突出,被基金委列为第一个提前一年结题的研制专项。

  研究所高度重视科研成果的社会和经济价值,截至2016年底,共拥有109项有效专利。近5年来,新申请专利173项,含PCT专利14项,获得授权发明专利97项,含国外发明专利7项。

 

  资料来源:科技处,2017-02-28网页更新  

                 
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