生物大分子动态修饰与化学干预

20世纪中叶，以生命科学“中心法则”的建立为标志，研究者揭示了控制生命活动的基本分子机制。然而，进入21世纪以来，随着人类基因组计划的完成，人们很快发现，生命的复杂性和多样性无法仅由“中心法则”解释。研究者发现，作为生命活动基本“元件”的核酸、蛋白质和糖脂等生物大分子处于机体内广泛的动态化学修饰之中，并在机体的生命活动中扮演了关键角色。针对这一重要问题的研究已成为当前生命科学最受关注的领域之一，也是化学与生命科学和医学交叉界面上最为活跃的研究前沿。

越来越多的证据表明，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当中。这些生物大分子的动态化学修饰在个体发育和生理活动中均起着决定性的调控作用，并在疾病的发生和发展中扮演了关键角色。然而，目前对各类生物大分子的化学修饰研究还处于初期阶段，尤其是对种类繁多的化学修饰的时空特异和双向可逆等动态属性认识不足，对化学修饰所对应的生物学功能或者生理意义不甚了解，对动态修饰与生物学功能之间的调控机制的认识更处于空白。

针对生物大分子动态修饰的探索已成为国际上的研究热点，新的化学修饰类型正被不断地揭示出来；针对化学修饰的修饰酶和去修饰酶等各种调控因子也正在被发现和鉴定。同时，一些生物大分子动态化学修饰已被证明与肿瘤、糖尿病等重大疾病的发生和发展具有密切的关系。因此，生物大分子动态化学修饰研究也为疾病的治疗带来了新的机遇。然而，传统的生物学研究模式和方法在解决生物大分子动态化学修饰的关键问题中依然面临诸多困难，具有很大的局限性。

进入21世纪以来，生命科学的发展越来越依赖于化学、物理以及其他学科不断输入新的思想、理论和研究方法；交叉学科研究变得极为重要，其在解决前沿生命科学问题时的优势越发得到彰显。在这一学科交叉的过程中，基于化学理论、方法和技术来探究生命科学问题的化学生物学研究脱颖而出，为生命科学提供了新的研究模式和强大的方法工具，成为推动生命科学以及生物医药发展的重要动力。鉴于生物大分子修饰的化学本质和动态属性，相应的前沿化学技术的开发和化学修饰探针分子的获取将扮演关键角色。

为了应对科学发展趋势和研究挑战，国家自然科学基金委员会化学科学部联合生命科学、医学等学部于2017年8月正式启动“生物大分子动态修饰与化学干预”重大研究计划，以抢占国际制高点，加速我国在这一领域的发展步伐。该重大研究计划将充分发挥化学、生命科学和医学的特点以及学科交叉的优势，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，并获得针对动态修饰的新靶标和相应的干预小分子。该重大研究计划的启动，将为认识生命体系调控机制和抗击重大疾病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进一步的衔接和交叉集成，并造就一支在该研究领域具有国际影响力的化学生物学科研队伍。

该重大研究计划将组织来自化学、生物学、医学等多个学科的科学家开展合作研究。拟解决的主要科学问题和拟开展的研究内容如下：