2009-2010晶體學(xué)學(xué)科發(fā)展報(bào)告

前言

當(dāng)今世界科技正處在一次新的革命性變革的前夜。人類迫切需要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展模式和發(fā)展途徑，創(chuàng)新生產(chǎn)方式和生活方式，開(kāi)發(fā)新的資源。這樣的需求和矛盾，強(qiáng)烈呼喚著新的科學(xué)技術(shù)革命。而全球金融危機(jī)所帶來(lái)的世界經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)格局的大變化，很可能會(huì)加快新科技革命的到來(lái)。學(xué)科創(chuàng)立、成長(zhǎng)和發(fā)展，是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)，是科學(xué)知識(shí)體系化的象征，是創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的重要方面。深入開(kāi)展學(xué)科研究，總結(jié)學(xué)科發(fā)展規(guī)律，明晰學(xué)科發(fā)展方向，對(duì)促進(jìn)學(xué)科的交叉融合并衍生新興學(xué)科，繼而提升原始創(chuàng)新能力、加速科技革命具有重要意義。中國(guó)科協(xié)自2006年開(kāi)始啟動(dòng)學(xué)科發(fā)展研究及發(fā)布活動(dòng)，連續(xù)完成了每個(gè)年度的學(xué)科發(fā)展研究系列報(bào)告編輯出版及發(fā)布工作。2009年，中國(guó)科協(xié)組織中國(guó)氣象學(xué)會(huì)等27個(gè)全國(guó)學(xué)會(huì)分別對(duì)大氣科學(xué)、古生物學(xué)、微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、巖石力學(xué)與巖石工程、系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程、青藏高原研究、晶體學(xué)、動(dòng)力與電氣工程、工程熱物理、標(biāo)準(zhǔn)化科學(xué)技術(shù)、測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)、煙草科學(xué)與技術(shù)、仿真科學(xué)與技術(shù)、顆粒學(xué)、慣性技術(shù)、風(fēng)景園林、畜牧獸醫(yī)科學(xué)、作物學(xué)、茶學(xué)、體育科學(xué)、公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)、科學(xué)技術(shù)史、土地科學(xué)、智能科學(xué)與技術(shù)、密碼學(xué)等26個(gè)學(xué)科的發(fā)展研究，最終完成學(xué)科發(fā)展研究系列報(bào)告和《學(xué)科發(fā)展報(bào)告綜合卷（2009-2010）》。學(xué)科發(fā)展研究系列報(bào)告（2009-2010）共27卷，約800萬(wàn)字，回顧總結(jié)了所涉及學(xué)科近年來(lái)所取得的科研成果和技術(shù)突破，反映了相關(guān)學(xué)科的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)等，集中了相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的智慧，內(nèi)容深入淺出，有較高的學(xué)術(shù)水準(zhǔn)和前瞻性，有助于科技工作者、有關(guān)決策部門(mén)和社會(huì)公眾了解、把握相關(guān)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)。

內(nèi)容概要

這份《晶體學(xué)學(xué)科發(fā)展報(bào)告(2009—2010)》主要包括綜合報(bào)告及專題報(bào)告兩大部分，全文按照科協(xié)要求，最后精簡(jiǎn)為約15萬(wàn)字。由于是初次撰寫(xiě)晶體學(xué)科發(fā)展報(bào)告，綜合報(bào)告部分簡(jiǎn)要回顧了國(guó)內(nèi)外晶體學(xué)的發(fā)展歷程、概述了我國(guó)各相關(guān)領(lǐng)域近年來(lái)的發(fā)展現(xiàn)狀并且提出了面臨的問(wèn)題以及對(duì)未來(lái)的展望及對(duì)策，然后各個(gè)專題報(bào)告著重闡述了中國(guó)晶體學(xué)各領(lǐng)域近三年來(lái)的取得的重大進(jìn)展和成果，并且指明了今后的發(fā)展趨勢(shì)和方向。

書(shū)籍目錄

序前言綜合報(bào)告  晶體學(xué)學(xué)科研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)  一、引言  二、學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)與主要?jiǎng)?chuàng)新成果  三、面臨的問(wèn)題、未來(lái)展望及對(duì)策  參考文獻(xiàn)專題報(bào)告  生物大分子晶體學(xué)研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)  功能分子晶體研究進(jìn)展  非線性光學(xué)晶體材料的研究進(jìn)展  激光晶體材料的研究進(jìn)展  多(粉)晶衍射研究進(jìn)展  電子顯微學(xué)研究進(jìn)展  晶體學(xué)研究相關(guān)儀器設(shè)備及進(jìn)展

章節(jié)摘錄

插圖：我國(guó)蛋白晶體學(xué)科在梁棟材院士等老一輩結(jié)構(gòu)生物學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)下，從20世紀(jì)六七十年代開(kāi)始，從無(wú)到有，克服了重重困難，做出了非常出色的工作。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)研究更是取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步：2004年，由中科院生物物理研究所常文瑞教授和中科院植物研究所匡廷云教授課題組合作完成“菠菜主要捕光復(fù)合物（LHC-Ⅱ）2.72A分辨率的晶體結(jié)構(gòu)”研究，其成果作為封面文章發(fā)表在2004年3月的《自然》雜志上。這是我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中第一個(gè)被解析的膜蛋白結(jié)構(gòu)，也是我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究成果首次作為封面文章登在《自然》雜志上，標(biāo)志著我國(guó)結(jié)構(gòu)生物學(xué)進(jìn)入國(guó)際一流水平。這一成果發(fā)表之后兩天，中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)路甬祥向生物物理研究所和該所主持此項(xiàng)研究的常文瑞院士發(fā)去賀信，向他們表示祝賀。由清華大學(xué)和中科院生物物理研究所饒子和院士和徐建興研究員合作完成的“線粒體膜蛋白質(zhì)復(fù)合物Ⅱ的結(jié)構(gòu)解析”發(fā)表在2005年的《細(xì)胞》雜志上。這是線粒體呼吸鏈研究領(lǐng)域中一個(gè)里程碑式的發(fā)現(xiàn)，也是《細(xì)胞》25年來(lái)首次完整地刊登中國(guó)科學(xué)家在本土完成的原創(chuàng)性研究成果，標(biāo)志著我國(guó)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究進(jìn)入世界先進(jìn)之列。近幾年饒子和院士研究組還在SARS冠狀病毒及禽流感病毒等前沿領(lǐng)域取得了突出的成果。2008年7月，由中科院生物物理研究所劉迎芳研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究組和饒子和院士領(lǐng)導(dǎo)的南開(kāi)大學(xué)清華大學(xué)一生物物理所聯(lián)合研究組共同完成的禽流感病毒H5N1聚合酶關(guān)鍵部分PA亞基與PB1多肽復(fù)合體的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)刊登在《自然》雜志上，這一研究成果填補(bǔ)了對(duì)禽流感病毒聚合酶結(jié)構(gòu)領(lǐng)域研究的空白，標(biāo)志著禽流感病毒的研究在經(jīng)過(guò)多年的沉寂后，再一次推出令人矚目的科研成果。這一結(jié)構(gòu)的解析為研究禽流感病毒的復(fù)制機(jī)制以及設(shè)計(jì)抗流感病毒的藥物提供了真實(shí)可用的模型。隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的迅速發(fā)展，我國(guó)蛋白晶體學(xué)近年來(lái)呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢(shì)。通過(guò)千人計(jì)劃、百人計(jì)劃、長(zhǎng)江學(xué)者以及各單位的人才引進(jìn)計(jì)劃，引進(jìn)了一大批杰出的海外中青年科學(xué)家，如清華大學(xué)的施一公教授，中科院生物物理所的許瑞明研究員等，結(jié)合原有基礎(chǔ)，構(gòu)成了一支以中青年為主體的極富活力的研究隊(duì)伍。我國(guó)第三代同步輻射及其生物大分子站線在2009年建成并投入使用，一系列國(guó)際最先進(jìn)的冷凍電鏡的引進(jìn)，以及正在建設(shè)中的國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)研究設(shè)施，構(gòu)建了具有國(guó)際先進(jìn)水平的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。近5年來(lái)，我國(guó)在膜蛋白、蛋白質(zhì)復(fù)合物及一些重要功能蛋白質(zhì)的研究已取得重要成績(jī)，已在國(guó)際頂級(jí)綜合性學(xué)術(shù)刊物Cell、Nature、Science發(fā)表10篇論文，其中2008～2009年兩年連續(xù)發(fā)表5篇論文，表明我國(guó)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究已進(jìn)入國(guó)際前沿和先進(jìn)行列。近兩年涌現(xiàn)出一大批重要成果，例如，氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白AdiC、甲酸通道FocA等生物膜蛋白結(jié)構(gòu)，脫落酸（ABA）受體、AMPK蛋白激酶、禽流感病毒H5N1聚合酶研究、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子3受體p75NTR等重要功能的蛋白結(jié)構(gòu)。這些情況顯示，我國(guó)生物大分子晶體學(xué)研究正在進(jìn)入一個(gè)具備實(shí)力推動(dòng)原始創(chuàng)新發(fā)展的新階段。在這一時(shí)期，生物大分子晶體學(xué)研究與認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)規(guī)律及人類健康與疾病相關(guān)問(wèn)題的關(guān)系將更加密切，作用更顯重要。目前，結(jié)構(gòu)生物學(xué)這一科學(xué)領(lǐng)域的主要前沿研究包括以下幾個(gè)方面。（1）生物膜蛋白研究從一般的水溶性細(xì)胞環(huán)境到特殊的含有脂質(zhì)的生物膜環(huán)境。膜蛋白在幾乎所有的生命活動(dòng)中都承擔(dān)著重要的功能，并且與許多疾?。ㄈ绨┌Y，心血管疾病，老年件癡呆癥）密切相關(guān)，大量藥物靶點(diǎn)也都是膜蛋白。

編輯推薦

《2009-2010晶體學(xué)學(xué)科發(fā)展報(bào)告》是中國(guó)科協(xié)學(xué)科發(fā)展研究系列報(bào)告之一。

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