生命科學的發(fā)展必然帶來生物產(chǎn)業(yè)的革新。在我國經(jīng)濟走向新常態(tài)的關鍵時刻，生命科學也迎來了研究范式的轉(zhuǎn)型和研發(fā)平臺的創(chuàng)新。在這樣的歷史關頭，認識生命科學與生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，因勢利導，調(diào)整未來的戰(zhàn)略和策略，具有十分重要的意義。
首先，“會聚”范式推動對生物復雜系統(tǒng)和生命復雜過程運動規(guī)律的研究從“定性觀察描述”發(fā)展為“定量檢測解析”乃至向“預測編程”和“調(diào)控再造”的躍升，由此帶來生命科學研究的革命。
隨著各類實驗技術的創(chuàng)新與應用，現(xiàn)代生命科學的發(fā)展經(jīng)歷了三個研究范式階段。20世紀中葉，基于一系列生命分子結(jié)構功能關系的研究，生命科學研究進入以分子生物學為代表的第一范式階段。20世紀末，“人類基因組計劃”和一系列“組學”研究的成功，使生命科學研究進入以基因組學為代表的第二范式階段。最近20年來，高通量低成本的新一代組學技術、單分子技術、納米技術等新技術新方法的發(fā)展以及與數(shù)理科學“定量概念”、工程科學“設計概念”、合成化學“合成認識概念”等思路和策略的進一步交叉融合，生命科學開啟了以系統(tǒng)化、定量化和工程化為特征的“多學科會聚”研究范式，為更深入系統(tǒng)地認識生命、更精準有效地改造生物體提供了前所未有的機遇。
基因組與表型組結(jié)合，大尺度、跨物種宏觀進化研究與物種內(nèi)微觀進化規(guī)律探索的結(jié)合，有望從整合和系統(tǒng)生物學角度解析動植物分化發(fā)育等復雜性狀的成因，為人類疾病防治、動植物經(jīng)濟性狀改良和功能仿生提供新理論新方法。對植物基因與基因組的冗余性及相關遺傳多樣性、以光合作用為主要特征的生理與代謝以及生長發(fā)育調(diào)控和環(huán)境互作等重大前沿科學問題的研究，為生命復雜體系的解析、農(nóng)林業(yè)與生態(tài)環(huán)保科學的發(fā)展提供了新渠道。
研究細胞內(nèi)超大復合體的結(jié)構、功能和調(diào)控，是在原子水平闡明生命機器運轉(zhuǎn)機制、破解生命奧秘的重要途徑之一，也是創(chuàng)新藥物研制的基礎；探索細胞活動的分子運動及信號轉(zhuǎn)導規(guī)律，是揭示細胞“生老病死”調(diào)控機制的關鍵，也是認識生命復雜系統(tǒng)與過程的重要節(jié)點。
腦科學與數(shù)理、信息等學科領域的結(jié)合，正在催生腦—機交互技術，有望描繪人腦活動圖譜和工作機理，揭開意識起源之謎，極大帶動人工智能、復雜網(wǎng)絡理論與技術的發(fā)展，促進精神疾病和神經(jīng)退行性疾病等腦疾病防治策略的進步。
合成生物學的出現(xiàn)，引入了“自下而上”系統(tǒng)設計、模塊合成、定量測試的工程化研究概念；開發(fā)了對基因組“解讀、書寫、編輯和重構”的使能技術和相關平臺，為探索生命起源進化之謎、解析生命分子結(jié)構功能提供了通過“人工合成”認識“自然復雜體系”的新思路、新手段和新策略。
其次，轉(zhuǎn)化型研究成為生命科學研究與生物技術創(chuàng)新的主要平臺，由此決定生物產(chǎn)業(yè)在生物技術“會聚”研發(fā)工程化理念指導下高效率、廣覆蓋的發(fā)展趨勢。
轉(zhuǎn)化型研究將促進科研成果從“單向技術轉(zhuǎn)讓”的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化模式轉(zhuǎn)變?yōu)樯锟萍荚搭^創(chuàng)新與經(jīng)濟社會發(fā)展需求緊密銜接的“雙向互動高效發(fā)展”新模式。它以解決經(jīng)濟社會各領域的應用問題為目標，開展“會聚”工程化研究，將科學知識與創(chuàng)新技術高效率地向多種應用領域轉(zhuǎn)化，涵蓋人類社會發(fā)展所面臨的人口健康、資源環(huán)境、食品安全和公共安保等諸多問題，孕育和催生產(chǎn)業(yè)及社會生活方式的革命。
以人類健康與疾病防治為目標的轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究，一方面將系統(tǒng)生物醫(yī)學研究成果向臨床轉(zhuǎn)化，另一方面讓基礎研究在臨床實踐中獲取科研思想與資源，實現(xiàn)醫(yī)學向“個性化精準診治”和“關口前移的健康醫(yī)學”的新階段發(fā)展。
在基因組研究基礎上，加強分子模塊設計育種及智能控制技術等精準農(nóng)業(yè)技術的研發(fā)，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的生物新品種，提高光合作用、無機營養(yǎng)和水利用效率，將為發(fā)展環(huán)境友好、符合民眾營養(yǎng)健康需求的新型農(nóng)牧業(yè)體系奠定基礎，在更高層次上保障食品和糧食安全。
以“合成生物學”為代表的新興生物技術的快速發(fā)展，打開了化學合成與生物合成結(jié)合、石化經(jīng)濟向碳水化合物經(jīng)濟過渡的大門，有望為化工、材料和能源等行業(yè)的發(fā)展帶來顛覆性變化，將其引入綠色生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展時代。合成生物技術理念與植物化學、藥物學結(jié)合，將加速從自然界發(fā)現(xiàn)、鑒定新型天然化合物，開發(fā)新藥或其他新型化工產(chǎn)品的過程。以學科交叉為驅(qū)動力，對生物計算機、人機交互、仿生太陽能電池等前瞻性技術的探索，將可能在提升人的能力、改變?nèi)祟愋袨榈幕A上，真正提升未來工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)的能級。
總之，生命科學研究、生物技術創(chuàng)新、生物科技成果轉(zhuǎn)化體系是支撐現(xiàn)代社會發(fā)展不可或缺的知識技術創(chuàng)新鏈、思想文化發(fā)展鏈和社會經(jīng)濟價值鏈。構建與“會聚”研究能力相適應、與轉(zhuǎn)化型研究相匹配的科研生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)成為我國推動生物科技創(chuàng)新和高效轉(zhuǎn)化的當務之急。
?。ㄗ髡邽橹袊茖W院院士、中國科學院上海生命科學研究院研究員）
《 人民日報 》（ 2015年10月18日 05 版）