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中国合成科学2035发展战略

中国合成科学2035发展战略

书籍作者:“中国学科及前沿领域发展战略研究(2021—2035)”项目组 ISBN:9787030751225
书籍语言:简体中文 连载状态:全集
电子书格式:pdf,txt,epub,mobi,azw3 下载次数:6308
创建日期:2024-04-08 发布日期:2024-04-08
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内容简介
合成科学是目标导向的创造物质的科学,在当前形势下呈现出许多新的特点,也面临许多新的挑战。《中国合成科学2035发展战略》主要从生物学促进的化学合成和化学促进的生物合成两个方面入手,研究和分析合成科学的历史、现状、挑战、机遇与趋势;指出需要通过化学与生物学的深度交叉与融合,开拓跨学科前沿交叉的新空间以构建合成科学的新方向。《中国合成科学2035发展战略》为我国合成科学的持续、协调、跨越发展提出了有针对性的政策建议。
目录
目录
总序/i
前言/vii
摘要/xi
Abstract/xvii
第一章 总论/1
第一节 合成科学的核心内涵与意义/1
第二节 合成科学的发展历程与趋势/2
第三节 我国合成科学的关键科学问题与发展方向/6
一、关键科学问题/6
二、发展方向/7
第四节 合成科学领域发展的相关政策建议/8
第二章 仿生反应/10
第一节 科学意义与战略价值/10
第二节 现状及其形成/11
仿生离子型反应/13
二、仿生自由基反应/20
三、仿生协同反应/26
四、仿生杂原子转移反应/32
五、仿生光化学反应/37
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/42
第四节 相关政策建议/43
本章参考文献/44
第三章 仿生催化/54
第一节 科学意义与战略价值/54
第二节 现状及其形成/55
一、催化中心的模拟/57
二、蛋白质骨架的模拟/113
三、小结/117
第三节 关键科学问题与发展方向/118
一、关键科学问题/118
二、重要发展方向/119
第四节 相关政策建议/120
本章参考文献/120
第四章 仿生天然产物合成/153
第一节 科学意义与战略价值/153
一、推动具有药用价值天然产物的高效合成/154
二、揭示生物活性天然产物的生物合成途径/155
三、促进天然产物的分子功能探索与利用/155
第二节 现状及其形成/156
一、仿生合成百年掠影/156
二、仿生合成中的碳正离子化学/157
三、仿生合成中的自由基化学/158
四、仿生合成中的成环策略/158
五、我国的仿生合成研究现状/159
六、仿生策略发展的新阶段/161
七、仿生合成面临的挑战/163
第三节 关键科学问题与发展方向/164
一、关键科学问题/164
二、优先发展领域或重要研究方向/165
第四节 相关政策建议/165
本章参考文献/167
第五章 对酶进行人工改造的定向进化/171
第一节 科学意义与战略价值/171
一、生物催化技术的国内外发展趋势/171
二、非天然酶的设计与应用的战略意义/173
第二节 现状及其形成/173
一、非天然酶的发展历史回溯/174
二、非天然酶的研究现状/175
三、非天然酶国内外发展评估/177
第三节 非天然酶的关键科学问题、关键技术问题与发展方向/179
一、非天然酶的关键科学问题与关键技术问题/179
二、非天然酶的发展方向/181
第四节 非天然酶的发展政策建议/182
本章参考文献/183
第六章 酶催化反应驱动的活性分子合成/188
第一节 科学意义与战略价值/188
第二节 现状及其形成/189
一、活性天然产物的化学— 酶法合成/190
二、活性天然产物的异源— 化学合成/203
三、酶催化反应驱动的小分子药物合成/206
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/215
第四节 相关政策建议/217
本章参考文献/217
第七章 生物合成化学—新酶学机制与途径解析/222
第一节 科学意义与战略价值/222
第二节 现状及其形成/227
一、分子骨架的生物合成模式/227
二、合成修饰过程中的化学/240
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/250
一、关键科学问题/250
二、关键技术问题/251
三、发展方向/252
第四节 相关政策建议/252
本章参考文献/253
第八章 组合生物合成/265
第一节 科学意义与战略价值/265
第二节 研究现状及其形成/266
基于生源假说的组合生物合成探索/267
二、基于基因水平开展组合生物合成/271
三、交叉融合的组合生物合成研究/275
四、新技术推动的组合生物合成快速发展/281
第三节 关键科学问题与发展方向/289
第四节 相关政策建议/291
本章参考文献/292
第九章 新产物、新机制导向的基因组挖掘/299
第一节 科学意义与战略价值/299
第二节 现状及其形成/301
一、基因数据的暴增为基因挖掘提供了数据基础/302
二、基因挖掘算法与大数据库的发展/303
三、菌种资源的丰富和共享使基因组挖掘更为便捷/307
第三节 关键科学问题与发展方向/308
一、基于负责核心骨架合成的基因挖掘/308
二、基于天然产物骨架修饰基因的基因组挖掘/317
三、功能基因导向的基因组挖掘/327
四、发展趋势及展望/334
第四节 相关政策建议/335
本章参考文献/337
第十章 异源生物合成/349
第一节 科学意义与战略价值/349
第二节 现状及其形成/352
一、天然产物、工业化学品等的异源生物合成/353
二、异源生物合成的基因编辑技术/365
三、异源生物合成的底盘细胞/368
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/374
一、加深对天然产物生物合成途径和代谢调控网络的认识/374
二、 突破人工合成途径设计及构建,创建高效工业化学品异源合成微生物细胞工厂/374
三、 加强底盘细胞的适配优化和发展高效率、多位点、低成本的基因编辑技术/375
第四节 相关政策建议/376
本章参考文献/376
第十一章 生物合成研究的技术、方法与策略/387
第一节 科学意义与战略价值/387
第二节 生物合成研究的相关技术方法/389
一、化学与物理学相关技术方法/389
二、生物学相关技术方法/393
三、计算机与信息技术/400
四、与生物合成相关的其他学科技术/405
第三节 生物合成研究的不同发展阶段及其相应策略/406
一、生物合成研究的萌芽期(1800~1920 年)/406
二、生物合成实验的科学确立期(1921~1970 年)/409
三、生物合成的初步发展期(1971~2000 年)/411
四、生物合成的快速发展期(2001~2020 年)/412
第四节 天然产物生物合成研究经典案例分析/414
一、吗啡的生物合成研究/414
二、托品烷生物碱的生物合成研究/417
三、他汀类天然产物的生物合成研究/420
四、红霉素的生物合成研究/423
第五节 生物合成发展瓶颈与未来展望/427
一、主要瓶颈/427
二、未来展望/427
三、本领域中存在的重要问题和政策建议/427
本章参考文献/427
第十二章 生物降解与转化/442
第一节 科学意义与战略价值/442
一、科学意义/442
二、战略价值/442
第二节 现状及其形成/443
一、概述/443
二、生物降解与转化研究的发展脉络/444
三、生物降解与转化的研究主体及经典案例/447
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/450
一、关键科学问题与技术问题/450
二、发展趋势/451
第四节 相关政策建议/454
本章参考文献/454
第十三章 DNA 信息存储与计算/457
第一节 科学意义与战略价值/457
第二节 现状及其形成/459
一、发展历程及现状/460
二、政策规划布局/465
三、主要研究机构与重点企业/467
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/469
一、降低信息写入成本/469
二、提升数据读取速度/469
三、提升存储规模/470
四、加快与现有存储系统融合/470
第四节 相关政策建议/472
一、 加大政府支持和资助力度,强化相关技术领域研发及战略布局/472
二、促进多学科研究和公私协同合作,加速成果应用转化/473
三、监管数据安全与生物安全风险/474
本章参考文献/474
第十四章 糖的合成/477
第一节 科学意义与战略价值/477
第二节 现状及其形成/479
一、糖的化学法合成/480
二、糖的酶法合成/504
三、糖的自动化合成/506
四、糖的合成应用/507
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/516
一、关键科学问题与关键技术问题/516
二、发展方向/516
第四节 相关政策建议/520
本章参考文献/521
第十五章 蛋白质的合成/545
第一节 科学意义与战略价值/545
第二节 现状及其形成/547
一、主要合成方法/547
二、主要应用领域/558
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/564
一、关键科学问题与关键技术问题/564
二、发展方向/565
第四节 相关政策建议/569
一、蛋白质合成前沿领域发展的资助策略/569
二、配套措施/570
本章参考文献/571
第十六章 核酸的合成/583
第一节 科学意义与战略价值/583
第二节 现状及其形成/584
一、核酸的合成方法/584
二、功能核酸/591
三、人工基因组的合成/602
第三节 关键科学问题、关键技术问题与发展方向/608
一、当前的瓶颈问题/608
二、未来发展方向/609
第四节 相关政策建议/611
本章参考文献/612
关键词索引/620
短评

中国合成科学2035发展战略 2023年,中国科学家们在历经多年的研究和探索之后,共同制定了中国合成科学2035发展战略。这一战略旨在推动合成科学领域的快速发展,为中国在未来的经济、科技和社会发展中提供坚实支撑。合成科学,作为一门交叉学科,将在这一战略中扮演着举足轻重的角色。 1. 强化跨学科合作 中国合成科学2035发展战略的核心是加强跨学科合作。合成科学涉及化学、物理、生物学等多个学科的交叉融合,通过促进不同学科的合作,将进一步提高科学家们的创新能力。政府将鼓励建立联合实验室、跨学科研究中心和科研团队,以推动不同学科之间的信息共享和资源整合。这种合作模式将激发更多创新思维,加速新技术的涌现。 2. 投入更多资源 为实现2035年合成科学的崛起,政府将大力投入资源。加大对合成科学研究的资金支持,鼓励企业增加科研投入,吸引更多优秀人才投身合成科学研究。同时,政府将鼓励高校与科研机构建立产学研合作平台,推动科研成果向实际应用转化,促进科技创新与经济发展的良性循环。 3. 推动人才培养 人才是合成科学发展的关键。政府将制定并完善合成科学人才培养计划,推动培养更多合成科学领域的博士、硕士和本科生。同时,鼓励国际交流与合作,吸引全球优秀学者来华工作、学习,搭建国际交流平台,促进全球优秀科学家的合作与共享。 4. 加强合成科学伦理和安全管理 合成科学的发展必须伴随着伦理和安全的考虑。政府将加强对合成生物学和合成化学等领域的伦理和安全管理,建立健全相应的法规和监管措施,确保科研的合法合规进行,防范潜在的安全风险。合成科学的发展应该造福于人类,而不是用于恶意用途。 5. 推进产业应用 合成科学的突破必须服务于产业应用。政府将积极推动合成科学技术与现代工业、生物医药、能源等领域的深度融合,加快相关科技成果向产业化转化的进程。通过建设产业集群,培育合成科学领域的优秀企业,推动科技成果走向市场,推动中国在高技术产业领域的国际竞争力。 总结: 中国合成科学2035发展战略是中国科学界的一项重要举措,旨在加强合成科学领域的研究与应用,推动中国在未来的科技领域取得更大的进步。这一战略的实施将促进跨学科合作,投入更多资源,推动人才培养,加强伦理和安全管理,推进产业应用,为中国在全球科技创新中占据更加重要的地位奠定坚实基础。同时,中国也将在全球范围内分享合成科学的成果,促进国际科技合作,共同应对全球挑战,推动人类社会的可持续发展。

2023-07-20 07:10:32

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