根据《国务院关于改进加强中央财政科研项目和资金管理的若干意见》（国发〔2014〕11号）、《国务院关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革方案的通知》（国发〔2014〕64号）、《国家重点研发计划管理暂行办法》（国科发资〔2017〕152号）等文件要求，现将“干细胞及转化研究”、“蛋白质机器与生命过程调控”、“合成生物学”和“发育编程及其代谢调节”等重点专项2020年度项目申报指南公开征求意见。征求意见时间为2019年9月25日至2019年10月9日。

国家重点研发计划相关重点专项的凝练布局和任务部署已经战略咨询与综合评审特邀委员会咨询评议，国家科技计划管理部际联席会议研究审议，并报国务院批准实施。本次征求意见重点针对各专项指南方向提出的目标指标和相关内容的合理性、科学性、先进性等方面听取各方意见。科技部将会同有关部门、专业机构和专家，根据征求意见情况，修改完善项目申报指南。征集到的意见将不再反馈和回复。

相关意见建议请于10月9日24点之前发至电子邮箱：jcs_zdxmc@most.cn。

科技部基础研究司

2019年9月24日

附件：

1. “干细胞及转化研究”试点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

“干细胞及转化研究”试点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

干细胞及转化研究试点专项是根据《国家中长期科技发展规划纲要（2006~2020年）》部署和《国务院关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》的安排率先设立的国家重点研究发计划专项，按创新链部署了8个方面的任务。2020年，拟优先支持9个研究方向。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。国拨总经费2.3亿元（其中，拟支持青年科学家项目6个，国拨总经费不超过3600万元）。

申报单位根据指南支持方向，面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标，从基础研究到应用研究全链条组织项目。鼓励依托国家重点实验室等重要科研基地组织项目。项目应整体申报，须覆盖相应指南方向的全部考核指标。

项目执行期一般为5年。一般项目下设课题数原则上不超过4个，每个项目所含单位数控制在4个以内。 青年科学家项目不再下设课题，可参考指南支持方向（标*除外）组织项目申报，但不受研究内容和考核指标限制。

本专项所有涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究，须尊重生命伦理准则，遵守《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《人类遗传资源管理暂行办法》等国家相关规定，严格遵循技术标准和伦理规范。涉及实验动物和动物实验，要遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定，使用合格实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。

1.多能干细胞的建立与干性维持*1.1多能干细胞的谱系分化过程与细胞命运决定研究内容：体内多能干细胞谱系发生的动态过程、关键节点及调控机制。考核指标：建立多能干细胞谱系分化的在体模型，对体内2~3种多能干细胞（涉及3种以上子代细胞）命运决定过程进行单细胞分辨率的全谱系追踪；建立动态的谱系与功能检测及关联分析方法；鉴定上述过程中细胞命运决定的关键节点并揭示其调控机制。

1.2细胞命运调控中的细胞间质和上皮状态间转变*研究内容：重编程、分化、转分化以及其他生理病理过程中细胞在间质和上皮状态间的转变及功能。考核指标：在上述过程中，研究细胞在间质和上皮状态间转变调控细胞命运、细胞周期、细胞代谢、细胞功能等的潜在新机制，阐明3~5种关键因子的功能及其调控网络；发现可以调控细胞在间质和上皮状态间转变的4~6种小分子化合物；发现并鉴定2~3种新的细胞类群；建立调控特殊细胞类群功能的3~5种新技术，并进行潜在应用的验证。

1.3胚层特异干细胞的建立与调控*研究内容：建立胚层特异干细胞的获取和维持方法，阐明干细胞类型转换的基本调控模式。考核指标：建立从多能干细胞获取并维持某种功能完整的胚层特异干细胞的技术方法，该细胞至少能继续分化为功能完整的两种下游细胞；发现上述胚层特异干细胞与其母细胞的关键差异调控因子4~6个，阐述3~5个染色质结构、相分离调控和表观遗传等差异调控机制，总结出基本调控模式。

2.基于干细胞的组织和器官的功能再造2.1干细胞模拟胚胎和器官发育*研究内容：利用干细胞在体外构建模拟胚胎发育和器官发生形成的系统。考核指标：通过上述体外系统，阐明2~3种胚胎发育、器官发生形成的机制，指导干细胞体外建成具有胚胎、器官性质的复杂功能单元；通过体内体外分化以及损伤、重建、修复等手段，评估其功能及模拟胚胎和器官的效果，揭示系统形成中不同细胞间的协同调节机制。

2.2干细胞治疗产品规范化生产及质量评价的转化研究研究内容：基于安全、有效和质量可控的原则，建立几类治疗用干细胞的生产工艺，确定工艺的关键质量参数（CQA）及关键工艺控制点（CPP），建立各工艺阶段的评价指标及评价标准。结合生产工艺研制干细胞治疗产品规模化制备装备。针对不同适应症，发掘能用于评价治疗效能的分子标志，对工艺和装备进行系统评价。考核指标：至少完成3种干细胞的生产工艺的规范化研究，并确定3~5个生产工艺关键控制点及关键质量参数，获得1~2种可用于评价与适应症相关的有效性标志分子；至少形成1~2种可公开、可共享的用于临床研究的干细胞生产工艺共识或技术要求；至少研制一种干细胞治疗产品规模化制备的设备，并初步应用于至少一种干细胞制备；至少完成2~3种干细胞治疗产品的质量评价及临床前安全性评价；至少有1~2种干细胞产品申请临床研究或临床试验。特别要求：应由具有干细胞生产基础且已有产品用于临床研究备案或申报药品的企业牵头申报，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于2:1。

3.利用动物模型开展高效的干细胞临床前评估3.1重大疾病干细胞治疗的临床前研究研究内容：建立与人类重大疾病进程更为相似的动物模型，开展干细胞治疗的在体安全性、有效性评价和治疗机制研究，为干细胞产品开发和临床方案制定提供支撑。考核指标：针对2种重大疾病，建立适合开展干细胞治疗临床前评价研究的大动物模型，形成具有自主知识产权的模型制备方法，获得相关专利；开展疾病致病机制研究，结合模型建立该系统疾病进程和治疗效果的评估体系，发现可能的新机制和新方法；评价2种以上干细胞治疗产品或者干细胞疗法的有效性和安全性，形成可用于申报干细胞产品注册或临床研究备案的系统化、规范化数据资料。

4.干细胞临床研究研究内容：针对某种重大疾病或罕见病，以研制细胞治疗药物为目标，利用自体功能细胞、临床级干细胞或基因工程改造细胞等开展合规的临床前及临床研究。4.1细胞移植治疗消化系统或代谢性疾病重大疾病4.2细胞移植治疗自身免疫性重大疾病4.3细胞移植治疗罕见病/单基因遗传病考核指标：针对目标疾病，建立治疗用细胞治疗产品的生产工艺；在对细胞治疗产品安全性和有效性进行系统临床前评价基础上，实施至少1种细胞治疗产品的临床研究，形成细胞移植治疗重大疾病的标准化方案，获得不少于1项细胞治疗产品临床试验批件，申请或获得1项新药注册。特别要求：申报单位中至少一家是国家卫生与健康委员会/药品监督管理局或军委后勤保障部卫生局公布的干细胞临床研究备案机构；在同等条件下，在上述机构已备案的项目优先；鼓励产、学、研、医联合申报；其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与本项目资助经费比例不低于2:1。

2.“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

为提升我国蛋白质研究水平并推动应用转化，按照《国家中长期科技发展规划纲要（2006-2020年）》的部署，根据《国务院关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》，科技部、教育部、中国科学院等部门组织专家编制了“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项实施方案。专项围绕我国经济与社会发展的重大战略需求和重大科技问题，结合国际蛋白质研究的前沿发展趋势，开展战略性、基础性、前瞻性研究，增强我国蛋白质机器研究的核心竞争力，产出一批国际领先、具有长远影响的标志性工作，实现重点领域对国际前沿的引领，在原创性基础和理论研究中取得突破，为人口健康、生物医药、农业与环境、生物安全等领域提供理论支持和技术方法支撑。

2020年专项拟优先支持7个研究方向，同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。国拨总经费1.9亿元（其中，拟支持青年科学家项目不超过6个，国拨总经费不超过3000万元）。鼓励依托国家重点实验室等重要科研基地组织项目。项目应整体申报，须覆盖相应指南方向的规定考核指标。

项目执行期一般为5年。为保证研究队伍有效合作、提高效率，项目下设课题数原则上不超过4个，每个项目所含单位数控制在4个以内。青年科学家项目可参考指南支持方向组织申报，但不受研究内容和考核指标限制。

本专项所有涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究，须尊重生命伦理准则，遵守《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《人类遗传资源管理暂行办法》等国家相关规定，严格遵循技术标准和伦理规范。涉及实验动物和动物实验，要遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定，使用合格实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。

1.细胞增殖与分化过程中关键蛋白质机器的功能机制研究内容：针对机体发育过程中细胞增殖与分化过程相关的关键蛋白质机器进行系统性在体、原位标记，研究蛋白质机器的组成、功能和相互作用，研究其时空动态调控网络。考核指标：针对发育过程中调控细胞增殖与分化的关键蛋白质机器，围绕1~2个机体重要的器官或组织形成过程中蛋白质相互作用时空动态调控网络进行系统研究，建立蛋白质机器在体定位研究系统，通过在体、原位标记鉴定其细胞、组织特异性定位，阐明其在器官或组织发育过程中关键信号通路中的作用机制。或针对细胞增殖过程研究DNA复制调控，鉴定3~5种影响复制起始点选择和激活的蛋白质机器，阐明复制起始点选择和激活的分子机制，阐明其对细胞增殖、个体发育及肿瘤等进程的影响，发现3~5种新型疾病干预手段。

2.黏膜免疫相关蛋白质机器的功能机制研究内容：针对黏膜组织（如肠道或者肺脏等）的区域免疫特性，研究黏膜免疫与微生态菌群的互作机制，研究其调控异常在黏膜组织相关疾病中的功能机制。考核指标：针对黏膜免疫过程，发现5~10种参与黏膜免疫过程中的新型蛋白质机器，阐明其发挥功能的分子机制，阐明其调控黏膜组织相关疾病（损伤炎症、病原菌感染、癌症等）中的功能机制，发展5~10种针对黏膜组织相关疾病的新型干预手段。

3.重要病原体感染和致病过程中蛋白质机器研究内容：针对重要病原体（病毒或致病菌等）感染和致病过程，研究关键蛋白质机器对病原体感染和致病过程的调控机制，研究病原体与宿主因子互作网络，发展新型干预手段（药物或疫苗等）；或研究病原体感染诱导的免疫过程与机体代谢过程的交互调控机制。考核指标：选择几种重要病原体（病毒或致病菌等），发现2~3种病原体编码的、与病原体感染和致病相关的关键蛋白质机器，发现2~3种病原体与宿主因子形成的互作网络，阐明其发挥功能的分子机制，发展2~3种基于结构的新型干预手段（药物或疫苗等）；或鉴定参与病原体诱导的免疫和代谢调控、以及免疫与代谢交互调控的分子靶标10~15个，阐明其功能机制，发展2~3种具有临床应用价值的新型干预手段。

4.调控重要植物、作物关键生命过程的蛋白质机器研究内容：针对植物光合作用或作物温度响应过程，任选其一开展研究，研究调控其生理过程的关键蛋白质机器的组成和功能机制，发展能量转化或作物优化的新途径。考核指标：针对植物光合作用，解析5~10种光合作用蛋白质机器的三维结构，揭示光合作用光能高效捕获、传递和转化的精确动态调控机制，发展3~5能量转化的新体系；或针对作物温度响应过程，发现10~15种温度相关的新型蛋白质机器，阐明其结构、功能、组装模式及调控机制，阐明关键蛋白质机器在温度感知、信号传导、极端环境响应中的作用，创建3-5种以蛋白质机器为基础的耐受高/低温作物材料。

5.神经系统疾病发生发展或发育相关的蛋白质机器研究内容：针对神经系统重大疾病发生发展或发育过程，发现调控的新型蛋白质机器，研究其组分、作用靶标、功能和分子机制，研究发展新型干预技术和手段。考核指标：揭示3~5种重大神经系统疾病发生发展中蛋白质机器异常及作用的规律和分子基础，发现3~5个蛋白质机器参与及调控神经系统运行的机制，阐明其与疾病发生、发展的关系，发展5~10种新型干预手段。

6.极端条件下外泌体的功能与调控研究内容：针对极端条件下外泌体的功能机制，研究极端条件下外泌体组成方式，研究其功能和组织特异性，研究其与重要生理病理过程的相关性。考核指标：阐明低氧、微酸等极端条件下5~10种外泌体的组成（蛋白质、核酸、金属离子、修饰等），确认3-5种与极端条件相关的外泌体标志物，揭示随环境变化，外泌体组成和功能的变化规律和功能机制，阐明其与极端环境、重大生理病理过程的相关性，发展5~10种识别特异性外泌体的活性小分子探针和调控手段。

7.畜牧或水产产品生殖发育、抗逆、抗病的关键蛋白质机器研究内容：针对重要畜牧或水产产品，发现决定其生殖发育、抗逆或抗病等重要生理过程的新型蛋白质机器，研究其结构、功能和调控网络，发展针对蛋白质机器的重要畜牧或水产产品生殖发育、抗逆和抗病育种技术。考核指标：发现5~10种对重要畜牧或水产产品生殖发育、抗逆或抗病发挥重要作用的蛋白质机器；针对10~15种重要畜牧或水产产品生殖发育、抗逆或抗病相关的蛋白质机器或其功能变体，阐明这些蛋白质机器的结构或组成、功能和动态变化规律，揭示其功能机制；发展3~5种靶向蛋白质机器的重要畜牧或水产产品品种改良育种技术。

3.“合成生物学”重点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

“合成生物学”重点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

合成生物学以工程化设计理念，对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成。“合成生物学”重点专项总体目标是针对人工合成生物创建的重大科学问题，围绕物质转化、生态环境保护、医疗水平提高、农业增产等重大需求，突破合成生物学的基本科学问题，构建几个实用性的重大人工生物体系，创新合成生物前沿技术，为促进生物产业创新发展与经济绿色增长等做出重大科技支撑。

2020年本专项将围绕基因组人工合成与高版本底盘细胞、人工元器件与基因线路、人工细胞合成代谢与复杂生物系统、使能技术体系与生物安全评估等4个任务部署项目。

根据专项实施方案和“十二五”期间有关部署，2020年优先支持22个研究方向，其中包括4个部市联动任务。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。国拨经费总概算3.8亿元（其中，拟支持青年科学家项目不超过5个，国拨总经费不超过2500万元）。

申报单位针对重要支持方向，面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计，组织申报项目。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标，从基础研究到应用研究全链条组织项目。鼓励依托国家实验室、国家重点实验室等重要科研基地组织项目。

项目执行期一般为5年。为保证研究队伍有效合作、提高效率，项目下设课题数原则上不超过4个，每个项目所含单位数原则上不超过6个。青年科学家项目可参考重要支持方向（标*的方向）组织申报，但不受研究内容和考核指标限制。部市联动任务申报分两类：一类是由深圳市科技创新委员会推荐，深圳市有关单位作为项目牵头单位进行申报（标#的方向）；另一类可由专项所有推荐渠道组织推荐，申报项目中至少有一个课题由深圳市有关单位作为课题牵头单位。

本专项所有涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究，须尊重生命伦理准则，遵守《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《人类遗传资源管理暂行办法》等国家相关规定，严格遵循技术标准和伦理规范。涉及实验动物和动物实验，要遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定，使用合格实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。

1.人工基因组合成与高版本底盘细胞构建1.1合成基因信息存储*研究内容：针对遗传物质DNA具有信息密度大、稳定性高的优点，研究数字化信息与基因序列的编码与读取方法，揭示基因组四进制信息的编解码基本原理；研究DNA信息的加密原则，开发DNA信息体内存储与编辑技术；发掘多位点、高效率、高精准的编辑工具酶和DNA低成本、高精准生物合成的工具酶，降低信息存储成本。考核指标：开发1~2套数字化信息基因存储技术的编码方法，完成汉字、图片和短视频等信息的存储与可靠读取；实现在大肠杆菌、酿酒酵母等模式微生物中的信息存储与编辑，获得4个以上包含外源存储信息的工程菌株，每个菌株包含的外源DNA数量不小于80Kbp；获得1~2个书写加密信息的工程菌株，完成不同环境下的多代存储鲁棒性验证。

1.2真核生物人工染色体的设计建造与功能研究研究内容：针对酿酒酵母、裂殖酵母和多细胞模式生物秀丽隐杆线虫，建立和发展新型人工染色体的设计、构建与优化方法；利用人工染色体研究真核生物染色质结构、功能及遗传稳定的关键元件及相关分子机制；针对重要生物学过程，利用人工染色体技术，鉴定关键基因元件，设计、合成或重构相关模块或网络，实现对所研究的生物学过程的可控动态观测与调控。考核指标：发展2~3种真核人工染色体的设计、构建与优化新方法，形成平台体系。创建新一代的人工酵母染色体；创建秀丽隐杆线虫人工染色体；利用上述两类人工染色体，揭示与酵母和秀丽隐杆线虫染色体复制、遗传稳定、重组相关的关键元件与分子机制，并与其他真核生物染色体作比较研究；选取2~3种多细胞动物特有的重要生物学过程（如个体发育、衰老、神经退行性变、细胞凋亡、或营养感知等），构建5~10个由其关键基因元件组成的线虫人工染色体并在体研究其功能。

2.人工元器件与基因回路2.1基于合成生物学的多功能模块耦合活疫苗研究研究内容：针对严重影响公众健康的新发、多发病原体，以功能为导向解析病原体和宿主相互作用的主效功能和基因组模块等元件；基于人工智能等计算机辅助设计，进行模块间的功能优化耦合，实现病原体的人工合成、高效生产，研制性能优化的模块耦合活疫苗；研究病原体活疫苗防逃逸技术、生物安全降级评价细胞和动物模型；创新活疫苗人工合成、生产、评价的理论和技术体系。考核指标：掌握人工疫苗的模块化设计和生产原则，建立相应的创新理论与技术路径；靶向表达调控、核心代谢、免疫调节、免疫保护、通用性以及安全性等环节，鉴定获得不少于8种新型主效功能和基因组模块元件；获得不少于5种标准化、有效的免疫回路，构建相应模块耦合活疫苗；建立3~5种基于基因表达分子开关等技术的防逃逸技术和生物安全降级评价创新模型；获得至少2~3种模块耦合候选活疫苗，并验证其免疫保护力和安全性。

2.2耐药病原菌诊疗的基因回路设计合成研究内容：针对分枝杆菌等重要耐药胞内病原细菌及新生隐球菌等治疗药物缺乏的病原真菌的防控，开展病原菌致病和耐药调控网络机制模拟及诊疗手段相关基因回路设计的研究；挖掘和设计特异性拮抗临床靶标病原菌的基因元器件，研究用于耐药病原菌消杀的合成基因回路设计原理；研究开发基于人工设计的智能型基因回路或生物元件的病原菌防控、诊疗新手段、新技术或新产品。考核指标：设计合成5~10种应用基因回路或基因元件构建的精准消杀或检测耐药胞内病原细菌或病原真菌的手段，包括1~2种应用于临床前期的精准消杀胞内耐药结核菌的基因回路，实现动物体内病原菌检出率呈数量级下降或临床样本的检出速度、灵敏度或准确率的显著改善。构建2-3种基于合成生物学的智能药物筛选体系，获得5~10种针对胞内病原细菌或真菌的毒力、耐药或持留的FDA药物（旧药新用）/先导化合物/抗菌肽。

2.3高效生物产氢体系的设计组装研究内容：针对生物质产氢得率和速度问题，研究高产氢得率、高反应速度的人工合成微生物组构建方法，理性设计高产氢人工代谢途径；研究菌-酶复合系、多酶复合系关键元件的匹配机理，研究生物产氢过程定向代谢调控策略，研究与模拟高产氢代谢路径的热力学与动力学可行性；设计与组装新型生物产氢反应系统、耦合系统及非细胞产氢生物系统，突破快速产氢与氢气释放的技术瓶颈，通过规模化示范提出技术标准。考核指标：构建高效生物产氢装置及耦合系统，耦合系统产氢得率高于8mol/mol葡萄糖；生物产氢示范系统的日均最大产氢能力不低于5m3/m3/d，产氢性能在常温下可保持30天以上，10吨罐年产氢气不低于1万立方米，推动生物产氢取得重大技术创新。

2.4有毒金属感知修复的智能生物体系研究内容：针对水体和土壤环境中汞、镉等典型有毒金属污染物治理难题，构建具有智能识别和修复脱毒能力的藻类和原生动物；鉴定和设计具有汞、镉特异性识别、超强结合和转化能力的分子元件和代谢回路，优化模块化元件的作用效率和特异性；构建具有汞、镉特异识别、超富集与定向脱毒转化能力的合成生物体系，研究该体系在有毒金属污染物原位治理中的适用性和修复脱毒能力。考核指标：针对汞、镉等有毒金属，设计构建识别、富集和脱毒转化元件500个以上；构建高效智能感知和转化的人工修复回路不少于10条，增加重金属污染修复效率40%以上；构建包括蓝藻、衣藻、四膜虫、肾形虫等在内的智能修复细胞体系不少于5个；构建多生物复合的有毒金属修复体系不少于3套；形成有毒金属修复脱毒新技术不少于3套，其中完成中试不少于2项，建立重金属污染修复示范基地。

2.5高通量新型污染物生物筛选系统构建与环境监测应用研究内容：针对环境中不断涌现的品种众多的新型化学污染物如双酚A替代物、四溴双酚A及其衍生物、合成酚类抗氧化剂等，设计合成高效灵敏的分子识别元件，组装污染物生物响应元器件与模块，应用EDA分析技术，高通量筛查不同环境介质中主要神经毒性贡献污染物组分。基于人胚胎干细胞体外培养体系，应用计算毒理学技术，设计并构建多种分化模型模拟人体神经系统发育过程，明晰生物元器件对新型污染物的信号识别、传递与响应等基因网络调控机制，挖掘污染物神经毒性作用的敏感期与早期效应的生物标志物，研究不同环境介质中新型污染物的健康风险。考核指标：设计合成2~3种高效灵敏的新型污染物分子识别元件，组装1~2套污染物生物响应元器件与模块，筛选不同环境介质中30~40种主要神经毒性贡献污染物组分，构建3~5种可用于新型污染物神经毒性评价的人胚胎干细胞体外培养体系与分化模型，挖掘2~3种污染物早期效应的生物标志物，并能应用于实际环境样品新型化学污染物的生物监测与健康风险评估。

2.6植物高光效回路的设计与系统优化研究内容：研究适合高等植物的新型光能吸收系统，拓宽吸收范围和提高光能吸收效率，进一步明晰高等植物环式光合电子传递机理及其分子调控机制，构建新的高效光合膜电子传递线路，优化光合膜能量传递途径；深入研究光保护机制，优化光合膜复合物的维持与修复能力，实现在逆境条件下光合功能高效运行；解析控制C4植物叶片花环结构关键特征的遗传调控网络，解析C4光合关键蛋白实现在叶肉细胞及维管束鞘细胞中细胞特异性表达的遗传调控机制，阐明C3光合向C4光合进化的关键代谢步骤及其遗传调控，设计、改造和重组光合碳同化关键酶优化和设计新的光合碳代谢回路，提升光合碳同化效率；优化和设计C3植物结构底盘、人工合成高光效启动子元件和最适光合基因亚型模块并在作物中开展重要分子模块特异性重组和适配优化，有效提高光合效率。考核指标：获得3~5种光合作用光能吸收及有效利用元器件以及分子模块，并阐释其作用机理；构建优化和适配的人工光合高效利用回路3~5个，并在底盘植物中实现组装和系统优化，示范性应用2~3种，明显提高植物光能吸收和利用，在现有基础上光能吸收能力提高10%，创建具有高光效特征的光呼吸支路、光保护模块；获得具有C4结构或功能的代谢调控模型，创建具有高光效特征的光呼吸支路、光保护模块；发展C4结构代谢调控模型，提高植物生物量20~30%。

3.特定功能的合成生物系统3.1高值化合物合成的生物途径设计构建及优化研究内容：针对来源稀有、合成繁杂的医药中间体、精细化学品和天然产物等高值化学品，研究重要催化酶蛋白及其家族进化规律及催化机制，指导构建非天然催化和调控元件库；研究多物种来源基因和多酶体系的组装与适配机制，建立“计量、顺序、空间”可控的、高效适配的高值化合物智能设计和合成的人工生物体系，调节物质流和能量流分配，结合人工细胞膜、人工细胞器、水凝胶等材料，改造、优化人工生物体系合成高值化合物的能力和效率。考核指标：阐释人工合成体系适配性的分子机制，获得具有高催化效率新蛋白质元件50个以上，发展3种以上多酶分子纳米尺度自组装新策略，开发出10种以上高值化学品的新合成技术，实现激素、维生素、多杀菌素、非天然氨基酸、功能糖、天然产物、多元醇和高值食品添加剂等高值化学品高效合成，2~3种实现万吨级的应用示范。

3.2多源复合途径天然产物合成的人工细胞创建研究内容：针对单一生物不能合成的天然产物，研究其合成的生物与化学机理；开展功能基因组学研究，深度发掘隐性代谢基因簇，建立非单一生物来源天然产物的合成代谢数据库；研究非单一生物来源的天然产物代谢接力合成途径，设计、重构多源复合途径天然产物的异源组装模块，研究非天然模块、途径在微生物底盘细胞中的适配机制；创建通用型多源复合途径天然产物合成的底盘细胞，实现未知天然产物的发现及开发应用。考核指标：阐明非单一生物来源复杂天然产物的人工生物合成机理，从分离鉴定的内生、共生和互生微生物新种中挖掘不少于100个新化合物，解析10种以上重要生理活性天然产物的生物合成途径，创建2~3种通用型复杂天然产物合成的底盘细胞，实现其在微生物细胞中的全生物合成，突破单一物种不能合成的瓶颈。

3.3植物天然产物的途径创建研究内容：研究重要植物天然产物生物合成途径的分子基础，发现未知关键基因与功能模块，解析天然产物生物合成的完整途径；进行合成途径重建，实现植物天然产物的微生物异源生物合成，并开展结构衍生化研究，提升功能活性；进行微生物合成植物天然产物的功效和安全评价。考核指标：挖掘紫杉醇、雷公藤内酯等10种以上重要植物天然产物生物合成的完整途径；构建出3~5种以上高效生产植物天然产物的微生物细胞工厂，吨级发酵产量达5g/L以上。

3.4特殊酵母底盘细胞的染色体工程研究内容：针对克鲁维酵母、毕赤酵母、汉逊酵母、耶氏酵母等特殊酵母，开展染色体工程研究；设计合成人工染色体，重构特殊酵母底盘细胞的代谢与调控网络，在染色体水平建立高效基因编辑系统；设计合成通用接口和人工调控元件，实现基因功能模块的即插即用和基因表达的精密调控；构建可用于重大市场价值的化学品、酶、疫苗等产品制备的高版本底盘细胞并开展规模化工业应用研究。考核指标：设计合成3~4条特殊酵母人工染色体，实现蛋白分泌、氧化还原、能量代谢等途径在人工染色体上的整合、重构和调控；建立3套以上单位点或多位点基因编辑系统，单位点编辑效率超过90%；在染色体上建立通用型升级接口5套，实现各类功能模块的即插即用；构建基于人工染色体的特殊酵母高版本底盘细胞3个以上，实现5种以上外源蛋白的高效表达，表达水平达到12g/L以上，实现功能糖、糖醇、油脂等2~3种产品的规模化制备。

3.5生物活体功能材料的构建及应用研究内容：针对可持续性技术的发展需求，利用生命体自我再生、自我修复和自适应等特点，开发具有细胞基因操纵功能的生物构筑材料和智能活体材料；实现功能分子的胞内生产和多级结构的自组装，产生形状和机械性能可调的生物构筑材料；开发和利用人工基因元器件，时空调控特异功能分子或材料在细胞层面的表达、修饰、分泌以及细胞内／外自组装，构建具有环境响应或智能调控功能的生物活体功能材料。考核指标：建立生物构筑材料和智能活体材料的设计原则；创建3-5种不同细胞属性的活体材料细胞工厂；创建3种以上可以铸造成型，可迅速加工并可3D打印的生物构筑材料；发展5~8种具有新颖功能（传感、生物粘合、仿生矿化、抗污、仿生光子、疾病诊断和治疗等）的智能活体材料，实现活体材料在生物修复、生物医药和生物能源领域的应用推广。

4.使能技术体系与生物安全评估4.1数字细胞建模与人工模拟研究内容：聚焦重要模式工业微生物，构建系统化基因突变库和蛋白库，开发代谢组、相互作用组等多组学定量分析方法，进行动力学分析测试；研究细胞物质能量代谢与细胞生长繁殖协同的基本规律和调控机制，建立基础元件、代谢与反应途径、生长与繁殖途径、转录与表达调控、分子间相互作用等综合性标准化数据库；开发多算法、多层次、多目标的细胞模拟与设计工具，开发子模型间数据融合技术以及基于多层次实验数据实现全细胞模型的训练与校正技术；开发数字细胞驱动实验设计的技术平台，并提出细胞性能改造提高的假说并加以验证。 考核指标：获得1~2个模式工业微生物的标准化生物大数据库；开发出基于大数据和动力学的2~3套细胞数学模型方法与细胞设计CAD工具，建成覆盖模式微生物细胞生命周期的全层次全功能数字细胞模型，形成集成化的人工元件、合成途径、基因回路与人工细胞的数字化模拟与全细胞计算设计的技术体系；在计算模拟基础上发现3~5种生物规律，提高模式生物细胞生长速度、葡萄糖利用速度30%以上。

4.2新蛋白质元件人工设计合成及应用研究内容：针对自然蛋白质元件无法满足生物反应需求，结合深度学习等智能算法，研究蛋白质底物识别、催化活性、结构稳定性等分子机理，开发生物反应活性中心量化模型设计、立体选择性控制、催化动力学模拟等计算方法，发展蛋白质主链结构从头设计、全局化结构稳定改造技术；基于蛋白质序列立体构像空间规律和蛋白质结构预测，从头设计有机酸、化工醇、手性胺、天然产物等化合物的催化合成与通道运输等蛋白质新元件，创建适用于高立体选择性、高原子经济性、高效率的生物合成途径的新功能元件。考核指标：建成1~2套新蛋白质生物元件计算设计算法，从头设计3类以上自然界不存在的全新稳定结构蛋白，构建10种以上催化非天然反应的活性中心，实现有机酸、化工醇、手性胺、天然产物等10种以上化合物生物合成的蛋白质功能元件全新设计。

4.3正交化蛋白质元件的人工设计与构建*研究内容：针对人工蛋白质元件干扰自然生物过程，开发正交化新功能元件计算设计方法，发展人工设计与自然进化的正交化的新功能元件，开发远距离进化的正交化功能元件；开展新功能元件与人工生物体系的适配机制研究；开发正交化的信号转导途径构建方法和正交化复合物可控组装技术，并进行功能元件的应用测试研究，提高人工生物体系的物质转化与能量转换效率，促进产业化应用。考核指标：建成正交化蛋白质生物元件设计与构建方法1-2种；构建10条以上正交化的信号传递途径和10种以上正交化的人工蛋白质复合物，实现物质转化或能量转换效率较原来提高50%以上。

4.4合成生物学生物安全研究研究内容：分析合成生物学研发及应用过程中对生命体、非生命体和生态环境造成功能损害的潜在因素。评估合成生物学当前研究过程及市场准入的误用和滥用风险。梳理国内外相关法律法规和指导原则，并根据合成生物学研究开发的风险特征，提出制定符合我国国情的合成生物学生物安全的监管与管控机制。参与推进建立人工合成生命研究和产业化过程中的各种国际准则与规范。

考核指标：建立一个合成生物学技术和产品的生物安全风险评估框架；评估当前合成生物学科学研究及产业化过程中的潜在风险，发布两至三期“合成生物学生物安全与安保风险报告”；建立合成生物技术和产品生物安全评估的规范与程序，包括实验室操作和管理规范、以及其工业化过程中的监管，提出一套“合成生物学研究开发安全监管建议”；建立合成生物学生物安全战略的国际合作机制；参与建立世界性“基因合成生物安全性监管”的管理和操作规则。

5部市联动项目5.1面向合成生物系统海量工程试错优化的人工智能算法研究与应用#研究内容：针对传统数学模型难以有效设计复杂合成生物系统的问题，建立定量描述合成生物元件及其互作网络的标准，构建基于文献报道、公共数据库、实验结果动态更新的数据信息库；利用强化学习、迁移学习、元学习等人工智能方法，指导转录调控、酶催化、免疫信号传导等对象的计算机辅助设计与自动化实验挖掘和表征，实现小数据、稀疏监督下的“设计-构建-测试-学习”工程试错策略的闭环反馈；开发图卷积网络等深度模型，研究基因型与表现型的定量关系，提高对合成生物系统模拟预测的准确度，建立根据高通量实验结果进行动态优化的人工智能算法体系。考核指标：针对转录调控、酶催化、免疫信号传导等合成生物元件及其互作网络，建立1套定量描述的标准及对应的数据信息库；建立2~3种人工智能学习模型，用于指导海量工程试错优化的实验设计与闭环反馈；创建2~3种基于自动化测序与多谱学表征的实验技术，高通量获取5~10种合成生物元件的基因型-表现型的对应定量关系；开发2~3种深度网络模型，实现3~5种合成生物系统功能的高效预测与设计。

5.2高效生物医学成像元件库的挖掘与应用研究#研究内容：挖掘和鉴定生物合成超声和光声造影剂的生物体系，构建生物合成医学造影剂的生物元件库；研究造影剂生物合成的分子机理与调控机制，重构细胞或微生物合成造影剂的生物合成途径；设计、创建及优化合成造影剂的人工细胞或微生物系统，建立规模化、功能化生物合成医学造影剂的关键技术和平台，探索生物合成造影剂在生物医学上的应用。考核指标：筛选、鉴定和表征不少于10个合成超声或光声造影剂的生物体系，创建3~5个造影剂的生物合成途径，明确5~10个造影剂生物合成关键基因及其调控机制；完成5~10个高效合成造影剂的人工细胞的重构设计；获得不少于5个生物合成的造影剂或分子探针，实现生物合成造影剂在动物疾病模型中的应用。

5.3微纳生物机器人的定向合成和诊疗应用#研究内容：针对肿瘤等重大疾病的智能诊断和精准治疗，开展用于构建微纳机器人的智能识别和开关分子元件的定向合成技术研究。设计、开发基于工程化病毒、细菌或细胞的新一代微纳机器人组件用于在肿瘤复杂环境中的定量时空调控和精准药物递送；采用多组学分析技术结合AI智能分析技术，解析微纳机器人模块的复杂调控网络及分子作用机制；以模式动物和类器官为研究模型，建立微纳生物机器人在恶性肿瘤精准诊疗应用过程中的理论基础和机制研究。考核指标：获得10~20种基于糖/肽合成、点击化学反应、聚集诱导发光效应等智能识别和开关分子元件，建立5~10种原位定向合成功能元件的活细胞工厂；获得5种以上的基于工程化病毒、细菌或细胞的新一代微纳机器人组件；建立5~10种微纳生物机器人的时空调控回路和分子作用机制；发明2~3种基于微纳生物机器人模块的肿瘤精准诊疗新策略。

5.4关键分子靶点核素标记探针的设计合成研究内容：针对恶性消化系统肿瘤中重要的分子靶点，设计并合成符合放射性药物质量要求的核素标记新型抗体探针；开展核素标记抗体探针的理化性质及稳定性等的体外表征，并进行探针在动物模型中的亲和性的定量和定性测试；开展核素标记探针的临床实验，研究探针的靶向治疗疗效及耐药情况，为克服肿瘤异质性及指导精准治疗提供重要技术平台。考核指标：针对胃癌、食管鳞癌、肝癌和胰腺癌等设计合成5种以上核素标记抗体探针，完成理化性质鉴定和安全性评价；建立至少4种恶性消化系统肿瘤PDX模型，并在每种PDX模型中开展相应核素标记抗体探针的临床前研究；完成至少3核素标记抗体探针的临床试验。

4.“发育编程及其代谢调节”重点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

“发育编程及其代谢调节”重点专项2020年度项目申报指南（征求意见稿）

“发育编程及其代谢调节”重点专项的总体目标是围绕我国经济与社会发展的重大战略需求，针对生命体发育的编程和重编程及其代谢调节机制这一核心科学问题，以重大知识创新为出发点，以揭示发育与代谢疾病的发生机制和寻找诊治策略为出口，综合利用遗传学、基因组学、蛋白质组学、代谢组学、细胞谱系标记与示踪等技术手段和模式动物及临床资源，开展战略性和前瞻性基础和应用基础研究，增强我国发育与代谢研究的核心竞争力。

按照实施方案总体安排，2020年本专项将围绕器官发育与稳态编程及其代谢调节、营养与环境对器官发育和稳态的调节机制、代谢和发育紊乱相关疾病的发生发展机制等3个重点任务部署项目，拟优先支持11个研究方向。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。国拨总经费概算约3亿元（其中，拟支持青年科学家项目4个，国拨总经费不超过1200万元）。

申报单位针对重要支持方向，面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计，组织申报项目。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标，从基础研究到应用研究全链条组织项目。鼓励依托国家实验室、国家重点实验室等重要科研基地组织项目。

项目执行期一般为5年。指南方向中拟支持的项目下设课题数不超过4个，每个项目参与单位总数不超过6个。青年科学家项目支持35周岁以下青年科研人员承担国家科研任务，可参考重要支持方向（标*的方向）组织项目申报，但不受研究内容和考核指标限制。

本专项所有涉及人体被试和人类遗传资源的科学研究，须尊重生命伦理准则，遵守《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》《人类遗传资源管理暂行办法》等国家相关规定，严格遵循技术标准和伦理规范。涉及实验动物和动物实验，要遵守国家实验动物管理的法律、法规、技术标准及有关规定，使用合格实验动物，在合格设施内进行动物实验，保证实验过程合法，实验结果真实、有效，并通过实验动物福利和伦理审查。

1.器官发育与稳态编程及其代谢调节1.1组织器官生长和尺寸控制及其代谢调节研究内容：不同动物的组织器官大小迥异，组织器官的不同类型细胞的尺寸也明显不同。研究组织细胞生长和增殖的遗传和表观遗传机制，以及代谢调控机制；研究组织器官尺寸控制的遗传、表观遗传、代谢调控机制；研究组织细胞生长和尺寸异常导致疾病发生的机制。考核指标：揭示1~2种重要组织器官的生长和尺寸控制的重要调控机制；明确遗传、表观遗传和代谢在生长和尺寸控制中的作用，发现3~5个组织器官生长和尺寸控制的关键调控因子。

1.2内源生物活性小分子转运机制及其对组织稳态的调控作用研究内容：代谢过程产生的一些小分子代谢物可以作为信号分子对机体的发育和组织稳态起到调控作用。发现生物体内源营养因子、代谢产物等生物活性小分子；研究活性小分子在组织器官中的分布模式及其转运机制；发现活性小分子的直接靶标，并研究活性小分子对不同类型细胞的行为及组织稳态的调控作用和分子机制；研究内源活性小分子异常对代谢性疾病的影响。考核指标：鉴定5~10种重要的内源性生物活性小分子，阐明其转运机制及其调节组织稳态的机制，为相关代谢性疾病的干预和治疗提供靶标和策略。

1.3重要组织器官糖脂代谢调控网络研究内容：糖、脂是机体的重要营养和能量来源。研究重要组织器官如肝脏、骨骼肌等调控糖脂代谢的分子机制；研究细胞内关键细胞器感应营养与应激调节糖脂代谢稳态的分子基础；研究糖脂代谢对重要组织器官稳态的调节作用。考核指标：揭示2~3种重要组织器官的糖脂代谢调控网络，发现3~5种重要的糖脂代谢调节因子，阐明1~2种糖脂代谢对组织器官稳态的影响机制，揭示相关代谢性疾病的发生机理。

1.4组织器官稳态维持的免疫调节*研究内容：免疫系统在组织器官修复与再生过程中发挥重要的调节作用。研究重要组织器官中免疫反应的特点，组织器官功能紊乱中免疫反应的调节，自身免疫异常状态下组织稳态的修复机制；研究免疫系统与组织修复关键细胞的相互作用，炎症反应在损伤修复或组织再生中的调控作用。考核指标：揭示免疫反应对重要组织器官稳态维持的2~3种作用机制，发现1~2种参与组织器官损伤修复的新型免疫细胞亚群，为免疫相关疾病的治疗提供理论基础。

1.5代谢可塑性的发生与代谢记忆研究内容：代谢可塑性和代谢记忆是近年来代谢研究的新方向。研究重要组织器官代谢可塑性和记忆的细胞和分子机制，发现代谢可塑性与代谢记忆的分子标记物；研究组织器官发育过程中代谢记忆的变化，以及代谢记忆对器官发育与器官损伤的调控机制。考核指标：鉴定3~5种代谢可塑性与代谢记忆的分子标记物，阐明2~3种组织器官发育与代谢可塑性或代谢记忆互作的分子机制，为代谢性疾病的预防和治疗提供理论和靶标。

1.6组织器官的退化和衰老机制研究内容：组织器官的退化和衰老是一个遗传和表观遗传改变驱动的多阶段动态过程。研究重要组织器官中多能前体细胞和高度分化细胞的衰老机制，组织器官中衰老细胞积累与细胞补充更新的机制，组织器官退化和衰老过程中代谢的变化，某种衰老组织对未衰老组织的生理影响，组织器官早衰的细胞和分子机制。

考核指标：鉴定3~5种衰老的关键标志物，阐明1~2种重要组织器官衰老和退化的遗传和代谢调控机制，揭示1~2种早衰的分子机制，为衰老的干预提供理论基础。

1.7不同年龄组痴呆症的发病机制与生物标记物研究内容：认知障碍的发病机制和早期诊断是近年来的研究热点。利用不同年龄组健康人与痴呆患者队列，开展痴呆病理特征和多组学研究，发现痴呆的生物标记物，结合模式动物探讨痴呆发生的分子机制，探索临床诊治途径。考核指标：发现5~10种符合年龄分层痴呆特征的新型生物标记物，确定2~3个新的痴呆致病基因，建立痴呆评估体系和诊治痴呆的新途径。

1.8拟器官的构建及其代谢调节*研究内容：利用不同分化状态的细胞在体外自组装出类似于真实器官的功能单位具有潜在的医学价值。研究用于构建拟器官的初始细胞的特性及作用；发现拟器官形成中细胞各分化阶段的标志物，并研究其不同分化阶段的调控机制；研究细胞－生物材料相互作用机制、代谢物或小分子化合物对拟器官构建的影响。考核指标：建立2~3种构建拟器官的新方法，鉴定3~5种拟器官形成中的关键标志物，发现3~5种影响拟器官形成的代谢物或小分子化合物，揭示2~3种调控拟器官形成的分子机制。

2.营养与环境对器官发育和稳态的调节机制2.1运动对发育和稳态的影响研究内容：运动能够改善全身重要器官的功能及代谢状态，促进组织器官修复，预防疾病发生。研究运动条件下肝脏、胰脏或神经系统等组织器官的主要代谢网络的变化规律，发现关键的运动响应因子和调控节点；研究运动条件下影响相关组织器官发育和稳态的代谢网络及其作用机制。 考核指标：鉴定3~5个关键运动响应因子、3~5个调控节点，阐明运动条件下，2~3种重要代谢网络的变化规律，揭示运动对重要组织器官发育和稳态维持的2~3种调节机制。

2.2药物对个体发育及代谢的影响

研究内容：药物副作用及不良反应发生的机理是非常复杂的。利用疾病动物模型研究药物对机体代谢、发育和组织稳态的影响及其作用机制；科学评估主要药物的代谢和发育毒性，研究其干扰的主要信号通路，发现重要的响应因子。考核指标：揭示2~3种药物干扰机体代谢或发育稳态的分子机制，明确3~5种主要药物的代谢和发育毒性，发现3~5种重要的药物响应因子及其主要信号通路，提供潜在的人干预靶标。

3.代谢和发育紊乱相关疾病的发生发展机制3.1儿童发育异常的遗传调控机制研究内容：儿童发育异常的发生严重影响着我国人口质量的提高。发现我国发生率较高的遗传性儿童发育异常疾病的致病候选基因，构建相应的动物模型，解析疾病表型的发生发展过程，研究其组织器官发育异常的细胞和分子机制。考核指标：鉴定3~5个遗传性儿童发育异常相关疾病的新的致病基因，制备5~10种相应的动物模型，阐明2~3种新的致病机制。