生命科學(xué)的發(fā)展必然帶來生物產(chǎn)業(yè)的革新。在我國經(jīng)濟(jì)走向新常態(tài)的關(guān)鍵時(shí)刻，生命科學(xué)也迎來了研究范式的轉(zhuǎn)型和研發(fā)平臺(tái)的創(chuàng)新。在這樣的歷史關(guān)頭，認(rèn)識(shí)生命科學(xué)與生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，因勢(shì)利導(dǎo)，調(diào)整未來的戰(zhàn)略和策略，具有十分重要的意義。
首先，“會(huì)聚”范式推動(dòng)對(duì)生物復(fù)雜系統(tǒng)和生命復(fù)雜過程運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究從“定性觀察描述”發(fā)展為“定量檢測(cè)解析”乃至向“預(yù)測(cè)編程”和“調(diào)控再造”的躍升，由此帶來生命科學(xué)研究的革命。
隨著各類實(shí)驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)研究范式階段。20世紀(jì)中葉，基于一系列生命分子結(jié)構(gòu)功能關(guān)系的研究，生命科學(xué)研究進(jìn)入以分子生物學(xué)為代表的第一范式階段。20世紀(jì)末，“人類基因組計(jì)劃”和一系列“組學(xué)”研究的成功，使生命科學(xué)研究進(jìn)入以基因組學(xué)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(xué)技術(shù)、單分子技術(shù)、納米技術(shù)等新技術(shù)新方法的發(fā)展以及與數(shù)理科學(xué)“定量概念”、工程科學(xué)“設(shè)計(jì)概念”、合成化學(xué)“合成認(rèn)識(shí)概念”等思路和策略的進(jìn)一步交叉融合，生命科學(xué)開啟了以系統(tǒng)化、定量化和工程化為特征的“多學(xué)科會(huì)聚”研究范式，為更深入系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)生命、更精準(zhǔn)有效地改造生物體提供了前所未有的機(jī)遇。
基因組與表型組結(jié)合，大尺度、跨物種宏觀進(jìn)化研究與物種內(nèi)微觀進(jìn)化規(guī)律探索的結(jié)合，有望從整合和系統(tǒng)生物學(xué)角度解析動(dòng)植物分化發(fā)育等復(fù)雜性狀的成因，為人類疾病防治、動(dòng)植物經(jīng)濟(jì)性狀改良和功能仿生提供新理論新方法。對(duì)植物基因與基因組的冗余性及相關(guān)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(xué)問題的研究，為生命復(fù)雜體系的解析、農(nóng)林業(yè)與生態(tài)環(huán)?？茖W(xué)的發(fā)展提供了新渠道。
研究細(xì)胞內(nèi)超大復(fù)合體的結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)控，是在原子水平闡明生命機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)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(chǔ)；探索細(xì)胞活動(dòng)的分子運(yùn)動(dòng)及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)規(guī)律，是揭示細(xì)胞“生老病死”調(diào)控機(jī)制的關(guān)鍵，也是認(rèn)識(shí)生命復(fù)雜系統(tǒng)與過程的重要節(jié)點(diǎn)。
腦科學(xué)與數(shù)理、信息等學(xué)科領(lǐng)域的結(jié)合，正在催生腦—機(jī)交互技術(shù)，有望描繪人腦活動(dòng)圖譜和工作機(jī)理，揭開意識(shí)起源之謎，極大帶動(dòng)人工智能、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)精神疾病和神經(jīng)退行性疾病等腦疾病防治策略的進(jìn)步。
合成生物學(xué)的出現(xiàn)，引入了“自下而上”系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊合成、定量測(cè)試的工程化研究概念；開發(fā)了對(duì)基因組“解讀、書寫、編輯和重構(gòu)”的使能技術(shù)和相關(guān)平臺(tái)，為探索生命起源進(jìn)化之謎、解析生命分子結(jié)構(gòu)功能提供了通過“人工合成”認(rèn)識(shí)“自然復(fù)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(xué)研究與生物技術(shù)創(chuàng)新的主要平臺(tái)，由此決定生物產(chǎn)業(yè)在生物技術(shù)“會(huì)聚”研發(fā)工程化理念指導(dǎo)下高效率、廣覆蓋的發(fā)展趨勢(shì)。
轉(zhuǎn)化型研究將促進(jìn)科研成果從“單向技術(shù)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(jì)社會(huì)發(fā)展需求緊密銜接的“雙向互動(dòng)高效發(fā)展”新模式。它以解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用問題為目標(biāo)，開展“會(huì)聚”工程化研究，將科學(xué)知識(shí)與創(chuàng)新技術(shù)高效率地向多種應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，涵蓋人類社會(huì)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(huì)生活方式的革命。
以人類健康與疾病防治為目標(biāo)的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究，一方面將系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究成果向臨床轉(zhuǎn)化，另一方面讓基礎(chǔ)研究在臨床實(shí)踐中獲取科研思想與資源，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)向“個(gè)性化精準(zhǔn)診治”和“關(guān)口前移的健康醫(yī)學(xué)”的新階段發(fā)展。
在基因組研究基礎(chǔ)上，加強(qiáng)分子模塊設(shè)計(jì)育種及智能控制技術(shù)等精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)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(jī)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(chǔ)，在更高層次上保障食品和糧食安全。
以“合成生物學(xué)”為代表的新興生物技術(shù)的快速發(fā)展，打開了化學(xué)合成與生物合成結(jié)合、石化經(jīng)濟(jì)向碳水化合物經(jīng)濟(jì)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(shí)代。合成生物技術(shù)理念與植物化學(xué)、藥物學(xué)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(xué)科交叉為驅(qū)動(dòng)力，對(duì)生物計(jì)算機(jī)、人機(jī)交互、仿生太陽能電池等前瞻性技術(shù)的探索，將可能在提升人的能力、改變?nèi)祟愋袨榈幕A(chǔ)上，真正提升未來工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)的能級(jí)。
總之，生命科學(xué)研究、生物技術(shù)創(chuàng)新、生物科技成果轉(zhuǎn)化體系是支撐現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展不可或缺的知識(shí)技術(shù)創(chuàng)新鏈、思想文化發(fā)展鏈和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值鏈。構(gòu)建與“會(huì)聚”研究能力相適應(yīng)、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(dòng)生物科技創(chuàng)新和高效轉(zhuǎn)化的當(dāng)務(wù)之急。
（作者為中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院研究員）
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2015年10月18日 05 版）