微生物研究所发展战略报告.doc

微生物研究所发展战略汇报

一、研究所重点领域国内外发展趋势
1．微生物资源
进入新世纪后来，微生物学家已经开始结合采用老式微生物学、分子生物学、基因组学和与生物学有关交叉学科思绪和手段，在广阔时空范围内，系统调查和研究自然界中微生物（尤其是未培养微生物）种类、生活方式、互相作用以及与环境关系，揭示物种来源和进化规律；同步，在基因组学和生物信息学等支持下，继续在分子水平上探讨不一样种类微生物基本生物学过程、代谢方式和调控规律，阐明微生物代谢多样性；此外，在微生物资源运用方面，积极发展高效筛选措施和工具，开发具有重要应用前景微生物产品和功能，增进国民经济和社会发展以及生态环境改善。
2. 分子微生物学
分子微生物学在分子水平上揭示了微生物生命现象本质，对微生物学和其他生命科学发展起着重要作用。分子微生物学新研究措施和研究工具发展迅速；微生物基因组测序已成为程序化常规工作，功能基因组学和蛋白质组学研究不停获得新进展；基因体现研究从转录水平深入到翻译和翻译后水平；微生物次生代谢产物合成途径及其基因互相作用，基因特异性调控和全局调控成为国际热点之一；微生物代谢研究从单一途径发展为整个网络；代谢组学、代谢工程新学科研究应运而生；微生物与宿主互相作用成为当今该领域热点; 以免疫系统为模式细胞互相作用、信号转导、细胞凋亡、基因体现与调控，人类、动植物抵御病原菌侵染分子机制及网络调控机制已成为本世纪生命科学最重要分支；癌症和重大疾病发生分子机理及防御治疗等重大领域研究进展日新月异。
3.微生物生物技术
二十一世纪以来，微生物生物技术将在工业、农业、环境保护、医药等应用范围不停扩大，分子育种已成为微生物育种重要措施。绝大多数酶制剂用工程菌生产，并用DNA模块组合(DNA shuffling)等分子酶工程措施结合高通量筛选技术获得新型生物催化剂和重要手性化合物。运用细胞或酶作为催化剂实现物资转化生物催化和生物转化加工技术，促使化工、能源、材料、环境等领域技术改造发生深刻变革。代谢工程进展使分子育种目扩展到波及多基因微生物初级代谢物和次级代谢物，并使生命科学与工程科学深入结合。环境微生物学已经发展成为一种内涵丰富、对国家经济建设和发展发挥重要作用学科。采用分子生物学措施生产环境友好生物大分子材料如聚羟基烷酸、聚乳酸等。在环境治理方面，发展多种微生物治理技术，如复杂芳烃化合物微生物降解与转化以治理石油污染土壤、水系和其他工业废水；运用微生物代谢活性和转化能力，生产清洁能源如氢气、生物质（木质素）转化成燃料酒精，到达社会可持续发展并从源头上保护环境。
二、研究所现实状况分析及其与国际同类研究所比较
我所在老式微生物资源调查、分类和保藏方面积累了丰富品种和知识，菌种保藏库菌种数达14000余株，真菌标本室保藏标本达40万号。建立了新型中国热带高等真菌多媒体数据库。《中国孢子植物志》（电子版）10卷成为我国分类研究成果旷世巨著；在分子微生物学研究方面，70年代由我所独立完毕转座子Tn2转座特性研究论文在国际著名刊物1980年《Cell》刊登。我所与兄弟所合作完毕了腾冲嗜热杆菌基因组全序列测定，是我国初次完毕微生物基因组全序列测定，成果刊登在 《Genome Research》。在逆转录病毒与宿主互相作用研究中克隆了一种新参与调控逆转录病毒复制宿主基因，研究成果刊登在《Science》杂志；发酵和酶学研究有悠久老式和雄厚基础，为我国氨基酸、酶制剂、微生物医药等产业作出了重要奉献，如二步发酵法生产维生素C技术转让550万美元,糖化酶产生经济效益上亿元。
为了实现进入我院30个国际著名研究所目，经反复研究比较，选择了美国 Rutgers 大学Waksman Institute of Microbiology（简称Waksman微生物所）作为比较对象。Waksman微生物因此发现链霉素（1939年）而获1954年诺贝尔医学奖Dr. Selman Waksman 命名。现任所长Dr.Joachim Messing 构建JM菌、M13mp、pUC系列载体已在国际上广泛使用，具有相称大影响。现从如下几方面对两个所比较:
1.体量：微生物所创新工程核定161人，其中研究组长28人。Waksman微生物所既有固定人员136人，其中研究组长18人，两者大体相称。
2.研究方向：微生物所近年发展为微生物资源、分子微生物学和微生物生物技术三大领域，并有部分研究从微生物扩展到动植物, Waksman微生物所现发展为分子遗传学、基因体现调控和生物分子间互相作用以及计算机和构造生物学研究，研究材料也从微生物扩展到动植物。
3.研究经费：微生物所与Waksman微生物所存在相称大差距。前者近三年年总经费（包括项目聘任研究组经费收入）平均约4000万人民币，而后者达1400万美元，相差约3倍。
4.科学产出，微生物所与Waksman微生物所同样存在很大差距。近三年，中科院微生物所年均在SCI收录刊物刊登论文52篇，同期Waksman微生物所为72篇。数量上差距尚局限性以反应两者在科学产出方面差距，更大差距是论文质量，在影响因子高区论文数Waksman所远多于微生物所。
综上分析：微生物所与Waksman微生物所在体量、研究领域等方面均有一定可比性;微生物所与Waksman微生物所在投入与产出方面仍存在相称大差距。其实质性差距仍然是怎样精确把握和占据科学研究领域前沿、原始性科学创新及科研人员素质水平问题。
三、研究所科技发展战略
拟提出如下集成性科研项目，作为微生物所近期发展突破口：
1．经典生态环境微生物系统科学研究
选择经典生态环境，以生态基因组学研究为主线，结合分类学、分子生态学研究和理化分析，阐明特定环境中微生物群落构造、分布、代谢类型、所参与物质转化以及与环境互相作用，建立特定环境微生物生态模型；开发具有生物技术应用价值微生物产品和功能，增进对特定环境保护、运用和改造。选择具有代表性微生物物种作为模式系统，系统地开展DNA复制、次生代谢调控、糖基化与糖链代谢途径、特殊化合物代谢等方面研究，争取在古菌DNA复制、链霉菌次生代谢调控、真菌糖基化途径、细菌特殊代谢途径形成一流科研群体，做出高水平研究工作。
2. 微生物生物活性物质研究开发
通过自建、引进、合作及共建等多种方式建立新筛选模型，并引入先进高通量筛选技术从中发现新型抗真菌、病毒及肿瘤活性物质、芳烃类污染化合物降解酶、糖链代谢酶和手性化合物转化酶等具有生物技术开发价值微生物产物和功能。建成一种国内最大、在国际上有影响微生物活性物质筛选平台，形成从资源、筛选模型到获得先导物技术集成，为我国农业、环境和健康事业可持续发展作出重要奉献。
3. 生物催化和生物转化
研究极端环境微生物生物多样性和功能多样性，从中发现、获得能催化不一样氧化还原、水解、醛缩等反应、功能多样新型酶，通过生物学与化学学科交叉、优势互补，揭示生物催化和生物转化规律，设计出几种重大产品理想生物催化过程，增进化学工业生物技术全面改造，提高我国化学制造业国际影响和竞争力。
4. 环境微生物生物技术
以氯代硝基芳烃污染物为代表，研究难生物降解化合物生物降解途径和机理研究，阐明该化合物在环境中生物转化规律，发展污染物生物强化控制技术。通过对代谢途径、编码代谢途径基因簇和具有调控功能基因研究，描绘一张氯代硝基芳烃完整代谢途径，丰富既有国际微生物代谢数据库资源。提高我国环境微生物学研究国际地位，并运用获得研究成果开展卤素生物催化、芳烃化合物生物加工等应用领域研究。
5. 病毒与宿主互相作用
重要在宿主细胞因子克制HIV病毒复制分子机理、克制HBV侵染宿主细胞免疫机制两个方面开展分子、细胞及机体水平研究，从而在病毒与宿主互相作用研究方面获得突破性进展。并运用上述HBV和HIV病原微生物侵染模型，系统研究中国人群特异细胞应答病理组学（pathologics）。
四、近期也许获得重大科研进展及也许性分析
表1. 近期也许获得重大科研进展及可行性分析
编号
科研项目
近期（2－3年）进展
可行性分析
1
微生物发酵法生产长链二元酸
长链C12–C15系列二元酸规模化生产
具自主知识产权，获国家计委1000万元启动资金
2
乙肝疫苗研制
获临床证书和新药报批
gp96蛋白在乙肝方面应用品有自主知识产权
3
极端微生物及其极端酶资源开发运用
分离、克隆并体既有用极端酶基因
碱性甘露聚糖酶已获应用
4
水稻白叶枯病菌功能基因组研究
克隆到一系列致病基因
已建成大规模突变体库
5
转基因植物研究
获得转基因棉花安全许可证以及转基因番茄、辣椒生产、销售许可证
获得转基因番茄、辣椒安全许可证
6
圈卷产色链霉菌尼可霉素生物合成全基因簇研究
阐明尼可霉素生物合成途径中基因体现和调控分子机理
基因簇5个基因已克隆并完毕测序

五、实现高水平研究所举措
1. 凝练科技目
实现从跟踪向原创新跨越；面向国家战略需求，实现关键技术突破和技术集成跨越。
2. 人才引进培育
从国内外引进优秀青年人才，优化人才构造，加强分子免疫、活性物质筛选、分子酶工程、代谢工程、农药肥料等重点学科和新生长学科人力资源配置。同步要完善科研队伍构造配置，逐渐形成以博士后为主体项目聘任群体，实行对应配套管理政策。
3. 完善评价体系
制定一系列适合微生物学研究和开发科学评价体系, 从SCI文章到成果、专利数量为主评价原则转向以对社会和生产力发展奉献为主评价原则；试行院外、海外评审专家参与评估研究所工作；对科研人员、管理人员和支撑系统人员分别制定合理、有效、可操作性强责任管理评价原则和考核机制, 调动各类人员积极性。
4. 强化鼓励制度
对进入创新工程课题组，定期进行业绩考核，根据成果调整经费；建立创新队伍动态流转和更新机制；鼓励科研人员从事应用开发及科研成果推广和产业化；制定对应优惠政策，增进成果转化，真正实现“微生物、高科技、产业化”。实行论文、专利、获奖奖励制度；按工作责任、奉献制定不一样岗位津贴原则。
5. 创新文化建设
倡导“务实、求真、团结、攀登”所风，营造科学民主、有助于激发个人发明思维与整体创新水平学术环境。倡导奉献精神，树立起与国家需求和研究所科技创新目相适应价值观。建设一种符合微生物学科特点、信息畅通、资源共享、服务便捷和整洁、优美现代化科学园区。