英国发布《英国生物科学前瞻》 推动生物经济发展

2019-03-20 编辑:Traveler 来源:
英国发布《英国生物科学前瞻》报告  推动生物经济发展
 
[编者按] 2018年9月27日,英国生物技术与生物科学研究理事会(Biotechnology and Biological Sciences Research Council,BBSRC)发布《英国生物科学前瞻》(Forward Look for UK Bioscience)报告。该报告是英国发展生物科学和应对粮食安全、能源清洁增长和健康老龄化挑战的路线图,为即将在2019年春季发布的《生物技术与生物科学研究理事会战略执行计划》奠定了基础,也为该理事会未来几年的优先事项和行动计划提供了指导。本文就其主要内容进行摘编。
 
《英国生物科学前瞻》报告主要围绕推进生物科学前沿发展、应对战略挑战和夯实基础三个主题(图1)展开,并提出相应的发展目标:
·   必须通过加强对生命规律的探索和推动技术变革来促进生物科学的不断创新;
·   积极推动农业、可再生资源、健康三大领域的产业转型,以推动生物经济发展;
·   夯实基础,兼顾人才、设施和合作,促进英国知识经济与社会效益的发展。
 

图1 《英国生物科学前瞻》发展路线图
 
一、推进生物科学前沿发展
 
为确保英国在21世纪的生物科学革命中始终处于领先地位,必须通过加强对生命规律的探索和推动技术变革来促进生物科学的不断创新。
 
1. 探索生命规律
生物科学研究和创新的核心是理解整个生命体系的结构和功能。英国应延续其对于“生命法则”的开创性贡献,引领整个生物科学领域对当前的全球性问题进行深入理解和研究—— 理解细胞通信机制,预测有机体的基因和环境互作方式;在进行基础前沿研究的同时,英国还应充分重视生物科学的基础性研究成果对社会发展产生的深远影响,重点关注成果转化的资助问题。
英国在探索生命规律方面的关键目标有:
(1)鼓励创造性驱动及好奇心驱动的生命规律研究;
(2)在资助决策方面注重研究的卓越性和变革性,从而创造有助于生物学前沿研究发展的环境;
(3)保持英国核心学科的优势,加强微生物、动植物的基础研究,研究范围覆盖从分子到种群的范畴;
(4)保障成果知识共享;
(5)推动基础研究发展,将其作为英国生物科学发展的基本原则,保障基础研究的重要性得到充分重视。
 
2. 推动技术变革
近年来,生物科学的研究创新越来越多的涉及多学科领域(包括物理学、工程学、计算机科学等领域)的新工具、新技术和新方法,以解决其在学科交叉领域研究中遇到的各种问题,如多维参数的测定环境、海量生物科学数据的处理、基因编辑对生物性能的改造等。英国必须充分重视推动技术变革,以促进研究人员不断突破边界限制,激发创新潜力。
英国在推动技术变革方面的关键目标有:
(1)加强学科融合,特别是物理和生物学科的融合,推动新技术在生物科学上的发展和应用;
(2)利用数学、计算机领域的创新方法从海量的生物学数据中发掘新知识,整合跨尺度的数据并研发预测动态模型;
(3)增强学术界和产业界对创新性生物科学技术的了解,提高各方利用其颠覆性技术的能力;
(4)提高非入侵性分析测量方法的灵敏度、速度和分辨率,同时积极开发生物系统的创新研究技术;
(5)实现新模型和方法的研发,为动物和人体生物学研究提供更有效的工具以减少动物实验;
(6)确保生物科学研究从最新的技术应用中受益。
 
二、应对战略挑战
 
生物科学的发展为解决21世纪面临的重大问题带来了机遇,英国应抓住机遇,积极进行传统产业转型,推动生物经济发展。生物技术和生物科学研究理事会此前已经确定了三个与生物科学的技术进步息息相关的领域,并将这三大领域列为战略发展重点:①农业和食品可持续发展;②可再生资源发展和清洁增长;③全面理解人类和动物健康。
 
1. 农业和食品可持续发展
人口的不断增长将导致粮食需求的大幅增加,这意味着农业生产率必须快速提升并持续增长,在保证最大化提高土地等资源利用率的同时,加强食品供应链在面对气候变化、病虫害、极端天气、土壤降解等环境威胁时的恢复能力。目前,组学技术、动植物育种等研究与传感器技术、机器人、自动化系统、大数据和人工智能的融合,为食物供应链的革新提供了前所未有的机会。同时,生物科学的相关技术在加强粮食安全、推动农产品行业净增长方面,也起到了重要作用。
英国在农业和可持续发展领域的关键目标有:
(1)建立基于跨学科、跨尺度的农业生态系统建模方法,以提高农业的可持续性和复原力;
(2)研发关于预测、检验和管理动植物健康威胁的新型策略,提高动植物抗性,改善动物福利;
(3)通过整合新作物与营养研究,改善食品安全和营养现状;基于微生物学的研究创新,降低食物中的病原体和毒素含量;
(4)研究如何管控作物的成熟与采后腐败等基本生理过程,减少食物系统中的浪费;
(5)利用基因组学和遗传学的多样性,发展下一代改良作物和养殖动物;
(6)将生物科学和新型工程技术结合,研发数字化和预测工具,支持精准农业和智能技术发展,支持农业决策。
 
2. 可再生资源发展和清洁增长
可再生资源的发展依赖于利用生物技术对工业供应链进行变革,以减少工业对化学过程和化石燃料的依赖;而实现清洁增长则需要通过发展生物工程来升级生化和能源行业,使其降低运营成本、减少碳排放,在一个更循环的生物经济体中进行可持续的清洁生产。目前,英国增加了工业生物部门的投资,旨在促进工程、物理、化学和生物科学的融合创新,以期通过生物科学的变革使英国达到世界级工业生产规模。
英国在可再生资源发展和清洁增长领域的关键目标有:
(1)深入理解酶通路等系列生物过程的作用机制;
(2)研发全细胞、酶系统和合成生物学方法,生产高价值化学品、生物药、抗菌化合物、工业化学品、燃料化合物;
(3)提高工业生产中的大规模生物过程效率;
(4)研发新的回收技术,从废料(农业废料,食品、市政和工业废物及污染物)中回收有价值的化学品和材料,提高经济效益和环境效益;
(5)综合考虑生物技术的应用范围、生产效率和成本效益,鼓励运用全系统方法,推动生物制造的新型商业模式发展。
 
3. 全面理解人类和动物健康
当前全球老龄化问题日益严重,英国也存在大量老龄化人群。尽管英国民众平均寿命有所延长,但健康状态并没有提升。全球人口健康面临的挑战,同时也是影响英国民众健康状态的主要因素是人畜共患病和抗生素耐药性。要应对这些挑战,必须注重生物科学在健康相关领域和创新研究方面的基础性作用,既要对影响健康的因素进行全面、深入了解,又要把握生物科学与其他学科的创新融合发展,同时必须加强学术界、产业界和政策制定者之间的合作。
英国在全面理解人类和动物健康方面的关键目标有:
(1)结合生物科学、人类医学和动物医学的研究进展,改善人类和动物的健康状况,促进全面健康发展;
(2)推进早期发育及整个生命周期内的生理学和稳态控制机制研究;
(3)对营养学、农业科学和食品加工学进行整合研究,同时进一步加深对肠道微生物功能的研究,促进对饮食和健康关系的理解;
(4)鼓励和支持系统建模,促进学科交叉研究,探讨健康相关的生物学机制;
(5)加强应对人畜共患病、媒介传播疾病及抗菌化合物耐药性的技术研发;
(6)拓宽生物科学的市场边界,包括:个性化健康、再生医学、健康生物标志物、新治疗方案、食品和健康促进产品等。
 
三、夯实基础
 
1. 大力吸引人才,建设强大的生物科学人才队伍
只有壮大人才队伍,鼓励学科交叉、多方合作,才能有效助推生物经济增长。英国的相关部门和机构应鼓励研究人员的跨学科流动,保证所需人才的多样性。此外,还要确保有效的团队组织管理方法,以保证队伍建设的效率。
在发展人才方面的关键目标有:
(1)发展更先进的人才管理方法,聚焦高质量的生物科学创新研究的劳动力资源;
(2)培养研究人员专业知识的深度和技能转化的广度;
(3)注重各职业阶段的人才培养;
(4)包容多元文化,支持人才多样性发展;
(5)构建灵活的职业体系,促进人才在跨部门间的流动;
(6)加强监控和把关;
(7)推进英国生物科学在定量、综合、大数据方面的发展。
 
2. 基础设施
前沿生物科学的发展依赖现代化、可持续发展的基础设施,尤其是数据基础设施,以促进各环节的科研人员学术交流、维持实验室同步发展、最大化支持创新和成果转化等。英国研究与创新组织制定了英国研究和创新基础设施路线图,旨在保障突破性研究和成果转化所需的设施、资源和服务,以扩大经济效益和社会影响。
在构建现代化的基础设施方面的关键目标有:
(1)确保英国生物科学研究基地必需的研究与创新基础设施;
(2)与合作伙伴建立数据相关基础设施,满足与其他学科间数据共享的需求;
(3)支持可持续发展的设备、设施和资源及相关技术;
(4)促进英国生物科学中的“完善设备实验室”发展;
(5)加强与欧洲及其他相关国家在基础研究设施方面的合作,促进协调、共同发展;
(6)增强创新基础设施在学科间、国家间以及学术界与工业界之间的关联度。
 
3. 加强国际合作,建立伙伴关系和知识交流
国际协作已成为科技发展的必然趋势。英国在开展国际合作、建立伙伴关系和知识交流方面,应积极推进跨学科整合,保持与研究用户的广泛联系,同时注重开放和诚信,促进国际合作。
 
摘编自:中国科协创新战略研究院《创新研究报告》,第8期(总第274期).英国发布《英国生物科学前瞻》报告:全面发展生物科学 积极应对未来挑战. 巩玥、杨瑞、曹学伟编译,2019-02-26。
原文出自: https://bbsrc.ukri.org/news/policy/2018/180927-n-forward-look-foruk-bioscience/