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基于转录调控网络的智善方开发及应用系统
1. 痛点问题
针对重大疾病与复杂性疾病（如肿瘤、代谢性疾病、心血管疾病、免疫性疾病等），目前西药的单靶点疗法治疗效果不佳，且易产生耐药性的行业痛点，开展天然植物、中药的功能研究和中药方剂开发。中药和中药方剂针对复杂性疾病的治疗具有独特优势，具有“多成分、多靶点、多途径”的特点，但是中医是实践医学，中医药虽然临床疗效显著，却无法用世界通行的“语言”，让国外同行也能理解和验证中医原理，所以中医药很难进入国际市场。
因此，根据国家“十四五”规划、2035年远景目标和健康中国发展战略的要求，“坚持中西医并重和优势互补，大力发展中医药事业”，本团队在中医药核心思维和理论指导下的，基于现代生命科学的方法，系统解析天然植物和中药的物质基础与作用机制，阐释中药配伍理论的科学内涵，以“守正-创新”模式实现高效、快速、精准的智善方（理论指导的、药效完善的方剂简称智善方）开发。
2. 解决方案
本团队开发的高通量靶向转录组筛选技术（high-throughput targeted transcriptome screening, HT3S），可对与特定疾病表型相关的基因进行定量分析，可并行筛选多种天然植物或中药。目前已绘制了7000余种方剂、中药、天然植物和单体的分子功能图谱，形成了分子版“本草纲目”。在此基础上，针对重大疾病与复杂性疾病（如肿瘤、代谢性疾病、心血管疾病、免疫性疾病等），通过数据挖掘和计算分析，评价中药方剂对不同信号通路的调控作用，计算可显著改善疾病失调信号通路的候选中药方剂，并开展体内外验证，开发了一系列药效明确、作用机制清晰的中药智善方。
清华大学
2021-09-16
调控神经母细胞瘤分化的重要机制和新靶标
发现钙调蛋白激酶CaMKII可以直接磷酸化Beclin 1的丝氨酸90位点，并促进后者发生K63型泛素化进而激活自噬，同时，CaMKII也可以磷酸化分化抑制蛋白Id1和Id2，磷酸化的Id蛋白进而与泛素连接酶TRAF6结合，促进Id蛋白的K63型泛素化，泛素化的Id1和Id2通过与自噬受体P62的结合被带入到自噬体中降解。Id蛋白的降解促进了神经母细胞瘤细胞分化，从而达到抑制肿瘤的目的。 这一研究揭示了CaMKII激活到Id蛋白的自噬性降解进而调控细胞分化的分子机制，为临床上神经母细胞瘤靶向治疗提供了新的靶标。
中山大学
2021-04-13
调控养成期草鱼肉质鲜嫩的饲料配方技术
该技术针对用饲料养殖草鱼引起肉品质和风味下降的现实，提供了一种使肉质鲜嫩的养成期草鱼配合饲料。该技术充分考虑了草鱼的消化生理和营养需要特点，能提供其最快生长发育所需要的营养素，并确保饲料中抗营养因子得到有效处理，不会对鱼类产生副作用，从而保证草鱼处于优秀的健康状况。该技术还充分考虑各种营养素的平衡供给，可使养殖的鱼类肉嫩鲜美，咀嚼度好，具有大湖野生草鱼的口感和风味。同时，该技术不使用抗生素等添加剂，可以确保养殖草鱼的安全环保。
该技术适于池塘主养1龄以上草鱼（草鱼生物量占养殖水体生物量的60%-70%）套养杂食性鲫或鲤（占总生物量的10%-20%）及滤食性鳙和鲢（占总生物量的20%）养殖模式下所用的养成期草鱼配合饲料。
市场预期：因使用该技术生产的饲料饲养草鱼可具有跟野生草鱼相同的鲜美肉质和风味，而且具有高产和食品安全优势，故可为人们提供优质安全的水产品，促进人们身体健康。同时，可帮助有志于打造优质草鱼品牌的企业实现品牌梦想，从而提升草鱼的价格和市场竞争力，预计可实现销售价格提高20%。
成果完成时间：2014年4月
华中农业大学
2021-01-12
功能性醋酸菌/乳酸菌及其发酵调控技术
本项目涉及功能性醋酸菌/乳酸菌及其发酵调控技术，可用于果蔬饮品、酵素、新型调味品的发酵制造。水果、蔬菜等农产品由于其保质期短，运输成本高，较适宜于在原产地或产地附近进行深加工，以延长保质期及产品附加值。发酵类果蔬饮品由于经过微生物处理，在口味、质地以及营养成分等方面均得到了显著改善，其中果蔬类益生菌类发酵饮品，更是得到关注健康的消费人群的青睐。然而目前市场中的发酵果蔬汁类产品，鱼龙混杂，很多产品存在发酵程度不高；高度依赖后调配；微生物混乱及发酵过程控制不科学；食品安全性不能得到保障等问题。
针对这一类型的产品，本项目从发酵菌种、发酵工艺、功能成分分析以及产品标准化等方面系统的进行了研发。
1）丰富的菌种：本课题组拥有近百株背景明确、安全可靠、发酵性能优良 的微生物，形成了完备的酿造用菌种库，包括乳酸菌、醋酸菌、酵母菌、米曲霉等。可以针对不同的发酵原料以及最终产品口感及质构的要求，选择一种益生菌或复合发酵菌种，实现个性化的定制需求。
2）科学工艺：通过科学的发酵工艺及过程控制，实现了乳酸菌等微生物的高密度培养，活菌数可达 100 亿/ml。大幅降低生产成本和周期，混菌发酵可由几个月缩短至 10 天内，乳酸菌发酵缩短至 24 小时内。实现高效的物质转化，总酸可以达到 6%，提高产品品质及生产稳定性。
3）成分分析：建立了完备的发酵产品成分分析技术平台。针对与产品风味、以及肠道调节、增强免疫等健康功能紧密相关的有机酸、短链脂肪酸、多酚、多肽等功能成分进行精确定量分析以及健康功能评价。
4）产品风味: 本课题组研发的果蔬发酵产品口味浓郁、发酵特色明显，无不良异味。避免了发酵后的过度调配及添加剂的使用，即可达到较优的感官要求。符合健康、绿色的现代加工食品的需求。
江南大学
2021-04-13
脱水果蔬加工品质调控技术平台构建及应用
通过纵向资助和产学研横向联合研发的途径，以面广量大的果蔬为例建立了 食品干燥过程调控技术理论体系，构建了食品干燥过程调控技术平台；针对不同 的出口需求，开发了 40 多个创新果蔬干制品，解决了传统食品干燥普遍存在的速化复原难、干燥时间长、能耗大、干燥和贮藏过程中品质不稳定等国际性难题；申报了 28 项中国发明专利，其中 13 项授权，13 项公开；获得了国内外同行专家的肯定，成果鉴定为为国际领先和先进水平。
江南大学
2021-04-11
多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题， 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点，是影响装备性能的关键热物 理问题，对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作，取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有：
一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性：创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律；发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象；揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律；阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征；厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理；揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律，获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。
二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型：建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型，揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系；建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型，阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性，为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法；建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型，为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法；提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型，首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为，揭示了多孔扩散层与流场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规律。
三、多场耦合能质传递强化及调控方法：基于分区耦合强化传热思想，提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法；通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池，显著提升了电池性能；利用石墨 烯表面修饰，实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化；创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控，结合表面修饰和弥 散光导体技术，实现微生物生化转化全过程强化；提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构，强化了质子传输，大幅提升了微生物燃料电池性能。
重庆大学
2021-04-11
仔猪断奶前腹泻抗病基因育种技术的创建及应用
断奶前仔猪腹泻是养猪生产中的常见疾病，给世界养猪业造成了巨大的经济损失，肠毒素大肠杆菌（ETEC）F4ac是引发断奶前仔猪腹泻的最主要致病菌。本项目在国家863、国家科技支撑计划、江西省科技创新重大专项等项目支持下，通过6年多的研发，在国际上首次确定了MUC13为决定断奶前仔猪腹泻易感性的ETEC F4ac受体基因。发现了对ETEC F4ac易感和抗性个体鉴别准确率大于97%的关键突变位点。由此首次在国际上发明了高精准度的、具有完全自主知识产权且广泛适用于杜洛克、长白和大白三个主要商业猪种的断奶前仔猪腹泻抗病育种新技术。本项目在动物遗传育种领域有影响的国际性学术期刊发表本发明技术直接相关的SCI论文10篇，其中1篇为国际专业杂志封面文章。获国家授权发明专利2项。培养博士3人，硕士15人，1篇博士论文获全国优秀百篇博士论文提名奖。
2008年以来，通过国家生猪现代产业技术体系平台，进行了大面积的专利技术推广应用，结合常规育种，系统地在我国20个生猪主产省（市）35家国家级重点种猪场的84个核心育种群（14396个体）中开展了抗F4ac仔猪腹泻病的专门化新品系选育。经过3年的选育改良，使受试种群中的杜洛克、大白、长白易感个体的比例分别下降20%，25.1%和25.4%，显著提高了这些核心育种群的断奶前仔猪腹泻抗性。
本项目实现了我国种猪抗病育种技术的重大自主创新，有力地推动了我国种猪业的行业科技进步和健康可持续发展。
江西农业大学
2021-05-05
新型冠状病毒基因组注释数据库
2020年1月30日，天津大学生物信息中心新型冠状病毒基因组注释数据库上线，并纳入中国国家基因组科学数据中心向全球开放服务。天津大学生物信息中心的高峰教授、罗昊博士采用已研发的ZCURVE_CoV系列软件对包括新型冠状病毒(2019-nCoV)在内的两千余株冠状病毒的基因组进行了基因识别和酶切位点预测，并以数据库(ZCURVE_CoV Database)的形式提供网上服务。
天津大学
2021-04-10
植物株型相关蛋白PROG2及其编码基因与应用
本发明公开了一种植物株系相关蛋白PROG2及其编码基因与应用。本发明所提供的植物株系相关蛋白PROG2为如下a1)或a2)或a3)：a1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；a2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；a3)将a1)或a2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与植物株型相关的蛋白质。实验证明，植物株系相关蛋白PROG2对调控水稻株型和产量具有非常重要的作用，在培育高产水稻新品种中具有广阔前景。
中国农业大学
2021-04-11
O型口蹄疫VP1基因的多价混合DNA疫苗
各种病毒性疫病在世界各地 不断爆发，造成了惨重的损失， 并对人类健康造成了严重威胁。 由于病毒的快速变异，一般的疫 苗会丧失保护作用。
中山大学
2021-04-10