近日，科技部公布了国家重点研发计划“绿色生物制造”（共18个项目）和“生物与信息融合”（共17个项目）两个重点专项年度拟立项项目。
国家重点研发计划“绿色生物制造”重点专项
“绿色生物制造”重点专项年度项目申报指南（节选）
本专项的总体目标是：以“绿色发展”理念为指导，聚焦生物技术在产业提升中的重大需求，以产业化为导向，重点围绕生物催化剂的创制，进行基础研究-技术创新-产业示范的全链条设计；揭示生物制造“芯片”-核心工业酶和工业菌种的设计原理等基本科学问题，构建具有自主知识产权的核心生物催化剂，建立现代生物制造产业的支撑技术与装备体系，打破国外专利壁垒，解决我国生物造产业的核心技术供给问题；实现大宗化工产品和化工聚合材料的万吨级生物制造生产及精细化学品生物合成路线产业化，解决一批关键短板化工产品的供应瓶颈；建立生物制造技术在发酵、化工、制药、纺织、饲料、食品等行业的应用，形成绿色产业园区示范，取得显著的经济和环境效益；建立引领未来的生物制造前沿技术系统，抢占新一代产业制高点，为创造以生物质为基础原材料的新型生物制造产业链和绿色低碳生物经济格局奠定技术基础。
年本专项将在工业酶创制与应用、生物制造工业菌种构建、智能生物制造过程与装备、生物制造原料利用、未来生物制造技术路线及创新产品研发以及绿色生物制造产业体系构建与示范6个任务部署16个研究方向。项目执行期一般为3年，应用示范研究类任务为4年。
任务一、工业酶创制与应用
1.工业多酶催化体系构建与机制研究*
研究内容：针对具有工业应用背景的多酶体系，基于计算生物学和大数据等工具设计多酶合成途径，通过对设计途径开展热力学研究，以及反应动力学模型验证，发展多酶合成体系精准设计技术；通过自然酶分子机器仿生，研究多酶催化反应途径的协同和强化方法，探索多酶体系限域和区域化效应等对多酶催化体系效率的影响机制；研究多酶体系中自然和人工辅因子（辅酶）强化、再生和对多酶体系的调控作用；发展基于人工载体的多酶组装、自组装体系和调控策略；利用多酶催化构建如人工光合作用等重要前沿问题及若干具有重要工业应用价值的多酶合成体系。
2.可规模化应用的新型工业酶固定化技术*
研究内容：针对具有工业应用背景的酶固定化体系，探索适合规模化应用的新型通用性酶特异固定化技术；开发适合规模化制备的、结构表面组成孔径尺寸可控的新型通用性酶固定化载体材料；研究酶固定化载体的化学组成、表界面性质等对酶分子结构、稳定性、催化本征和表观动力学、底物和产物传递过程的影响机制；研究酶催化过程中反应器内的流动和传质等对酶催化过程的影响机制，创新酶催化反应器设计和过程强化理论；利用相关新方法、新技术和新过程，研究若干具有重要工业价值生物化学品或者化学催化难以实现的化学品合成体系，推进在医学诊断上的实际应用。
3.新型化学-酶偶联催化技术创建与应用*
研究内容：围绕若干代表性、具有重要产业意义的药物中间体、农药、精细化学品的规模化制备，利用计算生物学等手段对酶基因数据库进行数据挖掘，设计原子经济性高、反应匹配度好的化学-酶组合合成途径，取代或部分取代目前合成过程中污染严重、过程繁杂、成本高的化学催化步骤；探索相关新酶设计和金属-酶偶联催化新方法；发展酶催化选择性、稳定性及活性在偶联应用条件下（pH、温度、介质等）多目标协同进化策略，提升酶的工业条件适应性；研究偶联催化溶剂体系、反应器设计、反应分离耦合、单元反应集成等新方法和新技术，优化化学-酶偶联催化反应过程相容性、适配性和效率；通过新方法和新技术推动有机醇、有机胺、有机酸、氨基酸、天然产物等的绿色制造转型。
4.新型饲料工业用酶创制*
研究内容：针对饲料与动物产品安全、新型饲料资源开发利用等产业重大需求，开发新型功能性饲料工业用酶。开展基于大数据分析的新型酶高通量快速筛选、全新蛋白质设计与分子改良技术研究，创新饲料工业用酶的高效表达技术，构建具有自主知识产权的稳定高产的新型饲料工业用酶生产菌株，实现饲料中霉菌毒素脱毒、杀菌益生、非常规饲料蛋白资源高效利用相关酶的低成本生产，建立新型饲料工业用酶的绿色发酵工艺、后加工工艺，创建酶制剂的多元复配技术和配套应用技术。突破新型饲料工业酶制剂研发中的主要技术瓶颈，构建高效的新型饲用工业酶研发平台体系，有效提升我国饲用酶制剂工业的可持续发展能力。
任务二、生物制造工业菌种构建
5.医用微生物多糖生物制造产业化示范
研究内容：针对具有重要医学用途的动物源多糖硫酸软骨素、肝素和透明质酸，研究其生物法人工合成新路线和新工艺。选育、重组改造核心生产新菌株，提升微生物发酵合成多糖（前体）的产量；研究微生物多糖（前体）分子量可控合成的机制与方法；研究酶法/化学法进行位点特异性硫酸化、脱硫酸化、异构化、脱乙酰化等糖链修饰方法、糖链修饰酶的高表达与进化改造方法以及衍生多糖分子的结构鉴别方法；探究生物合成多糖产品的生物活性、构效关系和安全性；开发特定分子量分布的微生物多糖（前体）发酵生产、分离提取以及糖链修饰改造的过程强化与系统优化新工艺，完成代表性微生物多糖生产新工艺的产业化示范生产。
任务三、智能生物制造过程与装备
6.工业菌种高通量选育技术及装备*
研究内容：针对从海量潜在菌株中快速、高效选育高性能工业菌株的重要需求，开发高通量自动化菌株选育的微流控培养、筛选技术与系统。研发基于微流控技术的微液滴细胞培养和分选平台，发展超高通量筛选培养技术及装备；研究在线传感技术，实现微型化培养中基于紫外可见、荧光等光学信号的关键过程参数快速检测，提高培养通量和筛选效率；利用光电膜片开发具有pH和DO等实时在线参数检测功能的孔板培养装置小型阵列式平行反应器系统；开发菌种筛选培养的大数据采集和智能分析信息系统，研究工业菌种关键质量参数的实验过程优化和过程质量分析，提高关键质量参数优化效率；将微生物菌种超高通量筛选平台和高通量生物过程工艺开发平台应用于典型工业菌种的选育与工业应用测试，显著缩短菌种研发到工业化应用周期。
7.高附加值生物制品分离关键材料设计、制造及应用*
研究内容：面向疫苗、病毒载体、抗体、蛋白质、多肽等结构复杂、稳定性低的生物制品的高效分离纯化需求，研发具有自主知识产权的分辨率高、载量高、分离速度快、抗失活的新型分离介质，设计并建立高效的配套的分离纯化工艺，实现高纯度、高活性生物制品的快速制备。包括但不限于：针对病毒样颗粒（VLP）疫苗、病毒载体等超大生物分子结构复杂、分离效率低的问题，开发具有超大孔结构和柔性手臂与配基的新型分离介质，研究疫苗等超大分子在固液界面上的结构变化规律和稳定策略，提高介质载量和疫苗在纯化过程中的稳定性与活性收率；研发粒径均一、高分辨率的新型分离介质，简化分离步骤，提高分离纯化效果；研究分离介质制备过程的放大规律，实现规模化制备；系统研究分离介质的稳定性、再生方法、使用寿命、配基脱落、溶出物等，对介质进行系统验证和评价，为分离纯化工艺开发和药品申报提供参考；设计和开发配套的分离工艺，利用所开发的分离介质实现多种生物制品的高效分离和应用示范。
任务四、生物制造原料利用
8.一碳化合物生物转化制备燃料与化学品技术*
研究内容：针对一碳化合物（指包含一氧化碳、二氧化碳、甲烷等一碳气体）来源广泛但生物利用效率低、转化途径匮乏的难题，构建高效一碳气体利用工程菌株，研究关键酶的反应路径设计及作用机制；围绕多种可再生能源开发关键使能技术，建立一碳气体制备可发酵液态底物的化学和生物催化路线，实现工程菌株对一碳气体的高效耦合和集成利用；开发设计一碳气体转化生物反应器及智能控制系统，提高一碳气体生物利用效率和碳原子经济性，实现生物转化一碳气体制备能源化学品的中试到吨级规模的产业化示范，推进生物-化学耦联转化一碳气体高效制备燃料和化学品的低碳、绿色技术路线的建设。
任务五、未来生物制造技术路线及创新产品研发
9.塑料生物解聚关键技术*
研究内容：针对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氨酯（PUR）等塑料品种，挖掘塑料解聚微生物和酶资源，利用重组表达技术构建塑料解聚关键酶元件库，解析塑料解聚酶的催化机制与塑料解聚机制；重构塑料解聚微生物，定向设计和改造解聚酶元件，提高酶对底物的结合能力及稳定性，获得高解聚活性、高稳定性的微生物或酶；开发相关生物解聚整套工艺技术，推进工业应用示范。
10.先进航空燃料生物制造技术*
研究内容：以提升现有航空燃料生物合成路线效率、经济性，创制新型航空燃料高效生物合成路线为目标，开展生物航空燃料的绿色生物制造相关研究。针对油脂类原料，开发高效生物与化学催化剂，研究酶与化学协同的高效反应工艺；针对木质纤维素原料，开展菌株构建与发酵工艺优化研究，大幅提升现有木质纤维素原料到生物航空燃料制备过程中醇类、倍半萜类、油脂等中间体的生物合成效率；同时开展新型航空燃料高效生物及生物-化学合成路线创制研究，突破具有更高能量密度等特征的新型高质量生物航空燃料前体生物合成及定向转化等关键技术；开展各类生物合成中间体到航空燃料的定向转化研究，实现碳链定向调控及高效脱氧；通过各单元技术的有机集成形成高效率的航空燃料合成系统，开展中试示范，针对生物航空燃料产品进行质量评价和应用探索。
任务六、绿色生物制造产业体系构建与示范
11.低廉生物质资源高值化炼制关键技术与产业示范
研究内容：以植物油脂加工脱臭馏分等低廉生物质资源为原料，开展复杂组分的结晶分离、分子蒸馏、柱色谱分离、连续化全自动生产、副产物综合利用、酶分子改造及催化过程强化等关键技术的研究，建立高附加值的大豆甾醇、木质甾醇等具有重要用途的高附加值精细化学品的高效绿色制造新工艺，解决目前实际生产中存在的提取收率低、产品纯度低、生产成本高、污染物排放量大等问题；通过生物催化转化技术向甾醇酯等高端产品实现产业链的延伸。建立规模化工业生产示范装置，并研究制定相应产品标准、技术规范和技术指南。
12.药用多肽绿色生物制造技术与产业示范
研究内容：针对多肽药物这一医药前瞻领域存在的合成难度高、产率低、成本高、污染重等问题，构建具有自主知识产权的高效、适配不同药用多肽的系列生物表达体系特别是可溶表达体系；发展药用多肽高效分离、纯化（复性）技术；开发若干针对心血管疾病、糖尿病、退化性疾病、生长缺陷、感染、肿瘤等重大或者常见疾病的药用多肽的工业化绿色生产工艺；开发相关脂肪酸化修饰、糖基化修饰等技术，提高药用多肽的药动学性质。
13.生物基增塑剂绿色制造关键技术与产业示范
研究内容：针对血液透析领域医用材料（导管、泵管、血袋）对安全无毒增塑剂重大需求，基于可再生的生物基原料，设计开发新型医用级的生物基增塑剂产品，替代传统邻苯类增塑剂。重点针对可再生的新戊基多元醇和脂肪酸原料，筛选特异性强、稳定性高的酯化专用酶，开发绿色催化技术和酶反应器，完成1-2种新产品的基于生物/化学协同的的绿色制造工艺。开展新型生物基增塑剂的力学、化学、生物安全性能评价和复配评价，系统解决血液导管、泵管、血袋等3-4类医用材料的等主要工艺制造和应用环节的要求使用需求。
14.纺织生物技术及产业示范
研究内容：针对我国纺织行业能耗高、污染严重等问题，开展高效纺织生物技术研发及示范推广。开发应用性能优良、成本合理、适用于纺织工业环境的染整加工及后整理用酶，利用生物纺织酶分子改造、发酵与分离工艺优化、固定化等技术，提高催化效率与稳定性，降低生物纺织酶生产与应用成本；建立生物纺织酶组装与复配技术，开发稳定高效的生物纺织酶复配工艺，提高多酶协同作用效率与适配性，构建适应我国原材料特性的复合酶制剂；研究生物纺织酶在替代传统棉染整前处理、麻脱胶和羊毛防缩整理等高污染工艺过程中的作用效果、动力学过程、应用特性等，优化生物纺织酶处理工艺，实现技术集成优化，形成有效的纺织生物技术应用新工艺，建立全酶法天然纤维织物染整前处理或后整理等纺织生物技术产业化示范。
15.生物造纸技术及产业示范
研究内容：针对造纸行业高污染、高排放等问题，开展高效生物法造纸技术研发及示范推广。围绕当前酶制剂产品难以满足造纸工业高温高碱等要求的现状，通过酶分子改造等技术等，获得性能和酶系符合造纸工艺要求的新型高效酶品种。研究影响酶生产过程中的关键工艺因素和过程调控，确定最佳产酶过程控制工艺，通过发酵与分离工艺优化等技术、降低生物造纸用酶的生产与应用成本。针对造纸原料、工艺及环境复杂性，优化获得最优复合酶组合制备高效复合酶制剂，进一步优化获得最优酶应用工艺，实现造纸工业的绿色低成本生产。研究生物造纸副产物木质素工程化制备功能分散、抗紫外材料关键技术与工艺，推进造纸原料全组分利用和减排。
16.基于生物制造的绿色生物医药工业园区示范
研究内容：围绕生物技术在医药、化工等领域的广泛应用，以及未来生物产业新模式，推进基于生物制造的绿色医药工业园区示范。开展园区全景研究及数据平台建设，分析研究园区重点行业、主要产品生产过程和技术，研究生物制造过程中标准通用模块、关键技术和工艺，重构产品生物制造新技术路线，形成园区生物制造产业链。研究生物制造过程的全生命周期评价与绿色化量化评价体系，建立园区生态评价体系，实现园区资源整合、废物套用和资源化利用。实现园区产业数字化转型，打造安全、环保、循环的绿色智慧医药产业园区，实现绿色生物制造产业示范。开展不同国家生物制造产品的市场准入政策、途径、监管、跟踪等研究，探索构建生物制造产品市场准入安全评价的新技术和新模式，支撑建立生物制造产品的市场准入通道和监管体系。
国家重点研发计划“生物与信息融合”重点专项
“生物与信息融合”重点专项年度项目申报指南（节选）
本重点专项总体目标是：聚焦未来生命科学、医药健康产业和经济社会发展等重大需求，通过加强生物技术与信息技术跨界融合研究，兼顾科学创新和技术图谱，引领新经济模式发展。突破信息大数据、生物大数据的获取、管理、分析、挖掘、调控和知识发现等底层支撑技术，提升数据整合与转化利用能力；构建DNA存储、类脑智能与人机交互、生物知识图谱、可编程细胞智能、智慧医疗等交叉融合技术，推进大数据驱动的生命科学知识发现及转化应用；催生一批面向生命健康的颠覆性新技术，形成一批新工具、新技术、新标准与新产品，解决医疗大数据、医疗人工智能原创性理论基础薄弱、重大产品和系统缺失等难点问题。
年度指南部署坚持“优化学科布局和研发布局，推进学科交叉融合，完善共性基础技术供给体系”的要求，围绕基于DNA原理的信息存储系统开发、面向生命—非生命融合的智能生物系统构建与开发、BT与IT融合技术的健康医学场景应用示范等3个任务，按照基础前沿技术、共性关键技术、示范应用，拟启动16个方向，拟安排国拨经费概算6.7亿元。其中，围绕DNA信息存储等技术方向，拟部署5个青年科学家项目，每个项目万元，拟安排国拨经费概算0.25亿元。每个项目拟支持数为1~2项，实施周期不超过3年。
1.基于DNA原理的信息存储系统开发
1.1DNA分子信息存储的高加密性编码与信息安全体系研究（青年科学家项目）
研究内容：针对大数据时代海量数据高效存储需求，开发基于DNA存储技术特征的高加密性存储编码方法，建立基于数据可靠有效恢复的DNA存储特有的新型信息安全体系。开发DNA存储个性化编码，实现信源信道联合编码；研究DNA存储错误特征，开发DNA存储专用纠错编码体系；研究多类型DNA存储介质选择及长效远距离传输等的数据安全相关理论与方法；挖掘DNA存储的生化特性，开发依靠数学方法的DNA存储的数据加密关键技术、防恶意复制的生物方法关键技术、防篡改的类区块链方法关键技术。
1.2基于多类型生物分子的新一代超高密度信息存储技术研发（青年科学家项目、基础研究类）
研究内容：研究基于多类型生物分子的新型DNA信息存储技术，实现对现有DNA分子编码效率极限的突破；研究包括但不限于镜像核酸（L-DNA）、D型非天然核酸或带有修饰基团的天然核酸等的信息写入/读取成套技术；研究新型DNA存储的编解码算法与系统设计新方法；研究非天然碱基在DNA存储应用中的错误特性并开展相应纠错方法研究；开发制备适合镜像核酸和D型非天然核酸的扩增酶，实现信息的无损复制与扩增；开发非天然核酸的高效生物、化学合成方法及适配高通量测序技术。
1.3基于大规模可寻址可控催化原理的DNA合成新技术研发（青年科学家项目、基础研究类）
研究内容：针对高通量DNA合成的需求，设计独立寻址、可控的微电极阵列，开发亚微米尺度的DNA可控合成单元，通过集成电路设计理念实现超大规模反应矩阵；研究光化学电极、酶化学电极或热电极的制备，通过光触、电触、热触酶化学或化学反应控制DNA实时合成过程；结合快速微流体等控制技术，实现局部可控的间歇合成方式，将碱基或者短链碱基片段逐个加入到DNA链中，实现高通量的“数据写入”过程。
1.4基于晶体管场效应的单分子测序关键技术研发（青年科学家项目）
研究内容：针对DNA数据存储所需的高速“读出”的需求，依靠半导体先进制程的发展缩小晶体管等微纳器件的物理尺寸，赋能高灵敏单分子传感和基因测序的新机遇，开发基于可规模化制造的晶体管或晶体管纳米孔的新一代超高通量单分子测序技术。研究固态晶体管或晶体管纳米孔用于液相单分子基因测序的器件原理和工作机制，开发预测单分子测序性能的数值模型；攻克CMOS工艺兼容的测序芯片的单元架构、关键制造工艺、测试系统等核心技术难题，实现原型器件；开发适配高速、并行化测试数据的智能算法和分析技术。
2.面向生命—非生命融合的智能生物系统构建与开发
2.1蛋白质结构折叠的精准预测与设计应用（青年科学家项目、基础研究类）
研究内容：利用蛋白质氨基酸序列、结构性质、主侧链、相互作用、功能等多种大数据信息，运用生物物理及人工智能原理开发有效的深度学习解析算法，重点解决非同源蛋白质、未知功能新蛋白、膜蛋白等的结构精准预测问题。研究蛋白质序列、结构与功能的内在关系，建立蛋白结构精准预测技术体系，并取得大规模测试。利用典型的生物表达体系，结合高分辨率结构生物学技术，与合成生物学、分子生物学方法等测试蛋白质结构，揭示蛋白功能。
2.2原子尺度生物系统基础元件的人工智能理性设计技术（青年科学家项目、基础研究类）
研究内容：围绕原子尺度精度上设计和制备的复杂生物系统的基础模块解析、理性设计、组合优化与制备所面临的瓶颈性、基础性问题，发现并结合自然界中基于进化的针对复杂蛋白元件以及原子精度的类酶人工生命体等生物系统底层逻辑的理性设计的研究和认知，完善基于代谢通路的发现、组合和迁移的数据库、知识库体系，发现大数据基础上的通路以及基础元件设计原则、公理体系并实现设计工具的智能迭代和优化；研究建立高效、灵活、理性的基于进化选择、大数据和知识融合、面向人工合成生物系统智能构建的高性能计算分析技术体系，建立有机和有机—无机复合生命元件的创造、设计和优化的理论基础，研究大数据和知识指导下的基本元件系统自我进化的模型与算法，开发基于第一性原理的新型统计模型和基于小样本稀疏监督下的“设计—构建—测试—学习”闭环系统，实现自动化的分子生成与化合物逆向合成，研究建立涵盖智能设计、智能控制和智能风险评估三个方面理论和技术的人工生物系统构建的基础性支撑平台。
2.3自动化细胞设计流水线开发及应用（青年科学家项目、基础研究类）
研究内容：利用自动化软件设计、深度学习算法和高通量测试平台，全面提高生物设计过程的速度与精度，开辟以智能工程细胞为基础的高效率、低污染的材料和医药产业。在基础研究方面，研究细胞调控线路计算设计原理、细胞调控线路的稳定性和鲁棒性、细胞调控线路的跨物种适配原则、合成多细胞系统的动态自组织理论，形成可定量预测的人工细胞调控线路的设计算法理论体系。在关键技术方面，开发高时空精确度、微型高通量的细胞测量与操作平台，开发用于大规模细胞调控线路装配的自动化工程细胞改造平台，并开发实验设计、数据收集和管理的机器学习工具，形成全整合的软件平台。在产业辐射方面，开发数字模拟系统，将细胞计算功能与产业应用需求对接。
2.4高精度非侵入神经电生理编解码计算芯片体系
研究内容：针对现有国产非侵入式神经电生理信号采集计算系统研发使用设备需大量依赖进口，及现有神经电生理信号计算、处理系统性能不足、功耗大、集成度低等重大现实问题，构建完全自主国产高精度非侵入神经电生理解码计算芯片体系。研究低功耗仪表放大器设计技术、高精度模数转换器技术，开发高精度神经电生理信号采集放大模拟芯片，获取极微弱信号；研究信号处理加速模块，实现芯片级信号时\频\空\非线性等特征设计解析，支持SVM\LDA\DNN等分类模型加速器，形成非侵入神经电生理信号编解码计算芯片；研究芯片级精识别、快通讯、高指令等范式，形成高效基础算法库和接口标准；开发信号采集、计算系统原型。
2.5新一代高相容性生物植入电极设计与应用（青年科学家项目）
研究内容：针对各类全侵入型、半侵入型等生物植入电极传感材料与生物组织界面的生物相容性和检测灵敏度问题，通过原子工程设计开发人工酶改性的生物植入电极。通过人工智能技术研究人工酶结构与活性的关系，设计开发新的原子精度人工酶，对植入电极进行表面改性，提高植入电极与生物组织接触界面的生物相容性，提高生物植入电极的灵敏度与精确度。开展改性后植入电极多通道信号采集与分析研究，促进其临床应用。
2.6组织工程类脑智能复合体设计与开发（青年科学家项目）
研究内容：建立诱导性多能干细胞增殖分化体系，2D实现干细胞的定向分化和神经元突起的精确定位，3D构建具有神经生物学功能的脑类器官；研发模拟脑组织弹性模量的柔性电极，与人工脑组织构建神经—电子复合体，并开发适用于生物类脑信息分析的神经形态器件与芯片；建立体外训练调控体系，实现神经—电子复合体的双向交互，在信息和实体层面构建可植入的神经—电子智能复合体。将这种复合体植入体内，在结构上形成植入物靶向神经环路的定向、定点、可控地整合，在功能上实现本体神经—植入神经—神经电极信号传导回路的建立。研究其长期植入的可能性、生物相容性以及神经信号空间与时间分辨能力。通过对植入物的构建、植入方式的优化、植入后的控制和数据分析算法等一系列关键技术的突破，最终实现生物胞体介导的新一代生命体—非生命体混合智能体的融合和交互。
3.BT与IT融合技术的健康医学场景应用示范
3.1数字化细胞参照系研究、建设与示范应用（青年科学家项目）
研究内容：利用结构复杂、关系多维、蕴含丰富功能规律的多组学大数据,发展各类数据深度解析与关联分析算法，研究人体各系统、器官、组织及各主要发育阶段和重要疾病状态下各类细胞的内在规律、相互关系、稳态失衡和命运决定，发展能适应细胞多重结构解析，空间、时间和多种内在功能关系表征的信息表示体系，建立包含细胞分类的基因组学、表观基因组学、转录组学和重要细胞表型信息的人体细胞全息图谱，建立具有更完备信息框架、包含更全面信息的人类细胞体系全信息基础参照系，实现对人体复杂系统全方位的细胞分子特性观测，发现人体几十万亿个细胞具有复杂多样的多重分子特征、稳态维持和动态规律，并开展医学示范应用。
3.2数字化人体表型建模与呈现技术（青年科学家项目）
研究内容：研究分子、细胞、功能和影像等多尺度人体表型信息的可视化技术；针对多尺度人体表型信息，通过信息采集、存储、处理、共享、分析等多个环节，制定功能互联、格式规范、操作便捷的人体表型信息数据库，并与指南3.4中的大型队列间联合研究大数据云平台联动共享；通过对表型数据的系统挖掘，建立表型间的跨尺度关联模型；开展体现分子、细胞、功能、影像等表型变量间关系的动态建模，并建立相应的人体表型数字化呈现系统；在健康医疗领域开展相关系统的验证，辅助临床教学与诊疗等实际应用。
3.3融合形态特征和组学信息的智慧病理辅助诊断技术体系
研究内容：以常见恶性肿瘤和重大传染病等重大疾病为主要研究对象，应用BT与IT融合的最新技术产品，建立或基于已有的多尺度生物样本资源平台，形成包含包括电子病历等规范化、结构化临床诊疗信息、影像特征、病理形态特征和多组织学特征的医疗大数据；基于新型人工智能技术，深入挖掘影像特征、病理改变、组学信息和临床信息间的准确关联；研发病理与影像、组学、临床信息的交叉和融合技术；建立以病理变化、影像特征和组学信息为基础的人工智能辅助智慧病理整合诊断技术体系。
3.4大型队列间联合研究大数据云平台支撑系统研发
研究内容：依托现有、正在建设大型人群队列，应用最新BT与IT融合新技术，支持不同队列间科研、临床等数据的快速精准获取、质控、共享、数据融合、联合研究等科研活动。针对人群队列数据的专业性、安全性和可共享性，研究不同人群队列之间的通用数据治理、使用及共享的术语和定义、体系框架等基础标准；研究促进队列数据共享的技术和机制、跨队列安全分析技术、共享过程去中心化监管及可溯源技术；研发不同队列数据之间从质控、采集、传输、存储、处理、交换、分享、发布、销毁等环节的共性信息技术；研制并部署涵盖全流程的不同队列间数据交汇分享管理平台。
3.5生物数据深度挖掘与知识融合的智能系统研发与示范应用
研究内容：面向高性能计算环境，构建融合大规模生命组学数据分析系统与工作流的类脑计算环境；研究基于边缘计算、联邦计算和分布式计算的知识访问控制模型，研究具备隐私保护能力的知识存储证明方法，研究实现基于前沿IT技术的新一代的知识共享和价值体现模式；研究建立群智协同下的基于规则、统计、深度学习的多源知识图谱构建和标准融合方法、前沿的知识图谱联邦更新机制和多尺度生物知识图谱构建及可视化交互方法；以前沿知识图谱推理和知识融合技术为基础，研究建立精准医学知识图谱推理技术体系，将语义网、图嵌入等前沿知识图谱推理技术应用到智能决策系统当中，面向健康医学场景应用，开发临床应用的智能诊疗和临床决策支持系统。
3.6基于跨尺度多模态生物医学大数据的肿瘤智能诊疗共性关键技术研究
研究内容：针对恶性肿瘤生物医学大数据的高维度、跨尺度和多模态特点，研究生物医学大数据的存储方案、共享体系、融合计算、隐私保护和安全监管技术，发展面向生命组学、影像组学、临床表型组学等的大数据汇聚分析的药物靶点和疾病新型标志物发现的“干”“湿”结合的新方法和疾病风险预测新技术；研究整合医学典籍、电子病历等多来源多层次医学知识的智能诊疗知识融合方法，研发构建智能诊疗算法库、通用软件框架及在线分析共享平台。研发以临床需求为导向的面向高维度、跨尺度和多模态临床大数据的集成分析引擎和软件工具，建立面向临床的科研大数据支持系统和操作环境；建立基于生物医学多组学大数据的面向疾病风险预测、疾病诊断、精准治疗、药靶和疾病生物标志物发现、预后监控的智能化诊疗支持系统；推广并验证系统的临床适用性。
资讯解读
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