根据科技部等官方机构网站信息，2021年国家重点研发计划重点专项已陆续启动。
据不完全统计，截至目前2021年国家重点研发计划重点专项已启动10个项目，其中引力波探测、发育编程及其代谢调节、合成生物学、综合交通运输与智能交通、制造基础技术与关键部件、网络协同制造和智能工厂、主要经济作物优质高产与产业提质增效科技创新、政府间国际科技创新合作、科技冬奥等9个项目处于征求意见阶段，主动健康和老龄化科技应对项目已经发布申报指南。
2021年国家重点研发计划已启动项目一览
（截至9月29日）
序号
项目名称
申报状态
任务、研究方向或项目
1
引力波探测
征求意见
优先支持20个研究方向：1.空间引力波探测；2.原初引力波探测；3.脉冲星测时阵列引力波探测。
2
发育编程及其代谢调节
3
合成生物学
优先支持25个研究方向：1.人工基因组合成与高版本底盘细胞构建；2.人工元器件与基因回路；3.特定功能的合成生物系统；4.部市联动项目；5.青年科学家项目。
4
综合交通运输与智能交通
共部署15个重点研究任务：1．交通基础设施智能化；2．载运工具智能协同；3.交通运行监管与协调；4.综合运输安全风险防控与应急救援。
5
制造基础技术与关键部件
1.基础前沿；2.共性关键；3.示范应用。
6
网络协同制造和智能工厂
1.基础支撑技术；2.工业软件技术。
7
主要经济作物优质高产与产业提质增效科技创新
拟发布3个应用示范类定向任务方向，每个项目下设课题数不超过5个。1.杂交构树扶贫产业关键技术集成研究与应用示范；2.林下中药材优质生产关键技术与科技扶贫模式示范；3.西藏青稞和饲草产业提质增效关键技术研究与示范。
8
主动健康和老龄化科技应对
指南发布
支持项目3项：1.运动促进健康精准监测关键技术和专用芯片的研发；2.老年前列腺增生的防控技术研究；3.老年与残疾人友好型智能人居环境集成研究与应用示范。
9
政府间国际科技创新合作
第一批项目将设立29个指南方向，支持项目任务数266项左右。
10
科技冬奥
1、冬奥会科学办赛关键技术；2.冬季项目运动训练与比赛关键技术；3.公共安全保障关键技术。
附件：
科技部基础研究司
2020年9月29日
“合成生物学”重点专项2021年度项目申报指南
（征求意见稿）
合成生物学以工程化设计理念，对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成。“合成生物学”重点专项总体目标是针对人工合成生物创建的重大科学问题，围绕物质转化、生态环境保护、医疗水平提高、农业增产等重大需求，突破合成生物学的基本科学问题，构建几个实用性的重大人工生物体系，创新合成生物前沿技术，为促进生物产业创新发展与经济绿色增长等做出重大科技支撑。
2021年本专项将围绕基因组人工合成与高版本底盘细胞、人工元器件与基因线路、人工细胞合成代谢与复杂生物系统等3个任务部署项目。
根据专项实施方案和“十三五”期间有关部署，2021年优先支持25个研究方向，其中包括4个部市联动任务、10个青年科学家项目。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持（青年科学家项目除外）。国拨经费总概算3.5亿元（其中青年科学家项目国拨总经费不超过5000万元）。
申报单位针对重要支持方向，面向解决重大科学问题和突破关键技术进行一体化设计，组织申报项目。鼓励围绕一个重大科学问题或重要应用目标，从基础研究到应用研究全链条组织项目。鼓励依托国家实验室、国家重点实验室等重要科研基地组织项目。
项目执行期一般为5年。为保证研究队伍有效合作、提高效率，项目下设课题数原则上不超过4个，每个项目所含单位数原则上不超过6个。青年科学家项目根据指南要求组织申报。部市联动任务分两类：一类是由深圳市科技创新委员会推荐，深圳市有关单位作为项目牵头单位进行申报（标#的方向）；另一类可由所有渠道组织推荐，申报项目中至少有一个课题由深圳市有关单位作为课题牵头单位。
1.1真核生物人工染色体的设计建造与功能研究
研究内容：研究天然核苷酸、脱氧核酸等类似物设计原则与合成原理，设计合成核酸类似物，阐明非天然核酸参与生命过程的基本规律。开展人工镜像的DNA/RNA体外复制与转录研究。构建含有不同点击化学结构单元的生物体元件（如单糖、DNA/RNA、氨基酸等），利用体内生物正交反应，对宿主体内的合成生物体侵入体进行无损的可视化、无损标记，从而最大限度地保存生物侵入体的侵染能力，并在疾病动物模型中验证其功能的适用性。
考核指标：获得非天然碱基达到10种以上，其中3-4种与重要靶标分子特异性作用的镜像适配体活性分子；构建2-5种含有点击化学生物元件的新型人工生物学体系，并验证其体内功能。
研究内容：针对环境保护和生物修复过程中-底物、产物、代谢物和环境因子对细胞产生影响，造成细胞活性低、生长抑制的问题，选取有重要应用价值或理论意义的特殊微生物（如假单胞菌、弧菌等）为研究对象，研究细胞-化合物-环境之间相互作用，寻找特定功能元件（如功能性DNA修饰元件、全局调控元件、伴侣蛋白元器件等）；开发目标底盘微生物的高效遗传操作系统；整合特定功能元件，构建具备环境适应性强、基因编辑高效稳定的特殊微生物底盘细胞。
考核指标：获得100个以上稳定通用的特定生物功能元件模块（如DNA功能修饰元件、全局调控元件、伴侣蛋白元器件等发挥耐热、耐酸、耐碱、耐压、抗病毒），并可以用于其他体系移植，重现功能；建立2-3套适用于特殊底盘细胞的遗传操作系统；构建5种以上的特殊底盘细胞。
研究内容：研究微藻底盘细胞设计、开发通用技术和工具，实现微藻基因组的高效无痕编辑、大片段删减和功能模块的稳定表达，设计和构建无痕工业化生产微藻技术体系；进行微藻碳代谢和调控网络的定量动态分析,研究微藻细胞代谢和生理功能模块，再设计、组装和适配高效的生物合成与调控功能模块；研究微藻底盘细胞的逆境适应机理，提升其适应力；开展合成微藻的工程化示范。
考核指标：针对具备工程化应用潜力的原核和真核微藻，建立高效遗传操作与基因组编辑技术和平台，构建2种以上基因组简化、具有多重可调控基因回路、可编程控制产物积累的新型微藻底盘细胞；完成1-2种重要微藻碳代谢和调控网络的定量动态分析，阐明微藻细胞内碳流和能量流的分配模式和调控机制，实现1-3个微藻代谢和生理功能模块的鉴定、重构，开发3-5种重要能源化工产品和高值天然产物的生物合成与调控模块，设计与构建微藻中心代谢与产物合成的新的连接途径，突破天然生物合成的调控和效能限制，实现微藻生物质和目标产品的高效固碳合成；鉴定、设计8-10种可移植型微藻抗逆功能元件，获得可在大规模培养条件下应用的微藻底盘细胞和细胞工厂，其中包括1-3种无痕工业化微藻细胞工厂，实现合成微藻制造的工程化示范。
2.1人工免疫系统的设计合成与技术应用
考核指标：阐明各纳米载体在纳米人工杂合生物系统构建过程中的分子机理，建立纳米人工杂合生物系统构建原则。获得30种以上针对不同基因元件的靶向可示踪纳米基因载体工具箱，评估其特异性、有效性和安全性，并建立不同纳米基因载体应用的标准化模型；针对5-10种类型的合成生物学调控模块/基因元件，构建具有临床应用转化潜力的纳米基因载体；构建基于零维/一维纳米金/量子点、二维黑磷/纳米带、聚集诱导发光材料和白蛋白、细胞膜等生物仿生材料的靶向性可示踪纳米载体工具箱各2-5种；构建≥3种的具有高生物相容性（具有良好分散性、生物降解性、及低细胞毒性等）的新型纳米载体。应用优化后的可示踪纳米载体，完成2-3种工程化稳定菌株、病毒株和细胞株的构建，完成1-2种针对动物荷瘤模型的逻辑调控回路导入，实现动物模型中的肿瘤分类、早期诊断和治疗。
研究内容：针对心血管、代谢性和恶性肿瘤等重大疾病的早期诊断和病程监护，开展医学生物传感研究，揭示疾病标志物分子识别与信号传递机制。采用合成生物学方法，研究生物分子识别元件的化学计量学及信号模块空间取向与密度的精细调节，研究识别元件偶联与自组装机制，解决分子识别与生物传感的特异性、灵敏性等问题。设计疾病标志物多靶标的分子识别、级联信号放大和信号输出的生物传感系统，组装、优化分子元件，拓展生物大分子的分子识别和信号传导能力，构建不同维度的生物纳米模块并实现多种生物标识物识别的功能性载荷，建立快速、灵敏、多靶标、无损、微创或体内的检测技术或诊疗技术，开发血糖生物传感-胰岛素补给监控系统、血管斑块探测与清除分子系统、肿瘤组织/细胞探测与清除分子系统等疾病诊断与监护的合成生物传感系统。
考核指标：揭示分子识别与生物传感的特异性、灵敏性的分子机制，设计合成和制备10种以上基于蛋白质或者核酸的生物传感元件，检测信号级联放大、灵敏度和响应速度明显优于现有方法，形成2-3种便携式生物传感检测仪，用于糖尿病，心脏病等重大疾病的诊断、监护或预后，主要性能指标优于现有方法，且能用于重症床边监护、社区医院和患者家庭护理。
研究内容：针对垃圾渗透液的极端环境，设计高效的有机物外排蛋白泵，构建耐受高浓度污染物的人工细胞体系；针对垃圾渗液中高浓度、难降解的持久性有毒污染物，如卤代芳烃、抗生素以及新型的持久性有机污染物等，理性构建具有高效降解性和抗逆性的人工合成微生物组；解析人工合成微生物组关键元件与污染物降解过程的耦合机制；结合先进材料设计，形成可循环使用的“抗逆-降解”复合垃圾渗滤液修复系统。
考核指标：针对垃圾渗滤液中的高浓度难降解有机污染物，获得100个以上有机物高效外排蛋白，构建5个以上基于恶臭假单胞菌、嗜盐单胞菌、需钠弧菌等底盘的耐受人工细胞体系；针对高浓度、难降解的持久性有毒污染物，获得500个以上感知、趋化、降解元件，构建5个以上具有卤代芳烃（如氯代联苯、溴代萘等）、抗生素以及新型的持久性有机污染物等分解代谢通路的微生物组；利用非靶向等技术分析污染物降解关键中间产物，解析其与人工合成微生物组关键元件的耦合机制；筛选10种以上新型材料构建材料-微生物复合体系，实现难降解有毒污染物的富集定向及强化降解。实现1-2项垃圾渗滤液修复技术应用性示范。
研究内容：阐明底盘生物对典型环境内分泌干扰物的识别、信号传递和响应等基因网络调控机制及关键分子，设计合成环境内分泌干扰物的感知元件、高效传感通路，构建高灵敏生物传感系统。通过定向进化提高底盘生物对典型内分泌干扰物如致肥胖物响应的耐受性、感知灵敏度与特异性。设计与优化与合成生物传感元器件相适应的实际样品提取、净化、浓缩和转溶等环境样品前处理技术，结合非靶向质谱技术和多靶点筛查技术，开发高通量细胞自动化仪器，研究环境中内分泌干扰物的多靶点生物协同效应，应用于不同实际环境介质如土壤、水体、大气及食品中痕量内分泌干扰物的感知、识别与检测。
考核指标：针对环境中存在的新型内分泌干扰物，阐明8-10种物质感知元件、响应通路、构建6-8种污染物识别、传感的人工感知生物元器件，组装5-6种污染物高灵敏感知合成生物系统，构建基于合成生物学和不同信号输岀的微污染物效应检测设备2-3台，用于实际环境样品中10个以上的内分泌干扰物的高灵敏检测与效应分析，鉴定出10-15种具有重要影响的内分泌干扰物。
3.1组合生物合成构建新骨架人工产物
研究内容：针对重要应用目标，研究生物合成基因簇、模块、途径与化合物骨架的联系，建立基因元件与化合物骨架的映射关系；研究不同骨架的基因元件的重组，包括单基因序列置换，多基因的组合表达，基因簇的组合拼接等，对合成新骨架的效应；通过基因元件的合理组合，借助体外、异源表达等方式，定向合成新骨架人工产物；建立基因元件与化合物骨架的数据库，借助人工智能等信息化手段，实现骨架的合成基因查找及智能设计新骨架合成方案。
考核指标：通过组合生物合成，构建50种以上基于人工骨架的新产物并检测其功能，阐明新骨架的生物合成机理。建立基因元件与化合物骨架的映射关系，并形成数据库及软件，实现新骨架的智能设计。
研究内容：针对工业特殊酵母如克鲁维酵母、毕赤酵母、耶氏酵母等，重构酵母染色体；设计合成人工染色体，重构特殊酵母底盘细胞的代谢与调控网络；设计合成通用接口和人工调控元件，实现基因功能模块的即插即用和精密调控；构建可用于重大市场价值的化学品、酶、疫苗等产品制备的高版本底盘细胞并开展规模化工业应用研究。
考核指标：建立特殊酵母染色体重构技术2-3套；设计合成特殊酵母人工染色体2-3条；实现蛋白分泌、氧化还原、能量代谢等途径的重构；在染色体上建立通用型升级接口5套，实现各类功能模块的即插即用；获得染色体重构的特殊酵母高版本底盘细胞3个以上，实现5种以上外源蛋白的高效表达，表达水平达到12g/L以上，实现功能糖、糖醇、油脂等2-3种产品的万吨级规模化制备能力。
4.1生物斑图形成原理的合成生物学探索
研究内容：针对生物体形态发生、器官发育以及再生医学中生物时空结构（生物斑图）形成的关键理论问题，研究生物斑图形成的一般规律，建立细胞自组织的设计原则。针对模式微生物底盘细胞，发掘和研究产生细胞自组织的新型功能元件和调控路径；发展定量刻画不同环境中细胞微观时空行为的新技术和新平台；研究生长、运动、代谢互作等细胞行为与群体宏观时空分布的内在联系，发展生物斑图形成与细胞自组织的创新解析理论；设计合成新型基因模块和线路，构建自发形成生物斑图的合成多细胞系统，研究人工生物斑图的定量调控机制。
考核指标：在模式微生物底盘细胞中，挖掘调控细胞群体分离、聚集和基因差异表达等自组织行为的功能元件5-10种和调控路径3-5条；开发2-3个定量刻画细胞微观行为的新技术和平台；建立5-10种细胞自组织和生物斑图形成的自驱动粒子和复杂流体等数理模型和预测理论；设计和构建3-5种能够自发形成包含周期性条纹、斑点、螺旋等典型生物斑图的合成多细胞系统；组装至少3种调控生物斑图尺寸、波长和周期性等特征的人工基因线路。
研究内容：在能量代谢端，利用天然生物元器件、生物合成材料、多肽自组装纳米材料或无机材料，在大肠杆菌和酿酒酵母等模式生物中开发光能捕获新技术；在物质代谢端，针对CO2搭建人工生物固碳模块；重塑中枢代谢模式，开发适配于固碳模块的高效细胞底盘；研究异源元件、材料对生命系统的兼容与能量传导；实现能量模块与固碳模块的对接适配；开发人工合成光能自养微生物中CO2到糖、醇、油脂等的生物合成技术；监测分析合成过程中蛋白质组学的差异性变化。
考核指标：发现、表征和优化不少于10种光能捕获的生物元件、生物合成材料、多肽自组装纳米材料或无机材料，构建不少于3种材料与细胞兼容的能量传递界面模式，设计构建5个以上CO2固定的关键元件，合成5条以上的化学蛋白质组学检测探针；创建5个以上非天然光能自养微生物，实现CO2制备高碳醇、生物多糖、高附加值脂肪酸（DHA、EPA）等产品；合成5条以上化学蛋白质组学检测探针，定量研究人工合成光能自养生命过程中蛋白组学动态变化。
研究内容：针对新型冠状病毒等重大传染性病原微生物，利用合成生物学技术设计构建病毒特异性感知和复合标记体系及假病毒体系，可视化展现病毒等与宿主的相互作用，揭示病毒等侵染过程中的关键分子事件的动态过程及机制。
考核指标：合成与优化3-5种病毒核酸、蛋白的特异性感知和标记的元件和模块，构建多组分复合标记的通用平台。建立病原的原位、实时、动态、单颗粒、高分辨可视化分析技术，解析1-2种新冠病毒等重要病原的细胞侵染机制。
研究内容：针对甲醇或甲酸等一碳分子，从零构建具有甲基代谢能力的酿酒酵母底盘细胞；改造或重塑中枢代谢通路，实现甲基利用途径的优化适配；完成甲醇或甲酸等到高能量密度化合物自由脂肪酸（C8-C18等）的生物合成与能量存储。
考核指标：发现、表征和优化不少于6个甲基代谢的分子元件；设计构建至少4种以上异源的甲基代谢途径；创建3种以上基于酿酒酵母利用甲醇或者甲酸的高效人工底盘细胞；实现甲醇等制备高能量密度、高碳长生物燃料自由脂肪酸，目标产品产量达到10g/L以上。
5.1非天然人工噬菌体的设计合成
研究内容：构建人工噬菌体高效制剂，实现其在水产、畜牧、养殖、临床等的应用，并针对人工噬菌体应用在环境以及人体健康方面，建立对人工噬菌体制剂的生物安全、噬菌体制剂效价进行评估的标准体系。
研究内容：针对鲍曼不动杆菌、结核杆菌等胞内病原细菌与多重耐药菌，研究（创建或集成）并发展集成可感知、靶向识别和消杀元件精准释放的人工基因回路的消杀技术（含噬菌体与抗菌肽）。
研究目标：针对结核菌，形成1-2种可应用于临床前期研究的制剂，实现模式动物体内耐药结核菌荷菌量下降10倍以上。针对鲍曼不动杆菌及其他胞内感染的多重耐药菌，设计3-5种精准消杀基因回路，部分完成临床前研究。
研究内容：针对耐药真菌（特别如隐球菌），研究并构建基于基因线路的消杀技术、检测技术和药物筛选技术。
研究目标：设计3-5种可用于真菌耐药性筛查和消杀的基因回路，构建2-3种人工设计药物筛选体系，获得2-4种针对耐药真菌感染的先导化合物和特异抗菌肽。
研究内容：构建人工细胞或者半人工细胞系统，以二氧化碳为原料开展二氧化碳生物转化。在研究人工细胞或者半人工细胞在二氧化碳固定和同化效率基础上，完善多种末端化合物合成途径设计，实现这类化合物的高效合成。
考核指标：构建1-3种以二氧化碳为原料的人工细胞或者半人工细胞体系，以此体系制造高碳醇、氨基酸、有机酸或生物表面活性剂等化学品，并建立生产示范装置，其示范生产成本低于现有葡萄糖发酵工艺。
研究内容：研究氯化铵等无机铵转化合成重要高含氮类化合物生化反应机制，设计全新的生物合成技术实现难转化分子的生物合成系统创制；设计合成新的人工生物酶，创建化工难合成或非天然分子的高效生物合成新路线。
考核指标：建立有一定规模的优质生物酶数据库；设计并创建如杂氮环等化工难合成或非天然分子的高效生物合成新路线，完成2-3种产品的小试或中试测试。
研究内容：针对膀胱癌免疫微环境中的复杂未知分子事件，构建监测膀胱癌微环境的工程化免疫细胞；利用基因编写工具将肿瘤微环境外泌体中的生物信息识别、转换、储存于免疫细胞DNA；对免疫细胞进行信息解读和还原，充分揭示肿瘤免疫微环境的演变进程，全面挖掘与解析促进膀胱癌发生发展的关键靶点和生物学机制。
考核指标：改造优化3-5个基因编辑工具，实现对8-10种不同类型微环境信息的感应与转换，构建外泌体特异性嵌合抗原受体库，设计构建2-3个免疫细胞信息编写与存储模块，开发1-2套与微环境相适配的信息-四进制碱基的转换编码方法，解码DNA储存信息并解析膀胱癌关键信号改变及调控机制。
5.8重编程肿瘤微环境的新型合成免疫疗法的设计构建
研究内容：开展全合成、安全可控的重编程肿瘤微环境的免疫疗法的理论以及应用基础研究；人工设计抗体药物，构建并验证能靶向辅助性T细胞且有效拮抗免疫抑制的双特异性抗体；利用单细胞测序等技术无偏差表征新型合成免疫疗法的作用机理，实现合成-测试-机理-再改造的闭环。
考核指标：设计并合成出通用型的双特异性抗体1-2种，可靶向辅助性T细胞并有效拮抗免疫抑制；建立临床抗肿瘤药物的逆向工程合成平台，筛选出至少3~5种在重编程肿瘤微环境下具有新功效的抗肿瘤临床药物；利用单细胞测序等新技术无偏差的阐明1~2种新型合成免疫疗法的作用机理。
“发育编程及其代谢调节”重点专项2021年度项目申报指南
“发育编程及其代谢调节”重点专项的总体目标是围绕我国经济与社会发展的重大战略需求，针对生命体发育的编程和重编程及其代谢调节机制这一核心科学问题，以重大知识创新为出发点，以揭示发育与代谢疾病的发生机制和寻找诊治策略为出口，综合利用遗传学、基因组学、蛋白质组学、代谢组学、细胞谱系标记与示踪等技术手段和模式动物及临床资源，开展战略性和前瞻性基础和应用基础研究，增强我国发育与代谢研究的核心竞争力。
项目执行期一般为5年。指南方向中拟支持的项目下设课题数不超过4个，每个项目参与单位总数不超过6个。青年科学家项目支持35周岁以下青年科研人员承担国家科研任务，可参考重要支持方向（标*的方向）组织项目申报，但不受研究内容和考核指标限制。
1.1灵长类组织器官前体细胞命运决定调控机制
研究内容：胚胎着床后到原肠运动是哺乳动物早期胚胎发育中的关键性事件。利用胚胎体外培养系统，研究猴和人从囊胚到原肠发育的时空基因调控和细胞分化进程、胚胎不同谱系细胞发育和互作机制，筛选决定胚胎质量的早期关键性标志物，研究着床后胚胎谱系分化及细胞多能性退出与维持的调控机制等。
研究内容：表观遗传对组织器官发育和稳态维持有重要的影响。鉴定组织器官发育中的新型表观遗传修饰模式，寻找这些新型表观遗传修饰的调节因子，研究调节因子的相互作用机制，探讨新型表观遗传修饰对组织器官发育或稳态维持的调节作用及分子机制。
考核指标：发现至少1种新的表观遗传调控模式，阐明其在至少1种组织器官发育或稳态维持中的作用及调控规律，明确这一新模式的关键调控因子2-3个，并揭示其作用机制。
研究内容：组织器官间的发育偶联与协同机制是发育生物学和代谢生物学的新兴研究方向。发现肠道、肾脏或骨骼等组织器官的重要分泌蛋白，研究分泌蛋白对细胞的增殖、迁移、分化等行为的作用及其机制，研究分泌蛋白对细胞代谢的调节机制，研究分泌蛋白异常对组织器官稳态的影响。
考核指标：鉴定10种以上调控关键组织稳态平衡的分泌蛋白，阐明3-5种分泌蛋白对细胞行为、细胞代谢和组织稳态的调节机制。
研究内容：系统鉴定成年个体中不同组织器官间对话的调控因子（包括代谢物），研究这些调控因子（包括代谢物）的运输机制对靶细胞代谢的调节作用、对靶组织内不同类型细胞行为的影响、对组织稳态的调控机制。
考核指标：发现5-8种成年个体中跨器官调节代谢和组织稳态的调控因子（包括代谢物），阐明3-5种相应因子的生理功能及其对靶细胞的调节作用，揭示1-2种跨器官代谢调控的新机制。
2.1成体肠道菌群对组织器官稳态的调节*
研究内容：研究成体肠道菌群的动态变化规律，鉴定次生代谢物及活性产物；研究肠道菌群及其活性代谢产物对肠道、免疫系统、重要代谢器官的发育与功能的调节作用与机制。重点研究脂多糖、短链脂肪酸和特定修饰的胆汁酸等信号分子调控肠道及其它组织器官发育的作用机制。研究成年机体与肠道微生物共生互作的分子基础，以及肠道菌群在成体组织器官稳态调节中作用与机制。
考核指标：揭示成年机体与肠道微生物共生关系的物质基础，发现3-5种成年肠道微生物的关键活性代谢产物，并阐释其在成体组织器官稳态调节中的作用与机制，阐明肠道菌群紊乱与重大疾病的关系。
考核指标：鉴定10种以上可作为信号分子调控肝脏、脂肪、胰腺等器官发育和稳态的代谢物小分子；阐明5种以上代谢信号分子信号转导的机制；鉴定5种以上调节组织器官发育和稳态的关键节点。
3.1器官发育缺陷导致的成年疾病的调控机制*
研究内容：收集我国成人阶段表现的家族性疾病的患者样本，研究其代谢的变化并鉴定候选致病基因；制备动物模型，系统研究相应组织器官及其他组织器官的发育变化，检测基因调控和代谢网络的改变情况。
考核指标：鉴定5-10个组织器官发育缺陷的新致病基因，建立5-10个动物模型研究致病机理，发现5-10种有诊断和预警价值的生物标志物。
4.1果蝇和线虫发育代谢资源库
“引力波探测”重点专项2021年度项目申报指南
“引力波探测”重点专项的总体目标是面向引力波研究发展前沿，围绕引力波探测研究的重大科学问题和瓶颈技术，全面布局阿赫兹到飞赫兹频段、纳赫兹频段和毫赫兹频段等引力波探测研究任务，大力提升我国引力波探测研究的创新能力，培养并形成一支高水平的研究队伍。
2021年，本重点专项拟优先支持20个研究方向，同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可同时支持2项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。国拨经费总概算5亿元。申报单位根据指南支持方向，面向解决重大科学问题和突破关键技术进行设计。鼓励依托国家实验室、国家重点实验室等重要科研基地组织项目。项目应整体申报，须覆盖相应指南方向的全部考核指标。项目执行期一般为5年。一般项目下设课题数原则上不超过4个，每个项目所含单位数不超过6家。
1.1星载激光频率预稳控制技术研究
研究内容：激光频率在轨长期稳定度控制方案设计与论证；激光稳频系统结构优化设计与精密光学耦合机构研制；针对星载激光稳频控制所需的真空、温度、振动环境等要求的封装、温控与屏蔽技术；星载激光频率预稳控制系统集成与性能评估。
考核指标：完成星载激光频率预稳控制方案论证；研制满足空间应用需求的星载激光频率预稳控制系统样机，通过典型力学和热循环卫星环境模拟试验，稳频激光对应波长范围1060-1068nm，在环模测试前后光学耦合效率变化小于2%，温漂小于1%/K，温度控制不超过1mK；激光频率噪声在1mHz~0.1Hz频段内不超过30Hz/Hz1/2。
研究内容：星载望远镜系统数值模拟；低波前畸变、光机力热集成一体化的望远镜光学设计与优化；望远镜与星间激光干涉测量系统的耦合效应研究。
考核指标：完成星载望远镜设计方案，望远镜口径大于220mm，视场不小于±200μrad，光学传输效率大于86%，杂散光小于发射激光功率的10-10。完成卫星轨道环境影响的仿真分析，在1mHz~0.1Hz频段范围内，望远镜远场波前质量均方根值（RMS）不大于λ/30，光程稳定性不大于1pm/Hz1/2，望远镜对出射激光指向扰动小于1nrad/Hz1/2。
研究内容：星载望远镜技术研制，包括超光滑表面制造技术、高性能镀膜技术等；望远镜系统高精度装调与检测技术；望远镜系统杂散光消除与抑制技术。
考核指标：完成满足空间应用需求的星载望远镜样机，通过典型力学和热循环卫星环境模拟试验，望远镜口径大于220mm，在1mHz~0.1Hz频段范围内，望远镜对出射激光指向扰动小于1nrad/Hz1/2，光学传输效率大于86%，远场波前质量均方根值（RMS）不大于λ/30，杂散光小于出射激光功率的1010分之一。
研究内容：超高精度星载望远镜性能测试与评估方法，包括望远镜超低杂散光测量方法、系统杂散光影响分析与抑制方法等；望远镜结构微小形变测量技术。
考核指标：完成超高精度星载望远镜性能测试方案；建立超高精度星载望远镜性能测试平台，对波长范围1060-1068nm的激光杂散光检测能力不大于出射激光功率的1010分之一；在1mHz～0.1Hz频段范围内，对望远镜结构形变所造成的光程变化测量能力不大于1pm/Hz1/2。
研究内容：空间引力波探测中惯性传感器敏感探头的需求分析和方案设计；检验质量研制方法和处理技术，包括超低磁化率和剩磁矩材料的处理与优化技术、检验质量的高精度加工工艺与处理技术；超低扰动检验质量研制和性能测试。
考核指标：完成惯性传感器检验质量的方案设计；检验质量与电容极板框架兼容；检验质量磁化率小于1×10-5，剩磁小于50nAm2，质量范围1.5~2.5kg，表面满足光学测量需求（表面平面度小于0.5mm），尺寸精度不大于10mm，垂直度/平行度不大于10角秒。
研究内容：惯性传感器电容极板框架的需求分析和方案设计；电容极板框架材料选取与处理技术，包括无磁、高热导率、高稳定性的极板框架材料的处理与优化技术、电容极板框架的加工工艺与处理技术；超高稳定性极板框架的研制和性能测试。
考核指标：完成惯性传感器电容极板框架的方案设计；电容极板框架与检验质量兼容；电容极板框架材料选取无磁性材料，尺寸精度不大于10mm，垂直度/平行度不大于10角秒。
研究内容：检验质量电荷控制需求分析和仿真；检验质量电荷管理方法；检验质量电荷管理技术，包括低功耗高可靠的紫外放电光源及其真空耦合技术、电荷管理控制技术、电荷管理系统与敏感探头的接口技术等；电荷管理装置研制和性能评估技术。
考核指标：电荷管理系统能够有效与敏感探头集成，满足空间应用需求，通过典型卫星振动和热循环环境模拟试验，放电速率不小于2×105e/s，电荷控制精度不超过2×10-13C。
研究内容：多参考质量航天器无拖曳控制理论与方法；无拖曳系统转入科学测量模式的序列优化设计；故障情况下无拖曳状态快速估计与恢复技术；无拖曳控制数值和半物理仿真，以及无拖曳控制评估技术。
考核指标：提出满足空间引力波探测需求的多参考质量无拖曳系统初始化控制理论与方法；设计至少两种系统转入科学测量模式的切换序列；提出故障情况下无拖曳系统快速重建方法；建立无拖曳控制数值和半物理仿真平台，在1mHz~0.1Hz频带内，无拖曳控制系统对检验质量引入的加速度扰动小于1×10-15m/s2/Hz1/2，检验质量相对于航天器位移控制精度不大于1nm/Hz1/2。
研究内容：低噪声、快响应微牛级推进装置的研制；推力测量装置的性能测试与校准技术；利用微牛级推进装置开展微牛级推力器的系统集成测试与性能评估。
考核指标：建立满足微牛级推进器性能测试与评估的微牛级推力测量与标定系统，推力测量范围0~200μN，测量频带范围0.1mHz~1Hz，推力测量精度不大于0.1μN，最大承载重量不小于6kg，具备满足不少于2种微推进器标定和性能测试需求的兼容性。
研究内容：空间引力波探测编队系统半物理仿真，包括星间激光干涉测量与航天器平台耦合的半物理仿真，惯性传感器与航天器平台耦合的半物理仿真等。
考核指标：发展满足空间引力波探测需求的系统半物理仿真方法和技术，建立星间激光干涉测量与航天器平台耦合模型及半物理平台，建立惯性传感器与航天器平台耦合模型及半物理平台，完成空间引力波探测编队系统半物理仿真，确定系统核心测量载荷与航天器平台接口的关键指标体系。
研究内容：大质量双黑洞的波源模板、提取与识别技术；极端和中等质量比旋进系统的波源模板、提取与识别技术；银河系内致密双星的波源模板、提取与识别技术；随机引力波信号提取与识别技术；宇宙弦及其他空间引力波源可能的波源模板、提取与识别技术。
考核指标：建立满足空间引力波探测需求的大质量双黑洞、极端和中等质量比旋进系统、银河系内致密双星的波形模板库，完成大质量双黑洞、极端和中等质量比旋进系统、银河系内致密双星、随机引力波及其他空间引力波源的提取与识别技术方案。
2.1原初引力波科学研究及观测台址大气建模
研究内容：研究原初引力波的量子产生机制，分析不同早期宇宙模型产生的原初引力波的性质与演化；与南天实验结合，研究宇宙微波背景辐射（CMB）反常现象；原初引力波观测台址大气建模及大气对CMB极化观测影响研究；大气监测数据的统计分析，研究大气对CMB观测数据筛选、扫描策略的影响。
考核指标：发展通过观测数据筛选甄别早期宇宙模型的方法；提供从原初引力波中寻找新物理的方法和理论；完成CMB南北半球不对称等反常现象的研究；建立原初引力波实验台址的大气水汽模型，得到大气涨落的特征尺度；分析观测台址大气监测数据，为实测数据的筛选、扫描策略的制定提供理论指导。
研究内容：研制台址环境监测系统，实现对大气透射率、水汽含量、电磁环境等参量的实时监测；开展原初引力波高海拔台址的科学评估。
考核指标：完成原初引力波台址的环境监测和评估，提供不少于两年的完整测量数据及评估分析报告；高海拔候选台址应不低于5100米，观测季可沉降水汽含量中值应不高于1mm，水汽监测精度应不低于0.2mm。
研究内容：研制望远镜控制系统，包括望远镜基座控制、望远镜恒温器控制、焦平面探测器状态控制、指令和数据流控制等；研制望远镜总装测试平台和系统的集成测试研究。
研究内容：用于原初引力波探测实验的焦平面探测器核心技术；宇宙微波背景辐射（CMB）望远镜焦平面天线核心技术。
考核指标：单个探测器噪声低于510-17W/Hz1/2，探测器系统具备极化探测能力，偏振探测纯度达到90%以上；天线与探测器的光学耦合效率不低于90%。
3.1脉冲星高精度测时阵观测系统面形调控与信号处理关键技术研究
研究内容：百米级口径全可动射电望远镜全工况准实时面形测量与控制技术；超高速信号采集、混合架构实时信号处理与分析、高精度脉冲星消色散与折叠等技术；望远镜电磁兼容设计和电磁干扰检测与抑制方法。
考核指标：建立主动面准实时闭环调控平台，完成百米级天线0.2mm面形精度调控技术方案；建立4GHz带宽采样和1024相位点1毫秒周期脉冲星信号处理平台，完成相控阵接收机脉冲星测时技术方案；建立100MHz-3GHz频段内电磁屏蔽不低于160dB的实验环境和干扰检测平台，完成望远镜电磁兼容方案设计。
研究内容：温度及风载荷作用下百米级口径全可动射电望远镜结构变形规律及测量方法；热致天线电性能变化与指向偏差的精确修正及效果评估；基于机电集成控制的望远镜抗风扰高精度补偿方法和实验验证。
考核指标：建立温度对天线结构及其电性能影响关系，构建结构温度测试与天线指向补偿系统，关键部位测量误差小于0.5℃；构建适用于1公里级地貌环境的风信息采集与天线风荷影响调控系统；构建基于环境载荷的机电耦合综合验证平台，为最终实现天线不大于2.5角秒的指向精度提供支持。
研究内容：基于大口径射电望远镜超宽带馈源和接收机低噪声设计技术；基于单片微波集成电路（MMIC）技术差分低噪声放大器芯片设计；大规模相控阵馈源阵列实现方案、波束合成以及相控阵接收机设计等技术。
考核指标：超宽带馈源照射角大于148度，工作带宽0.7-4GHz，接收机噪声温度小于16K；相控阵接收机噪声温度小于20K，工作带宽为0.7-1.8GHz，阵元数量不少于96个。