最新香山会议第509次-生物大分子修饰及其功能的化学干预
生物大分子的致癌性修饰及其对人类卫生的影响
生物大分子的致癌性修饰及其对人类卫生的影响癌症是一种严重威胁人类健康和生命的疾病。
生物大分子经过某些化学物质的修饰后，可能会引发细胞变异，促进肿瘤的生长。
这些大分子中包括核酸、蛋白质、糖类以及脂质等多种类型。
本文将从化学角度入手，探讨生物大分子的致癌性修饰及其对人类卫生的影响。
一、核酸的致癌性修饰核酸是家族中最为重要的成员之一。
DNA和RNA分别承担着存储和传递遗传信息的任务。
然而，它们很容易受到环境中的化学物质的破坏和修饰。
核酸的致癌性修饰包括碱基的氧化、烷基化、脱氨基、DNA链断裂等等。
其中，最为常见的是氧化修饰。
生活中的化学品如臭氧、有机溶剂等等都会对DNA产生氧化损伤，引起DNA链断裂和氧化脱氧对噻嗪酸。
不同的体系产生的氧化损伤可能对人的身体产生不同的影响。
比如，生产过程中可能会接触一些化学品，这些化学品会通过空气传播进入我们的呼吸系统，而且化学品中可能还存在一些挥发性有机物，这些有机物具有相对较大的毒性，其主要是通过氧化DNA来引起细胞的恶性变异。
二、蛋白质的致癌性修饰蛋白质在人体中群众举足轻重的地位，但是在特定的条件下它们也容易被化学物质引发慢性疾病。
在空气、水等环境中，存在由汽车尾气和煤气等排放的有毒气体，这些气体中的致癌物质往往来自一些工业化合物。
这些物质一旦吸入人体后，会与肺部组织和细胞产生反应。
它们可能会直接影响到细胞膜、细胞器以及细胞内的蛋白质功能。
三、糖类的致癌性修饰糖类是生命体系中不可或缺的成分，但其中的糖加成反应（glycosylation）可能会对人产生诸如糖尿病、肿瘤等等慢性病的负面影响。
一个常见的例子是针对蛋白的糖加成反应。
在生物体系中，糖加成反应是通过酶催化的，它们有助于保持和调节细胞膜、蛋白质、肝糖等多个重要生物分子的结构、动态和功能。
四、脂质的致癌性修饰脂质是构成细胞膜的重要组成部分之一，同时还承担着能量储存和信号传递等多重任务。
然而，存在很多脂质与癌症之间的联系。
生物大分子动态修饰与化学干预重大研究计划2021年度项目指南
生物大分子动态修饰与化学干预重大研究计划2021年度项目指南二、核心科学问题生物大分子动态修饰研究的最基本问题是发现和阐明生物大分子化学修饰的动态特性，揭示其生物学效应和调控机制，并实现对生物大分子动态修饰的靶向化学干预。
本计划旨在以化学生物学研究模式为指导，发展生物大分子动态修饰的特异标记和检测工具，解析生物大分子动态修饰的功能和调控机制，为药物研发提供潜在干预小分子和新靶标。
本计划将组织包括化学、生命科学、医学、数理科学、信息科学等多学科的科学家共同开展研究。
拟解决的核心科学问题如下：（一）生物大分子化学修饰的动态特性：生物大分子化学修饰的化学特征与动态过程。
（二）生物大分子动态修饰的调控机制: 动态修饰的生物学效应和调控规律。
（三）生物大分子动态修饰的化学干预：基于动态修饰的新药靶和靶向干预策略。
三、2021年度重点资助研究方向为进一步聚焦生物大分子动态修饰与化学干预研究核心科学问题，在本重大研究计划前期执行的基础上，2021年对以下四项研究内容进行项目集成：（一）新型核酸修饰的检测鉴定、功能调控与化学干预。
拟聚焦核酸新型化学修饰，发展高质量组学检测技术，揭示其生物学功能与调控分子机制，针对重要蛋白质机器以及核酸修饰开展靶向性化学干预，推动疾病早期诊断以及靶向新药发现等前沿领域内的化学生物学基础研究。
包括以下方向：结合化学标记、酶促反应和高通量测序等技术，开发新型RNA修饰标记与检测的新方法；筛选可用的化合物或抗体，开发少量细胞及单细胞水平的新型RNA修饰测序技术；研究新型RNA修饰的分布和动态变化规律，揭示相关蛋白质等因子功能调控的分子机制；发展特异性识别、精准标记以及选择性干预RNA修饰的生物相容转化体系和外源小分子；全基因组水平上检测铂类等金属药物导致的DNA 外源修饰及内源表观遗传修饰，解析动态图谱及相互作用模式。
（二）蛋白质糖基化和胆固醇化修饰的精准化学标记、合成、编辑与功能研究。
核酸修饰及其在基因表达中的作用
核酸修饰及其在基因表达中的作用核酸修饰是指在DNA或RNA分子中，通过化学反应添加化学基团或修饰分子来改变其结构和功能的一种方式。
核酸修饰可以影响DNA或RNA的结构、稳定性和相互作用，从而对基因表达及生物学过程产生重要的影响。
一、核酸修饰的种类和作用核酸修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、脱氧核糖基化等多种形式，其中最常见的是DNA甲基化。
DNA甲基化是指在DNA分子中加入一个甲基基团，这样就会改变DNA的结构，使得DNA的空间构象发生重要的改变，从而影响基因的表达。
在真核生物中，DNA甲基化是一种非常常见的基因表达调控机制，可以通过对DNA上催化酶的识别和结合，使得基因得以正常表达或受到抑制。
RNA修饰包括2'-O甲基化、核苷酸尾部修饰、RNA剪切及RNA编辑等多个方面。
这些修饰可以影响RNA的生物化学性质和作用，从而调节基因表达和调控细胞生物学过程。
比如，2'-O甲基化被认为是调节RNA稳定性和转运性质的重要功能，而核苷酸尾部修饰则主要影响RNA的稳定性和转录调节。
二、核酸修饰在癌症中的作用及应用核酸修饰在肿瘤形成和治疗中的作用已经引起了广泛的关注。
事实上，在肿瘤细胞中，由于某些基因的异常DNA甲基化和RNA修饰而导致了基因表达的异常，从而导致恶性转化。
比如，肝细胞癌细胞中存在着DNA甲基化异常的现象，这种异常使得某些抑癌基因失活，而促癌基因则过度表达，从而导致细胞恶性转化。
因此，利用DNA甲基化和RNA修饰模式来筛选和设计有效的抗肿瘤药物，成为了近年来的研究热点。
除了肝细胞癌，其他多种癌症也存在着DNA甲基化和RNA修饰异常。
例如，在肺癌中，DNA甲基化通过调节基因的表达来增强自动复制和转移的能力，从而促进肺癌的恶性转化。
而RNA修饰的异常则通过降低肿瘤相应的基因表达来抑制肿瘤形成，并在临床应用中已经展现了良好的效果。
三、未来方向与展望在未来的研究中，核酸修饰将成为一个前沿研究领域。
RNA转录后修饰的生物学功能及调控机制
RNA转录后修饰的生物学功能及调控机制RNA是一个非常重要的分子，既能作为信息传递分子，又能作为催化剂和结构元素等。
但是，RNA的功能并不仅限于此。
事实上，RNA还可以通过转录后修饰的方式，在细胞内扮演更为复杂和重要的角色。
本文将从RNA转录后修饰的生物学功能及调控机制两个方面来探讨RNA在生物学中的重要意义。
一、RNA转录后修饰的生物学功能RNA转录后修饰是指在RNA合成之后对其进行一系列的化学修饰。
这些修饰包括但不限于甲基化、腺苷酸加泛素、5-羟甲基胞嘧啶等。
这些修饰为RNA的生物学功能提供了新的可能性。
1. 甲基化RNA甲基化是一种对RNA二次结构和稳定性产生影响的重要转录后修饰。
在哺乳动物中，有两类对RNA进行甲基化的酶，一种是N6-甲基腺嘌呤（m6A）酶，另一种是5-甲基胞嘧啶（m5C）酶。
这两种酶能够为RNA提供新的功能，如调节RNA的翻译、稳定性和局部结构等。
2. 腺苷酸加泛素RNA腺苷酸加泛素是一种与RNA稳定性紧密相关的转录后修饰。
这种修饰能够提供RNA的一些新的功能，如参与RNA剪切、调控RNA的降解等。
同时，RNA腺苷酸加泛素还可以与RNA结构和功能的具体细节联系起来，为RNA的生物学功能增加了更为复杂的维度。
3. 5-羟甲基胞嘧啶RNA 5-羟甲基胞嘧啶是一种在RNA转录后发生的重要修饰。
该修饰已经被证明与RNA的稳定性和结构有着密切的关系。
在某些生理状态下，5-羟甲基胞嘧啶还可以作为RNA新功能的源头，如所谓的“RNA编辑”。
二、RNA转录后修饰的调控机制RNA转录后修饰可以被视为是细胞调节RNA功能的一种新途径。
这种途径通过具体的生物过程和调控机制来实现，包括RNA甲基化蛋白组、RNA腺苷酸加泛素酶家族、RNA 5-羟甲基胞嘧啶甲基转移酶家族等。
1. RNA甲基化蛋白组RNA甲基化蛋白组是一种能够调节RNA甲基化水平的蛋白质复合物。
在哺乳动物中已知多种RNA甲基化蛋白质复合物，如METTL3/METTL14、FTO、ALKBH5等。
生物大分子的化学修饰及其在药物研发中的应用
生物大分子的化学修饰及其在药物研发中的应用生物大分子是生命体系中最基本的组成要素之一，如蛋白质、核酸和多糖等是复杂的有机大分子，具有重要的生物学功能和意义。
随着科学技术的不断进步，我们能够对大分子进行越来越精细的操作和控制，化学修饰是其中重要手段之一。
本文将会探讨生物大分子的化学修饰及其在药物研发中的应用。
一、生物大分子的化学修饰生物大分子的化学修饰是指利用化学反应将一种生物大分子转化为具有更强、更广泛的生物学活性和稳定性的化合物。
高效、选择性和特异性是约束生物大分子化学修饰的关键因素，因此，获得高效、选择性和特异性是目前生物大分子化学修饰中的主要挑战。
1.蛋白质化学修饰蛋白质化学修饰是将特定小分子（如羧酸、磷酸、糖基、药物、核酸等）或大分子（如聚乙二醇和聚糖等）共价附加到蛋白质分子中，以改变其生物学性质和功能的化学过程。
蛋白质化学修饰在治疗癌症、炎症、自身免疫性疾病、骨质疏松症、感染性疾病以及某些罕见病和遗传病等方面具有广泛的应用前景。
2.核酸化学修饰核酸化学修饰是改变核苷酸结构或化学性质以及多肽核酸的连锁结构，以增强或减弱其生物学活性的一系列化学反应。
目前，已有大量核酸化学修饰物用于生物学研究和药物研发，如DNA、RNA药物、诊断和治疗工具等。
例如，对于 RNA序列的选址、定量测定和功能研究，RNA分子端修饰和底物特异性是重要的考虑因素。
3.多糖化学修饰多糖化学修饰是利用化学反应改变多糖分子的生物特性和功能的一系列化学反应。
多糖分子广泛存在于天然产物中，包括动物、植物、真菌和细菌等生物体系中。
多糖类生物分子是免疫系统内重要的抗原物质，具有调节细胞免疫的作用。
多糖化学修饰是研究复杂的免疫反应和制备新型糖类药物的重要方法。
二、生物大分子化学修饰在药物研发中的应用生物大分子化学修饰在药物研发中具有重要的应用价值，能够改善药物的药代动力学、生物活性、药物分布、副作用和产业化水平等方面的性质。
下面我们将从以下几个方面探讨其应用。
生物大分子的功能性修饰与影响
生物大分子的功能性修饰与影响生物大分子是构成生命体系的重要组成部分，它们的功能性修饰对于先进生命体的生命过程有着至关重要的影响。
生物大分子的修饰方式多种多样，包括糖基化、磷酸化、甲基化、乙酰化等等。
这些修饰越是精准、独特，就越能够对大分子的结构和性质产生深远的影响，从而导致生命体系功能的变化和调节。
下面将详细地介绍生物大分子中一些重要的功能修饰及其影响。
一、糖基化糖基化是一个重要的生物大分子修饰方式，它可以改变蛋白质的分子质量和电荷特性，从而对蛋白质结构和功能造成影响。
生物体内糖基化的类型和数量非常多，可以是N-糖基、O-糖基、酰胺糖等。
其中，N-糖基化是最为常见的，它可以被分为高度分支型糖基化和复杂型糖基化。
在高度分支型糖基化中，糖链上的分支数量越多，就越容易被清除，从而使糖链的长度最小化；相反，复杂型糖基化则可以增强蛋白质的稳定性、溶解度和活性。
糖基化不仅会影响蛋白质的结构和功能，还可能影响到细胞信号转导、免疫应答和细胞与细胞之间的相互作用。
例如，在多种肿瘤细胞中，N-糖基化会增加蛋白质的分泌和分解，促使肿瘤细胞更容易迁移和侵袭。
二、磷酸化磷酸化是蛋白质修饰中最常见的一种方式，它可以通过加入磷酸基团来改变蛋白质的结构和功能。
磷酸化不仅影响蛋白质的降解、分解和转运，还可能影响到细胞分裂、细胞凋亡和细胞信号转导等细胞过程。
在一个细胞中，磷酸化作用发生在多种蛋白质上，例如成分组分子、膜和酶等。
在致病因素中，病毒、细菌等微生物往往会使用磷酸化来影响人类宿主的生物过程，从而导致一些疾病的发生。
三、乙酰化乙酰化是一种蛋白质修饰的方式，通过加入乙酰基团到氨基酸残基上来改变蛋白质自身的生物学特性。
乙酰化不仅影响蛋白质的稳定性、可折叠性和运输性，还可以影响细胞周期和线粒体功能等生命体系功能。
在一个细胞生命周期中，由于细胞分化或其他原因，往往会出现乙酰化的过程。
例如，在许多疾病中，包括癌症和神经性疾病，乙酰化过程会受到一些异常的影响，并有时导致细胞无控制地分裂和增殖。
生物大分子相互作用和调控机制
生物大分子相互作用和调控机制生命体系中存在着一系列的大分子，如蛋白质、核酸、多糖等，它们在细胞中的相互作用和调控机制对细胞的正常生理功能至关重要。
本文将从生物大分子的相互作用和调控机制两个方面进行探讨。
一、生物大分子的相互作用生物大分子之间的相互作用包括物理和化学作用两种。
物理作用主要为范德华力、静电力、水合作用和疏水作用等。
而化学作用则主要为共价键、离子键、氢键和金属键等。
这些相互作用的强度决定了生物大分子的空间结构和功能。
1. 蛋白质的相互作用蛋白质作为细胞中最复杂的大分子之一，其相互作用方式多种多样。
其中，蛋白质与蛋白质之间主要靠氢键、离子键、疏水作用和范德华力来相互作用，形成蛋白质配位。
另一方面，许多蛋白质还可以与其他分子形成复合物，如酶与底物的复合、抗体与抗原的复合等。
这些复合物的形成有助于生命体系中各种分子的交流和协调，进而实现了生物大分子的相互作用。
2. 核酸的相互作用核酸分为DNA和RNA两种，与蛋白质相比，其分子之间的相互作用更容易产生静电力，氢键等物理力学作用。
两根单链的DNA分子可以通过交叉连锁的作用形成双螺旋结构，在所有的生物大分子中，DNA的结构最为规则且稳定，从而为生命的长度遗传提供了基础。
二、生物大分子的调控机制生物大分子的调控机制是指生物大分子在特定条件下通过一系列生物化学反应进行分子结构和功能的调控。
下文将从蛋白质的调控、核酸的调控两个方面进行介绍。
1. 蛋白质调控蛋白质调控包括翻译后修饰、蛋白质的定位和蛋白质相互作用等各个层面。
翻译后修饰主要包括磷酸化、甲基化、乙酰化、泛素化等，这些化学修饰可以改变蛋白质的结构和电荷性质，进而调控蛋白质的功能。
蛋白质的定位包括靶向蛋白质、定位信号和质膜结合等，这些机制可以调控蛋白质在细胞中的分布。
而蛋白质之间的相互作用除了在生物大分子间的互动中起到重要的作用外，也可以通过蛋白质与蛋白质之间的结构调控来实现对生命体系的调控。
2. 核酸调控核酸的调控机制主要为RNA的催化活性。
生物大分子修饰及其生物学功能的研究
生物大分子修饰及其生物学功能的研究随着生物科学的不断发展，越来越多的研究表明，生物大分子修饰在维持生物体正常的生理与代谢功能中起着至关重要的作用。
大分子修饰主要包括糖基化、脂肪酰化、磷酸化、乙酰化、甲基化等多种方式。
这些修饰方式对细胞内的信号传导、蛋白质的稳定性以及细胞结构的形成都有着不可忽视的影响。
1.糖基化修饰糖基化修饰是指蛋白质、脂质、核酸等大分子化合物上发生糖基的化学反应。
糖基化修饰可以使生物大分子获得新的功能以及增强其功能。
例如，肝素的底物拓扑结构被糖基化后可以增强其与抗凝血酶的结合效果。
此外，许多疾病，如糖尿病、帕金森病、阿尔茨海默病等，都与糖基化修饰异常有关。
2.脂肪酰化修饰脂肪酰化修饰是指脂肪酰基与生物大分子之间发生的化学反应。
这种修饰方式可以影响细胞的信号传递以及蛋白质的运输。
例如，蛋白质磷酸化修饰与脂肪酰化修饰的相互作用可以影响细胞内信号的传导。
此外，一些重要的信号蛋白如G蛋白、离子通道等，都可以通过脂肪酰化来调节其信号传递的效率。
3.磷酸化修饰磷酸化修饰是一种蛋白质在细胞内发生的常见修饰方式，它通过磷酸酶和激酶的作用来改变蛋白质在细胞内的功能。
在细胞内，磷酸化修饰可以影响蛋白质的稳定性、亲和力和空间结构，从而影响其生物学功能。
例如，MAPK家族激酶的磷酸化状态直接决定了其对信号的识别能力以及对靶蛋白的激活效率。
4.乙酰化修饰乙酰化修饰是指酰基转移酶将乙酰衍生物转移至细胞内的蛋白质、核酸或其他大分子上的化学反应。
这种修饰方式可以影响细胞的基因表达和线粒体的功能。
例如，在细胞分裂过程中，乙酰化可以影响蛋白质在染色体上的结合，从而影响基因表达。
5.甲基化修饰甲基化修饰是指在生物大分子上加入一个甲基化基团的化学反应。
甲基化可以影响DNA的表达、RNA的翻译、蛋白质的稳定性以及细胞的分化。
例如，在调控基因表达时，乙酰化和甲基化都可以通过改变染色体组装状态来影响基因的表达。
综上所述，生物大分子修饰在维持生物功能、调节信号传递、调控基因表达等方面都有着至关重要的作用。
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生物大分子修饰及其功能的化学干预——香山科学会议第509次学术讨论会综述进入二十一世纪以来，以人类基因组计划为代表的一系列生命组学研究蓬勃发展，这为生物学研究积累了大量的数据，并发现了很多新的生物学问题。
然而，利用传统的生物学方法和技术研究这些科学问题显得困难重重。
为应对这一挑战，发展高效、普适的研究工具尤为重要。
在这一过程中，基于化学生物学的研究技术和干预手段脱颖而出，成为生物学研究的关键方法和有效工具，并在以往的信号转导等生物功能发现和研究中发挥了决定性作用。
与此同时，这些受生物学问题“启发”的化学思想和工具的提出，也促进了化学自身的创新活动，推动了化学学科的发展。
生命体系的复杂性和多样性无法仅由“中心法则”解释，生物大分子（蛋白质，核酸、多糖等）的化学修饰具有重要的生物功能，并对肿瘤等重大疾病的发生发展起着关键的调控作用。
这一领域的研究目前进展迅速，并促进了生命科学本身的发展（如表观遗传学的兴起）。
然而，以往和目前的研究大多集中于发现新的修饰类型，对大多数生物大分子修饰的功能则不甚了解，对这些修饰的时空变化（动态修饰）与功能之间关系的研究仍处于空白。
借助外源小分子化合物干预和操纵生物大分子的动态修饰过程，对于认识表观遗传修饰的生理病理作用具有重要价值，也可能为疾病的治疗带来巨大潜力。
因此，生物大分子的化学修饰及动态调控是当前化学与生物学交叉领域乃至整个生命科学领域最活跃的前沿问题之一，化学干预将成为该领域研究的重要手段。
作为一门新兴的交叉学科，化学生物学（Chemical Biology）将在这一方向的研究中扮演关键角色。
化学生物学从发展到现在仅有20多年历史，其发展改变了传统的化学和生物学研究模式，形成了以科学问题为中心、多学科合作融合的一种新的研究模式。
近年来，化学更为广泛地融入到生命科学的研究中，在研究生命复杂系统中具有不可替代的重要作用，在对生物大分子的化学修饰及其功能研究和化学干预中显示了强大的潜力。
为了进一步凝练我国化学生物学未来的学科发展方向，交流化学生物学，尤其是针对生物大分子动态修饰的化学干预研究的国内外最新进展，培养化学生物学中青年人才队伍，并为我国下一步在化学与生物学交叉领域制定重大研究计划提供重要的理论依据和人才支持，以“生物大分子修饰及其功能的化学干预”为主题的香山科学会议第509次学术讨论会于2014年10月30~31日在北京召开。
北京大学张礼和教授、美国芝加哥大学何川教授、上海交通大学陈国强教授和中国科学院生物物理研究所徐涛研究员担任执行主席，来自国内外高校、科研院所的43名学者专家参加了会议。
会议围绕化学生物学国际前沿、生物大分子的化学修饰与功能、小分子化合物动态调控生物大分子修饰和推动化学生物学发展的新技术新方法四个中心议题进行了深入的讨论。
张礼和教授以“我国的化学生物学学科发展战略”为题做了主题评述报告。
他首先回顾了化学生物学学科发展的历史背景，列举了化学生物学领域的重要研究成果，总结了化学生物学的研究现状和未来发展趋势。
接着，他对我国化学生物学研究的发展历史，特别是过去10多年中，我国化学生物学研究取得的长足发展进行了回顾。
其中，最为重要的是“基于化学小分子探针的信号传导过程研究”重大研究计划的顺利实施，使得一批化学和生命科学的研究人员开展了实质性的合作，为我国培养了大批化学生物学的专门人才，并在全国范围内形成了从事化学生物学的稳定科研队伍。
最后，张礼和教授提议在为期两天的会议中，参会人员能够围绕这一重要议题，凝练出重大的研究方向。
一、化学生物学国际前沿中心议题评述报告“Histone modifications, recognition and link to human disease”中，报告人以自己实验室在DNA和组蛋白修饰上的系统工作为例，介绍了这些生物分子的化学修饰（如甲基化等）的重要生物学功能以及与人类疾病的关系。
特别指出，对这些表观遗传学领域中的重要化学修饰的研究，目前还主要依赖传统的生物学手段，化学工具的开发能够为这些重要生物学问题的研究提供有力的补充，更有望开辟新的研究领域。
题为“化学小分子诱导体细胞重编程”的报告详细介绍了如何通过四个化学小分子成功实现多潜能干细胞的制备，这项成果提供了更加简单和安全有效的方式来重新赋予成体细胞“多潜能性”，开辟了一条新的实现体细胞重编程的途径，这为未来细胞治疗及人造器官提供了理想的细胞来源。
题为“Molecular imaging approaches to mapping brain activity and chemistry”的报告指出，脑科学研究是目前生命科学领域最为重要和前沿的研究领域之一。
在美国，通过“脑科学计划”的推动，该方向成为了当下研究最为活跃的领域之一。
这为化学生物学家提供了绝好的机遇和挑战。
讨论中，大家一致认为上述报告涵盖了当下最为重要的几个化学与生命科学交叉的研究方向，化学生物学研究在包括生物大分子可逆化学修饰及调控、多能干细胞研究、脑科学与神经科学等领域的研究中所扮演的关键角色得到了一致的认可。
二、生物大分子的化学修饰与功能题为“化繁为简：生物大分子的化学修饰”的中心议题评述报告指出，在哺乳动物中可逆的DNA甲基化和组蛋白修饰已被证明与调控基因表达密切相关，然而RNA上的可逆修饰对基因表达调控的影响尚未阐明。
报告人课题组首次报道了两个RNA去甲基化酶：FTO和ALKBH5，并首次表明RNA上的可逆修饰可以像DNA或组蛋白修饰那样通过改变基因的表达而影响体内生理过程。
他们还报道了可以选择性识别mRNA上m6A的读码器蛋白，表明体内存在依赖于RNA可逆修饰的生理功能调控机制。
讨论内容可大致归纳为以下三方面：（1）DNA、RNA和蛋白质的表观遗传修饰与干细胞分化、神经细胞发育，动物学习记忆、癌症等疾病的发生发展等生物学问题的关联；（2）表观遗传修饰的化学机理，包括甲基化、去甲基化酶的特异性、细胞内分布特点、基因组的化学修饰区域和富集程度、蛋白质翻译后修饰的化学反应性质、是否需要酶催化等问题的探讨；（3）研究生物大分子化学修饰的工具和手段，包括单分子测序，先进质谱技术等在读取和解析生物大分子表观化学修饰中的应用。
三、小分子化合物动态调控生物大分子修饰题为“生物大分子动态修饰的小分子调控”的中心议题评述报告，提出催化生物大分子修饰反应的关键酶或者底物修饰的动态失衡与许多疾病的发生发展有关。
通过外源小分子化学物人工操纵生物大分子的动态修饰过程对于认识这种修饰的生理病理意义具有重要价值，也为疾病治疗带来巨大的潜力。
因此，对于“生物大分子动态修饰的小分子调控”的研究，可以采用高通量筛选策略，发现或者合成可以干预具有重要价值的生物大分子修饰酶的活性或者与生物大分子相互作用的小分子化合物，并且挖掘生物大分子修饰动态过程及生物学效应，以此实现动态修饰过程的改变，从而实现对疾病的有效治疗。
讨论中与会专家鉴于催化生物大分子修饰、去修饰反应的关键酶及其底物的动态调控失衡是肿瘤等重大疾病发生发展的重要原因，大家一致认为化学干预手段能够有效地帮助发现上述动态调控中的未知机制，并对其进行调控，以达到治疗疾病的目的。
四、推动化学生物学发展的新技术新方法题为“推动化学生物学发展的新技术新方法”中心议题评述报告，详细介绍了2014年诺贝尔化学奖的主题：超分辨光学成像技术（superresolution optical imaging），并总结和分析了近年来一些重要的生物大分子修饰、结构解析与功能调控的新技术新方法：STED成像、PALM/STORM成像、NL-SIM成像；蛋白质标记技术（ligand, GFP, TAG, FAP, UAA）；CRISPR/Cas系统；Spinach和DMHBI的RNA标记技术；糖蛋白的特异荧光标记技术等。
其中，报告人强调了多功能探针和可激活探针是目前的研究热点。
最后，报告人指出，电镜技术中缺乏特异性的蛋白质标记技术。
讨论中，与会专家针对化学生物学二级学科的建设、前沿研究方向和未来研究计划的主要内容展开了热烈讨论。
通过讨论和分析若干关键词，借鉴以往重大研究计划的选题程序，大家初步达成了共识。
认为可以在“生物大分子修饰的化学干预”的框架下，考虑如何做到进一步包容相关学科，如何能促进生物和化学课题组的合作，以及如何进一步凝聚有化学生物学特色的科学问题。
五、会议总结与专家建议在会议的讨论中，对化学生物学这一新兴学科的定位和发展问题上，专家们充分认识到“化学工具发展”和“生物学问题研究”并重是化学生物学的创新源泉，也是学科可持续发展的动力所在。
越来越多的化学家已经改变了过去化学方法学发展的单纯研究思路，更多考虑到在生命体中的特殊环境下发展方法学。
更多的化学实验室建立了针对生物学研究的各种系统和设施，一种新型的化学生物学实验室正在展现和发展。
与此同时，生物学家的研究手段也越来越多地用到化学的概念、方法和技术。
一种多学科交叉、融合的全新的化学生物学研究理念正在形成。
针对化学生物学的学科特征和发展的方向，与会专家指出：（1）化学生物学应该强调重要生物学问题的引领性以及外源化学干预手段的应用；（2）生物大分子动态化学修饰、细胞命运调控、细胞可塑性调控等都是当前化学与生命科学交界面的一些重要科学问题；（3）“可逆性”（或“双向性”）是一些重要生物学问题的共同特征，包括生物大分子的可逆化学修饰、细胞的编程和重编程，以及靶向性生物活性的抑制和激活等，很可能具有普遍的研究意义。
针对化学生物学的前沿方向，与会专家认为：（1）“生物大分子修饰的化学干预”、“生物大分子动态修饰的化学干预”、“细胞命运的化学干预”等类似的几种提法可以作为基本框架，但大家一致认为“生物大分子的动态修饰”及在此基础上的生物功能解析、基因表达调节和细胞命运调控是核心科学问题，而“化学干预”是未来研究的核心思想和手段之一。
（2）应强调化学手段和方法在研究生物学问题中的普适性和不可替代性。
具体的研究方法应包括生物大分子修饰的化学标记及检测(包括新型修饰的发现)、生物大分子修饰的小分子调控、生物大分子的化学修饰及合成、基于化学修饰的生物大分子功能解析、生物大分子修饰的化学模拟及生物大分子修饰的功能解析等。
（3）应充分认识到，利用化学手段解决生物学问题，同时也是化学学科自身发展和创新的绝好机会。
面向生物学问题和需求所发展的化学手段和工具，将极大地释放化学学科的研究潜能，促进其自我更新和快速发展。
根据国内外研究现状，与会专家深深体会到化学生物学研究的重要性和紧迫性，大家都对我国开展化学生物学研究充满希望，期望得到国家有关部门和社会的更多支持，并提出了如下建议：1．当前，化学生物学作为化学领域的一门新兴二级学科，已经在国际上得到了广泛的认同。