生物学研究正处于重大变革之中，而美国科学院研究理事会“健康与会聚面临的关键挑战”咨询委员会调研报告指出，“会聚观”是推动生物科技革命的战略思想和方法。
　　《会聚观：推动跨学科融合·生命科学与物质科学和工程学等学科的跨界》正是该委员会的调研报告全文。
　　《会聚观：推动跨学科融合·生命科学与物质科学和工程学等学科的跨界》一方面讨论了关于交叉和会聚观等核心概念与思想，阐述了正在发生的生命科学与物质科学和工程学等学科的跨界趋势；另一方面总结了影响会聚研究的重要体制、机制和文化因素，介绍了美国科技界推动会聚活动的重要实践案例，并提出加强会聚研究的一系列策略和建议。
　　《会聚观：推动跨学科融合·生命科学与物质科学和工程学等学科的跨界》内容丰富、观点新颖，文风务实、可读性强，对科研人员、管理人员、决策者均具有参考价值；对生物学有兴趣的其他广大读者也可参阅。

　　《会聚观：推动跨学科融合·生命科学与物质科学和工程学等学科的跨界》：
　　会聚是一种通过跨越不同学科来解决问题的方法；这个方法融合了生命科学与健康科学、物质科学①、数学，以及计算机科学、工程科学等众多专业领域的相关知识、工具和思维方式，构建一个全面综合的框架，用以应对多领域交叉的科学与社会挑战。通过整合不同专业领域的知识，形成合作伙伴网络，会聚策略将激励基础科学发现不断向实际应用转化。会聚观也为实现学术界、国家实验室、产业界、临床机构及资助机构等利益相关者的广泛合作提供了肥沃的土壤。因此，本咨询报告中提及的会聚概念，包括了两个既密切联系又截然不同的特征：一方面是指需要解决一系列科研问题的相关专业知识的会聚；而另一方面则指形成合作伙伴关系网络，这个合作网络提供对相关科学研究的支持并能够使研究成果不断转化为新的创新形式和全新产品。
　　会聚过程中创造出来的全新认知将有助于满足以下方面的需求：
　　了解神经系统等各种生物复杂系统，并将这些知识用于设计新型治疗方法；
　　通过知识管理和精确医学的整合改善对病患的治疗效果；
　　通过现场打印、3D打印技术革新不断促进制造业创新；
　　探索新型燃料与改良储能系统；
　　在不断变化的气候条件下满足全球食品安全供应需求。
　　会聚观所展现出的独特的研究方法，并非推动知识进步或开展学科性研究与跨学科研究的唯一方法。通过其他模式开展的相关研究，或是在离开生命与健康科学、物质科学和工程学的交叉领域的相关研究，也同样能够为科技事业作出重大贡献。事实上，这种类型的相关研究能够与会聚研究整合形成更为丰富的知识。框S-1中以案例形式列出了能够受益于会聚方法的这类研究挑战。
　　框S-1微生物组工程治疗疾病：一项需要专业知识和相互合作的挑战
　　人类微生物组是指生活在人体上的巨大微生物群体，其中包括皮肤和肠道上的微生物。为了识别并将这些微生物与人类的健康和疾病状态关联起来，科技界已经做出了巨大的努力，例如，由美国国立卫生研究院（NIH）支持的人类微生物组计划（HumanMicrobiomeProject）。通过了解微生物组与微生物群落之间的相互作用，将有可能开发出通过改变关键的微生物组成进行疾病治疗的全新疗法。例如，研究人员最近研制出一种肠共生细菌，它能够产生一种信号传导分子，诱导霍乱弧菌（Vibriocholerae）降低其霍乱毒素等致病因子的表达。如果小鼠在感染霍乱弧菌前摄入这种特定的工程菌，这些小鼠能够降低与毒素的结合，使存活率增加。
　　将特定疾病与某种特定的微生物或微生物组合相关联，进而研发出一种或多种关键微生物的优化组合，并将这些发现应用于疾病治疗，是一项漫长而复杂的挑战性工作。而完成这项工作，需要来自多个领域的专业知识与众多合作伙伴的会聚。为了更好地实现上述目标，将有可能需要：
　　·通过DNA测序技术，获得体内微生物组的相关遗传信息；
　　·通过生物学实验与化学实验，进一步分析检测到的微生物；
　　·通过数学与计算工具，分析实验产生的相关数据，进行序列比对，并识别与目标疾病相关的潜在基因；
　　·通过公共卫生研究，更好地了解微生物在特定疾病状态下如何发挥作用；
　　·通过工程学与合成生物学的相关专业知识，设计改造基因表达的微生物；
　　·通过材料科学的知识，将改造过的微生物封装到递送系统中，例如可摄取的药丸；
　　·通过临床试验与监管机构的合作，批准可用于人的新型药品；
　　·通过产业合作伙伴，不断扩大生产与制造规模；
　　·通过社会和行为干预，以受益人群为目标，开展特定的新型治疗。
　　许多科研机构对于如何促进相关的会聚研究很有兴趣。尽管表S-1中列出的会聚研究模式已经存在，然而，由于文化与制度的障碍，导致能够自行运转的会聚生态系统的发展速度缓慢。在如何制定出有效的会聚计划项目，会聚计划项目可能会遇到何种挑战，以及其他组织通过何种策略以便更好地解决所面临的问题等方面，许多机构往往缺乏有效的指导。本报告旨在积极地消除这一认知差距，分析某些组织支持会聚研究所采用的相关机制和研究项目，并为科学界提供有根据的指导建议（框S-2）。2013年9月举行的带有信息收集性质的研讨会，为对会聚研究感兴趣的科研人员提供了一个极其宝贵的机会来共同探讨若干关键问题：会聚观究竟能够带来什么？在其培养会聚能力的过程中，将遭遇何种典型的挑战？可以用来支持和促进会聚研究的机制有哪些？另外，此次研讨会与本报告的撰写得到众多资助机构的支持①，这反映出公众对于讨论和理解有效实施会聚研究将要面临的各种挑战表现出浓厚的兴趣。
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从书序
原书前言
致谢
摘要

1 导论
1.1 一场科学和技术的革命正在发生
1.2 会聚研究是交叉学科研究的一种扩展形式
1.3 会聚观推动科学进步
1.3.1 研究生态系统涉及众多的学科和参与者
1.3.2 会聚观能加速发现和创新
1.3.3 会聚观涉及科学与社会的关系
1.3.4 承前启后推动会聚研究
1.4 研究机构需要能够高效促进会聚研究的指导
1.5 报告框架

2 会聚型科学示例
2.1 用于改善疾病治疗的知识网络
2.2 三维打印技术将带来新的医疗保健选择
2.3 联邦机构实施的会聚项目：
2.4 产业界中发生的会聚：生物技术
2.5 会聚观加速生物经济的发展

3 从研究领域更广泛的视角来看会聚观
3.1 专业术语和概念
3.2 影响整合和协作研究成功的众多因素
3.3 改进STEM教育以推动会聚观
3.4 会聚策略将有助于促进生命科学的定量化和重现性
3.5 会聚科学超出了生命科学、物质科学、医学和工程学的整合

4 将会聚观融入组织机构：挑战与策略
4.1 专业知识的深度和广度加速会聚
4.2 多样化的视角有利于创新
4.3 会聚科学需要一种文化和支持机制
4.3.1 策略：围绕一个共同的主题、问题和科学挑战进行组织
4.3.2 策略：面向研究机构开展会聚研究面临的挑战，配置相应的管理架构
4.3.3 策略：提供各种正式和非正式互动的机会
4.4 会聚研究与师资队伍结构和奖励制度相互联系
4.4.1 策略：彻底的组织架构重组
4.4.2 策略：跨部门工作
4.4.3 策略：在晋升和任期过程中对跨学科研究的支持政策
4.5 设计用于会聚研究的设施环境和工作区域
4.5. 策略：处于与校园其他部分相连接的中央位置
4.5.2 策略：安排使研究人员相互作用最大化的实验室和公共空间
4.6 发展新的教育和培训项目来促进会聚
4.7 会聚研究依赖于有效的伙伴关系
4.8 持续的资助是会聚型工作所必需的
4.9 会聚生态系统包括多种核心组分

5 通过会聚研究来拓展知识并解决复杂问题：结论和建议
5.1 结论和建议
5.2 需要国家层面的协调

参考文献
附录A “健康与会聚面临的关键挑战”咨询委员会成员简介
附录B 实施会聚的关键挑战研讨会：议程与参与者
参会者名单

框
框S-1 微生物组工程治疗疾病：一项需要专业知识和相互合作的挑战
框S-2 任务声明
框1-1 任务声明
框2-1 会聚案例：Illumina有限公司
框3-1 定义
框4-1 晋升和终身教职认定政策
框4-2 电影产业：鼓励会聚观的模型？
框4-3 用于会聚研究项目的种子基金资助
框4-4 获得赛克勒基金会支持的会聚研究中心

图
图1-1 建立在前期分子生物学和基因组学革命的基础上，生命科学、物质科学、医学及工程学不断地整合代表了生命科学领域的第三次革命
图1-2 代表会聚整合过程的两种表现形式
图1-3 在“会聚-解聚”过程中研究模式扮演的角色
图2-1 构建用于基础研究和药物发现的生物医学知识网络
图2-2 器官和组织的3D打印的概念模型
图2-3 定量生物科学研究所（QB3）的会聚创新生态系统涉及政府与大学和产业合作伙伴之间的动态互作
图2-4 多家高新技术企业集群分布在麻省理工学院附近，成为由会聚活动所创造和维持的生态系统的一部分
图4-1 “T字形”和“梳形”人员将拓展专家的知识的深度与广度并实现跨领域工作
图4-2 Bio-X中心提供的教职员工互动联系网络
图4-3 路径重叠对研究合作的影响

表
表S-1 美国境内已经成立的会聚研究机构实例
表S-2 推进会聚观面临的共同挑战的观点比较
表S-3 关于利用稳定的预算推进会聚研究的相关思路
表S-4 建议的汇总表
表3-1 影响跨学科研究有效协作的因素
表4-1 推进会聚研究面临的共同挑战的观点比较
表4-2 关于利用稳定的预算推进会聚研究的相关思路

英文原文