1986年12 月，日本通产省和科学技术厅召集国内著名科学家讨论后共同提出了“人类前沿科学计划”( HFSP）。旨在鼓励基础研究方面的国际合作，目前其成员国有加拿大、法国、德国、意大利、日本、英国、美国等30多个国家。HFSP是目前国际上运作得比较成功的科研资助机构，主要支持有关生命科学的创新性跨学科基础研究。包括从大脑功能到肌肉层面的生物功能，涉及脑研究和分子生物学的多个学科。该计划特别强调物理、数学、化学、计算机科学家以及工程技术人员与生物学家一起开创复杂生物系统的新兴学科。其计划的宗旨是从本质上阐明生物的各种机能，资助生命机体的复杂机理的研究。以便用更恰当的方式人工的利用这些功能。以下是该计划的最新进展。

阿里尔·本-萨松研究团队开发了新的双组分二维蛋白质材料

HFSP 跨学科研究员阿里尔·本-萨松（ Ariel Ben-Sasson）的研究团队开发的新的双组分二维蛋白质材料为新一代旨在调节细胞反应并重塑合成和生命系统的合成生物材料铺平了道路。该团队使用这种新材料来调节受体聚类，证明了该材料可以非常快速地（约 20 秒）将受体聚集到细胞表面的无数受体“岛”中。聚合物能够对包含自由扩散受体的无序生物膜施加秩序，只要受体岛足够大，这种聚合物就可以抵抗内吞作用并在质膜上停留数小时甚至数天，聚合物的这种前所未有的特性有望在基础研究和应用研究中获得重大应用。该研究结果发表在 Nature 杂志上。

一片蛋白质（粉红色和蓝色）在细胞表面形成蜂窝状结构

克努特·德雷舍研究团队推出专用工具—BiofilmQ

HFSP 职业发展奖获得者克努特·德雷舍（Knut Drescher）的研究团队合并了所有现有的图像分析工具，并将它们推广到能够为具有时间序列的 2D 和 3D 社区提供图像分析，开发出了一个用户友好界面以及提供一个全面的分析工作流程的新的软件工具 — BiofilmQ，它提供了复杂微生物群落的 3D 和 2D 图像综合分析能力。该工具不需要用户具有编程专业知识，因此它为更广泛地采用空间和时间微生物群落的定量表征铺平了道路。该研究结果发表在Nature Microbiology期刊上。

大肠杆菌细胞生物膜菌落的共聚焦显微镜图像

西科拉研究团队确定了SARS-CoV-2 的刺突蛋白的聚糖的弱点是优化疫苗的可能目标。

通过分子动力学模拟，西科拉（Sikora ）和他的团队成员发现聚糖会清除尖峰表面的传入分子，快速的聚糖运动有效地将蛋白质从我们的免疫系统中隐藏起来。西科拉及其同事揭示了刺突蛋白如何逃避免疫反应并识别其保护外衣中的弱点，刺突蛋白表面的九个区域被确定为开发疫苗和疗法的有希望的目标，这也可能在病毒变体和其他病毒的研究和治疗中被证明是有用的。该研究结果发表在PLoS Computational Biology期刊上。

嵌入膜中的四种刺突蛋白（不同颜色）的分子动力学模拟快照

马泰奥·劳齐研究团队首次确定了一种基于驱动复合形态发生的两层细胞连接机制

在使用果蝇胚胎的研究中，阿尔菲·约翰（Alphy John）和马泰奥·劳齐（Matteo Rauzi）发现上皮细胞可以在两个不同的顶端 - 基底位置形成不同的粘附连接组，从而形成两层连接系统。第一连接层介导顶端收缩启动组织折叠，第二层介导极化细胞嵌入启动组织延伸。Alphy 和 Matteo 表明，两层连接的形成受前后 (AP) 和背腹 (DV) 基因模式的协同作用控制。这项研究首次展示了这些信号源如何相互交流并协同作用以控制胚胎发育过程中的形态发生。阿尔菲·约翰和马泰奥·劳齐揭示了一种新机制，为负责同时组织折叠和延伸的信号通路提供了新的线索。该研究结果发表在Development Cell期刊上。

连接机制

肯佐·伊万诺维奇研究团队揭示心脏的胚胎起源

HFSP长期研究员肯佐·伊万诺维奇（Kenzo Ivanovitch）的研究团队意外地发现，心脏的四个腔室在胚胎中都有不同的空间和时间起源。研究发现对心脏有贡献的第一组细胞形成左心室，然后是形成右心室的细胞，最后是心房。研究表明，预先确定生成左心室或右心室或心房细胞类型的初始细胞可能会产生更纯的心肌细胞群。该研究有助于理解先天性心脏病，还可能有助于使用干细胞模拟心脏病或开发再生疗法。该研究结果发表在Plos BiologyPubMed 期刊上。