【Editorial 创刊词】

模式生物研究：认识生命、调控生命、设计生命的基石

模式生物是指一类广泛用于科学研究、以揭示生命基本规律为核心目标的非人类实验体系。凭借可操作性强、实验体系成熟及结果高度可重复等优势，模式生物研究体系构成了拓展生命科学认知边界的重要基础。根据美国国立卫生研究院（NIH）的界定，经典模式生物分布于多个生物类群，涵盖小鼠、斑马鱼、果蝇、秀丽隐杆线虫，以及酿酒酵母、拟南芥等代表性物种。依托这些模式体系，研究者得以在多物种、多层级尺度上解析生命的基本过程，催生众多里程碑式发现和诺贝尔奖级成果，并持续推动现代生命科学理论体系的建立与发展。随着生命科学迈向系统性调控与工程化重构，模式生物的价值也由认识生命，进一步拓展到调控生命，乃至设计生命。基于此，《模式生物研究》致力于搭建涵盖多物种、跨学科的国际学术交流平台，发表具有原创性与变革性的研究成果，推动模式生物研究在基础发现、机制解析与前沿应用中的持续发展。

一、认识生命：揭示基本规律

生命的基本规律，往往率先在操作简易、高度可控的模式生物中被揭示，并在更复杂生物体内得到验证与拓展。这一跨尺度、互补性的研究范式，恰是模式生物不可替代的核心价值所在。20世纪初，基于果蝇的研究提出了基因连锁与交换定律，奠定了经典遗传学的理论基础；随后，烟草花叶病毒的发现与结晶，揭示了病毒的物理化学本质；基于小球藻同位素示踪实验对卡尔文循环的解析，则阐明了光合作用碳固定的核心机制。到20世纪中期，以大肠杆菌为代表的微生物模型推动了操纵子理论与乳糖代谢调控机制的建立，从而确立了分子生物学的基本逻辑框架。此后，酵母体系对细胞自噬机制的系统解析，以及在线虫中发现的microRNA、在果蝇中鉴定的昼夜节律关键基因和在小鼠中发现的温度与机械感受器 ，都持续拓展了人类对基因表达调控、生物节律与感觉系统的认知。这些跨类群与历史阶段的经典研究表明，生命基本规律具有高度的保守性与普适性，而模式生物正是揭示这一特征的关键实验体系，并持续塑造着现代生命科学的理论框架。

二、调控生命：解析生命网络

生命系统并非由单一基因或通路独立驱动，而是依赖多层次信号网络的协同调控，包括分子间相互作用、细胞间通讯及跨组织的系统性整合。模式生物凭借其强大的可操作性与多尺度研究手段，成为解析这些复杂网络的核心工具。在疾病机制研究领域，小鼠和大鼠被广泛用于模拟神经退行性疾病、免疫缺陷及代谢综合征等复杂病理过程，为机制解析、药物筛选与治疗策略优化提供了可靠模型；斑马鱼凭借胚胎透明、发育快速等优势，在癫痫等神经发育障碍相关基因的功能研究中展现出独特价值；果蝇肠道免疫模型则进一步深化了对营养状态与免疫稳态动态耦合机制的理解。在植物科学与农业领域，拟南芥中生长素极性运输及其受体信号转导机制的建立，奠定了植物形态建成的理论基础，而脱落酸信号通路的解析，则系统阐明了植物感知并响应环境胁迫的重要分子机制。依托番茄、小麦等作物体系，这些关键调控网络进一步实现了跨物种验证与功能拓展 ，为作物抗逆改良提供了明确的理论基础、分子靶点与实践策略。

三、设计生命：重构生物系统

面向人工智能、合成生物制造等前沿，模式生物正从传统研究工具，转变为可编程、可设计的工程化底盘。与此同时，多组学驱动的系统解析、网络建模与靶点识别，进一步提升了生物系统精准优化与重构的能力，使模式生物的价值延伸至“生命设计”。以酵母、烟草和水稻等为代表的模式体系，已成为高附加值天然产物与重组蛋白合成的重要载体。酵母凭借遗传操作便捷、代谢网络清晰和发酵体系成熟等优势，通过工程化代谢通路重构，已实现多种萜烯类、甾体类及木质素类等复杂天然产物的高效生物合成。植物底盘则在复杂代谢产物合成与重组蛋白生产方面展现出独特潜力。例如，通过强效启动子筛选，研究人员在水稻胚乳中实现了重组人血清白蛋白的大量积累，产量达到2.75 g/kg稻米；通过整合源自红豆杉的关键代谢基因，研究者在烟草中实现了紫杉醇前体巴卡亭III的从头合成。                                  

结语

模式生物体系始终伴随前沿技术革新与生命科学重大问题的演进而发展。进入后基因组时代，模式生物的内涵与边界不断拓展，研究范式也由少数经典物种主导，转向以科学问题为牵引、多模式体系协同的新格局。面向系统性、复杂性与可工程化并重的新趋势，《模式生物研究》应运而生。本刊将聚焦经典与新兴模式体系的交叉互鉴，推动基础发现、机制解析、技术创新与系统改造的深度融合，助力模式生物研究更好服务于认识生命、调控生命与改造生命的全过程。

Title: Model Organisms Research: The Foundation for Understanding, Regulating, and Engineering Life

Author:Jianping Xie

DOI：https://doi.org/10.1016/j.mores.2026.100001

Citation: J. Xie, Model organisms research: The foundation for understanding, regulating, and engineering life, Model Organisms Research. 1 (2026) 100001, https://doi.org/10.1016/j.mores.2026.100001

【作者简介】

谢剑平

中国工程院院士

模式植物的生物合成与生物制造工信部重点实验室主任

Model Organisms Research 主编

【关于Model Organisms Research】

Model Organisms Research是一本聚焦模式生物（包括模式植物、模式动物、模式微生物）研究的跨学科、开放获取的国际学术期刊，致力于发表生命健康、生物医药、生物制造等前沿交叉领域具有重大突破性和创新性的研究成果。本刊第1卷第1期将于2026年7月出版。

收录范围：内容包括但不限于合成生物学、生物医学工程、微生物学与生物工程学、免疫学、食品科学技术、生物材料、药学、生物化学与分子生物学、生物育种等学科领域高质量的原创性研究论文、综述、评论等。2028年12月31日前投递的稿件免收APC费用。

官网地址：

https://www.sciencedirect.com/journal/model-organisms-research

投稿链接：

https://www.editorialmanager.com/mores/Default2.aspx

支持单位：