国际大科学研究计划简介
来源： 浏览量：1003 更新日期：2010年2月2日
1、全球变化研究计划（Global Change Research Program，GCRP）
全球变化研究计划始于1989年，1990年组成全球变化研究行动小组，是迄今规模最大、范围最广的国际合作研究计划之一，涉及地球科学、生物科学、环境科学、数学和物理学、天体科学和遥感技术、极地科学、社会科学、数据库与网络化技术应用等众多的学科领域。此项目主要研究大气物理、生物学和社会经济学以及三者之间的相互关系，研究的焦点之一就是地球系统的变化过程和变化规律。以地球系统科学理论为指导，强调跨学科、交叉学科和跨部门、多国参与研究，以及全球性环境问题的区域尺度和全球模式研究。从目前的发展来看，全球变化研究是一个庞大的计划体系，它由四个相对独立又相辅相成的分计划组成，即：全球气候研究计划（WCRP）、国际地圈-生物圈计划（IGBP）、全球环境变化的人文因素计划（IHDP）和生物多样性计划（DIVERSITAS）。目前，研究热点包括：大气组成、生态系统变化、全球碳循环、全球人文、气候多样性和变化、全球水循环等。
全球变化研究为全世界带来可观的效益，地球环境的自然波动和人类活动对环境影响的科学数据可以指导合理利用水、食物、网络等自然资源、生态环境和人类健康提供决策依据。
全球变化研究计划主要成果有《我们变化的星球》，美国基金会(NSF)、欧洲基金会(ESF)等组织发表了一系列研究报告。
中国是全球变化国际研究计划的发起者之一，叶笃正教授对WCRP和IGBP计划作出了重要贡献。中国政府十分重视全球变化研究，中国科学家积极参与全球变化研究，不少学者在国际全球变化有关科学委员会中任职，对相应计划的制定提出了一些非常有益的学术思想和科学建议，如季风驱动生态系统、气候敏感带以及青藏高原上空作为东亚对流层-平原层物质输送通道的可能性和东亚全球变化研究中心的建立等。 自1985-1998年，中国国家科技部、国家自然科学基金委员会、中科院、国家海洋局、国家气象局、国家地质矿产部等部门设立的各类全球变化研究重大项目共91项，总投资达3.2亿元。在全球变化研究的19个核心计划中，中国参加了16个，占总数的84%。在核心计划的国际合作研究项目中，目前以我为主的仅有3项，即北极-赤道-南极断面计划（PEP-Ⅱ）项目负责；季风驱动生态系统概念的提出及其机理研究，并建立全球变化东亚区域研究中心（TEACOM）；长期生态模拟项目研究。其余计划项目大多结合中国资源环境生态特点独立实施或参与国际合作。至于生物多样性计划，我国以独立研究为主，国际合作研究参与度较小。
全球变化研究的主要组织网址包括：
美国基金会(NSF) http://www.nsf.gov
美国全变化研究计划(USGCRP) http://www.usgcrp.gov
全球变化数据和信息中心(GCDIS) http://www.globalchange.gov
欧洲基金会(ESF) http://www.esf.org
2、 大洋钻探计划（Ocean Drilling Program， ODP）
大洋钻探计划（Ocean Drilling Program）是由美国国家科学基金会主持的，全球研究地球结构和深化过程的科学家和研究机构参与的一个国际研究计划。该计划主要通过研究海底岩石和沉淀物所包含的大量地质和环境信息，获得地球的演化过程和变化趋势。目前，该计划每年投资约4500万美元，资金由8个国家或国际组织提供，它们是德国、日本、英国、美国、澳大利亚/加拿大/中国台北和韩国组成的海洋钻探协会、欧洲海洋钻探协会、法国和中国，这一伙伴关系的正式名称是地球深层采样联合海洋机构（JOIDES）。其中，美国承担60%，其它正式成员每年承担300万美元，准会员每年承担50万美元，该计划活动主要在一艘钻探船上进行。2003年，该计划将定名为"综合大洋钻探计划"。
计划的基础设施主要包括拥有20多条船的美国科学考察船队，数架研究飞机，样本存放设施，格陵兰和秘鲁的太空观测站。
我国于1996年初正式向该计划的牵头单位美国国家科学基金会提出加入申请并承诺有关费用，于1999年4月正式加入国际大洋钻探计划，国家自然科学基金委员会资助汪品先院士等进行的"东亚古季风的海洋记录"研究就是国际大洋钻探计划的一部分，他作为首席科学家成功主持了南海大洋钻探184 (ODP-184) 航次活动，取得了一系列科研成果，"ODP184航次报告"于2000年出版。
大洋钻探计划的主要组织网址包括：
综合大洋钻探计划 http://www.iodp.org/
大洋钻探计划 http://www.oceandrilling.org
3、国际大陆科学钻探计划（International Continental Scientific Drilling Program， ICDP）
大陆科学钻探的研究主题覆盖了所有地学领域的广泛目标，是当代地球科学以及的最前沿，它不仅需要一系列重大工程技术的支撑，而且将带动地球科学相关学科和技术的重大发展，对于这样一个全球性的、投资巨大的、需要一系列高新技术支撑的大科学项目，国际合作是必由之路。90年代初，由德国牵头在国际地学界的支持下28个国家的250位专家出席并制定了国际大陆科学钻探计划（ICDP），1996年2月26日，中、德、美三国正式签署备忘录，成为首批成员国，正式启动ICDP。德国自然科学基金会、联合国教科文组织地学部、大洋科学钻探计划作为联系成员，墨西哥、希腊、俄罗斯、法国、英国、加拿大、日本、欧洲科学基金会成为成员国，计划每年投资70万美元。
在我国，经国务院批准，由地矿部代表中国参与了ICDP，成为首批成员国，除鼓励我国科学家参与ICDP研究活动外，并提出"大别超高压变质带"这一世界独一无二的、规模最大的、地壳构造运动折返地表最深的超高压变质带的折返机制的钻探项目，现已列入ICDP这类主题世界上唯一的候选项目。中德科学家已开始钻探选址的前期研究，并于1998年在中国召开了大别深钻计划的国际讨论会。同时，大别深钻正在申请国内大科学工程立项，这一项目的实施必将使中国科学家在全球重大地球前沿问题上做出重要的贡献。
4、全球地震监测网（Global Seismic Network）
全球地震监测网是由美国国家科学基金会（NSF）发起，法国、日本、英国、墨西哥、加拿大、意大利共同参与建立、提供和接收地震数据，同时，支持基于地理信息系统及其相关活动进行的数据和信息交流的国际网络系统，该计划由国际地震合作研究组织进行管理。
GSN的主要目的是在全球建立128个永久性相同的地震记录观测站，共同提供和分享地震数据，以及基于地理信息系统及其相关活动进行的数据和信息交流的国际网络系统。全球地震监测网计划由美国NSF发起，合作伙伴包括法国、日本、英国、墨西哥、加拿大、意大利等许多国家，全球地震由地震联合机构(Iris)的会员机构组成的委员会进行管理。目前地震联合机构主要资助虹膜/USGS网络控制中心和虹膜/IDA网络控制中心。
到2001为止全球已超过120个观测站，它们分别隶属于Iris USGS, Iris IDA, GEOFON, Pacific21, NCDSN, MedNet, BGR, BFO, USNSN, BDSN和一些国家政府或国际网络。在2001/2002年度将新建立13个观测站。GSN通过每秒20个采样点的宽带地震记录仪连续记录地震数据，GSN的另一个工作是记录范围达140DB的动态记录。
GSN的主要组织网址包括：
全球地震联合机构 http://www.iris.edu
5、国际南极科学探险计划（International Trans-Antarctic Scientific Expedition）
国际南极科学探险计划由美国国家科学基金会发起，15个国家的科学家参加。该计划以保持南极和平应用为目的，通过获得了解南极及其在全球环境中的作用，保护相对原始的环境和生态系统，以及管理好周围海域的生物资源。计划在未来四年中，收集冰核和在过去200年里南极气候和环境变化的数据，揭示从南极冰叶形成时期到冰叶性质稳定时期南极环境的历史记录。他们通过冰原车和雪橇旅行、生活在帐棚中，以获得人类在星球上极端环境条件下生存的第一手资料。同时，参与极地科学研究还有国际地质生物计划(IGBP)、南极科学研究委员会(伤痕)。
国际南极科学探险计划的主要目的是研究极地冰盖和南极天气。在南极冰中获得的全球气候变化的数据与全球其它地区取得的数据相比具有重大价值。科学家通过冰核取得在过去的200年里南极地区降雪、气温和大气循环等线索，通过这些信息将取得南极的天气变化情况。另外，通过研究海洋冰和海洋生命等也可以取得南极的气候变化数据。
中国至今未正式参与该计划。
相关组织网址包括：国际南极科学探险计划 http://www.sscretsoftheice.org
6、人类和生物圈计划（Man and Bioshpere Program）
人与生物圈计划是由联合国教科文组织发起的一项生态学综合性的国际合作研究计划，旨在对生物圈及其不同区域的结构和功能进行系统研究，并预测人类活动引起的生物圈及其资源的变化，以及这种变化对人类本身的影响。
人类和生物圈计划是为了可持续发展、保护生物多样性和改善人类生存的全球环境进行的自然和社会科学基础研究，鼓励研究自然界规律、解释自然现象和训练自然资源管理人员。人类和生物圈计划不但支持环境研究，包括全球变化，同时，支持与生物多样性广泛应用政策相关的科学研究。
区域研究网络主要包括：AfriMAB、ArabMAB、EABRN、EuroMAB、IberoMAB、CYTED、北方的科学网络(NSN)、REDBIOS、SeaBRnet、南部和中心的亚洲MAB网络(SACAM)
在过去的十年中，人类和生物圈计划主要是通过生物资源保护和多样性的应用来促进可持续发展研究，通过国际教科文组织成员之间的教育、科学、文化和通讯交流，人类和生物圈计划在科学研究和信息收集方面取得了一定进展，它将对落实21世纪日程和相关保护，尤其是生物多样性保护。
目前，该计划已吸引了世界范围1万多名科学家参与研究，中国科学家也积极组织和参加了若干研究项目。
相关组织的网址：联合国教科文组织 Http://www.unesco.org
7、 全球植物基因测序计划（Arabidopsis Genome Initiative）
全球植物基因测序计划是90年代初期提出的植物生物学国际性研究计划， 计划实施始于1996年，由美国国家科学基金会（NSF）发起并总协调，美国国家能源部和农业部共同支持。全球主要的植物基因中心与美国NSF达成广泛的国际合作意向，欧盟、法国和日本也参与资助相关的项目。现在，该计划吸引了全球2500个博物馆8000多名科学家参与，应用新的工具对全球植物进行基因测序。
为了便于计划开展，研究人员应用和研制了一系列工具和方法：基因脱氧核糖核酸序列测试仪、植物变种的集合、转换植物基因的特殊技术、基于最新技术的生物信息工具、基因图谱。借助这些工具、技术和方法，科学家完成了植物基因的获取、完成了基因测序、获得了许多基因的功能、更好了理解了植物的行为。
在全球植物基因测序计划基本完成后，NSF开始了下一阶段植物基因测序计划的工作，计划在未来十年内，即2010年前，完成2500个植物基因的功能工作。主要热点工作包括：疾病防治、了解图像敏感性、生产健康的食用油、生产可降解塑料、生产更便宜的水果和蔬菜、促进防腐、理解植物开花过程等。
植物基因功能图谱网址：http://www.nsf.gov/od/lpa/news/media/2000/fsarabidopsis.htm
8、 人类前沿科学计划（Human Frontier Science Program， HFSP）
人类前沿科学计划是生命科学领域国际合作研究计划，旨在研究探索生物体复杂组织，研究内容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。
合作形式包括：实验室--主要是为那些来自不同国家的对不能仅靠本人的实验室获得成功的科学家提供合作机会和场所；长期成员--主要是那些来自其它国家的博士后提供为期三年的工作机会；短期成员--为其它国家科学家提供为期3个月的学术访问。
该计划每年投资4700万美元，有160多人参与了该计划的研究，主要合作成员来自日本、美国和法国。1999年是该计划实施十周年纪念，在东京、斯特拉斯堡和华盛顿三大洲分别举行了三个仪式，在10周年的小册子中对10年的研究成果进行了总结，4个国家5位诺贝尔奖获得者参与了该计划研究，大部分研究都是由多个国家的多个实验室完成。从1990年到1998年交换性是人类前沿科学的一个本质组成部分，372个研究部门获奖，在很多情况下，合作涉及三个、四个或五个实验室，座落如此多的国家，一个普通的研究课题连接了四大洲。五分之四的项目涉及两个或以上大洲，至少三分之一涉及三个大洲。
人类前沿科学计划主要相关网址：http://www.hfsp.org/
9、 极端环境下的生命计划
由美国NSF发起并资助，以探索在地球极端环境下的生命过程，包括从深海到极地冰层。合作伙伴是德国和法国。
10、大规模生态研究网站
主要围绕生态研究建立全球网络、开展合作研究以及分享数据资源。现在，生态网站已建成的有12个国家，在建的有14个国家。中国参加了全球生态网络并建立了自己的站点，为开展高水平的生态学国际合作研究提供了良好的条件。
11、蛋白质数据银行计划（Protein Data Bank，PDB）
蛋白质数据银行是美国国家科学基金会生物学部支持的世界范围的三维微观生物分子结构数据处理和共享的分布式数据库。美国卫生部、能源部与NSF共同资助该计划，具体由生物结构信息研究实验室负责管理。1971年在美国Brookhaven国家实验室开始建立生物分子晶体结构的三维模型档案库，在80年代和90年代初，随着新技术的不断应用和公众对共享数据的要求，存贮的结构数据大量增加同时开始向外开放。它现在由生物结构信息研究实验室负责管理，发展成为一个采用X射线、核磁、电子显微镜等多种技术建立的三维模型，应用人员包括化学家、生物学家、计算机科学家、教育工作者等的一个WWW方式的大型分布式数据库。现在，该计划已支持在美国、英国、新加坡、日本和巴西建立数据中心和网站，在阿根廷、澳大利亚、中国、法国、印度、伊朗、波兰和中国台湾等可以进行数据维护。
蛋白质数据银行相关网址包括：
生物结构信息研究实验室 [RCSB] http://www.rcsb.org/
蛋白质数据银行 http://www.pdb.bnl.gov/whatIsThePDB.html
12、长期生态研究计划（Long-term Ecological Research）
长期生态研究计划旨在建立一个开放式的国际研究网络，主要研究环境对生物的影响问题。2000年，21个国家建立了国家长期生态研究计划并加入了国际生态研究网络。该计划在成员国轮流举行年会。成员包括加拿大、美国、古巴、巴西、哥伦比亚、乌拉圭、委内瑞拉、英国、瑞士、捷克、匈牙利、波兰、斯洛文尼亚、乌克兰、澳大利亚、中国、蒙古、韩国、台湾、伊朗、纳米比亚。
长期生态研究计划主要是研究环境对生物的影响问题，它是旨在评估和解决复杂环境问题的一个全球科学热点。1993年美国长期生态研究小组主持了一个长期生态研究国际会议，标志着从暂时的大范围的生态研究进入到国际范围的长期生态研究阶段，计划分步建立起一个世界性计划和必要通讯和分布式数据库设施，包括：促进和完善跨国和地区的长期生态研究、促进不同站点间的可比较性的分析和综合、建立科学家间的参与计划的规则和站点、促进比较性的观察和试验，综合性的研究和监测和数据交换、促进可比较的长期生态研究及技术的教育培训、共享生态系统管理的科学经验、复杂的长期生诚研究的国际合作设施、进行此计划的当前不存在的设施等。在2000年5月21个国家建立了国家长期生态研究计划并加入了国际生态研究网络，10多个国家已着手建设国家网络，更多的国家对模型表示兴趣。
这个组织每个在一个面员国进行集会，提供上一次集会的报告，1999年度国际长期生态研究会议1999年8月16日在南非的KRUGER国家公园举行，对合作研究进行广泛的讨论，包括在与国际长期生态研究相关的国际环境网络-全陆地观测系统和网络--一系列协调行动。200年在美国、2001年在英国也举行了年会。
长期生态研究计划相关网站包括：
长期生态研究计划 http://www.ilternet.edu/
13、全球生物多样性信息设施（Global Biodiversity Information Facility）
建设全球生物多样性信息设施的目的是在全世界公布和分享全球生物多样性信息，将生物多样性信息搬上互联网，以便使任何人都能方便地取得数据，由28个国家政府和组织计划共同发起和合作建设全球生物多样性信息设施。由美国国家科学基金会负责管理一系列从病菌、植物到动物的全球生物信息数据库。该计划主要是建立全球生物多样性数据库和信息技术工具组成的可操作性网络，为用户提供全球海量的生物多样性信息，以取得经济、环境和社会效益。
全球生物多样性设施与其它与生物多样性相关的一些国际组织合作，包括全球分类计划、生物多样性保护等，并获得它们支持。 全球生物多样性设施鼓励并支持旨在提高从自然博物馆、图书馆和数据银行取得海量生物多样性数据的能力的活动，特别是提供生物多样性数据的网络节点。
全球生物多样性信息设施主要是建立全球生物多样性数据库和信息技术工具组成的可操作性网络，为用户提供全球海量的生物我样性信息，以取得经济、环境和社会效益，近期主要是提供种，亚种层面的数据，中期主要是数据搜索引擎和不同数据源的数据融合工具，最终是建立基于生物多样性、分子、基因、生态和生态系统等数据库的模糊查询功能和针对特别应用和具有科学价值的数据挖掘工具。
全球生物多样性信息设施相关网站包括：
全球生物多样性信息设施 http://www.gbif.org/
14、昆虫脑计划(FLYBRAIN)
昆虫脑计划是美国、德国和日本进行的果蝇神经系统研究计划和昆虫多样性数据库。设施支持和批准热带研究组织(http://www.ots.ac.cr/)--一个由生物学部资助的由美国、哥斯达黎加、加拿大、墨西哥、澳大利亚的64个大学和研究机构组成的一个非赢利性组织，进行的研究，包括唉计划-一个大规模的热带雨林低地的节肢动物多样性调查。这个计划是不仅在合作者而且在热带研究组织和哥斯达黎加国家生物多样性研究所之间一种合作。图是热带研究组织发现的一个新物种。
由美国国家基金会国际科学工程办公室部分支持的，热带研究组织公爵大学学习课程的学生参观了一系列生物站，包括哥斯达黎加西北部的PALOVERDE站和处于热带雨林生态学研究领先地位的研究中心之一LASELVA生物站。在建议和设施的帮助下，学生设计并进行了他们自己的短期研究项目。([FLYBRAIN], http://flybrain.neurobio.arizona.edu/)
15、人类基因组计划
2000年6月26日是人类科技史上一个令人难忘的日子，参加者人类基因组计划研究，美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家同时向世界宣布人类基因组工作草图已基本完成，已给制出人体97%的基因组，基中85%的基因组序列得到了精确测定，包含了人体约30亿个碱基对的正确排序。这一重大成就立刻受到全世界的瞩目，各国均给予了高度评价，人们认为人类基因组计划是断曼哈顿原子计划，阿波罗登月计划之后的第三大科学计划，它对人类认识自身，提高健康水平，推动生命科学、医学、生物技、制药业、农业等的发展具有极其重要的意义，人类基因组工作草图的完成是该计划实施的一个里程碑，标志着人类在研究自身的过程中迈出其不意关键的一步。有人将此成就与伽利略的天文发现相媲美，有人认为它的意义远远大于抗生素的发明。
(1)人类基因组计划的由来与进展
人类基因组计划最初是由美国生物学家，诺贝尔奖获昨者杜尔贝科（R. Dulbecco） 于1986年在美国《科学》杂志上发表的一篇文章中提出的，主要目标是测出人类基因组DNA长达3×109碱基对的序列，发现所有人类基因并阐明其在染色体上的位置，从而在整体上破译人类遗传信息。经过约3年的讨论，美国政府于1990年10月正式启动了这项将耗资30亿美元、为时15年的计划，预期在2005年完成人类基因组全部序列的测定。这一计划还包括对一生活费列模式生物体基因组的全测序，如大肠杆菌，酵母，拟南芥、线虫、果蝇和小鼠等，因为对这些处于生物演化不同阶段的生物体的研究是认识人类基因结构与功能不可缺少的。1993年年美国国立卫生研究院和能源部修改了其五年计划的指标；1994年遗传图谱传图的五年计划提前完成；1995年人第3、11、12和22号染色体的中等精度的图谱公布；人第16、19号染色体的高分辨率物理图谱分别完成。该计划自实施以来，很快受到国际科学界的重视，英国、日本、法国、德国的科学家先后加盟，遂扩展成国际性合作计划。1996年举行了国际合作的人类基因组大规模测序战略会议。1997年美国国立卫生研究院成立国家人类基因组研究所（NHGRI）。1998年美国国立卫生研究院与能源部提出新的五年计划（1998-2003），人类DNA测序是其重中之重，旨在2003年底前完成整个人类基因组的测序，其间，将在2001年底前产生人类基因组序列的工作草图。
1999年7月，在中国科学家的积极申请之下，中国科学院遗传研究所人类基因组中心在国际人类基因组组织注册成功，负责测定全部序列的1%。中国成为该计划的第六个参与国，唯一的发展中国家。1999年12月国际基因组计划联合小组宣布，已完整译出人第22号染色体的遗传密码，人类首次完成人体染色体基因完整序列的测定。2000年4月美国塞莱拉（Celera）基因研究公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。但不少欧美科学对此表示质疑，因为该公司的研究没有提供有关基因序列的长度和完整性的可靠数据。2000年5月，德国与日本科学家合作完成了人第21号染色体的基因测序工作，该项成果可以揭开早老性痴保症、躁狂抑郁症状等疾病的成病机理。在六国16个测序中心的1100多名科学家、计算机专家和技术人员的通力合作下，终于在5月提前完成了人类基因组的工作草图。国际人类基因组计划的完成时间将再次提前，预计从原订的2003年6月提前到2001年6月。
(2)我国人类基因组研究工作的历程与进展
我国人类基因组的研究工作，在国家自然科学基金委员会的支持下，于1994年启动以后又得到了国家高技术发展计划（863）和国家自然科学基金的重点支持，以及中国科学院和北京、上海等市政府的支持，1998年疾病基因组等研究被列入国家重点基础研究规划（973）的第一批项目之中；中国南方基因中心在上海成立。翌年，北方人类基因组中心和中国科学院人类基因组中心先后在京成立。1999年9月中国加入国际人类基因组计划，并仅用半年多的时间，于2000年4月提前完成了人第3号染色体短臂上3000万个碱基对的工作草图，从而在这一科学丰碑上自豪地刻下中国人的名字。我国通过参与这一计划，改变了国际人类基因组研究的格局，能够分享这一计划历时10年积累的全部成果、数据和技术，建立起了我们自己的大规模测序的全套技术及科技队伍，为我国今后的生物资源基因组研究及参与国际生物产业竞争奠定了基础。
现在，我国已建立起一整套较完整的基因组研究体系，在基因多样性领域，建立了多民族人群的DNA样品库，对中国南、北30个民族或人群的遗传关系进行了研究，并与世界其他人群进行了比较。疾病基因的研究也取得了可喜的进展，克隆了遗传性高频耳聋的致病基因，定位了若干单基因疾病的染色体位点。在白血病和某些实体肿瘤相关基因的结构，功能研究方面也取得重大突破，已获得EST（表达序列标签）10多万条，克隆了1000条以上新基因的全长cDNA，在模式生物体基因组的全测序方面我国也做了出色的工作，开展了中国生物数据库的建设。
尽管我国在人类基因在人类基因组研究方面取得了一系列令人惊喜的成就，但科学家们指出，我国现有的基因组研究队伍的总体状况，特别是在资金与技术设备方面与发达国家相比，仍存在着相当大的差距。要使我国从基因资源大国转变为基因研究大国，扭转目前面临的生物资源流失的来重情况，不农历付出极大的努力。
(3)后基因组时代的展望
随着人类基因组大规模测序工作接近尾声，生命科学进入了后基因组时代，亦称功能基因组学时代。它以揭示基因组的功能及调控机制为目标，其核心科学问题主要包括：基因组的多样性，基因组的表达调控与蛋白产物的功能，以及模式生物基因组研究等。它的研究将为人们深入理解人类基因组遗传语言的逻辑构架，基因结构与功能的关系，个体发育、生长、衰老和死亡机理，神经活动和脑功能表现机理，细胞增殖，分化和凋亡机理，信息传递和作用机理，疾病发生、发展的基因及基因后（如病机理、病理过程）机理以及各种生命科学问题提供共同的科学基础功能基因组研究成果不仅具有巨大的科学意义，而且有着十分光明，广泛的应用前景，在医疗卫生方面，研究成果可用于医药的发现和开发；致病基因或疾病易感基因的鉴定和克隆，可用于全新原理的诊断、治疗和预防方法的设计；医生将能够根据患者的个人遗传构成，进行更加个人化的药物疗法；科学家们在人体器官和组织"重造"以及修复方面将取得巨大进步；以基因组成果为基础的基因组工业，将带动一批高新技术产业向新的领域开拓。在农业、畜牧业方面，可用新的方式对动植物疾病进行诊断和处治，改善它们的品质，提高产量，在纺织业，废物控制和环境治理整顿，都将发挥重要作用。
16、科学技术研究传输节点（The Science Technology and Research Transit Access Point， STARTAP）
科学技术研究传输节点是下一代高性能网络技术和应用的骨干网络设施，并与15个国家的下一代英特网进行了连接。该计划支持高性能应用和新网络技术的新一代高性能骨干网络设备的永久性接口，是支持应用高性能计算和技术评估的先进国际网络的首要全球交换节点。它是在原先一系列计划的基础上发展起来的，在1999年，大约15个国家网络、美国下一代因特网、ABILENE完成了与科学技术研究传输节点的连接。该计划由美国国家科学基金会牵头并负责。
相似的网络节点还有TransPAC， MirNET， Euro-link， Abilene等。
科学技术研究传输节点相关网址包括：
科学技术研究传输节点 http://www.startap.net/
MIRNET http://www.friends-partners.org/friends/mirnet/home.html
ABILENE http://www.ucaid.edu/abilene/
TRANSPAC http://www.transpac.org/
EURO_Link http://www.euro-link.org/index.html
17、全球太阳活动观测网络组织（Global Oscillation Network Group）
全球太阳活动观测网络组织是应用日温计详细研究太阳内部结构和动力学的一项计划，为了不间断获得太阳活动观测数据，在全球建立了6个观测站，并建立了分布式数据分析系统进行研究合作，通过观测数据，构建太阳的基本模型，研究太阳系的进化等问题以及宇宙进化问题。该计划由美国国家科学基金会牵头并负责。
组成太阳活动观测网络的六个观测站如下：
美国加利福尼亚大熊太阳观测站
美国夏威夷莫纳罗亚山高海拨观测站
澳大利亚西部Learmonth太阳观测站
印度udaipur太阳观测站
金丝雀岛的太阳观测站智利Cerro Tololo中美洲观测站
全球太阳活动观测网络计划相关网站包括：
全球太阳活动观测网络计划 http://helios.tuc.noao.edu/homepage.htm
18、国际智能制造系统项目（International Intelligent Manufacturing Systems Program）
国际智能制造系统项目主要研究机械制造中面临的象机械制造操作的极大的复杂性、相关环境和全球制造等问题。该计划由美国国家科学基金会牵头并负责。
19、跨部门太空脑科学实验计划（Interagency Neurolab）
跨部门太空脑科学实验计划是美国国家科学基金会（NSF）为响应美国议会提出的"人脑十年"而组织的国际合作计划，它是生命一个组成部分。它的原形是1998年4月美国航空宇航局的一个任务，主要是研究动物和人类神经系统以及在太空飞行中的反应。现在，由美国多个部门和多个国家参与的人类和动物在空间微重力等条件下的神经科学实验和数据分析。
该计划的基础数据主要是这些年收集的在微重力环境下的生理反应数据，太空生理研究则刚开始。
跨部门太空脑科学实验计划的相关网站主要有：
跨部门神经实验室 http://neurolab.jsc.nasa.gov/
20、高能物理与核物理
由于高能物理一般不涉及短期的商业回报和研究成果更具国际性，是全球科学合作的最佳选择领域之一，再加之其建设投资和运行费用巨大，往往任何一国难以全面部署，因此，在高能物理领域加强各国间的合作或共同建设国际性的大型粒子加速器设施是未来的发展趋势。
目前，国际上最大的高能物理合作项目是欧洲原子核研究委员会于1994年决定在欧洲核子研究中心（CERN）建立的大型强子对撞机（LHC），总投资约23亿美元。除欧洲原子核研究委员会19个成员国之外，日本和美国已决定参加。该设施费用的1/3来自欧洲原子核研究委员会，1/3由其成员国额外提供，另外1/3可望从日本和美国获得。设备的主要部分是建造超导磁体和研究制冷技术。全部工程的第一阶段将于2004年结束，第二阶段将于2008年完成。整个机器的能量可达14*1012ev。大型强子对撞机的建成将使欧洲核子研究中心在今后20年内保持其在粒子物理设备方面的世界领先地位。1998年，中国已决定由中科院、基金会、科技部三家出资1600万元，在LHC上建立两个探测器，供中国科学家参加CERN的合作研究。
在CERN大型强子对撞机建造之后，将有可能上马下一代直线加速器（NLC）。目前参加该设备早期概念设计的人员来自20多个国家，但核心工作人员来自美国、日本和俄国。一些科学家认为，该加速器应像CERN那样以国际组织的形式成立和运行，但最终的东道主和成员组织尚未确定。
21、核聚变
国际热核实验反应堆计划（ITER）是目前全球核聚变方面最大的国际合作项目。该项目是由美国、俄罗斯、欧盟以及日本于1992年共同决定实施的，它包括二个阶段，第一阶段为热核聚变堆的科学研究和工程设计阶段，目标是对具有能够首次达到自动维持热核聚变反应能力的托卡马克样机进行研究，确定、第一台样机的主要特性、技术选择等。1992年开始实施，计划于1998年完成，经费投入为12亿美元；第二阶段为实验堆的工程建设阶段，预计投资100亿美元，建设期为10年，然后是为期20年的试运行期。目前，ITER项目合作各方正在酝酿定址问题，主建国须承担47.5%-70.0%的建设费用。现在，只有意大利代表欧盟表示愿意承建。日本政府尚未正式提出承担，但日本有关方面对此呼声颇高，预计日本最有可能成为ITER的东道国。
22、空间科学与空间天文学
美国是一个空间科学大国，保持在空间科学技术上的领导地位是美国空间科学和技术发展的基本方针。国际合作是美国空间科学活动的重要组成部分。多年来，美国在空间科学领域的国际合作主要以双边合作为主，极少有多边合作，与其合作最为密切的国家和组织是加拿大、欧洲空间局和日本，其次是法国、德国、意大利和俄罗斯。目前，在美国组织的11项大型空间科学计划中，有6项的总投资超过10亿美元，它们是：国际空间站、地球观测系统、先进X射线空间物理设施、Cassini卫星探测计划、哈勃太空望远镜和加里略木星使命计划。所有11项计划均包含相当程度的国际合作内容。
在西欧，空间合作研究主要由欧洲空间局（ESA）组织和协调，目前，欧洲空间局开展的大型研究计划有：空间红外观测卫星、克拉斯特观测计划、X射线多镜望远镜观测计划、Integral空间观测计划、Envisat地球观测计划。
目前，在空间领域开展的最大的国际合作项目是国际空间站计划，由美国、俄罗斯、日本、欧空局以及加拿大联合实施，总投资450亿美元。目前合作各方已对该计划做了详细的严格分工，各参加方基本上都是独立地完成各自承担的任务。按照预定计划，由俄罗斯制造的空间站的第一个组成部分--功能货舱将于1997年1月有俄罗斯质子号火箭发射升空；首批3名宇航员将于1998年5月进入轨道；美国、日本和欧洲的三个实验舱将分别于1999年、2000年和2002年进入太空。
由于西方发达国家出于对空间领域高科技的保护与封锁以及国家安全、政治外交战略等方面的考虑，在组织空间科学国际合作计划时特别谨慎，一般仅限于少数的空间科学先进的发达国家之间。中国至今在空间科学领域尚未参加重大的国际合作研究计划。
23、地面天文学
随着愈来愈多的宇宙奥秘被大型设备和接受器所揭示，天文学发展正处于黄金时代。由于天文望远镜发展日趋复杂化、大型化，投资规模也越来越庞大，加之望远镜需要安置在具有观测优势的特定地理位置上，导致围绕天文望远镜建造和运行的双边和多边国际合作成为地面天文学发展的显著趋势。
目前，美国正在与英国、加拿大、智利、巴西以及阿根廷联合设计和建造两台8米Gemini望远镜（IGP），这是目前全球在地面天文学方面最大的国际合作项目之一，总投资1.76亿美元，主要合作伙伴是美国、英国、加拿大、智利、巴西、阿根廷。两台望远镜分别安装在南北半球（一个在智利，另一个在夏威夷），北半球望远镜于1998年投入使用，南半球望远镜预计2000年建成，整个系统可提供高质量全天空清晰图象，为天文学家在地面研究星球的起源、结构以及银河系的形成提供更加精确的观测数据。
成立于1962年的欧洲南方天文台（ESO）是欧洲天文学合作的重要国际性机构，其成员国包括比利时、丹麦、德国、法国、意大利、荷兰、瑞典和瑞士，另外，葡萄牙作为观察员也参加了该国际机构。1987年，ESO决定到本世纪末在智利建成当今世界上性能最优良的大型望远镜（VLT），总预算4.75亿马克，第一台设备预计于1998年投入观测，另外四台望远镜计划于2002年安装完毕。
另据美国科学基金会提供的资料，现在正在开展的天文学领域的大型国际合作活动有：（1）地球摆动观测网：由美国科学基金会牵头，成员国是西班牙、澳大利亚、印度和智利。（2）Cerro Tololo美洲天文观测站：美国和智利合建，每年运行费650万美元。（3）南极天文物理研究中心：由美国科学基金会牵头，澳大利亚和法国参与合作并承担部分费用。（4）激光干扰引力波观测网：主要合作成员是美国、法国、意大利、英国、德国、澳大利亚和日本，中国、印度、阿根廷有一些间接的合作。（5）南极介子微中子探测阵列计划：是美国科学基金会极地工作办公室、数理学部和美国能源部及一些欧洲机构支持的目前世界上最大的微中子探测器。
至今，我国尚未在国外建造望远镜或参与国际合作共建大型望远镜。