生命科学正从以个别科学家为主导的“小科学”模式，转向大规模、多学科交叉的“大科学”模式。中国科学院生物物理研究所所长饶子和院士指出，这一转变标志着生命科学进入了一个新阶段，即“大科学”与“小科学”互补并存的时代。

所谓“小科学”，是以科学假设为驱动、由个别科学家及其小组进行的自由探索；而“大科学”则以解决重大科学问题为目标，需要大规模投资和多学科团队协作。例如，我国早期的人工合成胰岛素和胰岛素晶体结构测定，就是生命科学领域成功的“大科学”案例。

大规模人类基因组测序的完成，是生命科学迈入“大科学”时代的关键里程碑。此后，美国、英国、日本等国家相继启动了一系列重大计划：

系统生物学：美国能源部自2002年实施“从基因组到生命”计划，核心任务是发展系统生物学，整合生命科学、信息科学等学科，潜在影响涉及生物技术、纳米材料和环境科学。

干细胞研究：2004年，美国加州批准拨款30亿美元支持干细胞研究，旨在实现组织再生和疾病治疗。尽管存在争议，但支持者认为其有望治愈疾病并推动经济。

癌症基因组计划：2005年，美国国立卫生研究院（NIH）启动“人类癌症基因组计划”，耗资15亿美元，目标是通过测序癌细胞基因突变发现新药靶点。

结构基因组计划：2000年，NIH发起“蛋白质结构启动计划”，目标在10年内解析10000个蛋白质三维结构。2005年再注资3亿美元，重点攻克药物靶标蛋白等难题。

英国和日本也积极跟进：英国研究理事会将干细胞研究列为优先领域，2005-2006年注资7000万英镑；日本政府提出“生物产业立国”，实施“基因组网络研究”计划，投入30亿日元，并开展“后基因组研究”以解析3000种蛋白质结构与功能。

我国自1993年启动“中华民族基因组若干位点基因结构比较研究”以来，国家自然科学基金、863、973等计划持续支持基因组学、蛋白质组学、结构基因组学等大科学项目，其中蛋白质组学研究投入近1亿元人民币。2006年《国家中长期科学和技术发展规划纲要》进一步加大了对生命科学大科学研究的支持力度。

中国科协名誉主席周光召院士指出，小科学在探索性研究中起开路作用，但当领域成熟后，需要大科学来攻克重大目标。他强调，应在鼓励自由探索的同时，增加对战略性基础研究的投资。