中科院2018年度“述职报告”——生命科学亮点多多 国产高端仪器取得进展

中科院2018年年度科技成果转移转化亮点工作和科技创新亮点成果已最终确定，科技成果转移转化亮点工作共6项，科技创新亮点成果共12项，其中生命科学工作亮点多多，自主研制高端科学仪器取得重要进展。

1.能为肺部做磁共振的临床检测中心落户武汉

完成单位：中国科学院武汉物理与数学研究所

左：核心装置超极化气体发生器 右：我国首幅人体肺部气体磁共振成像图

人体肺部气体磁共振成像系统

中国科学院武汉物理与数学研究所研究员周欣、中科院院士叶朝辉带领的科研团队克服技术难关，研制出具有自主知识产权的人体肺部气体磁共振成像系统。该系统弥补了传统磁共振成像不能检测肺部空腔结构的缺陷，成功“点亮”人体肺部，且能同时获得肺部气气、气血交换的功能信息，成为肺癌等重大疾病早期科学研究和诊断的新利器。目前，该成果已转移转化成立产业化公司，且正在申请医疗器械注册证。2018年7月在同济医院建立了第一个肺部气体磁共振临床检测中心，用于大规模临床病例获取工作。

2.“中科804”水稻分子设计育种取得重要成果

完成单位：中国科学院遗传与发育生物学研究所

“中科804”黑龙江省五常市示范基地

中国科学院院士李家洋团队的“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”相关成果荣获2017年度国家自然科学一等奖。“中科804”和“中科发”等水稻新品种是该团队利用该理念培育的标志性品种，实现了高产优质多抗水稻的高效培育。2018年，国审稻“中科804”在黑龙江五常市3000亩示范片中脱颖而出，在产量、抗稻瘟病、米质、抗倒伏、整精米率等方面均表现突出，对引领我国水稻品种升级换代具有里程碑式的意义。该成果入选两院院士评选的2018年中国十大科技进展新闻。上述成果得到了中科院战略性先导科技专项（A类）“分子模块设计育种创新体系”的支持。

3.突破体细胞克隆猴世界难题

完成单位：中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所

体细胞克隆猴“中中”“华华”

　　中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心/神经科学研究所科研团队攻克生命科学前沿世界性难题，在国际上首次实现非人灵长类动物的体细胞克隆，于2017年11月27日诞生世界首只体细胞克隆猴“中中”，12月5日诞生第二只克隆猴“华华”。该成果于2018年2月8日作为封面文章在《细胞》杂志发表。

　　该成果在世界范围引起广泛关注。2012年诺贝尔奖得主约翰·格登（John B. Gurdon）在同期《细胞》杂志发表评论说：“这是一项里程碑式的工作，通过克隆技术的精准优化，结合表观遗传修饰的运用，攻克了体细胞核移植技术原有的技术瓶颈……一个定制化卵母细胞克隆非人灵长类的时代开启了。”

4.1类抗阿尔茨海默病新药GV-971研发取得重要突破

完成单位：中国科学院药物创新研究院（筹）/上海药物研究所

GV-971与Aβ的分子结合模型

　　中国科学院药物创新研究院（筹）/上海药物研究所研究员耿美玉带领科研团队研发的“甘露寡糖二酸（GV-971）”是具有我国自主知识产权的新型口服抗阿尔茨海默病（AD）创新药物，具有全球专利保护。2018年7月17日，临床III期揭盲试验结果显示，GV-971在认知功能改善的主要疗效指标上达到预期，具有极显著的统计学意义和临床意义，且不良反应事件发生率与安慰剂组相当，安全性好，适合长期服用。源于靶向脑肠轴治疗理念和独特的多靶点作用特征，GV-971成为16年来全球AD治疗领域首个在临床III期试验中获得成功的药物。此次成功为阿尔茨海默症药物研发开辟了新路径、提出了新策略，为患者治疗带来了新希望。上述成果得到中科院战略性先导科技专项（A类）“个性化药物——基于疾病分子分型的普惠新药研发”支持。

5.国际首例人造单染色体真核细胞创建成功

完成单位：中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所

国际首例人造单染色体真核细胞创建成功

　　染色体携带了生命体生长与繁殖的遗传信息，真核生物通常含有线型结构的多条染色体，而原核生物通常含有环型结构的一条染色体。中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所科研团队与合作者经多年不懈探索，成功创建了单条染色体的真核细胞，在“合成生物学”领域取得具有里程碑意义的重大突破。他们以单细胞真核生物酿酒酵母（天然含有十六条线型染色体）为研究材料，通过15轮的染色体融合最终成功创造只有一条线型染色体的酿酒酵母菌株SY14；发现虽然该染色体三维结构发生巨大变化，但酵母细胞却具有正常的生长与生理功能及接近正常的交配与减数分裂功能；揭示了染色体结构与实现细胞生命功能的全新关系。这项工作在国际上首次创造了自然界不存在的简约化生命——仅含单条染色体的真核细胞，表明复杂的生命形式也可以以简约化、全新的形式来表现。

　　单染色体真核细胞的“诞生”，在基因组进化上建立了原核生物与真核生物之间的桥梁，让人们对生命本质的理解更进一步。研究成果于2018年8月1日在线发表在《自然》杂志上。

6.我国水稻分子设计育种取得重要进展

完成单位：中国科学院种子创新研究院（筹）/遗传与发育生物学研究所

“中科804”黑龙江省五常市示范基地

　　中国科学院种子创新研究院（筹）/遗传与发育生物学研究所科研团队对传统育种技术进行大胆颠覆，在模块育种理论和技术创新特别是水稻分子设计育种领域取得一系列重大突破，建立了“分子模块”到“设计型品种”的现代生物技术育种创新体系，获得审定水稻、大豆、小麦等新品种15个（含5个国审品种）。2018年，国审稻新品种“中科804”从3000亩示范片中脱颖而出，产量、抗稻瘟病、抗倒伏等农艺性状均表现突出。“中科804”和“中科发”系列等水稻新品种是中科院院士李家洋团队成功利用“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”理论基础与品种设计理念所育成的标志性品种，实现了高产优质多抗水稻的高效培育，相关成果荣获2017年度国家自然科学奖一等奖。我国科学家在现代育种理论研究方面取得的重要进展，对指导作物遗传改良实践具有重大意义。

　　上述成果得到中科院战略性先导科技专项（A类）“分子模块设计育种创新体系”支持。

7.干细胞与再生医学前沿研究和技术装备取得新进展

完成单位：中国科学院遗传与发育生物学研究所、广州生物医药与健康研究院、上海营养与健康研究所

2018年1月12日早9:19出生男婴，重2950克、身长49厘米

　　2018年，在中国科学院战略性先导科技专项“干细胞与再生医学研究”（A类）、“细胞命运可塑性的分子基础与调控”（B类）等支持下，相关单位在干细胞与再生医学前沿研究和技术装备方面取得重要进展。

　　中科院遗传与发育生物学研究所科研团队完成世界首例脐带间充质干细胞复合胶原支架材料治疗卵巢早衰临床研究，实现一名健康男婴在南京鼓楼医院顺利出生，这是我国干细胞与再生医学技术在生命健康领域取得的重要进展和突破。

　　中科院广州生物医药与健康研究院科研团队开发出简单、高效、标准化制备干细胞的方法，为诱导多能干细胞研究和优化制备途径提供了新的科学视角和解决方案；承担的“全自动干细胞诱导培养设备研制”国家重大科研装备项目通过验收，是国际首台拥有自主知识产权的自动化干细胞诱导培养设备，也是第一台以治疗为目的诱导多能干细胞自动化制备设备，具有通用性、模块化等特点，对推进我国在干细胞和相关细胞制备装备领域的自主研发进程具有重要意义。

　　中科院上海营养与健康研究所科研团队在国际上率先采用可变色荧光蛋白实现造血干细胞在体标记，首创出一套完整解析体内造血干细胞归巢全过程的研究体系，该成果于2018年11月在线发表在《自然》杂志上，为提高造血干细胞移植效率的转化研究提出新理论。

8.自主研制高端科学仪器取得重要进展

完成单位：中国科学院西安光学精密机械研究所、苏州生物医学工程技术研究所、物理研究所

系列高性能条纹相机

　　中国科学院高度重视、深入推进高端科学仪器自主研制工作，在国家重大科研装备研制项目等支持下，2018年进一步取得系列重要进展。

　　条纹相机是唯一同时具备超高时间分辨（皮秒-飞秒）与高空间分辨（微米）的高端科学仪器，代表了当前光电诊断技术的最高水平。中科院西安光机所自主研制的“系列高性能条纹相机”包括同步扫描条纹相机、大动态范围条纹相机、飞秒条纹相机等8类，突破了电子光学系统设计、高性能光电阴极制作等核心关键技术，在国家重大专项工程中得到应用。

　　我国对光学显微镜特别是高端光学显微镜需求非常旺盛。中科院苏州医工所研制的“超分辨光学显微系统”包括双光子显微镜、STED超分辨显微镜等4类，突破了大数值孔径物镜、特种光源等核心关键技术，对推动我国生物医学前沿基础研究、光学显微镜行业转型升级具有重要意义。

　　中科院物理研究所在国际上首次利用便携式X射线源实现对二维物体和真实生物体的超低剂量X射线量子关联成像，为高端科学仪器自主研制和相关高精尖技术研究提供了核心技术保障。