中国生命科学十大进展

1月10日，中国科协生命科学学会联合体公布2021年度“中国生命科学十大进展”评选结果，8个知识创新类和2个技术创新类项目成果入选。2021年度“中国生命科学十大进展”分别为：从二氧化碳到淀粉的人工合成、脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制、新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制、转录起始超级复合物组装机制、提高中晚期鼻咽癌疗效的高效低毒治疗新模式、异源四倍体野生稻快速从头驯化、冠状病毒的跨种识别和分子机制、揭开鸟类长距离迁徙之谜、干涉单分子定位显微镜、全脑单神经元多样性研究及信息学大数据平台。据介绍，本次入选项目具有原创性突出、社会意义重大的特点。其中，知识创新类项目“从二氧化碳到淀粉的人工合成”，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成，将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响；知识创新类项目“新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制研究”和“冠状病毒的跨种识别和分子机制”对当今国际社会复杂的抗疫形势有重大意义；技术创新类项目“干涉单分子定位显微镜”为开辟新的交叉学科研究领域奠定基础。据悉，中国科协生命科学学会联合体自2015年起开展年度“中国生命科学十大进展”评选工作，已连续开展7年，旨在推动生命科学研究和技术创新，充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果。每年公布评选结果后，邀请入选项目专家编写和出版科普书籍，并举办交流会暨面向青少年的科普报告会，向公众揭示生命科学的新奥秘，为生命科学新技术的开发、医学新突破和生物经济的发展提供新的思路，极大提高了生命科学和相关技术的社会影响力。2021年度中国生命科学十大进展1、从二氧化碳到淀粉的人工合成淀粉是粮食最主要的成分，也是重要的工业原料。中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化物所等单位，抽提自然光合作用的化学本质，从头设计创建了从二氧化碳到淀粉合成的非自然途径，解决了途径代谢流从头计算、关键酶元件设计组装、生化途径精确调控等科学问题，以生物催化与化学催化耦合的11步反应，颠覆了自然光合作用固定二氧化碳合成淀粉的复杂生化过程，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成，能效和速率超越玉米等农作物，突破了自然光合作用局限，为淀粉的车间制造打开了一扇窗，并为二氧化碳原料合成复杂分子提供了新思路。在国际上引起强烈反响，被认为是一项里程牌式突破，将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响。该成果发表在《科学》（Science，2021，373(6562):1523-1527）。2、脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制4亿多年前脊椎动物从水生到陆生是包括人类在内的陆生脊椎动物演化史上的重大事件，但长期以来对这一重大事件的遗传创新机制知之甚少。西北工业大学生态环境学院王文、王堃团队与中科院水生生物研究所何舜平和昆明动物所张国捷等团队合作，发现硬骨鱼祖先已进化出了陆生适应性相关的初步遗传基础，在肺鱼代表的肉鳍鱼内得到进一步加强，到四足动物最终完善而成功登上了陆地。Science报道该成果揭示了“隐藏在现生鱼类中水生到陆生演化的遗传奥秘”；瑞典科学院院士Per Alhberg教授撰文指出该项成果克服了化石研究难以研究软组织器官和生理学问题的挑战，美国科学院院士、国际著名脊椎动物登陆研究专家Neil Shubin撰文指出该成果为理解脊椎动物水生到陆生的研究“提供了关键认知和长久期待的数据”。该成果两篇研究论文以封面故事发表于《细胞》杂志（Cell，2021，184(5):1362-1376；1377-1391）。3、新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制新冠病毒肺炎疫情已持续两年，不断出现的突变株对发展广谱药物提出急迫需求。由病毒复制酶组成“转录复制复合体”，负责病毒转录复制的全过程，在各突变株中高度保守，是开发广谱药物的核心靶点。清华大学饶子和院士、娄智勇教授课题组，在国际上首次发现和重构了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式。以此为基础，首次明确了病毒mRNA“加帽”成熟的关键酶分子，回答了冠状病毒研究中近30年来悬而未决的问题，并且该分子在各突变株中高度保守，在人体中没有同源物，为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供了全新靶点。同时，他们还首次发现病毒以“反式回溯”的方式对错配碱基和抗病毒药物进行“剔除”，阐明了瑞德西韦等药物效果不良的分子机制，为优化针对聚合酶的抗病毒药物提供了关键科学依据。以上研究成果分别发表于《细胞》杂志（Cell, 184(1):184-193 Cell, 184(13):3474-3485）。4、转录起始超级复合物组装机制转录起始超级复合物是中心法则中转录步骤的核心，对理解基因表达调控和相关生理病理过程具有重要意义，一直是国际生命科学研究的核心和前沿问题。复旦大学徐彦辉团队解析转录起始复合物PIC及其与Mediator（中介体）组成的转录起始超级复合物结构的三维结构，系统地展示转录机器识别不同类型启动子并完成组装的全过程，揭示了转录为何发生在几乎所有基因的启动子上，颠覆了关于启动子识别和转录起始复合物组装的传统认识，阐明了Mediator促进PIC组装和转录激活的机制。上述成果以2篇研究长文发表于《科学》杂志（Science 372, eaba8490；Science 372, eabg0635），其中一篇被Science杂志选为封面文章，题目为“转录如何起始”。5、提高中晚期鼻咽癌疗效的高效低毒治疗新模式鼻咽癌是“中国特色”肿瘤，年新发病例占全球一半。放疗后的全身微小残留肿瘤是其治疗失败的根源，而由于放疗后患者身体状况差，难以耐受既往高强度的传统化疗（完成率仅约40%-50%），成为制约疗效提高的瓶颈。中山大学肿瘤防治中心马骏研究团队提出了小剂量、长时间口服细胞毒药物卡培他滨的节拍化疗模式，其可通过抗血管生成、杀伤肿瘤干细胞等机制持续抑制肿瘤，同时提高机体耐受性。马骏教授通过牵头一项多中心、前瞻性临床研究发现，在放疗后使用“卡培他滨节拍化疗”可将失败风险显著降低45%，且严重毒副作用发生率减少了3/5，完成率达74%。同时卡培他滨口服用药方便可及，易于向基层推广。由此，该研究打破了传统化疗的疗效瓶颈，建立了鼻咽癌国际领先、高效低毒且简单易行的治疗新标准。该成果发表于《柳叶刀杂志》（Lancet, 2021, 398(10297): 303-313）。6、异源四倍体野生稻快速从头驯化当前的栽培稻是从祖先二倍体野生稻经过数千年的人工驯化而来，同时伴随着遗传多样性的降低与优异基因的丢失。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队首次提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，对应对未来粮食危机提供了新的可行路径，开辟了全新的育种方向。以此策略为蓝图，该项目筛选出一份四倍体高秆野生稻资源，建立了高效的组培再生、遗传转化与基因编辑体系，组装了高质量参考基因组，并成功创制了改良落粒性、芒性、株高、粒长、茎秆粗度、生育期等不同类型的四倍体水稻新材料，突破了全部技术瓶颈，证明异源四倍体野生稻快速从头驯化策略高度可行。未来四倍体水稻新作物的成功培育将有望对世界粮食生产带来颠覆性的革命。该成果发表于《细胞》杂志（Cell，2021，184(5):1156-1170）。7、冠状病毒的跨种识别和分子机制近20年，人类遭受了三次由冠状病毒引发的重大疫情。大多数感染人的冠状病毒来源于动物，而我们发现病毒在人际间传播往往是滞后的，疾病防控的关口需要在“时间”上前移。中国科学院微生物研究所高福院士团队建立了高效评估冠状病毒跨种识别能力的方法，利用这些方法对蝙蝠源性冠状病毒 RaTG13和穿山甲源性冠状病毒 GD/1/2019 和 GX/P2V/2017 的跨种传播潜在风险进行评估，并阐明其跨种识别的分子机制，研究发现上述三种冠状病毒存在跨种传播的潜在风险，提示我们要持续对动物源性冠状病毒进行监测，预防新的冠状病毒引发疫情，同时为理解病毒进化提供分子基础。相关研究成果发表于《细胞》杂志（Cell,2021, 184(13):3438-3451.e10）和《欧洲分子生物学》杂志 （EMBO J, 2021, 41(1):e109962）。8、揭开鸟类长距离迁徙之谜鸟类迁徙是最受关注的自然奇观之一。迁徙路线的形成过程、维持机制和在气候变化下的未来趋势，以及迁徙策略的遗传基础，一直是学界的研究热点和难点。中国科学院动物研究所詹祥江团队历时12年，通过整合多年卫星追踪数据和种群基因组信息，建立了一套大陆尺度的的北极游隼（Falco peregrinus）迁徙研究系统。研究人员阐明了气候变化在鸟类迁徙路线形成、维持及未来变化趋势中的驱动作用，发现一个和记忆能力相关的基因ADCY8在迁徙距离更长的游隼种群中受到正选择，揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。该研究全面结合遥感卫星追踪、基因组学、神经生物学等新型研究手段，展现了学科交叉型的创新性研究在回答重大科学问题中的关键作用。该成果以封面文章发表于《自然》杂志（Nature，2021，591(7849):259-264），并被《自然-生态进化》杂志评为12项年度回顾工作之一。9、干涉单分子定位显微镜

2021年度“中国生命科学十大进展” 入选项目公示为推动生命科学领域的创新发展，充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果，中国科协生命科学学会联合体以“公平、公正、公开”为原则开展2021年度“中国生命科学十大进展”项目评选工作。现将拟入选项目予以公示，接受社会监督，公示期为五个工作日（2021年12月31日至2022年1月7日）。如对入选项目有异议，请于公示期内向中国科协生命科学学会联合体秘书处提出书面意见，并写明真实姓名、工作单位、联系方式和联系地址。中国科协生命科学学会联合体秘书处；联系人：任燕；电话：010-64803381；邮箱：secretariat@culss.org.cn；地址：北京市朝阳区北辰西路1号院2号1号楼325中国科协生命科学学会联合体二〇二一年十二月三十一日2021年度“中国生命科学十大进展”入选项目

2021年1月13日，中国科协生命科学学会联合体公布了2020年度“中国生命科学十大进展”（排名不分先后）：【蝗虫聚群成灾的奥秘：4-乙烯基苯甲醚是蝗虫的群聚信息素】【首个新冠病毒蛋白质三维结构的解析及两个临床候选药物的发现】【器官衰老的机制及调控】【新冠肺炎动物模型的构建】【人脑发育关键细胞与调控网络】【发现行为调控抗体免疫的脑-脾神经通路】【进食诱导胆固醇合成的机制及降脂新药靶发现】【提高绿色革命作物品种氮肥利用效率的新机制】【小麦抗赤霉基因Fhb7的克隆、机理解析及育种利用】【抗原受体信号转导机制及其在CAR-T治疗中的应用】一、蝗虫聚群成灾的奥秘：4-乙烯基苯甲醚是蝗虫的群聚信息素蝗灾对农业、经济和环境构成重大威胁。中国科学院动物研究所康乐院士团队鉴定到一种由群居型蝗虫特异性挥发的气味分子4-乙烯基苯甲醚（4VA），并从化学分析、行为验证、神经电生理记录、嗅觉受体鉴定、基因敲除、野外验证等多个层面证明4VA是飞蝗群聚信息素。实验室合成的低剂量4VA能够吸引到大量野生蝗虫种群。该研究不仅揭示了蝗虫群聚成灾的奥秘，还被认为是昆虫学和化学生态学领域的一个重大突破，对世界蝗灾的控制和预测具有重要意义。研究中提出的基于昆虫化学感受操控的4种防治策略被认为是未来害虫绿色防控的新方向。《自然》杂志（Nature）配发编者按和专门评述文章，F1000 Prime评价推荐系统给予最高推荐，世界主要媒体都争相报道了这一重大发现。该成果发表于《自然》杂志（Nature，2020，584：584-588）。飞蝗群居型与散居型蝗蝻（幼虫）二、首个新冠病毒蛋白质三维结构的解析及两个临床候选药物的发现新冠疫情对人类社会造成了巨大影响。解析新冠病毒关键药物靶点的三维结构，揭示药靶的重要特征，开发特效药迫在眉睫。新冠病毒的主蛋白酶在病毒生活周期中起关键调节作用，是一个备受瞩目的药物靶点。上海科技大学等单位组成抗新冠联合攻关团队，在国际上率先解析了新冠病毒关键药靶主蛋白酶与抑制剂复合物的高分辨率三维结构，这也是世界上首个被解析的新冠病毒蛋白质的三维空间结构；阐明了抑制剂精确靶向主蛋白酶的作用机制；发现依布硒和双硫仑等老药或临床药物是靶向主蛋白酶的抗病毒小分子，且二者已被美国FDA批准进入临床II期试验，用于新冠肺炎的治疗。上述成果为抗新冠药物的研发奠定了重要基础。该成果发表于《自然》杂志（Nature，2020，582：289-293）。新冠病毒主蛋白酶（红色）与抑制剂（黄色）的复合物结构三、器官衰老的机制及调控积极应对人口老龄化是我国的重大战略举措，而科学研究衰老是应对老龄化的重要基础。中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组，中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组及北京大学汤富酬研究组合作，系统解析了灵长类动物重要器官衰老的标记物和调控靶标；揭示了老年个体易感新冠病毒的分子机制；在系统生物学水平阐明热量限制通过调节机体免疫炎症通路延缓衰老的新机制；发现基于核心节律蛋白过表达的基因治疗可缓解增龄性小鼠骨关节变性并促进关节软骨再生。这些研究成果加深了人们对器官衰老机制的理解，为建立衰老及相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。相关研究成果发表于《细胞》（Cell，2020，180：585-600；Cell，2020，180：984-1001）和《细胞研究》（Cell Research，2020，10：1-18）等杂志。系统解析灵长类动物器官衰老的标记物和调控靶标四、新冠肺炎动物模型的构建在新冠疫情防控中，动物模型是科研攻关五大主攻方向之一，是阐明致病机制和传播途径、筛选药物和评价疫苗的基础研究工作。发现与鉴定对新冠病毒敏感的动物、研制检测动物体内病毒的试剂、使动物准确模拟疾病临床表现，是造模的三个关键难题。中国医学科学院医学实验动物研究所的研究团队与中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所、中国医学科学院病原生物学研究所合作，通过比较医学分析，培育了病毒受体高度人源化的动物，建立了模型特异的检测技术，证实了病毒入侵受体，遵循科赫法则证实了致病病原体，揭示了新冠肺炎免疫特征和病理特征，再现了病毒感染、复制、宿主免疫和病理发生过程，系统模拟了新冠肺炎的不同临床特征，在国际上第一个构建了动物模型。应用动物模型，阐明了系列疾病机理，筛选到了系列有效药物，完成了国家部署的80%以上疫苗评价，模型研制方法和标准提供给世界卫生组织（WHO），供国际研究使用。该成果发表于《自然》（Nature，2020 Jul；583：830-833）和《动物模型与实验医学》杂志（Animal Model & Experimental Medicine，2020 Mar 30；3：93-97）。不同年龄恒河猴感染新冠病毒后影像学及病理学改变五、人脑发育关键细胞与调控网络脑是人类智能活动的物质载体，研究发育过程中脑结构功能的建立，将揭示智能形成的细胞和分子机制，同时为相关医学应用提供理论线索与技术方案。中国科学院生物物理研究所王晓群课题组、北京师范大学吴倩课题组和北京大学汤富酬课题组展开合作，通过高通量单细胞组学分析对人类胚胎发育关键期的海马体、下丘脑、大脑皮层多亚区以及视网膜进行了细胞构成图谱及基因调控网络研究，对关键细胞类型的功能发育进行了追踪，揭示了多个脑区发育的关键时间节点与基因，详细绘制了人脑的动态发育蓝图，为相关疾病的诊疗提供了坚实基础。多篇研究成果相继发表在《自然》（Nature, 2020, 577：531-536）、《自然-通讯》（Nature communications，2020，11：4063）等杂志。人脑海马体发育过程中的细胞构成及基因调控网络六、发现行为调控抗体免疫的脑-脾神经通路我们的生活经验暗示，从冥想到体育锻炼等行为可能增强免疫力。然而，大脑活动是否可以直接控制发生在脾脏等淋巴器官内的免疫反应，长久以来并没有严格的实验证据支持。清华大学免疫学研究所祁海课题组、上海科技大学胡霁课题组以及清华大学麦戈文脑科学研究所钟毅课题组通力合作，在小鼠模型里发现，脾脏如果丧失神经支配，疫苗接种后机体就不能正常产生抗体。进一步实验表明，这是因为大脑内被称为中央杏仁核和室旁核的区域有一类CRH神经元与脾神经相连。激活CRH神经元，会增加脾神经活动，进而可以增进疫苗接种产生的抗体；反之，抑制CRH神经元会降低疫苗的效力。进而他们还设计出了一种小鼠的行为范式，可以通过激活这一新发现的脑-脾神经通路来达到增强抗体产生的效果。这些发现，首次建立了大脑活动可以增进抗体产生的一条神经通路，指出了将来利用锻炼、冥想等行为增强疫苗效果、加强人体免疫力的可能。该成果发表于《自然》杂志（Nature，2020，581：204-208）。“勤動”与增强免疫的大脑神经核团与通路 七、进食诱导胆固醇合成的机制及降脂新药靶发现胆固醇是生命活动必不可少的脂质，但太多会引起心脑血管疾病。人在进食碳水化合物时，胆固醇主要靠自身合成获得。合成胆固醇需要消耗很多能量，因此哺乳动物只在进食后才上调合成，饥饿时则抑制，这其中的机制长期不清楚。武汉大学宋保亮实验室在胆固醇领域取得新的突破，该团队发现进食碳水化合物后，血液中升高的葡萄糖和胰岛素促使肝脏中USP20蛋白被磷酸化修饰，USP20稳定胆固醇合成途径限速酶HMGCR，从而上调胆固醇合成。抑制USP20，降低血脂、减肥及增加胰岛素敏感性。该发现不仅揭示了人体的营养感应机制，还证明USP20可以作为新的降脂药物研发靶点。这一研究成果及其应用将惠及全民健康。该成果发表于《自然》杂志（Nature，2020，588：479-484）。进食诱导胆固醇合成的机制八、提高绿色革命作物品种氮肥利用效率的新机制面向国家粮食安全和农业可持续发展的重大战略需求，中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究团队在水稻高产和氮高效协同调控机制领域获得重要突破。研究发现了赤霉素信号转导途径新组分NGR5通过介导组蛋白甲基化修饰来调控植物响应土壤氮素水平的变化，同时与生长阻遏因子DELLA蛋白竞争性结合赤霉素受体GID1，实现赤霉素调控植物生长发育。在高产水稻品种中增加NGR5的表达可在减少氮肥的条件下，仍可获得高产。该发现找到了一条既能保证高产提高又能降低氮肥投入、减少环境污染的育种新策略，为培育“少投入、多产出、保护环境”的绿色高产高效新品种奠定了理论基础，在农业生产上有广阔的应用前景，能产生巨大的经济效益和社会效益。该成果以封面论文形式发表于《科学》杂志（Science 367 eaaz2046, 2020）。NGR5协同调控水稻产量和氮肥利用效率的新机制九、小麦抗赤霉基因Fhb7的克隆、机理解析及育种利用镰孢菌引起的小麦赤霉病被称为小麦“癌症”，抗源稀缺，是威胁粮食安全的重大国际性难题。山东农业大学孔令让研究团队历时20年，从小麦近缘属植物长穗偃麦草中首次克隆出主效抗赤霉病基因Fhb7并阐明其功能、抗病机理和水平转移进化机制。同时，利用远缘杂交将Fhb7转移到推广小麦品种中，赤霉病抗性表现稳定，且对产量没有显著负面影响。目前团队选育的多个抗赤霉病小麦新品系已进入国家及省级区域试验或生产试验，并被纳入我国小麦良种联合攻关计划，为解决小麦赤霉病世界性难题提供了“金钥匙”。另外，Fhb7对镰孢菌分泌的单端孢霉稀族毒素的广谱解毒功能，有望应用于其他作物抗镰孢菌病害的遗传改良，以及解决粮食和饲料中的霉菌毒素污染问题。该成果发表于《科学》杂志（Science，2020，368：eaba5435）。镰孢菌（Fusarium）侵染小麦籽粒后导致减产毁质十、抗原受体信号转导机制及其在CAR-T治疗中的应用CAR-T细胞治疗已经成功地应用于肿瘤的临床治疗，但面临细胞因子释放综合症和细胞持续性低等挑战。CAR的信号元件来自抗原受体TCR的CD3ζ链以及共刺激分子如CD28。目前对CAR的改造主要集中在共刺激信号元件，而忽视了抗原信号元件。中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所许琛琦研究组、北京大学医学部黄超兰研究组和美国加州大学圣地亚哥分校惠恩夫研究组合作，通过定量质谱和生化方法发现TCR的CD3ζ链具有特殊的信号转导功能，可以同时招募抑制性分子Csk和活化性分子PI3K。将CD3ζ胞内区加入临床使用的CAR序列中，可使得CAR-T细胞持续性更好，抗肿瘤功能更强，并且细胞因子释放综合症的风险降低。该成果发表于《细胞》杂志（Cell，2020，182：855-871）嵌合性抗原受体（CAR）的信号原件改造中国科协生命科学学会联合体自2015年起开展年度“中国生命科学十大进展”评选工作，旨在推动生命科学研究和技术创新，充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果。目前评选活动已连续开展6个年度。每年公布评选结果后，邀请入选项目专家编写和出版科普书籍，并举办交流会暨面向青少年的科普报告会，向公众揭示生命科学的新奥秘，为生命科学新技术的开发、医学新突破和生物经济的发展提供新的思路，极大提高了生命科学的社会影响力。本年度的评选，联合体成员学会推荐的项目较往年数量明显增加，体现了“中国生命科学十大进展”评选日臻完善，社会影响力与关注度不断扩大；获奖项目中非院士主导项目所占比例较往年大，体现了我国生命科学研究领域后备力量强大。更为显著的是，本次入选项目具有原创性突出、社会意义重大的特点，其中知识创新类项目“蝗虫聚群成灾的奥秘：4-乙烯基苯甲醚是蝗虫的群聚信息素”，在全球范围内首次揭示了蝗虫群聚成灾的奥秘，对世界蝗灾的控制和预测，解决世界粮食问题具有重要意义。知识创新类项目“首个新冠病毒蛋白质三维结构的解析及两个临床候选药物的发现”和技术创新类项目“新冠肺炎动物模型的构建”对解决当前全球面临的新冠肺炎疫情有重大意义。技术创新类项目“小麦抗赤霉基因Fhb7的克隆、机理解析及育种利用”和知识创新类项目“进食诱导胆固醇合成的机制及降脂新药靶发现”聚焦国计民生和全民健康等热点问题。

p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 为推动生命科学领域的创新性发展，充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科研成果，近日，中国科协生命科学学会联合体组织18个成员学会推荐，经生命科学领域同行专家评审及联合体主席团评选和审核，向社会公布了2015年度“中国生命科学领域十大进展”（排名不分先后）。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 入选的十大进展为：；磁受体蛋白MagR的发现；细胞内胆固醇运输的新机制；细胞炎性坏死机制研究；发育过程中人类原始生殖细胞基因表达网络的表观遗传调控；昆虫长、短翅可塑性发育的分子“开关”；高等植物光系统I光合膜蛋白超分子复合物晶体结构解析；口服重组幽门螺杆菌疫苗研究；剪接体的三维结构以及RNA剪接的分子结构基础研究；化学重编程中间状态的鉴定和化学重编程新体系的建立。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 水稻感受和抵御低温的机制研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 水稻起源于热带和亚热带，对环境低温非常敏感，限制了其种植区域。人工驯化选择使粳稻种植能延伸到低积温带区域。近年来全球气候变化导致的异常气温频发，直接威胁水稻的生产，而植物感知低温机理知之甚少。中国科学院植物研究所种康研究组与中国水稻所钱前研究员等合作发现水稻感受低温的数量性状位点基因COLD1赋予了粳稻的耐寒性。该基因编码一个九次跨膜的G-蛋白信号调节因子，定位于质膜和内质网。遇冷时COLD1与G-蛋白α亚基RGA1互作，激活Ca2+通道、触发下游耐寒防御反应；COLD1jap基因起源于中国野生稻而赋予粳稻耐寒性。这是国际上首次报道的植物低温感受器，揭示了人工驯化赋予粳稻耐寒性的分子细胞学机制。该成果对于水稻耐寒性的分子设计改良有重要的指导意义和潜在的应用前景。本研究成果在2015年7月《Cell》杂志上以封面论文发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 细胞内胆固醇运输的新机制 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 胆固醇是细胞不可或缺的脂类物质，其代谢异常会引起动脉粥样硬化和神经系统病变。细胞内胆固醇运输的机制并不清楚。武汉大学宋保亮团队研究发现，过氧化物酶体与溶酶体之间可产生动态接触，该过程由溶酶体上的SytVII蛋白结合到过氧化物酶体上的脂质分子PI(4,5)P2来介导。胆固醇正是通过这一新型的细胞器的膜接触，由溶酶体运输至过氧化物酶体。许多过氧化物酶体基因突变会导致发育和神经系统功能障碍，该工作第一次揭示了胆固醇堆积是过氧化物酶体紊乱疾病的发病原因之一。这项研究不仅发现了细胞内胆固醇运输的新机制，揭示了过氧化物酶体细胞器的新功能，更重要的是为治疗胆固醇代谢异常相关疾病提供了新的线索和思路。研究成果在2015年4月《Cell》上发表，同期配发了评述文章。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp strong & nbsp 细胞炎性坏死机制研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 细胞炎性坏死（细胞焦亡，pyroptosis）是机体的重要免疫防御反应，在清除病原感染和内源危险信号中均发挥重要作用。细胞焦亡由炎性蛋白酶caspase（caspase-1和caspase-4/5/11）介导，但具体机制完全不清楚。北京生命科学研究所邵峰团队和厦门大学韩家淮团队分别独立鉴定出全新的GSDMD蛋白，并证明GSDMD是所有炎性caspase的共有底物，其切割对于caspase激活细胞焦亡既是必要的也是充分的。这些工作揭示细胞焦亡的关键分子机制，为多种自身炎症性疾病和内毒素诱导的败血症提供了全新的药物靶点。邵峰和韩家淮论文分布在《Nature》（2015年10月）和《Cell& nbsp Research》（2015年12月）上发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 口服重组幽门螺杆菌疫苗研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 幽门螺杆菌（Hp）是慢性胃炎、胃及十二指肠溃疡的致病菌，是胃癌的主要致病因子。我国胃病患者超过1亿，每年因胃癌死亡者达20万人。第三军医大学邹全明、中国食品药品检定研究院曾明和江苏省疾病预防控制中心朱凤才三位教授联合研究，发明了“Hp分子内佐剂粘膜疫苗”设计原理和安全高效的首个人用分子内粘膜免疫佐剂；设计与制造出全新的Hp疫苗组份；研究出国际上首个Hp疫苗生产与检定质量标准。历时15年，完成了Hp疫苗5000余人参加的临床试验，成功研发了具有完全自主知识产权的世界首个Hp疫苗，并安全、有效，保护率达71.8%，获国家1.1& nbsp 类新药证书。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 剪接体的三维结构以及RNA剪接的分子结构基础研究 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “中心法则”是分子生物学中的关键定理，描述了细胞最基础的生命活动。在真核细胞中，蕴藏在基因组DNA序列中的遗传信息先传递给信使RNA。转录的RNA需经剪接体（Spliceosome）成熟之后再翻译成蛋白质，执行生物学功能。剪接体（Spliceosome）是一个巨大而又复杂的动态分子机器，清华大学施一公课题组创新性地利用酵母细胞内源性蛋白提取获得了性质良好的样品，并利用前沿的单颗粒冷冻电子显微镜技术，首次解析了酵母剪接体近原子水平的高分辨率三维结构，并在此基础上进行了详细分析，阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的工作机理。这一研究成果2015年9月在《Science》杂志以两篇“背靠背”的长文发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 磁受体蛋白MagR的发现 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 生物能否感知及如何感受地球磁场的存在是生命科学中的未解之谜。北京大学生命科学学院谢灿实验室及合作者发现普遍存在于动物中的磁受体基因，其编码的磁受体蛋白MagR具备内源磁性，能识别外界磁场并顺应磁场方向排列，据此提出一个新的“生物指南针”分子模型。这项发现有助于分析动物迁徙和生物导航之谜，同时也为未来发展基于磁场进行大分子分离纯化，操纵细胞活性和动物行为包括磁遗传学，以及新型磁性生物材料的开发提供了可能。本研究成果在2015年11月《Nature& nbsp Materials》杂志上发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 昆虫长、短翅可塑性发育的分子“开关” /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 昆虫长、短翅可变发育是生物发育可塑性的典型例子，是昆虫进化成功的重要特性。稻飞虱是水稻的最重要害虫，若虫可以根据环境条件变化，选择性地发育为能飞行的长翅型成虫，或发育为不能飞行但繁殖更强的短翅型，这种可塑性发育是该虫成为毁灭性大害虫的重要原因。浙江大学张传溪教授带领的团队研究发现，稻飞虱翅芽的两个胰岛素受体在长、短翅分化中作用相反，起着分子“开关”作用。抑制胰岛素受体I基因和胰岛素通路会导致转录因子FOXO进入细胞核，若虫就发育为短翅型成虫；而抑制在翅芽组织中特异表达的胰岛素受体II基因就会导致FOXO滞留于翅芽的细胞质，若虫就发育为长翅型成虫。本研究成果在2015年3月《Nature》杂志上发表，被认为“是多型现象分子机理研究的一个里程碑”，在稻飞虱防治上具有重要价值。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 高等植物光系统I& nbsp 光合膜蛋白超分子复合物晶体结构解析 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 光系统I（PSI）光合膜蛋白超分子复合物是光合作用中高效吸能、传能和转能的系统，其量子转化效率几乎为100%。中国科学院植物研究所匡廷云、沈建仁研究团队在原子水平分辨率的高等植物光系统I-捕光天线（PSI-LHCI）晶体结构，解析了高等植物PSI-LHCI的精细结构，其中包括16个蛋白亚基和205个辅因子，总分子量约600kDa；揭示光系统I的4个捕光色素蛋白复合体（Lhca1-4）在天然状态下的结构及相互关系，LHCI全新的色素网络系统和LHCI红叶绿素的结构，明确提出LHCI向核心能量传递可能的4条途径。该研究成果对于阐明光合作用机理及提高作物光能利用效率和开辟太阳能利用的新途径都具有重要的理论和实践意义。该研究成果在2015年5月《Science》期刊以长文的形式并作为封面文章发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 发育过程中& nbsp 人类原始生殖细胞基因表达网络的表观遗传调控 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 生殖细胞（精子和卵细胞）是人类生命繁衍、维持物种稳定和延续的种子和纽带，在胚胎发育过程中来自原始生殖细胞。人类原始生殖细胞基因表达网络的特征及其表观遗传学调控一直是亟待解决的重大发育生物学问题。北京大学汤富酬研究团队与北京大学第三附属医院乔杰研究团队紧密合作，采用单细胞转录组高通量测序等一系列关键技术，深入、系统地解析了人类原始生殖细胞多个发育阶段的转录组和DNA甲基化组的动态变化，揭示了人类原始生殖细胞基因表达调控的一系列关键独特特征，这为人们提供了一个深度解析人类原始生殖细胞中基因表达网络表观遗传调控的精准坐标系统，有助于更好地理解人类生殖细胞和早期胚胎发育的根本规律。该项研究未来对辅助生殖技术安全性评估、以及临床上生殖细胞发育异常相关疾病机理的解析等可能具有重要意义。该研究成果2015年6月在《Cell》期刊发表。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 化学重编程中间状态的鉴定和化学重编程新体系的建立 /strong /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “体细胞重编程”技术可以将已经分化和特化的体细胞诱导逆转成为“生命之初”的多潜能干细胞。北京大学邓宏魁的研究团队在2013年报道小分子化合物诱导的体细胞重编程技术（化学重编程）的基础上，发现了化学重编程的一个中间状态，其基因表达谱、体内发育能力和重编程能力均类似于胚外内胚层(XEN)细胞。这一发现表明化学重编程是一个分子路径上完全不同于转基因诱导体细胞重编程的全新途径，为进一步改进化学重编程体系提供了一个关键的分子路标；并将大幅提升了化学诱导的多潜能干细胞（CiPS细胞）的诱导效率。这一成果体现了小分子化合物调控细胞命运的特点和优势，有望在再生医疗中为获得病人自体的组织和器官提供理想的细胞来源。该研究成果2015年12月在《Cell》杂志发表。 /p p br/ /p

肥胖是否会遗传?电子开关能否小到分子级别?水的核量子效应是怎样的???月20日，科技部基础研究司和高技术研究发展中心联合发布了2016年度中国科学十大进展遴选结果，为上述科学难题一一给出了答案。　　这10项由两院院士和“973”计划顾问组等专家，从去年278项基础研究进展中投票选出的成果，可以让我们一览过去一年中国基础研究发展的面貌和趋势。　　生命科学拔头筹　　长期以来，生命科学一直是我国基础研究的相对薄弱环节，但近年来呈现出快速发展态势，某些研究开始占据优势地位。在此次的十大科学进展中，生命科学领域的研究成果占5席：提出基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法 揭示RNA剪接的关键分子机制 发现精子RNA可作为记忆载体将获得性性状跨代遗传 构建出世界上首个非人灵长类自闭症模型 揭示胚胎发育过程中关键信号通路的表观遗传调控机理。这些成果分别发表在《自然》和《科学》杂志上。　　其中3项研究瞄准遗传调控机制。清华大学生命科学学院施一公团队从分子层面解释了基因组内RNA剪接的机制，破解了这一被结构生物学界誉为“最富挑战性”的课题，为攻克约35%的人类已知遗传疾病奠定了基础。中科院生物物理研究所研究员许瑞明认为，这一发现是生命科学领域里程碑式的贡献，也是中国科学家对于生命科学的重大贡献。　　中科院动物研究所研究员周琪等专家通过小鼠实验，证明了肥胖等代谢性疾病可以“记忆”在精子中遗传给下一代，导致后代肥胖。中科院上海生物化学与细胞生物学研究所徐国良等专家揭示了胚胎发育过程中的表观遗传调控机理，为解决人类新生儿出生缺陷提供了可能机理和防治思路。而另外入选成果则开辟了肿瘤免疫治疗的新领域和自闭症治疗干预方法的新思路，较大地推动了恶性肿瘤和自闭症这两项现代医学难题的研究进程。　　化学电子学成果对接产业需求　　“过去一年的基础研究成果呈现出紧密对接产业需求，更加聚焦国计民生的特点。”科技部基础研究管理中心副主任耿建东介绍，在本次入选的十大成果中，对接产业需求的成果共有3项，其中两项属于化学催化剂领域，一项则归于纳米电子学。　　随着环保意识的提高，清洁能源的需求益发强烈。科学家设想将二氧化碳在常温常压下电还原为碳氢液体燃料，是一种潜在的替代化石原料的清洁能源策略，它将有效降低温室气体的排放。中国科学技术大学谢毅和孙永福研究组所发现的新型钴基电催化剂将这一转化变为可能，具有广阔的商业化前景。清华大学教授李亚栋认为，这一发现实现了全世界该领域科学家“梦寐以求”的目标。　　中科院大连化物所包信和及潘秀莲研究团队则通过制备新型催化剂开创了煤制化学品烯烃的新捷径，从源头上回答了“能不能不用或少用水进行煤化工”的诘问，也为我国这个烯烃消费大国大幅降低了制造成本，间接保障了我国能源安全。《科学》杂志称赞，这一发现将带来工业上的巨大竞争力，被誉为“煤转化领域的里程碑式的重大突破”。　　而来自北京大学的郭雪峰研究组则在“螺蛳壳里做道场”，研制出世界首例真实稳定可控的单分子电子开关器件，这一分子尺度电子器件的发明在未来高度集成的信息处理器、分子计算机和精准分子诊断技术等方面具有重大的应用前景。　　农学物理学各有斩获　　本次唯一入选的农学成果依然聚焦粮食安全。不断提高谷物产量以保障全球粮食安全是科学家进行作物遗传育种的长期目标，杂交水稻等作物的研发正基于此。然而，水稻产量性状的杂种优势的分子遗传机制一直并不明确，成为科学家高效培育杂交品种的一大障碍。2016年，中科院上海植物生理生态研究所韩斌和黄学辉研究组与中国水稻所杨仕华合作，在《自然》杂志上阐释了这一分子遗传机制。这一发现，被誉为“是杂交稻研究历程以来最全面、最有优势的一项成果”，具有很强的现实指导意义，可以指导我国这一水稻大国进行高产杂交品种育种。　　而由北京大学物理学院王恩哥和江颖研究组与合作者所取得的成果——水的核量子效应，则对“氢键的量子成分究竟有多大”这一物质科学基本问题的首次定量解答，揭开了水的奥秘。北京大学教授谢心澄认为，这一发现对于理解水的结构和物理特性非常关键，将刷新人类对于水的认识，也打开了一扇对所有富氢物质的研究大门，它突破了量子调控的局限性，有望由此产生颠覆性的量子材料，服务量子信息产业。这一成果成为物理学入选2016年度十大唯一一项科学进展。

p 　　近日，中国科协生命科学学会联合体公布了2017年中国生命科学十大进展(排名不分先后)。据悉，中国生命科学十大进展是经22家中国科协生命科学学会联合体成员学会推荐，由生命科学领域同行专家审核与评选出来的，目的是为了推动生命科学领域的创新发展，充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果。 /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　1 水稻新型广谱抗病遗传基础发现与机制解析 /span /strong /p p 　　稻瘟病被称为“水稻癌症”，常年肆虐各个水稻产区，引起水稻大幅度减产甚至绝收，是全球粮食安全的重大隐患。 /p p 　　四川农业大学陈学伟研究组利用大数据分析，结合分子生物技术手段鉴定并克隆了抗病遗传基因位点Bsr-d1，揭示了该位点具有抗谱广、抗性持久、对水稻产量性状无明显影响等特征。该研究成果一方面极大丰富了水稻免疫反应和抗病分子的理论基础 另一方面，为培育广谱持久抗稻瘟病的水稻新品种提供了关键抗性基因 同时，也为小麦、玉米等粮食作物相关新型抗病机理的基础和应用研究提供重要借鉴。 /p p 　　该成果发表于《细胞》杂志(Cell，2017，170(1)：114-126)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/f3a67537-940d-4f34-b8b1-b8e38521e9f4.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 水稻Bsr-d1基因位点抗稻瘟病的分子机理 /span /strong /p p 　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　2 人Piwi基因突变致男性不育 /strong /span /p p 　　男性不育是当前备受关注的社会问题。Piwi基因在男性睾丸组织中特异性表达，但该基因在人类精子发生及男性不育中的作用鲜为人知。 /p p 　　中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所刘默芳研究组和上海市计划生育科学研究所施惠娟研究组合作，从男性不育症患者中筛查发现了一类Piwi基因突变，并通过小鼠模型证明了此类突变导致雄性不育和揭示了此类突变导致雄性不育的分子机制，并基于此设计干预策略，有效恢复了突变小鼠的精子活性。该研究首次证明了Piwi基因突变导致男性不育，并为此类男性不育症的精准医疗提供了理论基础和方法策略。 /p p 　　该成果发表于《细胞》杂志(Cell，2017，169(6)：1090-1104)。 /p p img title=" 002.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/73c87416-dd1b-414e-a0bb-7b5eb7ca1ccf.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 来源于少弱/无精症患者的Piwi基因突变导致男/雄性不育 /span /strong /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　3 m6A甲基化修饰调控脊椎动物造血干细胞命运决定 /strong /span /p p 　　造血干细胞是各种血细胞的原始祖细胞，不仅维持血液系统的长期稳定，也是骨髓移植治疗恶性血液疾病的核心组分，但其来源匮乏却是制约临床疾病治疗的瓶颈。 /p p 　　中国科学院动物研究所刘峰研究组和北京基因组研究所杨运桂研究组合作研究，首次发现内皮-造血细胞转化过程中m6A的甲基化调节基因表达平衡，促进造血干细胞发育。该工作从崭新的视角揭示了造血干细胞命运决定的机制，在拓展了人们对于m6A生理功能的认知，同时还将为探索体外造血干细胞的来源提供新思路。 /p p 　　该发现发表于《自然》杂志(Nature，2017，549：273-276)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 003.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/2474edca-b47b-482f-bdea-631194d46bb4.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong notch1a mRNA的m6A修饰水平促进内皮-造血细胞转化 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　4 化疗药物通过 caspase-3 诱导细胞焦亡而产生毒副作用 /strong /span /p p 　　细胞焦亡是通过炎性caspase蛋白酶剪切Gasdermin-D(GSDMD)蛋白，使GSDMD蛋白释放其具有细胞膜打孔活性的结构而发生的一种细胞炎性坏死。 /p p 　　北京生命科学研究所邵峰研究团队发现凋亡性而非炎性的caspase-3蛋白酶切割活化Gasdermin-E(GSDME)蛋白也以可诱发细胞焦亡，临床常用化疗药物通过GSDME依赖的细胞焦亡而杀死正常细胞，在小鼠中敲除GSDME基因能显著减轻化疗药物导致的器官损伤和体重下降等毒副作用。这些发现首次揭示肿瘤化疗药物毒副作用的分子机制，为提高化疗效率提供了新途径。 /p p 　　该发现发表于《自然》杂志(Nature，2017，547：99-103)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 004.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/310b4fb7-3733-4f3a-ac62-2e3262b0e606.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " GSDME决定化疗药物诱导癌细胞和正常细胞分别发生凋亡和焦亡 /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　　5 细胞感应葡萄糖水平并调控代谢的分子机制 /span /strong /p p 　　葡萄糖是细胞的主要能量来源， 其水平下降将激活AMP活化蛋白激酶(AMPK)。厦门大学林圣彩研究组与英国Dundee大学D.G.Hardie等合作报道了一种通过感知细胞内葡萄糖代谢中间物——果糖-1，6-二磷酸(FBP)的下降来触发AMPK活化的新机制。该研究揭示了细胞对葡萄糖的感知通路及葡糖糖控制细胞代谢状态的机制，还颠覆了传统的AMPK依赖AMP升高而被活化的范式。 /p p 　　该成果发表于《自然》杂志(Nature，2017，548：112-116)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 005.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/77a8884d-f3b5-4797-a881-12e1d0c3785e.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 葡萄糖的水平决定细胞与代谢生长状态的机理 /span /strong /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　6 基于单细胞测序的肝癌免疫图谱 /strong /span /p p 　　中国肝癌患者人数居世界之首，成为中国健康威胁之一。北京大学张泽民研究组与北京世纪坛医院彭吉润及欧阳文军研究组合作，对肝癌肿瘤微环境中的T淋巴细胞进行了综合分析，完成了超过5000个T淋巴细胞的单细胞测序数据，揭示了血液和肿瘤中T细胞的特征截然不同，探索了T淋巴细胞不同亚群之间的关系，并且发现和通过体外实验进一步证明Layilin基因可能作为一个潜在的免疫疗法的靶点。本项工作是国际上首次专门针对肿瘤相关T淋巴细胞的单细胞组学研究，为多角度理解肝癌相关的T淋巴细胞特征奠定了基础，也为肿瘤免疫图谱的勾画做出了范式，成为对其他肿瘤开展类似研究的重要基础。 /p p 　　该成果发表于《细胞》杂志(Cell，2017，169 (7)： 1342-1356) /p p style=" text-align: center " img title=" 006.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/82c873f4-776e-4427-b4a8-a4b439f599d7.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 肿瘤浸润免疫细胞单细胞测序研究 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　7 水稻广谱持久抗病与产量平衡的遗传与表观调控机制 /strong /span /p p 　　稻瘟病是水稻最严重的病害，是水稻生产的“癌症”，被列为十大真菌病害之首。发掘广谱持久的抗稻瘟病新基因、平衡抗病和产量关系是水稻育种的瓶颈问题。 /p p 　　中国科学院上海生科院植物生理生态研究所何祖华研究组系统鉴定和解析水稻广谱抗瘟新基因Pigm，发现该基因位点通过蛋白互作和表观遗传方式精妙调控一对免疫受体蛋白PigmR和PigmS而协调水稻广谱抗病与产量平衡的新机制，为作物高抗与产量矛盾提出新的理论，也为作物抗病育种提供了有效技术。该成果已被40多家单位应用于抗病分子育种，有多个广谱抗病新品种进行审定和大面积推广，具有巨大的应用潜力。 /p p 　　该成果发表于《科学》杂志(Science，2017，355：962-965)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 007.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/de78612c-e46a-420a-af6e-89cc4e65e245.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 008.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/6fdb4fc4-5bab-4690-a318-4e198e5005d1.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 抗病新品种(NIL-Pigm)与对照(NIPB)在自然病圃的发病比较和功能模型 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　8 超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统 /strong /span /p p 　　北京大学多学科交叉研发团队，在程和平院士的带领下，运用微集成、微光学、超快光纤激光和半导体光电学等技术，在高时空分辨在体成像系统研制方面取得突破性技术革新，成功研制2.2克微型化佩戴式双光子荧光显微镜，在国际上首次记录悬尾、跳台、社交等自然行为条件下小鼠大脑神经元和神经突触活动的高速高分辨图像。此项突破性技术将开拓新的研究范式，在动物自然行为条件下，不仅可以“看得见”大脑活动的过程，还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。此项成果反映了我国生命科学家已具备研制整系统尖端科研仪器设备的能力，为即将启动的中国脑科学计划打造了一个核心创新工具。 /p p 　　该成果发表于《自然· 方法》杂志(Nature Methods，2017，14：713–719)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 009.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/496793f3-6ca3-4e96-9411-9902b2f5f9af.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 小鼠头部佩戴微型化双光子显微镜以观测自由行为条件下的神经活动 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　9 痒觉信息传递的神经环路机制 /strong /span /p p 　　痒觉是人类和动物感知外界威胁的重要途径，在维持机体生存和健康方面发挥重要作用。然而慢性瘙痒却会导致严重的皮肤损伤，引起抑郁、睡眠障碍等。痒觉的神经机制一直是神经科学研究中的一大谜团。 /p p 　　中国科学院神经科学研究所孙衍刚研究组从脊髓水平痒觉特异的胃泌素释放肽受体(GRPR)阳性神经元着手，证明痒觉信息传递的核心神经环路，并进一步证实脑干臂旁核脑区在慢性瘙痒的发生、发展中发挥关键作用。该研究系统地阐明了痒觉信息传递的神经环路机制，并为寻找慢性瘙痒的潜在治疗靶点提供了新的方向。 /p p 　　该成果发表于《科学》杂志(Science，2017，357：695-699)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 010.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/e0b4d07b-c097-480d-8dc6-3c474226bba0.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 痒觉信息传递的细胞和环路机制 /strong /span /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 　　10 中国学者首次建立基因编辑瑞特综合征猴模型 /strong /span /p p 　　瑞特综合征(RTT)是一种由MECP2单基因突变导致的神经发育性疾病。患者智力低下，自主行为和生存能力差，需要家庭和社会终身照顾。为了更好地研究该病的发病机理，进而开发治疗药物及探索治疗办法，科学家构建了一系列小鼠、大鼠等啮齿类实验动物。然而，这些啮齿类模型难以模拟临床病患特征，无法开展相关研究。 /p p 　　昆明理工大学季维智研究组利用TALEN靶向基因编辑技术对食蟹猴MECP2基因进行了敲除，获得一批瑞特综合征猴模型。它们表现出许多类似瑞特综合征患者而未曾在啮齿类实验动物中发现的临床表型。该研究也首次从脑发育、眼动、转录组等对瑞特综合征模型进行了评估，为开展瑞特综合征发病机理及治疗研究奠定了基础。 /p p 　　该成果发表于《细胞》杂志(Cell，2017，169(5)：945-955)。 /p p style=" text-align: center " img title=" 011.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/noimg/90800786-f344-49a3-96f2-61f66121f3b3.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 瑞特综合征猴模型构建、表型分析及意义示意图 /span /strong /p p & nbsp /p

近日，中国科协生命科学学会联合体正式公布2020年度“中国生命科学十大进展”的评选结果，评选延续了将项目成果进行知识创新类和技术创新类分类推荐和评选的方式，组织成员学会推荐，由生命科学、生物技术和临床医学等领域同行资深专家评选，并经中国科协生命科学学会联合体主席团审核，最终确定8个知识创新类和2个技术创新类项目成果为2020年度“中国生命科学十大进展”。　　本次评选重点强调项目的原创性和社会意义。其中，由北京大学医学部黄超兰研究组、中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所许琛琦研究组和美国加州大学圣地亚哥分校惠恩夫研究组合作开发的知识创新类项目“抗原受体信号转导机制及其在CAR-T治疗中的应用”成功入选。该研究通过定量质谱和生化方法发现TCR的CD3ζ链具有特殊的信号转导功能，可以同时招募抑制性分子Csk和活化性分子PI3K。将CD3ζ胞内区加入临床使用的CAR序列中，可使得CAR-T细胞持续性更好，抗肿瘤功能更强，并且细胞因子释放综合症的风险降低。相关成果发表于《细胞》杂志(Cell，2020，182：855-871)　　抗原受体信号转导机制及其在CAR-T治疗中的应用　　嵌合性抗原受体(CAR)的信号原件改造　　CAR-T细胞治疗已经成功地应用于肿瘤的临床治疗，但面临细胞因子释放综合症和细胞持续性低等挑战。CAR的信号元件来自抗原受体TCR的CD3z 链以及共刺激分子如CD28。目前对CAR的改造主要集中在共刺激信号元件，而忽视了抗原信号元件。　　中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所许琛琦研究组、北京大学医学部黄超兰研究组和美国加州大学圣地亚哥分校惠恩夫研究组合作，通过定量质谱和生化方法发现TCR的CD3z 链具有特殊的信号转导功能，可以同时招募抑制性分子Csk和活化性分子PI3K。将CD3z 胞内区加入临床使用的CAR序列中，可使得CAR-T细胞持续性更好，抗肿瘤功能更强，并且细胞因子释放综合症的风险降低。　　点击了解黄超兰团队的研究成果：https://www.instrument.com.cn/news/20200730/555291.shtml

日前，中国科协生命科学学会联合体组织18个成员学会推荐，由生命科学领域专家审核并评选出2016年度“中国生命科学领域十大进展”。　　植物分枝激素独脚金内酯的感知机制植物分枝激素独脚金内酯的感知机制示意图　　植物激素调控植物的繁衍生息，与人类生存环境和粮食安全息息相关。独脚金内酯作为新型植物激素，调控植物分枝、决定植物株型、影响作物产量。清华大学谢道昕、饶子和及娄智勇等合作发现了独脚金内酯的受体感知机制，揭示了“受体-配体”不可逆识别的新规律，发现受体D14参与激素活性分子的合成和不可逆结合、进而触发信号传导链，调控植物分枝。这一发现丰富了生物学领域过去百年建立的配体可逆地结合受体并循环地触发传导链的“配体-受体”识别理论，为创立生物受体与配体不可逆识别的新理论奠定了重要基础，并对植物株型遗传改良和寄生杂草防治具有重要指导作用。该工作发表于《自然》杂志(Nature，2016 ，536:469-474)。　　线粒体呼吸链超级复合物的结构与功能哺乳动物呼吸体三维结构呼吸体电子传递及质子转运途径　　呼吸作用是生命体最基础的生命活动之一。由位于线粒体内膜的氧化磷酸化系统完成，为细胞提供能量。人类线粒体呼吸链氧化磷酸化系统异常会导致多种疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化、少年脊髓型共济失调以及肌萎缩性脊髓侧索硬化症等。哺乳动物呼吸体是由包括44个膜蛋白在内的81个蛋白亚基(69种不同蛋白分子)所构成的分子量高达1.7兆道尔顿的超级膜蛋白分子机器。清华大学杨茂君研究组先后在《自然》(Nature， 2016， 537： 639–643)和《细胞》(Cell， 2016，167：1598–1609)杂志发文，报道了呼吸链超级复合物结构。该结构是目前所解析的最复杂的非对称性膜蛋白超级分子机器的结构(图A,B)，为进一步理解哺乳动物呼吸链超级复合物的组织形式、分子机理以及治疗细胞呼吸相关的疾病提供了重要的结构基础。　　组蛋白甲基化修饰在早期胚胎发育中的建立与调控小鼠植入前胚胎的组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰动态变化图谱　　组蛋白修饰对基因表达与沉默发挥重要调控作用，在早期胚胎发育过程中, 异常的组蛋白修饰会导致胚胎发育停滞。哺乳动物植入前胚胎全基因组水平组蛋白修饰的建立与调控是发育生物学领域一个亟待解决的科学问题。同济大学高绍荣团队首次利用微量细胞染色体免疫共沉淀技术揭示了H3K4me3和H3K27me3两种重要组蛋白修饰在早期胚胎中的分布特点以及对早期胚胎发育独特的调控机制，发现宽的H3K4me3修饰在早期胚胎大量存在并在基因表达调控和胚胎发育第一次细胞命运决定中发挥重要作用。该成果发表在《自然》(Nature，2016,537：558-562)杂志上，其意义为揭示了组蛋白修饰在植入前胚胎发育以及早期细胞分化过程中的特异性调控模式，对研究胚胎发育异常、提高辅助生殖技术的成功率具有重要意义。　　基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法胆固醇酯化酶ACAT1调控T细胞肿瘤杀伤过程示意图　　T细胞介导的肿瘤免疫治疗是治疗肿瘤的重要武器，在临床上已取得了巨大的成功。但现有的基于信号转导调控的肿瘤免疫治疗手段只对部分病人有效，因此急需发展新的方法让更多的病人受益。中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所许琛琦、李伯良与合作者从代谢调控这一全新的角度去研究T细胞肿瘤免疫反应。鉴定了胆固醇酯化酶ACAT1是调控肿瘤免疫应答的代谢检查点，抑制其活性可以增强CD8+ T细胞的肿瘤杀伤能力。同时发现ACAT1抑制剂Avasimibe(辉瑞公司开发的用于治疗动脉粥样硬化的药物，进行了III期临床试验)，具有很好的抗肿瘤效应，并且能与现有的临床药物PD-1抗体进行联合治疗。该项研究开辟肿瘤免疫治疗研究的一个全新领域 同时发现ACAT1这一药物靶点及其小分子抑制剂的应用前景，发展了新的肿瘤免疫治疗方法。该研究论文发表在《自然》(Nature，2016，531:651-655)杂志上。　　内源性干细胞介导功能性晶状体再生治疗婴幼儿白内障　　中山大学中山眼科中心刘奕志教授带领团队，历经18年研究，发现了晶状体上皮干细胞 为了利用干细胞的再生潜能实现组织修复，设计并创建了一种新的微创白内障手术方法，保留了自体晶状体干细胞及其再生的微环境，长出了功能性的晶状体，已用于临床治疗婴幼儿白内障，提高了患儿视力，降低了并发症。该研究不仅为白内障治疗提供了全新的策略，也首次实现了自体干细胞介导的实体组织器官的再生，开辟了组织再生及干细胞临床应用的新方向。论文发表在《Nature》杂志(Nature， 2016，531：323-328)。　　活性RAG型转座子的发现揭示抗体V(D)J重组的起源文昌鱼ProtoRAG转座子和脊椎动物RAG蛋白的功能比较　　以免疫记忆与疫苗产生为核心的人类适应性免疫的关键机制就是RAG介导的抗体重排,所以,RAG基因的起源一直是免疫形成揭秘的关键问题。为此,诺贝尔奖获得者利根川进(Tonegawa)1979年提出了转座子起源假说,此后围绕RAG的起源与功能，展开了激烈的学术争论,直到该成果发表前, 转座子起源假说并未得到证实，成为免疫学一个经典谜题。　　北京中医药大学徐安龙研究组以有活化石之称的文昌鱼为研究对象，发现了具有介导V(D)J重排功能的原始RAG转座子，证实了利根川进的假说。该发现不仅改写免疫教科书中关于适应性免疫起源的观点:将适应性免疫的起源由脊椎动物推前近1亿年到无脊椎动物,而且可能为未来利用重排机制设计新的免疫抗体/基因提供崭新的基因编辑思路和技术。相关研究论文发表在《细胞》 [Cell166(1):102—114，2016]上。　　植物雌雄配子体识别的分子机制　　受精需要精子和卵细胞的结合，而精子能否被及时的传递到卵子是受精的关键。在被子植物中，精子是通过花粉管来传递的，但花粉管是如何将精子传递到卵子的呢?这一问题是植物生殖生物学几十年来关注的主要问题之一，这个过程也是植物生殖隔离及物种多样性维持的重要因素之一。中科院遗传发育所杨维才研究组首次分离了拟南芥中花粉管识别雌性吸引信号的受体蛋白复合体，并揭示了信号识别和激活的分子机制。通过转基因手段将其中一个信号受体导入荠菜中，并与拟南芥进行杂交，转基因荠菜的花粉管识别拟南芥胚囊的效率得到明显提高。该研究通过基因工程手段建立了利用关键基因打破生殖隔离的方法，为克服杂交育种中杂交不亲和性提供了重要理论依据。该研究成果发表在《自然》杂志上(Nature， 2016,531：241-4)。　　精子tsRNAs可作为记忆载体介导获得性性状跨代遗传　　研究发现父亲的某些获得性性状，如饮食诱导的代谢紊乱，可通过表观遗传的方式“记忆”在精子中并遗传给下一代，这对人类健康和繁衍具有深远的影响。中国科学院动物研究所周琪、段恩奎与上海生命科学研究院营养科学研究所翟琦巍研究员合作团队基于父系高脂饮食小鼠模型，发现精子中一类来源于tRNA的小RNA (tsRNAs) 在高脂饮食下表达谱和RNA修饰谱均发生显著改变，且将高脂小鼠精子中的tsRNAs片段注射到正常受精卵内可诱导F1代产生代谢性疾病。tsRNAs进入受精卵后可导致早期胚胎及后代小鼠胰岛中代谢通路基因发生显著改变。本研究从精子RNA角度，为研究获得性性状跨代遗传开拓了全新的视角，提出精子tsRNAs是一类新的父本表观遗传因子，可介导获得性代谢疾病的跨代遗传。文章发表后被国际重要刊物广泛引用和评价，也引起国际各大媒体的关注。该论文发表在《科学》(Science，2016，351(6271): 397—400 )上。　　MECP2转基因猴的类自闭症行为表征与种系传递MECP2转基因猴表现出类人类自闭症的刻板行为与社交障碍等行为　　中国科学院上海神经科学研究所仇子龙研究员等通过构建携带人类自闭症基因MECP2的转基因猴模型及对MECP2转基因猴进行分子遗传学与行为学分析，发现MECP2转基因猴表现出类人类自闭症的刻板行为与社交障碍等行为。此研究首次建立了携带人类自闭症基因的非人灵长类动物模型，为深入研究自闭症的病理与探索可能的治疗干预方法提供了重要基础。　　在该研究中，研究人员通过精巢异种移植，将幼年食蟹猴的精巢移植到裸鼠的背部，实现了食蟹猴精巢提早成熟，并利用移植精巢组织内生成的精子成功获得了健康的F1代MECP2转基因食蟹猴后代。该工作加速了食蟹猴的精子生成速度，缩短了食蟹猴的繁殖周期，对于推动非人灵长类动物模型的应用具有重大意义。该研究成果发表于《自然》(Nature， 2016，530：98–102)杂志上。　　埃博拉病毒入侵机制研究　　埃博拉病毒入侵宿主细胞模式图(左)博拉病毒表面激活态糖蛋白GPcl与其宿主的内吞体内受体NPC1的复合物三维结构图(右).　　2014-15年暴发的埃博拉病毒疫情在西非国家造成了1万余人死亡，引起了全人类社会的高度关注。此前，埃博拉病毒入侵宿主细胞的分子机制并不清楚。中国科学院微生物研究所高福团队在国际上率先解析出埃博拉病毒表面激活态糖蛋白与宿主细胞内吞体膜受体NPC1腔内结构域C的复合物三维结构，阐明两者如同“锁钥”的相互作用模式，从分子水平阐释了一种新的囊膜病毒膜融合激发机制(第五种机制)，成为近年来国际病毒学领域的一大突破。该研究为抗病毒药物设计提供了新靶点，加深了人们对埃博拉病毒入侵机制的认识，为应对埃博拉病毒病疫情及防控提供重要的理论基础。研究成果在《细胞》(Cell，2016， 167：1511–1524)杂志上发表。

p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/06fa5019-ed03-4918-b95a-46e845253b12.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p style=" text-indent: 2em " 第14届“中国科学十大进展”遴选活动由科技部基础研究管理中心举办，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》五家编辑部参与推荐科学研究进展，经两院院士、973计划顾问组和咨询组专家、973计划项目首席科学家、国家重点实验室主任、部分国家重点研发计划负责人等专家学者进行两轮投票，评选出排名前十位的科学进展。该项活动旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科普宣传，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围，在科技界深具影响。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/86bc6f17-4961-4af6-b442-26dbe1b09c2c.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 2018年度中国科学十大进展 /span /strong /p p 　　1 基于体细胞核移植技术成功克隆出猕猴 /p p 　　2 创建出首例人造单染色体真核细胞 /p p 　　3 揭示抑郁发生及氯胺酮快速抗抑郁机制 /p p 　　4 研制出用于肿瘤治疗的智能型DNA纳米机器人 /p p 　　5 测得迄今最高精度的引力常数G值 /p p 　　6 首次直接探测到电子宇宙射线能谱在1TeV附近的拐折 /p p 　　7 揭示水合离子的原子结构和幻数效应 /p p 　　8 创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术 /p p 　　9 调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展 /p p 　　10 将人类生活在黄土高原的历史推前至距今212万年 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1 基于体细胞核移植技术成功克隆出猕猴 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/91ce9d70-5139-4b36-a339-ceeeca461b48.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　非人灵长类动物是与人类亲缘关系最近的动物。因可短期内批量生产遗传背景一致且无嵌合现象的动物模型，体细胞克隆技术被认为是构建非人灵长类基因修饰动物模型的最佳方法。自1997年克隆羊“多莉”报道以来，虽有多家实验室尝试体细胞克隆猴研究，却都未成功。 /p p 　　中国科学院神经科学研究所/脑科学与智能技术卓越创新中心孙强和刘真研究团队经过五年攻关最终成功得到了两只健康存活的体细胞克隆猴。他们研究发现，联合使用组蛋白H3K9me3去甲基酶Kdm4d和TSA可以显著提升克隆胚胎的体外囊胚发育率及移植后受体的怀孕率。在此基础上，他们用胎猴成纤维细胞作为供体细胞进行核移植，并将克隆胚胎移植到代孕受体后，成功得到两只健康存活克隆猴 而利用卵丘颗粒细胞为供体细胞核的核移植实验中，虽然也得到了两只足月出生个体，但这两只猴很快夭折。遗传分析证实，上述两种情况产生的克隆猴的核DNA源自供体细胞，而线粒体DNA源自卵母细胞供体猴。 /p p 　　体细胞克隆猴的成功是该领域从无到有的突破，该技术将为非人灵长类基因编辑操作提供更为便利和精准的技术手段，使得非人灵长类可能成为可以广泛应用的动物模型，进而推动灵长类生殖发育、生物医学以及脑认知科学和脑疾病机理等研究的快速发展。 /p p 　　德国科学院院士Nikos K. Logothetis以“克隆猴：基础和生物医学研究的一个重要里程碑(Cloning NHP: A major milestone in basic and biomedical research)”为题发表评论认为，这项工作证明了利用体细胞核生殖克隆猕猴的可行性，打破了技术壁垒并开创了使用非人灵长类动物作为实验模型的新时代，是生物医学研究领域真正精彩的里程碑。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2 创建出首例人造单染色体真核细胞 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/c4b39d40-9f7d-41a5-a531-94ed5b011bb5.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　真核生物细胞一般含有多条染色体，如人有46条、小鼠40条、果蝇8条、水稻24条等。这些天然进化的真核生物染色体数目是否可人为改变、是否可以人造一个具有正常功能的单染色体真核生物是生命科学领域的前沿科学问题。 /p p 　　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覃重军和薛小莉研究组、赵国屏研究组与中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周金秋研究组等合作，以天然含有16条染色体的真核生物酿酒酵母为研究材料，采用合成生物学“工程化”方法和高效使能技术，在国际上首次人工创建了自然界不存在的简约化的生命——仅含单条染色体的真核细胞。 /p p 　　该研究表明天然复杂生命体系可以通过人工干预变简约，甚至可以人工创造全新的自然界不存在的生命。 /p p 　　Nature、The Scientist 等发表评论认为，这可能是迄今为止动作最大的基因组重构，这些遗传改造的酵母菌株是研究染色体生物学重要概念的强大资源，包括染色体的复制、重组和分离。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 3 揭示抑郁发生及氯胺酮快速抗抑郁机制 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/191210cf-818c-45ea-88be-460a160e4b4b.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" width=" 600" height=" 350" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 350px " / /p p 　　抑郁症严重损害了患者的身心健康，是现代社会自杀问题的重要诱因，给社会和家庭带来巨大的损失。然而传统抗抑郁药物起效缓慢(6—8周以上)，并且只在20%左右的病人中起效，这提示目前对抑郁症机制的了解还没有触及其核心。近年来在临床上意外发现麻醉剂氯胺酮在低剂量下具有快速(1小时内)、高效(在70%难治型病人中起效)的抗抑郁作用，被认为是精神疾病领域近半个世纪最重要的发现。然而，氯胺酮具有成瘾性，副作用大，无法长期使用。因此，理解氯胺酮快速抗抑郁的机制已成为抑郁症研究领域的“圣杯”，因为它将提示抑郁症的核心脑机制，并为研发快速、高效、无毒的抗抑郁药物提供科学依据。 /p p 　　2018年，浙江大学医学院胡海岚研究组在这一领域的研究取得了突破性的进展：在抑郁症的神经环路研究中，该研究组发现大脑中反奖赏中心——外侧缰核中的神经元活动是抑郁情绪的来源。 /p p 　　这一区域的神经元细胞通过其特殊的高频密集的“簇状放电”，抑制大脑中产生愉悦感的“奖赏中心”的活动。通过光遗传的技术手段，他们直接证明缰核区的簇状放电是诱发动物产生绝望和快感缺失等行为表现的充分条件。针对抑郁的分子机制，该研究组发现这种簇状放电方式是由NMDAR型谷氨酸受体介导的，作为NMDAR的阻断剂，氯胺酮的药理作用机制正是通过抑制缰核神经元的簇状放电，高速高效地解除其对下游“奖赏中心”的抑制，从而达到在极短时间内改善情绪的功效。同时，该研究组对产生簇状放电的细胞及分子机制做出了更深入的阐释。通过高通量的定量蛋白质谱技术，他们发现抑郁的形成伴随着胶质细胞中钾离子通道Kir4.1的过量表达。而Kir4.1通道对抑郁的调控植根于缰核组织中胶质细胞对神经元的致密包绕这一组织学基础。在神经元-胶质细胞相互作用的狭小界面中，Kir4.1在胶质细胞上的过表达引发神经元细胞外的钾离子浓度降低，从而诱发神经元细胞的超极化、T-VSCC钙通道活化，最终导致NMDAR介导的簇状放电。 /p p 　　上述研究对于抑郁症这一重大疾病的机制做出了系统性的阐释，颠覆了以往抑郁症核心机制上流行的 “单胺假说”，并为研发氯胺酮的替代品、避免其成瘾等副作用提供了新的科学依据。同时，该研究所鉴定出的NMDAR、Kir4.1钾通道、T-VSCC钙通道等可作为快速抗抑郁的分子靶点，为研发更多、更好的抗抑郁药物或干预技术提供了崭新的思路，对最终战胜抑郁症具有重大意义。 /p p 　　Science、Scientific American 等期刊对该工作进行了新闻报道，称“这是一项惊人的发现”。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 4 研制出用于肿瘤治疗的智能型DNA纳米机器人 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/4dadf2ab-a2ed-4929-aa17-74e1b04ce4a5.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" width=" 600" height=" 350" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 350px " / /p p 　　利用纳米医学机器人实现对人类重大疾病的精准诊断和治疗是科学家们追逐的一个伟大的梦想。国家纳米科学中心聂广军、丁宝全和赵宇亮研究组与美国亚利桑那州立大学颜灏研究组等合作，在活体内可定点输运药物的纳米机器人研究方面取得突破，实现了纳米机器人在活体(小鼠和猪)血管内稳定工作并高效完成定点药物输运功能。 /p p 　　研究人员基于DNA纳米技术构建了自动化DNA机器人，在机器人内装载了凝血蛋白酶——凝血酶。该纳米机器人通过特异性DNA适配体功能化，可以与特异表达在肿瘤相关内皮细胞上的核仁素结合，精确靶向定位肿瘤血管内皮细胞 并作为响应性的分子开关，打开DNA纳米机器人，在肿瘤位点释放凝血酶，激活其凝血功能，诱导肿瘤血管栓塞和肿瘤组织坏死。这种创新方法的治疗效果在乳腺癌、黑色素瘤、卵巢癌及原发肺癌等多种肿瘤中都得到了验证。并且小鼠和Bama小型猪实验显示，这种纳米机器人具有良好的安全性和免疫惰性。 /p p 　　上述研究表明，DNA纳米机器人代表了未来人类精准药物设计的全新模式，为恶性肿瘤等疾病的治疗提供了全新的智能化策略。 /p p 　　Nature Reviews Cancer、Nature Biotechnology 等评论认为该工作为里程碑式的工作 美国The Scientist 期刊将该工作与同性繁殖、液体活检、人工智能一起，评选为2018年度世界四大技术进步。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 5 测得迄今最高精度的引力常数G值 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/003be084-e044-482f-99cf-a2b917592b87.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" width=" 600" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 300px " / /p p 　　牛顿万有引力常数G是人类认识的第一个基本物理常数，其在物理学乃至整个自然科学中扮演着十分重要的角色。两个世纪以来，实验物理学家们围绕引力常数G值的精确测量付出了巨大而艰辛的努力，但其测量精度目前仍然是所有物理学常数中最低的。按照牛顿万有引力定律，G应该是一个固定的常数，不因测量地点和测量方法的不同而变化。但是，当前国际上不同研究小组用不同方法测得的G值却不吻合。 /p p 　　为了深入研究这一问题，华中科技大学物理学院引力中心罗俊、杨山清和邵成刚研究组自2009年开始同时采用两种相互独立的方法——扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法来测量G值。历经多年的艰苦努力，2018年两种方法均获得了迄今为止国际最高的测量精度(G值分别为6.674184?× 10?11和6.674484?× 10?11m3/kg/s2，相对标准偏差分别为百万分之11.64和11.61)，更为关键的是两个结果在3倍标准差范围内吻合。 /p p 　　Nature 期刊以“引力常数的创纪录精度测量(Gravity measured with record precision)”为题发表评论，认为这项工作是迄今为止用两种独立的方法测定引力常数的不确定度最小的结果，为揭示造成万有引力常数测量差异的原因提供了非常好的机遇，同时也为进一步测量获得引力常数的真值提供了机遇 并评价这项工作是“精密测量领域卓越工艺的典范”。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 6 首次直接探测到电子宇宙射线能谱在1TeV附近的拐折 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/92c16d55-dc29-4129-b577-dff12a8076e4.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　高能宇宙射线中的负电子和正电子在其行进过程中会很快损失能量，因此其测量数据可以作为高能物理过程的一个探针，甚至用于研究暗物质粒子的湮灭或衰变现象。基于地基切伦科夫伽玛射线望远镜阵列的间接探测获得的电子宇宙射线能谱在1TeV(1TeV=1000GeV=1万亿电子伏特)附近存在有拐折的迹象，但其系统误差很大。 /p p 　　我国首颗天文卫星悟空号(DAMPE)的电子宇宙射线的能量测量范围比起国外的空间探测设备(如AMS-02、Fermi-LAT)有显著提高，拓展了人类在太空中观察宇宙的窗口。DAMPE合作组基于悟空号前530天的在轨测量数据，以前所未有的高能量分辨率和低本底对25GeV—4.6TeV能量区间的电子宇宙线能谱进行了精确的直接测量。悟空号所获得能谱可以用分段幂律模型而不是单幂律模型很好地拟合，明确表明在0.9TeV附近存在一个拐折，证实了地面间接测量的结果。 /p p 　　该拐折反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力，其精确的下降行为对于判定部分电子宇宙射线是否来自于暗物质起着关键性作用。此外，悟空号所获得的能谱在1.4TeV附近呈现出流量异常迹象，尚需进一步的数据来确认是否存在一个精细结构。 /p p 　　瑞典皇家科学院院士、诺贝尔物理学奖评奖委员会秘书Lars Bergstrom 教授肯定了这是首次直接测量到这一拐折。美国约翰霍普金斯大学Marc Kamionkowski 教授评论认为，这是年度最令人激动的科学进展之一。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 7 揭示水合离子的原子结构和幻数效应 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/a8f925d0-c636-49fb-8717-2be3451992e2.jpg" title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 400px " / /p p 　　离子与水分子结合形成水合离子是自然界最为常见和重要的现象之一，在很多物理、化学、生物过程中扮演着重要的角色。早在19世纪末，人们就意识到离子水合作用的存在并开始了系统的研究。100多年来，水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点，至今仍没有定论。究其原因，关键在于缺乏原子尺度的实验表征手段以及精准可靠的计算模拟方法。 /p p 　　北京大学物理学院量子材料科学中心江颖、王恩哥和徐莉梅研究组与化学与分子工程学院高毅勤研究组等合作，开发了一种基于高阶静电力的新型扫描探针技术，刷新了扫描探针显微镜空间分辨率的世界纪录，实现了氢原子的直接成像和定位，在国际上首次获得了单个钠离子水合物的原子级分辨图像，并发现特定数目的水分子可以将水合离子的迁移率提高几个量级，这是一种全新的动力学幻数效应。结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟，他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度，而且在室温条件下仍然存在，并具有一定的普适性。 /p p 　　该工作首次澄清了界面上离子水合物的原子构型，并建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联，颠覆了人们对于受限体系中离子输运的传统认识。这对离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等很多应用领域都具有重要的潜在意义。 /p p 　　Nature Reviews Chemistry 期刊主编David Schilter发表评论文章认为，这项研究获得了“堪称完美的水合离子结构和动力学信息”。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 8 创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/1810b8a7-84f6-485d-9831-2062061aef24.jpg" title=" 10.jpg" alt=" 10.jpg" / /p p 　　真核细胞内，细胞器和细胞骨架进行着高度动态而又有组织的相互作用以协调复杂的细胞功能。观测这些相互作用，需要对细胞内环境进行非侵入式、长时程、高时空分辨、低背景噪声的成像。 /p p 　　为了实现这些正常情况下相互对立的目标，中国科学院生物物理研究所李栋研究组与美国霍华德休斯医学研究所Jennifer Lippincott-Schwartz和Eric Betzig等合作，发展了掠入射结构光照明显微镜(GI-SIM)技术，该技术能够以97纳米分辨率、每秒266帧对细胞基底膜附近的动态事件连续成像数千幅。研究人员利用多色GI-SIM技术揭示了细胞器-细胞器、细胞器-细胞骨架之间的多种新型相互作用，深化了对这些结构复杂行为的理解。微管生长和收缩事件的精确测量有助于区分不同的微管动态失稳模式。内质网(ER)与其他细胞器或微管之间的相互作用分析揭示了新的内质网重塑机制，如内质网搭载在可运动细胞器上。而且，研究发现内质网-线粒体接触点可促进线粒体的分裂和融合。 /p p 　　中国科学院外籍院士、美国杜克大学Xiao-Fan Wang教授评论认为，这项工作发展了一项可视化活细胞内的细胞器与细胞骨架动态相互作用和运动的新技术，将会把细胞生物学带入一个新时代，有助于更好地理解活细胞条件下的分子事件，也提供了一个从机制上洞察关键生物过程的窗口，可对生命科学整个学科产生重大影响。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 9 调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/9889fdab-39bc-4bf0-a4e0-358ad3c16224.jpg" title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" width=" 600" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 300px " / /p p 　　通过增加无机氮肥施用量来提高作物的生产力，虽能保障全球粮食安全，但也加剧了对生态环境的破坏，因此提高作物氮肥利用效率至关重要。这需要对植物生长发育、氮吸收利用以及光合碳固定等协同调控机制有更深入的了解。 /p p 　　中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究组与合作者的研究显示，水稻生长调节因子GRF4和生长抑制因子DELLA相互之间的反向平衡调节赋予了植物生长与碳-氮代谢之间的稳态共调节。GRF4促进并整合了植物氮素代谢、光合作用以及生长发育，而DELLA抑制了这些过程。作为“绿色革命”品种典型特征的DELLA蛋白高水平累积使其获得了半矮化优良农艺性状，但是却伴随着氮肥利用效率降低。通过将GRF4-DELLA平衡向GRF4丰度的增加倾斜，可以在维持半矮化优良性状的同时提高“绿色革命”品种的氮肥利用效率并增加谷物产量。因此，对植物生长和代谢协同调控是未来可持续农业和粮食安全的一种新的育种策略。 /p p 　　Nature 期刊发表评论文章认为，该育种策略宣告了“一场新的绿色革命即将到来”。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 10 将人类生活在黄土高原的历史推前至距今212万年 /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/91f01c5b-59c8-466f-8da5-bb0146760495.jpg" title=" 12.jpg" alt=" 12.jpg" width=" 600" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 600px height: 300px " / /p p 　　人类的起源和演化是重大世界前沿科学问题，国际上公认的非洲以外最老旧石器地点是格鲁吉亚的德马尼西遗址，年代为距今185万年。 /p p 　　由中国科学院广州地球化学研究所朱照宇、古脊椎动物与古人类研究所黄慰文和英国埃克塞特大学Robin Dennell领导的团队历经13年研究，在陕西省蓝田县发现了一处新的旧石器地点——上陈遗址。研究人员综合运用黄土-古土壤地层学、沉积学、矿物学、地球化学、古生物学、岩石磁学和高分辨率古地磁测年等多学科交叉技术方法测试了数千组样品，建立了新的黄土-古土壤年代地层序列，并在早更新世17层黄土或古土壤层中发现了原地埋藏的96件旧石器，包括石核、石片、刮削器、钻孔器、尖状器、石锤等，其年龄约126万年至212万年。连同该团队前期将蓝田公王岭直立人年代由原定距今115万年重新定年为163万年的结果，上陈遗址212万年前最古老石器的发现将蓝田古人类活动年代推前了约100万年，这一年龄比德马尼西遗址年龄还老27万年，使上陈成为非洲以外最老的古人类遗迹地点之一。 /p p 　　这将促使科学家重新审视早期人类起源、迁徙、扩散和路径等重大问题。此外，世界罕见的含有20多层旧石器文化层的连续黄土-古土壤剖面的发现将为已经处于世界领先地位的中国黄土研究拓展一个新研究方向，同时将对古人类生存环境及石器文化技术的演进给出年代标尺和环境标记。 /p p 　　澳大利亚国立大学Andrew P. Roberts教授评论认为，这项轰动性工作确立了非洲以外已知的最古老的与古人类相关的遗址的年龄及气候环境背景，对于我们理解人类进化有着巨大的影响，不仅是中国科学的重大成果，也是2018年全球科学的一大亮点。 /p

近日，在中国科协指导和支持下，中国科协生命科学学会联合体发布2023年度“中国生命科学十大进展”，艾玮得生物“人体器官芯片及多模态精准测量方法构建”项目入选。 本年度入选项目具有原创性突出、社会意义重大的特点。艾玮得生物“人体器官芯片及多模态精准测量方法构建”项目的研究，因其技术的高创新性、在药物研发和筛选、个性化医疗、环境评估、航空医学等多项领域的广泛应用而入选。 人体器官芯片及多模态精准测量方法构建可实现体外人体血管功能模拟的人工血管芯片 人体器官芯片通过在体外构建精准的人体微生理系统，在药物研发和筛选、个性化精准医疗、环境评估、航空医学等领域有着十分广泛的应用。 东南大学、艾玮得生物首席科学家顾忠泽教授团队，历时十余年攻克了生物力测量、功能图像分析、高仿真体外微环境构建、片上传感分析等器官芯片中的核心关键技术，为器官芯片多模态精准测量和标准化评估奠定了基础。基于该成果，项目团队联合中国航天员科研训练中心，实现了国际上sg太空心血管器官芯片的发射和在轨检测，构建了特殊环境下创新型“人体器官芯片”生物医学研究平台；与恒瑞医药合作，研发出我国sg使用心脏器官芯片数据获批IND的新药，颠覆了药物筛选流程，在药物开发领域具有里程碑意义；联合华为发布了全球sg人体器官芯片人工智能大模型，为药物研发提供了重要新范式。 关于中国科协生命科学学会联合体中国科协生命科学学会联合体是中国科协推动成立的第一个学会联合体，由23个生命科学领域的全国性一级学会组成，涵盖了生命科学中从基础研究到转化应用的主要领域，是目前国内生命科学领域影响力最大的学术促进和咨询机构之一。2023年，生命科学学会联合体将项目成果进行知识创新和技术创新分类推荐和评选，经成员学会推荐，由基础生命科学、生物技术和临床医学等领域同行资深专家评选，并经中国科协生命科学学会联合体主席团审核，最终确定6个知识创新类和4个技术创新类项目入选2023年度“中国生命科学十大进展”。 关于艾玮得生物江苏艾玮得生物科技有限公司（AVATARGET）是一家专注于提供人体器官芯片产品与解决方案的创新型科技公司，由东南大学苏州医疗器械研究院器官芯片科研团队、江苏省产业技术研究院、苏州医疗器械产业发展有限公司在2021年11月联合成立。公司致力于器官芯片、智能装备及生物试剂等产品和服务的研发生产，构建器官芯片全产业链生态体系，创新突破传统动物模型与2D细胞模型的限制，解决种属差异难题、实现体外模型3D动态培养，构建高仿真的人体微环境、提高实验数据的准确性，为肿瘤精准诊疗、疾病建模、药物筛选、药物评价、化妆品评价、再生医学研究、航天医学研究等领域用户提供精准高效的产品与解决方案。艾玮得生物汇集一批来自生物工程、微流控技术、材料科学、临床医学、自动化与人工智能等多学科领域的尖端科学家和工程师，拥有强大且持续的创新能力。目前，艾玮得已为国内外众多知名药物与化妆品企业、CRO公司、医院、CDC、检验检测机构、高校及研究院所提供产品与服务，助力整个生命科学领域的发展。

2014，从追梦的起点遥遥望去，我们赞叹，我们唏嘘。每一年生命科学人撰写出自己走过的痕迹，或是令人惊叹的里程碑成果，或是引入深思的事件记录，在他们划下的这个圈里面，有人实现了自己的&ldquo 科学梦&rdquo ，也有人将&ldquo 信奉科学，信奉真理&rdquo 的理念抛之脑后。 　　我们见证了十年大项目的精彩演绎，也期待科研政策的重大变革 我们手持最尖端技术，在基础研究和临床研究中游走，希望带来人类更多的希望，我们也渴望发现更多生命的痕迹，在地球的最南端探讨活跃的生态系统 我们&hellip &hellip 　　2014年第十届&ldquo 生命科学十大新闻评选&rdquo 候选新闻共计30个，共获得投票上千份，最终选出了十大新闻，它们分别是： 　　CRISPR技术在各个领域广泛探索应用 　　曾被Science杂志评选为2012年突破性技术之一的CRISPR，今年再度入选Nature Methods杂志十周年十大技术之一。2014年，各种CRISPR研究成果如井喷之势，该技术的应用领域不仅从DNA扩展至RNA。还被进一步用于探索癌症、艾滋病、杜氏肌营养不良等疾病的病理机制以及临床个体化治疗。 　　埃博拉全面爆发 　　今年2月从西非国家几内亚开始的埃博拉疫情，重创了几内亚、利比里亚、塞拉利昂等西非国家，并从非洲蔓延到了欧洲、美洲等地区。根据世界卫生组织的统计，这种超级病毒已造成全球9000余人感染，死亡率则超过50%。如今，全世界都在谈埃博拉而色变。 　　全身透明的小鼠 　　厚组织都是不透光的，要进行成像就得把组织切得特别薄，问题是这样就无法获得完整的3D信息。因此，生物学家们一直梦想着能够透过整个机体，亲眼看到细胞连接和精细结构，现在这一梦想成为了现实。 　　STAP细胞造假事件与领军人物自杀 　　今年一月份Nature发表的两篇文章，曾被认为是干细胞制备的一次革命。然而在论文发表后不久，其演变为了令世人震惊的STAP造假丑闻。其不仅动摇了人们对于日本干细胞领域的信心，著名干细胞科学家笹井芳树也因此自杀身亡。 　　首次证实南极冰层之下也有生命 　　南极位于地球的最南端，是世界上发现最晚的大陆，覆盖着厚度极高的冰层。美国蒙大拿州立大学的研究团队首次发现，庞大的南极冰盖之下也存在着生命，而且这些生命组成了活跃的生态系统。 　　世界首例人类iPS细胞治疗 　　日本理化所(RIKEN)发育生物学中心(CDB)的眼科学家高桥雅代(Masayo Takahashi)成为了将诱导多能干(iPS)细胞衍生的组织植入到人体的第一人。今年9月日本理化所的研究人员宣布，他们利用iPS细胞培育出视网膜色素上皮细胞层，移植到了一名70多岁的老年黄斑变性女患者的右眼中。这是世界首例利用iPS细胞完成的移植手术。 　　新一代测序技术正革命性地改变生物医学研究 　　近年来，随着测序技术的迅猛发展，新一代测序技术(NGS)正在革命性地改变整个生物医学研究的生态，它已广泛应用于生物医学研究领域。2014年报道了几个新一代测序技术成功挽救生命的案例，预示着这一新技术将对疾病的预防、诊断、个性化用药的指导、用药监测等领域产生重大影响。 　　细胞重编程生成首个完全器官 　　再生医学的核心目标是，从体外培养的细胞生成可移植的替代性器官。尽管人们进行了多番尝试，但迄今为止还没有获得功能完全的完整器官。然而今年Edinburgh大学的科学家们做到了这一点，他们将体外培养的细胞移植到小鼠体内，首次生成了完全功能的器官。这一项目的完成标志着，体外培养替代性器官离我们又进了一步。 　　里程碑成果：人类蛋白质组草图公布 　　今年5月，两个国际小组分别公布了人类蛋白质组第一张草图。 　　虽然之前其它一些大型蛋白质组数据集也收集了接近上万个蛋白数据，但是这两项成果确实是真正的突破性成果，全面覆盖了超过80%的人类预期蛋白质组，其中还有一些之前未曾被发现的蛋白。 　　首次利用人类干细胞培养出胰岛素分泌细胞 　　今年科学家们开发出一种程序，可有效快速地将干细胞转化为胰岛素分泌细胞。这一新程序可能是应对I型糖尿病过程中的重要一步。该程序可以在大约六周的时间内，将干细胞转化为可靠的胰岛素分泌细胞，远远快于使用以前方法所用的四个月时间。

p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 消除全球疫情防控机构对埃博拉的恐慌以及研制疫苗和治疗埃博拉，找到隐身80多年的“幽灵”粒子——外尔费米子，发现遥远宇宙中的明亮天体，很多国际科学界的难题，被勇攀科学高峰的中国科学家们找到答案。物理和天文科学组、化学和材料科学组、地球科学组、生命科学组4个领域相关论文纷纷被《自然》《科学》《细胞》等杂志刊登。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 科技部基础研究管理中心25日公布2015年度中国十大科学进展，分别是：实现单光子多自由度量子隐形传态，理论预言并实验验证外尔半金属的存在，揭示埃博拉病毒演化及遗传多样性特征，实现对反物质间相互作用力的测量，探测到宇宙早期最亮、中心黑洞质量最大的类星体，发现东亚最早的现代人化石，揭示人类原始生殖细胞基因表达与表观遗传调控特征，解析细胞炎性坏死的关键分子机制，研制出碳基高效光解水催化剂，实现对单个蛋白质分子的磁共振探测。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 利用太阳光直接催化分解水同时制取氢和氧是发展清洁、绿色可再生能源的理想策略之一。过去40年虽然已经开发出多种无机和有机材料体系的光解水催化剂，但大多数光催化剂量子效率较低、稳定性较差。苏州大学纳米科学技术学院康振辉、李述汤等设计构建出一种非金属碳纳米点－氮化碳纳米复合材料高效光解水催化剂，提出并示范了一种两步、两电子过程的高效完全光解水新机制，实现了可见光下高效的全分解水，并且该催化剂材料还具备廉价、资源丰富、环境友好等优点。 /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 中国科学十大进展遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2015年度共收集整理256项进展。科技部基础研究管理中心邀请中国科学院院士、中国工程院院士、973计划项目首席科学家、国家重点实验室主任等专家对30项候选进展进行函选投票。最后，遴选出了2015年度“中国科学十大进展”。自2005年以来，该项活动已成功举办11届 /p p br/ /p

《科学家》网站日前评选出了2010年度生命科学领域的十大创新产品。美国西北大学分子化学家Neil Kelleher、普林斯顿大学基因组研究学者Amy Caudy、西北太平洋国家实验室生物学家H. Steven Wiley以及454 Life Sciences的创始人Jonathan Rothberg受邀担任评委，从参评的60多种产品中选出前10名，作为今年生命科学领域的十大创新产品，它们分别是：　　 　　第一名：PacBio RS第三代基因测序系统 　　第二名：可用来定制细胞株的CompoZr™ 锌指核酸酶技术 　　第三名：Scepter手持式细胞计数器 　　第四名：RapidTip快速PCR产物纯化吸头 　　第五名：心肌细胞产品iCell™ Cardiomyocytes 　　第六名：Maestro Dynamic活体成像系统 　　第七名：Alvetex 3D细胞培养支架 　　第八名：Attune™ 声波聚焦流式细胞仪 　　第九名：GelDoc EZ凝胶成像系统 　　第十名：Preddator微孔板分液器

2月29日，国家自然科学基金委员会发布了2023年度“中国科学十大进展”。2023年度“中国科学十大进展”主要分布在生命科学和医学、人工智能、量子、天文、化学能源等科学领域。2023年度“中国科学十大进展”分别为：• 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破• 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制• 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制• 农作物耐盐碱机制解析及应用• 新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵• 揭示人类细胞DNA复制起始新机制• “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子• 玻色编码纠错延长量子比特寿命• 揭示光感受调节血糖代谢机制• 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制1、人工智能大模型为精准天气预报带来新突破天气预报是国家重大战略需求，也是国际科学前沿问题。华为云计算技术有限公司田奇团队在天气预报领域取得了新突破。基于人工智能方法，他们构建了一个三维深度神经网络模型，称为盘古气象大模型。其主要技术贡献有三点。一是采用了三维神经网络结构，更好地建模复杂的气象过程。二是采用地球位置编码技术，提升训练过程的精度和效率。三是训练具有不同预测时效的多个模型，减少迭代误差、节约推理时间。盘古气象大模型在某些气象要素的预报精度上超越了传统数值方法，且推理效率提高了上万倍。在全球高分辨率再分析数据上，盘古气象大模型在温度、气压、湿度、风速等重要天气要素上，都取得了更准确的预测结果，将全球最先进的欧洲气象中心集成预报系统的预报时效提高了0.6天左右。盘古气象大模型也可用于极端天气预报。在2023年汛期，盘古气象大模型成功预测了玛娃、泰利、杜苏芮、苏拉等影响我国的强台风路径。2、揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制在人类基因组中，“暗物质”——非编码序列占据了98%，其中有约8%是内源性逆转录病毒元件，它是数百万年前古病毒入侵并整合到人类基因组中的残留物，通常情况下处于沉默状态。然而，随着年龄的增长，这些沉睡的古病毒“化石”的封印是否会被揭开，进而加速我们身体的衰老进程尚不得而知。中国科学院动物研究所刘光慧研究员带领研究团队，通过搭建生理性和病理性衰老研究体系，结合高通量、高灵敏性和多维度的多学科交叉技术，揭示在衰老过程中，表观遗传“封印”的松动将导致原本沉寂的古病毒元件被重新激活，并进一步驱动衰老的“程序化”和“传染性”。这项工作提出了古病毒的“复活”驱动衰老及相关疾病的新理论，为理解衰老的内在机制和发展衰老干预策略提供了新依据，为科学评估和预警衰老、防治衰老相关疾病以及积极应对人口老龄化提供新思路。3、发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制生物钟的准确性和稳定性与健康息息相关。由于缺乏对生物节律调节机制的认识，当前国际上尚未能研究出基于生物节律的有效治疗药物。大脑的视交叉上核（SCN）是生物钟的指挥中枢，但SCN如何维持机体内部节律稳定性，从而抵御外界环境的干扰，尚不清楚。军事医学研究院李慧艳研究员和张学敏研究员通过合作研究发现了大脑“有形”生物钟的存在。他们发现大脑生物钟中枢SCN神经元长有“天线”样的初级纤毛，每24小时伸缩一次，如同生物钟的指针，通过它可实现对机体生物钟的调控。大脑SCN区域具有大约2万个神经元。神奇的是，这2万个神经元始终保持着“同频共振”，维系着生物钟的稳定性，但机理始终是个谜团。他们发现初级纤毛可能通过调控SCN区神经元的“同频共振”调节节律，其机制与Shh信号通路密切相关。该“有形”生物钟的发现，对于理解生物钟的构造以及分子层面与细胞层面生物钟的联系具有重要意义，为节律调控新药研发开辟了新的路径。4、农作物耐盐碱机制解析及应用我国有15亿亩盐碱地未被有效利用，通过培育耐盐碱农作物，可提高盐渍化土地产能，将为我国粮食安全提供有效保障。尽管学术界对于植物耐盐性有较深入认知，但对植物耐碱胁迫的认识严重不足，这阻碍了耐盐碱作物的培育。盐碱地资料图。图片来源：视觉中国中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗领衔的8家单位科研团队联合攻关，在粮食作物耐盐碱领域取得重要突破。通过对耐盐碱差异大的高粱资源全基因组大数据进行关联分析，研究团队发现一个主效耐碱相关基因AT1，编码G蛋白亚基。不同的AT1基因突变型在调控这一过程中发挥决定作用，为作物耐碱理论研究提供了新视角。研究还发现在水稻、玉米及小作物谷子等主要粮食作物中AT1调控机制也是类似的，为主要作物的耐盐碱分子育种奠定了理论基础。在取得理论突破的基础上，团队对高粱进行耐盐碱育种改良。在宁夏平罗盐碱地进行的田间实验表明，AT1基因的利用能够使高粱籽粒产量和全株生物量增加。AT1基因还可用于改善主要禾本科作物水稻、小麦、小米和玉米等的耐盐碱性。5、新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵基因组编辑是生命科学领域的颠覆性技术，将对医疗和农业等领域的发展产生重要影响。但是，精准基因组编辑技术的底层专利目前被国外垄断，我国亟待创制具有自主产权的新技术。另外，大片段DNA的精准操纵技术研发刚刚起步，将是全球基因组编辑技术竞争的制高点。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队与北京齐禾生科生物科技有限公司的赵天萌团队合作，实现了基因组编辑在方法建立、技术研发和工具应用的多层次创新。研究团队首次运用人工智能辅助的结构预测建立了蛋白聚类新方法，率先将基于结构分类的理念引入工具酶挖掘领域，并基于此开发了系列具有重要应用价值的新型碱基编辑器和我国完全拥有自主产权的、首个在细胞核和细胞器中均可实现精准碱基编辑的新型工具CyDENT。此外，研究团队开发了首个植物大片段DNA精准定点插入技术，为高效作物育种和植物合成生物学奠定了技术基础。研究团队还利用基因组编辑实现了作物性状的精准调控。该成果有望进一步拓宽基因组编辑的育种应用，助力作物种质创新。6、揭示人类细胞DNA复制起始新机制DNA复制从染色体上多个地方开始，这些地方被称为复制起始位点。复制起始过程分两步：一是在起始点上组装MCM双六聚体。二是激活MCM双六聚体，成为复制体，启动复制。如果这个过程出现问题，会导致严重的疾病，比如癌症、早衰和侏儒症等。为了深入了解人体细胞DNA复制是如何开始的，该项工作解析了人体内的MCM双六聚体复合物的冷冻电镜结构。在这个结构中，复制起点DNA，被固定在MCM的中央通道里，形成一个初始开口结构。形成该结构，DNA双链需要被拉伸和解开。该研究还发现，如果初始的开口结构被破坏，那么所有的MCM-DH就无法稳定地结合在DNA上，导致DNA复制完全被抑制，就像是复印机坏了，无法开始复印文件一样。这一发现对癌症治疗有重要的应用价值。因为癌症细胞在生长过程中必须进行DNA复制。在不影响正常细胞运作的情况下，通过阻止癌细胞在DNA上组装MCM双六聚体，将会是一种全新的、有效的、而且非常精准的抗癌疗法，为抗癌药物的研发开辟了新的道路。7、“拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子伽马射线暴（简称伽马暴）是天空中突然发生的短暂伽马射线爆发现象。近些年，一些望远镜发现了伽马暴在万亿电子伏特能段随时间下降的余辉，但早期起始阶段一直未被探测到。我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）首次记录了伽马暴万亿电子伏特光子爆发的全过程，探测到早期的上升阶段，由此推断喷流具有极高的相对论洛伦兹因子。“拉索”还看到了GRB 221009A（史上最亮伽马暴，起源于24亿光年外的大质量恒星死亡瞬间）的余辉在700秒左右出现了快速下降，这一光变拐折现象被认为是观测者看到了喷流的边缘所致。从光变拐折的时间得到喷流的半张角仅有0.8度。这是迄今发现最窄的伽马暴喷流，意味着它实际上是一个典型结构化喷流的核心。我国高海拔宇宙线观测站“拉索”。图片来源：中国科学院高能物理研究所“拉索”还精确测量了高能伽马射线的能谱，呈现单一的幂律，延伸至十万亿电子伏特以上。这是伽马暴观测到的迄今最高能量的光子。在余辉标准模型下，高能余辉辐射起源于相对论电子的逆康普顿散射，理论预期这样的能谱在高能段会逐渐变软。但“拉索”的观测没有发现能谱变软现象，这对伽马暴余辉标准模型提出了挑战，意味着十万亿电子伏特光子可能产生于更复杂的粒子加速过程或者存在新的辐射机制。8、玻色编码纠错延长量子比特寿命理论上，量子计算机具有超越经典计算机的算力，但受噪声干扰后容易出现量子退相干，导致错误率比经典计算机至少高十多个量级。量子纠错是解决该问题的重要途径，通过量子编码使得一个被保护的逻辑量子比特的相干寿命，超过量子电路中最好的物理比特的相干寿命。此时，意味着纠错过程超越了量子纠缠的盈亏平衡点，这是构建逻辑量子比特的必要条件。但量子态具有不可克隆性，量子计算机无法通过备份来纠正错误，量子纠错过程会引入新的错误，造成误差累积，甚至出现越纠越错的局面。南方科技大学和深圳国际量子研究院的俞大鹏院士与徐源研究团队，联合福州大学郑仕标、清华大学孙麓岩等团队依据玻色编码量子纠错方案，开发了基于频率梳控制的低错误率宇称探测技术，大幅延长逻辑量子比特的相干寿命，超盈亏平衡点达16%，实现了量子纠错增益。该成果是通往容错量子计算道路上的一项重要成果。9、揭示光感受调节血糖代谢机制国内外多项公共卫生调查研究显示，夜间过多光暴露显著增加罹患糖尿病、肥胖等代谢疾病风险。然而，光是否以及如何调节机体的血糖代谢，是尚未解决的重要科学问题。中国科学技术大学薛天研究团队发现光暴露显著降低小鼠的血糖代谢能力。哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥、视杆细胞和对蓝光敏感的自感光神经节细胞（简称ipRGC）。利用基因工程手段，研究团队发现光降低血糖代谢由ipRGC感光独立介导。进一步研究发现光信号经由视网膜ipRGC，至下丘脑视上核、室旁核，进而到达脑干孤束核和中缝苍白核，最后通过交感神经连接到外周棕色脂肪组织，并最终确定了光降低血糖代谢的原因，是光经由这条通路抑制棕色脂肪组织消耗血糖的产热。进一步研究表明，光同样可利用该机制降低人体的血糖代谢能力。这项研究发现了全新的“眼-脑-外周棕色脂肪”通路，回答了长久以来未知的光调节血糖代谢的生物学机理，拓展了光感受调控生命过程的新功能。这项工作发现的感光细胞、神经环路和外周靶器官，为防治光污染导致的糖代谢紊乱提供了理论依据与潜在的干预策略。10、发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制锂硫电池具有极高的能量密度和较低的成本，然而，锂硫电池的广泛应用还未能实现。因为它在充放电过程中，电池性能会快速下降。受限于传统原位显微研究技术的时空分辨率低及锂硫体系不稳定等因素，人们对其内部发生的化学反应过程尚不清楚，无法针对性解决问题。厦门大学廖洪钢、孙世刚和北京化工大学陈建峰等开发高分辨电化学原位透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。近百年来，电化学界面反应通常被认为仅存在“内球反应”和“外球反应”单分子途径。该研究揭示出电化学界面反应存在第三种“电荷存储聚集反应”机制，加深了对多硫化物演变及其对电池表界面反应动力学影响的认识，为下一代锂硫电池设计提供指导。

2024年2月29日，国家自然科学基金委员会发布2023年度中国科学十大进展，以下10项重大科学进展入选：1. 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破2. 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制3. 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制4. 农作物耐盐碱机制解析及应用5. 新方法实现单碱基到超大片段 DNA 精准操纵6. 揭示人类细胞 DNA 复制起始新机制7. “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子8. 玻色编码纠错延长量子比特寿命9. 揭示光感受调节血糖代谢机制10. 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制，时长06:30“中国科学十大进展”遴选活动旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情，开展基础研究科学普及，促进公众了解、关心和支持基础研究，在全社会营造浓厚的科学氛围。自2005年启动以来，已成功举办18届。“中国科学十大进展”遴选活动坚持由第三方推荐的原则，并由基础研究领域的高水平专家学者广泛参与投票，确保遴选结果的公正性和代表性。历年入选进展较为全面地记录了我国基础科学研究的重要成果，得到了社会各界广泛关注，已成为盘点我国基础研究领域年度重大科学成果的品牌活动。2023年度第19届“中国科学十大进展”遴选活动由国家自然科学基金委员会主办，国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心（基础研究管理中心）和科学传播与成果转化中心承办，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》《科学通报》协办，分为推荐、初选、终选、审议4个环节。《中国基础科学》等推荐了2022年12月1日至2023年11月30日期间正式发表的600多项科学研究成果，由近100位相关学科领域专家从中遴选出30项成果，在此基础上邀请了包括中国科学院院士、中国工程院院士在内的2100多位基础研究领域高水平专家对30项成果进行投票，评选出10项重大科学研究成果，经国家自然科学基金委员会咨询委员会审议，最终确定了入选2023年度“中国科学十大进展”的成果名单。2023年度中国科学十大进展简介1 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破盘古气象大模型的三维神经网络结构天气预报是国际科学前沿问题，具有重大的社会价值。现有数值天气预报范式源于20世纪50年代，即通过超算平台的大规模计算来求解大气运动偏微分方程组，实现对未来天气的预报。近些年使用该传统方法提升预报水平面临越来越大的挑战。华为云计算技术有限公司田奇、毕恺峰、谢凌曦等基于人工智能技术，提出了一种适配地球坐标系统的三维神经网络，能够有效处理天气数据中的复杂过程，并通过层次化时域聚合策略来有效减少迭代误差，成功实现了精准的中期天气预报。在1979-2017年全球天气再分析数据上训练后，构建了盘古气象大模型。该模型能够预报7天内的地表层和13个高空层的温度、气压、湿度、风速等气象要素，并将全球最先进的欧洲中长期天气预报中心（ECMWF）集成预报系统的预报时效提高了0.6天左右，在热带气旋的路径预报误差相较于ECMWF预报系统降低了25%。该模型仅需10秒即可完成全球7天重要气象要素的预报，计算速度较数值方法提升1万倍以上。该研究展示了人工智能和大数据在解决天气预报问题上的突破。2023年度中国科学十大进展2 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制古病毒复活开启衰老的潘多拉魔盒人类基因组是生命活动的“密码本”，它控制器官再生和机体稳态，亦影响器官退行及衰老相关疾病的发生。在该密码本中，素有“暗物质”之称的非编码序列约占98%，其中约8%为内源性逆转录病毒元件，为数百万年前古病毒整合到人类基因组中的遗迹。古病毒序列在衰老过程中的作用及其机制是尚未开拓的科学疆域。中国科学院动物研究所刘光慧、曲静和中国科学院北京基因组研究所张维绮等利用多学科交叉手段，揭示人类基因组中沉睡的古病毒“化石”在细胞衰老过程中，可因表观遗传失稳等因素被再度唤醒、进而包装形成病毒样颗粒并驱动细胞和器官衰老的重要现象。并据此提出古病毒复活介导衰老程序性及传染性的理论以及阻断古病毒复活或扩散以实现延缓衰老的多维干预策略。通过对人类基因组中蛋白编码区域的“逆老”基因进行系统排查，发现可重启人类干细胞、运动神经元和心肌细胞活力，逆转关节软骨、脊髓及心脏衰老的新型分子靶标，并构建一系列针对器官退行的创新干预体系。以上发现为衰老生物学和老年医学研究建立了新的理论框架，为衰老及老年慢病的科学干预和积极应对人口老龄化奠定了有益的基础。2023年度中国科学十大进展3 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制初级纤毛——生物钟的“有形”指针昼夜节律紊乱与睡眠障碍、精神抑郁相关，严重时可导致肿瘤、糖尿病等重大疾病的发生和发展。由于缺乏对生物节律调节机制的认识，当前国际上尚未研发出针对节律紊乱性疾病的有效治疗药物。军事科学院军事医学研究院生物医学分析中心李慧艳、张学敏等发现大脑视交叉上核（SCN）神经元的初级纤毛，这一细胞“天线”样结构，每24小时伸缩一次，犹如生物钟的指针，初级纤毛可能通过调控SCN区神经元的“同频共振”调节节律，其机制与Shh信号通路密切相关。因此，SCN神经元的初级纤毛可能作为机体中的“中央生物钟”的结构基础，参与生物钟内稳态的维持，而靶向SCN初级纤毛的Shh信号通路可能是治疗与昼夜节律紊乱相关的人类疾病的潜在治疗策略。该“有形”生物钟的发现，对于理解生物钟的构造以及分子层面与细胞层面生物钟的联系具有重要意义。2023年度中国科学十大进展4 农作物耐盐碱机制解析及应用利用AT1成果培育的甜高粱在宁夏平罗盐碱地生长情况土壤盐碱化又称土壤盐渍化，是指土壤中积聚盐分形成盐碱土的过程。我国有近15亿亩盐碱地，其中高pH的苏打盐碱地约占60%。据估计，约5亿亩盐碱地具有开发利用潜能。长期以来，我们对植物耐盐碱性的机制认识尚有不足，阻碍了耐盐碱作物的培育和盐碱地的开发利用。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗、中国农业大学于菲菲、华中农业大学欧阳亦聃等研究团队合作利用起源于非洲萨赫勒高盐碱地的高粱自然群体材料定位克隆到一个与耐碱性显著相关的主效基因AT1，并揭示了AT1在碱胁迫条件下调控水通道蛋白磷酸化水平来促进植物细胞中H2O2的外排从而赋予植物高耐盐碱性的机制。在盐碱地进行大田实验发现，基于耐盐碱等位基因AT1改良的作物耐盐碱能力显著提高，其中水稻、高粱和谷子等粮食作物均有效增产20%～30%。该研究为综合利用盐碱地和保障粮食安全提供了新思路。2023年度中国科学十大进展5 新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵单碱基编辑到大尺度DNA精准操纵基因组编辑在生物学和医学领域具有广阔的应用前景。然而，基因组编辑在编辑精度、DNA操控尺度和灵活性等方面仍有较大的限制。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队联合北京齐禾生科生物科技有限公司赵天萌团队利用人工智能辅助的大规模蛋白结构预测方法对基因组编辑新酶进行发掘。他们建立了基于三级结构的全新蛋白聚类分析方法，鉴定出多个全新脱氨酶家族成员，并开发了一系列适用于多样化应用场景的新型碱基编辑工具，解决了利用单个AAV进行递送和大豆高效碱基编辑的难题。为突破植物大尺度DNA精准操纵的瓶颈，他们整合优化引导编辑系统与位点特异性重组酶，开发了植物大片段DNA精准定点插入技术PrimeRoot，可实现对10 Kb以上大片段DNA的高效定点整合。此外，他们通过对基因上游开放阅读框的从头设计与理性改造，开发了精细下调靶蛋白表达的全新技术体系，并创制了产量相关性状呈梯度变化的系列水稻新种质，为作物性状精细改良提供了新方法。以上研究通过开展基因组编辑元件挖掘方法和技术体系创新，实现了对基因组的精准操纵，为作物改良和基因治疗提供了重要支撑。2023年度中国科学十大进展6 揭示人类细胞DNA复制起始新机制人体MCM2-7双六聚体（MCM-DH）冷冻电镜结构及DNA复制起始调控步骤DNA复制起始的精准调控是维持人类基因组稳定、抑制遗传疾病和癌症发生的关键生命过程之一。6个MCM基因编码的MCM2-7蛋白的双六聚体（DH）在成千上万个复制原点的组装是解开双链DNA和启动复制的必经过程。但是MCM-DH在染色体上具体的组装和作用机制尚不清楚。香港大学翟元梁、香港科技大学党尚宇、戴碧瓘等解析了人类MCM-DH复合物（hMCM-DH）的2.59-Å高分辨率冷冻电镜结构。在该结构中，hMCM-DH可直接降低DNA双链的稳定性，将位于两个六聚体结合处的DNA双链解开，并拉伸产生初始的开口结构（IOS）。IOS在基因组中成簇且广泛地分布于无转录活性的基因间区，并与偶发的DNA复制起始区域高度重合。干扰IOS会抑制hMCM-DH的形成，进而抑制相应DNA复制的启动。该研究不仅揭示了人类MCM-DH组装及初始DNA解旋以促进复制起始的新机制，也为开发以DNA复制为靶标的抗癌药物提供了重要基础。2023年度中国科学十大进展7 “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子拉索观测到的伽马暴GRB 221009A高能光子爆发的全过程伽马射线暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，万亿电子伏特（TeV）以上辐射观测对揭示其爆炸过程、辐射机制和探索新物理前沿都具有重要意义。2022年10月9日史上最亮的伽马射线暴GRB 221009A爆发信号飞越24亿光年的时空抵达地球。由中国科学院高能物理研究所曹臻领导的高海拔宇宙线观测站（简称“拉索”，英文LHAASO）国际合作组凭借拉索前所未有的高灵敏度和大视场优势，在国际上首次完整记录了伽马射线暴万亿电子伏特以上高能光子爆发的全过程，包括高能光子亮度在早期的快速增强过程，以及后期亮度突然快速减弱，由此确定此伽马射线暴的极端相对论喷流具有迄今已知最小的张角，揭开了此伽马射线暴成为史上最亮的秘密。拉索还精确测量了该伽马射线暴亮度随光子能量的变化，发现其亮度随能量变化的规律保持稳定，观测能谱延伸至十万亿电子伏特以上，超出了理论预期，挑战了伽马射线暴余辉辐射的标准模型。2023年度中国科学十大进展8 玻色编码纠错延长量子比特寿命量子纠错过程目前超导量子比特的错误率离实用化还相差十多个数量级，需要进行量子纠错以构建错误率更低的逻辑量子线路。量子纠错旨在充分利用无限维希尔伯特空间的冗余度来保护逻辑量子比特免受噪声的干扰。通过对错误的实时探测和纠正，逻辑量子比特的相干寿命将得以延长。然而，传统的量子纠错过程通常会不可避免地引入新的错误，使得量子纠错面临“越纠越错”的尴尬局面。如何使编码保护的逻辑量子比特的寿命超过体系中最佳物理量子比特，超越盈亏平衡点，是衡量量子纠错是否有效的关键判据。南方科技大学俞大鹏、徐源，福州大学郑仕标，清华大学孙麓岩等展示了一种基于超导电路量子电动力学架构的量子纠错方法，其核心技术是将逻辑量子比特二项式编码在一个与辅助超导比特色散耦合的微波谐振腔的离散光子数态中，其编码子空间与错误子空间严格正交。通过在辅助比特上施加截断频率梳脉冲，可高保真度地重复读取错误症状，并通过实时反馈控制反复纠正错误，从而有效延长逻辑量子比特的相干寿命，并超越盈亏平衡点达16%，实现了量子纠错正增益。该研究展示了量子纠错的优越性，表明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力。2023年度中国科学十大进展9 揭示光感受调节血糖代谢机制“眼-脑-棕色脂肪轴”介导光调节血糖代谢神经机制2023年度中国科学十大进展10 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制电化学原位透射电子显微镜技术研究锂硫电池界面反应

科技部25日在京公布2015年度中国科学十大进展，实现单个蛋白质分子的磁共振探测、实现单光子多自由度量子隐形传态、探测到宇宙早期最亮中心黑洞质量最大的类星体和解析细胞炎性坏死的关键分子机制等研究入选。　　“2015年中国基础研究取得重大突破，杰出人才和重大成果不断涌现。”科技部基础研究管理中心副主任耿建东说。本次遴选被推荐的256项科学进展，均为2014年12月1日至2015年11月30日间正式发表的研究成果。　　按照得票排序，2015年度中国科学十大进展分别为：　　1、实现单光子多自由度量子隐形传态 　　2、理论预言并实验验证外尔半金属的存在 　　3、揭示埃博拉病毒演化及遗传多样性特征 　　4、实现对反物质间相互作用力的测量 　　5、探测到宇宙早期最亮中心黑洞质量最大的类星体 　　6、发现东亚最早的现代人化石 　　7、揭示人类原始生殖细胞基因表达与表观遗传调控特征 　　8、解析细胞炎性坏死的关键分子机制 　　9、研制出碳基高效光解水催化剂 　　10、实现对单个蛋白质分子的磁共振探测。　　详细解读如下：　　实现多自由度量子隐形传态　　量子隐形传态在概念上非常类似于科幻小说中的“星际旅行”，可以利用量子纠缠把量子态传输到遥远地点，而无需传输载体本身。中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究小组在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态，成果以封面标题的形式发表于《自然》杂志。这是自1997年国际上首次实现单一自由度量子隐形传态以来，科学家们经过18年努力在量子信息实验研究领域取得的又一重大突破，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。该成果被英国物理学会评为“2015年度国际物理学十大突破之首”。　　量子信息技术以一种革命性的方式对信息进行编码、存储和传输，在信息安全和运算速度等方面突破经典信息技术的瓶颈。量子通信是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式，可以从根本上解决国防、金融、政务等领域的信息安全问题 量子计算具有超快的并行计算能力，有望为密码分析、大数据处理和药物设计等大规模计算难题提供解决方案。在量子通信和量子计算技术的基础上，可构架多节点多用户的广域量子网络平台。而实现以上所有这些技术的一个核心单元就是多自由度的量子隐形传态。　　中国科学家找到外尔费米子　　德国科学家外尔1929年指出，当质量为零时，狄拉克方程描述的是一对能量相同但具有相反手性的新粒子，即外尔费米子。80多年过去了，人们一直未能观测到这种神奇的粒子。　　近年来，拓扑绝缘体尤其是拓扑半金属等领域研究的快速发展为寻找外尔费米子提供了新的思路，它们可以作为准粒子存在于外尔半金属材料中。寻找外尔半金属材料是一个非常具有挑战性的科学问题，也是该领域国际竞争的焦点之一。2015年，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)方忠研究组(翁红明等)通过理论计算预言，TaAs家族材料就是要寻找的外尔半金属体系 陈根富研究组合成出了该材料的晶体，并观察到理论预测到的因手征反常导致的负磁阻效应 丁洪研究组(丁洪和钱天等)与合作者用角分辨光电子能谱证实了理论预言的三维电子能谱和费米弧。　　中国科学家的一系列工作终于“找到”了外尔费米子这样一个隐身80多年的“幽灵”粒子。此外，美国普林斯顿大学的Z. Hasan研究组和清华大学的陈宇林研究组及合作者也得到类似的结果。外尔半金属的发现提出了很多新的科学问题，同时也为开发低能耗电子器件等变革性技术提供了新的思路。　　揭示埃博拉病毒演化及遗传多样性　　2014年初在西非暴发了埃博拉病毒病疫情，之前的研究显示，此次疫情病毒的变异速率比以往有成倍的提高，该结果引起了全球疫情防控机构的恐慌。人们担心病毒的高速变异可能导致更加烈性的病毒变异株产生，同时大量变异可能对基于PCR技术的病毒检测产生漏检。军事医学科学院微生物流行病研究所曹务春研究组与中国科学院微生物研究所高福研究组和军事医学科学院放射与辐射医学研究所贺福初等合作，对2014年9月至11月间的大量病例标本进行基因组测序，获得来自塞拉利昂的175株病毒的全长基因组数据，发现在此期间埃博拉病毒在系统发生上进一步分化，遗传多样性快速增加，出现了多个新的病毒流行分支。但此疫情中埃博拉病毒的变异速率，与先前暴发疫情中埃博拉病毒的变异速率接近。这些研究成果加深了对病毒进化特点以及传播动力学的理解，消除了国际社会对于埃博拉病毒快速变异的担忧，同时大量基因组序列的发表为现场病毒检测PCR引物设计提供了参考，并将有助于对埃博拉病毒疫苗和治疗方案的研发。相关研究论文发表在2015年8月6日《自然》上。　　首次测量到反物质间 相互作用力　　美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)的STAR实验将质心能量为200GeV的金离子相互碰撞，产生出大量的反质子，这为测量反质子-反质子间相互作用提供了机会。中国科学院上海应用物理研究所马余刚研究组与美国布鲁克海文国家实验室唐爱洪研究组等合作，利用STAR实验结果，通过对反质子-反质子之间动量关联函数的测量，首次提取了反质子-反质子相互作用的有效力程和散射长度。研究表明，反质子-反质子之间存在着强吸引力，可以克服反质子-反质子之间的由于同号(负电荷)所产生的库伦排斥力，结合成反物质原子核。而且他们测量得到的结果与质子-质子相互作用的对应值在误差范围内一致。他们的研究结果提供了两个反质子间相互作用的直接信息，给出了对量子场论和对称原理的一个直接验证，为进一步理解更复杂的反原子核及其属性奠定了基础。相关研究论文发表在2015年11月19日《自然》上。《自然》审稿人对该研究给予高度赞赏：“这是首例反质子-反质子作用的直接测量。　　人类原始生殖细胞 基因表达与表观遗传调控特征　　生殖细胞(精子和卵子)是人类维持生命延续、代代相传的种子和纽带。在妈妈的肚子里，胎儿除了要完成自身发育，还要为其后代做好准备，形成原始生殖细胞(PGC)并进行性腺发育,以保证性成熟后形成正常的精子和卵子。　　这类特殊的原始生殖细胞与其他细胞有何不同?基因表达调控的特征是什么?除了遗传序列本身，祖父辈及父母亲还把哪些表观遗传记忆留在了PGC细胞中?哪些表观遗传记忆信息必须需要清除?人类对其还缺乏深刻的认识。　　北京大学生物动态光学成像中心汤富酬研究组和北京大学第三医院乔杰研究组采用最新的单细胞转录组高通量测序等关键技术，深度解析了人类原始生殖细胞多个发育阶段的转录组和DNA甲基化组的动态变化，揭示了人类原始生殖细胞基因表达调控的一系列关键特征。　　该项研究显示，处于发育早期的人类原始生殖细胞协同表达一系列多能性基因以及生殖系特异基因。　　基因组DNA甲基化作为一种关键的表观遗传修饰方式，是调控细胞分化过程中基因表达的关键机制之一。　　他们的研究首次发现女性原始生殖细胞中X染色体重新激活明显早于小鼠，而且SOX15 仅特异性高表达于人类早期原始生殖细胞，推测其是调控原始生殖细胞发育与性别分化的重要基因。　　此外，该项研究发现人类原始生殖细胞在发育过程中会经历大规模的表观遗传记忆(DNA甲基化标记)的擦除，在胚胎第11周时原始生殖细胞中仅有6%—7%的DNA甲基化得以保留 但另外一方面，基因组中的一些特殊的重复序列元件上仍然残留大量甲基化，这为研究人类隔代遗传现象的表观遗传学基础提供了重要线索。相关研究论文发表在2015年6月4日《细胞》上。　　发现东亚最早的现代人化石　　作为人类起源与演化研究的重要组成部分，现代人起源一直是古人类学研究与争议的热点。目前，国际学术界的主流观点支持现代人起源于非洲，认为现代人19万年前起源于非洲，6万年前扩散到欧亚大陆，成为当地现代人的祖先。近10年来，中国学者在这个领域的研究取得一系列重要进展，确定早期现代人至少10万年前在华南地区已经出现。　　然而，学术界对于具有完全现代形态的人类在东亚地区出现时间尚不清楚。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所刘武和吴秀杰研究组与英国María Martinón-Torres合作等报告了对中国南部湖南省道县福岩洞的最新发掘资料。他们先后发现了47枚人类牙齿化石以及大量动物化石。　　研究显示，道县人类牙齿尺寸较小，明显小于欧洲、非洲和亚洲更新世中、晚期人类，位于现代人变异范围，牙齿齿冠和齿根呈现典型现代智人特征。这些形态和尺寸对比分析说明道县人类牙齿已经具有完全现代形态，可以明确归入现代智人。测年结果表明，这批人类化石的埋藏年代在 8—12万年前。动物群组成则指示出晚更新世早期的特点，进一步支持测年的结果。据此可以确定，具有完全现代形态的人类至少8万年前在华南局部地区已经出现。这项研究以可靠的地层年代数据和详实的化石形态特征提供了迄今最早的现代类型人类在华南地区出现的化石证据，填补了现代类型人类在东亚地区最早出现时间和地理分布的空白。这是继2010年广西智人洞下颌骨发现之后，中国学者在东亚现代人起源方面取得的又一项重大突破，对“中国没有早于6万年的现代人”这一国际主流观点提出了有力挑战。　　此外，与这群现代人同时代的北方地区，还生活着形态特征更原始的“土著居民”，道县的研究描绘了一幅中国南北地区不同人群共同存在的场景，进而提出现代人在中国扩散的可能路线为由南向北。这些发现对于探讨现代人在欧亚地区的出现和扩散具有非常重要的意义。相关研究论文发表在2015年10月29日《自然》上。　　发现宇宙早期最亮、中心黑洞质量最大天体　　发现遥远宇宙中的明亮天体对了解早期宇宙的结构极为重要，位于宇宙早期的高红移类星体是研究早期宇宙的重要探针。迄今为止，天文学家通过大型巡天已经发现了30多万个类星体，其中大约有40个类星体红移大于6(即距离超过127亿光年)。每个类星体中心都包含一个质量约为10亿个太阳质量的黑洞，它们正在猛烈地吞噬其周围的物质，并在黑洞附近释放出巨大的能量。　　北京大学物理学院吴学兵研究组与合作者基于自主发展的选取高红移类星体候选体的有效方法和判据，利用中国科学院云南天文台的2.4米光学望远镜首先观测和国外4台大型光学和红外地面望远镜后续观测，发现一个距离我们128亿光年(红移6.3)、发光强度是太阳的430万亿倍、中心黑洞质量约为120亿太阳质量的超亮类星体。　　这是目前发现的在宇宙早期最亮、中心黑洞质量最大的一个类星体，也是世界上第一个利用2米级光学望远镜发现的红移6以上的类星体。该发现证实在宇宙年龄只有9亿年时，就已经形成质量为120亿太阳质量的黑洞，这对目前的黑洞形成和增长理论以及黑洞和星系共同演化理论都提出了严重的挑战，并为未来研究早期宇宙中黑洞和星系的形成和演化提供了一个特别的实验室。相关研究论文作为封面推荐论文发表2015年2月26日《自然》上。　　解析细胞炎性坏死的关键分子机制　　细胞炎性坏死(细胞焦亡)是机体的重要免疫防御反应，在拮抗和清除病原感染和内源危险信号中都发挥重要作用。过度的细胞焦亡会诱发多种自身炎症/免疫性疾病，最新研究显示艾滋病的发生也和细胞焦亡有关。然而人们对细胞焦亡发生的机制完全不清楚。　　北京生命科学研究所邵峰研究组与合作者，利用最新的CRISPR/Cas9基因组编辑技术，针对caspase-1 和caspase-11介导的细胞焦亡通路进行了全基因组范围遗传筛选，鉴定出全新的GSDMD蛋白，并证明GSDMD是所有炎性caspase的共有底物，该蛋白的切割对于炎性caspase激活细胞焦亡既是必要的也是充分的。这是20年来首次揭示细胞焦亡的关键分子机制，为多种自身炎症性疾病和内毒素诱导的败血症提供了全新的药物靶点。该研究还首次发现gasdermin家族蛋白(包含GSDMD)都具有诱导细胞焦亡的功能，进而重新定义了细胞焦亡的概念，并开辟了细胞程序性坏死和天然免疫研究的新领域。相关研究论文发表在2015年10月29日《自然》上。　　碳基高效光解水催化剂　　利用太阳光直接催化分解水同时制取氢和氧是发展清洁、绿色可再生能源的理想策略之一。在过去40年，聚焦于一步、四电子过程来研究光催化分解水，已经开发出多种无机和有机材料体系的光解水催化剂。然而，大多数光催化剂量子效率较低、稳定性较差。苏州大学纳米科学技术学院康振辉、Yeshayahu Lifshitz和李述汤研究组设计构建出一种非金属碳纳米点-氮化碳纳米复合材料高效光解水催化剂，提出并示范了一种两步、两电子过程的高效完全光解水新机制，实现了可见光下高效的全分解水。该催化剂具有较好的稳定性(可见光催化活性200天保持不变)以及较高的太阳能到氢能的转换效率(波长420± 20 nm下量子效率为16%，太阳能到氢能的转换效率约为2%)。此外，该催化剂材料还具备廉价、资源丰富、环境友好等优点。相关研究论文发表在2015年2月27日《科学》上。还被《化学世界》、《国家科学评论》等多家科学媒体进行专题报道。伦敦大学玛丽女王学院Steve Dunn教授评价该研究为“是该领域的彻底变革”。该研究结果为深入理解和设计高效光催化剂提供了新的思路。　　实现对单个蛋白质分子的磁共振探测　　在纳米尺度上直接测量单个分子的组成、结构及动力学性质，是当今物质科学探索的发展趋势。自旋磁共振是重要的物质科学研究手段，在前沿科学和国民生产众多领域均有广泛的应用。然而基于磁电感应探测原理的传统磁共振技术，通常只能测量毫米尺度以上百亿个分子系综的统计平均性质，无法实现对单个分子的直接测量。　　中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)杜江峰领衔的研究团队使用最新的量子操控技术，基于钻石量子探针和新颖的自旋量子干涉仪探测原理，实现了单分子磁共振的突破。该团队于国际上首次获取了单个蛋白质分子(直径约5纳米)的顺磁共振谱，并解析出其动力学信息，成功将电子顺磁共振技术分辨率从毫米推进到纳米，灵敏度从上百亿个分子推进到单个分子。该新技术可用来在单分子层面认识物质科学和生命科学的机理，在物理、化学及生命科学等多个领域有广泛应用前景，特别是其室温大气的宽松实验条件为生命科学等领域的研究提供了尤为适宜的条件。相关研究论文发表在2015年3月6日《科学》上。这一成果在国际同领域引起了很大反响，得到美国化学会、德国马普所等广泛的新闻报道。《科学》杂志将该成果选为研究亮点并配发专文报道，称其“实现了一个崇高的目标”，“是通往活体细胞中单蛋白分子实时成像的重要里程碑”。

2021年，有哪些生命科学的新奥秘被中国科学家破解？有哪些关于新冠病毒的秘密被揭示？有哪些医学新突破为癌症治疗带来希望？10日，中国科学技术协会生命科学学会联合体发布了2021年度“中国生命科学十大进展”，人工合成淀粉、新冠肺炎疫情防控、鼻咽癌治疗等成果入选。与以往的评选相比，本次入选成果原创性更为突出，为生命科学新技术的开发、医学新突破和生物经济的发展提供了新思路，显示出生命科学和相关技术的社会影响力。食为粮食生产带来颠覆性革命民以食为天。吃得饱吃得好是人们共同的追求，然而目前的粮食生产，仍离不开“靠天吃饭”，生命科学技术能有哪些变革，从而为“食”提供新方案呢？此次的十大进展中，就有两项与“食”相关。淀粉是粮食最主要的成分，也是重要的工业原料。能不能跳过农业种植，直接在实验室合成淀粉呢？此次入选的“从二氧化碳到淀粉的人工合成”，就在国际上首次实现了淀粉的人工全合成，该成果将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响。这项由中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化物所等单位开展的研究，颠覆了植物合成淀粉的复杂过程，能效和速率超越玉米等农作物，为淀粉的车间制造打开了一扇窗。这项研究在国际上引起强烈反响，被认为是一项里程碑式突破。水稻作为我国的主食之一，对其改良从而提高产量历来备受重视。在2021年，我国科学家在水稻育种方面又有新突破。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队首次提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，并成功创制了改良落粒性、芒性、株高、粒长、茎秆粗度、生育期等不同类型的四倍体水稻新材料，突破了全部技术瓶颈。该成果开辟了全新的育种方向，对应对未来粮食危机提供了新的可行路径，有望对世界粮食生产带来颠覆性的革命。抗疫 给预防、治疗新冠肺炎带来希望有关抗击疫情的两项研究，“新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制研究”与“冠状病毒的跨种识别和分子机制”对当今国际社会复杂的抗疫形势有重大意义。当前，新冠病毒肺炎疫情已持续两年，不断出现的突变株对发展广谱药物提出急迫需求。由病毒复制酶组成“转录复制复合体”，负责病毒转录复制的全过程，在各突变株中高度保守，是开发广谱药物的核心靶点。清华大学饶子和院士、娄智勇教授课题组，在国际上首次发现和重构了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式，为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供了全新靶点，为优化针对聚合酶的抗病毒药物提供了关键科学依据。近20年，人类遭受了三次由冠状病毒引发的重大疫情。大多数感染人的冠状病毒来源于动物，而病毒在人际传播往往是滞后的，疾病防控的关口需要在“时间”上前移。因此，此次入选的十大进展中，另外一项有关抗疫的研究，着重于预防新的冠状病毒引发疫情。这项由中国科学院微生物研究所高福院士团队开展的研究，建立了高效评估冠状病毒跨种识别能力的方法，利用这些方法对蝙蝠源性冠状病毒和穿山甲源性冠状病毒的跨种传播潜在风险进行评估，发现上述三种冠状病毒存在跨种传播的潜在风险，提示我们要持续对动物源性冠状病毒进行监测。解谜 远古生物如何进化、鸟儿迁徙为何不迷路远古时期的鱼类如何进化登上陆地？地球上的鸟儿为什么远途迁徙不会迷路？2021年，中国的科学家又向解开更多生命的奥秘迈进一步。西北工业大学生态环境学院王文、王堃团队与中科院水生生物研究所何舜平、昆明动物所张国捷等团队合作，发现硬骨鱼祖先已进化出了适应陆地的相关初步遗传基础，并在肉鳍鱼内得到进一步加强，最终进化为四足动物而成功登上陆地。这为破解4亿多年前，脊椎动物如何从水生进化到陆生这一重大事件的遗传创新机制，提供了关键认知和数据。鸟类迁徙路线的形成过程、维持机制和在气候变化下的未来趋势，以及迁徙策略的遗传基础，一直是学界的研究热点和难点。中国科学院动物研究所詹祥江团队历时12年，通过整合多年卫星追踪数据和种群基因组信息，建立了一套大陆尺度的北极游隼迁徙研究系统。不仅阐明了气候变化在鸟类迁徙路线形成、维持及未来变化趋势中的驱动作用，还揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。该研究全面结合遥感卫星追踪、基因组学、神经生物学等新型研究手段，展现了学科交叉型的创新性研究在回答重大科学问题中的关键作用。抗癌 鼻咽癌有了新治疗方法鼻咽癌是“中国特色”肿瘤，年新发病例占全球一半。放疗后的全身微小残留肿瘤是其治疗失败的根源，而由于放疗后患者身体状况差，难以耐受既往高强度的传统化疗（完成率仅约40%~50%），成为制约疗效提高的瓶颈。生命科学研究能够为抗击癌症提供新的治疗方法。中山大学肿瘤防治中心马骏研究团队提出了小剂量、长时间口服细胞毒药物卡培他滨的节拍化疗模式。这种治疗方法，可通过抗血管生成、杀伤肿瘤干细胞等机制持续抑制肿瘤，同时提高机体耐受性。临床研究发现，在放疗后使用这种方法可将失败风险显著降低45%，且严重毒副作用发生率减少了3/5，完成率达74%。同时这种方法方便可及，易于向基层推广。由此，该研究打破了传统化疗的疗效瓶颈，建立了鼻咽癌国际领先、高效低毒且简单易行的治疗新标准。前沿 基因调控、纳米尺度显微镜、脑科学相关成果入选还有三项入选的十大成果，均聚焦国际生命科学研究的核心和前沿问题。复旦大学徐彦辉团队的研究成果，揭示了转录为何发生在几乎所有基因的启动子上，颠覆了关于启动子识别和转录起始复合物组装的传统认识，对理解基因表达调控和相关生理病理过程具有重要意义。中国科学院生物物理研究所徐涛院士组和纪伟研究组组成的技术攻关团队，一直聚焦于突破光学显微成像分辨率的研究，他们的研究成果可解析纳米尺度的亚细胞结构，为生命科学研究提供了有力工具。该研究表明光学显微镜已经步入纳米分辨率时代，我国科学家在该领域具备多学科交叉技术创新能力，研制的具有自主知识产权的新型超分辨成像设备处于国际领先地位。东南大学脑科学与智能技术研究院彭汉川、顾忠泽、谢维团队建立了世界上首个完整的全脑单神经元分辨率大数据和信息学平台并应用于全鼠脑研究，他们的研究对大脑细胞分型和功能、脑连接环路、全脑大规模模拟、类脑计算、基于生物脑的新型人工智能算法和系统等会持续产生重要作用。据了解，中国科协生命科学学会联合体自2015年起开展评选以来，每年的评选都由生命科学、生物技术和临床医学等领域资深专家评选，并经中国科协生命科学学会联合体主席团审核，推动了我国生命科学研究和技术创新，让更多人了解了我国生命科学领域的重大科技成果。

1月20日，由两院院士评选的2009年度中国十大科技进展揭晓，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)杜江峰教授的“量子计算研究获重大突破”荣列其中。这是该实验室自2003年获批筹建以来，连续7年有成果入选中国十大科技进展。 　　自2003年以来，该实验室还有1项成果入选年度世界十大科技进展、3项成果入选国际物理学年度重大进展、5项成果入选中国高校十大科技进展、4项成果入选中国基础研究十大新闻……微尺度国家实验室俨然已成为一座越烧越旺的“创新熔炉”。 　　让科学家平心静气地做学问 　　向管理创新要成果要人才，是近年来许多管理者常说的一句话。微尺度国家实验室成果迭出，是不是也与此相关? 　　“我们没有刻意地追求管理创新。”中科大校长、微尺度实验室常务副主任侯建国院士的一番话颇出记者的意料。 　　据了解，实验室的投入并不算多，研究人员基本来自校内相关院系和每年的正常招聘。科研团队的负责人大多是中科大土生土长的博士，没有显赫的学术经历。实验室对他们每年应该争取多少科研项目和经费、发表多少科研论文、取得多少发明专利等，一概不提硬性指标，甚至连一年一度的考核都不作具体要求，只是要求进行3~5年的阶段性工作汇报。“也有一定的学术奖励，但额度并不大。很难说教授发表论文、做出成果，与奖励有什么必然关系。” 　　“实验室不会把发展中遇到的各种竞争和压力简单地按照发表论文数、争取项目数的方式分解给各位教授，但是，实验室通过学科交叉在若干关键领域获得重大科学突破的目标是明确的，全体研究人员对此也是认同的。”侯建国说，“对这些热心创造的科学家们来说，‘管理’二字显然不太适合。” 　　陈仙辉教授是中科大自己培养的博士，他从上世纪80年代后期开始研究高温超导，在这个领域默默耕耘了20多年。平时没有上下班之分，没有工作日和节假日之分，每当有了新的进展或想法，即使深更半夜，他也会兴奋地跑到实验室。 　　2008年2月19日，日本科学家发表文章称，发现氟搀杂的镧氧铁砷化合物在26K(-247.15℃)时具有超导性。陈仙辉研究了日本人的成果后，认为他们没有证明这类材料是真正的高温超导体，于是立刻带领学生开始研究。 　　3月25日，结果出来了：这种材料的临界温度超过了40K(-230.15℃)，突破了“麦克米兰极限”，证明了这类超导体是除铜氧化合物高温超导体之外的又一高温超导体家族。两个月后，他们的研究论文在国际权威学术期刊《自然》上发表，这一成果入选美国《科学》杂志和国内两院院士评选的当年度世界十大科技进展。 　　“主要靠长期的工作和实验积累，否则不可能敏锐地捕捉到有效的信息，也不可能这么快就有结果。”陈仙辉说，“到目前为止，高温超导的机理还不是很清楚，需要新的理论来支撑。所以，我相信总会有惊喜在等着我。” 　　“从他的学术经历里，我们可以看到，创新源于科学家的原动力，而不是各种名目繁多的管理与约束措施。”侯建国说，“只有当科学家们把外界的诱惑和干扰置之度外，能平心静气地专心于学问的时候，科学上的突破才会水到渠成。” 　　“科学家需要的不是简单的管理，而是完善的服务” 　　科研成果入选2009年度中国十大科技进展的杜江峰教授同样是中科大自己培养的博士，也是国内最早从事量子计算技术研究并取得一系列重要进展的科学家之一。2007年，他申请的“量子调控”重大科学研究计划项目(973)“基于核自旋量子调控的固态量子计算研究”获得通过，他成为该项目的首席科学家。 　　要开展进一步的创新研究，还需要购置先进的实验设备。这对“羽翼未丰”的杜江峰来说，无疑是个难题。这时候，学校和微尺度实验室向他伸出了援助之手，通过划拨、出借等方式帮他筹集了800万元，用来购置实验设备。 　　短短一年多的时间，国内第一个脉冲电子顺磁共振实验平台就建成了。紧接着，2009年6月，杜江峰和香港中文大学刘仁保教授合作，利用这一实验平台在国际上首次实现了真实固态体系的最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间，并成功厘清各种退相干机制在此类固体体系中的影响。该成果发表在2009年10月29日出版的《自然》上，同期评述文章指出：“他们取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能，从而朝实现量子计算迈出重要的一步。” 　　记者了解到，近年来，中科大耗资数亿元建设了物理、化学、生命科学、工程科学、信息科学等实验教学中心，集中购置了一批急需、通用而一般课题组无力购买的大中型仪器设备，并组建了技术支撑服务队伍，使得全校师生都能在公共科研平台上实践自己的学术思想。许多先进实验设备几乎全天候运转，全校所有相关专业的院系都能用。 　　“科学家更需要的不是简单的管理，而是完善的服务。管理者应把时间和精力放在为科学家创造条件、解决困难、营造氛围上，使科学家的好奇心、原动力得以持续。”侯建国深有体会地说。 　　一个实验室里70多名教授形成交叉优势 　　被誉为“黄金组合”的侯建国与杨金龙教授，是微尺度实验室学科交叉的典范。早在1995年，两人分别从国外回到中科大，之后不久，他们就在时任校长朱清时院士的“撮合”下走到了一起。微尺度实验室筹建后，两人的学术合作进入一个新的境界。侯建国负责实验部分的精耕细作，杨金龙负责理论方面的深度挖掘，他们带领一批年轻教师和研究生，利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。他们的研究成果发表在2005年9月的国际权威学术期刊《科学》上，审稿人评价说：“这是新颖的单分子功能调控的一个极好的例子。”这项成果入选2005年度中国十大科技进展。 　　目前，微尺度实验室实现了物理学、化学、生命科学、信息科学、材料科学五个一级学科之间的交叉，聚集了包括7名中科院院士在内的70多名教授和研究员，建成三大技术支撑平台，培育了国家自然科学基金委的5支优秀创新团队和教育部的4支优秀创新团队。在这种环境下，学科交叉是很容易实现的。 　　“我们虽然对交叉合作的课题给予一定的奖励，但并不刻意要求相互之间必须解决共同的问题，而更看重提供一种思想碰撞、相互启发的氛围和机制。”侯建国说。 　　微尺度实验室三楼有一个房间，布置得像一间客厅，室内弥漫着咖啡的浓浓香味，朝南的一扇门通向宽阔的阳台，廊檐和栏杆上垂挂着绿色藤蔓。这是实验室研究人员聊天、交流的场所，许多学术上的灵感和火花，就是在这里碰撞出来的。实验室各研究部还经常从世界范围内邀请顶尖学者来作学术报告和交流，而这样的讲座和报告则是全实验室成员共享的资源。 　　“微尺度实验室的科研人员都很开放，没有小家子气，乐于和不同学科的人交流自己的学术思想。”杜江峰说，“在自己的一亩三分地上搞闭关自守，不会有大的出息。” 　　“给年轻人提供没有天花板的创造空间” 　　记者在采访时注意到，微尺度国家实验室近年来连续入选年度中国十大科技进展的团队负责人都在40岁~50岁之间，而团队骨干力量则大多是二三十岁的年轻人，其中不少是在读的博士生、硕士生。 　　在国际量子信息研究领域，“潘建伟小组”的知名度不小。1970年出生的潘建伟和一批年龄比他还小的年轻人，近年来取得了一系列原创性成果，从2003年至今已5次入选中国十大科技进展，两次入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学十大进展。 　　这些年里，为了掌握国际上最先进的量子纠缠技术和量子存储技术，在学校和实验室的支持下，潘建伟先后赴奥地利和德国做客座教授，并不断融合不同学科背景的年轻人加盟自己的实验室，还将国内实验室一批有潜力的学生介绍到国外一流大学读博士或从事博士后研究，在国际学术界的最前沿开阔眼界，增长兴趣，转换思维。 　　如今，用奥地利维也纳大学物理学家布鲁克纳的话说，潘建伟小组在发展量子技术方面已经是“世界上处于领先地位的小组之一”。2009年7月，潘建伟带着他的“海外团队”集体“回家”，光是搬家清单就足足列了20页之多。 　　实验室内已在学术界崭露头角的年轻人，面对海外学术机构的邀请没有动摇。“现在国内的科研条件也不错，而且在优秀团队会进步更快。这个团队是我最好的选择。”曾在加拿大做博士后的陈凯说。而年轻的潘建伟教授则对比他更年轻的同事们说：“你们不能永远做助手，一定要成长起来，独当一面。” 　　“在实验室里，我常说‘取法乎上，仅得其中 取法乎中，仅得其下’。”侯建国说，“实验室一定要给年轻人提供没有天花板的创造空间，让他们能跳多高就跳多高。”

由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社、山东省科学技术厅、烟台市人民政府承办的中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2023年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻于2024年1月11日在山东烟台揭晓。中国科学院副院长、党组成员常进，中国工程院副院长、党组成员钟志华，山东省委常委、烟台市委书记江成，山东省副省长、省政府秘书长宋军继出席会议并致辞。常进、钟志华分别揭晓了2023年中国十大科技进展新闻和2023年世界十大科技进展新闻，并与江成、宋军继一同为2023年中国十大科技进展新闻入选团队颁发纪念证书及纪念牌。中国科学院原党组副书记、中国科学技术大学原党委书记郭传杰，中国科学院原副院长、中国科学院院士詹文龙，以及来自中国科学院和中国工程院的多名院士一同出席发布会。此项年度评选活动至今已举办了30次。评选结果经新闻媒体广泛报道后，在社会上产生了强烈反响，使公众进一步了解国内外科技发展的动态，对普及科学前沿知识起到了积极作用。2023年中国十大科技进展新闻01全球首座第四代核电站商运投产我国具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程12月6日商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先，对推动我国实现高水平科技自立自强、建设能源强国具有重要意义。高温气冷堆是国际公认的第四代核电技术先进堆型，是世界核电未来发展的重要方向。在丧失所有冷却能力的情况下，不采取任何干预措施，反应堆都能保持安全状态，不会出现堆芯熔毁和放射性物质外泄。该示范工程是世界首座球床模块式高温气冷堆项目，位于山东省荣成市，由中国华能牵头，联合清华大学、中核集团共同建设，2006年被列入国家科技重大专项，2012年开工建设。中国华能集中产业链上下游优势资源，联合开展关键技术攻关和核心设备研制，研制出2200多套世界首台（套）设备，设备国产化率达93.4%。02神舟十六号返回 空间站应用与发展阶段首次载人飞行任务圆满完成北京时间10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮身体健康状况良好，神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十六号载人飞船于2023年5月30日从酒泉卫星发射中心发射升空，随后与天和核心舱对接形成组合体。作为首批执行空间站应用与发展阶段载人飞行任务的航天员乘组，3名航天员在轨驻留154天，其间进行了1次出舱活动和中国空间站第四次太空授课活动，配合完成空间站多次货物出舱任务，为空间站任务常态化实施奠定了基础。此次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次载人飞行任务，在航天员乘组和地面科研人员密切配合下，开展了人因工程、航天医学、生命生态、生物技术、材料科学、流体物理、航天技术等多项空间科学实（试）验，在空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术等领域取得重要进展，迈出了载人航天工程从建设向应用、从投入向产出转变的重要一步。03超越硅基极限的二维晶体管问世芯片是信息世界的基础核心，传统晶体管因接近物理极限而制约了芯片的进一步发展。原子级厚度的二维半导体理论上在未来节点更具潜力，但受限于其技术瓶颈，至今所有二维晶体管均不能媲美业界硅基器件。北京大学彭练矛院士、邱晨光研究员团队构筑了10 纳米超短沟道弹道二维硒化铟晶体管。创造性地提出“稀土钇元素掺杂诱导二维相变理论”，并发明了“原子级可控精准掺杂技术”，从而成功克服了二维领域金属和半导体接触的国际难题，首次使得二维晶体管实际性能超过业界硅基10纳米节点Fin晶体管和国际半导体路线图预测的硅极限，并且将二维晶体管的工作电压降到0.5V，室温弹道率提升至所有晶体管最高纪录的 83%，研制出国际上迄今速度最快、能耗最低的二维晶体管。相关成果3月22日发表于《自然》。04我国科学家发现耐碱基因可使作物增产我国盐碱地面积达1亿公顷，占世界盐碱地总面积的近十分之一，全球气候变化、淡水缺乏及化肥大量使用，使可耕土地盐渍化速度加快。为了更好地利用盐碱地资源，中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员科研团队与国内多家科研机构和院校合作，经过多年研究发现主效耐碱基因AT1，可以显著提高高粱、水稻、小麦、玉米、谷子等作物在盐碱地上的产量，且在改良盐碱地的综合利用中具有重大应用前景，有望为我国粮食安全发挥重要支撑作用。该成果3月24日发表于《科学》。05天问一号研究成果揭示火星气候转变在太阳系的行星中，火星与地球最为相似，火星的现状和演化历程，被认为可能代表着“地球的未来”，针对火星气候演化的探测研究长期以来备受关注。风沙作用塑造了火星表面广泛分布的风沙地貌、沉积，记录了火星演化晚期和近代气候环境特征和气候变化过程。但由于缺乏就位、近距离详细系统的科学观测，我们对火星风沙活动过程和记录的古气候知之甚少。针对这一科学问题，中国科学院国家天文台李春来团队，联合中国科学院地质与地球物理所郭正堂团队、中国科学院青藏高原所、美国布朗大学和天问一号任务工程团队，瞄准火星乌托邦平原南部丰富的风沙地貌，利用环绕器高分辨率相机、火星车导航地形相机、多光谱相机、表面成分分析仪、气象测量仪等开展了高分辨率遥感和近距离就位的联合探测，提取了沙丘形态、表面结构、物质成分等信息，分析了其指示风向和发育年龄，发现了着陆区风场发生显著变化的层序证据，并与火星中高纬度分布的冰尘覆盖层记录有很好的一致性，揭示了祝融号着陆区可能经历了以风向变化为标志的两个主要气候阶段，风向从东北到西北发生了近70度的变化，风沙堆积从新月形亮沙丘转变为纵向暗沙垄。这一气候的转变，发生在距今约40万年前的火星末次冰期结束时，可能是由于自转轴倾角的变化，火星从中低纬度到极地地区，发生了一次“冰期-间冰期”的全球性气候转变。该项研究有助于增进我们对火星古气候历史的理解，为火星古气候研究提供了新的视角，也为地球未来的气候演化方向提供了借鉴。相关研究成果7月7日发表于《自然》。06我国首个万米深地科探井开钻5月30日上午，中国石油塔里木油田公司深地塔科1井开钻入地。深地塔科1井开钻，旨在探索万米级特深层地质、工程科学理论，标志着我国向地球深部探测技术系列取得新的重大突破，钻探能力开启“万米时代”。深地塔科1井位于新疆阿克苏地区沙雅县境内，紧邻埋深达8000米的富满10亿吨级超深油气区。这口井设计井深1.11万米，设计钻完井周期457天，将创造全球万米深井钻探用时最快纪录。该井采用的是我国自主研制的全球首台1.2万米特深井自动化钻机。与普通钻机相比，这台钻机的载重提升能力由三四百吨提高到最大900吨，相当于能同时吊起150头6吨重的成年大象。为保障万米级特深井“打成、打快、打好”，中国石油攻关研发智能控制一体化平台、钻井自主决策工控系统、超高重载井架底座等一批关键核心技术装备，自主研制国际领先的智能钻机，成功产出1.2万米特深井自动化钻机，为万米深地工程科学探索研究提供装备和技术保障。07液氮温区镍氧化物超导体首次发现7月12日，《自然》杂志刊登了中山大学王猛教授团队与清华大学、华南理工大学等单位合作的成果：首次发现在14 GPa压力下达到液氮温区的镍氧化物超导体。这是由我国科学家率先独立发现的全新高温超导体系，是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料，是基础研究领域的重要突破。这一研究成果将有望推动破解高温超导机理，使设计和预测高温超导材料成为可能，使超导在信息技术、工业加工、电力、生物医学和交通运输等领域实现更广泛的应用。08FAST探测到纳赫兹引力波存在证据由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列研究团队，利用中国天眼FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。相关研究成果于北京时间6月29日在我国天文学术期刊《天文与天体物理研究》在线发表。12月14日，相关成果入选《科学》杂志2023年度十大科学突破。当前，纳赫兹引力波研究已经成为物理和天文领域国际竞赛的焦点之一。然而，纳赫兹引力波频率极低、周期长达数年，其波长可达数光年，对它的探测极具挑战性。利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测，是目前已知唯一的纳赫兹引力波探测手段。值得一提的是，欧洲脉冲星测时阵列—印度脉冲星测时阵列、北美纳赫兹引力波天文台和澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列等脉冲星测时阵列合作组也在同一时间宣布了相似的结果。据中国科学院国家天文台研究员、北京大学研究员李柯伽介绍，国际上4个团队分别独立获得纳赫兹引力波存在的关键证据，这使得研究结果可以相互印证，进一步提高了这一成果的准确性。09世界首个全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统落成启用空间太阳能电站（SSPS）是解决能源危机、实现可持续发展的终极答案之一。工程院旗舰刊物《Engineering》于2023年11月30日系统报道了西安电子科技大学段宝岩院士团队完成的逐日工程——世界首个全链路、全系统SSPS地面验证系统，阐述了欧米伽SSPS创新设计方案、理论创新、技术突破、工程实现及实验结果。远距离高功率微波无线传能效率（距离55m，发射2081瓦，波束收集效率87.3%，DC-DC传输效率15.05%）与功质比等主要技术指标世界领先。逐日工程突破的远距离高功率微波无线传能技术，应用前景广阔。在太空，可助力构建空间能源网、空间充电桩，破解空间算力、星上信息处理、空间攻防及超远程探测的供电难题。在陆海空，可为空中飞艇、无人机群、海上移动平台、灾害及边远区域无线供电。10科学家阐明嗅觉感知分子机制大多数动物（包括人类）均拥有一套主嗅觉系统来识别挥发性的气味分子。大量的嗅觉受体通过“组合编码”的气味识别方式，帮助动物识别数以万亿计的气味分子。嗅觉受体可以分为三个家族，第I类是气味受体（OR）家族，第II类是痕量胺相关受体（TAAR）家族，OR和TAAR都属于A类G蛋白偶联受体（GPCR）家族，第III类是非GPCR嗅觉受体。山东大学孙金鹏教授团队和上海交通大学医学院李乾研究员团队合作，应用冷冻电镜技术解析了TAAR家族成员之一的小鼠TAAR9（mTAAR9）受体在4种不同配体结合条件下与Gs/Golf（嗅觉特异性Gα）蛋白三聚体复合物的结构，进一步结合药理学分析揭示了mTAAR9感知配体后被激活的分子机制。同时，该研究也提出了嗅觉受体“组合编码”识别配体的结构机制，阐明了II类嗅觉受体独特的激活方式。该研究阐释了II类特异嗅觉受体感知气味的分子机制，为嗅觉受体家族识别配体奠定了理论基础，对开发靶向嗅觉受体的新药也有重要意义。相关研究成果5月24日发表于《自然》。2023年世界十大科技进展新闻01科学家绘制迄今最全人脑细胞图谱10月13日，刊发在美国《科学》《科学进展》和《科学-转化医学》杂志上的21篇论文公布并阐释了迄今最全的人类大脑细胞图谱。多国科学家参与的这一系列研究揭示了3000多种脑细胞类型的特征，将有助于深入理解人类大脑的独特之处并推进脑部疾病和认知能力等研究。据悉，上述研究是美国国立卫生研究院“推进创新神经技术脑研究计划——细胞普查网络”的一部分，该计划于2017年启动，此次发表的论文是数百名科学家利用最先进的分子生物学技术进行的一系列合作研究的成果。科学家表示，这项研究为人们理解人类大脑的结构和功能提供了宝贵信息，将有助于进一步的研究和临床应用。它代表了科学界在解开大脑奥秘方面的重大突破，为未来的神经科学研究开辟了新方向。02人工智能首次成功从零生成原始蛋白质1月26日，美国Salesforce Research、Profluent Bio等机构在《自然-生物技术》上发表了一项研究成果，该研究创建了一个能够从头开始生成人造酶的人工智能（AI）系统。在实验室测试中，尽管人工生成的氨基酸序列与任何已知的天然蛋白质存在显著差异，但其中一些酶与自然界中发现的酶一样有效。该实验表明，虽然自然语言处理是为读写语言文本开发的，但至少可以学习一些生物学的基本原理。Salesforce Research公司开发了名为ProGen的人工智能程序，使用下一代标记预测将氨基酸序列组装成人造蛋白质。科学家表示，这项新技术可能比获得诺贝尔奖的“蛋白质设计技术——定向进化”更为强大，它将加速新蛋白质的开发，为已有50年历史的蛋白质工程领域注入活力。这些新蛋白质几乎可以用于从疾病治疗到降解塑料的任何领域。03全球最大实验性核聚变反应堆开始运行12月1日，欧洲聚变能组织(F4E)发布消息称，欧洲和日本共同建造和运营的核聚变反应堆JT-60SA正式投入运行。该反应堆为托卡马克装置，始于2007年，于2020年完成组装，并于今年10月23日点火成功。该装置位于日本量子科学技术研究开发机构（QST）那珂研究所，被视为世界上最先进的托卡马克，其启动运行是核聚变历史上的一个里程碑。JT-60SA计划是国际热核聚变实验反应堆计划（ITER，又称“人造太阳”计划）的先行项目。JT-60SA反应堆的目标是研究聚变作为一种安全、大规模和无碳的净能源的可行性，使它所产生的能量比消耗的能量更多。这两个项目的最终目标都是使内部的氢核融合成氦，以光和热的形式释放能量，模拟太阳内部发生的过程。据悉，核聚变可以通过不同的方式进行，其过程都比核裂变清洁度更高，不会产生放射性废物。如果实现经济的聚变反应，将大大减少甚至完全消除人类对化石燃料的依赖。04OpenAI正式发布GPT-43月15日，OpenAI发布了多模态预训练大模型GPT-4，这是其大型语言模型的最新版本。与此前的版本相比，GPT-4具备强大的识图能力，文字输入限制也提升至2.5万字；GPT-4的回答准确性也显著提升，还能够生成歌词、创意文本从而实现风格变化。同时，GPT-4在各类专业测试及学术基准上也表现优良。OpenAI称，该公司花费6个月的时间，利用对抗性测试程序和ChatGPT的经验教训迭代调整GPT-4，从而在真实性、可操纵性和拒绝超出设定范围方面取得了有史以来最好的结果。GPT-4的发布是人工智能应用的一个里程碑事件，人工智能可实现的功能越来越丰富，未来或将成为人类得心应手的工具。05卫星首次成功向地球传送太阳能 证明天基能源可信性

2022年2月28日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2021年度中国科学十大进展：火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星；中国空间站天和核心舱成功发射，神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接；从二氧化碳到淀粉的人工合成；嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘；揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒药物机制；FAST捕获世界最大快速射电暴样本；实现高性能纤维锂离子电池规模化制备；可编程二维 62 比特超导处理器“祖冲之号”的量子行走；自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟；揭示鸟类迁徙路线成因和长距离迁徙关键基因等10项重大科学进展入选。“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办17届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。中国科学十大进展遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2021年度，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了310项科学研究进展，所推荐的科学进展皆是在2020年12月1日至2021年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。2021年12月，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）组织召开了2021年度中国科学十大进展初选会议，组织专家从推荐的310项科学进展中遴选出30项进展进入终选。终选邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、国家重点研发计划有关重点专项总体专家组成员和项目负责人、原973计划顾问组和咨询组专家、及项目首席科学家等3500余位知名专家学者对30项候选科学进展进行网上投票，得票数排名前10位的入选“2021年度中国科学十大进展”。2021年度中国科学十大进展简介1、火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星天问一号探测器2021年5月15日7时18分，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。任务采用了“气动减速-伞降减速-动力减速-着陆缓冲”四级串联减速技术路线，建立了设计迭代改进流程和多学科综合优化方法，提高了系统应对故障工况和进入条件极限拉偏下的安全着陆能力。天问一号探测器着陆火星，是我国首次实现地外行星着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步，实现了从地月系到行星际的跨越，在火星上首次留下中国人的印迹，使我国成为第二个成功着陆火星的国家，是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。2、中国空间站天和核心舱成功发射，神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接中国空间站模拟图2021年4月29日，中国空间站天和核心舱在海南文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道，任务取得成功。天和核心舱发射成功，标志着我国空间站建造进入全面实施阶段，为后续任务展开奠定了坚实基础。6月17日，神舟十二号载人飞船发射成功，并与天和核心舱成功完成对接，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3位航天员送入太空，这是天和核心舱发射入轨后，首次与载人飞船进行的交会对接。我国的载人航天飞船脱离试验阶段，开始实现太空往返常态化，我国正式进入太空站时代。10月16日，神州十三号载人飞船发射成功，并采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3位航天员送入太空，实现了我国载人飞船在太空的首次径向交会对接。3、从二氧化碳到淀粉的人工合成人工淀粉合成途径淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学院天津工业生物技术研究所马延和等报道了由11步核心反应组成的人工淀粉合成途径（ASAP），该途径偶联化学催化与生物催化反应，在实验室实现了从二氧化碳和氢气到淀粉分子的人工全合成。通过从头设计二氧化碳到淀粉合成的非自然途径，采用模块化反应适配与蛋白质工程手段，解决了计算机途径热力学匹配、代谢流平衡以及副产物抑制等问题，克服了人工途径组装与级联反应进化等难题。在氢气驱动下ASAP将二氧化碳转化为淀粉分子的速度为每分钟每毫克催化剂22 nmol 碳单元，比玉米淀粉合成速度高8.5倍；ASAP淀粉合成的理论能量转化效率为7%，是玉米等农作物的3.5倍，并可实现直链和支链淀粉的可控合成。该成果不依赖植物光合作用，实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成。4、嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘嫦娥五号月壤样品（玄武岩岩屑）的显微图像中国科学院地质与地球物理研究所李献华、杨蔚、胡森、林杨挺和中国科学院国家天文台李春来等利用过去十多年来建立的超高空间分辨率的定年和同位素分析技术，对嫦娥五号月球样品玄武岩进行了精确的年代学、岩石地球化学及岩浆水含量的研究。结果显示，嫦娥五号玄武岩形成于20.30±0.04亿年，确证月球的火山活动可以持续到20亿年前，比以往月球样品限定的火山活动延长了约8亿年。这一结果为撞击坑定年提供了关键锚点，将大幅提高内太阳系星体表面撞击坑定年的精度。研究还揭示嫦娥五号玄武岩的月幔源区并不富含放射性生热元素和水，排除了放射性元素提供热源，或富含水降低熔点两种月幔熔融机制，对未来的月球探测和研究提出了新的方向。5、揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒药物机制新冠病毒“反式回溯”的复制矫正机制不断出现的新冠病毒突变株对当前已有的疫苗、中和抗体等抗病毒手段提出严峻挑战，亟需发展能有效应对各型突变株的广谱药物。在生命周期中，病毒的一系列转录复制酶组装成“转录复制复合体”超分子机器，负责病毒转录复制的全过程，且在各型突变株中高度保守，是开发广谱抗病毒药物的核心靶点。清华大学娄智勇、饶子和与上海科技大学高岩等发现并重构了病毒“加帽中间态复合体”、“mRNA加帽复合体”和“错配校正复合体”，并阐明其工作机制。揭示了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式；发现病毒聚合酶的核苷转移酶结构域是催化mRNA“加帽”成熟的关键酶，明确了帽结构的合成过程，为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供了全新靶点；发现病毒以“反式回溯”的方式对错配碱基和抗病毒药物进行“剔除”，阐明了瑞德西韦等药物效果不良的分子机制，为优化针对聚合酶的抗病毒药物提供了关键科学依据。6、FAST捕获世界最大快速射电暴样本FAST捕获快速射电暴样品示意图快速射电暴（FRB）是无线电波段宇宙最明亮的爆发现象。FRB 121102是人类所知的第一个重复快速射电暴，中国科学院国家天文台李菂等使用“中国天眼”FAST成功捕捉到FRB 121102的极端活动期，最剧烈时段达到每小时122次爆发，累计获取了1652个高信噪比的爆发信号，构成目前最大的FRB爆发事件集合。研究发现FRB爆发率存在特征能量E0=4.8x1037 erg；探测到其能谱的双峰结构，即低能端接近正则对数，展现快速射电暴重复过程的随机性；高能端接近洛伦兹函数，展现强辐射存在可能的相关过程。FAST样本排除了FRB 121102爆发在1毫秒至1小时之间的周期性或准周期性，严格限制了重复快速射电暴由单一致密天体起源的可能性。该研究首次展现了FRB的完整能谱，深入揭示了FRB的基础物理机制。7、实现高性能纤维锂离子电池规模化制备纤维聚合物锂离子电池的集成组装示意图如何通过设计新结构（如创建纤维锂离子电池）满足电子产品高度集成化和柔性化发展要求，是锂离子电池领域面临的重大挑战。复旦大学彭慧胜、陈培宁等发现纤维锂离子电池内阻与长度之间独特的双曲余切函数关系，即内阻随长度增加并不增大，反而先下降后趋于稳定。在此理论指导下构建的纤维锂离子电池具有优异且稳定的电化学性能，能量密度较过去提升了近2个数量级，弯折10万次后容量保持率超过80%；建立的世界上首条纤维锂离子电池生产线，实现了其规模化连续制备；编织集成得到的纤维锂离子电池系统，电化学性能与商业锂离子电池相当，而稳定性和安全性更加优异。8、可编程二维62比特超导处理器“祖冲之号”的量子行走祖冲之号量子行走是经典随机行走的量子力学模拟，是实现量子模拟、量子搜索算法乃至通用量子计算的工具。中国科学技术大学朱晓波、潘建伟等通过研发兼容平面工艺的三维引线技术，实现了量子比特结构从一维向二维的拓展，设计并制作了一个由 62个比特组成的8×8 的二维结构超导量子比特阵列，构建了“祖冲之号”量子计算原型机，并通过该装置演示高保真的单粒子和双粒子连续时间量子行走。利用量子处理器的高可编程性，实现了量子比特激发粒子行走路径的精确调控，在固态量子芯片实现了马赫-曾德尔干涉仪。该工作是世界范围内公开发表的首个比特数超过60的超导量子计算领域的成果，验证了对含噪声中等规模量子比特系统的高精度量子调控能力，为研制祖冲之二号、实现“量子计算优越性”奠定了基础。9、自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟软机器人在马里亚纳海沟万米深海驱动实验深海机器人与装备需要高强度金属耐压外壳或压力补偿系统来保护内部机电系统。浙江大学李铁风等从深海狮子鱼“头部骨骼分散融合在软组织中”这一生理特性提取仿生灵感，揭示了深海极端压力条件下软机器人功能器件破坏及驱动失效的内在机制；提出了硬质器件分散融入软基体实现内应力调控的方法，以及适应深海低温、高压环境的电驱动人工肌肉融合制造方法；建立了万米深海软机器人的系统构造方法和驱动理论。所研制的自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟，实现了10900米海底深潜和驱动，在南海海平面以下3224米实现深海航行。该研究大幅降低了深海机器人的重量及经济成本，推动了软体机器人在深海工程领域的应用。10、揭示鸟类迁徙路线成因和长距离迁徙关键基因北极游隼迁徙路线成因与长距离迁徙关键基因“迁徙生物如何发现其迁徙路线？”一直是社会和学术界广泛关注的议题，也是Science杂志125个最具挑战性科学问题之一。中国科学院动物所詹祥江等历时12年，利用卫星追踪数据和基因组信息，建立了一套北极游隼迁徙研究系统，发现游隼主要使用5条路线穿越亚欧大陆，西部游隼表现为短距离迁徙，东部为长距离迁徙。在末次冰盛期到全新世的转换过程中，冰川消退所导致的繁殖和越冬地变迁，可能是迁徙路线形成的主要历史原因。研究还发现迁徙距离更长的游隼携带ADCY8优势等位基因，该基因与长时记忆形成有关，表明长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。该研究结合遥感卫星追踪、基因组学、神经生物学等研究手段，通过多学科整合分析方法阐明了鸟类迁徙路线变迁成因和遗传基础。

东胜创新公司代理的"Kodak 多光谱活体成像系统(Multispectral Fx)"获得《The Scientist》评选的"2008年度生命科学十大创新产品"殊荣 &mdash &mdash 多模式分子成像技术加速药物研发的步伐 来自纽黑文12月10日的消息， Carestream 分子影像部的Kodak 多光谱活体成像系统荣获来自《The Scientist》杂志评选的"2008年度生命科学十大创新产品"的殊荣。评委会专家从一系列生命科学创新技术中评选出2008年度Top 10 创新产品, 获胜者名单可查阅《The Scientist》12月份期刊。 《The Scientist》总编Alison McCook先生说到："《The Scientist》非常荣幸能够从2008年度生命科学的市场中，将集创新性、想象力以及应用性于一身的最优秀的创新产品甄选出来。我们的评委会专家都是前沿技术的使用者，能够将此十项产品列为Top 10创新产品是因为此十项产品将会对生命科学领域产生巨大的影响。" Kodak多光谱活体成像系统能够帮助研究者在目标物发生形态改变之前，就能精确地检测和监控目标物的分子水平的活性的变化，以此加速发展有效的疾病治愈手段。 Carestream 分子影像部研发总监Bill McLaughlin说到：" Kodak多光谱活体成像系统是多年研发的巅峰之作。来自《The Scientist》的&lsquo 2008年度生命科学十大创新产品&rsquo 的殊荣不仅是对曾经推进分子影像技术发展的科学家们和工程师们的嘉奖，同样也是对我们的客户&mdash &mdash 这些一线的研究者们能够感受这难以置信的强大的应用的鼓励。" Kodak多光谱活体成像系统促使生命科学领域的研究者们对特殊疾病和治疗方法的研究从体外延伸至体内&mdash &mdash 从对体外样本研究发展至活体内的研究&mdash &mdash 这也得益于具有分析和比较等多重功能的先进的应用软件。Kodak多光谱成像系统是目前唯一一款集多光谱荧光成像、生物学发光成像、数码X光成像以及同位素成像功能于一身的小动物活体成像系统。 了解更多Kodak活体成像系统的信息，请登陆：http://mi.carestreamhealth.com &mdash &mdash 2008年度，美国Carestream Health公司(原伊士曼柯达医疗集团公司)发布新款最高端的多光谱荧光活体成像系统(In-Vivo Multispectral Imaging Systems FX)，此款系统是基于激发光的多光谱解析技术来实现多光谱分析的，该技术能够鉴定和分离不同的荧光素并且能够消除非特异荧光的干扰。精细的软件能够自动地生成和分析一系列不同激发波长下的荧光成像图片，这些荧光图片与X光或白光的成像图片相叠加以判断荧光信号具体的定位。该成像系统多种成像模式中除了多光谱荧光成像，还包括生物学发光成像和同位素成像，这种多功能成像系统能够为研究者带来更多的研究方法和研究方向的选择！ 生物通网站还举办了"2008生命科学十大创新产品"的国内评选活动，欢迎广大读者踊跃投票，支持Kodak多光谱活体成像系统。 活动链接：www.ebiotrade.com/custom/ebiotrade/2008-10products/index.htm

科学进步所依赖的因素，按先后顺序可能是这几个：新技术，新发现，新思想。　　——悉尼博伦纳　　物理学离不开对撞机 天文学离不开望远镜 生物学离不开 PCR 仪。在人类科学进步的历程中，新技术的出现是新发明和新思想诞生的基石和前奏。　　岁末年初，The Scientist 杂志照例评选出了2016年生命科学领域的十大技术/仪器创新成果。其中既有足以颠覆基础生命科学研究、新药研发和临床检验的新平台，也有在既有技术基础上更进一步的重要新产品。　　值得一提的是，今年的10大创新成果榜单中，出现了更多与临床相关的发明。3D打印肾脏在培养皿中重现了人体器官的各项性质，精密设计的检测系统可以同时量化检测多个样品中多种类型的生物标记物：这些成果不仅可以助力实验室研究，也将改变我们的临床实践。这些进步让我们明白，技术创新所能造福的不仅仅是制造业、发明者和学术界，也包括全人类。第十名Thermo Fisher Scientific 公司GeneArt Platinum Cas9 核酸酶　　Thermo Fisher Scientific 公司在 CRISPR 试剂方面的一项突破成果——GeneArt Platinum Cas9 核酸酶，入选了今年的十大创新成果。在大肠杆菌中纯化的重组酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)Cas9 蛋白，即 GeneArt Platinum Cas9 包含了一段核定位序列，使其可以进入靶细胞的细胞核中。　　“我们一直坚信，稳定的性能、活性和纯度是十分重要的，”Thermo Fisher 的高级科学家、基因编辑工具和合成生物学研发经理 Jason Potter 说，“所以我们通过大量的检测，保证我们拥有十分稳健的纯化过程。”Thermo Fisher 下属 Potter 团队于2015年发表了一篇文章，显示 GeneArt Cas9 在多种细胞系中表现出高达85%的切割率(J Biotech, 208:44-53, 2015)。　　斯坦福大学干细胞生物学家 Matthew Porteus 在他利用体外基因编辑治疗血液疾病的研究中，使用了 GeneArt Platinum Cas9。目前他还在小鼠细胞中进行实验，但已经与 Thermo Fisher 公司达成了合作关系，希望将成果推向临床试验。在使用 CRISPR/Cas9 系统进行高效特异的基因编辑时，“我们遇到的问题是，已有的商业化 Cas9 酶是有毒性的，”他说。“[GeneArt Platinum Cas9] 现在已经成为了一种金标准，让我们能够获得其他试剂无法实现的结果。”　　25 µg 包装的 GeneArt Platinum Cas9 核酸酶售价150美元，顾客还可以联系 Thermo Fisher 的专家寻求实验设计帮助或讨论操作流程。Thermo Fisher 副总裁，生物合成业务总经理 Helge Bastian 说：“做基因编辑这一行的小技巧就是，手把手的告诉顾客用量和方法，告诉他们如何去获得更好的结果。”　　WILEY：该技术避免了基于载体的 Cas9 表达，至少在特定细胞系中大大加快了典型 CRISPR-Cas9 系统的工作流程。第九名Photometrics 公司Prime sCMOS 照相机　　有了现代显微镜，研究者们还需要高性能的照相机来记录样品图像。“每一年，这些照相机都变得越来越好，”Photometrics 产品经理 Rachit Mohindra 说(Photometrics 是一家专注于显微镜照相机和其他生命科学研究用图像系统的公司)，“它们基本上可以说是完美的。”要提升它们的完美程度是一项艰巨的任务，但是他认为他和他的团队通过4.2兆像素 Prime sCMOS 照相机做到了。　　这款产品在2016年初发布，其内置算法可降低散粒噪声(光学显微镜成像的固有波动)，这个过程不需要获取多个临时图像后综合处理，也不需要增加激光强度而破坏样品。Mohindra 说：“有了这个照相机，就可以保持低强度光照，让被观察细胞存活更久，获得更好的数据。”Prime照相机将信噪比提高了三到五倍，“这相当于把光强降低了10倍。”　　Prime sCMOS 照相机的内置算法还可以减少研究者需要采集数据的总量，缩短处理和分析时间。Mohindra 说：“不联网的情况下，每帧图片需要30秒的处理时间。”“如果你的照相机每秒可以摄取100帧，那么就需要花费5分钟来处理这1秒钟的数据。”但是如果使用 Prime 照相机，可以立即完成处理过程。　　“Photometrics 公司 Prime sCMOS 照相机的实时过滤和高帧性能，甚至可以使其捕捉到超分辨率显微镜的图像，更好的显示染色体结构变化，”瑞士洛桑联邦理工学院的 KyleDouglass 在公司网站上写到。这款照相机售价15,950美元。　　STR?MVIK：高质量科研图片需求的增长伴随着对信息处理能力需求的增加。在照相机上安装现场可编辑逻辑门阵列是一条可行之路。第八名Horizon Discovery 公司Turbo GFP 标记 HAP1 细胞　　Horizon 公司的 HAP1 细胞已经连续三年入选年度十大创新成果榜单。2014年，CRISPR 编辑敲除细胞系入选(后被 Haplogen 公司出售) 2015年，用户定制敲除细胞系入选。2015年10月，Horizon 推出了 Turbo GFP 标记 HAP1 细胞，这种可在无需过表达特定基因的情况下对目的蛋白进行荧光标记的细胞系入选2016年度十大创新成果。　　Horizon 公司细胞系高级产品经理 Daniella Steel 说，相比于抗体标记，该技术的最大优势在于其简便性。“有别于抗体技术，使用该技术不需要鉴定和优化，可以直接对活细胞进行观察。”　　瑞典皇家理工学院的 Emma Lundberg 最近正在她的人类蛋白质图谱项目的工作中使用这种细胞。Emma 主管共聚焦显微镜下蛋白质亚细胞定位工作，她说基因的过表达有时会导致蛋白定位的假阳性或假阴性结果。“而现在你能看到你的标记物在哪里，并且知道它们是内源表达的，”她说，“HAP1 细胞操作起来很简单，很适合细胞成像工作。”　　由用户定制的此种细胞系售价3,400美元，制作周期大约16周。Horizon 还推出了一些用荧光标记蛋白标记特定细胞器的细胞系，售价1,450美元。Lundberg 认为，考虑到实验室中培养和鉴定细胞所花费的时间，这个价格很合理。　　Platt：这种基因改造细胞的进步在于，利用 CRISPR-Cas9 技术，这种细胞用 Turbo GFP 来标记基因??无需后续的免疫标记操作。　　Fishman：利用 CRISPR-Cas9 自释放标签，使用者可以得到 Turbo GFP 标记的蛋白。蛋白质的内源性标记优于外源性标记，并且更加可靠和经济。第七名908 Devices 公司ZipChip 微流体可分离质谱接口　　ZipChip 是一款从本质上加速了质谱分析方法的微流体设备，它将所需样品体积最小化，同时拓展了质谱分析可处理的样本范围。这个不足一英尺长的小盒子可以直接接入质谱仪，并通过其内置的载玻片大小的微流体芯片对样品进行处理。　　通常，准备质谱样品是一个耗时且容易出错的过程。ZipChip 减少了潜在复杂情况的发生。908 Devices 共同创始人，ZipChip 开发者 Chris Petty 说，“使用我们的前端设备，样品几乎不需要经过任何准备过程，即使样品中含有盐粒子、去垢剂或者其他基质，检测过程都不会受到影响。”　　Petty 说，使用毛细电泳法，ZipChip 可以在两到三分钟内分离出样品中的化合物，而液相色谱法需要长达一个小时。她还说，这一设备提供了更好的样品分离方法，可以对蛋白质、抗体以及抗体药物复合物等较难分离的分子进行分离。而且这种方法只需要几纳升样品。目前该设备售价30,000美元，配备自动进样器另加20,000美元。　　纽约大学代谢组学研究者 Michael Pacold 说，将 ZipChip 引入实验室拓展了他的研究项目，ZipChip 能够更加快速的获得数据，也可以测量更多来源的样品。“许多临床研究都只能从样品库中获得几微升的血浆样本，”他说，“如果没有 ZipChip 这样的技术，这些实验不可能开展。而现在不可能已经成为了可能。”　　Platt：毛细管电泳、样品分离和直接向质谱单元加样使小体积样品(ZipChip 可用几纳升)测定成为可能，并且可能在减少准备时间的同时降低检测成本、提高样品识别率。　　Unger：这一发明使用集成微流体技术作为质谱分析的前端，极大的提升了质谱分析的速度，同时还保留了样品的完整性。这将进一步促进质谱技术的普及，使其在研究领域和生物医疗领域得到更广泛的应用。第六名NanoStringTechnologies 公司nCounter Vantage 3D Panels　　2008年 NanoString 首次推出了 nCounter 分析系统，这个可以识别特定分子荧光条形码的自动化显微成像系统，可以对 mRNA 进行单分子定量检测。NanoString 计划将该技术从 mRNA 拓展至 DNA 序列和蛋白质的单分子定量。2016年，该公司终于达成这一目标，推出了 nCounter Vantage 3D Panels。　　“升级后的 Vantage 检测系统可以对 mRNA、DNA、蛋白质甚至蛋白质磷酸化位点进行电子计数，”NanoString 研发部高级副总 Joe Beechem 说。2016年4月，NanoString 推出了第一款 Vantage 检测系统，该系统可用于对肺癌和白血病样本的 RNA 电子计数，也可用于实体瘤释放的蛋白质和免疫细胞信号分子，以及 DNA 单核苷酸位点突变的检测。　　德克萨斯大学 MD安德森肿瘤中心系统生物学部主任 Gordon Mills 帮助研发了 Vantage 系统，并在安德森肿瘤中心扎耶德研究所将其应用于癌症的个性化治疗。“可用于实验室检测的平台很多，”他说，“但是没有一个能够和 nCounter Vantage 一样拥有结果稳定性和操作简便性，并且可以同时检测患者样本中的DNA、RNA 和蛋白质。”　　nCounter 分析系统售价149,000至280,000美元，使用 nCounter Vantage 3D Panels 测量单个样本需花费275美元或更多。不久的将来，NanoString 和 Mills 实验室计划推出能在单细胞水平上测绘生物分子空间分布的新版 Vantage 系统。　　Wiley：这项技术可以同时测量少量样品中的 DNA、RNA 和蛋白质丰度，凭借这一点，它有可能成为今年最大的技术突破。　　Str?mvik：这项技术推动了当前的肿瘤学研究，将来还有可能被应用于其他领域。这是一台能够测定多达800种指定 DNA、RNA 或蛋白质的设备。第五名Thermo Fisher Scientific 公司LentiArray CRISPR 文库　　CRISPR-Cas9 技术非常实用，被誉为使基因编辑大众化的革命性技术。Thermo Fisher Scientific 公司的 LentiArray CRISPR 文库于2016年9月面世，使这一技术在筛选性实验中的应用变得更加方便。该公司推出了一系列试剂，当它们被加入到任何人类来源细胞(无论是海拉细胞还是诱导多能干细胞)中时，每个细胞中会有一种基因被 CRISPR 敲除。　　美国西北大学的 Simone Sredni 主要研究一种名为恶性横纹肌样瘤的高侵袭性儿童肿瘤，最近她参与了该文库的黑盒测试。Simone 使用这一技术来筛查160种激酶突变后患者肿瘤细胞中产生的变化，从而找出影响细胞增殖和生长的突变。三个月后她得到了大部分的数据，并且发现了一些突变后可以减慢细胞生长的基因。“真的很快，”她说。仅仅用了一年多一点的时间，她就已经开始使用动物模型在体内测试这些激酶抑制剂的效果了。“如果没有这种筛查技术，我是绝对不可能做到的。”　　该文库有多个版本。用户可以从19个不同的基因集中任意挑选，定制属于自己的筛选方案，或者对18,000个基因进行无差别筛选。“它不仅是市场上最高效的筛查技术，还在为不同需求构建不同实验方案上给出了很大的可操作空间，”Thermo Fisher Scientific 合成生物学研发部高级主管 Jon Chesnut 说道。　　Sredni 说，每个文库售价10,000美元，可能有点小贵，但是对于想要从事高效筛选的实验室来说，物有所值。　　Str?mvik：任何将 CRISPR 技术带入高通量水平的工作都是值得关注的。　　Wiley：这是一个很好的辅助系统。虽然你也可以自己组建文库，但这个系统提供了一种寻找基因生理功能的合理方法。第四名Axion BioSystems 公司Lumos 光传输系统　　Axion BioSystems 公司于2015年10月发布的新产品 Lumos 光传输系统，让体外光遗传学操作变得更加精确和可重复。该装置上有48个孔，每孔中有4个可独立控制的 LED 灯，可以分别以百万分之一秒的精度闪出不同波长的光(蓝、绿、橙和红色)。将装置放置在下方配有记录仪的微阵列培养平皿之上，研究者可以利用设置好的程序对多个培养体系中的细胞进行刺激、操纵和测量。　　哥伦比亚大学遗传学家 David Goldstein 正在使用 Lumos，他利用这一技术研究带有不同致癫痫突变的体外培养人神经元细胞网络。他说：“长期以来，在癫痫精准医疗的大环境下，我们都在寻找一种中等复杂度，但是仍然高效的，可供我们筛选化合物的体外模型。”　　体外培养神经元网络倾向于同步产生突触放电，这就大大减少了研究者们能从这一体系中收集到的神经元行为数据。“更加复杂的细胞交流行为可能会揭示突变的致病机制，想要获得这些信息，我们就需要调制和测量神经元的行为。”Goldstein 同时表示，他对 Lumos 在接下来一年中的表现十分期待。“这个系统能帮我们做到这些。”　　Lumos 售价26,000美元。　　Unger：这一高通量光学激发系统是逐渐成形的生物光子学领域中的首个大规模实用装置。　　Platt：这个平台赋予研究者们精确掌控的能力。多光频大功率 LED 灯增加了光刺激的可控性，为研究特异性光控蛋白创造了更多的操作空间。第三名Pacific Biosciences 公司Sequel 测序系统　　Sequel 测序系统是 Pacific Biosciences 公司最新推出的一款单分子、实时(SMRT)测序仪，这款新测序仪的体积和重量不到该公司原始款长读长测序仪(long-read sequencer)的三分之一，而价格则是其一半。　　Sequel 在2015年秋季首次亮相，它可以提供与其同公司前辈 SMRT 测序仪 PacBio RS II 一样的长读长单分子测序服务。纽约市西奈山伊坎医学院的 Robert Sebra 从2015年10月开始使用这一系统，他认为与 PacBio RS II 相比，Sequel“是一款更高效的 SMRT 测序仪，在相同时间中可以得到更多的数据，满足更大规模的基因组学和生物学研究对分子层面的更高要求，同时也可以更加高效的进行宏基因组样本的分析。”　　2007年到2012年，Sebra 在 PacBio 公司工作的六年时间中，使用 SMRT 技术进行过多种实验研究，其中还包括人类基因组从头测序。“这种技术非常灵活，不管是用于研发(R&D)还是产物测序都很好用，”他说。“本质上来说，这一技术没有系统误差，可以在长读长测序中得到高质量的数据，从而更容易发现那些之前未被描述过的基因。”　　Sequel 测序技术在宏基因组学研究和感染性疾病研究中也有部分应用。Jonas Korlach 是 PacBio 公司的首席科学官，也是 SMRT 测序技术的共同发明人(Nature, 538:243-47, 2016)，他说这项技术最近被应用于制作一个韩国个体的参考基因组序列。2016年10月，万种脊椎动物基因组计划(G10K)和万种鸟类基因组计划(B10K)的领导者都积极宣布，将选择 SMRT 测序技术作为他们的一项主要技术。　　350,000美元的价格使得 PacBio 测序仪能够被更多的实验室接受。Korlach 说：“现在的 SMRT 已经人人可用了。”　　Fishman：Sequel 测序系统是在 Pacific Biosciences 之前版本基础之上的一大进步，它有更高的效率、更大的延展性，同时价格更加低廉。　　Str?mvik：虽然小型的实验室仍然负担不起，但这样的高效长读长测序技术是任何大型复杂基因组学研究、宏基因组学研究和宏转录组学研究都必不可少的。第二名Organovo 公司ExVive 3D 打印人类肾脏　　评估候选化合物是否具有肾毒性是药物研发的一个重要环节，但原有的细胞模型和动物模型只能近似的模拟人类肾脏。Organovo 公司研发的 ExVive 人类肾脏组织使用 3D打印技术构建，能够模拟人类肾脏近曲小管。这一发明为药物研发者提供了可靠的肾毒性测试方法。　　目前为止，几乎没有临床前实验可以确定潜在药物是否具有针对人类的毒性，这使得临床试验变得危险。识别肾毒性可以减低临床试验的风险。更重要的是，“这意味着可以保护参与临床试验的患者免受伤害，”Organovo 首席科学官 Sharon Presnell 说。　　3D生物打印与 3D塑料打印原理大致相同，Presnell 解释道，“不过我们放入打印机中的是小量聚合的细胞，而不是高分子聚合物粉末。”2014年，Organovo出品的 ExVive 肝组织就在当年的十大创新成果榜中占据了一席之地，该公司依据具体合同为用户提供组织样本，具体价格根据客户需求的数量和种类有较大范围的浮动。　　Presnell 还说，替代性肾组织不仅可以用于毒理学研究，也可以为不能通过其他手段实现的肾组织研究提供平台。　　Ardea Biosciences 公司的新陈代谢和药物代谢动力学研究人员 Caroline Lee 对这种人造肾脏组织的转运蛋白表达进行了描述性研究，她表示：“这种组织的表现和真实肾脏组织几乎完全一样”。她发现组织中的定向转运蛋白可以正确地排列在膜上。“你可以看到药物沿着正确的方向被转运，”她说。“这很了不起。”　　Unger：这种从形态和功能上复制肾组织的方法十分新颖和大胆，这一发明打破了传统细胞培养模式在组织层面对药物毒性评估的限制。　　Fishman：这种技术可以用以替代临床前动物实验，减少我们在新药测试中对实验动物的依赖。通过在新药肾毒性测试中更好的模拟人类肾脏的生物学特性，它具有改变药物研发过程的可能。第一名ProteinSimple 公司Milo 单细胞蛋白质表达定量分析系统　　能够进行单细胞蛋白质印迹(Single-cell Western blotting)的仪器已经上市。这款名为 Milo 的台式仪器由加州大学伯克利分校的 Amy Herr 研究组发明，可以一次性对1,000 个单细胞中的特定蛋白质进行检测。使用者将细胞悬液滴加到一个1乘3英寸的玻璃载玻片上。这个特制的载玻片上覆盖着一层30微米厚的凝胶层，在其表面有约6,400个微孔。当细胞被滴加在凝胶层上时，细胞将进入这些微孔，有些微孔中会没有细胞，而大约1,000个微孔会被单个待测细胞填充。加入裂解细胞和使蛋白质变性的试剂后，施加电流使蛋白质进入孔间的凝胶中，并用紫外线激活凝胶中的化学试剂，使蛋白质被锁定在其中。　　Herr 实验室毕业研究生，ProteinSimple 公司现任市场总监 Kelly Gardner 说：“传统的蛋白印迹检测不能体现细胞间的异质性，因为传统技术是从集体层面分析样本的。Milo 让研究者们可以区分细胞亚群。”2014年6月对这项技术的概念描述首次发布时，学术界就对其产生了广泛的兴趣。在这种热烈响应的激励下，Herr、Gardnerand 和他们的同事 Josh Molho 创建了 Zephyrus Biosciences 公司，2016年3月该公司被 ProteinSimple 公司的母公司 Bio-Techne 收购。Bio-Techne 拒绝公开 Milo 的准确报价，但宣称每台 Milo 的价格与台式流式细胞仪相近，有意购买的研究者可以通过网站询价。由于产品刚刚问世，目前公司也还无法提供用户评论。　　Unger：新型的特制盖胶玻片省去了转膜的步骤，并且可以同时进行上千个单细胞的高效大规模分析。随着仪器价格的下降，对很多问题蛋白(例如电泳能力较差的蛋白)进行更加细致高效的研究成为可能，研究者们也能获得更多关于单细胞响应的信息，这是现在研究中非常重要的领域。　　Fishman：这是对已知技术进行低成本小空间改造一个榜样。通过同时测量细胞间蛋白质表达的异质性，这一技术大大节省了研究者的时间。　　评审小组成员JENNIFER FISHMAN　　麦吉尔大学生物医学伦理学部、医学社会学系副教授，社会学系及健康与社会政策研究所成员。毕业于加州大学旧金山分校，获得社会学博士学位。H. STEVEN WILEY　　西太平洋国家实验室资深研究员。参与建立了最早的部分受体调节计算机模型，因其在多种生物化学和光学定量分析方法方面的研究而闻名，这些模型和方法是评价细胞进程的基础计算模型。MANU PLATT　　佐治亚科技大学副教授，佐治亚理工大学Coulter生物工程学专业及艾莫利大学招生招聘主任。主要研究组织重塑、系统生物学，并借助计算和实验对多种疾病进行研究。BARRY UNGER　　波士顿大学行政管理副教授。创建或任职于库兹威尔电脑(即后来的 Xerox Imaging Systems)等多家公司。他还是MIT企业论坛的共同创始人和荣誉主席。MARTINA STR?MVIK　　麦吉尔大学副教授、麦吉尔生物信息中心植物学系主任。主要从事玉米和森林植物基因表达后功能学解剖结果研究。　　最终结果由评审小组从众多公司及使用者提名的入围产品中评选得出。评审小组完全独立于The Scientist 杂志，并对生命科学研究仪器及技术高度熟知。小组成员均与参评公司及产品无任何财务关系。

《科学家》(《TheScientist》)网站日前评选出了2010年度生命科学领域的十大创新产品。美国西北大学分子化学家Neil Kelleher、普林斯顿大学基因组研究学者Amy Caudy、西北太平洋国家实验室生物学家H. Steven Wiley以及454 Life Sciences的创始人Jonathan Rothberg受邀担任评委，从参评的60多种产品中选出前10名，其中第三名为Merck Millipore新品手持式自动细胞计数器Scepter。 细胞计数，枯燥不再！ 西北太平洋国家实验室生物学家H. Steven Wiley点评说：细胞计数通常是非常繁琐的操作，能提供的有关细胞群体的信息也非常少。而这个仪器，仅仅比普通的电动移液器大一些，使您可以在层流罩下进行细胞计数，简化了操作过程，还能提供很多有用的数据，例如细胞的组分，而且也不需要破坏细胞。 普林斯顿大学基因组研究学者Amy Caudy的评价：终于有了Coulter（库尔特）计数器的替代方案，这比起脆弱的血球计数板快的多。 Scepter拥有类似移液器的手柄，顶部装备了显示屏，可以显示操作指示，引导用户使用。&ldquo 许多科学家对使用新的自动化仪器不太适应，但这个仪器确实很直接，易于使用，&rdquo Scepter产品经理Grace Johnston说。 与一些自动化台式计数器采用对象识别计数软件不同，Scepter将样品吸入一个一次性传感器，样品会在传感器中流入一个带电流的小孔。Scepter手持式计数器依据电阻抗原理，会记录每一次的电压变化。几秒钟内，一般为14秒，屏幕即能显示细胞浓度，细胞平均直径，细胞平均体积，以及每个前述数据的分布图。 因此，Scepter使得细胞计数变得极为便利。您不再需要经常盯着血球计数板，手上按着计数器，也不需要在庞大的台式计数仪器上计算样品中的细胞数目。 &ldquo 这个仪器可以将您从枯燥的计数工作中解放出来。&rdquo Johnston提到，2010年3月上市的Scepter，为市场上唯一手持式自动细胞计数器，目前已经在6个月中售出超过1,000支！ &ldquo 您可以得到每一个样品的精确而可靠的细胞数目，所有这些操作都可以在层流罩中30秒内完成。&rdquo Johnston补充道，Scepter极具价格优势，是市场上性价比相当高的自动细胞计数器。 转自：仪器信息网及TheScientist 更多详情，请点击查看如下信息： IBO金奖，Scepter再获殊荣！ Scepter,《实验室装备》2010年读者选择奖 第二届抗体大会，Scepter备受瞩目 领略Scepter魔杖的魅力！（Flash使用展示） Scepter专题页面

2021年2月27日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布了2020年度中国科学十大进展。研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶、实验观测到化学反应中的量子干涉现象等10项重大科学进展，从31项候选进展中脱颖而出。根据得票高低，2020年度中国科学十大进展分别为：一、我国科学家积极应对新冠肺炎疫情取得突出进展二、嫦娥五号首次实现月面自动采样返回三、“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录四、揭示人类遗传物质传递的关键步骤五、研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶六、2020珠峰高程测定七、古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史八、大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史九、深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标十、实验观测到化学反应中的量子干涉现象“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办。2020年度，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了286项科学研究进展。2020年12月，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）邀请专家从推荐的科学进展中遴选出了31项进展进入终选。终选采取网上投票方式，邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、部分国家重点研发计划总体专家组专家和项目负责人等3200余名专家学者对31项候选进展进行网上投票，得票数排名前10位的进展入选2020年度中国科学十大进展。

生物通主办的“2021生命科学十大创新产品”于2022年1月正式揭晓，Quantum Design中国新引进的NanoView R200全自动外泌体荧光检测分析系统，凭借其特的设计理念及的性能，荣获“2021生命科学十大创新产品”！ “生命科学十大创新产品”是生物通历经10余年打造的生命科学科学仪器行业先进、创新的奖项之一。至今已举办十四届。本次评选共有28台仪器参选，经过评审专家严格筛选以及广大科研用户的投票评比，终评选出10大创新产品。该奖项致力于让大家了解生命科学发展的新方向，也希望新颖的产品能激发研究者的灵感，推动科研进程，助力科研学者早日攀上科学研究的高峰！全自动外泌体荧光检测分析系统ExoView是美国NanoView Biosciences于2018年研究推出的，该系统一经推出，便引起了外泌体领域科研工作者的广泛关注。仅两年在全球已有100多个实验室采用该技术，发表文献近百篇，刊载在Cell, Cell Biology, Journal of Extracellular Vesicles等期刊。ExoView的表征，为科学家提供了一种无须纯化即可直接对血浆、血清、尿液、培养基中的外泌体进行表征分析的新方法。能够提供单个外泌体水平下的全方位外泌体表征信息（包括粒径大小、分布、计数、携带蛋白表达与生物标志物（CD9，CD81，CD63等）共定位等），以及多层次和全方面的外泌体测量解决方案。能够帮助科学家更深入地了解外泌体与疾病之间的关系，助力疾病诊断和新药开发。ExoView® R200全自动外泌体荧光检测分析系统优势包括：• 特异性捕获：芯片上可包被多达6 种捕获抗体，特异性捕获含特定蛋白标记物的外泌体。 • 阳性外泌体计数：芯片捕获外泌体后，可通过单粒子干涉反射成像传感器（SP-IRIS）技术直接检测样品中外泌体的数量。 • 单个外泌体蛋白共定位分析：检测每个外泌体的荧光信号并进行统计，可获得荧光共定位信息，用于分析样品中不同表型外泌体的比例。 • 无需纯化：使用抗体捕获模式，防止样品中杂质影响结果，可直接检测血液、尿液和细胞培养液中的外泌体，未纯化样品的测量结果与纯化后基本一致。 • 粒径分辨率高：高精度SP-IRIS技术，可检测≥50 nm的外泌体，测量结果与电子显微镜检测结果基本一致，并统计生成外泌体的粒径分布结果。 • 可检测外泌体内容物：试剂盒配套相应的穿膜剂，可穿透外泌体并对外泌体内容物进行染色并检测，如下图所示，Non-permeabilized时只能检测到跨膜蛋白CD9的荧光信号， Permeabilized后即可检测到外泌体内容物（如PD-L1、P-tau等）的表达。 部分应用单位：部分发表文献：• Andras Saftics.(2021) Data evaluation for surface-sensitive label-free methods to obtain real-time kinetic and structural information of thin films: A practical review with related software packages. Advances in Colloid and Interface Science.• Kyoung-Won Ko.(2021) Integrated Bioactive Scaffold with Polydeoxyribonucleotide and Stem-Cell-Derived Extracellular Vesiclesfor Kidney Regeneration. ACS Nano.• Tanina Arab. (2021) Characterization of extracellular vesicles and synthetic nanoparticles with four orthogonal single‐particle analysis platforms. Journal of Extracellular Vesicles.• Niaz Z.Khan.(2021) Spinal cord injury alters microRNA and CD81+ exosome levels in plasma extracellular nanoparticles with neuroinflammatory potential. Brain, Behavior, and Immunity.• Dario Brambilla. (2021) EV Separation: Release of Intact Extracellular Vesicles Immunocaptured on Magnetic Particles. Analytical Chemistry.• Enkhtuya Radna. (2021) Extracellular vesicle mediated feto-maternal HMGB1 signaling induces preterm birth. Lab on a Chip.• Li, M., Soder. (2021) WJMSC‐derived small extracellular vesicle enhance T cell suppression through PD‐L1. Journal of Extracellular Vesicles.• Crescitelli, R. (2021) Isolation and characterization of extracellular vesicle subpopulations from tissues. Nature protocols.• Berger, A. (2021). Local administration of stem cell-derived extracellular vesicles in a thermoresponsive hydrogel promotes a pro-healing effect in a rat model of colo-cutaneous post-surgical fistula. Nanoscale.• Vidal, M. (2020) Exosomes and GPI-anchored proteins: Judicious pairs for investigating biomarkers from body fluids. Advanced drug delivery reviews.• K Cho, H Kook.(2020)Study of immune-tolerized cell lines and extracellular vesicles inductive environment promoting continuous expression and secretion of HLA-G from semiallograft immune tolerance during pregnancy. Journal of Extracellular Vesicles.• Maximillian A. Rogers.(2020)Annexin A1–dependent tethering promotes extracellular vesicle aggregation revealed with single–extracellular vesicle analysis. Cell Biology.• Annette M. Marleau.(2020)Targeting tumor-derived exosomes using a lectin affinity hemofiltration device. Cancer Research.• Alessandro Gori.(2020)Membrane-Binding Peptides for Extracellular Vesicles On-Chip Analysis. Journal of Extracellular Vesicles.• Rossella Crescitelli.(2020)Subpopulations ofextracellular vesicles from human metastatic melanoma tissue identified by quantitative proteomics after optimized isolation. Journal of Extracellular Vesicles.• Maria S. Panagopoulou.(2020) Phenotypicanalysis of extracellular vesicles: a review on the applications of fluorescence. Journal of Extracellular Vesicles.• WeiYan.(2020) Immune Cell-Derived Exosomes in the Cancer-Immunity Cycle. Trends in Cancer.• Daniel Bachurski. (2019) Small RNA Sequencing across Diverse Biofluids Identifies Optimal Methods for exRNA Isolation. Cell.为了更好的服务中国客户，Quantum Design中国子公司在北京建立了专业的客户服务中心，正式推出专业的全方位外泌体表征测试服务，您只需要少量样品即可获得全方位的外泌体表征数据。欢迎各位老师垂询：010-85120280。前10名订购服务的老师，可享受8折优惠！扫描上方二维码，即刻订购吧！

由中国科学院院士工作局、中国工程院学部工作局和科学时报社共同主办，557名中国科学院院士和中国工程院院士，投票评选瀚霖杯2010年中国十大科技进展新闻和世界十大科技进展新闻，2011年1月19日在京揭晓。 　　在新闻发布会上，中国科学院常务副院长白春礼院士和中国工程院常务副院长潘云鹤院士分别宣布了2010年世界十大科技进展新闻和中国十大科技进展新闻并回答记者提问。新闻发布会上还向入选2010年中国十大科技进展新闻的单位颁发了纪念证书。 　　2010年中国十大科技进展新闻 　　1、嫦娥二号成功发射　 　　探月工程二期揭幕 嫦娥二号10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心成功升空。作为中国探月工程二期的技术先导星，嫦娥二号的主要任务是为嫦娥三号实现月面软着陆开展部分关键技术试验，并继续进行月球科学探测和研究。10月9日，在顺利完成了第三次近月制动后，嫦娥二号卫星成功进入100公里环月工作轨道，按计划开展了各项科学试验与在轨测试，之后降低轨道对月面虹湾地区进行了成像。虹湾地区位于月球北纬43度左右、西经31度左右，东西长约300公里，南北长约100公里，是嫦娥三号预选着陆区。10月28日，分辨率达1.3米的月面虹湾影像图的传回，标志着嫦娥二号任务所确定的工程目标全部实现。 　　2、“天河一号”成为全球最快超级计算机　　 　　11月17日，国际超级计算机TOP500组织正式发布第36届世界超级计算机500强排名榜。由国防科技大学研制、安装在国家超级计算天津中心的“天河一号”超级计算机系统，以峰值速度4700万亿次、持续速度2566万亿次每秒浮点运算的优异性能位居世界第一，取得了我国自主研制超级计算机综合技术水平进入世界领先行列的历史性突破。“天河一号”采用了自主研制的高速互连芯片，使得CPU之间的通信速度大幅提升。中央处理器也首次部分采用自主研制的“飞腾--1000”芯片。操作系列软件也是自主研制的“麒麟操作系统”。 　　3、深海载人潜水器海试首次突破3700米水深纪录　 　　深海载人潜水器海试首次突破3700米水深纪录 经过约100家科研机构和企业6年努力，我国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”深海载人潜水器，5月31日至7月18日，在我国南海进行了3000米级海上试验，最大下潜深度达到3759米。这标志着我国成为继美、法、俄、日之后第五个掌握3500米以上大深度载人深潜技术的国家。“蛟龙号”载人深潜器在世界上同类型的载人潜水器中具有最大设计下潜深度—— 7000米，这意味着该潜水器可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域使用，代表着深海高技术领域的最前沿。 　　4、京沪高铁全线铺通　　 　　11月15日，举世瞩目的京沪高速铁路全线铺通。下一步京沪高铁将全力推进以牵引供电、通信、信号、电力“四电集成”施工和站房建设为主的站后工程施工，展开全线联调联试。届时，北京至上海可实现4小时到达。京沪高铁是当今世界一次建成线路里程最长、技术标准最高的高速铁路，全长1318公里，最高时速380公里，设计时速350公里。12月3日，在京沪高铁枣庄至蚌埠间的先导段联调联试和综合试验中，由中国南车集团研制的“和谐号”380A新一代高速动车组在上午11时28分最高时速达到486.1公里。中国高铁再次刷新世界铁路运营试验最高速。 　　5、水稻基因育种技术获突破性进展　 　　《自然• 遗传学》杂志5月23日报道说，中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士和中国农业科学院中国水稻研究所钱前研究员等组成的科研团队，在水稻分蘖分子调控机理方面取得突破性进展，成功克隆了一个可帮助水稻增产的关键基因，这种基因产生变异后可使水稻分蘖数减少，穗粒数和千粒重增加，同时茎秆变得粗壮，增加了抗倒伏能力。研究团队将基因分析技术与传统作物种植方法相结合，培育出了改良稻米品种，可使水稻产量提高10%。这是中国科学家在揭示水稻高产的分子奥秘上迈出的重要一步。 　　6、揭示致癌蛋白作用新机制　 揭示致癌蛋白作用新机制 武汉大学生命科学学院教授张翼和付向东联合研究组发现，PTB蛋白不仅能直接抑制靶基因的可变剪接，还能直接促进靶基因的可变剪接。该发现打破了已写入教科书的、认为PTB蛋白是抑制蛋白的定论。该研究成果在《细胞》杂志子刊《分子细胞》上作为封面论文发表。评论文章指出，这一研究成果对基因转录后调控研究领域具有引领作用，对理解PTB蛋白的致癌机制和推动抗癌药物开发具有重要意义。 　　7、实验快堆实现首次临界　　 　　由中国原子能科学研究院自主研发的中国第一座快中子反应堆——中国实验快堆在7月21日上午9点50分实现首次临界。这一成果标志着我国第四代先进核能系统技术实现了重大突破，我国由此成为世界上少数几个掌握快堆研发技术的国家之一。中国实验快堆热功率为65兆瓦，电功率20兆瓦。其形成的核燃料闭合式循环，可使铀资源利用率提高至60%以上，也可使核废料产生量得到最大程度的降低，实现放射性废物最小化。 　　8、实现16公里自由空间量子态隐形传输　 　　由中国科学技术大学和清华大学组成的联合小组，在北京八达岭与河北怀来之间架设了长达16公里的自由空间量子信道，并取得了一系列关键技术突破，成功实现了世界上最远距离的16公里的量子态隐形传输，这个距离是目前世界纪录的20多倍。该实验首次证实了在自由空间进行远距离量子态隐形传输的可行性，向全球化量子通信网络的最终实现迈出了重要一步。英国《自然• 光子学》杂志以封面文章发表了这一成果。 　　9、“大熊猫基因组”发表　　 　　由深圳华大基因研究院发起，中国科学院昆明动物研究所、中国科学院动物研究所、成都大熊猫繁育研究基地和中国保护大熊猫研究中心参与的合作研究成果《大熊猫基因组测序和组装》，1月21日以封面故事形式在《自然》上发表。研究表明，大熊猫有21对染色体，基因组大小为2.4G，重复序列含量36%，基因2万多个。这是全球第一个完全使用新一代合成法测序技术完成的基因组序列图。这一成果将成为基因组绘图的国际标准。 　　10、煤代油制烯烃技术迈向产业化　　 　　10月26日，由中国科学院大连化学物理研究所自主研发的“新一代甲醇制取低碳烯烃工业化技术”(DMTO-Ⅱ)在京首签工业化示范项目许可。陕西煤业化工集团、中科院大连化物所、中石化洛阳石化工程公司(技术许可方)，与陕西蒲城清洁能源化工有限公司(被许可方)正式签约。这是DMTO-Ⅱ工业化技术全球首份许可合同，标志着具有我国自主知识产权、世界领先的新一代甲醇制烯烃技术在走向工业化道路上迈出了关键一步。陕西蒲城清洁能源化工有限公司将实施煤制甲醇年产180万吨、甲醇制烯烃年产70万吨及配套项目。

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由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社、山东省科学技术厅、烟台市人民政府承办的中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2023年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻于2024年1月11日在山东烟台揭晓。一起来看2023年中国十大科技进展新闻——一、全球首座第四代核电站商运投产二、神舟十六号返回 空间站应用与发展阶段首次载人飞行任务圆满完成三、超越硅基极限的二维晶体管问世四、我国科学家发现耐碱基因可使作物增产五、天问一号研究成果揭示火星气候转变六、我国首个万米深地科探井开钻七、液氮温区镍氧化物超导体首次发现八、FAST探测到纳赫兹引力波存在证据九、世界首个全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统落成启用十、科学家阐明嗅觉感知分子机制🔎详情一起来看——1.全球首座第四代核电站商运投产我国具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程12月6日商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先，对推动我国实现高水平科技自立自强、建设能源强国具有重要意义。高温气冷堆是国际公认的第四代核电技术先进堆型，是世界核电未来发展的重要方向。在丧失所有冷却能力的情况下，不采取任何干预措施，反应堆都能保持安全状态，不会出现堆芯熔毁和放射性物质外泄。该示范工程是世界首座球床模块式高温气冷堆项目，位于山东省荣成市，由中国华能牵头，联合清华大学、中核集团共同建设，2006年被列入国家科技重大专项，2012年开工建设。中国华能集中产业链上下游优势资源，联合开展关键技术攻关和核心设备研制，研制出2200多套世界首台（套）设备，设备国产化率达93.4%。2.神舟十六号返回 空间站应用与发展阶段首次载人飞行任务圆满完成北京时间10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮身体健康状况良好，神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十六号载人飞船于2023年5月30日从酒泉卫星发射中心发射升空，随后与天和核心舱对接形成组合体。作为首批执行空间站应用与发展阶段载人飞行任务的航天员乘组，3名航天员在轨驻留154天，其间进行了1次出舱活动和中国空间站第四次太空授课活动，配合完成空间站多次货物出舱任务，为空间站任务常态化实施奠定了基础。此次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次载人飞行任务，在航天员乘组和地面科研人员密切配合下，开展了人因工程、航天医学、生命生态、生物技术、材料科学、流体物理、航天技术等多项空间科学实（试）验，在空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术等领域取得重要进展，迈出了载人航天工程从建设向应用、从投入向产出转变的重要一步。3.超越硅基极限的二维晶体管问世芯片是信息世界的基础核心，传统晶体管因接近物理极限而制约了芯片的进一步发展。原子级厚度的二维半导体理论上在未来节点更具潜力，但受限于其技术瓶颈，至今所有二维晶体管均不能媲美业界硅基器件。北京大学彭练矛院士、邱晨光研究员团队构筑了10 纳米超短沟道弹道二维硒化铟晶体管。创造性地提出“稀土钇元素掺杂诱导二维相变理论”，并发明了“原子级可控精准掺杂技术”，从而成功克服了二维领域金属和半导体接触的国际难题，首次使得二维晶体管实际性能超过业界硅基10纳米节点Fin晶体管和国际半导体路线图预测的硅极限，并且将二维晶体管的工作电压降到0.5V，室温弹道率提升至所有晶体管最高纪录的 83%，研制出国际上迄今速度最快、能耗最低的二维晶体管。相关成果3月22日发表于《自然》。4.我国科学家发现耐碱基因可使作物增产我国盐碱地面积达1亿公顷，占世界盐碱地总面积的近十分之一，全球气候变化、淡水缺乏及化肥大量使用，使可耕土地盐渍化速度加快。为了更好地利用盐碱地资源，中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员科研团队与国内多家科研机构和院校合作，经过多年研究发现主效耐碱基因AT1，可以显著提高高粱、水稻、小麦、玉米、谷子等作物在盐碱地上的产量，且在改良盐碱地的综合利用中具有重大应用前景，有望为我国粮食安全发挥重要支撑作用。该成果3月24日发表于《科学》。5.天问一号研究成果揭示火星气候转变在太阳系的行星中，火星与地球最为相似，火星的现状和演化历程，被认为可能代表着“地球的未来”，针对火星气候演化的探测研究长期以来备受关注。风沙作用塑造了火星表面广泛分布的风沙地貌、沉积，记录了火星演化晚期和近代气候环境特征和气候变化过程。但由于缺乏就位、近距离详细系统的科学观测，我们对火星风沙活动过程和记录的古气候知之甚少。针对这一科学问题，中国科学院国家天文台李春来团队，联合中国科学院地质与地球物理所郭正堂团队、中国科学院青藏高原所、美国布朗大学和天问一号任务工程团队，瞄准火星乌托邦平原南部丰富的风沙地貌，利用环绕器高分辨率相机、火星车导航地形相机、多光谱相机、表面成分分析仪、气象测量仪等开展了高分辨率遥感和近距离就位的联合探测，提取了沙丘形态、表面结构、物质成分等信息，分析了其指示风向和发育年龄，发现了着陆区风场发生显著变化的层序证据，并与火星中高纬度分布的冰尘覆盖层记录有很好的一致性，揭示了祝融号着陆区可能经历了以风向变化为标志的两个主要气候阶段，风向从东北到西北发生了近70度的变化，风沙堆积从新月形亮沙丘转变为纵向暗沙垄。这一气候的转变，发生在距今约40万年前的火星末次冰期结束时，可能是由于自转轴倾角的变化，火星从中低纬度到极地地区，发生了一次“冰期-间冰期”的全球性气候转变。该项研究有助于增进我们对火星古气候历史的理解，为火星古气候研究提供了新的视角，也为地球未来的气候演化方向提供了借鉴。相关研究成果7月7日发表于《自然》。6.我国首个万米深地科探井开钻5月30日上午，中国石油塔里木油田公司深地塔科1井开钻入地。深地塔科1井开钻，旨在探索万米级特深层地质、工程科学理论，标志着我国向地球深部探测技术系列取得新的重大突破，钻探能力开启“万米时代”。深地塔科1井位于新疆阿克苏地区沙雅县境内，紧邻埋深达8000米的富满10亿吨级超深油气区。这口井设计井深1.11万米，设计钻完井周期457天，将创造全球万米深井钻探用时最快纪录。该井采用的是我国自主研制的全球首台1.2万米特深井自动化钻机。与普通钻机相比，这台钻机的载重提升能力由三四百吨提高到最大900吨，相当于能同时吊起150头6吨重的成年大象。为保障万米级特深井“打成、打快、打好”，中国石油攻关研发智能控制一体化平台、钻井自主决策工控系统、超高重载井架底座等一批关键核心技术装备，自主研制国际领先的智能钻机，成功产出1.2万米特深井自动化钻机，为万米深地工程科学探索研究提供装备和技术保障。7.液氮温区镍氧化物超导体首次发现7月12日，《自然》杂志刊登了中山大学王猛教授团队与清华大学、华南理工大学等单位合作的成果：首次发现在14 GPa压力下达到液氮温区的镍氧化物超导体。这是由我国科学家率先独立发现的全新高温超导体系，是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料，是基础研究领域的重要突破。这一研究成果将有望推动破解高温超导机理，使设计和预测高温超导材料成为可能，使超导在信息技术、工业加工、电力、生物医学和交通运输等领域实现更广泛的应用。8.FAST探测到纳赫兹引力波存在证据由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列研究团队，利用中国天眼FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。相关研究成果于北京时间6月29日在我国天文学术期刊《天文与天体物理研究》在线发表。12月14日，相关成果入选《科学》杂志2023年度十大科学突破。当前，纳赫兹引力波研究已经成为物理和天文领域国际竞赛的焦点之一。然而，纳赫兹引力波频率极低、周期长达数年，其波长可达数光年，对它的探测极具挑战性。利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测，是目前已知唯一的纳赫兹引力波探测手段。值得一提的是，欧洲脉冲星测时阵列—印度脉冲星测时阵列、北美纳赫兹引力波天文台和澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列等脉冲星测时阵列合作组也在同一时间宣布了相似的结果。据中国科学院国家天文台研究员、北京大学研究员李柯伽介绍，国际上4个团队分别独立获得纳赫兹引力波存在的关键证据，这使得研究结果可以相互印证，进一步提高了这一成果的准确性。9.世界首个全链路全系统空间太阳能电站地面验证系统落成启用空间太阳能电站(SSPS)是解决能源危机、实现可持续发展的终极答案之一。工程院旗舰刊物《Engineering》于2023年11月30日系统报道了西安电子科技大学段宝岩院士团队完成的逐日工程—世界首个全链路、全系统SSPS地面验证系统，阐述了欧米伽SSPS创新设计方案、理论创新、技术突破、工程实现及实验结果。远距离高功率微波无线传能效率（距离55m，发射2081瓦，波束收集效率87.3%，DC-DC传输效率15.05%）与功质比等主要技术指标世界领先。逐日工程突破的远距离高功率微波无线传能技术，应用前景广阔。在太空，可助力构建空间能源网、空间充电桩，破解空间算力、星上信息处理、空间攻防及超远程探测的供电难题。在陆海空，可为空中飞艇、无人机群、海上移动平台、灾害及边远区域无线供电。10.科学家阐明嗅觉感知分子机制大多数动物（包括人类）均拥有一套主嗅觉系统来识别挥发性的气味分子。大量的嗅觉受体通过“组合编码”的气味识别方式，帮助动物识别数以万亿计的气味分子。嗅觉受体可以分为三个家族，第I类是气味受体（OR）家族，第II类是痕量胺相关受体（TAAR）家族，OR和TAAR都属于A类G蛋白偶联受体（GPCR）家族，第III类是非GPCR嗅觉受体。山东大学孙金鹏教授团队和上海交通大学医学院李乾研究员团队合作，应用冷冻电镜技术解析了TAAR家族成员之一的小鼠TAAR9（mTAAR9）受体在4种不同配体结合条件下与Gs/Golf（嗅觉特异性Gα）蛋白三聚体复合物的结构，进一步结合药理学分析揭示了mTAAR9感知配体后被激活的分子机制。同时，该研究也提出了嗅觉受体“组合编码”识别配体的结构机制，阐明了II类嗅觉受体独特的激活方式。该研究阐释了II类特异嗅觉受体感知气味的分子机制，为嗅觉受体家族识别配体奠定了理论基础，对开发靶向嗅觉受体的新药也有重要意义。相关研究成果5月24日发表于《自然》。

新华网北京1月18日电 由科技部基础研究管理中心组织实施的“2010年度中国科学十大进展”评选活动18日在京揭晓。 　　这10项由我国科学家完成或为主完成的重要研究成果分别是： 　　拓扑绝缘体研究取得重要进展 　　相对论重离子对撞机上发现首个反超核粒子--反超氚核 　　揭示三氧化二砷和全反式维甲酸联合治疗急性早幼粒白血病的分子机制 　　中国发现10万年前早期现代人化石 　　全基因组关联研究发现银屑病、白癜风和麻风易感基因 　　揭示水稻理想柱型形成的分子调控机制 　　大地电磁测量揭示青藏高原东部有两条地壳物质流 　　揭示蛋白质赖氨酸乙铣化在细胞代谢中的调控作用 　　基于超材料实现微波段三维隐身和电磁黑洞 　　实验实现最远距离自由空间量子隐形传态。 　　据介绍，近年来我国基础研究投入年均增长超过20%，国际合作日益广泛。一批高质量的论文产生，一批具有原创性的研究成果涌现。“我国在铁基超导、太赫兹、碳循环、诱导多功能干细胞、量子通讯、水稻基因等部分学科和领域已跨入国际前列。”科技部基础研究管理中心副主任郭哲说。 　　此次评选活动首先从218项推荐进展中遴选出30项，送中国科学院院士、中国工程院院士、973计划顾问组和咨询组专家、973计划项目首席科学家、国家重点实验室主任等专家进行无记名投票结果。最后根据选票统计，评选出“2010年度中国科学十大进展”。

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　　研究取得了一系列成果，如创新三萜皂苷类成分分离及结构鉴定的方法，为三萜皂苷类成分的分离鉴定及其相关产品的产业化提供了技术支撑等。 /p p 　　 strong 人血细胞分子图谱(ABC)研究联盟成立 /strong /p p 　　2017年9月7日，中国医学科学院牵头有关单位，依托血液病医院(血液学研究所)共同成立人血细胞分子图谱(ABC)研究联盟，以期加强跨学科跨领域的协同攻关，创新资源数据共享机制，突破关键科学问题和关键核心技术，推动成果转化应用，努力为我国医学科学事业作出贡献，在世界舞台发出中国声音。 /p p 　　 strong 揭示传统中药苏木作用新靶点 /strong /p p 　　北京大学药学院天然药物与仿生药物国家重点实验室教授屠鹏飞团队的研究，揭示了传统中药苏木的抗神经炎症活性成分苏木酮A的直接作用靶点蛋白为IMPDH2，相关研究成果发表于2017年7月《美国科学院院刊》。研究同时在IMPDH2蛋白上发现了一个全新的药物作用位点，对于今后以IMPDH2蛋白为靶点的抗炎和免疫抑制药物的设计和研发具有指导意义。 /p p style=" text-align: center " strong 临床应用 /strong /p p 　　 strong 生物人工肝有望实现产业化 /strong /p p 　　中国科学院上海生科院生物化学惠利健团队与细胞生物学研究所等多家单位科学家合作，突破“类肝细胞”体外培养技术，成功研制出生物人工肝系统。生物人工肝是一种体外肝功能支持系统，可以短时间代替肝脏功能，促进肝衰竭患者自体肝功能的恢复。 /p p 　　同时，国内首条人源性生物人工肝临床研发生产线也已在嘉定区建成，产品预计三到五年内投放市场。 /p p 　　 strong 肺癌分子靶向精准治疗模式建立与推广 /strong /p p 　　广东省人民医院吴一龙团队，在创建中国胸部肿瘤研究协作组的基础上，围绕肺癌靶向治疗，开始肺癌分子分型和精准靶向治疗的一系列临床转化研究，取得了重要科技创新成果。团队在收集8000多例肺癌标本，并发明了多基因检测技术的基础上，建立了肺癌的驱动基因谱，为肺癌的精准靶向治疗奠定了基础。 /p p 　　 strong 成功研制我国首款超声微泡造影成像系列设备 /strong /p p 　　西安交通大学万明习团队研制成功我国超声微泡造影成像首套实验系统和首台原型样机，推出我国首款超声微泡造影成像和灌注参量成像产品设备，形成两个系列共14个型号的产品设备，产品设备已获得国际行业认证。除主要用于疾病的常规造影临床应用以外，进一步用于肿瘤检测、心血管疾病、早期小肿瘤定性分级检测与边界确定，以及其他临床诊断和前沿科学研究。 /p p 　 strong 　红斑狼疮诊治关键技术创新与应用 /strong /p p 　　中南大学湘雅二医院陆前进团队、深圳市人民医院和北京大学人民医院联合，围绕红斑狼疮这一复杂性疾病诊治难题，历经19年共同攻关，创新性地建立了高特异性及高敏感性的系统性红斑狼疮DNA甲基化诊断技术，突破了现有的诊断瓶颈，解决了临床关键问题。从整体上提高了红斑狼疮的临床诊疗水平。 /p p 　 strong 　研究并建立推广新型戊肝病毒检测技术 /strong /p p 　　中国食品药品检定研究院王佑春团队自1996年开始从事戊型肝炎病毒(HEV)的研究，并联合北京大学医学部、河北大学、中国人民解放军军事医学科学院基础医学研究所等多家单位共同攻关。先后在国际上首次报道了HEV4型和兔HEV，并围绕着这两个新型HEV开展了病毒结构、致病性、传播因素、流行特点、动物模型以及诊断技术等系列研究，取得了多项突破性研究成果。 /p p 　　(获奖进展排序不分先后) /p p style=" text-align: center " strong 2017中国十大医学新闻人物 /strong /p p 　　我们关注研究进展、临床应用对人类健康的巨大贡献，也关注这些成果背后默默付出的医药行业工作者。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/a018d9d4-03b3-4cd3-b97f-8053ef89aefa.jpg" / /p p style=" text-align: center " 蒋立新 /p p style=" text-align: center " 中国医学科学院阜外医院副院长、国家心血管病中心主任助理。 /p p 　　蒋立新团队从20世纪90年代开始，从事多项大规模临床试验和大规模人群调查工作。2017年10月，《柳叶刀》刊发了蒋立新团队两篇有关我国高血压管理现状的文章，研究表明，我国35岁~75岁人群中约1/3为高血压患者，但仅有6%得到控制。这是迄今为止我国开展的覆盖最广、规模最大的两项高血压管理现况调查。这些研究结果为推进我国高血压管理提供了数据支撑，为各项政策的细化和深化提供了靶点。 /p p style=" text-align: center " img title=" 002.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/256122a4-98e3-49f2-a09c-cd850259db50.jpg" / /p p style=" text-align: center " 乔杰 /p p style=" text-align: center " 中国工程院院士，北京大学第三医院院长，妇产科主任，生殖医学中心主任。 /p p 　　乔杰在一线工作30年，制定了适用于中国PCOS的诊断标准，改进技术显著提高了妊娠成功率，并首次解析了人类早期胚胎发育过程DNA甲基化调控网络。4月，乔杰领导北医三院与北大团队联合揭示了人类胚胎期生殖细胞基因表达调控机制，成果发表于《细胞》。该项研究为生殖细胞相关疾病的诊断和治疗提供了靶标。 /p p 　　2017年，乔杰获“何梁何利奖”“2017第二届中源协和生命医学奖”。 /p p style=" text-align: center " img title=" 003.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/d9cabb60-7f5d-4ba5-9c6a-5ab169dac42d.jpg" / /p p style=" text-align: center " 夏宁邵 /p p style=" text-align: center " 厦门大学公共卫生学院院长。 /p p 　　夏宁邵在疫苗、传染病检测技术等方面取得多项突破性成果。他领导团队研制出全球首个上市的戊肝疫苗及生产成本显著低于国外的宫颈癌疫苗，开辟了基因工程疫苗研发的新途径。他累计获得57项国内外发明专利授权，戊肝诊断试剂成为国际金标准，他研制的艾滋病毒诊断试剂成为艾滋诊断试剂在国内处于主导地位。 /p p 　　2017年，在全国科技工作者日暨创新争先奖励大会上，夏宁邵获“首届全国创新争先奖”。 /p p style=" text-align: center " img title=" 004.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/3511a92d-b530-49a1-bd71-2a2aef70d9a4.jpg" / /p p style=" text-align: center " 姚玉峰 /p p style=" text-align: center " 浙江大学医学院附属邵逸夫医院眼科中心主任，医学三系眼科学教研室主任，浙江大学眼科研究所副所长，博士生导师。 /p p 　　姚玉峰自上世纪80年代成为眼科医生后，就致力于角膜疾病的研究与临床。2017年，他成功主持了世界上第一例由他独创的“姚氏法角膜移植术”，解决了排斥反应这个几个世纪难题。这一成就被写进美国医学教科书，《新闻联播》连续两天报道。 /p p 　　2017年，在全国卫生计生系统表彰大会上，姚玉峰荣获全国卫生行业最高荣誉奖——白求恩奖章。 /p p style=" text-align: center " img title=" 005.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/8b985dff-7dc0-4d5b-b25d-f74c4130ea0e.jpg" / /p p style=" text-align: center " 廖新波 /p p style=" text-align: center " 广东省卫生和计划生育委员会巡视员，曾担任广东省卫生厅副厅长等职。 /p p 　　2004年，廖新波履职广东省卫生厅副厅长。当时，廖新波是最早开设博客、微博的官员之一。他以“医生波子哥”的身份写了两千多篇篇博客，实名微博近2万条。他关注医疗政策和热点话题，剖析问题一针见血，观点犀利恳切。他的博客访问量约1700万，新浪微博粉丝363.5万。 /p p 　　在互联网上实名发言的官员中，廖新波因率直发言被评为“最出位”官员。树立了新时代敢于亮剑、敢为人先的官员形象。 /p p style=" text-align: center " img title=" 006.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/708306b2-cb3c-41a1-b21f-eadbfb1722fa.jpg" / /p p style=" text-align: center " 刘玉村 /p p style=" text-align: center " 北京大学党委副书记、北大医学部党委书记。 /p p 　　2006~2016年，刘玉村担任北京大学第一医院院长，强调医院发展必须“先文化后经济”。北大医院有一块铜牌，上面是刘玉村书写的一封信：尊敬的来者，无论您因为什么来到北大医院，您都是我们尊贵的客人，您都应该受到礼遇。他说，这是一家有温度的医院理当具备的态度。 /p p 　　2016年，刘玉村被授予加拿大皇家内科及外科医师学院荣誉院士。颁奖词中说，“在他的带领下，北大医院已成为中国医师培养的领袖，更是国家的典范。” /p p style=" text-align: center " img title=" 007.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/a2cf50d5-054a-4b15-9001-5c8247f478a9.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　骆抗先 /p p style=" text-align: center " 　　南方医科大学南方医院感染内科主任医师，我国著名传染病学家。 /p p 　　从医66年，骆抗先从未发生医患纠纷，几乎没休过一次假。如今86岁高龄的他，仍每天工作10个小时以上，甚至自掏腰包20万元作为科研经费。不仅如此，骆抗先还从零开始学习电脑，开通了“骆抗先的乙肝频道”博客。开通博客十几年来，他坚持每周更新文章。目前，博客访问量已超过1300万人次，骆抗先成为了名副其实的“网红医生”。 /p p 　　骆抗先说，如果能工作到生命最后一刻，此生圆满了。 /p p style=" text-align: center " img title=" 008.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/b27c3597-b81a-4f7a-b435-4797c90d2c54.jpg" / /p p style=" text-align: center " 徐根保 /p p style=" text-align: center " 江西省皮肤病专科医院麻防科科长，江西省皮肤病专科医院康复中心主任。 /p p 　　1989年至今，徐根保已做了28年“麻风医生”，他也是这家康复中心唯一一个坚持15年以上的人。该康复中心最高峰时有280多人，如今只剩下77位，平均年龄73岁，徐根保陪伴了老人们的最后时光。 /p p 　　几十年来，徐根保带领团队跑遍了江西省60多个市县，筛查群众7万余次，累计会诊治疗4000余名麻风病人，提高了基层麻风病诊疗水平，减少了麻风病肢残的发生。 /p p style=" text-align: center " img title=" 009.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/af3cfc2a-7926-484d-a73d-70c6149caed6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 刘海鹰 /p p style=" text-align: center " 北京大学人民医院脊柱外科主任，北京海鹰脊柱健康公益基金会理事长。 /p p 　　2001年，刘海鹰组建了北京大学人民医院脊柱外科，至今已完成15000多例手术，是我国单刀手术量最高的脊柱外科医生。2011年，他发起成立了北京海鹰脊柱健康公益基金会。7年来，基金会，深入中西部地区，义诊4000余名脊柱病患者，培训150 余名基层医生，其中数十位成长为学科带头人。 /p p 　　2017年，美国纽约时代广场大屏上播映了刘海鹰发起倡导的公益救助活动宣传片，世界窗口看中国公益的新闻成为网友热议话题。 /p p style=" text-align: center " img title=" 010.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/0036a499-3d09-4080-8612-20957659d15c.jpg" / /p p style=" text-align: center " 缪中荣 何义舟 /p p style=" text-align: center " 缪中荣，首都医科大学附属北京天坛医院介入神经病学科主任。何义舟，复旦大学附属中山医院ICU主治医师。 /p p 　　2016年，缪中荣与爱好漫画的何义舟结缘，共同为微信公众号“小大夫漫画”创作内容。缪中荣书写文稿故事，何义舟将文字转化成漫画，将生涩的医学知识可视化。公号阅读量长期居健康科普公号前三甲，目前粉丝突破30万，单篇最高阅读量破200万。截止2017年11月，“10万+”文章数量共计30余篇。 /p p 　　2017年，“小大夫漫画”获得“今日头条金处方奖”。 /p p 　　(获奖人排名不分先后) /p p & nbsp /p