科技 科技成果 年鉴 成果 自然 行业 2015参考中国报告网发布《2017-2022年中国科技馆产业运营现状及十三五投资规划研究报告》 2014年自然科技

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2015年版科技行业年鉴-自然科技成果

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      参考中国报告网发布《2017-2022年中国科技产业运营现状及十三五投资规划研究报告

      2014年自然科技成果

      发现影响诱导多能干细胞质量的基因

      中国农业大学田见晖课题组与北京生命科学研究所高绍荣实验室共同建立了一批具有经病毒感染的相同遗传背景的细胞系:一种能产生小鼠的细胞系,另一种不能产生小鼠的细胞系。这两类细胞的基因表达、甲基化水平等大致相同,但每个iPS细胞系都有一些特异性差异,而这些差异将直接影响到分化发育成其他细胞的能力。科研人员对这两种细胞分别进行测序,发现一个印迹基因Zrsrl,该基因的低甲基化导致了iPS细胞系完全多能性的丧失,这个基因的低甲基化无法通过改善培养条件来修复。研究证实Zrsrl基因甲基化程度的高低,可以作为判定iPS细胞系质量的标准。该研究对iPS细胞在再生医学及药物开发利用方面将有重要价值。

      提出光解水制氢新机制

      中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室、化学与材料科学学院杨金龙研究组提出本身具有电偶极矩的二维纳米催化剂,用红外光也可分解水产生氢气。这种催化剂内存在的偶极会产生内电场,吸附在催化剂两个表面上的水分子会感受到不同的静电环境,从而导致两个表面上水发生氧化还原的条件变得不再相同。如果氧化和还原分别发生在不同的表面,催化剂受到最小单光子能量的限制原则上将不再存在。这种催化剂的光激发是一个电荷转移过程,电子和空穴分别产生在两个不同的表面,催化剂固有偶极电场有效促进了光照产生的电子和空穴的空间分离,并做功帮助水分解产生氢气。新的光解水机制使得利用红外光进行光解水制氢成为可能,为今后利用太阳光所有频率的能量铺平了道路。

      提出肝癌患者接受干扰素治疗效果的预测方法

      中国工程院院士、医学免疫学国家重点实验室主任曹雪涛与侯晋副教授、博士生周烨及郑媛媛等与复旦大学中山医院樊佳教授、上海东方肝胆外科医院周伟平教授、香港大学医学院吕爱莲教授以及中国医学科学院医学分子生物学国家重点实验室、上海长征医院、中山大学生命科学院、上海交通大学仁济医院、广西肿瘤医院、浙江大学第二附属医院等单位联合,筛选了肝癌组织中干扰素效应分子的表达谱,临床队列验证初步确定了维甲酸诱导基因I ( RIG一I)的低表达与肝癌患者的生存期降低显著相关,男性与女性肝脏中RIG一I表达水平有一定差异。分析表明,只有RIG一I高表达的肝癌患者对干扰素治疗方有疗效。该项发现对建立中国重大疾病防治需求的研究模式及其疾病研究体系、对医学课题研究将基础探索创新与临床转化应用相结合,有着重要的借鉴意义。研究结果以封面论文形式发表在《癌细胞》杂志上。

      揭示艾滋病病毒毒力因子劫持人免疫细胞的分子机制 哈尔滨工业大学生命学院黄志伟研究组在国际上首次解析了艾滋病病毒毒力因子Vif的五元复合物结构,阐明了Vif如何“劫持”人免疫细胞CBF一日以及LUIS E3连接酶复合物的分子机制,了解了艾滋病病毒是怎样与人结合,为研制全新艾滋病药物提供了结构基础,该研究也为未来艾滋病治疗从“鸡尾酒式”的混合用药方式,转向设计靶向治疗药物开辟了一条新路。研究成果在《自然》杂志在线发表,并作为精选文章在同期《自然》杂志《新闻与视点》栏目中得到重点推荐。

      破译飞蝗基因组图谱并揭示其奥秘

      中国科学院动物所康乐研究组与深圳华大基因研究院、中国科学院北京生命科学研究院等合作,采用新一代测序技术,获得迄今人类破译的最大动物基因组—飞蝗基因组图谱。研究发现:与其他已测序的昆虫物种相比,飞蝗基因组中参与脂肪酸合成、转运和代谢过程的许多基因家族发生明显扩增,可解释飞蝗拥有长途飞行能力的遗传基础;飞蝗中被称为糖昔键转移酶的代谢解毒酶类的基因数目在所有已测序昆虫中是最多的,这类酶能降解禾本科植物中存在的特定次生代谢物;其调控神经可塑性的基因在表达量、DNA甲基化及可变剪切方面都有明显变化,这些基因可能在控制飞蝗形成大的群体过程中发挥重要功能。

      新型基因检测技术实现丙肝个性化诊疗

      解放军302医院临床检验医学中心毛远丽和王海滨课题组分析、检测上千例丙肝患者基因样本,成功研制出一套针对丙肝患者的抗病毒治疗易感基因检测技术。该技术对多组白介素28B的基因进行筛选,通过合成DNA序列探针,构建双色荧光探针PCR体系,对患者本身的白介素28B基因进行多态性分析,从而得出患者本身个别基因突变的位点,在国内率先将PCR技术运用于丙肝患者临床抗病毒疗效的预测和评估中。该方法一小时即可完成检测,快速准确,能为患者的临床治疗提供更加有效的诊疗依据,也标志丙肝个性化诊疗迈出了重要一步。它有助于临床医生选择个性化治疗方案,准确选择抗病毒药物的种类和治疗持续时间。

      发现和痊疮相关的基因变异

      昆明医科大学第一附属医院何黎教授团队与中国科学院昆明动物研究所张亚平院士团队合作,运用系统全面的全基因组关联分析策略,以临床上达到座疮W级的重型座疮患者为病例组,与病例组患者性别、籍贯相匹配的健康人群为对照组,开展大样本中国汉族人群重型座疮易感基因研究,在人类基因组的2个区域内发现与重型痊疮发病密切相关的两个易感基因SELL和DDB2,这两个基因分别与雄激素代谢通路、炎症过程及疤痕形成有关,这些易感基因的异常表现很可能导致重型座疮的发生;在重型座疮的临床治疗上需要平衡患者的雄激素水平,保持皮肤水油平衡,并进行抗炎治疗。

      该研究为重型座疮的早期诊断、早期干预提供了理论依据,也为医用护肤品的研发提供了新靶点。

      对球形闪电的首个光谱分析

      西北师范大学袁萍教授在世界上第一次科学分析了球形闪电,发表的文章引起全球科学媒体关注。2012年7月23日夜里,袁萍及其博士研究生岑建勇、薛思敏在青海高原上,用光谱仪监视到无声的1. 64秒时长球形闪电。他们分析球形闪电的数据,估算放光球区(大于球状闪电)的直径大概为5米,水平方向移动速度约为8. 6米每秒;通过不同波长的光,判断球形闪电里是硅、铁、钙等元素。这个发现暗示了球形闪电和土壤的亲密关系,一定程度上支持了“土壤发生说”。

      实现量子算法冷却

      中国科学技术大学郭光灿院士领导的中国科学院量子信息重点实验室李传锋教授研究组与哈佛大学、清华大学的理论组合作,在实验上利用光学干涉装置搭建成冷却模块,并将冷却模块连接成冷却网络,通过多次调用冷却模块实现量子系统的逐步冷却,实验结果和理论预言吻合,保真度达到97. 8%以上。其中的冷却模块就像个“麦克斯韦量子小妖”,为破解量子计算机开机“初始化”过程只需要“冷”量子难题提供了一种很有潜力的手段。研究成果在线发表于《自然光子学》杂志上。

      气候变暖加剧西北干旱区水资源不确定性

      中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室科研人员发现,在过去半个世纪,西北干旱区的气温上升速率介于0. 33一0. 39摄氏度每十年,明显高于全国和全球平均水平,是气候变化响应最敏感的区域之一,气温的上升导致春季融雪性洪水提前,夏季冰川融水洪水更为集中,冰川加速退缩,水资源会因冰川储量的减少而急剧减少,冰川融水对河流的调节作用减小,加大水资源的波动性;对当地蒸发水平、降雨模式等都有影响,供水、需水、水质等方面的不确定性也随之增加。西北干旱区深居欧亚腹地,生态脆弱,随着人口增长和经济社会发展对水的需求加大,需要创新水资源管理体制、机制,进一步提升水资源管理能力,科学制定水资源管理对策,合理布局农业结构,科学调度平原区水库水域面积,减少蒸发损耗。

      发现中国古代生物“庞贝城”

      南京大学地球科学与工程学院副教授姜宝玉团队在中国冀北、辽西地区以火山岩、火山碎屑岩和湖泊相沉积为主的早白要世“义县组”和“九佛堂组”地层中,找到大量保存完好的恐龙、哺乳动物和鸟类化石。这些古代生物的遗骸都拥有相同的埋葬姿势和被烧焦过的痕迹,跟庞贝城所见的人类遗骸很相似,故被称为中国古生物的“庞贝城”,也因此成了热河生物群。他们首次采用埋藏学、沉积学、火山学和岩石学等多学科分析方法对保存珍稀动物化石的沉积物进行分析,首次提出了地质史中火山碎屑流不仅像现在一样造成大量生物死亡,而且火山碎屑流高温低氧特性可导致动物软体组织木乃伊化,快速堆积可阻止或延缓水生生物和微生物肢解遗体,有利于化石的特异埋藏。该发现解释了热河生物群保存上亿年不腐化的原因,对解释保存于其他火山碎屑沉积物中的特异埋藏化石群具有重要意义。

      研究柔性有机薄膜晶体管性能稳定性机制获突破 复旦大学信息科学与工程学院仇志军与刘冉团队联合瑞典乌普萨拉大学和瑞典皇家理工学院,对采用碳纳米管掺杂的有机半导体材料进行修饰,成功将有机薄膜迁移率增加4个数量级,接近多晶硅水平,达到可实用量级;在国内首次建立了水氧电化学反应与有机薄膜载流子相互作用模型。研究发现外界环境中的水和氧会与柔性有机薄膜晶体管(OT-F'I')发生直接接触。在分别施加正向电压、反向电压后,水氧电化学反应引发了“海绵效应”。该模型不仅能解释影响OTFf器件稳定性的内在机理,还能解释碳纳米管、石墨烯等具有高导电特性的薄膜器件,为OTFT大规模应用提供了理论依据。

      南极泰山站正式建成开站

      中国第30次南极科学考察队负责建设的南极泰山站正式建成开站。这是继长城站、中山站和昆仑站后,中国在南极的第4个科学考察站。该站位于中山站与昆仑站之间东南极内陆冰盖腹地的伊丽莎白公主地,距中山站522公里,距昆仑站约600公里,地理坐标为东经76度58分,南纬73度51分,海拔高度2621米,年平均温度零下36. 6度;设计建筑面积1000平方米,其中主体建筑410平方米,采用拼装式模块化轻型金属材料建设,底部支撑采用整体架空式;建有固定翼飞机冰雪跑道,配备400吨级内陆运输车队设备。

      成功绘制大鼠基因功能图谱

      复旦大学药学院石乐明团队与美国食品药品监督管理局国家毒理学研究中心、洛马林达大学等单位合作,运用RNA测序技术,对广泛应用于药物安全性评价研究的“Fischer 344大鼠”的幼年、青春期、成年及老年的基因进行测试,涵盖11种器官的320个样本,最终绘制出了世界上最完整的大鼠基因功能图谱,发现大鼠中存在大量人类以前并未认识到的功能基因,有些基因会根据不同情况发挥不同作用。该成果为药物安全性评价提供了扎实基础,对个性化医疗有重大意义,已发表在国际权威杂志《自然通讯》上。为分享该成果,石乐明团队构建了一个可与互联网交联、向世界开放的大鼠基因功能图谱数据库。

      纳米材料颗粒越细微转动越活跃

      高压先进科研中心(上海)陈斌研究员及其合作团队引人地球物理领域的实验方法,成功探测到了相同粒径超细纳米晶体铂粉的组织结构强度随混合镍颗粒尺寸的减小迅速且有规律地下降,进而发现材料颗粒越细微,转动越活跃。这为探素仅有几纳米微尺度上的材料变形机理提供了一种新的手段,对于研究结构材料的强度和寿命以及探索矿物在地球内部的形成机制具有重要意义。纳米材料具有诸多卓越性质,适合作为涡轮发动机部件涂层材料、电子元器件或太空装置光学观察窗口材料等。

      实现灵长类动物基因定向敲除

      云南中科灵长类生物医学重点实验室、南京医科大学、南京大学、同济大学、中国科学院动物研究所的科学家,应用CRISPRA/Cas9和TALEN,两项技术,准确敲除食蟹猴和称猴涉及性别控制、免疫系统、代谢系统和神经发育等四个特定基因,并成功进行了体外受精、胚胎移植等系列实验,2013年底在云南昆明成功培育出全球首例经过基因靶向修饰的多只小猴,相关学术成果分别发表在国际顶级学术杂志《细胞》《细胞干细胞》上,该研究不仅代表利用灵长类动物开展生物医学研究的国际先进水平,也说明中国在大动物,尤其是灵长类动物基因组靶向修饰和疾病动物模型研究方面处于世界领先水平。

      发现人体铁调素调控新机制

      浙江大学公共卫生学院王福涕团队在实验中发现,在患有贫血但肝脏内铁含量高的小鼠体内,铁调素的含量下调,这与现有研究理论相悖。通过多个基因小鼠模型的对比,证明机体的铁需求也可以调控铁调素的活跃度,且这种调控是通过骨形态发生蛋白BMP6对铁调素的调控来实现;调控人体铁代谢的关键物质铁调素除了受肝脏铁含量、炎症等的影响外,还受到机体铁需求的调控。肝脏产生的调节分子铁调素是调节人体铁稳态和铁代谢的关键物质,在调控机体铁代谢过程中发挥关键作用。这项发现完善了人体铁调素的调控理论,也为铁调素作为靶点研究铁代谢相关疾病的防治提供了重要理论依据。

      成功制备二维黑磷场效应晶体管

      中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室陈仙辉课题组与复旦大学张远波、封东来和吴哗课题组合作,在二维类石墨烯场效应晶体管研究中取得重要进展,成功制备出具有几个纳米厚度的二维黑磷场效应晶体管。陈仙辉课题组叶国俊利用高温高压合成设备,在高温高压的极端条件下成功生长出高质量的黑磷单晶材料,为实现二维黑磷单晶材料奠定了基础。随后,陈仙辉课题组与张远波课题组合作,利用胶带进行机械剥落的方法,从块状单晶中剥出薄片,附着到镀有一层二氧化硅的硅晶片上,并在此基础上制备出场效应晶体管。实验显示二维黑磷场效应晶体管在纳米电子器件应用方面具有极大的潜力。

      发现氧化石墨烯薄膜具有精密快速筛选离子的性能

      中国科学技术大学工程科学学院近代力学系昊恒安教授和王奉超博士,与诺奖得主、英国曼彻斯特大学安德烈海姆课题组合作,用理论分析和分子模拟方法,研究石墨烯纳米通道快速过滤离子的机理。计算机模拟研究表明,石墨烯与离子之间的相互作用使离子在纳米通道中聚集,从而促进了离子的快速扩散,发现了氧化石墨烯薄膜具有精密快速筛选离子的性能,是石墨烯功能材料研究方面的突破性进展。

      该发现合理解释了“离子海绵效应”。研究成果发表在《科学》杂志上。氧化石墨烯薄膜在海水淡化与净化、传感技术及能源转换等领域具有广阔的应用前景。

      设计出新能源高效回转摩擦电发电机

      中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家王中林团队设计出一种回转摩擦电发电机,能将微风、水流,甚至人体运动的动能转化为电能,同时保证发电效率及低廉成本。新型回转摩擦电发电装置采用表面图案化的摩擦层和电极层,通过旋转式接触的驱动设计,由平面化的圆形定子和转子两部分组成。其相互接触材料表面的图形阵列由一圈呈放射性密排的微小扇形组成。当定子和转子发生相对转动时,最高平均输出功率为i. sw,获得了高达24%的能量转化率。

      这种摩擦发电装置由金属和有机薄膜组成,属于大规模工业化原材料,成本很低。摩擦发电装置结构简单,易于制作,利于广泛使用。

      揭示胚胎早期核小体重排规律

      同济大学生命科学与技术学院张勇课题组与刘小乐课题组,分析斑马鱼胚胎从母型到合子型转换过程中的核小体结构变化。研究表明,核小体定位在启动子区域经典模式的建立依赖于基因组转录激活,而且该模式的建立与组蛋白修饰H3K4me3的建立紧密相关,但与转录延伸及Pol II的稳定结合相关性较低。在合子型基因组激活前的核小体定位会影响后续基因的转录激活。该研究在国际上首次揭示了脊椎动物在胚胎早期发育过程中的核小体重排规律。作为染色质的基本结构单元,核小体定位对基因转录起到重要的调控作用。

      该研究对于理解胚胎发育中表观遗传信息的建立及作用具有重要意义。

      发现带羽毛恐龙关键生理转变

      中国地质大学李全国团队,通过对晰蝎、恐龙等13种羊膜类脊椎动物化石的20000多个羽毛、皮肤、鳞片及其皮肤衍生物的黑素体样本进行系统形态测量,发现在整个羊膜类脊椎动物演化过程中,哺乳动物和鸟类谱系中带羽毛的手盗龙类恐龙的黑素体形态存在突变,显示了手盗龙类恐龙发生了更高体温、更快新陈代谢速率的重要生理变化,这种突变是复原恐龙羽毛颜色的前提条件。这表明依据黑素体形态的颜色复原方法只适用于手盗龙类,对霸王龙、中华龙鸟等带毛恐龙则不适用,明确了复原恐龙羽毛颜色的黑素体形态法适用范围。这种生理变化发生在鸟类飞行起源之前,是鸟类起源过程中一个重要事件,对于全面解开鸟类起源演化之谜有重要意义。

      发现神经元调控睡眠觉醒行为新机制

      浙江大学医学院神经科学研究所段树民课题组采用光遗传学技术发现,小鼠在晚上(相当于人的白天)清醒活跃期,较长时间(z个小时)激活小鼠基底前脑的胆碱能神经元,这些小鼠就会在白天睡眠期(相当于人的晚上)出现“失眠”样的表现,特异性地兴奋小鼠基底前脑中的胆碱能神经元只能“唤醒”处于慢波睡眠中的小鼠,对处于快速眼动睡眠中(容易做梦的睡眠期)的小鼠,不仅不能唤醒,还会让它睡得更香。这对理解失眠产生的机制具有一定意义,并提示胆碱能神经元可能成为治疗失眠的一个靶点。这些结果表明位于基底前脑的胆碱能神经元,对睡眠觉醒行为具有特异的调节功能,脑内不同的促觉醒中枢对不同时相的睡眠具有复杂而精致的调控机理。

      成功克隆稻米品质关键基因

      华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室张启发院士领衔的水稻国家研究团队成功克隆了第一个稻米要白率的主效基因Cha1k5 , Chalks基因对很多稻米品质性状具有普遍性大影响,尤其是极大影响外观品质、精米产量和储藏蛋白质的总含量。Chalks启动子两个核昔酸自然变异是釉稻腹白率遗传多样性的一个主要原因。研究成果不仅为优质稻米的分子育种提供了目标基因,还为水稻优质育种实践提供了理论指导,为进一步阐明作物品质调控的生物学机理提供了理论依据。紧密连锁的粒形基因( GSS和够WS)和晋白基因Cha1k5的克隆与功能研究会增加对种子大小和奎白形成机理的理解,而且为解释稻米产量与品质的矛盾与统一提供了遗传与分子证据。

      首次实现不同颜色独立光子间的量子纠缠

      中国科学技术大学潘建伟院士及包小辉、江晓等首次提出可采用时间分辨测量与主动相位反馈相结合的方法来实现不同频率光子间的量子纠缠,并利用该小组近年来发展的窄带量子光源平台对此理论方案进行了实验演示,在国际上首次成功地实现了将频率相差为80兆赫(MHz)的两个独立光子纠缠起来,该频率差别超过了每个人射光子各自频率宽度的16倍之多,解决了量子网络中如何在不同频率终端间进行纠缠连接这一难题。该成果将在未来可升级量子网络中可用于解决不同量子点间、不同NV色心间,以及不同物理体系间等因具有不同的跃迁频率而难以进行纠缠连接的困难。

      研制出人造仿生电子皮肤

      中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张班团队,研制出一种新型可穿戴柔性仿生触觉传感器—人造仿生电子皮肤。该器件实现了对微小作用力的高灵敏度快速检测,因此对脉搏、心跳、喉部肌肉群震动等人体健康相关生理信号可以实时监测,在医疗领域有广泛应用前景。该电子皮肤结合了具有微纳米结构的柔性基底丝绸和高灵敏度的导电纳米材料,利用导电材料受微小压力或触觉引起的电信号变化来检测人体各项生理指标,具有高灵敏度、低检出限和高稳定性,从而实现人体健康状况的实时诊断与评估。

      研发出血吸虫病诊断新技术

      973首席科学家、第二军医大学潘卫庆率领“疟疾、血吸虫病防治基础研究”团队,包括同济大学医学院、江西省寄生虫病防治研究所、苏州大学医学院、第二军医大学热卫系等单位的科研人员,建立融合分泌蛋白高通量筛选的技术平台,从200多个血吸虫分泌蛋白中鉴定出一个具有诊断价值的标识分子,通过大量样本的实验室研究,结果显示了SjSP一13诊断分子具有高度敏感性和特异性,诊断敏感性比传统方法提高了6倍。SjSP一13诊断分子的发现解决了现有诊断技术敏感性不足这一根本问题,该分子的应用必将为血吸虫病总体防控策略的实施提供重要的技术支持,对中国血吸虫病防控乃至消除将产生积极影响。

      发现肾上腺皮质肿瘤致病基因

      上海瑞金医院、深圳华大基因等单位组成的科研团队利用全外显子和转录组测序技术,通过对57例肾上腺皮质肿瘤患者的肿瘤样本和血液样本进行基因测序,针对基因突变进行的相关分子和细胞功能学验证,证明突变引起了蛋白活性的增加和磷酸化催化能力的增强,并且通过底物的磷酸化促进了肿瘤发生和类固醇生成。这项研究描绘了肾上腺皮质肿瘤突变谱,揭示了肾上腺肿瘤中多个亚型的关键致病基因,并通过结构和分子生物学技术系统分析了基因突变的功能,为肾上腺库欣综合征未来诊疗技术的发展提供了基础,为该肿瘤的临床诊断和治疗提供了新的思路。

      国际大洋发现计划首获南海形成年龄的直接证据

      由中国科学家建议和主导的国际大洋发现计划(IODP )349航次在中国南海成功结束,来自11个国家和地区的32位科学家(其中,中国科学家12位,另有华裔科学家6位)在现场初步完成了大量地质、地球化学、地球物理、微生物等多学科测量和分析工作。首次实现对南海海盆洋壳玄武岩的钻探,使精确确定扩张时代与岩浆活动过程成为现实,初步标定了南海东西两大海盆年龄;还发现南海形成过程中有多期次的大规模火山喷发,及南海深海      利用国际大洋发现计划平台,组织南海科学钻探航次和基于航次钻探样品的后续研究,有望开创中国主导南海科学研究的新局面,推进中国深海研究快速进步,也有助于维护中国南海主权与权益。

      发现夜盲症新致病基因

      浙江温州医科大学教授金子兵团队对248例散发或隐性遗传视网膜色素变性患者的DNA样本进行基因测序,首次发现了引起常染色体隐性视网膜色素变性的高发致病基因SLC7A14,并通过对数百例患者筛查后再次发现4例同类基因热点突变。在针对基因突变进行体外细胞实验、斑马鱼和基因敲除小鼠模型等技术途径,详细验证了新型致病基因,并明确揭示了该基因突变可引起视网膜色素变性,进而严重影响视觉功能。研究成果发表在《自然通讯》上。该研究揭示了视网膜色素变性的关键致病基因,分析了基因突变的功能,为该病的临床精确诊断、基因治疗和药物干预等奠定了基础。

      发现长链非编码RNA作用新模式

      中国工程院院士、中国医学科学院院长曹雪涛与第二军医大学医学免疫学国家重点实验室博士生王品以及中国医学科学院医学分子生物学国家重点实验室、浙江大学医学院免疫学研究所科研人员组成联合研究团队,发现了一个在人树突状细胞(DC)中选择性高表达的长链非编码RNA (ln-cRNA),并将此新1ncRNA命名为In。一DCa lnc一DC存在于DC胞浆中,通过直接结合胞浆中信号转导蛋白分子STAT3并保护STAT3的Y705位磷酸化,从而增强DC中STAT3信号通路,发挥其维持与促进人DC发育成熟和激活T细胞免疫应答的能力,由此对DC分化发育、抗原提呈与免疫激活功能起到至关重要的作用。该成果为研究1neRNA发挥生物学效应的作用机制提出了新观点,并为免疫细胞分化发育与功能调控研究提出了新方向,是免疫细胞分化发育机制领域的重要发现。

      发现抗新型冠状病毒的抗体

      清华大学张林琦和王新泉团队从分子水平分析新型冠状病毒与其人类受体蛋白DPP4之间的相互作用,利用正常人的非免疫抗体库,筛选出两株中和抗体MERS一4和MERS -27;经过验证,这两株中和抗体可有效阻断新型冠状病毒与其细胞受体DPP4的相互结合;美国戴纳一法伯癌症研究所研究团队也鉴别出中和抗体,成果发表在美国《国家科学院学报》上。但清华团队发现的抗体联合使用可大大加强抗病毒效果,从而提高抗病毒的活性和广谱性,对可能变异的病毒保持高效抑制活性;而美国的研究没有开展这方面的研究,联合使用的效果不详。这是国际上首次报告发现抗新型冠状病毒的中和抗体。

      揭示血栓形成关键受体三维结构

      中国科学院卜海药物所赵强研究组与美国国立卫生研究院等机构合作,揭示了血栓形成过程中关键受体—嗓吟能受体P2Y12R及其拮抗剂与激动剂在内的全套蛋白质分子三维结构,分辨率可精确到比纳米还小的长度单位“埃”;还深人了解受体与加速或减缓血栓形成的药物分子之间的作用细节,通过比较P2Y12R的不同结构,首次观察到受体在胞外区结构具有极强的可塑性。这不仅将极大地帮助研究者理解GPCR超家族的结构多样性以及信号传导机理,同时对治疗各种血栓类疾病的药物改进及研发有着巨大的价值。两篇独立的研究论文同时发表于2014年5月1日的《自然》杂志上。第一作者分别是药物所的张凯华和张进。

      发现可预测H7N9致命程度的人体蛋白

      浙江大学医学院附属第一医院传染病诊治国家重点实验室感染性疾病诊治协同创新中心李兰娟院士和中国医学科学院基础研究所等科研人员共收集了47例H7N9禽流感确诊患者的血浆,研究通过酶联免疫吸附试验、荧光定量PCR等方法对血浆中的血管紧张素B的水平以及病毒载量进行检测分析,结合患者临床信息,统计分析发现,存在于血浆中的一种调节肤血浆血管紧张素B与H7N9患者疾病的严重程度及病死率高度相关,如果这一指标升高,病死率明显增加,这一特征在发病后第二周表现尤为明显。与之前C反应蛋白、氧合指数等指标相比,血管紧张素n的预测“准确度”更高,敏感性和特异性分别为87. 5%和68%。

      干旱半干旱地区是全球陆地表面增温最显著地区

      兰州大学大气科学学院黄建平团队以国家重大科学研究计划项目《全球典型干旱半干旱地区气候变化及其影响》为依托,其指导的博士研究生与美国佛罗里达州立大学教授吴召华合作研究,指出自1900年至今全球陆地整体趋于变暖,变暖最先开始于北半球高纬度和副热带地区,随后南半球副热带地区开始增暖,而热带地区则经历了一个先变冷再变暖的过程。特别是,自1900年至今,累积变暖最为剧烈和快速的区域出现在北半球中纬度生态系统极为脆弱的干旱半干旱区域,进一步证实了此前发现的半干旱区是全球陆地表面增温最显著的地区。

      发现结直肠癌发病新机制

      受国家自然基金委杰出青年科学基金和国家科技部重大科学研究计划的联合资助,中国军事医学科学院放射与辐射医学研究所张令强课题组谢萍、张明华、何珊等研究人员通过对336例病人的结直肠癌样本分析发现,泛素类蛋白通路的修饰酶体系在结直肠癌中也呈现高表达,它们与泛素连接酶Smurfl协同作用,促进了对抑癌蛋白的快速降解,从而解释了Smurfl为何具有促癌功能。此项研究首次在国际上揭示Smurfl是促进结直肠癌发生发展,并且导致病人预后差的一个重要因子。为深人理解类泛素化修饰的生物学意义与作用机理开启了新的思路,有助于临床对结直肠癌预后的判断。

      发现石墨烯与流体界面藕合时产生电压

      南京航空航天大学纳米科学研究所郭万林团队利用石墨烯二维原子晶体的优异性质,在实验中发现,即使在常压下,在石墨烯浸人海水等普通含有离子的液体的过程中穿越气液界面,引起液面处双电层边界沿石墨烯的移动。双电层运动的边界诱发石墨烯中的电荷转移,在液体下方的石墨烯中产生所谓的波动势。产生的电压和液面沿石墨烯表面运动的速度以及石墨烯插人水中的长度成正比,但随着石墨烯层数的增加电压显著降低,这表明单原子层的石墨烯对形成波动势的重要性。该研究突破了两百多年以来对固液界面经典动电理论的传统认识,为将石墨烯二维材料推向日常应用创造了新的空间。

      揭示金属玻璃中原子堆积的普遍规律

      由高压先进科学研究中心(上海)曾桥石博士领导,高压先进科学研究中心(上海)、美国斯坦福大学以及美国卡内基研究院地球物理研究所组成的合作团队,用压力调制物质密度,综合利用同步辐射衍射、成像和超声声速测量技术,首次惊奇地发现金属玻璃在压缩过程中,金属玻璃的密度和微观原子平均间距符合一个2. 5次方反比关系,该“反常识”现象改变了人们对于玻璃结构的传统理解。研究建立起来的微观结构和宏观物理性质之间的精确关系,为金属玻璃原子结构的理论模拟提供了一个重要线索和约束条件,有助于人们最终揭开“黑箱”中金属玻璃原子结构的真相。

      发现地球下地慢新矿物

      上海高压先进科学研究中心张莉研究小组,应用金刚石压砧高压技术结合激光加温,在实验室条件下模拟地球下地慢2000一2900千米深处的高温高压区域,压缩被认为组成了下地慢的矿物质样本,然后利用同步辐射X光,探测样本在95万至101万个大气压的压力和2200至2400开尔文的温度条件下,钙钦矿里的铁逐渐失去,同时有富含铁的新矿物形成,这一新矿物具有六方结构,被称为H相,主要组成矿物可能不是此前认为的含铁的硅酸盐钙钦矿。这一发现改变了对下地慢深部矿物组成的已有认识,确定了新的主要矿物的存在。

      完成木本棉全基因组图谱

      中国农业科学院棉花研究所、华大基因、北大生命科学院等单位的科学家成功绘制出高质量的木本棉基因组图谱,将木本棉基因组和雷蒙德氏棉以及可可树基因组相比较,在与抵抗疾病相关的基因区域中发现,NBS编码基因表达形式在这三个物种间发生了明显的差别。在雷蒙德氏棉幼籽中存在非常高的ACO(氨基环丙烷梭酸氧化酶)转录本水平,并且能够促进形成早期纤维衰老表型;木本棉幼籽中ACO基因转录的失活可能是这类棉属物种具有短纤维表型的原因。

      ACO基因的失活和过量产生都会抑制棉花纤维的生成,这为纤维细胞形成机制提供了重要的数据,有助于培育更高质量棉花品种,为研究棉花纤维质量和抗病虫灾害等重要农艺性状奠定了遗传学基础。

      发现水稻稻曲病致病基因

      中国农业大学植物病理学系孙文献和彭友良团队联合国内外多家科研机构,对稻曲病菌的基因组进行了测序,发现其基因组中减少了多糖类物质分解酶、营养吸收和次生代谢等相关的基因,尤其是缺少果胶分解酶活性。这些特征反映了该病原菌侵染寄主水稻的花丝,从中获取营养的活体侵染寄生方式。通过表达谱与功能分析,预测效应蛋白与毒素合成基因参与稻曲病菌的致病性。另外,研究团队对其他4个稻曲病菌的菌株进行了低覆盖率的测序,对稻曲病菌菌株间的基因组进行比较,发现稻曲病菌之间的遗传变异较小,说明其侵染水稻的进化史较短。对11个真菌物种基因组进行比较,发现稻曲病菌在目前已测序的物种中与一种昆虫病原真菌绿僵菌进化关系最近。

      利用石墨烯对介质折射率测癌细胞

      南开大学物理学院田建国、刘智波研究组,通过南开大学化学学院陈永胜课题组制出厚度为8个纳米的石墨烯材料(这也是目前国际现有报道的最高水平),结合微流体技术和病变细胞的折射率差异,利用全内反射下石墨烯对介质折射率异常敏感的光学现象,实现了超灵敏单细胞实时流动传感。

      这种方法可使癌细胞在形成之初即被以数千分之一的精度测出,可对流动细胞样本进行快速检测。如果未来投人应用,将大大提前癌细胞被发现的时间,为人们预防癌症和早期干预治疗有所助益。

      首次发现脑干胶质瘤特异基因突变

      首都医科大学附属北京天坛医院神经外科张力伟团队临床研究发现,脑干胶质瘤与大脑半球、丘脑等常见部位胶质瘤的生物特性差异明显,术后放疗和化疗均难以控制肿瘤生长,预后甚差,平均生存时间不到2年。与美国杜克大学阎海教授联合研究,在国际上首次发现脑干胶质瘤中特异的PPM1D基因突变。该突变与同时观察到的IDH1基因突变存在于脑干胶质瘤,却未在丘脑胶质瘤中出现,这对两种肿瘤的生物差异性作出了科学解释。该研究成果还使得脑干胶质瘤分型方法有望由影像学分型向基因分型的过渡,并可尝试在分子病理指导下的综合治疗。

      首次破译人体能量转运通道

      清华大学医学院颜宁团队在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUTI的晶体结构,初步揭示其工作机制以及相关疾病的致病机理。研究清楚GLUT1的组成、结构和工作机理,就有可能通过调控它实现葡萄糖转运的人工干预,既可以增加正常细胞内葡萄糖供应达到治疗相关疾病的目的,又可以通过阻断对癌细胞的葡萄糖供应,饿死癌细胞。这不仅揭示了葡萄糖进人人体细胞的精密输送,将人类对生命过程的认识推进了一大步,而且在攻克癌症、糖尿病等重大疾病的探索之路上迈出了极为重要的一步。这项被评价为具有里程碑意义且极富挑战、极具风险的重大科学成就发表在《自然》杂志上。

      攻克单壁碳纳米管结构可控制备关键技术

      北京大学李彦课题组借助一种自主研制的具有独特结构的新型钨基合金催化剂,其纳米粒子熔点非常高,能够在单壁碳纳米管生长的高温环境下保持其晶态结构和形貌;利用该催化剂的这些优异特性,研究出单壁碳纳米管结构可控制备方法。学术成果发表在《自然》杂志上。材料是碳基电子学发展的基础和关键,基于北京大学课题组提出的碳纳米管结构可控生长的科学制备方法,碳基电子学有望在短期获得长足进展。

      用光学分子影像技术可清晰显示肿瘤边界

      中国科学院自动化所田捷团队自主研发出基于生物组织特异性的高阶近似数学模型和快速动态成像算法,并据此建立了较为完整的、系统的光学分子影像手术导航数据融合方法。利用中国药监局认证的p}5}噪著绿在病人体内定位,精确显示肿瘤边界信息。在成像方面可实时提供荧光图像和彩色图像,为乳腺癌患者早期发现病变并进行精确切除提供了一种新的技术手段。该技术的应用,缩短了手术时间,改进了手术的方法,使医生能在手术过程中准确地发现、确认疾病,大幅度减少了人为失误,在光学分子影像技术的临床应用上取得重大突破。

      培育出抗旱转基因小麦

      由中国农业科学院作物科学研究所开展的抗旱节水转基因小麦新品种培育研究,以中国抗旱小麦农家种“小白麦”以及耐盐大豆品种铁丰8号为材料,在全基因组水平上系统分析了小麦、大豆基因组中存在的60多个对抗旱性起重要作用的调控基因DREB的表达特性,获得2个具有重要利用价值的抗旱关键调控基因。实验结果表明,在干旱胁迫条件下与对照相比,转基因小麦新品系水分利用效率提高巧%以上、产量提高10%以上,具有较大的生产应用潜力。研究人员利用转基因技术,将自主克隆的抗旱关键基因转人到中国大面积推广小麦品种中。通过在多地多年多点田间鉴定,获得16个抗旱节水性显著超受体亲本、超区试对照品种的转基因小麦新品系。

      找到体内细胞调控代谢开关

      厦门大学生命科学学院林圣彩教授课题组发现分布在细胞内膜的名为“v一ATPase一Ragulator'’的蛋白质复合体可以“下达”细胞合成代谢或分解代谢“命令”,当细胞内能量水平降低时,这个蛋白质的形状会发生变化从而让能激活AMPK的复合体与其相互作用,使之被激活,激活后的AMPK最终下达分解代谢“命令”;当细胞内能量水平较高时,mTOR将与“v - ATPase - Ragulator”的蛋白质复合体相结合并被激活,开启合成代谢通路。

      自主研发的高能质子回旋加速器建成

      由中核集团中国原子能科学研究院自主研发的100兆电子伏质子回旋加速器首次调试出束,这标志着国家重点科技工程HI一13串列加速器升级工程的关键实验设施正式建成。

      加速器直径6. 16米,是国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器,也是中国目前自主创新、自行研制的能量最高的质子回旋加速器。它的研制成功,表明中国掌握了特大型超精密磁工艺技术、大功率高稳定度高频技术、大抽速低温真空技术等一批质子回旋加速器核心技术,取得了一系列创新性成果。

      发现全硼富勒烯团簇

      山西大学分子科学研究所翟华金、李思殿与清华大学李隽、美国布朗大学L,ai一Sheng Wang及复旦大学刘智攀课题组合作,结合特征实验光电子能谱、全局结构搜索和严格量子化学理论计算,首次在气相中观察到由双链交织而成、具有完美D2d对称性的笼状全硼富勒烯团簇B40,并将其命名为硼球烯,整体分子恰似中国传统的红灯笼。B40的发现是硼球烯实验和理论研究的开端,是一个与碳富勒烯平行、具有广阔应用前景的科学研究新领域。硼球烯和低维硼纳米结构与相应碳富勒烯和低维碳纳米材料在性能上具有很强的互补性,两者结合可能对解决人类面临的能源和环境危机提供新的科学思路和技术。

      证实真节肢动物起源假说

      云南大学教授侯先光、博士丛培允、马晓娅与美英科学家合作的研究团队,通过显微镜观察和SEM一EDX扫描澄江动物化石群中奇虾的一个新物种刺钳里拉虫,发现在刺钳里拉虫的前脑之前还存在一对巨大的神经节,用来控制奇虾特有的大爪肢。这种脑部神经系统结构特征与现生有爪类天鹅绒虫相似,证明了奇虾的大爪肢与有爪动物的触角是同源的。研究成果在《自然》杂志在线发表。该研究首次揭示了澄江动物化石群中的奇虾脑神经结构特征,为研究节肢动物起源及其头部分节的演化提供了神经解剖学证据。该发现支持真节肢动物起源于叶足动物的假说,终结了科学界关于奇虾大爪肢同源性的争论,否定了奇虾是鳌肢动物祖先类群的假说。

      发现红斑狼疮与一种蛋白相关

      北京协和医学院张炬团队分析新诊断且未用药的红斑狼疮患者外周血中的B细胞,发现其中的PTEN蛋白水平下降,而这导致了患者B细胞的高反应性,即PTEN蛋白表达缺陷跟疾病的活动度呈相关性;PTEN蛋白表达可能受到几个微核糖核酸(miRNA)控制,包括miR一21 } miR一22及miR一7,其中miR一7尤其与PTEN蛋白表达缺陷相关。研究可能为治疗系统性红斑狼疮患者提供一个新的潜在靶点,即可能通过对微核糖核酸的调控来改善PTEN蛋白表达缺陷,从而在一定程度上纠正系统性红斑狼疮患者B细胞的高反应性,缓解病情。

      发现可即时修复伤口的新型蛋白

      由第三军医大学大坪医院野战外科研究所心血管内科曾春雨教授、陈垦博士等组成的团队和美国俄亥俄州立大学麻建杰团队联合研究发现,新型蛋白MG53对感染、创伤、缺血等多种急性肺损伤具有保护作用。实验证实MG53在肺组织上具有特定的生理功能,对实验动物的急性肺损伤具有治疗作用。重复使用人工合成的MG53也可改善慢性损伤对肺部结构的改变。该蛋白能像创可贴一样,即时修复各种损伤对细胞膜造成的“伤口”。该研究成果运用于临床,将对改善患者的愈后,提高生存率具有重要的意义。由于MG53可人工合成,这将为预防和治疗肺组织损伤开辟全新的思路和手段。

      找到城市热岛效应的原因

      南京信息工程大学大气环境中心首席科学家李旭辉团队,利用地表温度及植被覆被的卫星遥感数据,结合气候模式分析北美地区的65个城市,首次量化了不同因素对城市热岛效应的影响,打破了此前关于城市热岛效应的不少定论。研究表明,主导因素不是蒸发,而是城市结构和人造建筑改变了大气对流效应,降低了地面向大气的热传输效率。此外,包括建筑物、人行道,以及其他建筑结构要比植被和土壤储存更多的热量,人类工业活动产生的热量,以及城市地表反照率的变化等也是引起城市热岛的主要原因。热岛效应的严重程度与城市当地的湿润气候条件密切相关。研究成果发表在《自然》上。

      首个绘制人类早期胚胎DNA甲基化全景观图谱 北京大学第三医院生殖医学中心乔杰研究组与北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心汤富酬研究组合作,绘就世界首个人类早期胚胎DNA甲基化全景观图谱。研究发现:受精前,精子和卵母细胞中的DNA甲基化程度均很高,前者显著高于后者;受精后,到植入前的囊胚阶段,胚胎DNA甲基化水平降到最低,去甲基化速度方面精子的父源DNA快于卵细胞的母源DNA;相同发育阶段的不同受精卵基因组DNA的甲基化程度有显著差异;在人类早期胚胎DNA甲基化组的大规模去甲基化过程中,转座子重复序列上的DNA去甲基化程度更彻底;首次发现人类卵母细胞中非CpG位点上存在大量的DNA甲基化,甲基化程度跟相应基因的表达成正相关关系。研究成果在线发表于《自然》。该研究对认识人类早期胚胎发育过程中表观遗传调控机制、辅助生殖技术安全评估与改善以及临床疑难病例的诊治均具有重要意义。

      发现世界最长尾羽恐龙化石

      渤海大学韩刚博士、中国地质科学院姬书安博士、美国洛杉矶自然历史博物馆路易斯基亚佩博士等科学家在辽宁省建昌县发现迄今世界最长尾羽的恐龙化石“杨氏长羽盗龙”。论文发表在《自然通讯》上,进一步确定了科研成果的权威性,从一个侧面佐证部分驰龙类具有与鸟类一样的飞行能力。在所有目前已知有羽毛恐龙中,“杨氏长羽盗龙”长尾羽、轻体重,是所有具有两对翅膀的近鸟类中体形最大的恐龙。他们推论“杨氏长羽盗龙”这种相对较大的恐龙也具有从地面起飞的能力。

      发现焦虑症体内的分子开关

      南京医科大学朱东亚教授和罗春霞博士研究发现,通过提高小鼠海马中的神经元型一氧化氮合酶(nNOS)一装基末端蛋白(CAPON)互相作用,可导致一些焦虑症行为,将CAPON与nNOS分离开则可生成抗焦虑效应。研究结果表明,nNOS一CAPON结合通过调控体内信号,帮助调节了焦虑相关的一些行为,焦虑症体内的分子“开关”nNOS和CA-PON结合,可作为开发新型抗焦虑药的一个靶点。研究结果发表在《自然医学》杂志上。

      生物3D打印技术获突破

      杭州电子科技大学徐铭恩团队研发成功生物3D打印机,打印出人类肝脏单元、脂肪组织等。通过3D打印机打印出的细胞存活率高达百分之九十,能够存活长达四个月之久。

      制造人工组织器官的核心技术是细胞3D打印技术,细胞3D打印是在组织器官解剖学数字模型驱动下,定位装配活细胞单元,制造组织或器官前体的新技术。每人的身体构造和病理状况存在差异,3D打印在个性化定制人工假体、组织工程支架、组织器官的制造等方面有独特优势。细胞3D打印已经在生命科学基础研究、临床医学和药物开发领域显示巨大的应用价值。

      发现能精确杀灭癌细胞的新溶瘤病毒

      中山大学中山医学院颜光美团队从中国海南岛采集到的蚊子身上分离出一种M1天然病毒,使用细胞培养方法发现,M1病毒能选择性地感染并杀死包括肝癌、结直肠癌、膀胧癌、黑色素瘤在内的多种癌细胞,而对正常细胞无毒副作用。

      课题组还使用大量临床标本进一步证实上述新型溶瘤病毒的有效性和特异性。研究工作还证明了M1病毒作用的分子遗传学机理,找到了特异的负性生物标志物。这种新型溶瘤病毒有望成为下一代抗癌利器。这项研究由颜光美团队独立完成并具完全的自主知识产权。该发现为精准的临床用药和实施个体化疗法提供了可靠的科学依据,也会极大地增加未来临床试验取得成功的机会。

      电催化析氢材料设计取得突破性进展

      贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室邓明森和中国科学技术大学熊宇杰、江俊课题组通过理论模拟方法研究金属铂和把的界面,发现金属铂表面产生极化作用,从而在其表面聚集负电荷,有利于促进析氢反应的发生,该极化作用随着铂层厚度增加而减弱。基于该发现,研究人员设计了一类铂一把一石墨烯叠层复合结构,并发展了铂层厚度精准控制的合成方法,制造出一系列铂层可调的复合结构。该研究有助于加深人们对复合结构材料中电荷极化行为和机制的认识,该突破性进展使得业界将能够在降低金属铂用量的同时极大提高电催化析氢活性,为开发低成本、高性能电催化材料铺平了道路。

      构建完整的番茄遗传变异组图谱

      中国农科院蔬菜花卉所研究员、深圳农业基因组所副所长黄三文研究团队,通过对世界各地的360份番茄种质进行重测序分析,构建了完整的番茄遗传变异组图谱,揭示番茄果实从醋栗番茄到樱桃番茄再到大果栽培番茄的两次进化过程,在此过程中分别有5个和13个果实重量基因受到了人类的定向选择。研究团队发现第5号染色体是决定鲜食番茄和加工番茄(主要用于生产番茄酱)差异的主要基因组区域,发现决定粉果果皮颜色的关键变异位点,此位点的变异使得成熟的粉果番茄果皮中不能积累类黄酮,为培育更美味的番茄提供了新工具。此次研究成果揭示了番茄的进化历史,并为番茄的基因挖掘和分子育种奠定了基础。

      首次证实青光眼与基因变异显著关联

      复旦大学附属眼耳鼻喉科医院孙兴怀领衔的青光眼遗传学研究小组,与四川省人民医院、香港中文大学、新加坡国立眼科中心等单位合作,4个阶段的研究最终筛选出7个遗传标记位点变异与原发性开角型青光眼发生有密切关联,上述7个变异遗传标记中有4个位点就在ABCA1基因附近,并首次证实该基因变异与原发性开角型青光眼的最重要、最常见的危险因素—高眼压的表型紧密相关。该研究是目前同种疾病、同类研究中样本数量最大的亚洲人群研究,填补了国际上该领域的空白,对原发性开角型青光眼的早期诊断和药物治疗新靶点等有重要意义,该成果为原发性开角型青光眼治疗提供了新思路。

      发现纳米尺度常温金属的柔软性质

      东南大学孙立涛研究团队发展了一种原位电子显微学技术,在国际上首次观察到10纳米以下固态金属银颗粒在室温下的类液态;更为奇特的是,外力撤除后可恢复原形。这种奇特的纳米颗粒塑性形变,超越了传统的金属物理中位错等缺陷导致的塑性形变理论,在整个变形过程中颗粒内部始终保持着完好的晶态结构。这暗示,随着金属颗粒尺寸减小,经典的Hall一Petch规律中“越小越强”不再适用,会逐渐过渡到“越小越弱”。这项工作对维持下一代纳米电子器件中的互连线和电极的稳定性,以及实现超小尺寸的纳米加工工艺,有着重要的指导意义。

      发现金银花煎剂可对抗甲流病毒

      南京大学生命科学学院院长张辰宇团队发现微小核糖核酸(MIR2911)能在金银花煎剂中选择性地富集,且小鼠饮用金银花煎剂后,可降低包括HSN1在内的多种流感病毒的致死率,并预防其感染甲型流感病毒,揭示MIR2911直接靶向H1N1, HSNI和H7N9等甲型流感病毒;人工合成的MIR2911与金银花煎剂中的内源性MIR2911都能有效保护动物免受Hl N1感染,且这种保护作用依赖于MIR2911在靶向流感病毒复制必需的PB2或NSl基因上的结合位点。

      MIR29I1还能有效抑制流感病毒HSN1和H7N9的复制,预示其具广谱抗甲流效果。该成果发表在国际顶尖学术杂志《细胞研究》上。

      研发靶点中和抗体疫苗有新方向

      清华大学医学院祁海课题组发现免疫反应中高亲和力的B细胞通过表达更多诱发性共刺激分子(ICOSL )和T细胞接触更紧密,揭示了人体免疫细胞逐步增高抗体亲和力的新机制,阐明了重要免疫疾病相关分子ICOSL在此过程中的决定性作用,为改善抗病毒抗体疫苗,特别是研发更有针对性的“靶点”中和抗体疫苗开辟了潜在新方向。此项研究使过去几乎不可能人为操控的抗体亲和力特性成为一种潜在可调节的疫苗属性。

      通过干细胞移植缓解帕金森病症

      北京大学分子医学研究所周专和美国加州大学张康、第二军医大学李文林等人合作,使用100多只患帕金森病的大鼠,其中一半移植人源神经干细胞,另一半对照组注射生理盐水,首次联合使用基于微透析的高效液相色谱技术和电化学微碳纤维电极技术等两种在体检测技术,以原位鉴定和记录多巴胺分泌信号,4个月后成功缓解了患病大鼠的症状,首次证明移植人源多巴胺能细胞直接分泌多巴胺。研究成果发表在美国《国家科学院学报》上。该技术能否应用于人,还需进一步论证。

      探月工程三期再入返回飞行试验器发射成功

      北京时间2014年10月24日02时00分,由中国航天科技集团公司空间技术研究院自行研制的探月工程三期再人返回飞行试验器,在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭发射升空,准确进人近地点高度为209公里、远地点高度为41. 3万公里的地月转移轨道。中国探月工程首次再人返回飞行试验首战告捷。试验任务由飞行试验器、运载火箭、发射场、测控与回收四大系统组成。飞行试验器由服务舱和返回器两部分组成,服务舱以嫦娥二号卫星平台为基础研制,具备留轨开展科研试验功能;返回器为新研产品,具备返回着陆功能。飞行试验器计划飞行过程约8天,在经历地月转移、月球近旁转向、月地转移、再人返回、着陆回收等五个阶段后,返回中国内蒙古中部地区。

      找到控制肿瘤恶化的开关

      在国家自然科学基金国际合作重点项目的资助下,第二军医大学郭亚军教授与英国牛津癌症研究院主任卢欣团队合作,发现重要的抑癌基因ASPP2通过结合蛋白酶激活受体PAR3激活人体抑癌基因P53,发挥了上皮细胞间充质转化(EMT)和间充质上皮转化(MET)分子转换开关的作用,在肾小管发育和形成的MET过程中发挥重要作用;在肝癌、乳腺癌及结肠癌中下调ASPP2均能够诱导癌细胞发生EMT,并且增加肿瘤细胞的转移能力;相反,增加ASPP2的表达能够抑制肿瘤细胞的转移能力。ASPP2可作为一个分子开关,控制EMT及MET。这种细胞类型的转化,在多种生物现象中都发挥了重要的作用,包括伤口的愈合、胚胎的发育以及肿瘤转移。

      低轨移动通信卫星研制取得突破

      由清华大学信威通信空天信息网络技术联合研究中心研制的灵巧通信试验卫星完成全部在轨测试,工程任务取得成功,中国首颗低轨移动通信卫星取得突破。灵巧通信试验卫星于2014年9月4日在酒泉卫星发射中心成功搭载发射,通信覆盖区直径约2400公里,实现了覆盖区内卫星手持终端语音业务、数据业务和移动互联网业务,主要指标达到国际领先水平。灵巧通信试验卫星工程的实施,促进了中国自主可控、低成本小卫星技术的持续发展,为后续开展小卫星通信新技术和新方法试验提供了创新平台,有助于加速推进中国星座通信网络建设,并在此基础上提供不受地点和时间限制、低成本、百姓用得起的全球通信和移动互联网服务。

      临床应用新的异种胰岛移植免疫抑制方案成功

      中南大学湘雅医学院细胞移植与基因治疗研究所所长王维团队与澳大利亚悉尼大学国家胰岛移植研究中心合作,在猪胰岛移植中巧妙设计了以诱导移植受体对移植物免疫耐受为主,辅以减量的抗免疫排斥药物的新免疫抑制方案,在移植术后就可大大降低供体与受体间的排斥反应。试验表明,采用该法,可大大减少病人免疫抑制剂用量,甚至远远低于同种移植免疫抑制剂用量。这使中国成为全球首个将生物安全医用供体猪和最先进“诱导移植受体免疫耐受”的免疫抑制方案应用临床异种胰岛移植的国家。

      过渡金属高氧化价态研究新进展

      复旦大学化学系周鸣飞研究组联合德国柏林自由大学、清华大学以及加拿大麦克马斯特大学等单位的科学家,采用脉冲激光溅射一超声分子束载带技术在气相条件下制备了四氧化铱离子,采用课题组最近建立的串级飞行时间质谱—红外光解离光谱技术,成功获得了气相四氧化铱离子的红外振动光谱,首次证实了气相四氧化铱离子具有正四面体结构,其中的铱处于ix价态,从而在实验上确定了IX价态化合物的存在。这是在高氧化价态研究方面取得的重要进展。该成果对氧化价态的拓展以及对高价态化合物成键特性的理解具有重要的科学意义,为进一步宏观合成该类高氧化价态化合物及其在化学反应体系中的应用提供了基础理论。

      建成世界顶级脉冲强磁场实验装置

      中国“十一五”期间部署建设的国家重大科技基础设施项目—脉冲强磁场实验装置,在华中科技大学通过国家验收,验收委员会认为,脉冲强磁场实验装置以其优异的性能,成为国际上最好的脉冲强磁场装置之一,正式宣告中国拥有了国际顶级水平的脉冲磁场实验装置。脉冲强磁场技术是产生强磁场的重要技术,建设脉冲强磁场实验装置可为凝聚态物理、材料、磁学、化学、生命与医学等领域科学研究提供理想的研究平台。

      首证RNA编辑对蚂蚁等级分化具关键作用

      华南理工大学一深圳华大基因研究院和丹麦哥本哈根大学等单位合作,利用链特异性RNA一seq以及DNA重测序技术,结合自主研发流程全面、准确检测了切叶蚁不同等级的处蚁后和大、小工蚁,平均获得了1100()个编辑位点,发现在切叶蚁中能发生RNA编辑的基因主要与神经信号传导、节律调节等功能相关,这暗示着RNA编辑作为一种转录后修饰,精细地调控着切叶蚁脑部的基因表达,从而实现等级间的行为差异。和其他蚂蚁的比较分析表明,切叶蚁8%23%的编辑位点在蚂蚁中保守存在,这些编辑位点可能和蚂蚁社会性的进化相关联;不同样品的全基因组RNA编辑模式和等级状态明显相关,首次证明了RNA编辑对于蚂蚁行为的等级分化具有关键的调控作用。

      率先完成首个枣全基因组测序

      河北农业大学刘孟军团队与深圳华大基因科技服务有限公司合作,在世界上率先成功开展了对中国著名枣品种“冬枣”的全基因组从头测序,组装出高质量的枣基因组序列,达到枣估测基因组大小的98. 6%,并且将其79. 55%的碱基锚定到了枣的12条假染色体上;深人揭示了枣树优异性状形成的分子机制;特别是发现与枣树独特生物学性状密切相关的高度保守区域在第一号染色体上,使枣树成为世界鼠李科植物和中国干果树种中第一个完成基因组测序的物种。研究发现,枣的基因组在历史进化中经历了复杂的染色体断裂、融合及片段重组过程,但却没有发生最近一次的全基因组复制事件;首次发现枣果半乳糖方法合成维生素C的途径得到大幅度加强,另一方面维生素C再生途径中的关键基因家族出现极显著扩张。对加速枣树功能基因组学研究、促进枣树的遗传改良和分子育种工作将产生深远影响。

      揭示骆驼沙漠适应性机制

      内蒙古农业大学、深圳华大基因研究院以及沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技城国家生物技术中心等单位的科研人员分别对一头双峰驼、一头单峰驼和一头羊驼提取血液DNA,进行了全基因组从头测序,并结合双峰驼的转录组数据,分析群体历史规模显示这三个物种的群体规模与地质年代变化密切相关,发现与热应激、呼吸、钠、钾离子转运等相关的基因快速进化,其中一些与呼吸相关的基因在骆驼上受到正选择;骆驼肾脏细胞中存在高有机渗透物,这些高含量的有机渗透物恰好能维持细胞中的高渗透压,保持细胞中的水分含量;而对高渗透压带来的不利影响,骆驼通过体内与大量抗氧化相关的基因来消除。该研究首次从基因层面剖析了骆驼科的沙漠适应性机制,为研究骆驼的沙漠适应性奠定重要的基石。

      成功研发柔性双面印制电路板的绿色制造新工艺

      复旦大学材料科学系杨振国团队成功研发出了可直接制造双面甚至多层柔性印制电路板的“印刷一吸附一催化加成法”新工艺,解决了多层柔性电路板通孔互连的核心问题,用更环保的低成本方法实现了双面电路板的柔性印制。新工艺具有无浪费、低污染,线路电性能好、粘附力强,能直接制造双面柔性电路板等优点。由于该工艺流程简化,使电路板的制造成本至少降低了30%,使其更适应产业化发展的需求。此次成功研发柔性双面印制电路板绿色制造新工艺,实现产业化后将打破该领域高端技术和柔性电子产品大多被外国公司垄断的局面。柔性印制电路板将在远距离识别、物流管理、商品防伪、公共空间内的贵重物品管理、图书借阅和产品租赁等方面大有作为。

      纤毛病或与一种肿瘤抑制蛋白有关

      南开大学药物化学生物学国家重点实验室周军教授领衔的“细胞骨架与疾病”课题组发现了纤毛发生结构异常的新机制:在细胞纤毛形成过程中一种名为CYLD的肿瘤抑制蛋白发挥了关键作用,在敲除合成CYLD的基因片段后,实验小鼠出现了多趾、皮肤和肾脏原纤毛、气管动纤毛以及精子鞭毛缺陷等经典“纤毛病”病症,纤毛长度、数目均明显减少;CYLD不仅有助于纤毛的基体定位于细胞膜,而且对于基体和轴丝的组织十分重要。课题组绘制出了CYLD蛋白调控纤毛发生的完整路径。研发药物调控纤毛发生,最终用于治疗不育、呼吸系统疾病等各类纤毛病,具有纤毛缺陷的肿瘤患者也可因此获益。

      成功构建昆虫演化时间表

      由中国深圳国家基因库周欣等人于2010年发起,来自10个国家近20家单位超过100名科学家参与,依托新一代基因测序技术,精心挑选了144个能够代表昆虫各个类群的物种进行转录组研究,成功构建迄今最可靠的昆虫系统演化树,即昆虫各类群之间及昆虫与外群之间的演化关系,还提供了在演化过程中的一系列重要分歧时间点的估计,这是迄今最有信服力的昆虫演化时间表。结果显示,昆虫与陆生植物几乎同时起源于约4. 8亿年前,两者共同塑造了最早的陆生生态系统;昆虫的飞行能力起源于约4亿年前,远远早于其他动物,陆生植物也在这一时间开始大范围繁衍成森林;当今的嶂螂与白蚁品种可能在2. 52亿年前的二叠纪大灭绝后演化出来。

      揭示白血病发生的关键蛋白工作机制

      复旦大学生物医学研究院徐彦辉课题组运用一种可把纳米级生物大分子清晰成像的X射线晶体学研究方法,首次发现人体内一种名叫“DNMT3A',的蛋白酶在抑制状态和激活状态下的三维晶体结构,并成功揭示了“DNMT3A”蛋白酶在人体基因DNA上精确建立甲基化修饰的机制。该研究首次从分子水平上揭示了“DNMT3A”活性调控机制,丰富了对DNA甲基化建立机制的认识,为今后设计“DNMT3A”蛋白酶活性调控药物用于治疗白血病等打下了坚实的基础。

      成功提高暗物质探测实验的灵敏度

      由清华大学联合四川大学、南开大学、中国原子能科学研究院、雅碧江流域水电开发有限公司等单位共同组成的中国暗物质实验(CDEX)合作组,创新设计了世界上首个公斤量级点电极极低能量阂高纯锗探测器系统,大大提高了暗物质探测实验的灵敏度,确定性地排除了美国CoGeNT实验组过去多年宣称的已经发现暗物质存在的区域,并排除了意大利DAMA/LIBRA和美国CDMS一II暗物质实验的大部分区域,这是一个国际前沿水平的实验结果。暗物质研究是当前粒子物理学、天体物理学研究领域中最前沿、最基础、最重要的研究课题之一。

      新技术修复植物可吸收土壤重金属

      合肥工业大学生物与食品工程学院曹树青课题组首次揭示了植物响应重金属锡胁迫信号转导的分子调控机制,为土壤重金属污染植物修复基因工程提供了新的技术途径和基因资源。植物修复基因工程因其环境友好、安全可靠等优点,是目前解决土壤重金属污染的重要途径之一。通过植物修复基因工程技术,即使土壤受到重金属污染,植物也可以茂盛生长,同时也将土壤内的重金属吸收后储存至液泡中。这样通过种植这种用遗传工程手段获得的具有重金属高积累和高耐受的植物即可吸收土壤重金属,然后对植株进行处理,即可降低土壤中重金属含量。

      揭示骨生成新机制并形成三元调控理论

      中南大学湘雅二医院谢辉博士、教授廖二元与美国霍普金斯医学院教授曹旭研究团队联合攻关,发现在偶联血管生成和骨形成过程中,破骨前体细胞分泌的血小板衍生生长因子(PDGF一BB)发挥了重要作用,最终形成了血管生成、成骨细胞、破骨细胞的三元调控理论。该研究成果实现了骨代谢调控理论的重大突破,在全球首次揭示了骨生成的新机制,为骨质疏松、硬化、增生及骨肿瘤等骨骼疾病治疗开辟了一条全新路径,具有重要的临床意义。PDGF一BB因子功能的发现,不仅将有力推动该领域的理论研究,还为骨质疏松等治疗开辟了新的药物治疗方案。这可使现行的抑制破骨细胞发展和促进成骨细胞生成的两类药物增加为三类。

      发现南极大陆地壳最厚处

      中国地质科学院地质力学研究所安美建研究团队,利用中国中山站至南极地形最高的昆仑站之间的系列天然地震观测台,深人分析其中7个天然地震台的地震s波接收函数,据此反演获得了这些地震台下的地壳厚度分布。研究发现,中山站至昆仑站之间,随着纬度的升高,地壳厚度逐渐增加;在距离昆仑站约450公里的飞鹰营地的地震台下,地壳厚5800米;随后在距离昆仑站约200公里的一个地震台下,减薄至4700米;中国昆仑站所在的冰弯A地区最后快速增厚,是南极大陆地壳最厚的地方,最厚达6200米,甚至是各克拉通地区地壳最厚的地区;从中山站至昆仑站之间的地壳厚度变化,与冰下地貌变化存在明显的相关性。

      发现多基因表达谱更好预测I型糖尿病

      南京工业大学佘金雄教授发现的多基因表达谱,不仅能更准确地检测出糖尿病高危人群,还能根据基因表达谱的变化来判断预防和治疗的效果。该方法为国际首创,填补了国际上糖尿病生物标记物研究领域基因组方面的空白。该研究首次探索了外周血单核细胞的基因表达水平作为糖尿病早期生物标记物的可行性,采用回顾性随访跟踪研究设计、全基因组筛查、多基因验证和联合的新模式,开拓和发展了生物标记研究领域的方法学。该研究还具有突出的临床实践学意义,发现了多基因联合模型可以作为标记物对I型糖尿病风险进行早期评估,提高了预测准确度,增强疾病预防的效益风险比。

      完成柞蚕全基因组测序

      由辽宁省蚕业科学研究所牵头,辽宁省农科院大连生物技术研究所、吉林省蚕业科学研究院、沈阳农业大学生物科学技术学院、河南省蚕业科学研究院、黑龙江省蚕业研究所组成的柞蚕基因组研究联合攻关项目组(简称柞蚕项目组)与深圳华大基因科技服务有限公司选取历经近百代的自交提纯与互交复壮的“胶兰”作为试验对象,完成了柞蚕全基因组重头测序工作。注释发现,该物种的重复序列含量较高,尤其是TE中的LINE和DNA含量,远高于一般动物,这可能是导致该物种基因组增大的原因。这是中国蚕业科学家继完成家蚕基因组框架图及精细图、桑树基因组测序后,又一蚕业基因组突破性研究成果,将为改良柞蚕茧丝等性状,创造实用新品种奠定分子生物学基础,在世界野蚕研究领域具有里程碑式的意义。

      证实左右脑分工可追溯到两栖动物

      中国科学院成都生物研究所方光战博士率领的行为及其神经机理学科研究团队通过蛙类开展两栖动物偏侧性及其神经机制的研究,选择了40多只峨眉仙琴蛙,在相同的环境内,从动物正后方施以求救、求偶等“负性情绪声音”和“正性情绪声音”刺激,实验结果证实,对于蛙等两栖动物而言,负性情绪声音由右脑负责接收并处理,正性情绪声音由左脑负责接收并处理。蛙脑资源的分工和优化配置,非常明显。课题组还利用脑电研究了蛙类“右耳优势”的神经机制,发现其为大脑结构非对称性和注意调节共同作用的结果。

证实了已诞生3亿年的两栖动物也存在明显左右脑分工,危险信号由右脑处理,日常信号由左脑处理。该研究在动物仿生学领域有广阔的发散空间,如雷达、声呐等探测设备的设计,电子设备、大型计算机的并行处理等。

      发现烟草颗粒物致癌新机制

      解放军军事医学科学院卫生学环境医学研究所袭著革课题组通过10多年研究,发现雌激素会促进烟草颗粒物致癌,还发现纳米材料氧化铝可显著促进耐药基因在细菌之间的转移,证实经呼吸摄人的纳米粒子能够进人血液并输送到主要脏器,在此基础上构建了健康风险预测和预警技术。该成果不仅提示女性吸烟和被动吸烟更容易导致肺癌,而且为此类患者的预防和治疗提供了新策略。该研究形成的系列成果,已为国家和军队环境标准制定、空气质量防控、纳米材料安全性评估、烟草国际履约行动等提供科学依据和关键技术支撑。

      列出受PMT,影响的人体基因的清单

      南京医科大学张正东课题组在人类全部基因中进行比对筛查,通过对人支气管上皮细胞在三组不同浓度的PMZ. s培养液中培养,再分别将它们的基因提取出来,检测发现:受PM2. s影响,基因发生了不同程度的变化,某些基因的表达增高,有些则表达降低,最终列出了一份受到PM2. s影响的人体基因的“清单”。该成果发表于国际毒理学领域著名杂志《毒理学快报》上,这是国内首次从全基因组水平上揭示PMZ. s对细胞毒性作用的潜在分子机制。

      发现实体肿瘤治疗新途径

      由大连医科大学刘强教授领衔,中山大学、英国伦敦帝国理工学院、美国安德森癌症中心等机构合作,以鼻咽癌为模型,通过比较鼻咽癌患者的低分化癌组织和高分化正常组织之间的基因表达差异,发现鼻咽癌低分化与某一基因的沉默密切相关,并找到阻碍该基因表达的机制,通过分化诱导剂抑制对该基因的调控可引起鼻咽癌细胞分化,从而抑制肿瘤细胞生长。该研究成果表明,既往成功用于治疗血液肿瘤的策略,也有望成为实体肿瘤治疗的新途径。

      开发可显示电量的智能超级电容器

      中国科学院苏州纳米所赵志刚课题组开发出一种智能超级电容器电极,以氧化钨纳米线和聚苯胺为电极活性材料,通过图案化制备加工而成,氧化钨组成图案,聚苯胺组成背景,可通过图案和背景颜色的交互变化来展示电容器能量存储状态变化。该电极电容性能优异,随着能量储存和释放过程的进行,可通过图案和背景颜色的交互变化来展示其能量存储状态。当一种组分着色时,另一种组分即为透明色。超级电容器因其高功率密度、长循环寿命等特点而被认为是最有应用前景的新型储能装置,在交通、电力、通信、国防、消费性电子产品等众多领域有着巨大的应用价值和市场潜力。

      研制基于龙芯的最小体积计算机

      在863计划和“核高基”的专项支持下,曙光公司成功研制出基于国产龙芯处理器的最小体积全自主知识产权计算机—曙光龙腾LZOOo L200采用中国独立自主研制的龙芯3A四核/3B六核处理器,支持中标麒麟、中科方德等国产桌面操作系统,从基础架构到操作系统软件都具有完全自主知识产权,能够和国内办公软件、数据库软件、中间件软件实现兼容,能显著提高桌面计算机的可用性和易用性,最大限度地降低IT运营和管理维护成本,满足日常办公需求。曙光L200的身高只有30厘米,正面宽度为9厘米,长为32. 6厘米,重3. 5公斤。

      首次破解中介体模块化结构

      中国科学技术大学生命科学学院蔡刚教授研究组将完整中介体肢解成各个模块和模块的组合,通过细致比较中介体及其各个功能模块组合的精细三维结构,首次清晰划分了各个模块,重新定义了中介体的模块化的组织架构,首次破解了“转录中央控制器”中介体的模块化结构,颠覆了影响转录研究领域长达十余年的错误认识。该成果对揭示基因表达及其调控的分子机制,理解细胞增殖、发育及分化的机理具有重大意义。该工作极大推进了对于中介体模块化结构的认识,为阐明中介体调控转录的分子机制打下了坚实的基础。

      发现新型SARS样冠状病毒

      军事医学科学院军事兽医研究所涂长春课题组,与云南省地方病防治所、成都军区疾病预防控制中心合作,通过高通量测序技术结合病毒分离鉴定方法,在云南蝙蝠体内检测出了新型SARS样冠状病毒,全基因组序列测定与抗原性分析表明该病毒具备感染人的能力,为理清SARS来源提供了重要数据。课题组还首次从云南蝙蝠体内发现了新型肝炎病毒,并将其命名为蝙蝠肝炎病毒,进而阐明了该新病毒的遗传多样性;在国际上首次分离了2种新的蝙蝠轮状病毒,并测定其全基因组序列,通过生物信息分析发现该地区的蝙蝠轮状病毒可能是造成个别东南亚国家儿童腹泻病原体的祖先。

      发现志留纪最大脊椎动物

      中国科学院古脊椎动物与古人类研究所朱敏团队在中国云南省曲靖市麒麟区潇湘动物群中发现了钝齿宏领鱼的两块下领骨和一块上领骨标本,钝齿宏领鱼的下领长十多厘米,按其他完整保存的早期硬骨鱼身体比例计算,其体长应超过1米,最大的可能达到了1. 2米左右,远远超过了之前发现的所有志留纪脊椎动物,这就否定了早泥盆世埃姆斯期以前不存在大型脊椎动物的论断,为脊椎动物的早期演化及古环境演化的热点议题提供了关键性证据,促使研究者重新思考氧气含量变化与脊椎动物演化之间的关系。

      证明石墨烯有序晶界存在范霍夫奇异性

      中国科学技术大学单分子科学研究团队利用扫描隧道显微术和谱学技术,在实验上表征了多种具有原子尺度分辨的石墨烯有序晶界结构,首次证明了石墨烯中有序晶界存在范霍夫奇异性引起的电子态。通过比较石墨烯中有序晶界和无序晶界的电子学行为,分析有序晶界中范霍夫奇异性引起的电子态与无序晶界中的局域化电子态的差异,并结合理论计算,表明范霍夫奇异性引起的电子态可以有效地提高石墨烯的载流子浓度。

      发现有重大生物学意义的全新病毒

      中国疾控中心传染病所张永振团队从蝉中发现一种从未被报道过的分节段RNA病毒,像其他分节段病毒一样,具有基因重排现象,该病毒在分类上可能代表着一个新病毒科。

      该病毒的基因组含四个基因节段,其中两条与不分节段的黄病毒科病毒同源;另外两个节段不同于其他已知的病毒,来源不明。该病毒是世界上第一个被发现能把分节段和不分节段病毒之间的进化关系有机地联系起来的病毒,成为研究分节段与完整单链病毒进化机制研究的活化石,有助于揭开病毒基因组节段化的神秘面纱。

      实现量子态可恢复的新型量子测量

      中国科大郭光灿院士领导的中国科学院量子信息重点实验室李传锋研究组与中国科学院半导体所及瑞典科学家合作,利用单光子的偏振作为待测的比特系统,搭建了两个高性能的量子干涉仪,分别实现量子态的测量和恢复过程。该实验装置可实现不同强度的量子测量,且对于任意量子测量可以进行最优恢复操作。实验结果证实,对于量子信息中广泛使用的比特系统,量子测量提取的信息和量子态恢复概率之间存在一个等式关系,提取的信息越多,相应量子态恢复概率越小。实验从信息提取的角度推进了对海森堡不确定原理的理解。

      发现水稻衰老调控分子机制

      中国科学院遗传发育所植物基因组学国家重点实验室储成才研究组梁成真博士通过对一早衰突变体的研究,发现了脱落酸(ABA)介导植物衰老信号通路的重要成分OsNAP。

      OsNAP受到ABA的特异性诱导,通过直接调控叶绿素降解、营养再转运及其他衰老相关基因的表达调控叶片的衰老进程。

      首次阐明了水稻叶片衰老的分子调控机制。该发现可显著延缓水稻叶片衰老,延长灌浆时间,从而提高水稻的结实率和千粒重,最终使水稻产量得到显著提高。不仅在理论上加深了对ABA在介导植物衰老机制上的理解,也为水稻、特别是杂交稻乃至其他作物生产上存在的后期早衰问题的解决提供了可能途径。

      揭示乳酸链球菌中相关自切割机制

      南开大学生命科学学院分子微生物学及微生物工程实验室乔明强教授与杨文博士课题组合作研究发现,乳酸链球菌素Nisin由一类特定乳酸乳球菌产生,经“翻译”后修饰形成具有抑菌作用的五环肤,能抑制多数革兰氏阳性菌,尤其对产生芽抱的革兰氏阳性菌,如枯草芽抱杆菌、嗜热脂肪芽抱杆菌等有很强的抑制作用。Nisin能提高细菌对热的敏感性,因此可降低食品加工过程中的杀菌温度,有利于保持食品的营养价值和颜色。Nisin可被人体内的酶消化降解,对人体无害。这项研究,乳酸链球菌中与Nisin相关的某种机制有助于增强天然生物防腐剂性能,提高产量,降低生产成本。

      为解析细菌多重耐药机制提供理论依据

      中国农业科学院哈尔滨兽医研究所动物细菌病研究团队研究猪源大肠杆菌携带多重耐药基因分子机制,利用遗传学和分子生物学技术,发现在革兰氏阴性菌猪源大肠杆菌中携带。fr基因的质粒。捕获该质粒的细菌可以抵抗人类临床上常用的8至9种杭菌药。cfr基因是质粒携带的多重耐药基因之一,研究cfr基因在人源与动物源病原菌中的传播与扩散,对于保障人类健康、延缓现有抗菌药的使用寿命都有重要的公共卫生意义。该研究结果不仅为解析细菌多重耐药机制提供了理论依据,也为消除细菌耐药性提供了解决方案。

      发现与肝硬化相关肠道菌群遗传特征

      浙江大学医学院附属第一医院传染病诊治国家重点实验室、感染性疾病诊治协同创新中心主任李兰娟院士及其科研团队,通过收集181个来自中国人肠道菌群的样本,其中包括98个中国肝硬化患者及83个健康中国志愿者的粪便样本,用宏基因组学的研究方法,开展了肝硬化肠道菌群的深度测序及关联分析研究,从中获得269万个非冗余的人体肠道微生物菌群的基因集,建立了世界上首个肝病肠道菌群基因集,其中36. 1%的基因为首次发现。找到了汉族人和肝硬化相关的肠道菌群的遗传特征,为检测晚期肝疾病提供了方法。研究成果在《自然》在线发表。

      实现太阳光分解水制氢气和氧气

      中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室的李灿院士、陈钧研究员等人提出了复合人工光合体系的理念,利用光合酶PSII和人工光催化剂的优势,构建了植物PSII酶和半导体光催化剂的自组装成杂化光合体系,在可见光照射下实现了分解水生产氢气和氧气,实现了高效产氢、氢转移及二氧化碳加氢等还原反应,为发展全分解水体系奠定了基础。相关研究成果发表在《自然通讯》上。该研究为进一步构建和发展自然一人工杂化的太阳能高效光合体系提供了思路。

      阐明能保护脑中风神经细胞的一种小分子作用

      中山大学中山医学院颜光美团队用细胞培养方法和多种整体动物模型都证明,胆固醇代谢的内源性小分子胆幽烷三醇,是一种天然的神经细胞保护物质;对构成大脑的多种神经细胞具有显著的保护作用,显著减轻动物中风后的肢体残废程度,这些结果表明胆固醇代谢小分子可能组成一个内源性神经元保护系统;阐明了“胆街烷三醇”的小分子的作用原理,证明了它对脑中风神经细胞损伤起到显著的保护作用,相关研究发表于美国《神经科学》杂志。

      成功克隆抗水稻条纹叶枯病基因

      南京农业大学万建民团队成功克隆了第一个水稻抗条纹叶枯病基因STV11,并阐述了该基因的功能。相关论文在国际刊物《自然通讯》在线发表。水稻条纹叶枯病是由灰飞虱为媒介传播的病毒病,俗称水稻癌症,一旦染上将颗粒无收。该成果将为通过分子手段培育抗病虫水稻品种提供有用的基因资源,将可以实现精确选育抗病品种,并且育种效率更高,更可靠,进度更快。同时也为水稻抗稻飞虱及其传播病毒病机制的阐明奠定了基础。

      率先构建野生大豆泛基因组

      中国农业科学院作物科学研究所与诺禾致源等合作,选择7份有代表性的野生大豆从头测序和独立组装,在国际上率先构建了野生大豆泛基因组;利用一套基于全基因组序列比对的结构变异鉴定方法,项目组率先在全基因组水平上全面解析了野生和栽培大豆种间遗传变异,特别是在阐明大豆种内/种间结构变异方面取得了突破,发现野生大豆特有、栽培大豆特有及驯化性状建成相关的基因/遗传变异千余个,其中野生大豆特有基因为首次报道;发现野生大豆中与生物逆境抗性相关的R(抗病)基因类型,可能是其抵御恶劣生存环境的内在原因之一;为作物种质资源研究和利用提供了新的方法和启示。

      发现可抑制乳腺瘤生长迁移的小分子

      中国科学技术大学生命学院柳素玲教授在肿瘤干细胞领域研究中取得新突破,发现一种名为microRNA100 (miR -100)的核糖核酸小分子可抑制乳腺肿瘤干细胞的更新和增殖,从而扼制乳腺癌的生长和迁移。进一步的机制研究表明,miR一100是通过下调乳腺肿瘤干细胞的一些调控基因包括SMARCAS, SMARCDI和BMPR2等的表达,在肿瘤细胞实验及小鼠实验中都抑制了癌细胞增殖。临床观察到乳腺癌样本中miR一100含量与患者存活率显著的正相关。该研究证明了miR -100在调控乳腺肿瘤干细胞的自我更新和分化中起着至关重要的作用,这为针对乳腺肿瘤干细胞的治疗提供了新的靶点。此研究第一次深刻阐述了miR一100对乳腺肿瘤的影响,并且为microRNA与肿瘤干细胞的密切相关性以及乳腺癌研究和治疗提供了新的理念和方向。

      发现一种可抑制艾滋病病毒的新途径

中国农业科学院哈尔滨兽医研究所天然免疫联合实验室郑永辉团队发现了一种抑制艾滋病病毒囊膜蛋白合成的新途径,通过研究一株不被艾滋病病毒感染的人源T细胞发现,该细胞超过量表达一种叫作TSPO的蛋白,并引起病毒囊膜蛋白的降解。通过靶向基因敲除技术,对TSPO蛋白的功能进行深人研究,发现细胞中下调TSPO的表达可以增加病毒囊膜蛋白的合成,而上调TSPO的表达则可抑制病毒囊膜蛋白的合成,从而达到抗病毒感染的目的。该研究为艾滋病疫苗的研制及抗艾滋病药物的研发开辟了新方向。

      发现心肌肥厚和心力衰竭治疗潜在新靶点

      哈尔滨医科大学药理学教研室董德利教授在国际上首次发现参与骨和软骨生长发育的蛋白一骨成型蛋白一4是病理性心肌肥厚及心衰治疗的新的潜在靶点,骨成型蛋白一4诱导HL一1心房肌细胞T型钙通道表达增加,并参与病理性心肌肥厚时的某种钾通道下调,这提示骨成型蛋白一4亦与心肌肥大伴发的心律失常发生有关联,骨成型蛋白一4的同源蛋白骨成型蛋白一2可拮抗骨成型蛋白一4诱发的病理性心肌肥厚;骨成型蛋白一4的一种化学小分子拮抗剂可抑制心肌细胞自噬反应。

      天河二号超级计算机保持国际领先地位

      国防科技大学天河二号,在国际TOP500组织首次发布的高性能共扼梯度基准测试排行榜上,位居世界第一;第44届世界超算500强排行榜中天河二号也居榜首。天河二号是国防科大承担完成的国家863计划和“核高基”国家科技重大专项项目,天河二号已构建起材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗、全数字设计与装备制造、能源及相关技术数字化设计、地球科学与环境工程计算、智慧城市与大数据处理六大应用服务平台,已先后为国内外220多家用户提供了高性能计算和云计算服务,在基因分析与测序、大型飞机和高速列车设计、大型装备制造、新材料、新能源、地球物理、生物医药、电子政务及智慧城市等方面发挥了重要作用,为近百个国家重大科技项目、国际合作项目提供了高性能计算支持,取得了显著的经济效益和社会效益。

      首次开展家畜全基因组选择技术研究及应用

      在国家863计划课题“基于高密度单核昔酸多态性(SNP)芯片的牛、猪基因组选择技术研究”支持下,中国农业大学联合海南大学、华中农业大学、浙江大学以及广东温氏新兴育种公司和北京奶牛中心等单位合作,以杜洛克种猪和荷斯坦奶牛为研究对象,基于畜禽全基因组高密度SNP芯片技术平台,获得覆盖全基因组的标记信息,通过与对应的重要经济性状的表型信息进行全基因组关联分析,估计出基因组中每个标记的效应,最后利用估计的标记效应估算出个体的育种值。它突破了对候选个体从表型选择到基因组选择,解决了畜禽肉质和抗性等难以选育性状的障碍,提高了遗传评定的准确性,更准确地实现了低成本早期选种。

      掌握钠冷快中子反应堆核心技术

      国家863计划重大项目、中国第一座钠冷快中子反应堆“中国实验快堆”已实现满功率稳定运行72小时,采用了符合世界快堆发展趋势的主流技术方案和更先进的安全设计,并采用了更加接近商用快堆的主工艺参数,主要工艺参数和安全性能指标达到设计要求,标志着中国全面掌握了快堆设计、建造、调试、运行的核心技术,为后续快堆技术的发展、快堆产业化应用以及基于快堆及核燃料循环技术发展打下坚实的基础。快堆主要有三大优势:增殖核燃料,可将铀资源利用率从压水堆的不到1%提高到60%以上;焚烧长寿命放射性核素,变废为宝,将放射性危害减至最小;具有较高的固有安全性,是国际公认的第四代先进核能系统中的优选堆型。

      生物航空燃油技术取得进展

      中国科学院广州能源研究所承担了国家863计划生物质水相催化合成生物航空燃油课题,团队研制了高水热稳定的水相化学催化材料及水相合成反应器,形成了拥有自主知识产权的国际上首座生物质水相化学催化合成生物航空燃油成套技术及装置,研发出了生物质高效水热解聚一水相化学催化合成生物航空燃油新技术,以秸秆等木质纤维素类生物质及木薯等非粮生物质为原料,生产的生物航空燃油经国家油品质量监督检验中心检测,达到了国际生物航空燃油ASTM7566标准,具备了应用于航空飞行的质量可行性。成果已获得多项国内外发明专利授权。8一10吨秸秆类生物质原料可生产1吨生物航空燃油产品,生产成本约为8000-1000()元/吨。中国有望成为率先掌握纤维素生物航空燃油生产技术的国家。

      超级稻百亩片平均亩产首破千公斤

      湖南杂交水稻研究中心牵头的国家“十二五”863计划课题“超高产水稻分子育种与品种创制”取得重大突破,课题组与创世纪种业有限公司合作研究的成果“Y两优9(X)>,湖南隆回百亩高产示范片,经以中国科学院院士谢华安为组长的专家组现场测产,平均亩产达1006. 1公斤,首次实现了超级稻百亩片过千公斤的目标。"Y两优900”品种拥有四大核心竞争力:全株理想株型、动态理想株型、亚种间杂种优势、理想光周期效应,是通过进一步塑造理想株型和扩大利用釉粳亚种间杂种优势而育成的迟熟型超级杂交中稻组合,母本为湖南杂交水稻研究中心选育的广适性光温敏不育系Y58S,父本为创世纪种业有限公司选育的釉粳中间型恢复系R900。

      首次发现非线性电子散射现象

      中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室徐春凯、陈向军研究组与罗毅合作,将电子能谱学技术与扫描探针技术相结合,自主研制了扫描探针电子能谱仪。实验表明,电子在银纳米结构上激发出的局域等离激元场(样品中电子集体运动形成的场)可以导致非线性电子散射现象,更多的电子损失能量,使非弹性电子的强度显著增强。罗毅教授提出了一种单电子两步过程的理论模型,解释了这种非线性电子散射。首次发现的该现象有可能催生出一种革命性的表面单分子探测技术。研究成果发表在《自然物理》上。

      首次发现乳腺中的多能干细胞

      中国科学院上海生命科学研究院国家重点实验室曾艺研究团队首次发现乳腺中的多能干细胞,“刷新”了由国外科学家2011年发表在《自然》上的乳腺干细胞只存在单潜能性的理论。研究发现,成体乳腺器官中存在着未分化的干细胞,这些干细胞有着特异标记一蛋白C受体基因,并能在乳腺发育过程中分化成所有乳腺细胞类型。新发现的蛋白C受体基因是细胞膜表面受体,将来针对它而设计的药物不需要进入细胞内就能起效,因而将是理想的药物靶点,为靶向治疗乳腺癌提供新思路、奠定了应用的基础;有关成果在线发表于《自然》。

      改造姜黄素结构有望治疗糖尿病并发症

      温州医科大学药学院化学生物学研究中心研究员梁广研究团队创新性地将从姜科植物中提取的姜黄素,进行结构改造后,得到了单碳基姜黄素类似物(MACS) C66a C66通过抑制JNK2(氨基末端激酶2),一方面降低高糖引起的炎症反应,另一方面有效缓解炎症因子引起的心肌细胞凋亡,从而达到保护糖尿病心脏损伤的目的,在国际上首次揭示了C66对糖尿病心肌病防治作用和药理机制。该成果发表在内分泌和糖尿病领域权威杂志《糖尿病》上,C66化合物已获两项国家发明专利、一项国际PCT专利,并完成了C66治疗糖尿病、肾病的成药性评价等。该发现为糖尿病并发症,尤其是心肌病防治提供了可能候选新药,也增加了对糖尿病心肌病病理机制的认知,提供了新的治疗靶点。

      油菜素内醋决定水稻身高

      中国科学院遗传发育所植物基因组学国家重点实验室储成才研究组与童红宁研究组通过大量水稻激素相关突变体的功能分析,发现油菜素内醋通过调节另一植物激素赤霉素的代谢来特异性地调控细胞伸长。生理浓度的油菜素内酷刺激赤霉素合成促进植物生长,而高浓度的油菜素内醋诱导活性赤霉素转化成非活性形式从而抑制植物生长;低浓度的赤霉素抑制油菜素内醋反应,而高浓度的赤霉素利用油菜素内醋促进植物生长。该结果揭示了油菜素内醋促进水稻生长的分子机制,系统阐释了控制株高的两种重要激素间的关系,为利用油菜素内醋提高作物产量提供了理论支持。

      揭示金丝猴演化历史

      中国科学院动物研究所研究员李明团队通过对一只雄性川金丝猴146倍覆盖度的全基因组测序及分析,并以30倍覆盖度对3个相关物种滇金丝猴、黔金丝猴和缅甸金丝猴进行了重测序,分析显示,亚洲庞猴亚科从脂肪酸中获取能量以及降解外源性物质的能力增强,证实编码一种重要分泌核糖核酸酶RNASEI发生了功能进化,分泌的RNASEl可消化来自共生微生物的高浓度细菌核糖核酸;证实北部物种(川金丝猴和黔金丝猴)与喜马拉雅物种(滇金丝猴和缅甸金丝猴)约在160万年以前发生了分化;北部物种形成时间约在62万年前,喜马拉雅物种形成时间约在15万年前。

      里子密钥分发系统安全距离创造新世界纪录

      中国科学技术大学潘建伟、张强、陈腾云与中国科学院上海微系统所和清华大学的科研人员合作,通过发展高速独立激光干涉技术,结合中国科学院上海微系统所自主研发的高效率、低噪声超导纳米线单光子探测器,将可以抵御黑客攻击的远程量子密钥分发系统的安全距离突破至200公里,并将成码率提高了3个数量级,创下新的世界纪录。该成果发表在国际权威物理学期刊《物理评论快报》上,是实用量子密钥分发的重要里程碑和物理和技术上的重大进展。

      开发出可大幅减少CT辐射量的晶体

      西北工业大学介万奇团队在中国首次解决了啼锌锅晶体从原料合成到生成技术以及工艺流程等多项难题,开发出高性能的磅锌镐晶体及高效率、低成本单晶制备技术和关键设备。啼锌锡晶体材料的灵敏度可达到极限,连微弱到几乎没有的宇宙本底射线也能清晰捕捉到。该晶体经英国卢瑟福国家实验室等国内外多家权威机构测定表明其性能优异,达到国际先进水平。使用该成果,只需接受辐射剂量的三分之一,就可得到同等清晰度的成像。除了医学成像,该成果可广泛应用于航空、航天、核能、工业、农业和安检等诸多领域。

      3D打印在支架上的骨髓血可生成人造软骨

      南京医科大学王黎明团队从兔身上取出骨髓血,放在3D打印出的具有方形孔蜂巢状微结构的聚己内醋一经基磷灰石支架上,使用特定方法诱导其中的干细胞向软骨细胞分化,经过4周体外培养,接种至裸鼠皮下培养,最终长出所需要的兔肩关节,而支架将在体内经过2年时间被缓慢降解。在降解过程中,细胞能够及时生长填充支架降解产生的空间,成长完成后稳定性强。用自身干细胞培养软骨就避免了异体接种的免疫排斥反应、携带病毒、潜在致癌可能性等缺点,用“融合3D打印和干细胞技术”打印出所需软骨的形状,培养后长成的软骨大小与所需无异。3D打印与组织工程的结合,将带来个体化植人物制作及组织工程技术的革命,将极大促进器官移植、组织修复重建及再生医学等多学科的进步。

      揭示黄瓜变苦的基因开关的作用

      中国农业科学院蔬菜花卉所、深圳农业基因组所黄三文团队通过分析基因组序列,发现在黄瓜6号染色体存在一个由5个基因组成的基因簇可能参与苦味物质葫芦素的合成;通过变异组图谱发现控制苦味的Bt基因是黄瓜驯化的关键基因,揭示9个基因负责葫芦素生物合成的代谢路径,这9个基因由两个“主开关”基因(BI和Bt)直接控制;驯化野生黄瓜的过程中Bt基因受到选择,但驯化过程并不完全,黄瓜在逆境条件下生长仍会变苦;一个新的突变使得Bt基因在逆境中不表达,通过精确调节Bt和BI的表达模式,可确保黄瓜中不积累苦味物质,提高叶片中葫芦素含量可抵御害虫,减少农药使用。该研究首次破解的葫芦素等次生代谢产物的基因簇精确调控机制,为新药开发提供了新思路。

      发现氧气影响铸钢质量

      中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室李殿中研究员、李依依院士带领的研究团队,解剖分析了3支100吨级核电用钢锭,研究发现长期被忽略的氧及其形成的氧化物是偏析的根源;通过控制氧含量的临界值,有效减轻直至消除了偏析缺陷。在铸钢过程中,杂质的汇聚和上浮导致了铸造中成分的不均匀,杂质团簇在枝晶网内上浮形成一条通道,该通道内会吸附和促进碳、锰等主要合金元素的偏聚,进而影响钢材质量。该通道被称为成分偏析带(又叫通道偏析)。控氧纯净化技术推广应用后,改变了大尺度钢铁材料的制备工艺,显著提升钢材成材率,有利于提质增效,进一步促进中国重大工程用钢国产化。

      制备出世界最薄的薄膜材料

      中国科学院大连化物所杨维慎和李砚硕团队将沸石咪哇酷骨架ZIF一7纳米粒子进行水热处理,得到具有优异稳定性的二维层状骨架母体材料,结合超低功率湿法球磨与超声分散技术,在国际上首次成功获得了单分子层厚度(约lnm)的金属有机骨架纳米片。在此基础上,通过热组装方法得到厚度小于5纳米的超薄分子筛膜,其厚度仅为蝉翼厚度的千分之一,可精确筛分尺寸差异仅为0. 04纳米的氢气和二氧化碳分子,从而将后者有效截留。相关论文发表于《科学》杂志。这项工作是分子筛膜领域的一个开创性工作,发展了新一代分子筛膜。

      发现人感染H7N9病毒致病机理

      中国科学院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室流感病毒研究团队研究发现,H7N9病毒的PB2, NP, M基因决定了病毒对哺乳动物的致病力,这三个内部基因与病毒表面血凝素和神经氨酸酶共同决定了病毒对人类细胞的感染能力。禽源H7N9病毒感染哺乳动物4天后,就会产生宿主适应性关键位点的突变,使病毒迅速实现从禽到哺乳动物的跨种间感染,病毒对哺乳动物的毒力显著增强,从而导致宿主的死亡。该研究解析了H7N9病毒感染哺乳动物的分子致病机制,为禽流感病毒的药物和疫苗设计及禽流感疫情的防控奠定了基础。

      发现新的铁基超导材料

      中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室陈仙辉研究组首次利用水热反应方法,成功发现了一种新的铁硒类超导材料铿铁氢氧铁硒化合物,超导转变温度高达40K以上。该材料由铁硒层和铿铁氢氧层交替堆垛而成,铁硒层和铿铁氢氧层之间由极其微弱的氢键相连。与美国国家标准技术研究所中子研究中心的黄清镇博士以及中国科大吴涛教授等几个研究组合作,结合X射线衍射、中子散射和核磁共振等三种技术手段,精确确定了该新材料的晶体结构。测量表明,该新材料在低温约8. 5 K存在反铁磁序,并与超导电性共存。这为相关体系新超导体的探索提供了新研究思路,为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想材料体系。

      观察到细菌可动员真菌捕杀线虫

      云南大学张克勤教授和中国科学院植物研究所的研究人员在研究时,观察到生物界中一种有趣的“借刀杀敌”现象:细菌可通过动员捕食线虫的真菌来杀死自己的捕食者—线虫。在这种防御机制中,细菌在线虫的胁迫下,快速释放尿素,尿素使真菌从腐生形式切换至捕食形式。这种捕食形式以形成专门的细胞结构为特征,促使真菌除去线虫。

      在寄生阶段中,浦食线虫的真菌形成捕食器捕杀线虫,从而减轻细菌被大量捕食的压力,维持物种间的生态平衡。该发现对土壤有害线虫的生物防治有新认识,有可能为防治有害线虫生物提供一种新思路,从生态学角度提高生防的效果。

      重组新城疫病毒灭活疫苗研制成功

      扬州大学中国工程院院士刘秀梵团队与中崇信偌生物科技泰州有限公司等9家单位合作,采用国际领先反向遗传技术成功拯救出高繁殖性能Vd型毒株,研制成功的重组新城疫病毒灭活疫苗,已获国家一类新兽药注册证书。

      这标志着该成果经过流行病学研究、新疫苗研发、中间试制、临床试验和注册申报等过程,正式进人工业化生产和推广应用阶段。新城疫是危害全球养禽业最为严重的烈性传染病之一。该疫苗可用于鸡且被明确为国内第一个可用于鹅的ND疫苗,也是国内首个将减少排毒作为效检质量标准的ND疫苗;疫苗种毒具有独立自主知识产权;是近5年来国内第二个获得此级别注册证书的产品。

      30米分辨率全球遥感图数据收集成功

      国家863计划重点项目“全球地表覆盖遥感制图与关键技术研究”项目制图数据成果通过了国家测绘地理信息局组织的专家评审。测绘地理信息部门联合多个部委的十多家单位,经过4年多时间的努力,成功研制出了全球30米分辨率地表覆盖数据产品,在空间分辨率、时间分辨率及分类精度等方面达到国际领先水平,实现了中国在该领域从跟踪模仿向引领国际发展的跨越,有利于彰显中国负责任大国的良好形象。该成果已应用于科技部全球生态环境监测研究、中国工程院新疆水资源研究等科学工程,并将在中国生态文明建设和宏观决策等方面发挥重要作用,还可为联合国进行全球变化研究和可持续发展规划等提供重要的基础数据。

      超高速超大容量超长距离光传输再创新纪录

      由武汉邮电科学研究院牵头承担,华中科技大学、复旦大学、北京邮电大学、西安电子科技大学参与的国家973项目“超高速超大容量超长距离光传输基础研究”,在国内首次实现一根普通单模光纤在C+L波段L:I 375路,每路267. 27Gb/s的超大容量超密集波分复用传输80公里,传输总容量达到100. 23Tb/s(相当于12. 0l亿对人在一根光纤上同时通话),实现了中国光传输实验在容量这一重要技术指标上的突破,推动中国迈人传输容量实验突破100T的国家行列。在推动中国光传输技术实现突破的同时,有效解决了“高阶调制、高谱效率实现、非线性效应抑制”等超高速高谱效率超长距离传输系统的关键技术问题,为超高速超密集波分复用超长距离传输的实用化奠定了技术基础。

      研发首台深海遥控型潜水器“海马号”

      中国自主研制的首台4500米级深海遥控无人潜水器作业系统“海马号”遥控型潜水器(ROV)搭乘“海洋六号”综合科学考察船分三个航段在南海试验,并通过了海试现场专家组的海上验收。“海马号”ROV是863计划“十一五”重点项目《4500米级深海作业系统》"4500米ROV本体和关键配套设备”课题的成果,由上海交通大学深海技术与装备专职研究团队作为研发团队,依托交大海科院水下环境条件模拟实验室为研发基地设计建造。“海马号”突破了本体结构、浮力材料、液压动力和推进、作业机械手和工具、观通导航、控制软硬件、升沉补偿装置等关键技术障碍。海试的成功标志着中国全面掌握了大深度遥控无人潜水器的各项关键技术。

      发现单个纳米颗粒光学检测新原理

      北京大学龚旗煌院士和肖云峰研究员等制备出超高品质因子固态光学微腔器件,极大增强了光与物质的相互作用,并实现超低阂值微腔拉曼激光发射,提出利用微腔拉曼激光模式劈裂来检测单纳米尺度颗粒的新方法。在液体环境下实验证明了新方法检测单个20纳米尺度颗粒的能力。该方法的实现既可显著降低实验难度又具有良好的抗噪声能力。他们还与浙江大学童利民教授等合作,研制出纳米光纤阵列传感器,可快速检测单个百纳米尺度颗粒,并测定尺寸。这些新的原理和技术将推进光学传感的检测极限达到单分子水平,并具有实时便捷等优势。

      建立网构软件理论、方法与技术

      北京大学梅宏院士和南京大学吕建院士领衔的团队提出一种互联网软件新范型—网构软件(Internetware ),并在国家973计划连续两期项目的支持下,建立了一套网构软件技术体系,取得一系列重要突破,提出了全生命期软件体系结构驱动的网构软件开发和演化方法。作为中国学者自主提出的学术理念,网构软件研究整体处于国际先进水平,在软件构件、软件体系结构、软件自适应等技术上处于国际领先行列。获得一批中国发明专利,形成多项国际、国家和行业标准;研制的工具和系统在国内外众多大中型信息系统中得到应用。

      发明快舟星箭一体化飞行器技术

      针对突发灾害应急监测和抢险救灾信息支持的迫切需求,在国际上首次提出并实现了星箭一体化设计的理念和方法,解决飞行器快速研制、快速发射、快速应用的核心技术间题,实现了中国固体运载器机动发射卫星首次成功,创造了中国遥感卫星最快成像纪录。利用该成果研制的快舟一号卫星已成功发射,快舟一号是中国首颗具有快速响应能力的卫星。

      阐明独脚金内醋调控水稻分孽和株型的信号途径

      研究利用一个水稻部分显性矮秆突变体dwarf53 (d53 ),通过图位克隆获得D53基因,分析发现,在独脚金内醋存在条件下,D53蛋白可与两个已知的独脚金内酷信号分子D14,D3形成蛋白复合体,使D53蛋白泛素化,进而被蛋白酶体特异降解,使独脚金内醋信号响应。该结果首次在遗传和生化层面上证实了D53蛋白作为独脚金内醋信号途径的抑制子参与调控植物分枝(孽)生长发育,具有重要科学意义。不仅为水稻株型改良提供重要理论基础,也为釉粳交杂种优势利用提供了有用的基因和材料。该结果发表在《自然》上,该杂志同期为该研究发表了专题评述,认为D53蛋白的发现为研究独脚金内醋和其他激素信号途径提供了积极帮助,并对调节植物营养分配与利用具有深远的影响。

      成功合成具有极高硬度和稳定性的纳米孪晶金刚石

      燕山大学田永君领导的中外研究团队,在所建立的多晶共价材料硬化模型指导下,采用洋葱碳为前驱体制造出具有极高硬度和热稳定性的纳米孪晶金刚石,孪晶的平均厚度仅为5纳米。纳米孪晶金刚石的维氏硬度可达200 GPa,是天然金刚石的2倍,实现了人类合成比天然金刚石更硬材料的梦想;其韧性也比金刚石单晶提高了一倍,且抗氧化温度比天然金刚石高出200摄氏度以上。硬度、韧性和热稳定性三大指标的显著提高将使这类超硬工具的寿命成倍提高。成果发表在《自然》上,杂志封面和目录页分别进行了导读。该成果引起了学术界的广泛关注和高度评价。

      表明全球变暖减缓的特征与机制

      中国海洋大学陈显尧和美国华盛顿大学Ka一Kit Tung的合作研究表明,20世纪90年代后期,北大西洋北部海水温度一盐度持续上升,由此推测大洋热盐环流的下沉分支可能变强,从而向深层海洋输送了大量热量而减缓地球表面温度上升。分析表明类似现象曾发生在20世纪50-70年代,北大西洋。一1500米层海洋的温度和盐度具有显著并同步的多年代际振荡特征。全球气候变暖的步伐并没有减缓,只是热量在气候系统各组成部分中的分配发生了变化。该成果说明了海洋在气候变暖的进程中起着至关重要的调控作用,也凸显了加强海洋观测模拟和分析对提高气候预测能力的重要性和紧迫性。

      开发复合离子液体碳四烷基化生产清洁汽油新技术

      中国石油大学(北京)徐春明和刘植昌团队创新性地开发成功兼具高活性和选择性的复合离子液体催化剂碳四烷基化新工艺,发明了催化剂活性监测方法和再生技术;开发成功管道反应器、旋液分离器等专用设备,建成世界首套10万吨/年复合离子液体碳四烷基化工业装置。该技术的成功应用为中国乃至世界商品汽油的清洁化和全面质量升级提供了一种崭新的解决方案,获17项国际发明专利、10项中国发明专利;2014年9月获得中国石油和化学工业联合会唯一的技术发明特等奖。

      发现新生期心脏具有重新生成冠状动脉的能力

      中国科学院上海生命科学研究院营养所周斌研究组利用遗传谱系示踪技术,研究发现心内膜是大部分冠状血管内皮的起源,新生期心脏具有重新生成冠状动脉的能力。依据冠状血管发育在时间和空间上的差异,首次提出冠状血管的起源可以划分为两个血管群。在心肌致密化过程中,心内膜干细胞迁移并分化成血管内皮细胞,通过血管发生方式形成冠状血管。研究重新定义了冠状动脉的生长方式和血管新生概念,对先天性心脏病和成年心血管疾病治疗以及心脏再生医学研究都具有重要意义。相关研究结果发表于国际期刊《科学》上。

      提出并证实极体移植可有效阻断线粒体遗传病的传递 复旦大学医学神经生物学国家重点实验室朱剑虹、沙红英研究组与安徽医科大学曹云霞研究组等合作,利用模式动物系统比较了不同类型基因组移植的效果,遗传分析表明,相对于其他移植类型,极体移植产生的F1子代具有最少的源自其母亲的线粒体DNA残留,第一极体移植检测不到残留,而且线粒体DNA的遗传表型在F2子代中保持稳定。临床前研究显示,极体移植技术可能是一种很有潜力的阻断遗传性线粒体病的治疗策略,将有可能有效防治遗传性的脑、心脏、肝肾等疾病。

      利用极体高通量测序结果精确推演出母源基因组信息 北京大学第三医院乔杰研究组与谢晓亮、汤富酬研究组合作,利用单细胞MALBAC(多次退火环状循环扩增技术)这种基因组高通量测序技术对来自同一卵母细胞的第一极体(PB1)、第二极体(PB2)以及受精卵中的雌原核进行了测序并对比分析,结果显示受精卵的原核基因组(包括与疾病相关的等位基因和染色体非整倍性等信息)可以根据PB1和PB2基因组精确地推演出来。表明在体外受精临床实践中,利用基于MALBAC技术的极体测序结果进行植人前母源基因组筛查,可精确、高效地选择正常受精卵用于胚胎移植,提高了辅助生殖技术水平,为不孕不育患者带来福音。该研究团队利用卵极体或胚胎细胞,通过该技术已帮助两个家庭成功获得健康后代。

      发现炎症性半肤天冬酶是胞内细菌脂多糖的先天免疫受体

      北京生命科学研究所邵峰团队在小鼠身上发现一个非经典先天免疫通道,在那里其作用是识别来自致病细菌内毒素脂多糖(LPs);对这一通道和人类的一个类似通道研究发现,半胧天冬酶一11和半胧天冬酶一4分别是小鼠和人类的胞质LPS的直接传感器,在细胞内细菌感染中介导炎性细胞死亡,发现了炎症性蛋白内切酶为LPS的胞内天然免疫受体,炎症性半胧天冬酶不仅在抗细菌先天免疫中发挥关键作用,也是革兰氏阴性菌诱发败血症最为重要的原因,该成果为败血症药物的研发提供了新的理论基础。相关论文发表在《自然》杂志上。

      提出并验证了一种既提高产f又降低环境成本的种植模式

      由中国农业大学资源与环境学院张福锁研究组领衔,联合中国农科院、中国科学院及西北农大、南京农大等18个单位,通过采取一种综合的土壤一作物(ISSM)管理,大幅度提高了水稻、小麦和玉米的平均产量,降低了活性氮丧失和温室气体排放,构建了一种既可提高粮食产量又可降低环境成本的种植模式。研究成果被《自然》杂志主编誉为“解决了中国的问题,也解决了世界的问题”。如果中国采取这种种植模式,其水稻、小麦和玉米的总产量将足以满足人直接的粮食消费需求,并能增加动物饲料对粮食的需求,同时还可以降低集约式农业的环境成本,对保障中国的粮食安全具有重要意义。

      利用溶液法制备出高性能里子点发光二极管

      浙江大学高新材料化学中』L."彭笑刚课题组和金一政课题组首先解决了量子点合成化学方面的问题,为量子点发光二极管(QLED)设计并合成了的量子点;其次通过在器件中插人一层超薄绝缘层,解决了载流子平衡注人这一困扰QLED领域多年的难题。这两个问题的解决,从实验上验证了QLED实用性。设计出的QLED制备方法基于低成本,有潜力应用于大规模生产的溶液工艺,其综合性能超越了已知的所有溶液工艺的红光器件,将使用亮度条件下的寿命推进到10万小时的实用水平。这种新型QLED器件有望成为下一代显示和照明技术的有力竞争者。

      证实青藏高原以两种方式向东扩张

      中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室刘启元研究组与合作者,利用在四川西部布设的地震观测台阵收集记录的地震波形数据,以前所未有的清晰度对青藏高原东部结构进行了三维地震成像研究,在地壳深部识别出了广泛存在的具有低剪切波速度的中下地壳,这可导致上地壳与下地壳变形运动的解祸。其厚度朝向东部的扬子地台扩张可以解释为地壳物质的流动通道;还识别出受大断层控制的地壳结构流变学特征的明显差异。结合大地测量数据,上述结果表明青藏高原向东的扩张可能是下地壳深部物质流动与上地壳沿深大断层的刚性滑移的结合,揭示了2008年泣川大地震的深层次原因,刚性块体运动和深部地壳物质流动并不是不可调和的地壳变形模式。将导致对青藏高原东部边界动力学过程的新的认知。

      实现天然气直接制乙烯

      中国科学院大连化学物理研究所包信和院士团队基于纳米限域催化的新概念,创造性地将具有高催化活性的单中心低价铁原子通过两个碳原子和一个硅原子镶嵌在氧化硅或碳化硅晶格中,形成高温稳定的催化活性中心;甲烷分子在配位不饱和的单铁中心上催化活化脱氢,获得表面吸附态的甲基物种,进一步从催化剂表面脱附形成高活性的甲基自由基,随后在气相中经自由基偶联反应生成乙烯和其他高碳芳烃分子,如苯和蔡等。该成果为天然气直接转化制乙烯和高值化学品提供了新途径。与传统路线相比,新技术彻底摒弃了高耗能的合成气制备过程,大大缩短了工艺路线,反应过程本身实现了二氧化碳的零排放,碳原子利用效率达到I00% ,是天然气利用研究中又一个里程碑。

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