科技名刊精選

對埃博拉有抗病毒活性的一種小分子藥物

Nature封面：2014年10月由西班牙紅十字會在馬德里舉行的一次埃博拉病毒培訓(xùn)活動(dòng)結(jié)束之后晾干的保護(hù)服。Nature雜志第7594期封面文章報(bào)道了一種小分子藥物GS-5734。該藥物分子對埃博拉病毒和其他線狀病毒有抗病毒活性，對試驗(yàn)中采用的100%的被感染獼猴能提供針對埃博拉病毒的接觸后保護(hù)。現(xiàn)在，在臨床試驗(yàn)中，該藥物以依賴于病毒RNA的RNA聚合酶為作用目標(biāo)，針對未來的疫情爆發(fā)也可以擴(kuò)大保護(hù)范圍。GS-5734能向包括睪丸、眼睛和大腦在內(nèi)的病毒復(fù)制 “庇護(hù)點(diǎn)”分布，從而讓我們看到一個(gè)希望：該藥物也許還能清除復(fù)發(fā)的和頑固的病毒感染。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)

Nature封面：“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”(circular economy)。Nature雜志第7595期封面文章報(bào)道的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”是瑞士建筑師-工程師Walter Stahel造出的一個(gè)術(shù)語，他致力于打造適用于工業(yè)化經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性。Stahel概括了一個(gè)“無浪費(fèi)”世界的關(guān)鍵原則：再使用、修理、再制造和升級，終極目標(biāo)是對原子進(jìn)行循環(huán)利用。John Mathews 和Hao Tan對中國在發(fā)展“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”方面所取得的進(jìn)步進(jìn)行了報(bào)道，認(rèn)為需要用更復(fù)雜的尺度來追蹤。發(fā)展心理學(xué)家 Bruce Hood提出我們?yōu)槭裁匆e攢財(cái)富來增強(qiáng)我們的社會地位，因?yàn)槲覀冃枰屔鐣释玫皆偕唐?。最后Books & Arts文章重點(diǎn)解釋生態(tài)設(shè)計(jì)何以能讓“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”原則行得通。

南極洲冰層對海平面上升的貢獻(xiàn)

Nature封面：思韋茨冰川端部的冰崖的一幅由衛(wèi)星拍攝的自然色拼接圖。Nature雜志第7596期封面文章報(bào)道科學(xué)家采用的一個(gè)新改進(jìn)的、按“上新世”和“末次間冰期”的海平面估計(jì)值做了校準(zhǔn)的數(shù)值冰層模型，預(yù)測今后五個(gè)世紀(jì)南極洲由一系列不同的溫室氣體情景所驅(qū)動(dòng)的演變。模擬顯示，南極洲冰層對海平面上升的貢獻(xiàn)潛力是在從幾乎沒有貢獻(xiàn)到在2100年之前貢獻(xiàn)超過一米、在2500年之前貢獻(xiàn)超過15米之間。高端估計(jì)值來自不減少的溫室氣體排放量和以前估計(jì)不足的兩個(gè)機(jī)制：由表面融水造成的冰裂和大冰崖的坍塌。低端估計(jì)值表明采取強(qiáng)有力的措施控制氣候變化能夠減小人類社會受海平面上升影響的風(fēng)險(xiǎn)。

精神健康

Nature封面：精神健康問題在世界范圍內(nèi)是造成殘疾的主要原因。Nature雜志第7597期封面文章報(bào)道世界衛(wèi)生組織和其他國際機(jī)構(gòu)近年來通過努力，成功地提高了人們在政治上對精神健康問題問題的意識。Pamela Collins 和Shekhar Saxena強(qiáng)調(diào)了將全世界對這一問題的關(guān)注付諸行動(dòng)的重要性。為此，他們就怎樣滿足各地脆弱群體的精神健康需求提出了六個(gè)實(shí)用的建議，其中包括后勤支持、培訓(xùn)、臨床干預(yù)和公共衛(wèi)生措施。當(dāng)前一個(gè)引人矚目的增長領(lǐng)域是智能手機(jī)應(yīng)用。但正如本期Nature雜志另一篇文章指出，手機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于支持它的醫(yī)學(xué)發(fā)展速度。

葉片年齡結(jié)構(gòu)的季節(jié)性變化解釋亞馬遜熱帶雨林的光合作用過程

Science封面：巴西熱帶雨林的日出。Science雜志第6276期封面文章報(bào)道了熱帶雨林光合作用季節(jié)性變化的機(jī)理。盡管亞馬遜熱帶雨林是常綠林，但它們的光合作用能力卻呈現(xiàn)季節(jié)性變化，而且干季時(shí)整個(gè)熱帶雨林的光合作用能力增加；這種現(xiàn)象在學(xué)界多有爭議。封面文章證明了這種季節(jié)性變化是緣于熱帶雨林內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化：干季時(shí)整個(gè)熱帶雨林的光合作用能力增加。熱帶雨林80%以上樹冠呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化，包括50%以上的樹冠變化發(fā)生在干季。包括很多新葉出生和老葉凋亡，導(dǎo)致整片森林的葉片年齡結(jié)構(gòu)趨于年輕化。由于新葉相比老葉有更高的光合作用能力，所以導(dǎo)致熱帶雨林光合作用的季節(jié)性變化。

日本3·11大地震5周年

Science封面：日本媒體參觀福島核電站。Science雜志第6277期封面文章報(bào)道了日本舉行“3·11”大地震五周年的紀(jì)念活動(dòng)。2011年3月11日，日本東北部海域發(fā)生9級強(qiáng)震并引發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島第一核電站發(fā)生核泄漏事故。據(jù)日本警視廳統(tǒng)計(jì)，截至今年3月11日，地震和海嘯共造成15894人死亡、2561人失蹤。另據(jù)復(fù)興廳數(shù)據(jù)，至少有3407人因震后生活困苦或壓力過大死亡?，F(xiàn)在，東京電力公司在日本政府支持下采用機(jī)器人尋找溶化燃料。雖然慘痛的災(zāi)難已成過去，但是重建家園和恢復(fù)健康生活已成為當(dāng)?shù)貫?zāi)民長期的主題。

審判的證據(jù)

Science封面：美國馬里蘭州喬治王子縣警察局存留的同一把手槍射出的四顆子彈。Science雜志第6278期封面文章介紹了取證問題的研究。美國國家委員會研究認(rèn)為法醫(yī)分析有時(shí)會夸大許多類型證據(jù)的力度，包括足印、指紋、輪胎痕跡、彈痕、血跡、火和筆跡，這樣會使得許多無辜的人們受到指控。即便被認(rèn)為是黃金標(biāo)準(zhǔn)的DNA證據(jù)，有時(shí)也會指證無辜。本期雜志的專刊文章分析認(rèn)為，法醫(yī)證據(jù)可以也應(yīng)該能做的更好?，F(xiàn)在，許多領(lǐng)域已經(jīng)采用近乎苛刻的手段看待證據(jù)的價(jià)值、測試方法的精確度；科學(xué)家也在開發(fā)未來新的法醫(yī)工具。

冥王星球

Science封面：冥王星的表面。Science雜志第6279期封面文章報(bào)道了在“新視野”號宇宙飛船看到的冥王星的表面、左邊白色明亮的斯帕尼克平原、液氮冰平面，它的許多表面凹凸不平的坑可能是由氮?dú)馍A形成的；右邊的是暗紅色的Krun Macula高地，對于平原有2.5千米的海拔高度。多個(gè)遠(yuǎn)距勘測相機(jī)從多光譜成像儀結(jié)合顏色數(shù)據(jù)合成圖像制作出了這個(gè)圖片。冥王星（Pluto），是太陽系中較大的矮行星，位于海王星以外的柯伊伯帶內(nèi)側(cè)，屬于外海王星天體，于1930年被發(fā)現(xiàn)，并被視為第九大行星。

工程材料

豬籠草口緣區(qū)表面水的連續(xù)定向輸運(yùn)機(jī)制

北京航空航天大學(xué)陳華偉教授，張德遠(yuǎn)教授和江雷院士等發(fā)現(xiàn)在豬籠草捕蟲籠的口緣表面可以實(shí)現(xiàn)水的連續(xù)、定向流動(dòng)，這種流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力主要來自于口緣表面兩級溝槽內(nèi)的楔形盲孔結(jié)構(gòu)的梯度內(nèi)楔角產(chǎn)生的梯度泰勒毛細(xì)升力，而液體的反向運(yùn)動(dòng)會被盲孔尖銳的外邊緣阻擋，兩種效應(yīng)產(chǎn)生了定向快速的液體運(yùn)輸，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上。該研究成果揭示豬籠草“油嘴滑蟲”液膜自動(dòng)搬運(yùn)液體、致使昆蟲無法駐足而滑落入籠的機(jī)理，并建立了液膜輸運(yùn)的理論計(jì)算模型，該模型將被進(jìn)一步用于設(shè)計(jì)人工智能流體運(yùn)輸系統(tǒng)、機(jī)械自潤滑以及醫(yī)療器械防粘等實(shí)際應(yīng)用。

“食肉植物”豬籠草

定向流動(dòng)過程

全光纖化50 GHz窄線寬光纖激光器獲得2.5kW輸出

單層FeSe/SrTiO3界面超導(dǎo)的超快動(dòng)力學(xué)

中國科學(xué)院物理研究所趙繼民研究員等與清華大學(xué)薛其坤團(tuán)隊(duì)合作研究了單層FeSe/SrTiO3界面高溫超導(dǎo)體系的超快動(dòng)力學(xué)過程，觀測到了超導(dǎo)相變，測量了超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度、超導(dǎo)能隙、電-聲子耦合強(qiáng)度，同時(shí)闡釋了保護(hù)層對超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的影響，研究論文發(fā)表于《物理評論快報(bào)》。該工作首次運(yùn)用超快光譜方法在單原子層體系上觀測到超導(dǎo)相變，展示了以超快光譜方法研究強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系的優(yōu)勢：時(shí)域展開的超快動(dòng)力學(xué)過程，非接觸的無損測量，單層/界面量子體系的相變，以及對配對玻色子相關(guān)物性的研究。

中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所上海市全固態(tài)激光器與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高功率光纖激光課題組研制的50 GHz線寬近衍射極限光纖激光器實(shí)現(xiàn)2.5 kW功率突破，為大型高功率光纖激光系統(tǒng)奠定了重要的單元技術(shù)基礎(chǔ)。高亮度窄線寬光纖激光光源在相干通信、激光雷達(dá)、高能粒子加速器、聚變點(diǎn)火和激光冷卻等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。該研究從光纖激光的核心器件研制到關(guān)鍵技術(shù)均實(shí)現(xiàn)重大突破，在窄線寬光纖激光領(lǐng)域具備了線寬精確操控、光纖熱光效應(yīng)管理、非線性效應(yīng)抑制、全光纖化及模塊化工程研發(fā)能力。

納米尺度高通量腦微觀重建平臺

中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所顯微分析技術(shù)平臺的科研人員建立了國內(nèi)最高通量的納米級突觸水平神經(jīng)大數(shù)據(jù)重建與分析平臺，致力于破解神經(jīng)微環(huán)路大數(shù)據(jù)量解析的限制瓶頸，提供高效的微觀重建工程解決方案，在“納米尺度、突觸水平”上重建微觀大腦神經(jīng)元連接，填補(bǔ)了中國腦科學(xué)和類腦研究在神經(jīng)微環(huán)路結(jié)構(gòu)解析能力方面的空缺。神經(jīng)元是大腦的最基本單元，而突觸是神經(jīng)元之間在功能上發(fā)生聯(lián)系的部位，也是信息傳遞的關(guān)鍵部位，突觸水平的腦微觀重建是了解大腦信息的傳遞機(jī)理的重要技術(shù)手段。

紫外線照射加速沸石分子篩晶化

吉林大學(xué)于吉紅院士研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)，羥基自由基存在于沸石分子篩的水熱合成體系，并可以顯著加速沸石分子篩的晶化，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》雜志。沸石分子篩是一類具有規(guī)則納米孔道的硅鋁酸鹽晶體，通過紫外照射或Fenton反應(yīng)向沸石分子篩水熱合成體系額外引入羥基自由基，能夠顯著加快沸石分子篩的成核，從而加速其晶化過程。這一發(fā)現(xiàn)是無機(jī)微孔晶體材料生成機(jī)理研究方面的重要突破，使人們對沸石分子篩的生成機(jī)理有了新認(rèn)識，為在工業(yè)上具有重要需求的沸石分子篩材料的高效、節(jié)能和綠色合成開辟了新的路徑。

在UV照射和非UV照射條件下沸石分子篩的晶化過程對比及通過EPR確證自由基的存在

理論計(jì)算自由基與自由能

電子谷自由度的電學(xué)調(diào)控

中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員趙建華研究團(tuán)隊(duì)與美國加州大學(xué)伯克利分校張翔教授等合作，首次在單層過渡族金屬二硫化物(TMDC)材料中實(shí)現(xiàn)了電子谷自由度的電學(xué)調(diào)控，研究成果發(fā)表于《自然-納米技術(shù)》。近年來，調(diào)控TMDC單層材料中電子谷自由度已成為凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該研究利用磁性半導(dǎo)體(Ga, Mn) As作為鐵磁電極實(shí)現(xiàn)了對單層TMDC的高效自旋注入，產(chǎn)生和調(diào)控了谷載流子，并為谷電子學(xué)和自旋電子學(xué)的研究建立了聯(lián)系紐帶。

新型半導(dǎo)體材料特性測量技術(shù)

中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所以傳統(tǒng)半導(dǎo)體硅材料為研究對象，建立非線性光載流子輻射模型，并在此基礎(chǔ)上分別提出了多光斑光載流子輻射技術(shù)和穩(wěn)態(tài)光載流子輻射成像技術(shù)，通過仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量證實(shí)了上述技術(shù)的有效性，半導(dǎo)體材料是微電子器件和光伏器件的基礎(chǔ)材料，其雜質(zhì)和缺陷特性嚴(yán)重影響器件性能。隨著微電子器件集成度和光伏器件轉(zhuǎn)換效率的提高，對半導(dǎo)體原材料的要求越來越高。為了滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求，相應(yīng)地要求材料檢測方法具有更高的靈敏度和更快的測量速度，同時(shí)避免對材料產(chǎn)生損傷。

通過晶界和孿晶界構(gòu)筑穩(wěn)定金屬納米結(jié)構(gòu)

中國科學(xué)院金屬研究所研究員盧柯應(yīng)邀為《自然綜述材料》創(chuàng)刊卷撰寫的綜述性論文《通過晶界和孿晶界構(gòu)筑穩(wěn)定金屬納米結(jié)構(gòu)》。合金化是提高金屬性能的常用方法，通過在金屬中引入界面也可以在保持化學(xué)成分不變的情況下提高金屬的多種性能。該論文系統(tǒng)總結(jié)了利用界面構(gòu)筑提高金屬中納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的最新進(jìn)展，深入分析了界面數(shù)量、界面結(jié)構(gòu)和界面分布對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，闡述了普通大角晶界、小角晶界和孿晶界在納米孿晶結(jié)構(gòu)、納米層片結(jié)構(gòu)及梯度納米結(jié)構(gòu)中的作用及其對性能的影響，并對這些新型金屬納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了展望。

物理化學(xué)

耦合分子的特寫鏡頭

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)單分子科學(xué)團(tuán)隊(duì)董振超研究組利用納腔等離激元增強(qiáng)的亞納米空間分辨的電致發(fā)光技術(shù)，于國際上首次在單分子水平上實(shí)現(xiàn)了對分子間偶極耦合的直接成像觀察，從實(shí)空間上展示了分子間能量轉(zhuǎn)移的相干特征，該研究成果發(fā)表于《自然》雜志。分子間的能量轉(zhuǎn)移是維系生命及其演化的重要方式，也是實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)、構(gòu)造分子功能材料的重要手段。該研究為深入理解分子體系的相干偶極耦合提供了前所未有的實(shí)空間信息，為分子捕光結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及量子糾纏光源的制備與調(diào)控提供了新的思路。這是我國科學(xué)家在納腔等離激元物理化學(xué)研究方面獲得的重大進(jìn)展。

實(shí)驗(yàn)的藝術(shù)渲染圖

利用亞納米分辨的光譜成像技術(shù)，對鋅酞菁染料分子二聚體的各種偶極耦合方式的實(shí)空間成像表征。

三維狄拉克半金屬研究

中國科學(xué)院強(qiáng)磁場科學(xué)中心研究員田明亮研究團(tuán)隊(duì)，基于穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置水冷磁體和極低溫測試系統(tǒng)支持，在三維狄拉克半金屬研究中取進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《物理評論B》。三維拓?fù)涞依税虢饘偈悄壳澳蹜B(tài)領(lǐng)域和材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，它被人們形象地譽(yù)為三維版本的石墨烯，在未來低能耗電子學(xué)器件應(yīng)用上具有重要價(jià)值。研究表明，層狀ZrTe5材料是研究三維狄拉克半金屬的理想材料體系。

煤制天然氣研究進(jìn)展

中國科學(xué)院工程熱物理研究所分布式供能與可再生能源實(shí)驗(yàn)室研究了煤制天然氣系統(tǒng)，包括全生命周期能耗、溫室氣體排放、新型煤制氣系統(tǒng)等，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然-氣候變化》?；谛滦兔簹饣拿褐茪庀到y(tǒng)效率能夠達(dá)到60-65%，其全生命周期能耗和溫室氣體排放將達(dá)到甚至低于目前的煤電技術(shù)水平。由于煤制氣系統(tǒng)還是高濃度的二氧化碳排放源，其二氧化碳捕集能耗大幅低于傳統(tǒng)的燃煤電站燃燒后捕集，如果將煤制氣與二氧化碳捕集和封存 (CCS) 技術(shù)相結(jié)合，其全生命周期溫室氣體排放將低于煤電+CCS技術(shù)。

四元堿金屬紅外非線性光學(xué)晶體研究

中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所光電功能材料團(tuán)隊(duì)通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)Hg陽離子具有多變的配位環(huán)境，而且當(dāng)它與易畸變的四面體基元以及堿金屬相結(jié)合時(shí)利于形成非中心對稱結(jié)構(gòu)，相關(guān)成果發(fā)表于《材料化學(xué)》。中遠(yuǎn)紅外激光（2~20 μm）在國防、通訊、醫(yī)療以及安全方面有著重要的應(yīng)用，其中紅外非線性光學(xué)晶體是實(shí)現(xiàn)中遠(yuǎn)紅外激光輸出的關(guān)鍵器件。目前商業(yè)化的紅外非線性光學(xué)晶體存在多方面的性能缺陷，限制了它們的應(yīng)用范圍。因此，設(shè)計(jì)和探索新型的紅外非線性材料成為紅外激光領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。

LixFe7Se8單晶中電子的Anderson局域化

中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗(yàn)室（籌）先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室戴希研究員，陳小龍研究員、金士鋒副研究員，西安交通大學(xué)張偉研究員等，通過對金屬母相Fe7Se8進(jìn)行電子摻雜，并同時(shí)誘導(dǎo)系統(tǒng)中鐵的無序占位，成功獲得了厘米級單晶形態(tài)的LixFe7Se8，并觀察到了電子的Anderson局域化現(xiàn)象，該研究結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志。這是首次在大塊單晶中實(shí)現(xiàn)電子體系A(chǔ)nderson局域化的報(bào)道，該成果為研究無序及MIT轉(zhuǎn)變研究提供了一個(gè)新的研究平臺，對該體系的研究將加深人們對無序材料中電子行為的認(rèn)識。

態(tài)密度隨無序程度的變化關(guān)系

載流子濃度與無序程度的相圖

可重復(fù)接枝聚合物刷的表面修飾法

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所周峰研究團(tuán)隊(duì)提出了一種可多次重復(fù)進(jìn)行的表面修飾的新方法，發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》。通過將引發(fā)劑像種子一樣“埋”在聚苯乙烯塑料基底當(dāng)中。通過簡單的打磨后，引發(fā)劑重新暴露在聚苯乙烯表面，從而可以對基底進(jìn)行多次修飾。并且結(jié)合機(jī)械微加工、熱壓印等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在這種塑料表面上可多次修飾不同金屬圖案。另外，由于引發(fā)劑在體相均勻分布，通過立體加工實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)方法很難實(shí)現(xiàn)的立體化修飾。這種新的表面修飾方法有望在生物潤滑、表面金屬鍍層、微流體器件等方面得到廣發(fā)應(yīng)用。

零折射率材料中的零多普勒現(xiàn)象

同濟(jì)大學(xué)的張冶文教授、陳鴻教授與英國倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院的陳曉東教授合作，在零多普勒效應(yīng)微波實(shí)驗(yàn)研究取得新進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。在普通介質(zhì)中，當(dāng)波源與接收器發(fā)生相對移動(dòng)的時(shí)候，由于波陣面發(fā)生了壓縮/拉伸，頻率會發(fā)生偏移，這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。研究人員在由左右手傳輸線結(jié)構(gòu)構(gòu)造的零折射率材料中實(shí)現(xiàn)了可控的移動(dòng)反射面，在這一實(shí)驗(yàn)平臺上，對于零折射率材料，當(dāng)波源與接收器發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)并沒有出現(xiàn)任何多普勒頻移，這一新的物理現(xiàn)象被命名為零多普勒效應(yīng)。

原子核中手性和空間反射對稱性的聯(lián)立自發(fā)破缺

山東大學(xué)（威海）王守宇教授、北京大學(xué)張雙全和孟杰教授等合作開展研究，首次發(fā)現(xiàn)原子核中手性和空間反射對稱性的聯(lián)立自發(fā)破缺，促進(jìn)了對原子核對稱性自發(fā)破缺和恢復(fù)的理解，相關(guān)成果發(fā)表在《物理評論快報(bào)》上。對稱性及其破缺是基本的科學(xué)問，手征對稱性和空間反射對稱性在自然界中廣泛存在?？茖W(xué)家曾預(yù)言原子核手征對稱性的自發(fā)破缺，并得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。原子核空間反射對稱性的自發(fā)破缺發(fā)生在具有八極形變（例如梨形）的原子核中，這關(guān)聯(lián)著基本的CP對稱破缺問題，有助于研究超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理。

調(diào)節(jié)膽固醇代謝增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)

中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院許琛琦研究員與李伯良研究員合作，在提高T細(xì)胞抗腫瘤免疫功能的研究方面取得重要進(jìn)展，研究結(jié)果發(fā)表于《自然》雜志。人體的免疫系統(tǒng)負(fù)責(zé)保衛(wèi)機(jī)體健康，其中T淋巴細(xì)胞是獲得性免疫系統(tǒng)中重要的功能細(xì)胞，負(fù)責(zé)識別抗原，并協(xié)同其他免疫細(xì)胞進(jìn)行免疫應(yīng)答，然而腫瘤細(xì)胞能夠通過多種機(jī)制抑制T細(xì)胞的抗腫瘤活性，從而逃逸免疫系統(tǒng)的攻擊。該項(xiàng)研究開辟了腫瘤免疫治療研究的一個(gè)新領(lǐng)域：揭示細(xì)胞代謝對腫瘤免疫應(yīng)答起到關(guān)鍵調(diào)控作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了ACAT1這一新的藥物靶點(diǎn)，提示ACAT1小分子抑制劑的應(yīng)用前景，為腫瘤免疫治療新思路與新方法提供了理論基礎(chǔ)。

抑制ACAT1增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞的腫瘤殺傷功能

抑制膽固醇脂化強(qiáng)化CD8+ T細(xì)胞應(yīng)答

生命醫(yī)學(xué)

反義長鏈非編碼RNA調(diào)控基因表達(dá)和多能干細(xì)胞分化

清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院沈曉驊研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)揭示了長鏈非編碼RNA順式調(diào)控基因組上鄰近基因的表達(dá)，以及它們在干細(xì)胞分化和發(fā)育中的作用，相關(guān)成果發(fā)表于《細(xì)胞-干細(xì)胞》。該研究揭示出lncRNAs順式調(diào)控鄰近蛋白編碼基因是一種廣泛存在的轉(zhuǎn)錄調(diào)控新模式。基于順式調(diào)控規(guī)律，科學(xué)家可以根據(jù)鄰近已知蛋白編碼基因的功能，預(yù)測出大量未經(jīng)鑒定的非編碼lncRNA的功能。這種功能上的預(yù)測，將幫助科研人員更好地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和研究未知lncRNA，對全面認(rèn)識非編碼基因組的功能、基因表達(dá)調(diào)控和生物體發(fā)育具有重要意義。

譜系示蹤技術(shù)揭示胚胎期冠狀動(dòng)脈的起源

中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營養(yǎng)科學(xué)研究所周斌研究組，利用遺傳譜系示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)胚胎期心臟壁上的冠狀血管起源于靜脈竇而非心室心內(nèi)膜，揭示了心血管研究領(lǐng)域內(nèi)長期存在的爭論性問題，為研究冠狀血管的發(fā)生發(fā)育與再生治療提供了理論基礎(chǔ)，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《循環(huán)研究》雜志。心血管領(lǐng)域關(guān)于胚胎期冠狀血管的起源一直存在爭論，靜脈竇和心室心內(nèi)膜是最主要也是最具爭議的兩個(gè)起源。研究人員還通過RNA-sequencing技術(shù)發(fā)現(xiàn)并鑒定出了一系列特異性表達(dá)在心內(nèi)膜細(xì)胞或冠狀血管內(nèi)皮細(xì)胞上的基因。

胚胎干細(xì)胞向中胚層及心肌細(xì)胞分化過程的調(diào)控機(jī)制

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所/中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院楊黃恬研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了組蛋白去甲基化酶PHF8在調(diào)控胚胎干細(xì)胞向中胚層及心肌細(xì)胞分化過程中的機(jī)制，研究結(jié)果發(fā)表于《干細(xì)胞》雜志。胚胎干細(xì)胞具有在體內(nèi)外分化為三胚層及其衍生細(xì)胞的能力，對體外胚胎干細(xì)胞分化機(jī)制的研究將有助于理解哺乳動(dòng)物發(fā)育過程中的調(diào)控機(jī)制。該研究發(fā)現(xiàn)不僅擴(kuò)展了對KDMs在ESCs分化及凋亡中作用的認(rèn)識，并進(jìn)一步證實(shí)了分化與凋亡之間的直接關(guān)系。

蚊子C型凝集素維持腸道內(nèi)生菌群穩(wěn)態(tài)

清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院程功研究組首次發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了媒介昆蟲腸道內(nèi)生菌在腸道內(nèi)的定植的分子機(jī)制，為媒介傳染病的防控提供新的干預(yù)靶點(diǎn)，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《自然-微生物學(xué)》雜志。蚊媒傳染病是通過蚊媒叮咬傳播給人類及動(dòng)物宿主的一類疾病。近年來，多種新發(fā)及再發(fā)蚊媒傳染病已對人類的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅，如何降低蚊媒攜帶和傳播病原體的能力是蚊媒傳染病防控的一項(xiàng)關(guān)鍵問題。C型凝集素通過阻滯抗菌肽與腸道菌的結(jié)合，使腸道菌躲避了抗菌肽對其殺傷，從而在蚊子腸道中穩(wěn)定存活。

蚊腸道內(nèi)生菌群穩(wěn)態(tài)的維持機(jī)制

抗生素抗性共生微生物檢測

腫瘤化療療效評價(jià)成像新方法

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授梁高林課題組與中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場科學(xué)中心研究員鐘凱課題組合作，發(fā)明了一種能在化療腫瘤內(nèi)“智能”自聚集的磁共振納米造影劑，并在構(gòu)建有凋亡腫瘤模型的小鼠體內(nèi)驗(yàn)證了其優(yōu)異的腫瘤成像效果，該研究成果發(fā)表于《納米快報(bào)》。Caspase家族在介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的過程中起著非常重要的作用，新型磁共振納米造影劑能夠更加簡單靈敏地測定體內(nèi)外Casp3/7的活性，對Casp3/7的檢測可以很好地監(jiān)測腫瘤細(xì)胞的早期凋亡，從而評價(jià)腫瘤化療的療效，為后續(xù)腫瘤的治療提供參考。

促髓鞘再生的藥物作用靶點(diǎn)

中國科學(xué)院上海藥物研究所研究員謝欣課題組研究發(fā)現(xiàn)某個(gè)G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）Kappa阿片受體（KOR）對少突膠質(zhì)前體細(xì)胞向少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化非常重要，并從髓鞘再生的角度闡述了KOR的重要作用，為多發(fā)性硬化（MS）的治療提供一個(gè)新的藥物作用靶點(diǎn)，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《自然-通訊》。MS是一種自身免疫病，常由免疫系統(tǒng)攻擊神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)致神經(jīng)髓鞘的破壞和白質(zhì)損傷，是僅次于創(chuàng)傷的中青年人致殘?jiān)?，有著“死不了的癌癥”之稱?，F(xiàn)有藥物均為免疫抑制劑，只能緩解和減少復(fù)發(fā)，但對已經(jīng)損傷的神經(jīng)并無修復(fù)作用。

胃癌耐藥分子機(jī)制

中國科學(xué)院北京基因組研究所精準(zhǔn)基因組醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙永良課題組利用胃癌為模型，在研究耐藥性分子機(jī)制方面獲得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)人類解旋酶RecQL4通過促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子YB1的磷酸化而調(diào)控其下游耐藥基因MDR1的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)胃癌細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《癌癥研究》。文章證實(shí)了RecQL4-YB1-MDR1調(diào)節(jié)軸心在介導(dǎo)胃癌細(xì)胞順鉑耐藥中的重要作用，在一定程度上闡明了腫瘤化療耐藥產(chǎn)生的分子機(jī)制，揭示了RecQL4可作為腫瘤耐藥的標(biāo)志物來指導(dǎo)臨床用藥，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

植物植被

植物雌雄識別的分子機(jī)制

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所楊維才研究團(tuán)隊(duì)首次分離到了花粉管識別雌性吸引信號的受體蛋白復(fù)合體，并揭示了信號識別和激活的分子機(jī)制，研究結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志。遠(yuǎn)緣雜交育種是指人類利用不同種、屬或親緣關(guān)系更遠(yuǎn)的物種間雜交，產(chǎn)生遠(yuǎn)緣雜種，從而打破植物種、屬間的隔離，獲得新的作物品種。一直以來，雜交育種都是人類提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要技術(shù)。但是遠(yuǎn)緣雜交廣泛存在生殖隔離造成的雜交障礙，往往使得雜交表現(xiàn)不親和性，作物雜交育種失敗或效率低下。導(dǎo)致雜交障礙的主要原因之一是雌雄配子體的有效識別。

掃描電鏡結(jié)果顯示突變體花粉管尋找胚囊的效率下降

細(xì)胞表面形成復(fù)合體

Hippo信號通路參與生長素介導(dǎo)的植物器官發(fā)生

中國科學(xué)院植物研究所程佑發(fā)研究組發(fā)現(xiàn)擬南芥NCP1/AtMOB1A蛋白與動(dòng)物Hippo信號通路的核心成員MOB1蛋白高度相似，并在生長素介導(dǎo)的植物生長發(fā)育過程中起到重要作用，研究成果發(fā)表于《PLoS遺傳學(xué)》。Hippo信號通路是近年來在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)信號通路，在調(diào)控動(dòng)物細(xì)胞分裂、器官大小和腫瘤發(fā)生方面起重要作用。該研究揭示了植物基因MOB1在生長素調(diào)控的植物發(fā)育過程中的重要作用，為深入解析生長素的作用機(jī)理提供了一個(gè)新的切入點(diǎn)。

大豆CDPK基因家族響應(yīng)蟲害和干旱研究

中國科學(xué)院昆明植物研究所吳建強(qiáng)研究組解析大豆CDPK基因家族各成員在蟲害和干旱脅迫下的不同功能，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》雜志。大豆作為重要的農(nóng)作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有重要地位。每年蟲害和干旱等都對大豆生產(chǎn)造成極大的損失。在干旱和ABA的處理下，一多半的家族成員的轉(zhuǎn)錄水平都發(fā)生了顯著變化，表明CDPK在植物抗非生物脅迫中發(fā)揮著重要角色。該研究對了解大豆的抗性生理和培育抗蟲、抗旱新品種提供了較重要的數(shù)據(jù)。

G蛋白調(diào)控植物天然免疫的機(jī)理

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所周儉民研究組與加拿大的張躍林研究組合作研究發(fā)現(xiàn)G蛋白異源三聚體可以和FLS2-BIK1受體復(fù)合體相互作用，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《eLIFE》雜志。植物免疫受體能夠感受各種病原分子模式，并通過細(xì)胞質(zhì)類受體激酶BIK1激活下游免疫反應(yīng)。植物G蛋白與免疫受體復(fù)合體相偶聯(lián)，在免疫反應(yīng)激活前后通過兩種不同的機(jī)制調(diào)節(jié)免疫信號的激活，揭示了G蛋白與受體偶聯(lián)方式在動(dòng)植物中的異同。

水生植物譜系地理學(xué)研究

中國科學(xué)院武漢植物園王青鋒研究團(tuán)隊(duì)對中國分布的篦齒眼子菜屬物種進(jìn)行了譜系地理學(xué)研究，該結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》雜志。水生植物是中國植物多樣性構(gòu)成和濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要類群，水生植物的分布區(qū)通常比較廣泛，許多物種同時(shí)分布于中國的西北和北方的溫帶地區(qū)以及西南的云貴高原，其中一些物種在青藏高原也有分布。由于同域分布，這些物種間的雜交現(xiàn)象非常普遍，其中眼子菜科的物種較為典型。該研究揭示了水生植物近緣物種在譜系地理格局和演化歷史上的差異及其原因。

絲葉眼子菜的葉綠體單倍型分布

眼子菜科異域分布

闊葉紅松老齡林細(xì)根對土壤碳的貢獻(xiàn)

中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所界面生態(tài)研究團(tuán)隊(duì)，對長白山原始闊葉紅松林細(xì)根動(dòng)態(tài)的6年調(diào)查研究顯示，細(xì)根生物量、生產(chǎn)量、死亡量和消失量均表現(xiàn)出明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài)，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《植物與土壤》。月細(xì)根量受前月氣候條件（如月平均溫、月降雨量）的影響，而月細(xì)根生產(chǎn)量則與當(dāng)月的平均溫關(guān)系密切；細(xì)根生產(chǎn)量的季節(jié)動(dòng)態(tài)與森林NPP的季節(jié)動(dòng)態(tài)相似，與凋落物量的季節(jié)動(dòng)態(tài)相反；總細(xì)根生產(chǎn)量占闊葉紅松林NPP的25%，經(jīng)由細(xì)根向土壤輸入的碳量是地上凋落物的1.2倍。

乙烯調(diào)控葡萄抗寒性研究

中國科學(xué)院武漢植物園李紹華研究團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)低溫脅迫可以促進(jìn)ACC的合成并激活A(yù)CO的活性，從而導(dǎo)致葡萄中內(nèi)源乙烯的合成速率增加；外源添加ACC可以顯著提高山葡萄和“玫瑰香”的抗寒性，而添加AVG卻增加了山葡萄和“玫瑰香”對低溫的敏感性，表明乙烯正調(diào)控葡萄對低溫脅迫的耐受性，研究結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。葡萄為葡萄科葡萄屬落葉藤本植物，是世界上第二大果樹作物，鮮果及其加工品葡萄酒一直廣受消費(fèi)者喜愛，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場前景。

設(shè)計(jì)高效的植物sgRNA進(jìn)行基因編輯

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園植物分子生物學(xué)研究組梁崗等，通過分析已有的有效和無效的sgRNA的二級結(jié)構(gòu)，獲得了直接控制sgRNA效率的關(guān)鍵參數(shù)。同時(shí)，針對目前構(gòu)建多靶點(diǎn)CRISPR/Cas9-sgRNA載體的成功率較低的現(xiàn)狀，開發(fā)了一個(gè)高效的構(gòu)建多靶點(diǎn)CRISPR/Cas9-sgRNA載體的策略，研究結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。在水稻中，對這些sgRNA的編輯效率進(jìn)行了驗(yàn)證，符合規(guī)定參數(shù)的sgRNA可以有效地對靶基因進(jìn)行編輯。該研究成果也為科研人員選擇高效的植物sgRNA提供了參考。