先睹為快!專家解讀2018年度中國科學十大進展

先睹為快！專家解讀2018年度中國科學十大進展

科技新聞來源：央視網 2019年02月27日 10:23 A-A+
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　　央視網消息：2019年2月27日，中國科技部基礎研究管理中心召開「2018年度中國科學十大進展專家解讀會」，現場發布了2018年度中國科學十大進展。

　　2018年中國科學家做出的這十大進展是：基於體細胞核移植技術成功克隆出獼猴、創建出首例人造單染色體真核細胞、揭示抑鬱發生及氯胺酮快速抗抑鬱機制、研製出用於腫瘤治療的智能型DNA納米機器人、測得迄今最高精度的引力常數G值、首次直接探測到電子宇宙射線能譜在1TeV附近的拐折、揭示水合離子的原子結構和幻數效應、創建出可探測細胞內結構相互作用的納米和毫秒尺度成像技術、調控植物生長-代謝平衡實現可持續農業發展、將人類生活在黃土高原的歷史推前至距今212萬年。

　　這些聽起來「高大上」的科學技術究竟有多厲害，接下來央視網為您一一揭曉。

　　1、基於體細胞核移植技術成功克隆出獼猴

　　團隊：中國科學院神經科學研究所/腦科學與智能技術卓越創新中心孫強和劉真研究團隊

　　關鍵詞：克隆猴、實驗模型的新時代、裡程碑

　　劃重點：體細胞克隆猴的成功是該領域從無到有的突破，該技術將為非人靈長類基因編輯操作提供更為便利和精準的技術手段，使得非人靈長類可能成為可以廣泛應用的動物模型，進而推動靈長類生殖發育、生物醫學以及腦認知科學和腦疾病機理等研究的快速發展。

　　德國科學院院士Nikos K. Logothetis以「克隆猴：基礎和生物醫學研究的一個重要裡程碑(Cloning NHP: A major milestone in basic and biomedical research)」為題發表評論認為，這項工作證明了利用體細胞核生殖克隆獼猴的可行性，打破了技術壁壘並開創了使用非人靈長類動物作為實驗模型的新時代，是生物醫學研究領域真正精彩的裡程碑。

　　2、創建出首例人造單染色體真核細胞

　　團隊：中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所覃重軍和薛小莉研究組、趙國屏研究組、生物化學與細胞生物學研究所周金秋研究組、武漢菲沙基因信息有限公司等團隊

　　關鍵詞：人造單染色體真核細胞 工程化 重組 複製 分離

　　劃重點：技術團隊通過合作，以天然含有16條染色體的真核生物釀酒酵母為研究材料，採用合成生物學「工程化」方法和高效使能技術，在國際上首次人工創建了自然界不存在的簡約化的生命——僅含單條染色體的真核細胞。該研究表明天然複雜生命體系可以通過人工幹預變簡約，甚至可以人工創造全新的自然界不存在的生命。

　　Nature、The Scientist等發表評論認為，這可能是迄今為止動作最大的基因組重構，這些遺傳改造的酵母菌株是研究染色體生物學重要概念的強大資源，包括染色體的複製、重組和分離。

　　3、揭示抑鬱發生及氯胺酮快速抗抑鬱機制

　　團隊：浙江大學醫學院胡海嵐研究組

　　關鍵詞：抑鬱症 氯胺酮 單胺假說

　　劃重點：該研究對於抑鬱症這一重大疾病的機製做出了系統性的闡釋，顛覆了以往抑鬱症核心機制上流行的 「單胺假說」，並為研發氯胺酮的替代品、避免其成癮等副作用提供了新的科學依據。同時，為研發更多、更好的抗抑鬱藥物或幹預技術提供了嶄新的思路，對最終戰勝抑鬱症具有重大意義。

　　Science、Scientific American等期刊對該工作進行了新聞報導，稱「這是一項驚人的發現」。

　　4、研製出用於腫瘤治療的智能型DNA納米機器人

　　團隊：國家納米科學中心聶廣軍、丁寶全和趙宇亮研究組與美國亞利桑那州立大學顏灝研究組等

　　關鍵詞：腫瘤 治療 DNA 納米機器人

　　劃重點：納米機器人能在活體（小鼠和豬）血管內穩定工作並高效完成定點藥物輸運，DNA納米機器人代表了未來人類精準藥物設計的全新模式，為惡性腫瘤等疾病的治療提供了全新的智能化策略。

　　Nature Reviews Cancer、Nature Biotechnology等評論認為該工作為裡程碑式的工作；美國The Scientist期刊將該工作與同性繁殖、液體活檢、人工智慧一起，評選為2018年度世界四大技術進步。

　　5、測得迄今最高精度的引力常數G值

　　團隊：華中科技大學物理學院引力中心羅俊、楊山清和邵成剛研究組

　　關鍵詞：牛頓 萬有引力 常數 G 扭秤周期法 扭秤角加速度反饋法

　　劃重點：科研團隊通過扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法來測量G值，獲得了迄今為止國際最高的測量精度（G值分別為6.674184 ×10−11和6.674484 ×10−11m3/kg/s2，相對標準偏差分別為百萬分之11.64和11.61），更為關鍵的是兩個結果在3倍標準差範圍內吻合。

　　Nature期刊以「引力常數的創紀錄精度測量(Gravity measured with record precision)」為題發表評論認為，這項工作是迄今為止用兩種獨立的方法測定引力常數的不確定度最小的結果，為揭示造成萬有引力常數測量差異的原因提供了非常好的機遇，同時也為進一步測量獲得引力常數的真值提供了機遇；並評價這項工作是「精密測量領域卓越工藝的典範」。

　　6、首次直接探測到電子宇宙射線能譜在1TeV附近的拐折

　　團隊：DAMPE合作組

　　關鍵詞：悟空號 暗物質 分段冪律模型 單冪律模型 地面間接測量 拐折 宇宙 中高能電子輻射

　　劃重點：悟空號所獲得能譜可以用分段冪律模型而不是單冪律模型很好地擬合，明確表明在0.9TeV附近存在一個拐折，證實了地面間接測量的結果。該拐折反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為對於判定部分電子宇宙射線是否來自於暗物質起著關鍵性作用。

　　瑞典皇家科學院院士、諾貝爾物理學獎評獎委員會秘書Lars Bergstrom教授肯定了這是首次直接測量到這一拐折。美國約翰霍普金斯大學Marc Kamionkowski教授評論認為，這是年度最令人激動的科學進展之一。

　　7、揭示水合離子的原子結構和幻數效應

　　團隊：北京大學物理學院量子材料科學中心江穎、王恩哥和徐莉梅研究組與化學與分子工程學院高毅勤研究組

　　關鍵詞：水合離子 原子結構 幻數效應

　　劃重點：科研團隊開發了一種基於高階靜電力的新型掃描探針技術，在國際上首次獲得了單個鈉離子水合物的原子級分辨圖像，首次澄清了界面上離子水合物的原子構型，並建立了離子水合物的微觀結構和輸運性質之間的直接關聯，顛覆了人們對於受限體系中離子輸運的傳統認識。

　　Nature Reviews Chemistry期刊主編David Schilter發表評論文章認為，這項研究獲得了「堪稱完美的水合離子結構和動力學信息」。

　　8、創建出可探測細胞內結構相互作用的納米和毫秒尺度成像技術

　　團隊：中國科學院生物物理研究所李棟研究組、美國霍華德休斯醫學研究所Jennifer Lippincott-Schwartz和Eric Betzig等

　　關鍵詞：探測 細胞 內結構 相互作用 納米 毫秒 尺度 成像

　　劃重點：科研團隊發展了掠入射結構光照明顯微鏡（GI-SIM）技術，以97納米解析度、每秒266幀對細胞基底膜附近的動態事件連續成像數千幅。揭示了細胞器-細胞器、細胞器-細胞骨架之間的多種新型相互作用，深化了對這些結構複雜行為的理解。

　　中國科學院外籍院士、美國杜克大學Xiao-Fan Wang教授評論認為，這項工作發展了一項可視化活細胞內的細胞器與細胞骨架動態相互作用和運動的新技術，將會把細胞生物學帶入一個新時代，有助於更好地理解活細胞條件下的分子事件，也提供了一個從機制上洞察關鍵生物過程的窗口，可對生命科學整個學科產生重大影響。

　　9、調控植物生長-代謝平衡實現可持續農業發展

　　團隊：中國科學院遺傳與發育生物學研究所傅向東研究組

　　關鍵詞：植物生長-代謝平衡 可持續農業發展

　　劃重點：水稻生長調節因子GRF4和生長抑制因子DELLA相互之間的反向平衡調節賦予了植物生長與碳-氮代謝之間的穩態共調節。GRF4促進並整合了植物氮素代謝、光合作用以及生長發育，而DELLA抑制了這些過程。作為「綠色革命」品種典型特徵的DELLA蛋白高水平累積使其獲得了半矮化優良農藝性狀，但是卻伴隨著氮肥利用效率降低。通過將GRF4-DELLA平衡向GRF4豐度的增加傾斜，可以在維持半矮化優良性狀的同時提高「綠色革命」品種的氮肥利用效率並增加穀物產量。因此，對植物生長和代謝協同調控是未來可持續農業和糧食安全的一種新的育種策略。

　　Nature期刊發表評論文章認為，該育種策略宣告了「一場新的綠色革命即將到來」。

　　10、將人類生活在黃土高原的歷史推前至距今212萬年

　　團隊：中國科學院廣州地球化學研究所朱照宇、古脊椎動物與古人類研究所黃慰文和英國埃克塞特大學Robin Dennell等

　　關鍵詞：黃土高原 人類 生活 歷史

　　劃重點：團隊歷經13年研究，在陝西省藍田縣發現了一處新的舊石器地點——上陳遺址。研究人員在早更新世17層黃土或古土壤層中發現了原地埋藏的96件舊石器，包括石核、石片、刮削器、鑽孔器、尖狀器、石錘等，其年齡約126萬年至212萬年。連同該團隊前期將藍田公王嶺直立人年代由原定距今115萬年重新定年為163萬年的結果，上陳遺址212萬年前最古老石器的發現將藍田古人類活動年代推前了約100萬年，這一年齡比德馬尼西遺址年齡還老27萬年，使上陳成為非洲以外最老的古人類遺蹟地點之一。

　　澳大利亞國立大學Andrew P. Roberts教授評論認為，這項轟動性工作確立了非洲以外已知的最古老的與古人類相關的遺址的年齡及氣候環境背景，對於我們理解人類進化有著巨大的影響，不僅是中國科學的重大成果，也是2018年全球科學的一大亮點。