“中國科學十大進展”遴選活動由科學技術部高技術研究發展中心(基礎研究管理中心)牽頭舉辦,至2021年已(yi)成功舉辦16屆,旨在宣傳我(wo)國(guo)重大基(ji)礎研究科學進展,激勵廣大科技(ji)工作者的科學熱(re)情和奉(feng)獻(xian)精神,在2020年(nian)度中國科學(xue)十大進(jin)展(zhan)中新冠肺炎疫情取得突出進(jin)展(zhan)、嫦娥五號(hao)首(shou)次(ci)實(shi)現月面自動采樣(yang)返回等10項重大科學進(jin)展(zhan),從31項候選進展中脫穎而出,一起來了解下吧(ba)。
面(mian)對突(tu)如其來的(de)(de)新冠(guan)(guan)肺(fei)炎疫(yi)(yi)情,我國科學(xue)家取得了(le)一(yi)系列突(tu)出進展,為(wei)打贏疫(yi)(yi)情防控阻擊戰提供了(le)重要的(de)(de)科學(xue)支撐,在(zai)病(bing)原學(xue)和(he)(he)流行病(bing)學(xue)方(fang)(fang)面(mian),第一(yi)時間分(fen)離鑒定出新冠(guan)(guan)病(bing)毒(du)(du)毒(du)(du)株并向世界衛生組(zu)織共享了(le)病(bing)毒(du)(du)全基因組(zu)序(xu)列;在(zai)檢測試劑研(yan)發和(he)(he)動物模型方(fang)(fang)面(mian),在(zai)疫(yi)(yi)情之初迅(xun)速研(yan)發了(le)新冠(guan)(guan)核酸診斷試劑,并研(yan)發了(le)免疫(yi)(yi)檢測試劑;在(zai)藥物和(he)(he)臨床(chuang)救(jiu)治方(fang)(fang)面(mian),揭示(shi)了(le)新冠(guan)(guan)臨床(chuang)特(te)征,在(zai)沒(mei)有特(te)效藥的(de)(de)情況下,實行中西醫結合,先后推出八(ba)版全國新冠(guan)(guan)肺(fei)炎診療方(fang)(fang)案,篩選出“三藥三方”等臨床有效的中藥西藥和治療辦法,被多個國家借鑒和使用;在疫苗和中和性抗體研發方面,滅活疫苗在全球率先開展3期臨床試驗(yan),并獲批附條件上市,我(wo)國科學(xue)家通(tong)(tong)過(guo)不懈努(nu)力(li)和無私(si)奉(feng)獻,通(tong)(tong)過(guo)嚴(yan)謹高效(xiao)的(de)科研工作,為我(wo)國取(qu)得抗擊新冠肺炎疫情斗爭重大戰略成果提供了強大科學(xue)支撐。
作為我國復雜度最(zui)高、技術(shu)跨度最(zui)大的航天(tian)系統工程,嫦娥五(wu)號首(shou)次完成了地外天(tian)體采(cai)樣(yang)與封裝、首(shou)次地外天(tian)體表面起飛、首(shou)次無人月(yue)球軌道交會(hui)對接與樣(yang)品(pin)轉移、首(shou)次月(yue)地入(ru)射并(bing)攜(xie)帶月(yue)球樣(yang)品(pin)高速(su)再入(ru)返(fan)回地球等我國航天(tian)史上多個重大技術(shu)突(tu)破(po),最(zui)終實現(xian)了我國首(shou)次地外天(tian)體采(cai)樣(yang)返(fan)回。歷經(jing)23天,嫦娥(e)五(wu)號闖過地月轉移(yi)、近月制動(dong)、環(huan)月飛(fei)行(xing)、月面著(zhu)陸、自動(dong)采樣、月面起(qi)飛(fei)、月軌交會對接、再入返回(hui)等多個難關,成(cheng)功攜帶月球(qiu)(qiu)樣品(pin)返回(hui)地球(qiu)(qiu),完成(cheng)了(le)這(zhe)次意義(yi)非凡(fan)的太空之(zhi)旅,是中國航天向(xiang)前(qian)邁進的一大步。
2020年(nian)11月10日(ri)8時12分,“奮斗(dou)者”號(hao)全海深載(zai)人潛水器圓(yuan)滿完成(cheng)萬米深潛海試任務,返(fan)回三(san)亞。此次(ci)任務中,西安光機所兩個(ge)科研團隊參與(yu)其中,成(cheng)功助(zhu)力“奮斗(dou)者”號(hao)創下了(le)10909米的中國載人深潛新紀錄,11月13日,“奮斗者(zhe)”號(hao)和“滄海(hai)”號(hao)深海(hai)視(shi)頻著陸器開(kai)展聯合作業,并在全球首(shou)次(ci)實現(xian)在萬(wan)米深海(hai)的(de)電視(shi)直播。”奮斗者(zhe)”號(hao)作為當前國際唯一能同時攜帶3人多次往(wang)返全海(hai)(hai)深(shen)(shen)作業的(de)(de)(de)載(zai)人深(shen)(shen)潛(qian)裝備(bei),其(qi)研(yan)制及海(hai)(hai)試的(de)(de)(de)成功,顯(xian)著提升了我(wo)(wo)國深(shen)(shen)海(hai)(hai)裝備(bei)技(ji)術的(de)(de)(de)自主創(chuang)新(xin)水(shui)平,使我(wo)(wo)國具有了進入世(shi)界海(hai)(hai)洋最深(shen)(shen)處(chu)開展科(ke)學探(tan)索(suo)(suo)和研(yan)究的(de)(de)(de)能力,是我(wo)(wo)國深(shen)(shen)海(hai)(hai)科(ke)技(ji)探(tan)索(suo)(suo)道路上的(de)(de)(de)重要里(li)程碑。
中國(guo)科學(xue)院生物物理研究所李國(guo)紅團隊及(ji)其合(he)作者揭示了(le)一(yi)種精細的(de)DNA復制(zhi)起始位(wei)點(dian)的識別調(diao)控機制(zhi)。該研究發現,組蛋白變體H2A.Z能夠通過結合組蛋白甲基化轉移(yi)酶SUV420H1,促(cu)進組蛋白H4的第二十位氨基(ji)酸發生(sheng)二甲基(ji)化修(xiu)飾(shi)(shi)。而帶有二甲基(ji)化修(xiu)飾(shi)(shi)的H2A.Z核小(xiao)體能進一步招募復制起(qi)始位點(dian)識別蛋白,從(cong)而幫助(zhu)DNA復制起(qi)始(shi)位點(dian)的(de)(de)識別(bie)。該研究闡述了(le)一個(ge)新(xin)穎的(de)(de)由H2A.Z介(jie)導的DNA復制(zhi)表觀(guan)遺傳調(diao)控機制(zhi),對理解高等生物(wu)DNA復制起始位(wei)點的(de)識(shi)別提供(gong)了新的(de)視角,為解決(jue)長期(qi)存在的(de)真核細胞DNA復制起始(shi)點選擇啟動問題做出了重(zhong)要(yao)貢獻(xian)。
西(xi)安交(jiao)大(da)(da)研究團隊與(yu)美國賓夕法尼亞州立(li)大(da)(da)學(xue)、澳大(da)(da)利亞伍(wu)倫貢大(da)(da)學(xue)、哈(ha)爾濱工業大(da)(da)學(xue)等(deng)單位合作,利用交(jiao)變電(dian)場來極化PMN-PT鐵(tie)電晶(jing)體,從而(er)完全消除了對(dui)光有(you)散射作(zuo)用的鐵(tie)電疇壁,從而(er)獲得(de)了兼具高壓電系數(>2100 pC/N)、高電(dian)光系數(220 pm/V)和(he)理論極限透光率的(de)鐵電(dian)(dian)晶體(ti)(ti)材料。這項研究(jiu)工作(zuo)所獲得(de)的(de)透明壓電(dian)(dian)晶體(ti)(ti)將有效地推動聲-光-電多功能耦合器件的設(she)計與開發(fa),例如透(tou)明(ming)觸(chu)覺傳(chuan)感器、具有能量收集功能的透(tou)明(ming)壓電觸(chu)摸屏、用于光聲成像的高性(xing)能透(tou)明(ming)超聲換能器等(deng)。此外(wai),在壓電機(ji)理研(yan)究(jiu)方面,基于相場模擬和(he)原位實驗表征,研(yan)究(jiu)團隊還(huan)發(fa)現,在PMN-PT晶體中(zhong),減小疇(chou)壁(bi)密度(或增大(da)電(dian)疇(chou)尺(chi)寸)可使晶體壓(ya)(ya)電(dian)和介電(dian)性(xing)能大(da)幅增加,挑戰了人們長期以來(lai)由于鈦酸鋇晶體研究工(gong)作而形成(cheng)的高疇(chou)壁(bi)密度產生(sheng)高壓(ya)(ya)電(dian)效(xiao)應(ying)的傳統(tong)認(ren)識,為今后壓(ya)(ya)電(dian)材料的設計提(ti)供(gong)了思路。
2020年12月8日,漢語和尼泊(bo)爾語同時向世界說出珠(zhu)穆(mu)朗瑪峰的“新身高”—— 8848.86米,地(di)球之巔從此有了新的(de)(de)注解,此次(ci)(ci)珠峰(feng)高程測(ce)量,北斗(dou)衛星定(ding)位技術和(he)國產測(ce)量裝備(bei)首次(ci)(ci)全面擔(dan)綱主力(li),國產測(ce)量裝備(bei)應(ying)用實現(xian)(xian)重(zhong)大(da)突破,首次(ci)(ci)完成了峰(feng)頂地(di)面重(zhong)力(li)測(ce)量,獲取(qu)了人類歷史上第(di)一個珠峰(feng)峰(feng)頂的(de)(de)重(zhong)力(li)測(ce)量結果(guo),首次(ci)(ci)實現(xian)(xian)珠峰(feng)峰(feng)頂及周(zhou)邊區域1.27萬平方千米的航空重(zhong)力(li)、光學(xue)和激光遙(yao)感(gan)測(ce)(ce)量(liang)的歷史性突破,填(tian)補了珠峰(feng)地(di)區重(zhong)力(li)資(zi)料(liao)空白,大幅提升了珠峰(feng)高程測(ce)(ce)量(liang)的精(jing)度。與2005年(nian)珠峰(feng)高程測量相(xiang)比(bi),珠峰(feng)地(di)區大(da)地(di)水準(zhun)面(mian)精度提升幅度達300%。
經過多(duo)年研(yan)究攻關(guan),中科(ke)院古(gu)脊椎(zhui)所牽頭并(bing)聯合國內多(duo)家科(ke)研(yan)機構,采用古(gu)DNA技術,從遺(yi)傳學角度揭開(kai)了(le)有關中國南北(bei)方史(shi)前人(ren)群(qun)格局、遷移與混(hun)合這(zhe)一重大學術問題(ti)上的若(ruo)干謎團。這(zhe)一成果今天(15日)在國際學術期刊《科學》發表(biao)。依托古DNA技術(shu),科(ke)研團(tuan)隊成功(gong)捕獲測序中國南北(bei)方11個遺址25個9500-4200年前的(de)個體(ti)和1個300年前個體的(de)基因(yin)組,揭示(shi)中國人群(qun)自9500年以來的南(nan)北分(fen)化(hua)(hua)格局、主體連續性與(yu)遷(qian)徙(xi)融合史。作為針對中國南(nan)北方人群展開的時間跨度最大的系統性古基(ji)因組研究,該成果對探源華(hua)夏族群及其文化(hua)(hua)等具有重要(yao)意義。
南京(jing)大學(xue)樊雋軒(xuan)教授、沈樹忠院士(shi)等自(zi)建(jian)大型數據(ju)庫,自(zi)主研發人工智能算法,利用(yong)“天河二號”超算取得突破,獲得了全球第一條高精度的古生代3億多年的海(hai)洋生物(wu)多樣性(xing)變化(hua)曲(qu)線,其分辨率較國際同(tong)類(lei)研究提高400倍(bei)。新曲(qu)線精準刻(ke)畫出(chu)地球生(sheng)物多樣(yang)性演變過程中的多次(ci)重大生(sheng)物滅絕、復(fu)蘇和輻射事件,揭示(shi)了當時生(sheng)物多樣(yang)性變化(hua)與大氣CO2含量以及(ji)全球性(xing)氣候劇(ju)變(bian)的協同(tong)關系。該(gai)研究將推動(dong)整個演化古生物學研究的變(bian)革。
中國科學(xue)院北京基因組(zu)研(yan)究所張維綺研(yan)究組(zu),同(tong)北京大學(xue)湯富酬研(yan)究組(zu)聯合攻關,利(li)用多學(xue)科交(jiao)叉的(de)(de)方(fang)(fang)法,在(zai)系統(tong)水(shui)平上(shang)揭示了(le)哺乳(ru)動物(wu)(wu)多器官衰(shuai)(shuai)老的(de)(de)新(xin)(xin)型生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)標記物(wu)(wu)和可調控靶(ba)標。在(zai)衰(shuai)(shuai)老機(ji)制(zhi)解析方(fang)(fang)面,發(fa)現(xian)氧(yang)化還(huan)原通路(lu)穩(wen)態失衡是靈長類(lei)卵(luan)巢(chao)衰(shuai)(shuai)老的(de)(de)主要(yao)分(fen)子特征(zheng),為(wei)評價卵(luan)巢(chao)衰(shuai)(shuai)老及女性生(sheng)殖力下降提供了(le)新(xin)(xin)型生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)標志物(wu)(wu),也為(wei)尋(xun)找延(yan)緩(huan)卵(luan)巢(chao)衰(shuai)(shuai)老的(de)(de)措(cuo)施及開發(fa)相關疾(ji)病的(de)(de)干預策略(lve)提供了(le)新(xin)(xin)思路(lu)。在(zai)衰(shuai)(shuai)老干預方(fang)(fang)面,闡明熱量限(xian)制(zhi)(“七分(fen)飽”)可通(tong)過調節機體各組(zu)織的免疫炎癥通(tong)路,延緩多器官衰老的新型分(fen)子機制,揭示了代謝干預、免疫反應與健康壽命之間的科學聯系。
中國科(ke)學院大(da)連化學物理研(yan)(yan)究所楊學明院士、張(zhang)東(dong)輝院士、孫(sun)志(zhi)剛和肖春雷研(yan)(yan)究團隊提供了一個(ge)研(yan)(yan)究范例。他們研(yan)(yan)究發現,在H + HD→H2 + D反(fan)應中(zhong),在碰撞能(neng)量(liang)為1.9~2.2電(dian)子伏(fu)的范圍內,產物H2(v'= 2,j'= 3)的后向(xiang)散(san)射呈現顯(xian)著的振蕩(dang)(其中v'是(shi)振動量子數,j'是(shi)轉動量(liang)子數(shu))。通(tong)過(guo)拓撲理(li)論分析,發(fa)(fa)現該反(fan)(fan)應(ying)存在(zai)兩條(tiao)迥然不同的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)路徑,振(zhen)蕩(dang)是(shi)由這(zhe)兩條(tiao)路徑之間的(de)(de)量(liang)子力學干涉所產生的(de)(de)。該研究揭示了(le)該反(fan)(fan)應(ying)在(zai)較低(di)能(neng)量(liang)處,量(liang)子幾(ji)(ji)何(he)相位效應(ying)仍然存在(zai),并可以(yi)被觀測(ce)到。他(ta)們(men)經(jing)過(guo)實(shi)驗裝(zhuang)置的(de)(de)改進以(yi)及不懈(xie)的(de)(de)實(shi)驗研究才發(fa)(fa)現了(le)這(zhe)一(yi)有(you)趣的(de)(de)量(liang)子干涉現象。更有(you)意義的(de)(de)是(shi)通(tong)過(guo)這(zhe)一(yi)量(liang)子干涉現象,在(zai)遠低(di)于這(zhe)一(yi)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)錐形交叉點(dian)的(de)(de)能(neng)量(liang)可以(yi)探測(ce)到幾(ji)(ji)何(he)相位效應(ying),這(zhe)對于研究幾(ji)(ji)何(he)相位效應(ying)在(zai)化學反(fan)(fan)應(ying)中(zhong)的(de)(de)影響有(you)重要的(de)(de)學術意義。