“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年已成功舉(ju)辦16屆,旨在宣(xuan)傳(chuan)我國重大基礎研究(jiu)科(ke)(ke)學進展,激勵廣大科(ke)(ke)技(ji)工(gong)作者的(de)科(ke)(ke)學熱(re)情和奉獻精神,在2020年度中(zhong)國科學(xue)十大進展中(zhong)新冠(guan)肺炎疫情(qing)取(qu)得突(tu)出進展、嫦娥五號首(shou)次(ci)實現月面自(zi)動采樣返回(hui)等10項重大科學進展(zhan),從(cong)31項候(hou)選進展中脫穎而出,一起來了解下吧。
面(mian)對突(tu)如其來的(de)新(xin)冠(guan)肺炎(yan)疫(yi)情(qing),我國科學家取得了(le)一系(xi)列突(tu)出(chu)進(jin)展,為打(da)贏疫(yi)情(qing)防控阻擊(ji)戰提供了(le)重要的(de)科學支撐,在(zai)(zai)病(bing)原學和流(liu)行(xing)病(bing)學方(fang)面(mian),第一時(shi)間分(fen)離鑒(jian)定出(chu)新(xin)冠(guan)病(bing)毒毒株并向(xiang)世界(jie)衛(wei)生組織共享了(le)病(bing)毒全(quan)基因組序列;在(zai)(zai)檢測(ce)試劑研(yan)發(fa)和動物(wu)模(mo)型方(fang)面(mian),在(zai)(zai)疫(yi)情(qing)之初迅速研(yan)發(fa)了(le)新(xin)冠(guan)核酸診斷試劑,并研(yan)發(fa)了(le)免疫(yi)檢測(ce)試劑;在(zai)(zai)藥物(wu)和臨床救(jiu)治方(fang)面(mian),揭示(shi)了(le)新(xin)冠(guan)臨床特(te)征,在(zai)(zai)沒有特(te)效藥的(de)情(qing)況下,實行(xing)中西醫結合,先(xian)后推出(chu)八(ba)版全(quan)國新(xin)冠(guan)肺炎(yan)診療方(fang)案,篩(shai)選出(chu)“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,并獲批附條件上市(shi),我國(guo)科學(xue)家通(tong)過不懈努力和(he)無私(si)奉獻,通(tong)過嚴謹(jin)高(gao)效的科研(yan)工(gong)作,為我國(guo)取得抗擊新冠肺炎疫情斗爭重大戰(zhan)略成果提供了強大科學(xue)支撐。
作(zuo)為我(wo)國復雜度最高、技術(shu)跨度最大的航天系統工程,嫦娥五(wu)號首(shou)次完(wan)成了(le)(le)地外(wai)(wai)天體(ti)采樣與(yu)封(feng)裝、首(shou)次地外(wai)(wai)天體(ti)表面起飛、首(shou)次無人月(yue)球(qiu)軌(gui)道交會對接與(yu)樣品轉移、首(shou)次月(yue)地入射并攜帶月(yue)球(qiu)樣品高速再入返(fan)回(hui)地球(qiu)等我(wo)國航天史上多個(ge)重大技術(shu)突破(po),最終實現了(le)(le)我(wo)國首(shou)次地外(wai)(wai)天體(ti)采樣返(fan)回(hui)。歷經23天,嫦娥(e)五(wu)號闖(chuang)過(guo)地(di)月(yue)轉移、近(jin)月(yue)制動、環月(yue)飛行、月(yue)面著(zhu)陸(lu)、自動采樣(yang)、月(yue)面起飛、月(yue)軌交會對(dui)接、再入返回等多個難關,成功攜帶月(yue)球(qiu)樣(yang)品返回地(di)球(qiu),完成了這次意義非凡的太空之旅,是中國航天向前邁進的一大步。
2020年11月10日8時12分,“奮斗(dou)者(zhe)(zhe)”號(hao)全海(hai)深載人(ren)潛(qian)水器圓(yuan)滿完成(cheng)萬米(mi)深潛(qian)海(hai)試(shi)任務(wu),返回(hui)三亞(ya)。此次任務(wu)中(zhong)(zhong),西(xi)安光(guang)機所兩個科研團隊參與(yu)其中(zhong)(zhong),成(cheng)功助力“奮斗(dou)者(zhe)(zhe)”號(hao)創(chuang)下了10909米的中國載人深潛(qian)新紀錄(lu),11月13日,“奮斗(dou)者(zhe)”號和“滄海”號深(shen)海視頻(pin)著陸(lu)器開展聯合(he)作業(ye),并在全(quan)球(qiu)首次(ci)實(shi)現在萬米(mi)深(shen)海的電視直播。”奮斗(dou)者(zhe)”號作為當前國際唯(wei)一(yi)能同(tong)時攜帶3人多次往返全海(hai)(hai)深(shen)(shen)作業的(de)載(zai)人深(shen)(shen)潛裝(zhuang)備(bei),其研制(zhi)及海(hai)(hai)試的(de)成功,顯著提升了(le)我(wo)國(guo)深(shen)(shen)海(hai)(hai)裝(zhuang)備(bei)技術的(de)自主創新水平,使(shi)我(wo)國(guo)具有了(le)進入世界海(hai)(hai)洋(yang)最深(shen)(shen)處開展科學探(tan)索(suo)和研究的(de)能力,是(shi)我(wo)國(guo)深(shen)(shen)海(hai)(hai)科技探(tan)索(suo)道(dao)路上的(de)重(zhong)要里(li)程碑。
中(zhong)國科學(xue)院生物(wu)物(wu)理(li)研(yan)究所李國紅團隊(dui)及其合作者揭示了一種精(jing)細的DNA復制起始(shi)位(wei)點的(de)識(shi)別調控(kong)機(ji)制。該研究發現(xian),組(zu)蛋白變體H2A.Z能夠通過結合組蛋白甲基化轉移(yi)酶(mei)SUV420H1,促進組蛋(dan)白H4的第(di)二十(shi)位(wei)氨基酸發生(sheng)二甲基化修(xiu)飾。而帶有二甲基化修(xiu)飾的H2A.Z核小體能進一步招募復制起始位點(dian)識別(bie)蛋白,從而幫助DNA復制起始位點的識別。該研究(jiu)闡述了(le)一個新(xin)穎(ying)的由H2A.Z介導(dao)的(de)DNA復(fu)制表觀遺傳調控機制,對理解(jie)高等生物DNA復制起始位點的(de)(de)(de)識(shi)別提供了(le)新的(de)(de)(de)視(shi)角,為解決長期存在的(de)(de)(de)真核細胞DNA復制起始(shi)點選(xuan)擇(ze)啟(qi)動問題做出(chu)了重要貢獻(xian)。
西安交大(da)研究團隊(dui)與(yu)美國賓夕法尼亞州立大(da)學、澳大(da)利亞伍倫貢大(da)學、哈爾濱工業(ye)大(da)學等(deng)單位合作,利用交變電場(chang)來極化PMN-PT鐵電晶體,從(cong)而完全消除(chu)了對光有散(san)射作用(yong)的鐵電疇壁,從(cong)而獲得了兼具高壓電系數(shu)(>2100 pC/N)、高電光系數(220 pm/V)和理(li)論極限透光率的(de)鐵電(dian)晶體材料。這項研究(jiu)工作所獲得的(de)透明壓電(dian)晶體將有效地推(tui)動聲-光-電多功能(neng)耦合器(qi)件的(de)設(she)計與開(kai)發,例如透(tou)明(ming)觸覺(jue)傳感器(qi)、具有能(neng)量收集(ji)功能(neng)的(de)透(tou)明(ming)壓電觸摸屏、用于光(guang)聲成像的(de)高性(xing)能(neng)透(tou)明(ming)超聲換能(neng)器(qi)等。此(ci)外(wai),在壓電機理研究(jiu)方(fang)面,基于相場模擬和原位實驗表征,研究(jiu)團隊還(huan)發現,在PMN-PT晶(jing)體中,減小疇壁(bi)密度(或(huo)增大電疇尺寸)可使晶(jing)體壓(ya)電和介電性能大幅增加,挑戰了(le)人們(men)長期以來(lai)由于鈦酸(suan)鋇晶(jing)體研究工(gong)作而形成的高疇壁(bi)密度產生高壓(ya)電效應(ying)的傳統認識,為今(jin)后壓(ya)電材料(liao)的設計提(ti)供了(le)思路。
2020年(nian)12月(yue)8日,漢語和尼(ni)泊爾語同時向(xiang)世界說出珠穆(mu)朗瑪峰(feng)的“新(xin)身高”—— 8848.86米,地球之巔從此有了(le)新的(de)注解,此次(ci)珠峰高(gao)程測量(liang),北斗衛星定位技術和(he)國(guo)產測量(liang)裝備首次(ci)全面擔綱主(zhu)力(li),國(guo)產測量(liang)裝備應(ying)用實(shi)現重(zhong)(zhong)大突破,首次(ci)完成了(le)峰頂(ding)地面重(zhong)(zhong)力(li)測量(liang),獲(huo)取了(le)人類歷史上第一個珠峰峰頂(ding)的(de)重(zhong)(zhong)力(li)測量(liang)結果,首次(ci)實(shi)現珠峰峰頂(ding)及周邊區域(yu)1.27萬平方千米的航(hang)空重力、光(guang)學和激光(guang)遙感測(ce)量(liang)的歷史(shi)性突破(po),填(tian)補了珠(zhu)峰地區重力資料空白,大幅提(ti)升了珠(zhu)峰高程測(ce)量(liang)的精度。與2005年珠峰(feng)(feng)高程測量相(xiang)比,珠峰(feng)(feng)地區(qu)大地水(shui)準面精度提(ti)升幅(fu)度達300%。
經過(guo)多年(nian)研究攻關,中科院古(gu)(gu)脊椎(zhui)所牽(qian)頭并聯(lian)合國內多家科研機構(gou),采用古(gu)(gu)DNA技術,從(cong)遺傳學(xue)角度(du)揭開了有關中國南北方(fang)史(shi)前人(ren)群格局、遷(qian)移與(yu)混合(he)這(zhe)(zhe)一重大(da)學(xue)術問題上的若干謎團。這(zhe)(zhe)一成果今天(15日(ri))在國(guo)際(ji)學術(shu)期刊(kan)《科學》發(fa)表。依(yi)托古DNA技(ji)術(shu),科研團隊成功捕獲(huo)測序中國南北方11個(ge)遺址(zhi)25個9500-4200年前的個體和1個300年前個(ge)體的基(ji)因組,揭示中國人(ren)群自9500年以來的(de)南北(bei)分化格局、主體連續性與遷(qian)徙融(rong)合(he)史。作(zuo)為針(zhen)對中國南北(bei)方人(ren)群展開的(de)時間跨度(du)最大的(de)系統性古(gu)基因組(zu)研究,該成(cheng)果對探源華夏族群及其文化等(deng)具有重要意(yi)義。
南京大學樊雋軒教(jiao)授、沈樹忠院士等自建大型數據庫,自主研發人工智能算(suan)法(fa),利用“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(yi)多年的海洋生物多樣性變(bian)化曲線,其分辨(bian)率較國際同類研究提高(gao)400倍。新(xin)曲線精準(zhun)刻畫(hua)出(chu)地球生(sheng)物多樣性演變過程中的多次(ci)重大(da)(da)生(sheng)物滅絕、復(fu)蘇和輻射(she)事件,揭示了當(dang)時(shi)生(sheng)物多樣性變化(hua)與大(da)(da)氣CO2含量(liang)以及全球性氣候(hou)劇(ju)變的協同關系。該研究(jiu)將(jiang)推動整個(ge)演化古生物學研究(jiu)的變革。
中國科(ke)學院(yuan)北(bei)(bei)京基(ji)因(yin)組(zu)研(yan)究所張(zhang)維綺研(yan)究組(zu),同北(bei)(bei)京大學湯富酬研(yan)究組(zu)聯合攻關,利用多(duo)學科(ke)交叉(cha)的(de)方法,在系統水平上(shang)揭示了哺乳動物(wu)(wu)(wu)多(duo)器官衰(shuai)老(lao)的(de)新型生物(wu)(wu)(wu)學標記物(wu)(wu)(wu)和可調(diao)控靶標。在衰(shuai)老(lao)機制解析方面,發現氧化(hua)還原通路(lu)穩態失衡(heng)是靈(ling)長類卵(luan)巢衰(shuai)老(lao)的(de)主要分子特征,為(wei)評價卵(luan)巢衰(shuai)老(lao)及(ji)(ji)女(nv)性(xing)生殖力下降提供了新型生物(wu)(wu)(wu)學標志物(wu)(wu)(wu),也為(wei)尋(xun)找延緩(huan)卵(luan)巢衰(shuai)老(lao)的(de)措施及(ji)(ji)開(kai)發相(xiang)關疾病的(de)干(gan)預策(ce)略提供了新思路(lu)。在衰(shuai)老(lao)干(gan)預方面,闡明(ming)熱量限制(“七(qi)分飽”)可(ke)通過調節(jie)機體各組(zu)織的免(mian)(mian)疫(yi)炎癥通路,延(yan)緩(huan)多器官衰老的新(xin)型分子機制,揭示了(le)代(dai)謝干(gan)預、免(mian)(mian)疫(yi)反(fan)應(ying)與(yu)健康壽命之間的科(ke)學(xue)聯系(xi)。
中(zhong)國(guo)科學(xue)院大連化(hua)學(xue)物(wu)理研究(jiu)所(suo)楊學(xue)明院士、張東輝院士、孫志(zhi)剛(gang)和肖(xiao)春(chun)雷(lei)研究(jiu)團隊提供了一個(ge)研究(jiu)范例(li)。他(ta)們研究(jiu)發現,在H + HD→H2 + D反(fan)應(ying)中,在碰撞能量為1.9~2.2電子(zi)伏的范(fan)圍(wei)內,產物H2(v'= 2,j'= 3)的后向散射呈現顯(xian)著(zhu)的振蕩(其中(zhong)v'是振動量子(zi)數,j'是轉動量子(zi)(zi)數)。通(tong)過拓撲(pu)理(li)論分析,發現該反應(ying)存(cun)在兩(liang)條迥然(ran)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)路(lu)徑,振蕩是由這兩(liang)條路(lu)徑之間的(de)(de)(de)(de)量子(zi)(zi)力學干(gan)涉(she)所產生的(de)(de)(de)(de)。該研究揭(jie)示了該反應(ying)在較低能量處,量子(zi)(zi)幾(ji)何相位(wei)效應(ying)仍然(ran)存(cun)在,并可(ke)以被觀測到。他們經(jing)過實(shi)驗裝置的(de)(de)(de)(de)改進(jin)以及不懈的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗研究才發現了這一有趣的(de)(de)(de)(de)量子(zi)(zi)干(gan)涉(she)現象。更有意義的(de)(de)(de)(de)是通(tong)過這一量子(zi)(zi)干(gan)涉(she)現象,在遠低于這一反應(ying)的(de)(de)(de)(de)錐形交叉(cha)點的(de)(de)(de)(de)能量可(ke)以探測到幾(ji)何相位(wei)效應(ying),這對于研究幾(ji)何相位(wei)效應(ying)在化學反應(ying)中的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)有重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)學術(shu)意義。