科研進展*

科研進展*

科學家發(fā)現(xiàn)光子“非波非粒，亦波亦?！钡牧孔犹匦?/h2>

中國科技大學郭光燦院士領(lǐng)導的中科院量子信息重點實驗室李傳鋒研究組首次實現(xiàn)了量子惠勒延遲選擇實驗，制備出粒子和波的疊加狀態(tài)。實驗結(jié)果顯示，處于波粒疊加態(tài)上的光子，既不像普通的粒子態(tài)那樣沒有干涉條紋，也不像普通的波動態(tài)那樣表現(xiàn)出標準的正弦形干涉條紋，而是展現(xiàn)出鋸齒形條紋的“非波非粒，亦波亦粒”表現(xiàn)形式。該研究工作拓展和加深了人們對玻爾互補原理的理解，揭示了互補原理和疊加原理間的深層次關(guān)系，也使得人們對“光是什么”這個縈繞千年的問題有了更進一步的理解。研究成果作為封面文章發(fā)表在2012年9月的《自然-光子學》上。英國著名量子物理學家Adesso教授和Girolami教授高度評價這項工作：“量子惠勒延遲選擇實驗的實現(xiàn)挑戰(zhàn)互補原理設(shè)定的傳統(tǒng)界限，在一個實驗裝置中展示光子可以在波動和粒子兩種行為之間相干地振蕩”（相關(guān)圖片請見本期封面）。

科學家發(fā)現(xiàn)硅烯√3x√3蜂巢結(jié)構(gòu)并證實了硅烯中Dirac費米子的存在

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）表面物理國家重點實驗室吳克輝研究員、陳嵐副研究員等人率先利用分子束外延-低溫掃描隧道顯微鏡/掃描隧道譜，對硅烯的制備及電子結(jié)構(gòu)展開了研究，并獲得了一系列突出成果。他們發(fā)現(xiàn)，隨著襯底溫度和Si覆蓋度的提高，Si在Ag（111）表面能形成多種有序相。在合適的溫度和覆蓋度下，能夠形成單原子層、甚至多原子層的硅烯薄膜。硅烯并不是像理論預(yù)言的1x1的蜂巢結(jié)構(gòu)，而是形成一個更大周期的√3x√3蜂巢結(jié)構(gòu)。孟勝研究員等人對這些結(jié)構(gòu)進行了詳細的理論分析，對于如何制備硅烯薄膜給出了詳細的指導信息，成果發(fā)表在Nano Lett.（2012，（3）：3 507）上。研究人員對所獲得的硅烯薄膜的電子態(tài)進行了深入研究，觀測到了由自由電子散射所形成的準粒子干涉圖案（quasi-particle interference pattern）。實驗上也同時觀察到了兩種QPI圖案，證實了硅烯的基本原子結(jié)構(gòu)。通過對能量-波長的擬合計算，證實了其能量-動量關(guān)系是線性的，且其費米速度達到106m/s，接近于理論預(yù)期的數(shù)值。這一實驗結(jié)果證實了硅烯中的Dirac費米子的存在，為進一步研究硅烯中的新奇量子效應(yīng)提供了堅實的基礎(chǔ)。成果發(fā)表在Phy.Rev.Lett.（2012，（109）：056 804）上。

科學家提出BEG和多層石墨烯（3-5）表面Cs原子超晶格的形成機制

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）表面物理實驗室馬旭村研究員與清華大學物理系薛其坤院士、北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學所張平研究員共同提出了BEG和多層石墨烯（3-5）表面Cs原子超晶格的形成機制：6H-SiC(0001)襯底上石墨烯表面周期、褶皺的6×6結(jié)構(gòu)是Cs原子吸附的模板，rim和valley位間的能量勢壘（隨層厚增加而減?。┮种茻釢q落導致的Cs原子擴散和無序；Cs原子與石墨烯襯底間電荷轉(zhuǎn)移誘導Cs-Cs原子間排斥的靜電相互作用（隨層厚增加而增強）抑制Cs團簇的形成和誘導超晶格結(jié)構(gòu)；只有當以上兩種相互作用均比較強（2-5層）時，rim和valley位間的能量勢壘才能克服熱漲落導致的無序，Cs超晶格才能穩(wěn)定。該研究豐富了對石墨烯表面上吸附物之間相互作用的研究工作，對拓展石墨烯的應(yīng)用具有重要意義。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Phy.Rev.Lett.（2012，（108）：156 803）上。

科學家發(fā)表關(guān)于宏觀尺度納米線組裝體與功能的評述論文

2012年8月8日，國際頂級化學綜述性期刊《化學評論》雜志在線發(fā)表了中國科技大學微尺度物質(zhì)科學國家實驗室俞書宏教授課題組撰寫的有關(guān)宏觀尺度納米線組裝體與功能的評述論文。該文被《化學評論》選為當期封面論文之一。該文首先回顧了有序一維納米構(gòu)筑單元的組裝策略，并客觀分析和對比了不同組裝方法的優(yōu)劣；然后評述了一維納米材料結(jié)構(gòu)有序化和相關(guān)納米器件功能的關(guān)系，指出了今后有關(guān)納米線制備、組裝技術(shù)及應(yīng)用等相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展方向和趨勢；最后提出了有序納米線薄膜是電子、光電器件、微型處理器等高新技術(shù)中不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)，界面組裝可為我們提供一個經(jīng)濟、有效的自組裝技術(shù)，對加強重要功能納米線的可控宏量制備組裝技術(shù)及其組裝體功能的研究將帶來新的應(yīng)用曙光等觀點。該文一經(jīng)發(fā)表即成為《化學評論》網(wǎng)站的Most Read Articles之一。

研究人員發(fā)表氧合簇化學研究綜述文章

福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室楊國昱課題組應(yīng)邀在英國皇家學會Chem.Soc.Rev.雜志（2012,DOI:10.1039/C2CS35133A）上發(fā)表綜述文章。從合成方法學的角度總結(jié)了十幾年來取代型金屬氧合簇在常規(guī)條件下的水溶液合成化學、水熱合成化學及結(jié)構(gòu)化學等領(lǐng)域所取得的進展，尤其對嵌入缺位金屬氧合簇單元中的順磁性過渡金屬氧合簇的核數(shù)及豐富構(gòu)型等進行了重點闡述。該題課組自2005年以來系統(tǒng)開展了基于缺位金屬氧合簇單元為前驅(qū)體的水熱化學研究，不僅開拓了缺位取代型金屬氧合簇的合成方法，而且提出了缺位點結(jié)構(gòu)導向思想。該思想的核心是：缺位金屬氧合簇的缺位位點可以作為結(jié)構(gòu)導向劑誘導第二金屬在缺位處聚集成簇，進而構(gòu)建新型的金屬氧合簇、簇聚集體及簇聚物等。通過在缺位點引入不同屬性的金屬離子，可實現(xiàn)不同取代型金屬氧合簇的結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控。在實驗過程中，進一步發(fā)展了缺位點結(jié)構(gòu)導向思想，如通過兩個或多個缺位單元間的協(xié)同導向作用、通過缺位點結(jié)構(gòu)導向與有機配體導向組裝間的協(xié)同作用、通過缺位點結(jié)構(gòu)導向與降解作用協(xié)同及空間位阻調(diào)控、通過缺位點結(jié)構(gòu)導向與周邊取代及軸向取代間的協(xié)同作用等策略，構(gòu)建了系列簇聚集體、簇聚物、簇有機骨架及簇有機多面體等，研究了其相關(guān)性能。相關(guān)代表性結(jié)果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.,J.Am.Chem.Soc.,Chem.Commun.,Chem. Eur.J.,Inorg.Chem.、Chem.Asian J.等刊物上。

研究人員實現(xiàn)在活細胞中編碼螯合金屬的非天然氨基酸3-吡唑基酪氨酸

中科院生物物理所王江云研究組和龔為民研究組通過基因密碼子擴展，實現(xiàn)了在活細胞中編碼螯合金屬的非天然氨基酸3-吡唑基酪氨酸，為研究生物大分子中的光致電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，及利用生物元件實現(xiàn)高效可控的光致電荷分離提供了有力的工具。該研究將具有金屬螯合能力的非天然氨基酸通過基因密碼子擴展的手段定點插入到綠色熒光蛋白（GFP），首次實現(xiàn)了在熒光蛋白發(fā)光中心至銅離子之間的快速光致電子轉(zhuǎn)移，并測量到電子轉(zhuǎn)移發(fā)生在1納秒之內(nèi)（接近光中心的速度）。晶體結(jié)構(gòu)研究揭示了3-吡唑基酪氨酸對銅離子具有高強度結(jié)合能力。這些新方法為蛋白動態(tài)構(gòu)象變化研究提供了新的研究手段，為利用合成生物學手段生產(chǎn)可再生能源提供了新的研究思路，為金屬蛋白設(shè)計提供了新的工具。研究組還提出了水母綠色熒光蛋白可能是水母的光感受器的新觀點。最新研究成果發(fā)表在Angew.Chem.上。

研究人員發(fā)展出高性能DNA-金納米粒子復(fù)合探針制備新方法

中科院上海應(yīng)用物理所科研人員裴昊和李凡等在樊春海和柳華杰研究員指導下，直接采用天然的DNA序列設(shè)計成雙嵌段寡核苷酸，首先發(fā)現(xiàn)了連續(xù)的腺嘌呤堿基(polyA)與金納米粒子之間存在很強的吸附力，因而將雙嵌段序列設(shè)計成包含兩部分，探針部分用于進行DNA識別，polyA部分則將DNA固定在金納米粒子上。該新方法不僅可以有效制備穩(wěn)定的復(fù)合探針，而且可以通過改變A堿基的長度來調(diào)控納米金表面上DNA密度，在納米尺度上精確控制DNA分子之間的距離，從而可以避免DNA分子之間的相互作用，實現(xiàn)探針的高識別活性。通過這種方法制備的DNA-金納米粒子復(fù)合探針具有很高的穩(wěn)定性和識別活性，可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)對DNA分子的高靈敏快速檢測。該方法將為DNA-金納米粒子復(fù)合探針在納米生物和醫(yī)學研究中的應(yīng)用提供新的契機。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學術(shù)雜志J.Am.Chem.Soc.（2012,（134）：11 876）上，該雜志同時以“DNA-Gold Nanoparticle Combo Gets Straight A’s”為題，進行了“亮點”報道（2012,DOI:10.1021/ja307593d)。

研究人員在雷公藤內(nèi)酯醇及衍生物抗腫瘤研究中獲進展

中科院上海藥物所繆澤鴻課題組、李援朝課題組、丁健課題組與意大利博洛尼亞大學Giovanni Capranico實驗室合作，在雷公藤內(nèi)酯醇及其衍生物的抗腫瘤作用和機制研究中取得階段性進展。該合作研究深入揭示了雷公藤內(nèi)酯醇降低Rpb1水平與其細胞毒活性緊密相關(guān)，即阻滯RNAPII于基因的啟動子處，減少基因啟動子和外顯子處染色質(zhì)結(jié)合的RNAPII，增加Rpb1羧基末端結(jié)構(gòu)域的磷酸化(5位絲氨酸)和泛素化。蛋白酶體抑制劑或CDK7抑制劑可減低雷公藤內(nèi)酯醇降解Rpb1的能力。研究人員由此發(fā)現(xiàn)雷公藤內(nèi)酯醇觸發(fā)CDK7介導RNAPII降解的新模式，提出了雷公藤內(nèi)酯醇結(jié)合XPB、降解RNAPII的通用機制。該機制可以很好地解釋雷公藤內(nèi)酯醇包括其強效抗腫瘤在內(nèi)的多重治療學特性（Cancer Res.2012;doi:10.1158/0008-5472.CAN-12-1006）。

研究人員還受邀撰寫雷公藤內(nèi)酯醇專題綜述，系統(tǒng)總結(jié)了雷公藤內(nèi)酯醇的結(jié)構(gòu)修飾、構(gòu)效關(guān)系、作用與機制以及臨床開發(fā)的研究進展（Nat Prod Rep.2012（29）：457-475）。

研究人員用中國黃土解析大氣甲烷濃度變化取得進展

中科院地質(zhì)與地球物理所郭正堂研究員等對黃土、海洋、冰芯、湖泊和石筍等記錄的相關(guān)古氣候信息開展了綜合集成分析，對我國早期稻作農(nóng)業(yè)考古資料進行了整理，并采用奇異譜方法(SSA)對南極EPICA冰芯和Vostok冰芯的CH4信號進行了分解，通過CH4信號、地質(zhì)證據(jù)和人類活動證據(jù)的對比，獲得如下認識：（1）80萬年來CH4濃度變化主要包含3組信號。第一組信號與反映全球冰量的深海δ18O具較高的一致性，代表~80%的CH4變率，表明冰期－間冰期旋回對CH4濃度的重要控制作用。但是，北方濕地的作用只能解釋這種影響的一半，而另一半的作用來自低緯的季風區(qū)濕地，說明冰期-間冰期旋回對季風有顯著影響。風塵通量反映的季風區(qū)濕度變化支持上述解釋。（2）第二組信號與南北兩半球熱帶季風在歲差節(jié)拍(~20 ka周期)上的消長相聯(lián)系，可解釋大約15%的CH4變率，具有約10ka的半歲差周期，表明大氣CH4濃度不僅受北半球季風的影響，南半球也有顯著的作用;南北兩半球熱帶季風消長是導致全新世CH4濃度“V形”趨勢的主要原因。雖然中國和印度早期稻作農(nóng)業(yè)的發(fā)展與5 000年前CH4濃度的回返在時間上具有一致性，但不是CH4回返的主要因素。上述原理也可用于冰芯年齡的進一步精確化。（3）提出CH4濃度千年尺度變化的“3P解釋”。即南北兩半球低緯日照量在歲差節(jié)拍上的變化(PNH和PSH)、全球冰量本身的歲差節(jié)拍(Pice)三者共同導致CH4在千年尺度上的變化(第三組信號)。該模式亦可解釋CH4和一些其他古氣候記錄顯示的~28 ka和13 ka周期。

研究組用深海δ18O記錄、南北半球低緯日照量(BHI)和3P進行了簡單模擬，較成功地捕獲了80萬年來CH4變化的主要特征，從而支持上述解釋的合理性。據(jù)此，郭正堂等認為，如果把全球不同地區(qū)的季風看做一個整體(全球季風-Global monsoon)，則其在軌道尺度的變化主要包含2個分量：冰期-間冰期分量(glacial-interglacial component)和低緯日照量分量(insolation component)；前者在全球尺度上同相位，后者在兩半球反相位；二者的疊加共同決定了軌道尺度的全球季風降水變化。該原理也可較合理地解釋我國黃土季風記錄與石筍δ18O記錄之間的差異。上述研究結(jié)果將于近期在Climate Dynamics發(fā)表。

研究人員發(fā)現(xiàn)華北巖石圈地幔經(jīng)歷過大洋板片的熔體改造

中科院地質(zhì)與地球物理所巖石圈演化研究室湯艷杰副研究員及其合作者，對吉林靖宇縣新生代玄武巖中的尖晶石相二輝橄欖巖、方輝橄欖巖和輝石巖捕虜體進行了Li同位素原位研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：方輝橄欖巖中的橄欖石具有均勻且接近于正常地幔的Li含量，其鋰同位素組成卻比較低（δ7Li＝-0.9‰－-4.0‰）。同方輝橄欖巖相比，二輝橄欖巖中的橄欖石和輝石具有較高的Li含量和δ7Li，其Li含量也在正常地幔的變化范圍內(nèi)。但是，二輝橄欖巖中橄欖石的δ7Li卻低于正常地幔值。輝石巖中橄欖石和輝石的Li含量高于正常地幔，其橄欖石的δ7Li在正常地幔的范圍內(nèi)變化。上述特征表明，該區(qū)以方輝橄欖巖為代表的古老巖石圈地幔曾受到了來自俯沖的大洋板片的熔體/流體的富集改造，二輝橄欖巖和輝石巖是方輝橄欖巖與來自軟流圈的熔體反應(yīng)的產(chǎn)物。綜上所述，該區(qū)的巖石圈地幔在形成之后經(jīng)歷了來自俯沖大洋板片的熔體/流體的富集改造，在近期又經(jīng)歷了來自軟流圈熔體的改造，上述過程最終造成了該區(qū)古老的巖石圈地幔具有飽滿的礦物組成特征。該研究成果發(fā)表在Lithos上（2012，（149）：79-90）。

研究人員揭示IL-17信號通路調(diào)控新機制

中科院上海生命科學院/上海交通大學醫(yī)學院健康科學所錢友存研究組發(fā)現(xiàn)IKK相關(guān)激酶（TBK1和IKKi）以冗余方式直接磷酸化Act1，致使Act1與TRAF6的結(jié)合能力減弱，從而抑制IL-17誘導NF-kB激活；TRAF6通過介導TBK1的激活以及IKK相關(guān)激酶與Act1的相互作用，參與IL-17誘導的Act1的磷酸化；而TRAF3作為抗病毒反應(yīng)中IKK相關(guān)激酶的上游的關(guān)鍵銜接蛋白，不參與IL-17誘導的ACT1磷酸化。該研究發(fā)現(xiàn)并闡明了IL-17激活NF-kB通路中新的調(diào)控機制，即Act1-TRAF6-TBK1/IKKi-Act1負反饋循環(huán)調(diào)控，為IL-17相關(guān)疾病治療提供了新的潛在靶點。最新研究成果于Molecular and Cellular Biology在線發(fā)表（TRAF6 dependent Act1 phosphorylation by the IKK-related kinases suppresses IL-17-induced NF-κB activation）。

研究人員揭示植物再生過程中的表觀信息重編程機制

中科院上海生命科學院植物生理生態(tài)所黃海課題組研究發(fā)現(xiàn)，由Polycomb group（PcG）途徑介導的基因表達沉默型表觀遺傳調(diào)節(jié)是葉向愈傷組織轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵步驟。PcG突變體clf swn的葉組織無法轉(zhuǎn)變?yōu)橛鷤M織。通過ChIP-chip技術(shù)發(fā)現(xiàn)，PcG介導的組蛋白H3K27三甲基化修飾在葉轉(zhuǎn)變?yōu)橛鷤M織的過程中，出現(xiàn)大規(guī)模的動態(tài)變化：（1）在生長素相關(guān)基因座位上出現(xiàn)去甲基化；（2）在葉特征基因座位上出現(xiàn)新的甲基化位點；（3）在根特征基因座位上出現(xiàn)去甲基化。H3K27甲基化修飾的動態(tài)變化伴隨著生長素相關(guān)基因的激活、葉特征基因的沉默和根特征基因的激活。而PcG突變體無法再生的原因可能是無法沉默葉特征基因，導致葉細胞命運無法向根細胞命運轉(zhuǎn)變。

該研究揭示植物再生過程中的表觀信息重編程機制。相關(guān)研究成果發(fā)表在PLoS Genetics上（Reprogramming of H3K27me3 IsCritical for Acquisition of Pluripotency from Cultured Arabidopsis Tissues）。

科學家建立人類卵巢早衰相關(guān)的FMR1前突變體的第一個小鼠模型

中科院動物所陳大華實驗室和美國埃默里大學金鵬實驗室合作以攜帶人FMR1前突變序列的轉(zhuǎn)基因小鼠為研究對象，發(fā)現(xiàn)該小鼠卵巢中生長卵泡的數(shù)量減少，而原始卵泡的數(shù)量不變；血清中促性腺激素FSH和LH以及17β雌二醇水平發(fā)生改變，這與人類疾病具有相同的表型。同時，LH誘導的排卵相關(guān)基因的表達水平也特異性地發(fā)生改變。最后，研究人員揭示了FMR1前突變序列能夠?qū)е铝姿峄疉kt及mTOR的下調(diào)。該研究結(jié)果表明FMR1前突變序列能夠引起POI，Akt/mTOR信號通路可能成為FXPOI的治療靶。這是人類在該疾病上的第一個小鼠遺傳學模型。相關(guān)研究成果于Huamn Molecular Genetics在線發(fā)表。

研究人員揭示赤霉素調(diào)控擬南芥開花的分子機制

中科院上海生命科學院植物生理生態(tài)所王佳偉研究組發(fā)現(xiàn)，在短日照下，過量表達miR156的轉(zhuǎn)基因擬南芥呈現(xiàn)出對赤霉素的不敏感性。進一步研究表明，赤霉素信號傳遞的關(guān)鍵分子DELLA與miR156的靶基因SPL存在直接的蛋白相互作用。DELLA與SPL異源二聚體的形成降低了SPL的轉(zhuǎn)錄激活活性，導致下游基因miR172、FUL和SOC1的激活受到阻遏，進而延遲了植物的開花。這些發(fā)現(xiàn)不僅闡明了DELLA蛋白抑制MADS-box基因表達的分子機制，同時也揭示了年齡和赤霉素這兩條控制開花的內(nèi)源途徑之間的相互關(guān)系。研究成果發(fā)表在The Plant Cell上（Gibberellin Controls Arabidopsis Floral Transition through miR156-Targeted SQUAMOSA PROMOTER BINDING-LIKE Transcription Factors）。

科學家揭示女性衰老和認知衰退更快的深層原因

中科院上海生科院計算生物學所袁媛和Mehmet博士對成年男性和女性大腦中的4個區(qū)域隨年齡變化的表達差異進行了分析。結(jié)果顯示，在前額皮層中的額上回區(qū)域，兩性在年齡相關(guān)的變化時機上存在著明顯差異，這也被稱為兩性發(fā)育的異時性。有趣的是，女性相對男性來說，與年齡相關(guān)的表達變化差異發(fā)生得更早或更快。這些變化富集在能量產(chǎn)生下降和神經(jīng)功能，上調(diào)免疫反應(yīng)和大腦衰老的主要功能。此外，研究發(fā)現(xiàn)女性大腦中部分基因的加速表達變化和阿爾茲海默病的表達變化相關(guān)，同時也和承受外界的壓力效應(yīng)相關(guān)。分析結(jié)果提示，女性對壓力的反應(yīng)更為敏感，終身暴露在較高的壓力水平下，可能會永久導致女性大腦的轉(zhuǎn)錄組呈現(xiàn)出衰老及阿爾茲海默病的狀態(tài)。研究成果發(fā)表于Aging Cell。

研究人員證實酸性土壤中存在尿酶水解為基礎(chǔ)的古菌氨氧化過程

中科院南京土壤所賈仲君研究員團隊與中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉所的合作研究，證實了酸性土壤中存在尿酶水解為基礎(chǔ)的古菌氨氧化過程。（1）采用高度靈敏的15N-同位素示蹤技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)酸性土壤能夠氧化極低濃度的尿素分子（5 ppm），表明尿酶水解為基礎(chǔ)的硝化作用存在于自然界的酸性土壤中；（2）利用新一代高通量測序技術(shù)，開發(fā)了無偏差的分子指紋識別方法，發(fā)現(xiàn)在整體微生物群落水平古菌增加27倍。這一發(fā)現(xiàn)支持了基于靶標基因的傳統(tǒng)分子指紋圖譜結(jié)果，表明尿素顯著促進了酸性土壤古菌生長和硝化作用；（3）進一步的系統(tǒng)發(fā)育分析表明，我國典型酸性土壤中硝化古菌與英國科學家2011年9月在PNAS報道的酸性土壤硝化古菌Nitrosotalea devanaterra具有最近的親緣關(guān)系，表明古菌主導了酸性土壤氨氧化。該項研究成果拓展了復(fù)雜土壤環(huán)境中氨氧化古菌的代謝多樣性，為未來重新評估酸性土壤氮素循環(huán)過程提供了重要的科學依據(jù)。研究結(jié)果已被ISME Journal在線發(fā)表（Nitrification of archaeal ammonia oxidizers in acid soils is supported by hydrolysis of urea.）。

研究人員將pH驅(qū)動微生物群落分布的重要作用從酸性拓展到堿性

中科院南京土壤所褚海燕研究員團隊和中科院青藏高原所合作，通過454高通量測序技術(shù)深入研究了青藏高原堿性湖底沉積物細菌群落的空間分布及其驅(qū)動機制。結(jié)果表明：（1）與酸性土壤相似，堿性沉積物中pH同樣是控制細菌群落空間變異的關(guān)鍵因子；（2）盡管環(huán)境因子控制了更多的細菌群落變異，但空間距離作為單一因子，解釋了最高（12.2%）的群落變異。該研究首次證明了pH是驅(qū)動堿性湖泊沉積物細菌生物地理分布的關(guān)鍵因子；提出了當代環(huán)境與歷史因素共同驅(qū)動青藏高原湖泊沉積物的細菌空間分布。該研究建議在微生物生物地理分布研究中應(yīng)選擇：（1）足夠的樣本數(shù)以提高統(tǒng)計的可靠性；（2）受到較少擾動的生態(tài)系統(tǒng)以減少隨機傳播；（3）不同的空間尺度以提高結(jié)果的適用性。成果發(fā)表在Environmental Microbiology（2012, doi:10.1111/j.1462-2920.2012.02799.x）。評審專家認為，該研究將pH驅(qū)動微生物群落分布的重要作用從酸性拓展到堿性，對于更好地理解微生物群落結(jié)構(gòu)的驅(qū)動因子和空間地理分布機制具有重要意義。

研究人員在脂肪酸與代謝性疾病關(guān)聯(lián)研究方面獲得重要成果

中科院上海生科院營養(yǎng)所林旭研究組利用中科院營養(yǎng)與代謝重點實驗室分析檢測平臺，對3 200多名參加“中國老齡人口營養(yǎng)健康狀況研究”的居民的紅細胞膜脂肪酸進行了檢測，建立了包括28種飽和、不飽和（單不飽和、多不飽和）和反式脂肪酸在內(nèi)的亞洲最大的脂肪酸數(shù)據(jù)庫，并在n-3脂肪酸、反式脂肪酸與代謝性疾病關(guān)聯(lián)研究方面取得重要成果。在紅細胞膜n-3脂肪酸的研究中發(fā)現(xiàn)：我國南、北方居民的n-3多不飽和脂肪酸含量存在著顯著的地區(qū)差異；南方高于北方；與最低組相比，DHA含量在最高四分位的個體罹患代謝綜合征的風險降低了25%。而EPA與代謝綜合征之間并沒有顯著相關(guān)性。該研究相關(guān)成果發(fā)表在國際臨床內(nèi)分泌知名雜志Journal of Clinical Endocrinology&Metabolism。在紅細胞膜反式脂肪酸的研究中發(fā)現(xiàn)：中國中老年人群的反式脂肪酸含量較歐美人群低70%—80%；而且其主要的反式18∶1脂肪酸與膳食奶制品攝入量顯著相關(guān)；隨著反式18∶1脂肪酸的增加，罹患代謝綜合征及2型糖尿病的風險相應(yīng)降低；而反式18∶2脂肪酸卻與高甘油三酯血癥、高膽固醇血癥等血脂異常風險呈正相關(guān)。該研究結(jié)果在國際糖尿病權(quán)威雜志Diabetologia上在線發(fā)表。上述研究在我國居民不同脂肪酸與代謝性疾病關(guān)系方面提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時也為代謝性疾病預(yù)防和干預(yù)提供了新的思路和線索。

研究人員揭示人博卡病毒（HBoV）調(diào)控宿主免疫系統(tǒng)的新機制

中科院武漢病毒所王漢中研究員課題組在人博卡病毒（Human bocavirus，簡 稱HBoV）拮抗宿主天然免疫反應(yīng)機制研究中取得重要進展。課題組研究發(fā)現(xiàn)，HBoV非結(jié)構(gòu)蛋白NP1能夠抑制宿主天然免疫反應(yīng)。主要機制為：NP1與干擾素生成過程中的重要調(diào)控因子IRF-3相互作用，封閉其DNA結(jié)合域，干擾IRF-3與干擾素啟動子區(qū)的結(jié)合，進而抑制干擾素的生成。該研究揭示了HBoV調(diào)控宿主免疫系統(tǒng)的新機制，為闡明HBoV在人類疾病發(fā)生中的潛在作用提供了理論依據(jù)。研究成果發(fā)表在國際免疫學重要期刊The Journal of Immunology（2012，（189）：1 144）上。

研究人員首次合成高質(zhì)量的單晶In2Te3納米線

國家納米科學中心何軍課題組在最新研究中，通過CVD方法首次合成了高質(zhì)量的單晶In2Te3納米線，并基于該新型納米線發(fā)展了一種從350nm到1 090nm即紫外-可見-近紅外寬帶光譜光探測器。該探測器具有快速響應(yīng)、線性輸入-輸出和寬譜響應(yīng)等特征。In2Te3納米線優(yōu)良的光電特性使之有望成為下一代全譜高性能光探測器及光傳感器。此外，研究人員通過溶劑熱法合成了一維In2Te3納米結(jié)構(gòu)，并且首次系統(tǒng)地研究了溶劑比例、反應(yīng)時間及不同表面活性劑等各種反應(yīng)條件對納米結(jié)構(gòu)成核生長機制及最終生長形貌的影響。與CVD合成的納米線結(jié)構(gòu)不同，該結(jié)構(gòu)所具有粗糙的表面使之有可能在氣體傳感、能量存儲方面得到廣泛的應(yīng)用。該研究填補了關(guān)于In2Te3納米線的研究空白。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nano Letters及Journal of Materials Chemistry上。

研究人員仿生制備新型在水下對油超低粘附的高能無機表面

化學所有機固體院重點實驗室的研究人員受在水環(huán)境中不沾油的貝殼啟發(fā)，仿生制備了一種新型的在水下對油超低粘附的高能無機表面。研究人員發(fā)現(xiàn)，短文蛤殼內(nèi)表面的外套膜覆蓋區(qū)域在水下對油具有超低粘附的特性，該特性主要源于貝殼的高能無機組分碳酸鈣及該區(qū)域的表面微納復(fù)合結(jié)構(gòu)。受此啟發(fā)，通過用簡單的氨水腐蝕法，研究人員在銅片基底上制備了在水下對油超低粘附的高能無機氧化銅表面。通過改變腐蝕時間，可以控制氧化銅表面微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的粗糙度，從而調(diào)節(jié)油滴在該表面的粘附力大小。這一功能表面也可以拓展到其他的無機材料體系，為水下不粘油工程金屬表面的設(shè)計與制備提供思路，同時在水相設(shè)備抗油污、原油泄漏清理等方面具有潛在應(yīng)用前景。相關(guān)研究發(fā)表在近期的Adv.Mater.（2012，（24）：3 401-3 405）上，并被WILEY-VCH選為表面與界面領(lǐng)域的熱點話題進行報道。

研究人員設(shè)計制備抗油粘附微型器件“油黽”

化學所有機固體院重點實驗室的研究人員利用在水下對油具有超低粘附的高能無機材料，設(shè)計制備了一種微型器件“油黽”，該器件能在油水界面自由漂浮而不受油的污染。研究人員用簡單的堿腐蝕方法，制備了粗糙的、氧化銅層包覆的、在水下對油具有超低粘附性質(zhì)的銅絲。受在水上自由運動的水黽的漂浮原理啟發(fā)，并模擬其腿部構(gòu)造，研究人員利用制備的銅絲作為“腿”設(shè)計制備了能在油水界面自由漂浮的“油黽”器件。銅絲表面的氧化銅層及氧化銅層的表面微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，使銅絲在油水界面上受到巨大的水下超疏油力的支撐，并且使銅絲對油具有超低粘附特性，從而使得“油黽”能漂浮在水下油表面而免受油污染。研究人員分析了該超疏油力的主要影響因素，并建立了相關(guān)的理論模型。這一人造“油黽”的設(shè)計為制備新穎的水下抗油污表面及微型器件提供了途徑，將能對目前頻繁發(fā)生的原油泄露事故中的原油清理及設(shè)備抗油污等提供幫助。同時，該研究也為減阻材料、水下油井、輸油管道等材料設(shè)備的設(shè)計提供了新的思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano（2012，（6）：5 614-5 620）上，并被ACS C&EN以Insect-Inspired Device Skates Between Oil And Water為題，進行了新聞報道。

研究人員實現(xiàn)了對單根外延納米線的測量

中科院上海技術(shù)物理所紅外物理國家重點實驗室博士研究生夏輝等在合作導師的指導下，使用聚合物包裹的砷化鎵（GaAs）納米線，并利用基于導電原子力顯微術(shù)的納米光電子學研究平臺，實現(xiàn)了對單根外延納米線的測量。該實驗方案相對于常用的單納米線器件測量方法，避免了光刻、離子束觀測等器件制作工藝對半導體納米線的損傷，因而更利于考察原生納米線的本征性質(zhì)。區(qū)別于常規(guī)薄膜和體材料，他們在GaAs納米線中觀察到了因n型摻雜帶來的奇異線性光電流現(xiàn)象。研究人員通過建立考慮納米線結(jié)構(gòu)特征的數(shù)值模型，復(fù)現(xiàn)了不同摻雜條件下單納米線的光電流-偏壓曲線，并從中提取了單納米線的少子（空穴）壽命。進一步的比較分析發(fā)現(xiàn)，由于表面電子態(tài)的大量存在，在相當濃度的摻雜條件下（n=<2E17 cm-3），n型雜質(zhì)釋放的電子可能傾向于占據(jù)表面態(tài)，從而成為光生空穴的復(fù)合通道。該機制澄清了半導體納米線中少子壽命顯著低于薄膜材料體系的微觀起源，并有助于納米線表面特性的控制和摻雜納米線光電性能的優(yōu)化應(yīng)用。相關(guān)論文發(fā)表在ACS Nano（6 005-6 013）上。

研究人員在多功能表面增強拉曼散射基底研究中取得系列進展

中科院合肥物質(zhì)科學院智能所仿生功能材料研究中心納米材料和環(huán)境監(jiān)測實驗室的劉錦淮研究員、楊良保副研究員等，在可循環(huán)多功能的表面增強拉曼散射基底的制備和檢測方面取得了系列研究進展。傳統(tǒng)表面增強拉曼散射基底作為一次性使用的材料，其發(fā)展限制已不能滿足人們對表面增強拉曼散射基底性能日益增加的要求。另外，從應(yīng)用的角度，需要制備穩(wěn)定的可再生的SERS基底，并賦予其更多的功能。針對此，科研人員經(jīng)大量實驗研究得到系列多功能循環(huán)SERS基底。這些基底能夠滿足高效快捷的實時檢測，并且能夠重復(fù)循環(huán)使用，如在氧化鈦納米管陣列上修飾不同金納米顆粒，在銀納米線陣列修飾氧化鈦顆粒，從而實現(xiàn)既可采集拉曼增強信號，又可以適時進行光降解；在不同形貌的磁性納米顆粒表面修飾金、銀納米顆粒，從而實現(xiàn)富集、檢測與循環(huán)使用等多功能一體化。相關(guān)研究發(fā)表在Adv.Funct.Mater.、Eur. J.Inorg.Chem.、《拉曼光譜》、《材料化學》等國際學術(shù)期刊上。

研究人員在金黃色葡萄球菌致病性及耐藥性的研究獲新進展

中科院上海藥物所藍樂夫課題組、蔣華良課題組與芝加哥大學何川教授課題組合作，在金黃色葡萄球菌致病性及耐藥性的調(diào)節(jié)機制研究方面獲得新進展。該研究發(fā)現(xiàn)，在金黃色葡萄球菌細菌毒力調(diào)節(jié)因子SarA蛋白家族中存在一種新的蛋白質(zhì)修飾——半胱氨酸的磷酸化，并由一對蛋白激酶-蛋白磷酸酯酶（Stk1-Stp1）所控制。細菌的毒力調(diào)節(jié)因子SarA家族蛋白包括MgA、SarA和SarZ等蛋白分子中半胱氨酸的磷酸化修飾引起了蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化，從而調(diào)節(jié)了金黃色葡萄球菌毒力因子的產(chǎn)生以及細菌對萬古霉素的抗性。靶向細菌細胞壁的抗生素如萬古霉素及頭孢曲松能夠抑制蛋白激酶Stk1的活性。stp1基因的缺失導致SarA/MgrA蛋白半胱氨酸的磷酸化水平的增加，細菌產(chǎn)生毒力因子溶血素的能力減弱，并使得細菌喪失在小鼠體內(nèi)的致病能力。該研究為進一步闡明金黃色葡萄球毒力因子表達的調(diào)控機制，并為靶向蛋白磷酸酯酶Stp1，開發(fā)高效特異的小分子抑制劑提供了理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果在線發(fā)表于PNAS。

2012年8月25日