科研進展*

FeSe超導(dǎo)薄膜研究獲新成果

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、清華大學(xué)物理系薛其坤院士與哈佛大學(xué)Jennifer E.Hoffman教授合作，利用低溫掃描隧道顯微鏡/譜對FeSe超導(dǎo)薄膜中孿晶界附近的超導(dǎo)電性進行了原位的詳細研究。他們發(fā)現(xiàn)：（1）通過引入Se雜質(zhì)，在FeSe表面觀察到由Se替代Fe原子位置產(chǎn)生的“啞鈴”狀缺陷，這些缺陷在更大尺度上（～4.4 nm）打破了晶體的四重對稱性形成電子雙聚體（electronic dimer）。通過研究這些電子雙聚體的不同取向，確定了FeSe超導(dǎo)薄膜中的孿晶界；（2）隨著向?qū)\晶界靠近，超導(dǎo)能隙逐漸減小，超導(dǎo)相干峰逐漸減弱。在孿晶界處的超導(dǎo)能隙（1.6meV）比沒有孿晶界出現(xiàn)的區(qū)域的能隙（2.2meV）縮減了25%，證明了孿晶界在超導(dǎo)相干長度尺度內(nèi)抑制了FeSe薄膜的超導(dǎo)電性；（3）磁通優(yōu)先被釘扎在孿晶界處。以上結(jié)果表明，F(xiàn)eSe薄膜中的孿晶界結(jié)構(gòu)局域削弱了超導(dǎo)電性。研究人員推測孿晶界處FeSe原胞中Se相對于Fe平面的高度（hse）存在局部的增加，會扭曲FeSe4四面體結(jié)構(gòu)和削弱電子配對所借助的(π,π)自旋漲落。這是導(dǎo)致孿晶界處超導(dǎo)特性局域削弱的主要可能的原因。這些結(jié)果對理解鐵基超導(dǎo)化合物中硫族/氮族元素高度在庫珀對形成中所起的作用有重要意義。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。

暗能量研究的新成果

中科院高能物理所理論物理室研究員張新民、趙公博與英國、加拿大的科學(xué)家合作，利用兩點關(guān)聯(lián)函數(shù)技術(shù)配合主成分分析方法，從最新的天文觀測數(shù)據(jù)中重組出了暗能量狀態(tài)方程w從宇宙43億年直到今天隨時間演化的歷史。他們發(fā)現(xiàn)，w在98.8%置信度上（2.5s）隨時間演化，并且越過w=-1。這與該課題組2004年提出精靈暗能量模型的預(yù)言一致。該發(fā)現(xiàn)揭示了暗能量動力學(xué)的一些跡象，但仍需進一步實驗驗證。該成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.上。目前我國暗能量探測研究已規(guī)劃了路線圖，南極昆侖望遠鏡、空間站大光學(xué)平臺、天籟計劃、FAST等天文觀測將在未來5—10年內(nèi)提供實驗數(shù)據(jù)。結(jié)合世界上大規(guī)模的巡天觀測如eBOSS、DES、Planck、BigBOSS、LSST、Euclid等，暗能量之謎將有可能在不久的將來被揭開。

釔高壓相結(jié)構(gòu)及超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的理論預(yù)測研究獲進展

中科院沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實驗室工程合金研究部陳粵博士、胡青苗研究員與楊銳研究員采用第一性原理方法結(jié)合進化算法，預(yù)測了壓力高于100 GPa時釔的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)該條件下超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tc隨壓力P增大而降低，與100 GPa以下時的Tc-P關(guān)系相反。在97 GPa左右時，釔發(fā)生由dfcc到oF16-Fddd或hP3-P3121結(jié)構(gòu)相變。兩種新型的高壓晶體結(jié)構(gòu)oF16-Fddd及hP3-P3121能量比其他晶體結(jié)構(gòu)更低。聲子散射譜的計算結(jié)果表明，這兩種結(jié)構(gòu)都不存在振動虛頻。上述結(jié)果分別從能量學(xué)和動力學(xué)角度說明oF16-Fddd及hP3-P3121結(jié)構(gòu)在97GPa以上能夠穩(wěn)定存在。通過分析電子分波態(tài)密度、能帶以及電荷密度，研究發(fā)現(xiàn)高壓下s→d電子轉(zhuǎn)移以及電子向晶格間隙處的偏聚對oF16-Fddd與hP3-P3121相的穩(wěn)定性有重要貢獻。該研究對理解釔的高壓相變及超導(dǎo)轉(zhuǎn)變具有重要的意義，為相關(guān)領(lǐng)域的實驗研究指引了方向。研究成果發(fā)表在Phys.Rev.Lett.和Phys.Rev.B.上。

染料敏化太陽能電池研究領(lǐng)域的系列成果

為解決電解質(zhì)的腐蝕性和液體泄漏對電池長期工作穩(wěn)定性的影響，中科院化學(xué)所新材料實驗室研究人員在基于聚3-己基噻吩空穴傳輸材料的固態(tài)染料敏化太陽電池方面開展了研究。提高染料敏化太陽電池對太陽光譜的充分利用，有效捕獲太陽光譜中不同波長的光子，他們提出構(gòu)筑染料敏化光陽極和無機半導(dǎo)體硒光陰極構(gòu)成的疊層電池概念，實現(xiàn)單個電池“內(nèi)串聯(lián)”，克服了通常通過電池簡單串聯(lián)疊加帶來的復(fù)雜工藝和效率降低，所制備的單個電池的開路電壓達940 mV。上述研究為進一步提高染料敏化太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率提供了新的思路。研究成果分別發(fā)表在Adv.Funct.Mater.、Chem.Commun.、Angew.Chem.Int.Ed.上。

亞洲第一的上海65米射電望遠鏡正式落成

總體性能全球第四、亞洲第一的上海65米射電望遠鏡于10月28日在佘山基地舉行落成儀式。該望遠鏡高70米、重約2700噸，矗立在直徑為42米的方位軌道上，與直接成像的光學(xué)天文望遠鏡不同，射電天文望遠鏡是通過接收天體的射電波來確定遙遠天體的結(jié)構(gòu)。建設(shè)大型射電望遠鏡系統(tǒng)涉及多個技術(shù)領(lǐng)域，是一個國家科技實力的體現(xiàn)。該望遠鏡共有8個接收波段，是我國目前口徑最大、波段最全的一臺全方位可動的高性能的射電望遠鏡，總體性能僅次于美國的110米射電望遠鏡、德國的100米射電望遠鏡和意大利的64米射電望遠鏡。該望遠鏡由中科院、上海市政府和中國探月工程專項共同出資建造，中科院上海天文臺負責(zé)運行。望遠鏡的主反射面面積為3780平方米，相當(dāng)于9個標準籃球場，由14圈共1008塊高精度實面板拼裝成，每塊面板單元精度達到0.1毫米，代表了國內(nèi)大尺度高精度面板設(shè)計與制造技術(shù)的最高水平。主反射面的安裝采用了國內(nèi)尚屬首創(chuàng)的主動面技術(shù)，在面板與天線背架結(jié)構(gòu)的連接處安裝了1104臺促動器，以補償跟蹤觀測中重力引起的反射面變形，提高高頻觀測的天線接收效率。高精度促動器的單位精度可達15微米，即一根頭發(fā)絲的一半左右。其在國內(nèi)首次采用了全軌道焊接技術(shù)，精密加工成的重達6噸的單根軌道平面度達0.1毫米，使得由30段焊接而成的直徑為42米的軌道整體平面度達到了0.45毫米，為保證天線軸系精度奠定了基礎(chǔ)。該望遠鏡將在我國航天工程應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

首次發(fā)現(xiàn)行星際空間中的大尺度超彈性碰撞現(xiàn)象

中科大地球和空間科學(xué)學(xué)院、中科院近地空間環(huán)境重點實驗室汪毓明教授“日地物理研究組”與在美科學(xué)家合作，通過對美國宇航局STEREO衛(wèi)星觀測到的一次日冕物質(zhì)拋射碰撞事件的細致分析，發(fā)現(xiàn)日冕物質(zhì)拋射之間的碰撞類似于彈性球，它們的方向和速度發(fā)生了明顯的改變，碰撞之后系統(tǒng)總動能增加了7%，碰撞過程的彈性系數(shù)達到5.4，顯著高于完全彈性碰撞系數(shù)1。該研究首次揭示了行星際空間中最大的等離子體團——日冕物質(zhì)拋射之間的碰撞可能是超彈性碰撞并表明：通過碰撞擠壓，日冕物質(zhì)拋射內(nèi)部的熱能和磁能會被進一步激發(fā)轉(zhuǎn)換成動能。這一發(fā)現(xiàn)對磁化等離子體團的碰撞過程、日冕物質(zhì)拋射的動力學(xué)研究和建立更為準確的空間天氣預(yù)報模式等具有重要意義。相關(guān)工作發(fā)表于Nat.Phys.上。

連續(xù)天區(qū)中最大的分子云核樣本

中科院國家天文臺錢磊博士、李菂研究員與美國噴氣推進實驗室Goldsmith教授合作，利用FCRAO觀測的金牛座天區(qū)CO數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了765個云核，建立了目前連續(xù)天區(qū)中最大的分子云核樣本，并對其質(zhì)量函數(shù)和動力學(xué)性質(zhì)進行了分析。大的云核樣本可以幫助更好地確定云核質(zhì)量函數(shù)。分子云核是分子云中的探針，可以探測分子云中介質(zhì)的運動。錢磊等人發(fā)展了一個新的湍流分析方法——云核速度彌散（CVD），并利用此方法分析了云核的動力學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)CVD和云核間投影距離的關(guān)系和分子云中的Larson定律相似，表明云核隨分子云中的彌散介質(zhì)運動，恒星形成的反饋作用影響有限。相關(guān)論文發(fā)表在Astrophys.J.上。

黃土古氣候研究的重要成果

中科院地質(zhì)與地球物理所新生代地質(zhì)與環(huán)境研究室的郝青振副研究員及合作者，根據(jù)我國黃土粒度變化研究了90萬年以來不同冰期北極冰蓋增長的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在以40萬年為周期的北緯65°夏季太陽輻射變化幅度最小時期，北極冰蓋的增長滯后于全球冰期發(fā)展，滯后時間最長約2萬年，也就說，全球進入“冰期”后，北半球繼續(xù)處于氣候溫暖的間冰期狀態(tài)。這種現(xiàn)象不僅發(fā)生在40萬年前后，還發(fā)生在80萬年前后。該研究進一步提出，太陽輻射變化幅度降低、驅(qū)動變?nèi)跏窃斐?0萬年前、80萬年前北極冰蓋滯后發(fā)展的根本原因。已有地質(zhì)證據(jù)與氣候模式研究發(fā)現(xiàn)，北極冰蓋的演化受到地球軌道要素配置的綜合影響，但是北緯夏季太陽輻射降低是冰蓋增長的根本原因。在太陽輻射變幅減小的時期，其最低值高于冰期形成的閾值，這就使得在40萬年前、80萬年前北極冰蓋難以和全球冰期同步發(fā)育。上述結(jié)果為推斷未來北半球冰期來臨的時間提供了關(guān)鍵證據(jù)。與40萬年前后相比，未來6萬年太陽輻射的變率更低。根據(jù)北極冰蓋響應(yīng)太陽輻射變化的周期性規(guī)律，不考慮人為增加的大氣CO2濃度的影響，北半球目前溫暖的間冰期氣候可能至少還會持續(xù)約4萬年的時間。上述研究結(jié)果發(fā)表在Nature上。

利用DNA邏輯開關(guān)進行細胞內(nèi)生物分子成像研究的新進展

中科院上海應(yīng)用物理所物理生物學(xué)實驗室裴昊和梁樂等在樊春海與黃慶研究員的指導(dǎo)下，創(chuàng)新性地將DNA納米技術(shù)與DNA計算相結(jié)合，設(shè)計了一系列基于三維DNA納米結(jié)構(gòu)的新型“DNA邏輯門”。這些邏輯門不僅能對不同的輸入信號產(chǎn)生響應(yīng)，從而實現(xiàn)復(fù)雜的分子運算，而且可以主動穿過細胞膜，進入活細胞內(nèi)實現(xiàn)生物分子成像。這種基于三維DNA納米結(jié)構(gòu)的邏輯門為實現(xiàn)智能載藥系統(tǒng)提供了新的可能。相關(guān)論文發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上，研究成果圖片被選為當(dāng)期雜志的封底。

肝癌發(fā)生早期階段的分子機制

中科院上海生科院生化與細胞所惠利健研究組利用基因缺失小鼠模型發(fā)現(xiàn)，在肝癌發(fā)生的早期，c-Jun通過抑制c-Fos基因的表達促進了腫瘤的發(fā)生。較低的c-Fos含量會降低乙酰轉(zhuǎn)移酶SIRT6的水平，從而增加細胞內(nèi)生存素（Survivin）的表達，最后造成腫瘤起始細胞死亡減少，提高其生存性，促進肝癌發(fā)生。此外，通過對人類肝癌癌前病變組織的分析，發(fā)現(xiàn)該分子機制在一部分人類肝癌發(fā)生早期同樣被激活，而在晚期肝癌中則無變化。更重要的是，研究人員證明如果在肝癌發(fā)生的早期增加SIRT6的含量或者抑制生存素的活性均可抑制小鼠肝癌的發(fā)生。這一工作首次分離鑒定了特異在肝癌發(fā)生早期發(fā)揮重要作用的分子機制，為肝癌早期診斷和預(yù)防治療提供了重要的靶點，具有潛在的預(yù)防治療的前景。該重大發(fā)現(xiàn)領(lǐng)先國際。相關(guān)研究發(fā)表在Nat.Cell.Biol.上。

發(fā)現(xiàn)全新長非編碼RNA并揭示其重要功能機制

中科院上海生科院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)所陳玲玲研究組的最新研究揭示了一類全新內(nèi)含子來源的長非編碼RNA的產(chǎn)生機制，及其參與剪接調(diào)控的重要功能。闡明了一類雙末端都含有小核仁RNA(snoRNA)的內(nèi)含子序列在剪接發(fā)生過程中，可以形成一類新型長非編碼RNA，命名為sno-lncRNAs。為進一步了解PWS綜合癥的病理機制提供了新的研究思路。該工作主要由生化與細胞所研究生殷慶飛等與計算生物所楊力研究員以及美國康涅狄格大學(xué)健康中心Gordon Carmichael教授合作完成。這一研究成果揭示了哺乳動物細胞中存在著內(nèi)含子來源的、具有重要生物學(xué)功能的新型長非編碼RNA(sno-lncRNAs)，從而豐富了人們對真核細胞轉(zhuǎn)錄組表達調(diào)控多樣性的認識。該研究成果以封面文章形式發(fā)表在Mol.Cell上，并獲耶魯大學(xué)研究者的專評。專評指出，“這些全新類型長非編碼RNA的發(fā)現(xiàn)為人們認識PWS綜合癥的病理提供新的機制”。Nat.Rev.Mol.Cell Bio.也以“非編碼RNA家族中的新成員”為題，亮點評論了該項成果。

鋅指抗病毒蛋白ZAP抑制mRNA表達新機制

中科院生物物理所高光俠實驗室最新研究發(fā)現(xiàn)，ZAP除了能促進靶病毒mRNA降解，還能抑制mRNA的翻譯。ZAP能夠結(jié)合翻譯起始因子eIF4A，從而干擾了eIF4A和eIF4G的相互作用。mRNA翻譯起始需要翻譯起始因子eIF4A和eIF4G的相互作用，因此ZAP通過破壞二者相互作用而抑制了靶mRNA的翻譯。隨后的實驗表明，ZAP對mRNA的翻譯抑制功能獨立于mRNA降解。翻譯抑制發(fā)生在mRNA降解之前，并為mRNA降解所必須。該工作進一步揭示并完善了ZAP這種重要宿主抗病毒因子的作用機制，拓展了人們對宿主與病毒間相互作用的認識；另一方面，翻譯抑制和RNA降解是兩種重要的轉(zhuǎn)錄后基因表達調(diào)控機制，二者之間的具體關(guān)系一直未曾全面深入闡明。該研究以ZAP和靶mRNA之間的作用為研究對象，揭示了ZAP介導(dǎo)的翻譯抑制和mRNA降解之間的關(guān)系，有助于更深入了解真核生物中轉(zhuǎn)錄后基因表達的調(diào)控機制。相關(guān)論文發(fā)表在Eebo.J.上。

人群混合歷史及其動力學(xué)機制研究的新方法

中科院上海生科院計算生物學(xué)所徐書華研究組建立了新的方法用以研究群體混合歷史以及混合動力學(xué)機制，用該方法對美國黑人、墨西哥人等典型混合人群進行研究獲得了比先前更加可靠的結(jié)果。該研究提出祖先染色體片段分布法和個體祖先比例分布法。通過對1890個美國黑人的全基因組數(shù)據(jù)進行分析后發(fā)現(xiàn)，美國黑人的祖先染色體片段分布更符合14個世代持續(xù)接受歐洲白人基因流模型（continuous gene flow model）。該研究還發(fā)現(xiàn)，一些美國黑人的歐洲白人祖先成分要顯著高于基于隨機婚配模型的計算機模擬樣本，表明美國黑人人群存在隱藏的群體亞結(jié)構(gòu)，推測這種群體亞結(jié)構(gòu)很可能由一些美國黑人家系在歷史上持續(xù)與歐洲白人通婚所導(dǎo)致。該研究還發(fā)現(xiàn)，墨西哥人的混合歷史更加符合24個世代的漸混模型（gradual admixture model），同時對中東一些人群的混合歷史作了探討。該項研究成果不僅提供了研究群體混合歷史和形成機制的新方法，而且豐富了人們對混合人群歷史的認識，同時對在混合人群中進行復(fù)雜疾病研究的實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析及結(jié)果解釋有理論指導(dǎo)意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在Am.J.Hum.Genet.上。

蛋白質(zhì)磷酸化規(guī)?；治鲅芯揩@新進展

中科院大連化學(xué)物理所鄒漢法研究組與華中科技大學(xué)教授薛宇和第二軍醫(yī)大學(xué)王紅陽院士合作，在人類肝臟蛋白質(zhì)磷酸化的規(guī)?；蛛x鑒定研究方面取得新進展，該項研究工作依托大連化物所的磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)分析平臺技術(shù)，采用鈦離子固定化親和色譜材料（Ti-IMAC），對人肝組織蛋白質(zhì)酶解產(chǎn)物中的磷酸化肽段進行高選擇性的富集，進一步應(yīng)用具有高度正交性的反相-反相多維液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對磷酸化肽段進行分級和規(guī)?；b定，在人類肝臟組織中鑒定了9719個蛋白質(zhì)磷酸化位點，這是迄今為止國際上人類肝臟蛋白質(zhì)磷酸化的最大數(shù)據(jù)集。以此為基礎(chǔ)，利用生物信息學(xué)軟件iGPS構(gòu)建了一個含有12819個潛在位點特異性的激酶-底物相互作用人肝組織磷酸化蛋白質(zhì)信號網(wǎng)絡(luò)。該研究成果對于系統(tǒng)和深入地了解激酶與底物的相互作用以及蛋白質(zhì)磷酸化在人類肝臟中的生理學(xué)功能等方面有重要的指導(dǎo)意義和潛在的應(yīng)用價值。相關(guān)系列創(chuàng)新性成果已申請美國發(fā)明專利2項，并發(fā)表在Mol.Cell.Proteomics、Anal.Chem.和J.Proteome Res.等期刊上。

TNF可促進髓系來源免疫抑制性細胞聚集

中科院生物物理所蛋白與多肽藥物實驗室秦志海研究組一直致力于研究多種細胞因子，如TNF、IFNg、IL4等介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在抗腫瘤免疫中的作用，尤其是作用于腫瘤間質(zhì)細胞對于腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響。他們在前期工作中發(fā)現(xiàn)，大劑量的外源性IL4在腫瘤生長的早期通過促進MDSCs的分化改變它們對腫瘤免疫的抑制作用。最新研究闡明，TNF可以促進MDSCs的存活和聚集，進而幫助腫瘤細胞逃避免疫系統(tǒng)。利用腫瘤移植模型，發(fā)現(xiàn)TNF受體敲除小鼠（Tnfr–/–）中，腫瘤發(fā)生自發(fā)排斥并伴隨MDSCs在腫瘤局部和脾臟的聚集減少；過繼轉(zhuǎn)移TNF受體正常的（Tnfr+/+）MDSCs可以回復(fù)這一現(xiàn)象。進一步研究發(fā)現(xiàn)，MDSCs的存活與TNFR-2介導(dǎo)的cFILP/Caspase8通路密切相關(guān)。相關(guān)論文發(fā)表在J.Clin.Invest.上。

發(fā)現(xiàn)2型糖尿病的一個全新分子機制

中科院上海生科院營養(yǎng)科學(xué)所陳雁研究組的博士生王笑和王玲娣等人最近發(fā)現(xiàn)，孕酮和脂聯(lián)素受體家族成員PAQR3是一個在細胞內(nèi)調(diào)控PI3K的關(guān)鍵分子，通過調(diào)節(jié)PI3K活性而參與胰島素信號通路的調(diào)節(jié)。他們發(fā)現(xiàn)PAQR3與p110相互作用，過度表達PAQR3能夠增加p110在細胞內(nèi)高爾基體上的定位；而降低PAQR3則減少p110在高爾基體上的分布。尤其重要的是，PAQR3與p110的p85蛋白結(jié)合域相互作用，干擾了PI3K的兩個亞基p85和p110的相互作用，從而影響PI3K的活性。在肝細胞中，PAQR3的表達水平直接調(diào)控PI3K的酶活性。在肝細胞、肝組織和骨骼肌中，PAQR3對胰島素信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)具有負調(diào)控作用。對小鼠敲除PAQR3可增加機體對胰島素的敏感性。另外，在胰島素抵抗的細胞及其罹患2型糖尿病的動物模型上，PAQR3的表達水平顯著上升，提示PAQR3的水平改變可能是介導(dǎo)2型糖尿病發(fā)生過程中出現(xiàn)的胰島素抵抗的一個全新機制。研究首次揭示了PAQR3對胰島素信號通路的調(diào)控功能，并提示PAQR3的表達改變是導(dǎo)致2型糖尿病的一個潛在機制。研究結(jié)果發(fā)表在Diabetes上。

發(fā)現(xiàn)E3泛素連接酶RNF126調(diào)控腫瘤細胞增殖機理

中科院昆明動物所陳策實研究組通過對含555個泛素連接酶小RNA文庫的篩選，鑒定出一個新的具有癌蛋白性質(zhì)的含RING指結(jié)構(gòu)的E3泛素連接酶RNF126。抑制RNF126顯著抑制多種癌細胞增殖，導(dǎo)致細胞周期捕獲在G1期，通過蛋白芯片掃描，發(fā)現(xiàn)該泛素連接酶通過使其底物-細胞周期蛋白激酶抑制劑p21泛素化，導(dǎo)致p21蛋白降解，從而促進細胞周期從G1進入S期，并促進乳腺癌和前列腺癌細胞在體外以及體內(nèi)的生長。這是國際上第一篇完整報道RNF126功能和機制的原創(chuàng)論文，具有較大的應(yīng)用潛力，研究結(jié)果可用于乳腺癌及前列腺癌的早期診斷、治療結(jié)果的預(yù)測以及開發(fā)新的靶向治療藥物。該研究發(fā)表在Cancer Res.上。

通過單倍體胚胎干細胞獲得轉(zhuǎn)基因動物

中科院動物所周琪研究組和趙小陽研究組于2009年底開始小鼠單倍體胚胎干細胞的建立工作，經(jīng)過2年的實驗摸索，終于在2011年8月獲得了由孤雄單倍體胚胎干細胞與卵母細胞受精發(fā)育成的健康小鼠。其中10只動物至今仍健康存活，并可正常繁殖后代。同時，該團隊還將攜帶基因修飾的單倍體胚胎干細胞與卵母細胞受精，獲得了28只由單倍體胚胎干細胞“受精”發(fā)育而成的基因修飾小鼠，其中有8只存活至今，并已繁殖出下一代。該研究首次實現(xiàn)了利用基因修飾的單倍體胚胎干細胞獲得健康成活的轉(zhuǎn)基因哺乳動物。為靈長類等大動物的基因功能研究及疾病模型的建立開辟了一條新的道路。周琪等利用單倍體干細胞既能維持單倍性、又具有無限擴增能力的特性，建立了利用單倍體干細胞進行基因修飾并遺傳的技術(shù)體系。這一方法有望克服目前難以獲得能夠穩(wěn)定遺傳的非嚙齒類基因修飾動物的難題，對藥物開發(fā)、疾病發(fā)生機制等研究將產(chǎn)生積極的促進作用。該研究同時為研究生殖與發(fā)育的調(diào)控機制提供了模型，并提示類似技術(shù)可能對于人類致病基因的篩查和通過輔助生殖技術(shù)進行基因修正提供新的途徑。相關(guān)成果發(fā)表在Nature上。

組蛋白甲基化修飾識別的新進展

中科院生物物理所生物大分子國家重點實驗室許瑞明、饒子和研究組和北京生命科學(xué)研究所（NIBS）朱冰研究組合作在人源Spindlin1蛋白識別組蛋白H3第4位賴氨酸的三甲基化修飾（H3K4me3）研究中取得進展。他們開展的Spindlin1與組蛋白H3K4me3識別的結(jié)構(gòu)機理研究表明，Spindlin1包含3個串聯(lián)重復(fù)的Tudor結(jié)構(gòu)域，其中只有Tudor II可以結(jié)合H3K4me3肽段。通過結(jié)構(gòu)分析比較及體內(nèi)外功能實驗檢測，研究人員發(fā)現(xiàn)了Spindlin1蛋白識別H3K4me3的獨特機制：首先，可結(jié)合甲基化賴氨酸殘基的疏水口袋由4個芳香族殘基組成，比其他已知的Tudor結(jié)構(gòu)域識別口袋多了1個殘基，這樣包圍的更加緊密，同時對周圍的環(huán)境要求也更加苛刻；其次，除了構(gòu)成疏水口袋的芳香族殘基，Spindlin1的極性天冬氨酸殘基也與H3蛋白N端的精氨酸殘基有多處較強的相互作用，分別對D184和D189殘基進行突變，不同程度地影響了Spindlin1與H3K4me3肽段的結(jié)合能力，下調(diào)了體內(nèi)rRNA基因的轉(zhuǎn)錄水平，這些極性相互作用確保了K4位點識別的特異性。相關(guān)成果發(fā)表在PNAS上。

水稻馴化起源研究的新突破

中科院上海生科院植物生理生態(tài)所國家基因研究中心韓斌研究組構(gòu)建出一張水稻全基因組遺傳變異的精細圖譜。發(fā)現(xiàn)水稻馴化從中國南方地區(qū)的普通野生稻開始，分布于中國廣西的普通野生稻與栽培稻的親緣關(guān)系最近，表明廣西很可能是最初的馴化地點。水稻中的兩大分支——粳稻和秈稻并非同時馴化出現(xiàn)。推斷出栽培水稻的擴散路徑：人類祖先首先在廣西的珠江流域，利用當(dāng)?shù)氐囊吧痉N，經(jīng)過漫長的人工選擇，馴化出了粳稻，隨后往北逐漸擴散。而往南擴散中的一支，進入了東南亞，在當(dāng)?shù)嘏c野生稻種雜交，再經(jīng)歷不斷的選擇，產(chǎn)生了秈稻。這項工作還系統(tǒng)鑒定了水稻基因組中的馴化位點，并同時對15個馴化性狀進行了高分辨率的連鎖定位。還對一個常用的野生稻株系進行了全基因組組裝，并通過基因組注釋及比較分析，鑒定到候選的馴化基因及相關(guān)的突變位點，這些信息為將來馴化基因的定位克隆和功能研究提供了重要線索。該研究對水稻遺傳多樣性的分析、馴化起源的探索及馴化位點的鑒定，將便于高效地利用水稻野生資源中豐富的遺傳資源，有助于水稻的育種改良。同時，該研究也再次證明了中國是世界文明的發(fā)源地之一，展示了中國古代農(nóng)業(yè)文明的輝煌。研究成果發(fā)表在Nature上。

聚合物場效應(yīng)晶體管材料研究獲重要進展

中科院化學(xué)所有機固體院重點實驗室研究人員報道了一類可溶液法加工的、高性能的p-型聚合物半導(dǎo)體材料PDVT，可溶液法加工場效應(yīng)晶體管器件，研究結(jié)果表明：兩個聚合物都表現(xiàn)出良好的空穴傳輸性能，其遷移率均高于2.0cm2/V·s，電流開關(guān)比約為105—107。其中，含長鏈側(cè)基的聚合物PDVT-10的遷移率最高可以達8.2cm2/V·s，這一結(jié)果是目前所報道的溶液法加工聚合物場效應(yīng)晶體管器件的最高值。研究人員采用掠入式X-射線衍射(GIXRD)研究了聚合物的堆積結(jié)構(gòu)，解析了聚合物PDVT-8和PDVT-10薄膜的堆積形態(tài)。兩個聚合物的烷基鏈間距d-d分別為19.44?和21.11?,主鏈間的π-π距離分別為3.72?和3.66 ?。這一相對較小的d-d和π-π堆積間距十分有利于載流子傳輸。他們還成功制備了柔性的有機場效應(yīng)晶體管及倒相器，表明該類材料在低成本、大面積加工的有機電子學(xué)中有重要的潛在應(yīng)用價值。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Adv.Mater.上，并被選為當(dāng)期封面。

制備出以石墨烯為集流體的高性能柔性鋰離子電池

中科院金屬所沈陽材料科學(xué)國家（聯(lián)合）實驗室設(shè)計并制備出可快速充放電的柔性鋰離子電池。研究人員將三維連通的石墨烯網(wǎng)絡(luò)作為集流體，取代電池中常用的金屬集流體，不僅可有效降低電極中非活性物質(zhì)的比例，且三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)的高導(dǎo)電性和多孔結(jié)構(gòu)為鋰離子和電子提供了快速擴散通道，可實現(xiàn)電極材料的快速充放電性能。同時發(fā)展了原位水熱合成方法，在石墨烯三維連通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上直接生長活性物質(zhì)，如磷酸鐵鋰和鈦酸鋰。將磷酸鐵鋰/石墨烯和鈦酸鋰/石墨烯復(fù)合材料分別作為正負極，采用柔性硅膠為封裝體，組裝了具有很好柔性的鋰離子全電池。該柔性鋰離子電池在彎曲時，其充放電特性保持不變，并可在6分鐘內(nèi)完成充電（達到初始容量的90%），在100次循環(huán)之后容量保持率在96%。該研究為高性能柔性鋰離子電池的設(shè)計和制備提供了新思路。這種可快速充電的柔性鋰離子電池的制備工藝簡單，具有潛在的實際應(yīng)用價值。研究成果發(fā)表在PNAS上。

面神經(jīng)損傷定向修復(fù)研究新進展

中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)所再生醫(yī)學(xué)實驗室戴建武研究員與南京鼓樓醫(yī)院合作，制備了適合面神經(jīng)損傷修復(fù)的功能支架材料，并用動物模型驗證了此功能支架材料可有效促進面神經(jīng)損傷的修復(fù)。他們以天然支架材料膠原和層粘連蛋白為基礎(chǔ)，分別制備了神經(jīng)導(dǎo)管、膠原和層粘連蛋白有序支架，這兩種有序纖維可分別與具有膠原結(jié)合能力或?qū)诱尺B蛋白結(jié)合能力的生長因子CNTF和BDNF特異結(jié)合，共同組合形成功能支架材料；并建立了大鼠面神經(jīng)橫斷損傷模型。結(jié)果表明，此功能支架材料具有良好的生物相容性和適宜的降解速度，能夠誘導(dǎo)神經(jīng)纖維有序延伸以及軸突的再髓鞘化，促進面神經(jīng)傳導(dǎo)通路重建和運動功能的恢復(fù)，顯示了良好的臨床應(yīng)用前景。研究結(jié)果發(fā)表在Biomaterials上。