2014：《nature》《Science》的中國聲音(四)

本刊記者：薛小迪

《nature》和《Science》雜志是世界上久負盛名和極具權威的綜合性自然科學期刊，其刊載的內容經常被世界各地新聞媒體作為最新科學信息的最可靠來源而被廣泛傳播。根據湯森路透2015年6月18發(fā)布的《SCI期刊分析報告》，《nature》、《Science》雜志的影響因子分別達到41.456和33.611，在綜合類自然科學期刊里仍居伯仲之位。近年來，隨著我國科研投入持續(xù)增加，我國科學家在兩個刊物上發(fā)表的科研成果也呈井噴之勢。2013年我國科學家在《nature》上發(fā)表的研究性論文27篇，在《Science》上發(fā)表的研究性論文為31篇，而2014年，這兩個數字幾乎翻倍，分別為52和42篇。就論文涉及的領域而言，生命科學、醫(yī)學、化學、材料科學、地球與環(huán)境科學等仍然是熱門，就論文產出機構來看，中國科學院、北京大學和清華大學仍是前三強。在接下來的幾期，本欄目將持續(xù)為讀者呈現2014年度在《nature》、《Science》上發(fā)表原創(chuàng)論文的優(yōu)秀科學家及其在這兩個刊物上發(fā)表的文章簡介，以彰他們?yōu)槲覈蒲凶龀龅呢暙I。

《nature》的中國聲音：

周鳴飛

王冠軍

李雋

周鳴飛、王冠軍、李雋

周鳴飛，復旦大學化學系教授、博士生導師，研究興趣：化學反應動力學、分子光譜、團簇化學。

王冠軍，復旦大學化學系副教授，研究興趣：質譜-光譜聯用儀器研制，用質譜-紅外光譜聯用儀器研究團簇離子的結構和性質。

李雋，清華大學化學系教授、博士生導師，從事計算化學、量子化學、理論無機化學、重元素化學和計算材料化學等領域的研究工作。

10月23日刊發(fā)的《Identification of an iridium-containing compound with a formal oxidation state of IX》一文，是多國合作成果，周鳴飛為通訊作者之一，研究采用脈沖激光濺射-超聲分子束載帶技術，在氣相條件下制備了四氧化銥離子，并采用串級飛行時間質譜-紅外光解離光譜技術成功獲得了氣相四氧化銥離子的紅外振動光譜，首次證實了氣相四氧化銥離子具有正四面體結構，其中的銥處于IX價態(tài)，從而在實驗上確定了IX價態(tài)化合物的存在。

施勇

施勇，南京大學天文與空間科學學院教授、博士生導師，研究領域：活動星系核、星系形成和演化、恒星形成。

10月16日刊發(fā)的《Inefficient star formation in extremely metal poor galaxies》一文，是施勇教授領銜的國際團隊合作結果，該論文成果暗示了130億年前宇宙原初氣體可能無法有效地形成新恒星，早期宇宙里恒星的誕生比今天的恒星要難得多，這一結論對探索天體的起源具有極為重要的科學價值和深遠的意義。

張福鎖、陳新平、崔振嶺

張福鎖，中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授，研究領域：植物營養(yǎng)。

陳新平，中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院教授、博士生導師，擅長我國主要農作物養(yǎng)分資源綜合管理的理論與技術。

崔振嶺，中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院副教授，研究方向：植物營養(yǎng)與環(huán)境。

9月4日刊發(fā)的《Producing more grain with lower environmental costs》一文，是由我國多個單位的33名研究人員合作完成的，其中，陳新平、崔振嶺為共同第一作者，張福鎖為通訊作者。研究者通過大量田間試驗數據，基于作物生態(tài)生理學、植物營養(yǎng)學和土壤生物地球化學原理，建立了土壤-作物系統(tǒng)綜合管理的理論與技術，探索如何在持續(xù)增加作物產量的同時保障生態(tài)環(huán)境。中國農業(yè)科學院、中國科學院南京土壤研究所、河北農業(yè)大學，山東農業(yè)大學等其他17個單位也對該研究做出了貢獻。

畢順東、王元青

畢順東，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員，研究領域：哺乳動物進化與環(huán)境演變。

王元青，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員。

10月30日刊登的《Three new Jurassic euharamiyidan species reinforce early divergence of mammals》這篇論文，是中美研究者合作成果，畢順東、王元青研究員參與其中，該文報道了在中國發(fā)現的、年代為一億六千萬年前的6件相當完整的哺乳動物化石；并命名了神獸、仙獸兩個新屬的三個新種，分別是陸氏神獸、玲瓏仙獸和宋氏仙獸，這些屬種都屬于已經絕滅的“賊獸目”，一個特別的、迄今為止所知甚少的中生代哺乳動物類群。北京自然歷史博物館的Guan Jian以及遼寧古生物博物館的Sheng Xia也參與了該研究。

魯巍

魯巍，清華大學工程物理系教授，在尾波加速領域有突出貢獻。

11月6日刊發(fā)的《High-efficiency acceleration of an electron beam in a plasma wakefield accelerator》這篇論文，首次在實驗上證實了魯巍教授等人關于高效率、低能散尾波加速可行性的理論預言，是尾波加速研究一個新的重要里程碑。魯巍教授對該實驗的物理設計提供了系統(tǒng)的理論指導，并參與了實驗數據的采集與分析。

彭笑剛、金一政

彭笑剛，浙江大學化學系教授、博士生導師。

金一政，浙江大學高新材料化學中心研究員。

刊登于10月6日的《Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots》這篇論文，是彭笑剛課題組和金一政課題組的研究成果，他們基于溶液法處理的量子點與發(fā)光體結構設備，通過在LED中插入一層絕緣層來平衡電荷防止性能降低，從而達到20.5%的外發(fā)光效率，超越之前報道過的世界紀錄，可以達到10萬小時的峰值亮度。這款設備是迄今為止溶液處理的紅色LED中表現最好的，這種低成本大規(guī)模生產出來的QLED，有望成為下一代顯示和照明技術的理想選擇。

Chen Liang-An

Chen Liang-An：廈門大學化學化工學院

10月6日刊發(fā)的《Asymmetric photoredox transition-metal catalysis activated by visible light》這篇論文，Chen Liang-An參與其中，研究發(fā)現，一種手性銥絡合物能充當“光氧化還原”催化的敏化劑，同時還能為2-acyl imidazoles的對映選擇性烷基化反應提供有效非對稱誘導，這種新的非對稱“光氧化還原”催化劑，為非外消旋手性分子的“綠色”合成提供了新機會。

王艷麗、魏志毅

王艷麗，中國科學院生物物理所研究員、博士生導師，主要研究方向集中在RNA干擾相關蛋白的結構與功能研究。

魏志毅，南方科技大學生物系副教授，研究領域包括神經發(fā)育的分子機制、細胞膜功能區(qū)的組裝機制、細胞內物質運輸的分子機制。

11月6日刊發(fā)的《Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli》這篇論文，王艷麗研究員和魏志毅副教授為共同通訊作者。研究者報告稱獲得了分辨率達到3.05A、分子量為405kD的大腸桿菌Cascade復合物的晶體結構，揭示出了超越早先低分辨率低溫電子顯微鏡結構的分子細節(jié)，為Cascade如何發(fā)揮功能提供了重要依據。

余金權、戴輝雄

余金權，中國科學院上海有機化學研究所研究員，研究領域：C-H鍵活化研究, 綠色有機反應研究，藥物和天然產物合成研究。

戴輝雄，中國科學院上海有機化學研究所副研究員，研究方向：過渡金屬催化的碳氫鍵活化反應的研究及其應用。

11月20刊發(fā)的《Overcoming the limitations of directed C–H functionalizations of heterocycles》這篇論文，余金權研究員和戴輝雄副研究員為共同通訊作者，他們以N-甲氧基甲酰胺為導向基團，采用零價鈀作為催化劑，通過最為綠色環(huán)保的空氣為氧化劑，現場生成具有催化活性的二價鈀物種，實現了雜環(huán)化合物碳—氫鍵官能團化新突破。該研究打破了碳—氫鍵活化中傳統(tǒng)的選擇性規(guī)律，有望在藥物分子多樣性合成及修飾方面實現應用。

劉征宇

劉征宇，北京大學物理學院大氣與海洋科學系教授、“千人計劃”學者。研究方向包括：海洋環(huán)流動力學、氣候動力學、古氣候模擬、海-陸-氣相互作用以及地球氣候系統(tǒng)模擬。

11月27日刊發(fā)的《Evolution and forcing mechanisms of El Niňo over the past 21,000 years》的這篇論文，是中美合作成果，劉征宇教授為論文通訊作者。研究通過一系列氣候模擬顯示，自“末次盛冰期”以來，與古氣候數據解讀結果相一致的是，軌道變化傾向于加強ENSO。海洋環(huán)流的變化、增加的二氧化碳濃度和退卻的冰層都對ENSO產生了影響，但卻是在不同時間，有時還是在相互抵消的方向上產生影響的。

曹曉風

曹曉風，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員、博士生導師，研究方向：DNA及組蛋白甲基化和小分子RNA調控機理。

11月27日刊發(fā)的《Epigenetic reprogramming that prevents transgenerational inheritance of the vernalized state》一文，曹曉風研究員參與其中，該研究發(fā)現，十字形結構域蛋白ELF6的一個次形態(tài)突變，會影響生殖細胞里的FLC再活化，導致后代遺傳到了部分春化狀態(tài)。ELF6有H3K27me3去甲基化酶活性，而突變會減弱這種酶的活性；突變植物的下一代與野生型相比，FLC的H3K27me3水平更高，FLC的表達更低。

袁訓來、周傳明

袁訓來，中國科學院南京地質古生物研究所研究員，研究領域：多細胞生物起源和早期演化。

周傳明，中國科學院南京地質古生物研究所研究員、博士生導師。研究領域：埃迪卡拉紀古生物學和綜合地層學、沉積學、沉積地球化學以及新元古代冰期事件。

12月11日刊發(fā)的《Cell differentiation and germ–soma separation in Ediacaran animal embryo-like fossils》一文中，袁訓來研究員為論文通訊作者之一，周傳明研究員參與其中。在該篇論文中，研究人員通過對近千余片薄片觀察，發(fā)現了數百余枚保存了內部微細結構的動物胚胎狀化石。這些化石內部不僅具有以前報道的內部細胞分裂特征，內部細胞從1個至2n的球體都有發(fā)現，而且更重要的是，發(fā)現了以前從未見過的內部細胞具有分化的特點。

鄧李才、李程遠

鄧李才，中國科學院國家天文臺研究員，研究領域：恒星演化、星團、星族合成、銀河系結構。

李程遠，中國科學院國家天文臺和北京大學天文學系聯合培養(yǎng)的博士研究生，研究范圍為星團以及星系的動力學過程。

12月28日刊發(fā)的《The exclusion of a significant range of ages in a massive star cluster》一文，鄧李才研究員參與其中，李程遠為論文通訊作者。研究者對星團NGC1651的分析發(fā)現，盡管和其它星團一樣，它的主序轉折區(qū)域看起來貌似存在很大的年齡彌散（約4.5億年），它的亞巨星支卻十分狹窄，這標志著它根本沒有任何年齡彌散：如果星團是由年齡連續(xù)分布的星族組成，這些恒星應該同時分布在一個展寬的亞巨星支上，令人驚訝的是，分析這些亞巨星分支的寬度表明，它們的年齡彌散最多不會超過8000萬年。

《Science》的中國聲音：

陳仙輝

陳仙輝，長江學者、中國科學技術大學物理系教授。主要從事超導物理、強關聯電子體系、拓撲材料和熱點材料等方面的研究。

12月5日刊發(fā)的《Two-dimensional Fermi surfaces in Kondo insulator SmB6》一文，是中美研究者合作的成果，陳仙輝是合作者之一。研究者在超強磁場下成功觀測到近藤絕緣體SmB6單晶樣品的磁化率量子振蕩（即德哈斯-范阿爾芬效應），證明了SmB6當中存在對應于不同晶面的多個二維電子態(tài)，并進一步證明這些來自表面態(tài)的振蕩信號具有非零貝里曲率，從而為SmB6是三維拓撲絕緣體的理論假設提供了有力實驗證據。

劉征宇

劉征宇，北京大學物理學院大氣與海洋科學系教授、“千人計劃”學者。研究方向包括：海洋環(huán)流動力學、氣候動力學、古氣候模擬、海-陸-氣相互作用以及地球氣候系統(tǒng)模擬。

12月5日刊發(fā)的《Coherent changes of southeastern equatorial and northern African rainfall during the last deglaciation》一文，劉征宇參與其中，該研究披露，大氣溫室氣體水平的增加促成了約1萬4700年前在非洲赤道地區(qū)的一個濕潤期。研究者建立了古氣候模型，幫助解釋為什么非洲在那時突然進入一個濕潤期，而且認為，隨著全球溫室氣體濃度的上升，某些當今的非洲國家將來會變得更為濕潤。

楊維慎、李硯碩

楊維慎，中國科學院大連化學物理研究所研究員、博士生導師，主要研究方向：膜催化、催化、膜分離。

李硯碩，中國科學院大連化學物理研究所研究員，從事無機分離膜在可再生能源中的應用以及微波合成技術用于先進材料合成的相關研究。

12月12日，楊維慎研究員和李硯碩研究員帶領的研究團隊發(fā)表了題為《Metal-organic framework nanosheets as building blocks for molecular sieve membranes》的研究成果。該團隊在國際上首次成功地將二維金屬有機骨架材料（Metal-Organic Frameworks, MOFs）開層獲得了單分子層厚度的分子篩納米片。在此基礎上，通過熱組裝方法得到厚度<5nm的超薄分子篩膜。該分子篩膜可以快速而精確地篩分尺寸差異僅為0.04納米的氫氣和二氧化碳分子，從而將后者有效截留。該納米片分子篩膜的滲透通量和分離選擇性遠遠超過了文獻報道的氫氣/二氧化碳分離膜，是文獻顯示唯一能達到二氧化碳燃燒前捕獲應用要求的膜材料。

干林

干林，清華大學深圳研究生院副教授，主要從事電子顯微學、能源與環(huán)境材料及相關交叉領域研究。

12月19日刊發(fā)的《Element-specific anisotropic growth of shaped platinum alloy nanocrystals》這一研究，是中德合作成果，干林為第一作者。研究者利用球差矯正高分辨掃描透射電子顯微鏡和電子能量損失譜譜學成像技術發(fā)現，鉑鎳納米八面體的生長呈現出階段式的各向異性生長模式：鉑首先沿<100>方向快速生長成一種分叉結構的六足體，鎳(或鈷)隨后緩慢地沉積在具有原子臺階的凹形{111}面上，當形成平整的八面體表面后納米晶的生長自動停止，最終形成了鉑富集于棱和角、鎳(鈷)富集于面心的納米八面體。這種新穎的生長模式不僅在幾何上、也在成分上表現出高度的各向異性。

張國捷、李寧、詹祥江

張國捷，深圳華大基因研究院比較基因組研究中心負責人，在動物遺傳學和比較基因組學研究上做出突出貢獻。

李寧，中國農業(yè)大學教授、博士生導師。在畜禽功能基因挖掘與分子育種領域和牛體細胞克隆和轉基因體細胞克隆領域取得豐富成果。

詹祥江：中國科學院動物研究所種群和進化遺傳學研究組組長，研究領域: 瀕危鳥類種群遺傳學、極端環(huán)境物種進化遺傳學。

由國內多所科研機構聯合多國研究者共同完成的一項國際大型基因組研究項目于12月12日這期的《nature》上，連發(fā)8篇研究成果。其中6篇有中方支持或參與，分別為《Comparative genomics reveals insights into avian genome evolution and adaptation》、《Complex evolutionary trajectories of sex chromosomes across bird taxa》、《Whole-genome analyses resolve early branches in the tree of life of modern birds》、《Three crocodilian genomes reveal ancestral patterns of evolution among archosaurs》、《Evidence for a single loss of mineralized teeth in the common avian ancestor》、《Convergent transcriptional specializations in the brains of humansand song-learning birds》。這一項目歷時四年多，完成了45種鳥類的基因組測序，并由此構建了迄今為止最完備的鳥類進化樹，來自華大基因深圳研究院的張國捷博士為中方領頭人，參與此6項研究?！禖omparative genomics reveals insights into avian genome evolution and adaptation》這篇旗艦論文，由來自華大基因的張國捷等多名研究者、中國科學院動物研究所的詹祥江等多名研究者、中國農業(yè)大學的李寧教授以及武漢大學、華南理工大學、西安交通大學的研究者與國外研究者合作完成，研究者比較分析了48個鳥類基因組，其中包括研究人員最新完成的基因組序列：烏鴉、鴨、鴿子、隼、啄木鳥、鷹和鴕鳥等，這一發(fā)現將有助于揭示為什么鳥類基因組總體上比哺乳動物基因組要小約70%，而且研究人員還指出了保留達1億年以上的鳥類基因組的特別區(qū)域，以及在這一過程中某些鳥類特征的趨同演化。在《Complex evolutionary trajectories of sex chromosomes across bird taxa》這篇論文中，研究者通過對不同進化水平的17種鳥類基因組，以及性相關染色體（W染色體）的分析，尤其是PARs區(qū)域，進而了解鳥類性相關染色體的復雜進化軌跡，以及不同鳥類在PARs區(qū)域基因構成的分化程度。

后記：

至此，2014年度《nature》、《Science》的中國聲音已刊登完畢，感謝我國科研工作者做出的杰出貢獻，尤其值得一提的是，施一公教授、劉征宇教授、張國捷研究員、王俊研究員等，他們一年內發(fā)表多篇兩期刊的文章，可謂碩果累累。另外，本欄目刊登的中國科學家，為隸屬大陸科研機構的科學家，不含客座或兼職教授，如有疏漏，歡迎讀者朋友們及時反饋。