基礎(chǔ)研究亮點紛呈

楊舒

基礎(chǔ)研究亮點紛呈

楊舒

肥胖是否會遺傳？電子開關(guān)能否小到分子級別？水的核量子效應(yīng)是怎樣的？……2月20日，科技部基礎(chǔ)研究司和高技術(shù)研究發(fā)展中心聯(lián)合發(fā)布了2016年度中國科學十大進展遴選結(jié)果，為上述科學難題一一給出了答案。這10項由兩院院士和“973”計劃顧問組等專家，從2016年278項基礎(chǔ)研究進展中投票選出的成果，可以讓我們一覽過去一年中國基礎(chǔ)研究發(fā)展的面貌和趨勢。

生命科學拔頭籌

長期以來，生命科學一直是我國基礎(chǔ)研究的相對薄弱環(huán)節(jié)，但近年來呈現(xiàn)出快速發(fā)展態(tài)勢，某些研究開始占據(jù)優(yōu)勢地位。在此次的十大科學進展中，生命科學領(lǐng)域的研究成果占5席：提出基于膽固醇代謝調(diào)控的腫瘤免疫治療新方法；揭示RNA剪接的關(guān)鍵分子機制；發(fā)現(xiàn)精子RNA可作為記憶載體將獲得性性狀跨代遺傳；構(gòu)建出世界上首個非人靈長類自閉癥模型；揭示胚胎發(fā)育過程中關(guān)鍵信號通路的表觀遺傳調(diào)控機理。這些成果分別發(fā)表在《自然》和《科學》雜志上。

其中3項研究瞄準遺傳調(diào)控機制。清華大學生命科學學院施一公團隊從分子層面解釋了基因組內(nèi)RNA剪接的機制，破解了這一被結(jié)構(gòu)生物學界譽為“最富挑戰(zhàn)性”的課題，為攻克約35%的人類已知遺傳疾病奠定了基礎(chǔ)。中科院生物物理研究所研究員許瑞明認為，這一發(fā)現(xiàn)是生命科學領(lǐng)域里程碑式的貢獻，也是中國科學家對于生命科學的重大貢獻。

中國科學院動物研究所研究員周琪等專家通過小鼠實驗，證明了肥胖等代謝性疾病可以“記憶”在精子中遺傳給下一代，導(dǎo)致后代肥胖。中國科學院上海生物化學與細胞生物學研究所徐國良等專家揭示了胚胎發(fā)育過程中的表觀遺傳調(diào)控機理，為解決人類新生兒出生缺陷提供了可能機理和防治思路。而另外入選成果則開辟了腫瘤免疫治療的新領(lǐng)域和自閉癥治療干預(yù)方法的新思路，較大地推動了惡性腫瘤和自閉癥這兩項現(xiàn)代醫(yī)學難題的研究進程。

化學電子學成果對接產(chǎn)業(yè)需求

“過去一年的基礎(chǔ)研究成果呈現(xiàn)出緊密對接產(chǎn)業(yè)需求，更加聚焦國計民生的特點?！笨萍疾炕A(chǔ)研究管理中心副主任耿建東介紹，在本次入選的十大成果中，對接產(chǎn)業(yè)需求的成果共有3項，其中兩項屬于化學催化劑領(lǐng)域，一項則歸于納米電子學。

隨著環(huán)保意識的提高，清潔能源的需求益發(fā)強烈?？茖W家設(shè)想將二氧化碳在常溫常壓下電還原為碳氫液體燃料，是一種潛在的替代化石原料的清潔能源策略，它將有效降低溫室氣體的排放。中國科學技術(shù)大學謝毅和孫永福研究組所發(fā)現(xiàn)的新型鈷基電催化劑將這一轉(zhuǎn)化變?yōu)榭赡?，具有廣闊的商業(yè)化前景。清華大學教授李亞棟認為，這一發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)了全世界該領(lǐng)域科學家“夢寐以求”的目標。

中國科學院大連化學物理研究所包信和及潘秀蓮研究團隊則通過制備新型催化劑開創(chuàng)了煤制化學品烯烴的新捷徑，從源頭上回答了“能不能不用或少用水進行煤化工”的詰問，也為我國這個烯烴消費大國大幅降低了制造成本，間接保障了我國能源安全?！犊茖W》雜志稱贊，這一發(fā)現(xiàn)將帶來工業(yè)上的巨大競爭力，被譽為“煤轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的里程碑式的重大突破”。

而來自北京大學的郭雪峰研究組則在“螺螄殼里做道場”，研制出世界首例真實穩(wěn)定可控的單分子電子開關(guān)器件，這一分子尺度電子器件的發(fā)明在未來高度集成的信息處理器、分子計算機和精準分子診斷技術(shù)等方面具有重大的應(yīng)用前景。

農(nóng)學物理學各有斬獲

本次唯一入選的農(nóng)學成果依然聚焦糧食安全。不斷提高谷物產(chǎn)量以保障全球糧食安全是科學家進行作物遺傳育種的長期目標，雜交水稻等作物的研發(fā)正基于此。然而，水稻產(chǎn)量性狀的雜種優(yōu)勢的分子遺傳機制一直并不明確，成為科學家高效培育雜交品種的一大障礙。2016年，中國科學院上海植物生理生態(tài)研究所韓斌和黃學輝研究組與中國水稻所楊仕華合作，在《自然》雜志上闡釋了這一分子遺傳機制。這一發(fā)現(xiàn)，被譽為“是雜交稻研究歷程以來最全面、最有優(yōu)勢的一項成果”，具有很強的現(xiàn)實指導(dǎo)意義，可以指導(dǎo)我國這一水稻大國進行高產(chǎn)雜交品種育種。

而由北京大學物理學院王恩哥和江穎研究組與合作者所取得的成果——水的核量子效應(yīng)，則對“氫鍵的量子成分究竟有多大”這一物質(zhì)科學基本問題的首次定量解答，揭開了水的奧秘。北京大學教授謝心澄認為，這一發(fā)現(xiàn)對于理解水的結(jié)構(gòu)和物理特性非常關(guān)鍵，將刷新人類對于水的認識，也打開了一扇對所有富氫物質(zhì)的研究大門，它突破了量子調(diào)控的局限性，有望由此產(chǎn)生顛覆性的量子材料，服務(wù)量子信息產(chǎn)業(yè)。這一成果成為物理學入選2016年度十大唯一一項科學進展。?

（摘自《光明日報》

2017年02月21日06版）