我国科学家积极应对新冠肺炎疫情取得突出进展

面对突如其来的新冠肺炎疫情,我国科学家取得了一系列突出进展,为打赢疫情防控阻击战提供了重要的科学支撑,在病原学和流行病学方面,第一时间分离鉴定出新冠病毒毒株并向世界卫生组织共享了病毒全基因组序列;在检测试剂研发和动物模型方面,在疫情之初迅速研发了新冠核酸诊断试剂,并研发了免疫检测试剂;在药物和临床救治方面,揭示了新冠临床特征,在没有特效药的情况下,实行中西医结合,先后推出八版全国新冠肺炎诊疗方案,筛选出“三药三方”等临床有效的中药西药和治疗办法,被多个国家借鉴和使用;在疫苗和中和性抗体研发方面,灭活疫苗在全球率先开展3期临床试验,并获批附条件上市,我国科学家通过不懈努力和无私奉献,通过严谨高效的科研工作,为我国取得抗击新冠肺炎疫情斗争重大战略成果提供了强大科学支撑。

嫦娥五号首次实现月面自动采样返回

作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,嫦娥五号首次完成了地外天体采样与封装、首次地外天体表面起飞、首次无人月球轨道交会对接与样品转移、首次月地入射并携带月球样品高速再入返回地球等我国航天史上多个重大技术突破,最终实现了我国首次地外天体采样返回。历经23天,嫦娥五号闯过地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关,成功携带月球样品返回地球,完成了这次意义非凡的太空之旅,是中国航天向前迈进的一大步。

“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录

2020年11月10日8时12分,“奋斗者”号全海深载人潜水器圆满完成万米深潜海试任务,返回三亚。此次任务中,西安光机所两个科研团队参与其中,成功助力“奋斗者”号创下了10909米的中国载人深潜新纪录,11月13日,“奋斗者”号和“沧海”号深海视频着陆器开展联合作业,并在全球首次实现在万米深海的电视直播。”奋斗者”号作为当前国际唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备,其研制及海试的成功,显著提升了我国深海装备技术的自主创新水平,使我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力,是我国深海科技探索道路上的重要里程碑。

揭示人类遗传物质传递的关键步骤

中国科学院生物物理研究所李国红团队及其合作者揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。该研究发现,组蛋白变体H2A.Z能够通过结合组蛋白甲基化转移酶SUV420H1,促进组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰。而带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白,从而帮助DNA复制起始位点的识别。该研究阐述了一个新颖的由H2A.Z介导的DNA复制表观遗传调控机制,对理解高等生物DNA复制起始位点的识别提供了新的视角,为解决长期存在的真核细胞DNA复制起始点选择启动问题做出了重要贡献。

研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶

西安交大研究团队与美国宾夕法尼亚州立大学、澳大利亚伍伦贡大学、哈尔滨工业大学等单位合作,利用交变电场来极化PMN-PT铁电晶体,从而完全消除了对光有散射作用的铁电畴壁,从而获得了兼具高压电系数(>2100 pC/N)、高电光系数(220 pm/V)和理论极限透光率的铁电晶体材料。这项研究工作所获得的透明压电晶体将有效地推动声-光-电多功能耦合器件的设计与开发,例如透明触觉传感器、具有能量收集功能的透明压电触摸屏、用于光声成像的高性能透明超声换能器等。此外,在压电机理研究方面,基于相场模拟和原位实验表征,研究团队还发现,在PMN-PT晶体中,减小畴壁密度(或增大电畴尺寸)可使晶体压电和介电性能大幅增加,挑战了人们长期以来由于钛酸钡晶体研究工作而形成的高畴壁密度产生高压电效应的传统认识,为今后压电材料的设计提供了思路。

2020珠峰高程测定

2020年12月8日,汉语和尼泊尔语同时向世界说出珠穆朗玛峰的“新身高”—— 8848.86米,地球之巅从此有了新的注解,此次珠峰高程测量,北斗卫星定位技术和国产测量装备首次全面担纲主力,国产测量装备应用实现重大突破,首次完成了峰顶地面重力测量,获取了人类历史上第一个珠峰峰顶的重力测量结果,首次实现珠峰峰顶及周边区域1.27万平方千米的航空重力、光学和激光遥感测量的历史性突破,填补了珠峰地区重力资料空白,大幅提升了珠峰高程测量的精度。与2005年珠峰高程测量相比,珠峰地区大地水准面精度提升幅度达300%。

古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史

经过多年研究攻关,中科院古脊椎所牵头并联合国内多家科研机构,采用古DNA技术,从遗传学角度揭开了有关中国南北方史前人群格局、迁移与混合这一重大学术问题上的若干谜团。这一成果今天(15日)在国际学术期刊《科学》发表。依托古DNA技术,科研团队成功捕获测序中国南北方11个遗址25个9500-4200年前的个体和1个300年前个体的基因组,揭示中国人群自9500年以来的南北分化格局、主体连续性与迁徙融合史。作为针对中国南北方人群展开的时间跨度最大的系统性古基因组研究,该成果对探源华夏族群及其文化等具有重要意义。

大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史

南京大学樊隽轩教授、沈树忠院士等自建大型数据库,自主研发人工智能算法,利用“天河二号”超算取得突破,获得了全球第一条高精度的古生代3亿多年的海洋生物多样性变化曲线,其分辨率较国际同类研究提高400倍。新曲线精准刻画出地球生物多样性演变过程中的多次重大生物灭绝、复苏和辐射事件,揭示了当时生物多样性变化与大气CO2含量以及全球性气候剧变的协同关系。该研究将推动整个演化古生物学研究的变革。

深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标

中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组,同北京大学汤富酬研究组联合攻关,利用多学科交叉的方法,在系统水平上揭示了哺乳动物多器官衰老的新型生物学标记物和可调控靶标。在衰老机制解析方面,发现氧化还原通路稳态失衡是灵长类卵巢衰老的主要分子特征,为评价卵巢衰老及女性生殖力下降提供了新型生物学标志物,也为寻找延缓卵巢衰老的措施及开发相关疾病的干预策略提供了新思路。在衰老干预方面,阐明热量限制(“七分饱”)可通过调节机体各组织的免疫炎症通路,延缓多器官衰老的新型分子机制,揭示了代谢干预、免疫反应与健康寿命之间的科学联系。

实验观测到化学反应中的量子干涉现象

中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士、张东辉院士、孙志刚和肖春雷研究团队提供了一个研究范例。他们研究发现,在H + HD→H2 + D反应中,在碰撞能量为1.9~2.2电子伏的范围内,产物H2(v'= 2,j'= 3)的后向散射呈现显著的振荡(其中v'是振动量子数,j'是转动量子数)。通过拓扑理论分析,发现该反应存在两条迥然不同的反应路径,振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究揭示了该反应在较低能量处,量子几何相位效应仍然存在,并可以被观测到。他们经过实验装置的改进以及不懈的实验研究才发现了这一有趣的量子干涉现象。更有意义的是通过这一量子干涉现象,在远低于这一反应的锥形交叉点的能量可以探测到几何相位效应,这对于研究几何相位效应在化学反应中的影响有重要的学术意义。