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作者：李 强 发布时间：2016-03-14
中国的科学研究成果在过去的二十年中呈现几何指数增长。在2013年，中国在研发上的投入就已经超过了欧盟，而且预计将在2019年超过美国。在已发表的科研论文中，包括中国作者的论文比例从1997年的2.4％上升到2014年的19％，贡献仅次于美国的25%。这些统计数据无疑让人过目难忘，但是，一个国家要想实现真正意义上的科技强国，她必须要首先培养出一大批卓越的科学家。
《科学中国人》将连载两期为您报道2015年度大陆地区科学家在著名的国际顶级学术期刊《自然》正刊和《科学》正刊上以通讯作者发表的科研论文（Article）。其中，有的科学家当年在《自然》杂志上发表文章数量达到2篇。比如清华大学施一公院士、颜宁教授、高宁教授、国家蛋白质科学中心（北京）贺福初院士、复旦大学徐彦辉教授。
值得祝贺的是，《自然》于2005年设立杰出导师奖（Nature Awards for Mentoring in Science），用于奖励科学领域的优秀导师，每年专注于一个特定的国家或地区。2015《自然》杰出导师奖授予了五位中国科学家（Stewards of China's future, Nature, 528, 427-428），他们是：中国医学科学院院长曹雪涛与北京大学现代农学院院长邓兴旺共同获得中国北方终身成就奖；南京大学分析科学研究所和化学生物学研究所所长陈洪渊获得中国南方终身成就奖；清华大学生命科学学院院长施一公获得中国北方事业中期奖。武汉大学生命科学学院院长兼科研与研究生副校长舒红兵，获得中国南方事业中期奖。每个奖项奖金是50000人民币。
颜宁、施一公
《Structure of the rabbit ryanodine receptor RyR1 at near-atomic resolution》（兔源RyR1的近原子分辨率结构）研究论文的通讯作者是清华大学医学院的颜宁教授、生命学院的施一公院士以及英国MRC分子生物学实验室的Sjors H. W. Scheres教授，该研究揭示了目前已知最大离子通道Ryanodine受体RyR1的三维结构，这些结构域和氨基末端结构域为配体结合和构象改变奠定了基础。RyR的突变体会导致诸如肌中央轴空病、恶性高热易感症等疾病。
曾艺
《Identification of multipotent mammary stemcells by protein C receptor expression》研究论文的通讯作者是中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所/细胞生物学国家重点实验室曾艺研究员。该研究首次发现乳腺中的多能干细胞，“刷新”乳腺干细胞性质的现有理论。以干细胞为切入点，为靶向治疗乳腺癌提供了新思路、新靶点。有望治疗由干细胞病变引起的以及现有的治疗法无明显疗效的乳腺癌患者。
饶子和、王军志
《Hepatitis A virus and the origins of picornaviruses》研究论文的通讯作者是中国科学院生物物理研究所饶子和院士、中国食品药品检定研究院副院长王军志研究员以及牛津大学David I. Stuart教授。该研究获得了甲型肝炎病毒和空病毒颗粒的高分辨率X射线结构，并基于结构分析结果揭示出了现代小核糖核酸病毒的起源。阐述了甲型肝炎病毒的独有的结构特性、极强的稳定性、特殊的脱衣壳机制和进化关系。
祁海
《T-B-cell entanglement and ICOSL-driven feed-forward regulation of germinal centre reaction》（T-B细胞纠缠互作以及ICOSL分子对生发中心的正反馈调控机制）研究论文的通讯作者是清华大学医学院祁海教授。该研究揭示了机体在免疫应答中逐步增高抗体亲和力的新机制，阐明了重要免疫疾病相关分子ICOSL（诱发共刺激分子配体）在这一过程中的决定性作用，为改善抗病毒抗体疫苗提供了一个可能操控的重要靶点。
徐彦辉
《Structural insight into autoinhibition and histone H3-induced activation of DNMT3A》（甲基转移酶DNMT3A自抑制及组蛋白H3诱导其激活的机制）的通讯作者是复旦大学生物医学研究院徐彦辉教授。该研究应用X射线晶体学等研究方法，解析人体内与多种癌症及发育失调综合征密切相关的甲基转移酶DNMT3A在抑制状态和激活状态下的三维晶体结构，为成功揭示DNMT3A蛋白酶如何在人体基因DNA上精确建立“甲基化修饰”的机制提供了重要依据。
刘文
《Metabolic coupling of two small-molecule thiols programs the biosynthesis of lincomycin A》的通讯作者是中国科学院上海有机化学研究所刘文研究员。该论文研究了林可霉素生物合成机制，小分子硫醇通过两个罕见的S-糖苷化反应主导了林可霉素的生物合成进程，不但代表了麦角硫因参与生化反应的首个范例，而且提供了一种放线硫醇依赖的硫元素引入新模式，为在发酵过程中通过组分优化与产量提高实现降低生产成本和减轻环境污染的理论依据。
吴学兵
《An ultraluminous quasar with a twelve-billion-solar-mass black hole at redshift 6.30》（一个红移6.3、有120亿倍太阳质量黑洞的超亮类星体）的通讯作者是北京大学天文学系吴学兵教授。该研究发现了目前已知的遥远宇宙中发光本领最强、中心黑洞质量最大的类星体。它距离地球128亿光年、中心黑洞质量达到120亿太阳质量。该类星体非常特别，这是在宇宙大爆炸9亿年后发现的一个星体，为科学家了解宇宙早期信息提供了重要的数据。
潘建伟
《Quantum teleportation of multiple degrees of freedom of a single photon》（单个光子的多个自由度的量子隐形传态）的通讯作者是中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟院士。作为当期封面文章，该研究实现多自由度量子体系的隐形传态，把量子隐形传态的体系从一个自由度扩展到了两个自由度。研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。
吴恒安
《Square ice in graphene nanocapillaries》的通讯作者之一是中国科学技术大学工程科学学院材料力学行为和设计中国科学院重点实验室吴恒安教授。该研究在受限水结构科研方面取得突破性进展，首次观察到石墨烯毛细通道中常温下的受限水以二维方形冰结构的形式存在，明确阐述了水在石墨烯毛细通道内的形态和范德华力在纳米尺度下起到的重要作用，有助于人们进一步认识生物通道内或表面水的输运机制和流动控制机理。
张传溪、徐海君
《Two insulin receptors determine alternative wing morphs in planthoppers》的通讯作者为浙江大学农业与生物技术学院昆虫科学研究所张传溪教授和徐海君副教授。该研究发现了控制昆虫长短翅型可塑性发育的分子机制，提出了2个胰岛素受体调控翅型分化的信号通路模型。该项研究结果从分子机制上解析了翅型分化的本质，为褐飞虱的测报预警提供了重要的理论依据，也对开发新型稻飞虱治理技术、为进化发育生物学和昆虫翅型可塑性发育研究提供研究基础。
吴蓓丽、赵强
《Two disparate ligand-binding sites in the human P2Y(1) receptor》的通讯作者是中国科学院上海药物所吴蓓丽研究员和赵强研究员。该研究测定了受体蛋白嘌呤能受体P2Y1R的高分辨率三维结构，揭示了它抑制剂分子的作用机理，为研究治疗血栓性疾病的新型药物提供了重要的依据，开启了G蛋白偶联受体(GPCR)药物研发的新方向。这些新结构能够帮助药物研究人员更加准确、高效地设计出新的药物，调控P2Y1R和其它类似受体蛋白，还能应用于肿瘤和炎症治疗。
徐星、郑晓廷
《A bizarre Jurassic maniraptoran theropod with preserved evidence of membranous wings》的通讯作者是临沂大学和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员以及临沂大学地质与古生物研究所所长郑晓廷教授。从中国东部挖掘出的这种生物的化石遗骸具有一根13厘米长、从腕部伸出的棒状骨结构，有可能帮助支持或定位了翼膜；在骨结构的周围还附着有小片的膜组织。这是第一次在恐龙中看到这样的骨结构，它是一个具有膜翅膀的奇异侏罗纪兽脚类恐龙。
鲍捷
《A colloidal quantum dot spectrometer》（基于胶体量子点纳米材料的光谱仪）的通讯作者是清华大学电子工程系鲍捷教授。该研究报道了一种基于胶体量子点纳米材料制作微型光谱仪的新方法，展示了用195种胶体量子点纳米材料和一个普通数码相机所用的成像感光元件构成的一个微型光谱仪。其每一个量子点都对特定光谱范围敏感，可以过滤各种波长的光并检测到非常小的光谱移位。量子点的使用可以在减小光谱仪体积的同时不影响分辨率、使用范围和效率。
田大成
《Parent-progeny sequencing indicates higher mutation rates in heterozygotes》的通讯作者之一是南京大学生命科学学院田大成教授。该研究利用拟南芥、水稻等自花传粉植物，构建了来自相同遗传背景的、经历一次减数分裂的纯合体、杂合体(F1)及其分离世代(F2到F4)，进而测序检测遗传突变的发生。染色体差异促进突变的现象，对这一现象的深入研究，可能会加深对突变的分子基础、突变引发癌症等恶性疾病的分子机制、乃至于物种形成和演化过程的理解。
张康
《Lanosterol reverses protein aggregation in cataracts》（羊毛甾醇能防止白内障形成）的通讯作者是四川大学华西医院分子医学研究中心生物治疗国家重点实验室张康教授。该研究发现存在于正常晶状体内的羊毛甾醇是调控晶状体蛋白异常聚集和解聚的关键。研究人员给患有白内障的犬使用了含有羊毛甾醇的眼药水。经过６周治疗，白内障犬的晶状体不透明度降低了。白内障是当今世界上主要的致盲性眼病之一，科学家都在致力于白内障发病机理与药物治疗的研究。
贺福初、高福、曹务春
《Genetic diversity and evolutionary dynamics of Ebola virus in Sierra Leone》的通讯作者是国家蛋白质科学中心（北京）贺福初院士，中国科学院微生物研究所高福院士，病原微生物生物安全国家重点实验室主任曹务春研究员。该研究介绍了我国科学家获得埃博拉病毒研究的最新成果，如发现了可以用作病毒分型重要标记的病毒进化的差异性位点；通过病毒基因组比较分析，发现在6个病人体内的病毒存在串联突变的情况；发现埃博拉病毒遗传多样性在持续增加。
高宁
《Structure of the eukaryotic MCM complex at 3.8 angstrom》（真核生物DNA复制解旋酶MCM复合物的3.8埃分辨率结构）的通讯作者之一是清华大学高宁教授。该研究报道了真核生物DNA复制起始与延伸过程中DNA解旋酶核心组分MCM2-7复合物的3.8 埃高分辨率冷冻电镜结构，并以此为基础对DNA复制起始时MCM2-7复合物的作用机理进行了分析。这一高分辨率的结构为真核生物特异的解旋酶家族蛋白复合物的组装、激活和调控的研究提供了一个全新视点。
王一国
《The CREB coactivator CRTC2 controls hepatic lipid metabolism by regulating SREBP1》的通讯作者是清华大学生命科学学院王一国教授。该论文报道了环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（CREB）的转录激活因子（CRTC2）调控脂代谢的信号通路，揭示了代谢性疾病中肝脏脂代谢紊乱的重要分子机制。在肥胖、糖尿病以及脂肪肝患者体内，脂合成代谢的增强是引起甘油三酯在肝脏内异常堆积的主要原因之一，CRTC2介导的信号通路在调控肝脏脂代谢中具有重要的作用。
刘竹、魏伟、贺克斌
《Reduced carbon emission estimates from fossil fuel combustion and cement production in China》的通讯作者有中科院沈阳应用生态研究所客座研究员刘竹（首席作者），清华大学环境学院大气污染控制教研所贺克斌教授，中国科学院上海高等研究院魏伟研究员。中科院沈阳应用生态研究所副研究员、区域低碳发展研究组组长、中芬应用生态技术中心主任郗凤明参与了该论文的研究工作。该研究报道了中国化石燃料与水泥生产碳排放核算修正情况，中国的实际碳排放量比国际机构之前的估计值低15%左右。研究结果为我国应对气候变化谈判、全球碳循环研究和我国低碳经济发展提供科学依据。
杨维才、柴继杰
Allosteric receptor activation by the plant peptide hormone phytosulfokine》的通讯作者是中国科学院遗传发育所杨维才研究员与清华大学生命科学学院柴继杰教授。该研究报道了植物肽激素phytosulfokine受体的别构激活机制。植物磺肽素是近些年发现的一种小肽类植物内源激素，由一个五肽和两个磺酸基团组成，它广泛存在于大多数植物中，通过促进细胞增大和分裂调控植物生长，并参与花粉萌发和花粉管导向以及植物抗性等多种重要的生物学过程。
施一公
《An atomic structure of human gamma-secretase》的通讯作者之一是清华大学生命学院的施一公院士。该研究报道了人源γ-分泌酶的原子分辨率结构，即分辨率高达3.4埃的人体γ-分泌酶的电镜结构，并且基于结构分析研究了γ-分泌酶致病突变体的功能，为理解γ-分泌酶的工作机制以及阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease, AD）的发病机理提供了重要基础。阿尔兹海默症是一类神经退行性疾病，又称老年痴呆症，是当今世界面临的最为严峻的老年神经退行性疾病之一。
曹雪涛
《Tet2 is required to resolve inflammation by recruiting Hdac2 to specifically repress IL-6》的通讯作者是中国医学科学院免疫学家曹雪涛院士。炎症是机体对病原微生物等刺激物产生的免疫应答，其重要特征是大量免疫细胞进入感染区域。该研究报道了Tet2是独立于DNA甲基化及羟甲基化作用，招募Hdac2及通过组蛋白去乙酰化抑制了IL-6的转录。通过组蛋白去乙酰化来发挥基因特异性转录抑制活性，其在染色质水平上阻止IL-6的持续转录激活来消退了炎症。
朴世龙
《Declining global warming effects on the phenology of spring leaf unfolding》的通讯作者是北京大学城市与环境学院朴世龙教授。该研究报道了减弱的全球变暖对春季展叶物候期的效应，使用1245个站点的七种欧洲主要树种的春季展叶物候数据，研究表明植被展叶物候期对于气候变暖的敏感性发生了显著的降低。春季展叶物候期的变化是联合国政府间气候变化专门委员会用来刻画气候变化所带来的生态影响的关键指标。
颜宁
《Molecular basis of ligand recognition and transport by glucose transporters》的通讯作者是清华大学医学院颜宁教授。该研究报道了人源葡萄糖转运蛋白GLUT3处于不同构象的3个高分辨率晶体结构，并通过与之前该组解析的GLUT1的结构比对，完整揭示了葡萄糖转运蛋白底物识别与转运的分子机理，为基于结构的小分子设计提供了直接依据。葡萄糖是地球上各种生物最主要的能源物质，为生长代谢提供能量，并且作为前体参与合成其他生命组成大分子。
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