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2014:《nature》《Science》的中国声音(三)

来源:  发布时间:2015-07-23

本刊记者  薛小迪

   《nature》和《Science》杂志是世界上久负盛名和极具权威的综合性自然科学期刊,其刊载的内容经常被世界各地新闻媒体作为最新科学信息的最可靠来源而被广泛传播。根据汤森路透2015年6月18发布的《SCI期刊分析报告》,《nature》、《Science》杂志的影响因子分别达到41.456和33.611,在综合类自然科学期刊里仍居伯仲之位。近年来,随着我国科研投入持续增加,我国科学家在两个刊物上发表的科研成果也呈井喷之势。2013年我国科学家在《nature》上发表的研究性论文27篇,在《Science》上发表的研究性论文为31篇,而2014年,这两个数字几乎翻倍,初步统计分别为52和42篇。就论文涉及的领域而言,生命科学、医学、化学、材料科学、地球与环境科学等仍然是热门,就论文产出机构来看,中国科学院、北京大学和清华大学仍是前三强。在接下来的几期,本栏目将持续为读者呈现2014年度在《nature》、《Science》上发表原创论文的优秀的科学家及其在这两个刊物上发表的文章简介,以彰他们为我国科研做出的贡献。


《nature》的中国声音:

张泽

   张泽,中国科学院院士,浙江大学材料系教授,从事准晶、低维纳米材料等电子显微结构研究。
   8月14日刊发的《Formation of monatomic metallic glasses through ultrafast liquid quenching》一文,张泽院士是合著者之一,研究者通过在电子显微镜中对纳米接触的单质金属钽、钒放电加热和高达1014度/秒的快速冷却,成功实现了单质元素金属玻璃的制备。他们利用电子显微镜的原子分辨技术,不仅可以直接看到晶体原子在急速升温-熔化-冷却后,从期性排列转变到混乱排列的非晶态,还可以看到通过加热处理,从非晶态转变到晶态的逆过程。


王俊、金鑫
   王俊,研究员,博士生导师,现任华大基因研究院院长,从事基因组学和生物信息学的研究。
   金鑫,华大基因研究院研究员。
   8月14日刊发的《Formation of monatomic metallic glasses through ultrafast liquid quenching》一文,王俊是通讯作者之一。在这项研究中,研究人员对40名藏人和40名汉族个体的EPAS1基因周围区域进行了重测序,发现藏族人的这一基因包含一个存在高度差异的单体型,其只存在于丹尼索瓦人基因组而不存在于世界各地其他的种群中。基于他们的研究发现,研究人员认为藏族人的祖先有可能与丹尼索瓦人进行了交配。并且这一基因从丹尼索瓦人流动到藏族人,有可能促进了藏族人适应恶劣的高海拔环境。


陈新

   陈新,常州大学制药与生命科学学院教授,研究方向:新型抗生素和抗癌药物和具有重要生物活性有机小分子的合成方法研究。
   8月14日刊发的《Visualization of arrestin recruitment by a G-protein-coupled receptor》一文,陈新教授领导的科研团队为合著者,在这项研究中,研究者利用“单颗粒电子显微镜”和“氢-重氢交换质谱”对一个GPCR–arrestin复合物的结构和动态进行了表征。他们的数据支持一个“两相”机制:arrestin最初与GPCR被磷酸化的羧基端点发生相互作用,然后进行重排,在一个具有信号传导功能的构形中更为充分地与膜蛋白接触。


张勇
   张勇,北京大学地球与空间科学学院百人计划特聘研究员。
   8月21刊发的《Gradual unlocking of plate boundary controlled initiation of the 2014 Iquique earthquake》,张勇参与其中。文章对智利北边的地震进行研究,基于对整个破裂过程的修建方案及断裂演示图,发现伊基克地震在智利北部的抗震带撕开了一个主要的缺口,最大的一块是美洲板块边界区,主要地震集聚区在这个板块的边界区都发生过地震。


李兰娟

   李兰娟,中国工程院院士,浙江大学医学院教授、博士生导师,从事传染病临床、科研工作。
   9月4日刊登的《Alterations of the human gut microbiome in liver cirrhosis》一文,李兰娟是通讯作者之一。研究者对来自98个肝硬化患者和83个健康对照组成员的粪便样本进行了一项全微生物群关联研究。定量元基因组分析显示,75,245个基因的丰度在这两组人之间显著不同,其中很多可以被归入代表先天同源细菌种类的66个类别中。在这些细菌中,28种在肝硬化患者体内富集,大部分来源于口腔(主要是韦荣球菌和链球菌)。同时作者还发现,这些基因当中一组仅仅15个就可以构成可用作诊断工具的一个高度准确的辨别指标的基础。


邵峰
   邵峰,北京生命科学研究所学术副所长、资深研究员,研究兴趣集中于病原细菌感染宿主和宿主先天性免疫防御的分子机制。
   9月11日和10月9日,《nature》分别刊发了以邵峰为通讯作者的两篇科研成果,在《innate immune sensing of bacterial modifications of Rho GTPases by the Pyrin inflammasome》这项最新的研究中,邵峰团队发现Pyrin蛋白(遗传突变导致家族性地中海热自炎症疾病)可以作为PRR蛋白感受多种不同病原菌和毒素对机体Rho家族小G蛋白的修饰和失活,进而介导巨噬细胞炎症小体(inflammasome)复合物的组装和下游炎性蛋白酶caspase-1的激活,启动抗细菌炎症反应。另一篇研究《Inflammatory caspases are innate immune receptors for intracellular LPS》这篇新研究同样是邵峰团队的独立科研成果,该研究确定了caspase-4/5/11的功能机制,为我们提供了一个免疫模式识别的新模型,并揭示了caspase激活的一种全新途径。


燕青
   燕青, 竺可桢-南森国际研究中心助理研究员, 研究方向:古气候模拟、极地冰盖模拟。
   9月18日刊发的《Aridification of the Sahara desert caused by Tethys Sea shrinkage during the Late Miocene》,是一篇国际合作的文章,燕青为本文的通讯作者,研究者利用气候模式揭示,晚中新世托尔顿阶(Tortonian,大约700万到1100万年前)是北非干旱加剧撒哈拉沙漠形成的关键时段。通过一系列的模拟,研究小组揭示出,在托尔顿阶特提斯海收缩导致非洲夏季风显著减弱,干旱的沙漠环境在北非大面积内形成。


张青锋
   张青锋,博士,同济大学附属东方医院转化医学研究中心、同济大学医学院传染病与疫苗研究所,从事疟疾等重要传染性疾病防治相关的基础和应用研究。
   9月18日刊发的《Exonuclease-mediated degradation of nascent RNA silences genes linked to severe malaria》,是一篇国际合作的研究报告,张青锋为第一作者,同时也是通讯作者之一,研究发现,恶性疟原虫外切体复合物类似蛋白的成员(PfRNase II)可对A-var基因进行调控,PfRNase II对A-var基因转录产物原位降解后,导致其处于“沉睡”状态;当PfRNase II蛋白功能缺陷时,A-var基因即从“沉睡”中激活,从而导致重症疟疾的发生;而且疟疾患者体内A-var水平与PfRNase II含量负相关。


侯先光
   侯先光,云南大学教授、博士生导师,云南省古生物研究重点实验室主任。
   丛培允,云南省古生物研究重点实验室研究员。
   9月25日,以丛培允为第一作者。侯先光为通讯作者之一的《Brain structure resolves the segmental affinity of anomalocaridid appendages》的国际合作科研成果在《nature》上刊发,该研究对澄江动物化石群中奇虾的一个新物种刺钳里拉虫进行了较全面的研究,揭示了该种奇虾脑部神经结构的特征,同时推断,奇虾的大爪肢与真节肢动物的上唇是同源的。
   Bianli Xu、Haiyan Wei:河南省疾病预防控制中心传染病预防控制所
   10月2日发表的《Reversion of advanced Ebola virus disease in nonhuman primates with ZMapp》,是一篇多国合作科研成果,Bianli Xu、Haiyan Wei参与其中。研究人员在实验中先使21只恒河猴感染埃博拉病毒,然后将它们分为4组。动物实验显示,新药ZMapp在感染病毒5天后仍能起效,同时指出,与其他药物一样,这种新药也有局限性。


段路明
   段路明,清华大学交叉信息研究院讲座教授,主要从事量子光学、量子信息、和冷原子物理方面的研究。
   10月2日刊发的《Experimental realization of universal geometric quantum gates with solid-state spins》一文,是清华大学交叉信息研究院段路明教授研究组的独立研究成果,该论文的第一作者祖充为该院在读博士研究生,另有博士研究生王玮彬、王飞,博士后何丽,以及本科生张文纲、戴澄宇参与研究。该研究首次在常温固态系统中实现了抗噪的几何量子计算。抗噪是实现量子计算的核心问题,通过利用一种新型的计算形式——几何量子计算,段路明研究组在常温金刚石系统中实现了更能抵御噪声影响的量子计算。


曹军骥
   曹军骥,中国科学院地球环境研究所二级研究员、博士生导师,主要从事气溶胶与环境、PM2.5研究与控制、古气溶胶循环等研究。
   10月9日刊发的《High secondary aerosol contribution to particulate pollution during haze events in China》一文,由多国共同合作完成,曹军骥是通讯作者之一。该研究以2013年1月全国大范围发生的重灰霾污染事件为例,通过对北京、上海、广州和西安四个城市大气环境的同步观测,全面分析了PM2.5中各种无机和有机化学组分,首次采用新开发的离线高分辨率飞行时间气溶胶质谱(offline HR-TOF-AMS)方法实现空间尺度上PM2.5中有机气溶胶质谱指纹的表征。


唐宏、潘磊
   唐宏,中科院生物物理所感染与免疫重点实验室研究员、博士生导师,研究方向:感染与免疫学。
   潘磊:中国科学院生物物理研究所感染与免疫院重点实验室副研究员,研究方向:免疫遗传学。
   10月9日刊发的《Protein competition switches the function of COP9 from self-renewal to differentiation》一文,是多国合作成果,潘磊为第一作者,研究人员选用果蝇的卵巢种系干细胞作为研究模型,结合遗传学,生物化学和细胞生物学等多种研究手段,提出了一种调控干细胞的新机制。


《Science》的中国声音:


刘征宇
   刘征宇,北京大学物理学院大气与海洋科学系教授、“千人计划”学者。研究方向包括:海洋环流动力学、气候动力学、古气候模拟、海-陆-气相互作用以及地球气候系统模拟。
   9月5日刊发的《Greenland temperature response to climate forcing during the last deglaciation 》这一研究,刘征宇参与其中,研究者认为,格陵兰确实在大约1万9000年前与北半球其它地方一同开始变暖,而对水同位素的研究已经掩盖了在那个神秘的间隔期中格陵兰温度的一个小幅上升。研究人员还提出,在格陵兰中部的温度比西北部的变化更大--这一发现暗示大西洋环流在本冰消期中的时间。基于他们的结果,研究人员提出,这一突变的气候很大程度上取决于季节,且基本上是一个冬季现象。


兰添颖
   兰添颖,重庆科技学院化学化工学院讲师,研究方向:基因组学和进化生物学。
   9月5日刊发的《The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis》这篇研究,是包括中国在内的多国研究者合作的结果,本研究对重要经济农作物咖啡进行了全基因组测序并构建了高质量的基因组草图。研究结果揭示了咖啡风味以及咖啡因产生的相关基因在咖啡中的独立进化历史,并对培育风味更佳、可抵抗气候变化与害虫的咖啡新品种提供了重要的基因组信息。


秦芝
   秦芝,中国科学院近代物理研究所核化学组组长,研究员,博士生导师,从事核化学方向研究。
   9月19日刊发的《Synthesis and detection of a seaborgium carbonyl complex》这一研究,也是多国合作的成果,其中,中方作者除了秦芝外,还有同单位的范丽芳和王洋。晶体锕系元素试验调查为化学理论提供了基准检验结果,并探究了元素周期表趋势预测能力。目前,气体阶段的化学反应中,已经合成了高度氧化状态中含有晶体锕的简单无机化合物。单原子生产率、短暂半衰期和苛刻的试验条件限制了可行性试验化合物的数量。在这一研究中,研究者采用了气体羰基化技术备制羰基化合物,即第106个元素,挥发性羰基化合物表明有相同的挥发性和反应性。


李澄宇
   李澄宇,中科院上海生命科学研究院神经科学研究所研究员,研究兴趣主要在行为的神经元环路基础,包括动物的社会行为,工作记忆和长时程记忆等。
   李澄宇课题组于10月24日发表了题为《Medial prefrontal activity during delay period contributes to learning of a working memory task》的研究报告,在此研究中,他们让小鼠完成一项涉及嗅觉匹配的工作记忆新任务,从中操控延迟期mPFC神经元活性,在几天后,研究人员又对这些完成了嗅觉匹配任务训练的小鼠再一次进行了同样的操作。结果发现在学习期,神经活性静止的时候小鼠无法完成这一任务,但是当它们一旦经过训练,这样的操控就无法再影响它们的行为了。


周欣
   周欣,华大基因国家基因库副主任。
   11月7日刊发的《Phylogenomics resolves the timing and pattern of insect evolution》一文,是多国合作的成果,周欣作为该研究的发起人,和多名同事一起为此研究做出了贡献。研究确定了一个强有力的昆虫演化时间表,帮助厘清有关这些节肢动物的起源及它们相互之间遗传学关系的某些长期存在的不确定性。分析了来自所有当今存在的昆虫的主要目中的以及与其关系密切的节肢动物亲属的1478个编码蛋白的基因,并将其与化石记录进行比较,从而确定昆虫可能起源于大约4.79亿年前的早奥陶世时期。他们认为,昆虫的飞行能力是在复杂的陆地生态系统已经在陆地上建立后才出现的,而开花植物的发散伴随着像蜜蜂、黄蜂和蝴蝶等飞行昆虫中的多元性爆发。研究人员的结果还暗示,寄生性虱子的多元化是在鸟类和哺乳动物宿主存在后才有的,这与它们源自带羽毛恐龙的理论是相抵触的,而我们如今所见的蟑螂与白蚁品种可能是在二叠纪大灭绝(约2亿5200万年前)后演化出的。


王萍
   王萍,中国地震局地质研究所研究员,主要研究方向为活动构造与年代学。     
11月21日刊发的《Tectonic control of Yarlung Tsangpo Gorge revealed by a buried canyon in Southern Tibet》一文,是多国合作的研究成果,王萍为该文的第一作者。研究者通过对雅鲁藏布江谷底沉积物的钻探结果分析及底部砂层的26Al/10Be测年,结合数字模拟,报道了目前埋藏在数百米沉积之下的雅鲁藏布江古河道的发现,并确认古河床存在向上游倾斜的反翘现象,认为南迦巴瓦和加拉白垒块体从250万年以来加速构造隆升使河道变形,形成了分隔上游堆积和下游变陡的巨型裂点。大峡谷内的高侵蚀速率,是快速构造抬升的直接响应。


黄三文
   黄三文,中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员,主要从事蔬菜花卉生物技术方面的研究。
   11月28日刊发的《Biosynthesis, regulation, and domestication of bitterness in cucumber》是由黄三文研究者发起的,中国农业科学院蔬菜花卉研究所、南京农业大学、湖南农业大学等8所研究机构参与的国内研究,研究人员采用基因组、分子生物学和生物化学等多种技术手段研究黄瓜苦味合成、调控及驯化的分子机制。研究表明,黄瓜的苦味物质葫芦素由9个基因负责合成,而这9个基因受到2个“主开关”基因Bl和Bt的直接控制,其中Bl控制叶片苦味,Bt控制果实苦味。

郭良栋、陈欣
   郭良栋,中国科学院微生物研究所研究员,主要从事内生真菌和菌根真菌分类学、分子系统学、生态学、生物多样性研究。
陈欣,浙江大学生命科学学院教授,博士生导师,致力于生态学领域研究。
   11月28日刊发的《Global diversity and geography of soil fungi》,是一项国际合作研究结果,以上两位作者参与其中。研究者从世界各地365处收集了近1万5000个土壤样品并用焦磷酸测序技术来研究其中所含的真菌基因。结果提示,导致如今真菌多样化的主要驱动因子与气候有关,每年的降雨量似乎是真菌物种丰富程度的最强驱动因素。

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2024年3月

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