呼吸道微生物组决定机制研究

 

中山大学中山医学院丁涛教授团队与田国宝教授团队合作，揭示了口腔细菌对于肺部菌群和肺部健康的差异化塑造作用。相关成果发表于《先进科学》（Advanced Science）。肺部曾经一度被认为是无菌的。近年来针对肺部样本的微生物组研究已经证实了在健康个体的肺部中也存在共生细菌，然而其起源和形成方式目前尚不明确。新研究关注肺部菌群的决定机制和组装过程，首次阐明了口腔细菌在塑造肺部菌群中的关键作用，揭示差异化塑造肺部菌群的具体过程，并探索了肺型和呼吸道健康之间的关联；研究结论提示了使用口腔微生物作为非侵入性样本替代肺泡灌洗液（BAL）来评估肺部健康的潜力。

 

生物质降解菌热纤梭菌的糖摄取机制研究

 

中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔球研究员团队结合体内和体外实验，阐明热纤梭菌中负责纤维寡糖和葡萄糖摄取的转运蛋白及其结构分子机制。相关成果发表于《m生物》（mBio）。热纤梭菌是一种高效降解木质纤维素类生物质的嗜热厌氧细菌，在农林废弃物生物质的转化利用中具有应用价值。热纤梭菌通过分泌一种多酶复合体——纤维小体将木质纤维素中的多糖水解为以纤维寡糖为主的可溶性糖，进而为细胞提供碳源和能量。研究阐明了热纤梭菌的寡糖和葡萄糖摄取机制，发现了寡糖摄取与纤维小体表达调控的偶联关系，加深了对热纤梭菌的生理和代谢机制的认识。

 

首例单子叶植物NLR抗病毒基因

 

中国农业大学张永亮、李大伟教授团队，中国科学院遗传与发育生物学研究所刘志勇研究员与国内外科学家合作，通过图位克隆的方法克隆了第一个抗大麦条纹花叶病毒基因BSR1。相关成果发表于《新植物学家》（New Phytologist）。NLR蛋白作为植物体内普遍存在的一类抗性蛋白，对植物的抗病性具有重要调控作用。BSR1是首个在单子叶植物中克隆的编码典型NLR蛋白的抗病毒基因。短柄草是一种理想的麦类作物优异基因发掘和功能研究模式植物，也是禾本科作物潜在R基因的来源，可用于作物改良，同时为理解病毒-宿主基因的协同进化和抗性开辟了新的途径，有助于了解R基因介导的禾本科作物抗病毒病机制。

 

埃可病毒感染诱导细胞焦亡机制研究

 

中国科学院武汉病毒研究所/病毒学国家重点实验室周溪研究员团队发现埃可病毒通过促进NLRP3炎症小体的激活诱导细胞焦亡的致病机制。相关成果发表于《公共科学图书馆·病原体》（PLOS Pathogens）。埃可病毒11型（Echovirus 11，ECHO11）属于小RNA病毒科肠道病毒属的B族肠道病毒，是最常见的肠道病毒之一。ECHO11感染可导致广泛的疾病，如无菌性脑膜炎、上呼吸道感染、心肌炎和肝炎。近年来，ECHO11频繁暴发，特别在新生儿中引起的严重疾病如急性肝炎具有较高的发病率和死亡率。研究确定了ECHO11 2B发挥作用的关键氨基酸位点，为理解致病机制及抗ECHO11药物研发提供了新思路。

 

EB病毒抑制宿主DNA损伤应答（DDR）的新机制

 

中国科学院生物物理研究所周政课题组和北京大学徐冬一课题组合作，揭示了EB病毒蛋白BKRF4调控宿主核小体组装并抑制宿主DDR的分子机制。相关成果发表于《美国科学院院刊》（PNAS）。EB病毒是一种具有双链DNA基因组的γ疱疹病毒，BKRF4是EB病毒的被膜蛋白（BKRF4），DDR是细胞进化出的一套完整的DNA损伤应答（DDR）体系。DNA承载着细胞的遗传信息，其稳定传递和精确复制对于生命体的生存至关重要。此项研究探明了一种新的核小体结合模式，揭示了BKRF4识别DNA损伤、破坏染色质组装、调控宿主DDR的作用机制。

 

流感病毒调控干扰素机制研究

 

暨南大学病原微生物研究院吴建国教授团队揭示了甲型流感病毒（IAV）感染通过宿主鞘氨醇激酶SPHK2调控Ⅰ型干扰素合成进而影响病毒复制的新机制。相关成果发表于《公共科学图书馆·病原体》（PLOS Pathogens）。在流感暴发季节，流感病毒因其高致病性、高致死率，给全球带来了严重的生命健康威胁和巨大的经济损失。在流感病毒与宿主相互作用的过程中，病毒的吸附进入、病毒基因组的组装及病毒逃避细胞免疫的各个阶段涉及多种宿主因子的参与。研究揭示了流感病毒利用宿主因子鞘氨醇激酶SPHK2以非常精巧的机制促进自身复制的机制，拓宽了人类对于流感病毒与宿主相互作用的认知。

 

医源性病原细菌细胞行为调控新模式

 

中国科学院微生物研究所王芳芳与河北大学葛欣等人合作，发现磷酸二酯酶SisP是细菌感知亚铁离子并控制鞭毛合成的关键调控蛋白。相关成果发表于《m生物》（mBio）。嗜麦芽宅食单胞菌是近年来严重威胁人民生命健康的医源性条件致病细菌，ICU病房检出率高，致死率高，多重耐药。前期研究表明，环二鸟苷单磷酸（c-di-GMP）是这一细菌调控毒力和细胞感染行为的重要第二信使分子，但精细调控机制不明。新研究发现，当细菌生存于寄主因急性损伤或出血导致的富铁环境时，亚铁离子结合SisP，提高了SisP降解c-di-GMP的酶活性。这一过程解除了c-di-GMP对细菌鞭毛合成调控蛋白FsnR的抑制作用。

 

酿酒酵母合成甲基酮研究

 

中国科学院天津工业生物技术研究所王钦宏研究员和戴宗杰研究员带领的进化与代谢工程研究团队通过代谢工程改造，开发了生产甲基酮的酿酒酵母细胞工厂。相关成果发表于《代谢工程》（Metabolic Engineering）。甲基酮是一类脂肪酸衍生物，可用作信息素类杀虫剂，也被用于香精、香料、化学合成中间体及生物燃料调和剂。由于植物提取效率低，甲基酮主要通过烃类的化学氧化合成。在这项研究中，通过增强酿酒酵母固有的过氧化物酶体脂肪酸β-氧化循环、创建全新异源胞质脂肪酸β-氧化途径，实现了中链甲基酮（2-壬酮、2-十一烷酮、2-十三烷酮和2-十五烷酮）的生物合成。

 

任务冲突对重大科学工程协同创新网络中参研人员结构嵌入性的作用机制研究

 

西安交通大学管理学院孙雯、刘人境基于重大科学工程协同创新的特殊语境，从网络视角出发，从微观个体层面切入，通过调研329个参研人员样本数据，对任务冲突影响重大科学工程协同创新网络中参研人员结构嵌入性的作用机制进行探讨。相关成果发表于《科技进步与对策》（Science & Technology Progress and Policy）。重大科学工程是我国实施科技强国战略、突破尖端技术瓶颈的关键抓手，是基于中国本土情境协同创新范式研究不可忽视的重要类型。研究发现，任务冲突可通过“任务冲突→群体关注→社会技能→结构嵌入性”链式中介路径显著影响参研人员网络结构嵌入性。文章结论可为重大科学工程协同关系网络治理提供基础。

 

通信作者不当署名行为界定及规则改进

 

北京师范大学法学院熊皓男开展了论文通信作者署名行为相关研究。研究成果发表于《中国科学院院刊》。通信作者是特殊的署名类型，存在特殊的学术不端行为。通信作者的职责是完成论文通信事宜，其不当署名具体表现为标注不适格、侵犯其他作者署名权、未履行通信作者义务。友好的通信作者制度设计可以有效预防不当署名等学术不端行为，而现有的通信作者制度难以胜任。文章建议应从制定通信作者署名规则、完善通信作者奖励机制、推行合作作者贡献声明3个方面进行完善；通过精细的角色分工、公正的奖励机制、科学的责任分配等方式，减少纠纷、促进协作。

 

美国复兴制造业政策有效性及中国的应对策略

 

中国社会科学院工业经济研究所刘戒骄与西北农林科技大学经济管理学院王文娜等人合作，构建由作用领域、干预层级、中介目标和战略意图4个维度构成的政策矩阵，并利用这个矩阵分析美国制造业政策，检验其政策体系对制造业细分行业增加值的影响。相关成果发表于《中国软科学》（China Soft Sciencey）。文章建议汲取特朗普政府保护主义政策失灵的教训，按自身定力继续扩大开放和增强市场作用，促进政策协同并强化其实现使命任务的能力，在促进产业公地建设、提升在全球生产网络中的地位、积极应对贸易保护主义和跨国公司垄断、提高产业链和价值链黏性等方面，形成协同互动的政策矩阵。

 

国家科研资助的成果披露制度研究

 

中国人民大学沈健、钟卫与北京师范大学徐洪合作，提出建立科学合理的国家科研资助成果披露制度。相关成果发表于《科学学研究》（Studies in Science of Science）。国家科研资助过程中，成果披露是解决国家、单位、个人之间信息不对称的关键手段，是维护科技安全、明晰产权归属、优化成果管理的重要基础。但是，现阶段我国成果披露的理论研究和制度建设尚不完善。文章基于委托代理理论提出个人-单位、单位-国家双层道德风险模型。对比中美两国成果披露制度发现，美国综合采用激励机制和约束机制服务国家目标的实现；而我国的国家科研资助尽管有着科学而明晰的政策目标，成果披露制度尚处于探索阶段。

 

国家实验室研究领域富化机理研究

 

扬州大学商学院聂继凯博士梳理和提炼美国劳伦斯伯克利国家实验室研究领域90年来的发展史，发现国家实验室研究领域存在由少到多并形成生态群落的富化历程。相关成果发表于《中国科技论坛》。在时空约束生产要素的前提下，多元化协同参与主体借助相应设施化承载手段，融合持续增值知识，附加政策集成作用，通过培育、发展、巩固和淘汰4种方式推动国家实验室研究领域日趋富化。富化结果反作用于时空、主体、手段、知识和政策质态的改变，助力国家实验室研究领域跃迁入下一轮更高层次的富化过程。研究结果为国家实验室研究领域生态群落的形成与发展提供了参考。

 

导师支持、工作满意度与博士后职业前景研究

 

陕西师范大学陈玥、张峰铭基于《自然》2020全球博士后调查数据的中介效应分析，揭示博士后职业前景的基本情况，探索导师支持对于博士后职业前景的影响机制。相关成果发表于《中国高教研究》。文章提出博士后职业前景的总体状况差强人意。导师支持与工作满意度、博士后职业前景显著正相关。而工作满意度能够显著预测博士后职业前景，并在导师支持对博士后职业前景的影响中起部分中介作用。为改善博士后未来职业发展，亟须开拓非学术就业市场，促进博士后就业多元化；完善导师支持结构体系，优化支持指导的有效性；构建平等良好的合作伙伴关系，提升博士后工作满意度。

 

美国扩大出口管制实体清单对中国科技的影响和对策

 

中国科学技术信息研究所陈峰根据最新的美国对华出口管制实体清单数据，分析其对我国科技的影响，并提出对策，为科技智库、情报研究与服务等工作提供参考。相关成果发表于《情报杂志》。文章基于最新数据，分析被列入美国出口管制清单的我国机构的11类主要群体分布。研究发现美国扩大出口管制实体清单对中国科技的影响主要体现在5个方面，分别是：1.限制目标实体机构特别是行业龙头企业的科技发展；2.限制中国特定行业特别是战略高科技产业发展；3.影响中国若干国家科技战略的实施和预期效果；4.中国科技发展的基础、环境和创新能力将受到严重影响；5.中国的科技安全风险将日益突出。

 

简政放权、创新环境与科技小微企业创新意愿

 

西北工业大学郑烨、姜蕴珊等人以国内399家科技小微企业为研究对象，在对相关概念进行界定的基础上，构建简政放权、创新环境及企业创新意愿三者间关系模型并进行实证检验。相关成果发表于《科研管理》。“简政”和“放权”都会对创新环境和企业创新意愿产生显著正向影响，且“放权”的影响作用更强；二者的交互项也显著正向影响创新环境及企业创新意愿，且对创新意愿的影响更强。创新环境在“简政”“放权”两个维度与企业创新意愿的关系之间均起到了部分中介作用，然而其在“简政”与创新意愿关系间的中介作用更显著。此外，简政放权在传统行政区内的作用效果总体上更显著。

 

局域模体结构对系统受扰动后响应行为的影响

 

复旦大学类脑人工智能科学与技术研究院纪鹏研究员与法兰克福金融管理学院简·纳格勒（Jan Nagler）教授合作，给出了信号在局域传播中与模体间的定量缩放关系，及其在全局传播中与链路模体空间分布间的关联。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。基于一般耦合动力系统，在源节点施加恒定不变的小扰动并线性化系统，表征节点状态的变化并计算信号传播时间指标；在局域传播中，分离本征特性和模体等影响传播因素，定量传播时间与拓扑间的标度指数；在全局传播中，采用高斯迭代法获得链路上相邻层间的关联，计算链路上模体数目及空间分布对全局传播时间的影响。

 

极其微小的随机干扰对湍流的大尺度影响

 

上海交通大学廖世俊团队应用其提出的“精准数值模拟”（Clean Numerical Simulation，简称CNS），发现极其微小的数值噪音能够对二维Rayleigh–Bénard热对流这个可持续湍流的数值模拟结果产生宏观的影响。相关成果发表于《流体力学学报》（Journal of Fluid Mechanics）。湍流，被称为经典力学的最后一个难题。湍流与航空、航天、海洋工程等许多领域都密切相关。深入研究湍流的生成和演化机理，具有重要的理论意义和应用价值。由CNS得到的精准模拟结果能够长期保持典型的旋涡状对流，但由传统算法（RKwD）给出的数值模拟却转变成剪切对流，其对应的流场变成一种带状湍流。

 

机器人类人灵巧操作方法研究

 

中国科学院自动化研究所王鹏研究员团队通过借鉴人与人之间的物体交接方式，提出一种人与仿人五指灵巧手机器人之间的类人物体交接灵巧操作方法，并应用到实际机器人平台中，实现了人和仿人五指灵巧手机器人之间的多样性物体类人交接自主灵巧操作。相关成果发表于《IEEE认知与发展系统汇刊》（IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems）。人与机器人间的物体交接主要以二指平行爪等简单机构作为机器人的末端执行器，由于结构的差异性，难以实现物体在人和机器人之间的自然和灵巧传递。研究借鉴人手的抓握习惯建立学习模型，自动生成物体交接抓取配置策略，使机器人能够使用类人的抓握方式。

 

自动驾驶系统仿真测试方法

 

中国科学院软件研究所吴国全、叶丹、田浩翔等人在自动驾驶系统安全性违规检测方面取得进展。相关成果发表于《ACM联合欧洲软件工程会议和软件工程基础研讨会2022》（ESEC/FSE 2022）。自动驾驶系统是高度复杂的软硬件系统，其所处的运行环境高度复杂且多变，会面临许多无法预见的情况，系统安全性尤为重要。目前的自动驾驶仿真测试方法存在搜索成本高、测试效率低和生成场景挑战性不足、相似度高等问题。研究提出了基于多目标遗传算法的自动驾驶系统仿真测试方法，能够有效生成自动驾驶系统的挑战场景，暴露自动驾驶系统的安全性缺陷，并支持对自动驾驶系统的连续、长距离测试，提高仿真测试执行效率。

 

增强过驱动无人机平台稳定性及安全性研究

 

北京大学人工智能研究院朱毅鑫课题组开发了一种适用于由四旋翼无人机模块组成的无人机平台的控制策略。相关成果发表于《智能机器人与系统国际会议2022》（IROS 2022）。无人机由于其灵巧、简单的特点，一直备受市场和学术界的关注。机动性和安全性一直是无人机领域的两大课题， 这一控制策略能够兼顾无人机之间的气流冲刷现象和平台整体的推力效率问题，增加了此类无人机平台实际使用时的稳定性和安全性。研究人员提出的控制算法巧妙地兼顾了过驱动无人机平台的气流冲刷现象和无人机平台整体的推力效率。研究人员在仿真场景和现实环境中均进行了实验，实验结果很好地验证了控制算法的有效性。

 

光学元件的局域面形公差和品质评价新方法

 

清华大学精密仪器系朱钧课题组开展了光学曲面的局域面形公差和品质评价研究。相关成果发表于《光学》（Optica）。研究团队计算了一个离轴三反光学系统的三镜和一个卡塞格林式系统的两个反射镜的局域面形公差，并对公差进行了模拟验证。公差的计算结果显示出很明显的局域性。研究人员同时提出一种与成像性能直接相关的光学元件品质的精确评价函数RWE，替代传统的RMS或PV值来评价光学元件的品质，并对一系列的具有不同面形误差的元件进行了品质评价。研究提出的局域公差框架将为光学系统的制造，特别是为光刻系统和太空望远镜等高精度、大口径的光学系统制造提供新的技术支撑。

 

脑机接口信息处理技术研究

 

中国科学院沈阳自动化研究所唐凤珍课题组针对头皮脑电信号的解码问题开展研究，提出基于对数欧氏度量黎曼几何的脑信号解码方法，在保证精度的同时提升脑信号解码的效率。相关成果发表于《IEEE控制论汇刊》（IEEE Transactions on Cybernetics）。研究人员将脑电信号表征为协方差矩阵的、从平直的欧氏空间转换到弯曲的对称正定黎曼空间，利用对数欧式度量，将广义学习矢量量化方法推广到黎曼空间，建立基于对数欧氏距离的广义学习矢量量化方法，实现高效快速的脑电信号解码；通过引入对数欧氏度量学习方法，学习一个将原流形映射到更具有可分性的黎曼子流形的函数，在保持计算速度的同时，取得了更好的结果。

 

CPU友好的神经网络模型新设计

 

厦门大学信息学院纪荣嵘团队提出了一种剪枝粒度介于权重剪枝与滤波器剪枝之间的新型剪枝，其基本剪枝单元是相同输入通道下连续N个输出核组成的块，并在剪枝之前对参数进行重排列，以进一步提升剪枝后模型的性能。相关成果发表于《IEEE模式分析与机器智能汇刊》（TPAMI）。深度神经网络（Deep Neural Networks, DNN）的参数量（Parameters）与浮点计算量（FLOPs）不断增长，这使得在计算能力有限的边缘设备上部署DNN成为困难。新模式的剪枝模型能够被当前的CPU内置的指令所支持实现并行的矢量化运算，可以在现有硬件与计算库下直接获得加速效果。

（本栏目责编：黄雪霜）