2016年度中国科学十大进展出炉亮点纷呈

新闻眼|来源：BBRTV整理2017-02-21 10:48:18|网络编辑：刘艾

肥胖是否会遗传？电子开关能否小到分子级别？水的核量子效应是怎样的？……2月20日，科技部基础研究司和高技术研究发展中心联合发布了2016年度中国科学十大进展遴选结果，为上述科学难题一一给出了答案。这10项由两院院士和“973”计划顾问组等专家，从去年278项基础研究进展中投票选出的成果，可以让我们一览过去一年中国基础研究发展的面貌和趋势。

科技部：2016年度中国科学十大进展发布（央视网）

▌生命科学拔头筹

长期以来，生命科学一直是我国基础研究的相对薄弱环节，但近年来呈现出快速发展态势，某些研究开始占据优势地位。在此次的十大科学进展中，生命科学领域的研究成果占5席：提出基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法；揭示RNA剪接的关键分子机制；发现精子RNA可作为记忆载体将获得性性状跨代遗传；构建出世界上首个非人灵长类自闭症模型；揭示胚胎发育过程中关键信号通路的表观遗传调控机理。这些成果分别发表在《自然》和《科学》杂志上。

其中3项研究瞄准遗传调控机制。清华大学生命科学学院施一公团队从分子层面解释了基因组内RNA剪接的机制，破解了这一被结构生物学界誉为“最富挑战性”的课题，为攻克约35%的人类已知遗传疾病奠定了基础。中科院生物物理研究所研究员许瑞明认为，这一发现是生命科学领域里程碑式的贡献，也是中国科学家对于生命科学的重大贡献。

中科院动物研究所研究员周琪等专家通过小鼠实验，证明了肥胖等代谢性疾病可以“记忆”在精子中遗传给下一代，导致后代肥胖。中科院上海生物化学与细胞生物学研究所徐国良等专家揭示了胚胎发育过程中的表观遗传调控机理，为解决人类新生儿出生缺陷提供了可能机理和防治思路。而另外入选成果则开辟了肿瘤免疫治疗的新领域和自闭症治疗干预方法的新思路，较大地推动了恶性肿瘤和自闭症这两项现代医学难题的研究进程。

▌化学电子学成果对接产业需求

“过去一年的基础研究成果呈现出紧密对接产业需求，更加聚焦国计民生的特点。”科技部基础研究管理中心副主任耿建东介绍，在本次入选的十大成果中，对接产业需求的成果共有3项，其中两项属于化学催化剂领域，一项则归于纳米电子学。

随着环保意识的提高，清洁能源的需求益发强烈。科学家设想将二氧化碳在常温常压下电还原为碳氢液体燃料，是一种潜在的替代化石原料的清洁能源策略，它将有效降低温室气体的排放。中国科学技术大学谢毅和孙永福研究组所发现的新型钴基电催化剂将这一转化变为可能，具有广阔的商业化前景。清华大学教授李亚栋认为，这一发现实现了全世界该领域科学家“梦寐以求”的目标。

中科院大连化物所包信和及潘秀莲研究团队则通过制备新型催化剂开创了煤制化学品烯烃的新捷径，从源头上回答了“能不能不用或少用水进行煤化工”的诘问，也为我国这个烯烃消费大国大幅降低了制造成本，间接保障了我国能源安全。《科学》杂志称赞，这一发现将带来工业上的巨大竞争力，被誉为“煤转化领域的里程碑式的重大突破”。

而来自北京大学的郭雪峰研究组则在“螺蛳壳里做道场”，研制出世界首例真实稳定可控的单分子电子开关器件，这一分子尺度电子器件的发明在未来高度集成的信息处理器、分子计算机和精准分子诊断技术等方面具有重大的应用前景。

▌农学物理学各有斩获

本次唯一入选的农学成果依然聚焦粮食安全。不断提高谷物产量以保障全球粮食安全是科学家进行作物遗传育种的长期目标，杂交水稻等作物的研发正基于此。然而，水稻产量性状的杂种优势的分子遗传机制一直并不明确，成为科学家高效培育杂交品种的一大障碍。2016年，中科院上海植物生理生态研究所韩斌和黄学辉研究组与中国水稻所杨仕华合作，在《自然》杂志上阐释了这一分子遗传机制。这一发现，被誉为“是杂交稻研究历程以来最全面、最有优势的一项成果”，具有很强的现实指导意义，可以指导我国这一水稻大国进行高产杂交品种育种。

而由北京大学物理学院王恩哥和江颖研究组与合作者所取得的成果——水的核量子效应，则对“氢键的量子成分究竟有多大”这一物质科学基本问题的首次定量解答，揭开了水的奥秘。北京大学教授谢心澄认为，这一发现对于理解水的结构和物理特性非常关键，将刷新人类对于水的认识，也打开了一扇对所有富氢物质的研究大门，它突破了量子调控的局限性，有望由此产生颠覆性的量子材料，服务量子信息产业。这一成果成为物理学入选2016年度十大唯一一项科学进展。

▌知多点

进展一：研制出将二氧化碳高效清洁转化为液体燃料的新型钴基电催化剂

中国科学技术大学谢毅和孙永福研究组

我国科学家的研究显示，在低过电位条件下，相对于块材表面的钴原子，原子级薄层表面的钴原子具有更高的电化学还原二氧化碳的本征活性和选择性。而部分氧化的原子层进一步提高了它们的本征催化活性。他们研制的钴/氧化钴杂化二维超薄结构催化剂可将二氧化碳高效清洁转化为液体燃料。这不仅提供了一种潜在的替代化石原料的清洁能源策略，并将有助于降低二氧化碳排放及其对气候造成的不利影响。

钴/氧化钴杂化二维超薄结构电催化还原CO2液体燃料

进展二：开创煤制烯烃新捷径

中国科学院大连化学物理研究所包信和及潘秀莲研究团队

我国科学家从纳米催化的基本原理入手，开发出了一种过渡金属氧化物和有序孔道分子筛复合催化剂，提出并成功实现了一条煤基合成气一步法高效生产烯烃的新反应路线。其低碳烯烃单程选择性不仅突破了传统费托反应过程的极限，而且该过程完全不需要水的参与。被产业界同行誉为“煤转化领域里程碑式的重大突破”。

开创煤制烯烃新捷径

进展三：揭示水稻产量性状杂种优势的分子遗传机制

中国科学院上海植物生理生态研究所韩斌和黄学辉研究组与中国水稻所杨仕华

我国科学家系统鉴定了与水稻产量杂种优势相关的遗传位点。研究发现，虽然在不同群系间并没有完全相同的与杂种优势相关的遗传位点；但在同一群系内，都有少量来自母本的基因位点对大部分杂种的产量优势有重要贡献。该研究结果对于优化杂交配组，以快速获得具有高产、优质和抗逆的杂交品种具有重要意义。

杂交水稻

进展四：提出基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法

中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所许琛琦、李伯良

我国科学家鉴定出胆固醇酯化酶ACAT1是调控肿瘤免疫应答的代谢检查点，抑制其活性可以增强CD8+T细胞的肿瘤杀伤能力。该研究提出了一种基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法，开辟了肿瘤免疫治疗的一个全新领域。

基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗

进展五：揭示RNA剪接的关键分子机制

清华大学生命科学学院施一公实验室

继2015年率先解析剪接体的结构之后，我国科学家在2016年又相继解析了3个关键工作状态下剪接体以及组装过程中一个剪接体复合物的原子级高分辨率结构。这4个高分辨率结构基本覆盖了RNA剪接的关键催化步骤，从分子层面解释了剪接体执行RNA剪接的机制，极大地推动了RNA剪接这一基础研究领域的发展。

施一公研究组已解析的剪接体结构

进展六：发现精子RNA可作为记忆载体将获得性性状跨代遗传

中国科学院动物研究所周琪、段恩奎研究组与中国科学院上海营养科学研究所翟琦巍研究员

我国科学家发现高脂饮食形成的代谢性疾病可通过精子携带的一种小RNA分子传递给后代。该研究证实，精子RNA可作为表观遗传信息的载体介导了获得性代谢疾病的传递，为研究获得性性状的跨代遗传现象开拓了全新视角。

获得性代谢疾病的代间传递

进展七：研制出首个稳定可控的单分子电子开关器件

北京大学北京分子科学国家实验室郭雪峰研究组

我国科学家原创性地发展了以石墨烯为电极、通过共价键连接来稳定单分子器件的关键制备方法，突破性地构建了一类全可逆的光诱导和电场诱导的双模式单分子光电子开关器件，这是世界上首个真实稳定可控的单分子电子器件。这种单分子电子器件在未来高度集成的信息处理器、分子计算机和精准分子诊断技术等方面具有巨大的应用前景。