2018年度中國科學(xué)十大進展揭曉 武漢華科大羅俊團隊測量G值相關(guān)成果入選

羅俊院士在華中科技大學(xué)引力實驗中心 新華社發(fā)

克隆猴、能治腫瘤的智能型DNA納米機器人、最高精度的引力常數(shù)G值……27日，科技部基礎(chǔ)研究管理中心發(fā)布了2018年度“中國科學(xué)十大進展”。

根據(jù)得票數(shù)排名，“2018年度中國科學(xué)十大進展”分別為：

基于體細胞核移植技術(shù)成功克隆出獼猴

創(chuàng)建出首例人造單染色體真核細胞

揭示抑郁發(fā)生及氯胺酮快速抗抑郁機制

研制出用于腫瘤治療的智能型DNA納米機器人

測得迄今最高精度的引力常數(shù)G值

首次直接探測到電子宇宙射線能譜在1TeV附近的拐折

揭示水合離子的原子結(jié)構(gòu)和幻數(shù)效應(yīng)

創(chuàng)建出可探測細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)相互作用的納米和毫秒尺度成像技術(shù)

調(diào)控植物生長-代謝平衡實現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展

將人類生活在黃土高原的歷史推前至距今212萬年

克隆猴、納米機器人入選

多項成果

為重大疾病治療探路

悟空拔毛變猴成真

基于體細胞核移植技術(shù)成功克隆出獼猴

非人靈長類動物是與人類親緣關(guān)系最近的動物。因可短期內(nèi)批量生產(chǎn)遺傳背景一致且無嵌合現(xiàn)象的動物模型，體細胞克隆技術(shù)被認為是構(gòu)建非人靈長類基因修飾動物模型的最佳方法。

自1997年克隆羊“多莉”報道以來，雖有多家實驗室嘗試體細胞克隆猴研究，卻都未成功。中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所/腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心孫強和劉真研究團隊經(jīng)過五年攻關(guān)最終成功得到了兩只健康存活的體細胞克隆猴。

體細胞克隆猴的成功是該領(lǐng)域從無到有的突破，該技術(shù)將為非人靈長類基因編輯操作提供更為便利和精準(zhǔn)的技術(shù)手段，使得非人靈長類可能成為可以廣泛應(yīng)用的動物模型，進而推動靈長類生殖發(fā)育、生物醫(yī)學(xué)以及腦認知科學(xué)和腦疾病機理等研究的快速發(fā)展。

人可以創(chuàng)造新物種？

首例人造單染色體真核細胞誕生

真核生物細胞一般含有多條染色體，如人有46條、小鼠40條、果蠅8條、水稻24條等。這些天然進化的真核生物染色體數(shù)目是否可人為改變、是否可以人造一個具有正常功能的單染色體真核生物是生命科學(xué)領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題。

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所、武漢菲沙基因信息有限公司等團隊合作，以天然含有16條染色體的真核生物釀酒酵母為研究材料，采用合成生物學(xué)“工程化”方法和高效使能技術(shù)，在國際上首次人工創(chuàng)建了自然界不存在的簡約化的生命——僅含單條染色體的真核細胞。該研究表明天然復(fù)雜生命體系可以通過人工干預(yù)變簡約，甚至可以人工創(chuàng)造全新的自然界不存在的生命。

人到底是怎么抑郁的

因為大腦里有個地方會放電

抑郁癥嚴重損害了患者的身心健康，是現(xiàn)代社會自殺問題的重要誘因，給社會和家庭帶來巨大的損失。然而傳統(tǒng)抗抑郁藥物起效緩慢（6—8周以上），并且只在20%左右的病人中起效，這提示目前對抑郁癥機制的了解還沒有觸及其核心。

近年來在臨床上意外發(fā)現(xiàn)麻醉劑氯胺酮在低劑量下具有快速（1小時內(nèi)）、高效（在70%難治型病人中起效）的抗抑郁作用，被認為是精神疾病領(lǐng)域近半個世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)。

2018年，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院胡海嵐研究組在這一領(lǐng)域的研究取得了突破性的進展：通過光遺傳的技術(shù)手段，他們直接證明韁核區(qū)的簇狀放電是誘發(fā)動物產(chǎn)生絕望和快感缺失等行為表現(xiàn)的充分條件。

腫瘤給不到藥怎么辦

來一發(fā)智能型DNA納米機器人吧

利用納米醫(yī)學(xué)機器人實現(xiàn)對人類重大疾病的精準(zhǔn)診斷和治療是科學(xué)家們追逐的一個偉大的夢想。國家納米科學(xué)中心研究組與美國亞利桑那州立大學(xué)顏灝研究組等合作，在活體內(nèi)可定點輸運藥物的納米機器人研究方面取得突破，實現(xiàn)了納米機器人在活體（小鼠和豬）血管內(nèi)穩(wěn)定工作并高效完成定點藥物輸運功能。

研究人員基于DNA納米技術(shù)構(gòu)建了自動化DNA機器人，在機器人內(nèi)裝載了凝血蛋白酶——凝血酶。該納米機器人通過特異性DNA適配體功能化，可以與特異表達在腫瘤相關(guān)內(nèi)皮細胞上的核仁素結(jié)合，精確靶向定位腫瘤血管內(nèi)皮細胞；并作為響應(yīng)性的分子開關(guān)，打開DNA納米機器人，在腫瘤位點釋放凝血酶，激活其凝血功能，誘導(dǎo)腫瘤血管栓塞和腫瘤組織壞死。

以每秒266幀的速度給細胞照相

納米和毫秒尺度的成像技術(shù)問世

真核細胞內(nèi)，細胞器和細胞骨架進行著高度動態(tài)而又有組織的相互作用以協(xié)調(diào)復(fù)雜的細胞功能。觀測這些相互作用，需要對細胞內(nèi)環(huán)境進行非侵入式、長時程、高時空分辨、低背景噪聲的成像。

為了實現(xiàn)這些正常情況下相互對立的目標(biāo)，中國科學(xué)院生物物理研究所李棟研究組與美國霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所等合作，發(fā)展了掠入射結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡（GI-SIM）技術(shù)，該技術(shù)能夠以97納米分辨率、每秒266幀對細胞基底膜附近的動態(tài)事件連續(xù)成像數(shù)千幅。

研究人員揭示了細胞器-細胞器、細胞器-細胞骨架之間的多種新型相互作用，深化了對這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜行為的理解。而且，研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體接觸點可促進線粒體的分裂和融合。

綜合新華社、中新社、央視、《科技日報》報道

華科大測出的G值

達到國際最高精度

武漢晚報訊（記者李佳）2月27日上午，科技部組織的“2018年度中國科學(xué)十大進展”發(fā)布，華中科技大學(xué)羅俊團隊測量G值相關(guān)成果入選。

牛頓萬有引力常數(shù)G是人類認識的第一個基本物理常數(shù)，其在物理學(xué)乃至整個自然科學(xué)中扮演著十分重要的角色。兩個世紀(jì)以來，實驗物理學(xué)家們圍繞引力常數(shù)G值的精確測量付出了巨大而艱辛的努力，但其測量精度目前仍然是所有物理學(xué)常數(shù)中最低的。

按照牛頓萬有引力定律，G應(yīng)該是一個固定的常數(shù)，不因測量地點和測量方法的不同而變化。但是，當(dāng)前國際上不同研究小組用不同方法測得的G值卻不吻合。

為了深入研究這一問題，華中科技大學(xué)物理學(xué)院引力中心羅俊研究團隊自2009年開始同時采用兩種相互獨立的方法——扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法來測量G值。歷經(jīng)多年的艱苦努力，2018年兩種方法均獲得了迄今為止國際最高的測量精度，相關(guān)研究成果發(fā)表在2018年8月30日《自然》上。

武漢科研力量

閃耀中國前沿科學(xué)舞臺

另一項入選“十大”的“創(chuàng)建出首例人造單染色體真核細胞”成果，武漢菲沙基因信息有限公司是重要參與方。武漢菲沙基因信息有限公司負責(zé)了該項目的重要工作，除了對酵母的三維基因組進行查考外，還有一項工作是運用PacBio技術(shù)提供三代測序服務(wù)。簡單來說，成果的基因測序、基因組組裝、三維基因機構(gòu)實驗和分析是由該企業(yè)負責(zé)，通過嚴謹?shù)膶嶒灁?shù)據(jù)來進一步證實實驗的準(zhǔn)確性，是非常重要的環(huán)節(jié)。

除入選“十大”的項目外，武漢科研力量閃耀中國前沿科學(xué)舞臺，還有多個項目入選2018年度中國科學(xué)十大進展候選名單的30個成果。在“首次測定出雙粲重子壽命”項目中，大型強子對撞機（LHC）底夸克探測器（LHCb）國際合作組首次測定了雙粲重子的壽命，來自清華大學(xué)、華中師范大學(xué)、中國科學(xué)院大學(xué)、武漢大學(xué)等單位的LHCb中國組成員主導(dǎo)了該項研究。

“揭開我國東部旱澇模態(tài)之謎”成果中，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）謝樹成研究組及其國內(nèi)外合作者，闡明遠古時期的旱澇格局及其控制因素，能捕獲氣候系統(tǒng)在更長時間尺度上的變化特征。這也是全球變化研究中最具挑戰(zhàn)性的一大科學(xué)難題。