现代意义上的高校,不仅仅是人才培养的基地,同时也是科学研究和学术交流的重要平台。尤其是以清华北大、“华东五校”、国科大等为代表的顶尖研究型大学,更是推动国内基础科研发展和科技创新的重要力量,活跃在诸多科学技术领域前沿。
2月29日发布的“2023年度中国科学十大进展”评选结果中,十项重大科研成果入选,其中有5项就是由高校主导完成的,充分体现了顶尖研究型大学突出的科研能力。
本次评选由国家自然科学基金委员会主办,由包括多位两院院士在内的2100多位基础研究领域高水平专家对2023年实现的30项成果进行投票选出。其中的任何一项,都算得上各自领域的重大突破。
中国农大、华中农大等:农作物耐盐碱机制解析及应用中国农业大学于菲菲、华中农业大学欧阳亦聃等团队,联合中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗,利用起源于非洲萨赫勒高盐碱地的高粱自然群体材料定位克隆到一个与耐碱性显著相关的主效基因——AT1,成功揭示了在碱胁迫条件下,AT1能通过调控水通道蛋白磷酸化水平来促进植物细胞中H2O2的外排,故而使植物具有高耐盐碱性的机制。
来自中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗,是中山大学生命科学学院长江学者特聘教授、国家杰青,担任植物蛋白修饰和降解研究项目的首席科学家,是国内分子生物学的领军人物。
于菲菲是中国农业大学草业科学与技术学院教授,是国家优秀青年科学基金获得者。多年来,于菲菲教授一直专注于甜高粱等饲草经济作物的耐逆性和品质改良的分子设计育种、以及泛素相关途径参与的非生物逆境分子机制解析的研究,主持及参与多项国家级科研项目。
谢旗研究员、于菲菲教授,联合华中农业大学欧阳亦聃教授的团队,完成了本项重大突破,为综合利用盐碱地提供了新思路。
港大、港科大:揭示人类细胞DNA复制起始新机制香港大学翟元梁、香港科技大学党尚宇、戴碧瓘等研究人员通过长期研究,成功解析了人类MCM-DH复合物(hMCM-DH)的2.59-Å高分辨率冷冻电镜结构,对于抗癌治疗有重要意义。
港大、港科大都是国际上生命科学研究的重要力量,来自港大的翟元梁,和来自港科大的党尚宇、戴碧瓘等研究人员,都是业内知名的化学生物学家。他们长期研究与复制起始过程相关联的大分子复合物的高分辨蛋白质结构,终于首次解析了从酿酒酵母里提纯的内源MCM2-7 DH冷冻电镜结构。
该研究成果为开发以DNA复制为靶标的抗癌药物提供了基础,指明了方向。
清华、南科大、福大等:玻色编码纠错延长量子比特寿命南方科技大学俞大鹏、徐源,福州大学郑仕标,清华大学孙麓岩等研究人员,成功发现了一种基于超导电路量子电动力学架构的量子纠错方法。该方法的核心技术是将逻辑量子比特二项式编码在一个与辅助超导比特色散耦合的微波谐振腔的离散光子数态中,其编码子空间与错误子空间严格正交。
来自南方科技大学的俞大鹏教授,是国内量子研究的领军人物,中国科学院院士。他曾长期在北京大学任职,现担任南方科技大学物理系讲席教授、深圳量子科学与工程研究院院长。俞大鹏教授一直专注于低维纳米结构物理研究,是国际上最早发现自下而上制备一维半导体纳米线和二维狄拉克量子材料表征方法的科学家之一,为低维量子材料的研究做出了突出贡献。
本次,俞大鹏教授和徐源、郑仕标、孙麓岩等研究人员,展示了量子纠错的优越性,证明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力,在未来具有广阔的应用前景。
中科大:揭示光感受调节血糖代谢机制众所周知,光是生命最重要的外部环境因素之一,对一系列重要生理与病理过程有很重大的调节作用。研究表明,人造光是代谢紊乱的高危因素,然而,长期以来,科学家对于光对血糖代谢调节的生物学机制存在争议。2023年,中国科学技术大学薛天等研究人员成功揭示了光调控生物(小鼠和人)血糖代谢的神经机制。
来自中科大的薛天教授,是国内光感受神经生物学的学术带头人。他从小天资聪颖,先后在中科大少年班和生物系求学,后来在美国约翰霍普金斯大学医学院细胞分子生理系学习,获细胞分子生理学博士学位。薛天教授的研究涵盖光感受脑神经环路、感光细胞和其光信号转导机制、视觉再生修复等领域,曾获得谈家桢生命科学创新奖、安徽省自然科学一等奖(第一完成人)等荣誉。
本次研究中,薛天教授发现了全新的“眼-脑-外周脂肪轴”介导光对血糖代谢产热的调节机制,为未来进行光污染导致的糖代谢紊乱相关疾病的防治提供了理论依据及潜在的干预靶点。
厦大、北化:发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制厦门大学廖洪钢、孙世刚和北京化工大学陈建峰等研究人员,研发了高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术,并通过耦合真实电解液环境和外加电场,成功实施了对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。
这三位研究人员都是化学工程领域的著名专家。来自厦大的孙世刚是著名物理化学家、中国科学院院士,他关于二十四面体Pt纳米晶催化剂研究成果,被评为“纳米催化剂合成的重大突破”;
孙世刚院士的同事廖洪钢,是“闽江学者特聘教授” ,他实现了高分辨率的实时原位观察纳米晶体在溶液中的成核生长及形貌演变过程,被评论为“颠覆了一百多年来对晶体生长规律的认知”;
而来自北化的陈建峰教授,是中国工程院院士,长期从事纳米材料和超重力技术领域的研究,曾获得国家技术发明二等奖3项,国家技术发明二等奖1项。
本次三位科学家共同对锂硫电池界面反应原子进行研究,可谓强强联手,成功揭示了电化学界面反应存在第三种“电荷存储聚集反应”机制,加深了对多硫化物演变及其对电池表界面反应动力学影响的认识。该研究成果为下一代锂硫电池设计提供了理论指导。
除了这5个高校科研团队主导完成的科学突破之外,另外5个重大成果——华为主导的人工智能大模型为精准天气预报带来新突破、中国科学院动物研究所和北京基因组研究所揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制、军事科学院军事医学研究院生物医学分析中心发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制、中国科学院遗传与发育生物学研究所用新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵,以及中国科学院高能物理研究所凭借“拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子——也纷纷入选2023年度“中国科学十大进展”。
这些重大科学进展,对于各自领域的发展有重要的意义。向奋斗在各领域学术前沿的科学家致敬,也期待他们在新的一年能取得更多世界级的研究成果。