2019年生命科学大事件 2019中国科技进展

中新网2月27日电(凌继伟)2月27日，科技部高新技术研发中心发布了《2019年中国十大科技进步》。10项，如检测月球地幔物质暴露的初步证据，构建人工通用智能的异质芯片，提出基于DNA检测和酶调节的自身免疫性疾病治疗方案，破解藻类水下光合作用的蛋白质结构和功能，基于材料基因工程开发高温块体金属玻璃，阐明铕离子提高钙钛矿太阳能电池寿命的机理，发现青藏高原的杰尼索夫人，实现重力诱导量子退相干模型的卫星检测， 揭示了非洲猪瘟病毒的结构和组装机制，首次观察到三维量子霍尔效应。

1.探测到月球地幔物质暴露的初步证据

中国科学院国家天文台李春来课题组及其合作者报告了搭载于“玉兔2号”上的可见光和近红外光谱仪(VNIS)的初步光谱探测结果，发现了低钙(斜方)辉石和橄榄石的存在，这可能代表了起源于月球地幔的深部物质。进一步的地质背景分析表明，这些物质是从附近直径72公里的芬森陨石坑中挖掘出来的月球地幔物质，投射到嫦娥四号着陆点。这项工作的意义在于揭示了月球地幔的物质组成，为月球早期岩浆海洋的研究提供了新的约束，加深了对月球内部形成和演化的认识。

2.为人工智能构建异构芯片

开发一个基于计算机科学和神经科学启发的模型和算法的通用平台来支持流行的人工神经网络是非常重要的。清华大学石课题组及其合作者提出了一种天体芯片架构，该架构有效地集成了上述两种方法，提供了一个异构集成的协同计算平台。该芯片采用多核结构、可重构组件和精简数据流的混合编码方案，可以同时独立支持基于计算机科学的机器学习算法、神经科学主导的算法和神经科学中的各种编码方案，也支持两者的异构混合建模，提供了新的解决方案。研究人员仅使用一个芯片，演示了无人自行车系统中常见算法和模型的同步，实现了实时目标检测、跟踪、语音控制、避障、越障和平衡控制。本研究有望为开发更通用的硬件平台铺平道路，促进AGI的发展。

3.提出了基于DNA检测酶调控的自身免疫性疾病治疗方案

寻找控制降钙素基因相关肽活性的有效途径，探索其调节机制，对于抗病毒感染和治疗自身免疫性疾病具有重要意义。军事医学科学院(国家生物医学分析中心)张学敏和李涛的研究小组及其合作者发现乙酰化修饰是控制cGAS活性的关键分子事件，并揭示了其背后的调控规律。该研究不仅揭示了抗病毒感染的关键调节机制，而且发现了有效的降钙素基因相关肽抑制剂，为AGS等自身免疫性疾病提供了潜在的治疗策略。

4.解读水下藻类光合作用的蛋白质结构和功能

中国科学院植物研究所沈和匡报道了海洋硅藻三角褐指藻的高分辨率晶体结构，揭示了蛋白质支架中7个叶绿素a、2个叶绿素c、7个岩藻黄素和可能1个藻红蛋白的详细结合位点。 从而揭示了叶绿素a和c之间高效的能量传递途径。该研究进展首次解决了硅藻和绿藻光合膜蛋白的超分子结构和功能之谜，不仅对揭示光能在自然光合作用中的高效转化机制具有重要意义，而且为人工模拟光合作用、指导新作物设计和构建智能植物工厂提供了新的思路和策略。

5.高温块体金属玻璃是基于材料基因工程开发的

中国科学院物理研究所课题组刘延辉及其合作者基于材料基因工程的理念，开发了一种高效、无损、易于推广的高通量实验方法，设计了Ir-Ni-Ta-(B)合金体系，获得了高玻璃化转变温度的高温块体金属玻璃。高通量实验方法的研发具有很强的实用性，颠覆了60年来金属玻璃领域的“炒”材料研发模式，证实了材料基因工程在新材料研发中的有效性和高效性，为解决新金属玻璃材料的高效探索问题开辟了新途径，也为新型高温高性能合金材料的设计提供了新思路。

6.解释铕离子提高钙钛矿太阳能电池寿命的机理

钙钛矿太阳能电池是新一代光伏技术，其工作稳定性是目前产业化的主要障碍。为了提高本征稳定性，北京大学工程学院周课题组、/孙凌东化学与分子工程学院课题组及其合作者提出，通过在钙钛矿活性层中引入铕离子对(Eu3 /Eu2)作为“氧化还原穿梭体”，可以同时消除Pb0和I0缺陷，从而大大延长器件的使用寿命。该方法解决了限制铅卤钙钛矿太阳能电池稳定性的重要本质因素，可推广到其他钙钛矿光电器件，对面临类似问题的其他无机半导体器件具有借鉴意义。

7.杰尼索夫是在青藏高原发现的

中国科学院青藏高原研究所陈发虎课题组、兰州大学张东久课题组、德国马普学会进化人类学研究所让-研究组等合作者报告了一具经古蛋白质分析方法鉴定为杰尼索夫的下颌骨，来自中国甘肃省夏河县白石崖洞。这个化石标本是在杰尼索夫洞穴外发现的第一个杰尼索夫人化石证据。标本的综合分析也为杰尼索夫人的研究提供了丰富的形态学信息，包括颌骨和牙齿形态。本研究表明，在现代智人到来之前，杰尼索夫人生活在中更新世晚期的青藏高原高海拔地区，成功地适应了寒冷缺氧的环境。

8.实现重力诱导量子退相干模型的卫星检测

中国科学技术大学的潘建伟和他的同事彭承志、范景韵等。与他们的合作者一起，率先在世界范围内开展了空间引力诱导量子纠缠退相干的实验测试，测试了量子纠缠光子通过地球引力场的退相干。“事情按照

件形式”理论模型预言，纠缠光子对在地球引力场中的传播，其关联性会概率性地损失；而依据现有的量子力学理论，所有纠缠光子对将保持纠缠特性。最终，卫星实验检验结果并不支持“事件形式”理论模型的预测，而与标准量子理论一致。这是国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试融合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验，将极大地推动相关物理学基础理论和实验研究。

　　9、揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制

中国科学院生物物理研究所饶子和/王祥喜团队和中国农业科学院哈尔滨兽医研究所步志高团队联合上海科技大学等单位，在上海科技大学冷冻电镜中心连续收集了高质量数据，采用一种优化的图像重构策略，解析了非洲猪瘟病毒衣壳的三维结构，其分辨率达到4.1埃。这些结构细节揭示了衣壳稳定性和组装的分子基础，对非洲猪瘟疫苗的研发具有十分重要的理论指导意义。

10、首次观测到三维量子霍尔效应

30多年前，等人从理论上预言可能在三维电子气体系中产生量子霍尔效应，但迄今为止，还没有从实验上观测到“三维量子霍尔效应”。南方科技大学物理学系张立源研究组、中国科学技术大学物理学系乔振华研究组及新加坡科技设计大学杨声远等合作，在块体碲化锆（）晶体中首次实验实现了“三维量子霍尔效应”。该研究进展提供了三维量子霍尔效应的实验证据，并提供了一个进一步探索三维电子体系中奇异量子相及其相变的很有前景的平台。

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