科研進展*

有機超導體研究取得重要進展

中國科學技術大學微尺度國家實驗室陳仙輝課題組通過在具有π分子軌道的菲（菲是具有三個苯環的稠環芳香烴）中摻入堿金屬，實現了5開爾文溫度的超導電性。研究同時發現，通過施加1萬個大氣壓的壓力使得超導轉變溫度有20%的提高，并且超導體具有局域磁矩。研究結果表明這種新發現的超導體可能具有非常規的超導電性。這類超導體的發現對非常規超導體機理的研究具有非凡意義。稠環芳香烴可以由不同數量的苯環組成，有一個很大的家族，其超導電性的發現表明又一類新的有機超導體家族誕生。該成果發表在Nature Communications上。

科研人員發現基于ⅠⅡⅤ族半導體的新型稀磁體

中科院物理所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）極端條件實驗室靳常青研究組近期發現了一類新的基于I—II—V半導體的稀磁體Li(Zn,Mn)As并在稀磁材料上成功實現了自旋和電荷分別注入和調控。該研究組發現，Li(Zn,Mn)As在3%Mn摻雜量既可具有接近3個Bohr磁子的飽和磁矩（Mn2+高自旋態的最大飽和磁矩為5個Bohr磁子），鐵磁居里溫度（Tc）可達50K。進一步研究發現，Li(Zn,Mn)As具有低的矯頑力（～300e），這為瞄準應用的低場調控自旋和電荷提供了可能。

由于具有和(Ga,Mn)As同樣的半導體結構，Li(Zn,Mn)As稀磁體的研制成功，為精細表征(Ga,Mn)As類稀磁體的磁性起源提供了重要條件。該研究的合作者，美國哥倫比亞大學物理系的Uemura教授運用μSR技術研究了Li(Zn,Mn)As的磁性，確證在低Mn摻雜觀察到體態的長程磁有序。該成果發表在Nature Communications上。

實驗驗證新形式的海森堡不確定原理

中國科學技術大學郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室通過實驗證明，在待測粒子的“量子信息”事先被存儲的情況下，“經典”的不確定關系能夠被違背。他們在光學系統中利用非線性過程產生的孿生光子對制備出一種特殊的糾纏態——貝爾對角態，把其中一個光子作為被測光子，另一個光子作為存儲被測光子量子信息的輔助粒子；通過將輔助光子存儲在自行研制的自旋回聲式的量子存儲器中（存儲時間可以達到1.2μs），實現了對被測光子的兩個不對易力學量的測量，并給出了兩個力學量輸出結果不確定度的下界。這一結果確實違背了經典的不確定原理，并且驗證了新形式的海森堡不確定原理。該成果將有助于人們更深刻地理解量子力學的本質特征，同時對量子密鑰傳輸的安全性證明也有著重要意義，并有望在量子工程學中獲得應用。該成果發表在Nature Physics上。

鋸齒形邊緣石墨烯納米周期性結構研究取得系列進展

中科院物理所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）的納米物理與器件實驗室張廣宇研究組利用石墨烯的各向異性刻蝕效應與傳統微加工技術結合起來，發展出了一種精確可控地制備具有原子級平整的鋸齒形（zigzag）邊緣結構的石墨烯納米結構的技術。這種加工技術的優勢在于可以精確控制石墨烯納米結構的尺寸，加工的最小線寬可以達到5納米以下；更重要的是，這種技術可以加工一致性、周期性的石墨烯納米結構，在石墨烯納米結構的大規模集成、石墨烯二維超晶格的制備以及石墨烯的器件集成等方面具有以往技術所不能達到的優勢。

以這種方法制備出的10納米以下寬度石墨烯納米帶為基本研究對象，他們對其輸運性質及拉曼散射進行了研究。實驗結果表明：在這種鋸齒形邊緣結構的石墨烯納米條帶中，載流子在其邊緣散射很弱，從而導致其具有極高的載流子遷移率。相對于其他方法制備的同等寬度的邊緣結構無序的納米條帶，載流子遷移率高出一個量級。這種高質量的石墨烯納米結構是制作高速電子學器件的理想材料。另外，和以往無需邊緣結構的石墨烯納米條帶的輸運特性不同，他們在實驗上首次觀察到由于鋸齒形邊緣態導致的半金屬性輸運行為。這種具有鋸齒形邊緣的10納米以下寬度石墨烯納米帶表現出與大片石墨烯類似的電輸運性質，在室溫下沒有可觀測的輸運帶隙。這些試驗結果驗證了以前的理論預言，表明zigzag石墨烯納米條帶確實是半金屬性的，澄清了邊緣無序態會導致的輸運能隙的打開這一現象。該成果發表在Adv.Mater.上。

金屬納米線集成納米光學芯片的原理研究取得新進展

中科院物理所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）徐紅星研究組發現在均勻的介質環境中，不同模式的金屬納米線表面等離激元的相干疊加可以產生手性（左旋或右旋）的表面等離激元，使光場能量繞著納米線螺旋地向前傳播。與圓偏振光的產生原理類似，手性表面等離激元也是由兩個具有固定π/2相位差且相互正交的分量（一階模）疊加而成。通過改變入射光的偏振與納米線的夾角，可以控制表面等離激元的手性（左旋或右旋）。而螺旋的周期也可以通過納米線的大小、周圍介質的折射率、激發光波長等參數來控制。這些性質對于亞波長光學器件與回路的設計與制作具有重要意義。利用量子點近場成像技術，可以精確地觀察到等離激元的不同的手性傳播特性。手性電磁波的一個重要應用是與手性物質相互作用。從納米線末端發射出來的光子將保持表面等離激元的手性，因此，金屬納米線手性表面等離激元可用于設計寬帶可調的納米圓偏振光光源，即納米尺度的1/4波片，可用于在納米尺度上探測光與手性物質（如單個手性分子、單個DNA和蛋白分子的手性部分等）之間的相互作用。該成果發表在Phys.Rev.Lett.上。

“東方超環”高低約束模式轉換機制研究取得重要進展

中科院合肥物質科學研究院等離子體所EAST邊界物理組基于“東方超環”（EAST）高約束模式等離子體放電實驗開展了大量研究，在低約束模—高約束模（L—H約束模式）轉換機理研究上取得重要進展。他們在臨界功率L-H轉換過程中觀測到小幅度極限環振蕩，在EAST裝置中，通過使用兩組環向分隔的往復探針，首次在低約束模-高約束模轉換（L-H轉換）前后觀測到頻率小于4kHz的準周期的小幅度極限環振蕩及其對邊界湍流的調制作用。這一新的發現不僅為認識L-H轉換的物理機制提供了新的線索，而且對于國際熱核聚變實驗堆（ITER）在接近H模功率閾值條件下獲得H模具有重要意義。ITER在建成初期輔助加熱功率和H模功率閾值非常接近，能否在臨界功率條件下獲得H模，仍然存在不確定性。該成果發表在Phys.Rev.Lett.上。

太陽能電池材料硒化錫納米線化學合成研究取得進展

中科院大連化物所潔凈能源國家實驗室太陽能研究部、催化基礎國家重點實驗室分子催化與原位表征研究組李燦院士、張文華研究組利用溶液化學的優勢，采用晶種誘導的方法首次生長了直徑約20nm的SnSe單晶納米線，長度從數百納米到數十微米可調。光譜表征表明，硒化錫單晶納米線顯示明顯的量子限域效應：其間接和直接帶隙分別達到1.12 eV和1.55 eV,分別與太陽能電池材料Si和CdTe的帯隙非常接近，顯示出該材料在發展新型太陽能電池方面的潛力。同時，他們還與中科院長春光機所的劉星元研究員合作，組裝了基于P3HT和SnSe納米線的雜化太陽能電池，初步考察了硒化錫單晶納米線的光電性能。該成果在線發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

新型雙電層薄膜晶體管研究取得新進展

中科院寧波材料技術與工程所所屬新能源技術所萬青研究組設計了一種具有雙側柵結構的低壓雙電層薄膜新型晶體管。模擬計算表明，一個側柵可以有效地調控器件的閾值電壓和工作模式。他們還發明了一種基于單個金屬掩膜的自組裝繞射技術，一次薄膜沉積過程即可巧妙地完成器件的源/漏、兩個側柵和溝道薄膜沉積。利用磁控濺射沉積ITO源、漏和雙側柵電極時，保持金屬掩模版和襯底間特定的距離，ITO會繞射并自組裝到源/漏電極間，形成一層薄薄的溝道。器件的共平面雙側柵和自組裝溝道都可以很清楚地利用光學顯微鏡觀察到。當第二共面柵極電壓偏置從3V變到-2V時，器件的閾值電壓隨之從-0.55V變化到0.76V，實現了器件從典型的耗盡型模式向增強型模式的轉變。該類共平面雙側柵雙電層薄膜晶體管具有工藝步驟簡單、超低壓工作等特點，在低成本便攜式傳感器領域具有重要應用價值。該成果發表在Nano Lett.和Appl.Phys.Lett.上。

吲哚類化合物的不對稱還原研究取得進展

中科院成都生物所天然產物中心孫健研究組發現其設計的哌啶酸類手性路易斯堿催化劑可用于三氯硅烷對1H-吲哚的不對稱還原。在布朗斯特酸的協同作用下，首次實現了有機小分子催化1H-吲哚的高立體選擇性還原，獲得了優良的對映選擇性和非對映選擇性，為手性吲哚啉類化合物的合成提供了一種簡便快捷、環境友好的新方法。該成果發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

異金屬氧鹵簇基無機-有機雜化化合物研究取得進展

中科院福建物質結構所結構化學國家重點實驗室黃小滎課題組巧妙地利用Sb(III)的孤對電子及端基配位Cl-對結構的協同剪裁效應，獨創性地設計合成了基于新穎的稀土-銻-氧氯組合的、具有近乎Td高對稱性的十六核異金屬納米簇合物(2-MePyH)5[Pr4Sb12O18Cl17]。他們進一步以該簇為結點，分別以彎曲形和直線形雙齒有機羧酸配體為連接體取代簇中的部分端基Cl-離子，成功地構筑了分別具有一維鏈狀結構的(2-MepyH)4[Pr4Sb12O18Cl14(1,3-bdc)]和二維層狀結構的(2-MepyH)3[Pr4Sb12O18Cl11(1,4-bdc)2]·4.5H2O簇基無機-有機雜化化合物，表明該納米簇是一種優秀的構筑簇基雜化材料的結構基元。該成果發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

離子液體包二氧化碳型微乳液研究取得新成果

中科院化學所膠體、界面與化學熱力學實驗室的研究人員在前期超臨界CO2/離子液體乳液研究的基礎上對CO2/離子液體/表面活性劑體系的相行為與分子間相互作用開展研究，發現這類體系可形成離子液體包CO2型微乳液，并研究了其形成機理。與傳統油水微乳液相比，這種新型微乳液具有許多特點，如微乳液由兩種綠色溶劑組成，并且其性質和功能可以用CO2的壓力和離子液體的種類進行有效調控；CO2可以通過卸壓方便地去除，不會造成對產物的污染等。這類微乳液體系在化學反應、材料合成等領域有廣闊的應用前景。該成果發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

復合納米材料研究獲得新進展

中科院過程所楊軍研究組發展了一種制備二元和多元硫化銀-貴金屬復合結構納米材料的方法。該方法起于在水相中成功合成單一分散的硫化銀納米顆粒，復雜的單斜晶體結構為貴金屬沉積提供了合適的晶面。在硫化銀納米顆粒存在的情況下對貴金屬離子進行還原，可以成功地將 Au，Pt，Pd，Ru，Rh，Os，Ir等貴金屬沉積在硫化銀納米顆粒表面，沉積模式隨不同的金屬類型變化。多元復合結構納米材料可以通過連續沉積不同金屬的方法完成，從而將多種金屬集成在一個微小的納米體系內。由于沉積的金屬顆粒微細的性質和復合材料中不同組分間的電子耦合效應，含Pt的復合材料體系對直接甲醇燃料電池中的甲醇氧化反應展示了優良的催化活性。該成果發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

氮雜環卡賓催化合成手性含硫化合物研究獲新進展

中科院化學所分子識別與功能院重點實驗室在氮雜環卡賓催化合成手性含硫化合物研究中取得新進展。在前期實現氮雜環卡賓催化合成手性內酯、內酰胺等多種雜環化合物基礎上，研究人員發展了氮雜環卡賓催化的烯酮與亞硫酰芳胺的不對稱［2+2］形式環加成反應，高產率、高對映選擇性地得到了相應的硫雜環化合物。進一步通過氧化、還原等衍生反應，制備了內磺酰胺、硫酯、硫醇等在藥物化學及合成化學中有重要應用前景的手性含硫化合物。該成果發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

功能化石墨烯材料可去除持久性有機污染物

中科院合肥物質科學研究院等離子體所低溫等離子體應用研究室王祥科研究員和中科院化學所胡文平研究員合作，成功制備出分散性均勻的功能化石墨烯材料并對該材料進行磺酸化處理，實現了對持久性有機污染物的有效去除。石墨烯材料由于具有獨特的物理化學性質與有機污染物之間可以形成非常強的絡合能力，因而可以吸附有機污染物。但是由于石墨烯在溶液中易團聚，其吸附能力遭到降低。他們發現，在石墨烯表面進行磺酸基功能化處理，可以提高石墨烯的分散性，進而提高石墨烯的吸附能力。這種功能化石墨烯對萘和萘酚的吸附能力達到了2.4毫摩爾/克，是目前所有材料中吸附能力最高的材料。此外，通過對石墨烯進行氧化處理，在其表面修飾含氧功能基團后可以很好地吸附金屬離子。他們在制備石墨烯納米材料研究中，利用等離子體技術可以直接在石墨表面剝離制備石墨烯，不需要化學試劑，可簡化制備過程，且該過程是環境友好的。目前，該種材料的制備成本較高，但隨著技術的發展，將有望實現低成本、規模化制備，因此在未來的環境污染治理中有非常重要的應用前景。該成果發表在Adv.Mater.上。

磁性氧化鐵納米管靶向輸送難溶性抗腫瘤藥物獲進展

中科院過程工程所馬光輝研究組構建了一種基于磁性氧化鐵納米管的傳輸體系，實現了紫杉醇的高效給藥。通過對結晶過程的控制，可以將紫杉醇納米晶成功地裝載于納米管內部。該體系不僅可以借助表面修飾的親水性分子躲避內皮網狀系統的識別，在體內具有較長的循環半衰期；而且能夠在外加磁場的作用下展示出良好的磁靶向性，大大提高腫瘤細胞對藥物的攝取量；上述納米管在被細胞攝取后還會被溶酶體捕獲，其中酸性環境能夠促進氧化鐵基質的降解，從而加速了難溶藥物的釋放。基于上述優勢，該給藥體系與傳統商品化制劑相比，顯示出了更好的抗腫瘤能力和更少的毒副作用，在難溶性抗腫瘤藥物輸送領域具有廣闊的應用前景。該成果作為封面文章發表在Adv.Funct.Mater.上（相關圖片請見封面）。

科研人員發明新一代高效糖苷化方法

中科院上海有機所生命有機化學國家重點實驗室俞飚研究組發展了新一代糖苷化反應：以糖基鄰炔基苯甲酸酯為給體的一價金催化的糖苷化反應。他們使用該反應完成了一系列活性寡糖和糖綴合物的高效合成，相比于經典的糖苷化反應，新反應具有獨特的反應機理，因而具備獨特的優勢。其中的一個優勢是對于核苷的合成。核苷在生命過程中起關鍵作用，大量人工合成的核苷類化合物則通過干涉這些作用而成為重要的藥物。糖與堿基的N－糖苷化是核苷全合成的關鍵，然而，迄今仍主要依賴經典的Vorbruggen反應，即糖基乙酰酯和預先硅烷化的堿基在Lewis酸的促進下進行的N－糖苷化反應。該反應條件較劇烈，產率可能不高，特別是與嘌呤類堿基反應時產率較低，而且，難以控制N9/N7的區域選擇性。由于新反應中給體穩定、活化條件溫和、沒有引入親核物種，因此，可以用酸敏感的叔丁氧羰基（Boc）這樣的保護基保護的嘌呤類堿基作為反應受體來進行N－糖苷化反應。這樣不僅克服了嘌呤在常規溶劑中的溶解性差的問題，而且完全控制了反應的區域選擇性。這一合成核苷的新方法可望用于大量核苷類化合物的合成。該成果發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

納米粒子自組裝合作研究取得重要進展

國家納米科學中心納米材料研究室唐智勇研究組近成功實現了多分散（20—30%）無機納米粒子在溶液中的可控自組裝。實驗和理論模擬發現，納米粒子能利用自身的庫侖排斥與范德華吸引力的平衡，通過自限制組裝過程，自發形成具有獨特的內松外緊類“核-殼”結構且具有高單分散性（7%—9%）的超級納米粒子。這一自限制組裝策略適用于多種半導體材料（如硒化鎘、硫化鎘、硒化鋅和硫化鉛等）在溶液中的可控組裝，且可用于構筑各向同性或各向異性的金/半導體核/殼結構。此外，該研究結果對于理解單分散性的病毒等生物體系和聚合物等有機大分子超結構的形成具有指導意義。該成果發表在Nature Nanotechnology上。

金屬有機骨架分離膜研究取得進展

中科院大連化物所楊維慎研究組利用了金屬有機骨架（MOFs）材料（ZIF-8）的骨架柔性，實驗觀測和理論模擬到異丁醇分子在ZIF-8納米粒子上吸附過程中的“gate-opening”效應。基于該效應和ZIF材料的表面超疏水性，制備出可以優先透過醇類大分子而阻止尺寸更小的水分子的高性能ZIF-8納米復合膜。該膜可高效地從低濃度發酵液中富集異丁醇（第二代生物燃料），分離系數為34.9—40.1，透量為6.4—8.6 kgh-1m-2，超出了文獻報道的丁醇富集膜的性能上限。能耗分析表明，該ZIF-8復合膜的滲透汽化分離能耗僅為精餾能耗的一半，展現出良好的工業應用前景。上述研究成果有望顯著推動膜分離技術在生物燃料生產中的應用，并對MOFs分離膜在大分子選擇性分離和液體分離領域的相關研究起到重要的借鑒作用。該成果作為封面文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

新型溫敏化學熒光傳感材料研究取得重要進展

中科院化學所光化學院重點實驗室設計合成了一類新型的三芳基硼化合物，實現了對溫度在很寬范圍的靈敏響應。在以前利用溫敏材料制備的化學熒光傳感器中，隨著溫度的增加，發光組分的發光效率會大大降低，很難實現較大溫度范圍的檢測。該研究設計合成了一類新型的三芳基硼化合物作為發光組分，利用其在溶液中高溫和低溫時不同分子構象之間的轉變，保證了在很寬的溫度范圍內都具有很高的發光量子效率，并在不同溫度下表現出明顯的發光顏色變化。在低溫表現為綠色發光，高溫表現為藍色發光。將這種發光溶液密封在薄膜中，制備出了大面積的溫度敏感材料，其溫度敏感的空間分辨率可以達到幾十微米。該成果發表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

科研人員研制出超高靈敏硅納米線DNA傳感器

中科院上海微系統所王躍林/李鐵課題組與上海應用物理所樊春海課題組合作在傳統半導體加工技術的基礎上，利用硅材料自身的工藝選擇性，基于自上而下方法發展了硅納米線加工技術，并實現了納米級尺寸的精確控制。硅納米線不但寬度可以達到20納米，而且其三角形截面具有更大的比表面積，有利于器件性能的提高，為批量制備高檢測靈敏度的陣列FET生物傳感器邁出了堅實的一步。通過對硅納米線進行硅烷化修飾、表面單分子膜層自組裝以及單鏈DNA探針的固定，他們研制的DNA傳感器成功實現了對低至1 fM的DNA靶標分子的響應，這是目前已報道的最靈敏的基于硅納米線FET的DNA傳感器。這種DNA傳感器還可以實現對單堿基錯配的分析和對多種病原DNA序列的同時檢測。該成果發表在Nano Lett.上。

科研人員探索干細胞結合納米材料靶向治療腫瘤的新策略

中科院理化技術所納米材料可控制備與應用研究室唐芳瓊課題組與多家單位合作，設計了一種全新高效的腫瘤靶向策略：將載藥夾心二氧化硅納米顆粒結合到間充質干細胞上，間充質干細胞受到腫瘤細胞分泌的細胞因子的吸引可以主動追蹤到腫瘤細胞，將載藥納米顆粒輸送到腫瘤組織的各個部位，釋放藥物導致腫瘤細胞凋亡。這一全新的靶向方法采用具有趨化作用的間充質干細胞作為 “靶向運輸車”，像“特洛伊木馬”一樣，里應外合徹底殺死腫瘤細胞，相比傳統的靶向方法具有更強的主動性、目標性和靶向性。該成果在ACS Nano上在線發表。

納米材料生物效應研究取得新進展

國家納米科學中心中科院納米生物效應與安全性重點實驗室陳春英研究組與納米材料研究室唐智勇研究組合作，在以秀麗線蟲為模型研究納米材料生物效應方面取得重要進展，他們選擇了目前最具應用前景的量子點（Quantum dots）作為代表性納米材料，研究了其在體內的分布、代謝、轉化和長期毒理效應。研究發現：量子點經攝食進入并積累在秀麗線蟲消化系統，進入消化道內皮細胞定位于溶酶體，長期蓄積會導致量子點從消化系統向生殖系統遷移，并導致生殖障礙和子代發育毒性。該研究工作對于建立以秀麗線蟲為模式生物評價納米材料生物效應的研究平臺具有重要意義，并有望在后續研究中推廣應用于多種重要納米材料的研究，在不同層次闡明納米材料與生物體系相互作用的機制。該系列研究成果不僅有助于進一步加深對不同納米材料與生物體系相互作用的機制與共性規律的理解，同時對合理設計和安全使用納米材料也具有參考價值。該成果發表在Nano Lett.上。

青藏高原哺乳動物化石研究取得重要進展

以中科院古脊椎動物與古人類所鄧濤研究員為首的中外科學家在西藏喜馬拉雅山西部高海拔的札達盆地發現一個上新世哺乳動物化石組合，其中包含了已知最原始的披毛犀。他們根據來自西藏的新化石材料證明，冰期動物群的一些成員在第四紀之前已經在青藏高原上演化發展。冬季嚴寒的高海拔青藏高原成為冰期動物群的“訓練基地”，使它們形成對冰期氣候的預適應，此后成功地擴展到歐亞大陸北部的干冷草原地帶。這一新的發現推翻了冰期動物起源于北極圈的假說，證明青藏高原才是它們最初的演化中心。

在札達盆地發現的新種西藏披毛犀（Coelodonta thibetana），其生存時代為約370萬年前的上新世中期，它在系統發育上處于披毛犀譜系的最基干位置，是目前已知最早的披毛犀記錄。隨著冰期在280萬年前開始顯現，西藏披毛犀離開高原地帶，經過一些中間階段，最后來到歐亞大陸北部的低海拔高緯度地區，與牦牛、盤羊和巖羊一起成為中、晚更新世繁盛的猛犸象-披毛犀動物群的重要成員。披毛犀的存在說明札達盆地在上新世時的高度達到甚至高于現在的海拔，因此形成了冬季漫長的零下溫度環境。對于適應寒冷氣候的第四紀冰期動物群的起源，原來一直在上新世和早更新世的極地苔原和干冷草原上尋找。該發現表明實際上高高隆升的青藏高原上的嚴酷冬季已經為歐亞大陸和北美晚更新世冰期動物群的一些成功種類提供了寒冷適應進化的最初階段。該成果發表在Science上。

非靜海相沉積物Mo同位素研究取得新認識

中科院地球化學所溫漢捷研究組通過國際合作，建立了一套準確測定樣品中Mo同位素的方法，同時利用此項技術對多個早寒武世地質剖面進行了深入的研究。研究發現，不僅是碳酸鹽巖，分布廣泛的海相沉積磷塊巖也可能是保存古海水Mo同位素組成的良好載體。在對云南梅樹村下寒武統剖面和貴州織金下寒武統剖面的初步研究發現，“原生”磷塊巖（Pristine phosphorite）能夠保存古海水Mo同位素的信號，同時某些碳酸鹽巖，如大海段白云巖也能保存古海水Mo同位素的信號。如在梅樹村剖面中誼村段上部和織金剖面戈仲伍組上段的“原生”磷塊巖層，以及梅樹村剖面大海段白云巖發現其δ97Mo變化于0.99‰—1.43‰，平均1.3‰±0.3‰（2σ），接近于現代海水的Mo同位素，暗示了在寒武紀早期，海水的化學狀態可能已經類似現代海洋，而與前寒武紀海洋截然不同。該項研究的初步成果極大地擴展了Mo同位素作為古海洋環境地球化學示蹤劑應用范圍。該成果發表在Geology上。

環境污染物遷移轉化機理研究取得進展

中科院合肥物質科學研究院等離子體所王祥科研究組在重金屬離子和放射性核素的化學形態分析和遷移轉化機理研究方面取得新進展，為準確預測污染物在環境介質中的遷移轉化行為和生態污染效應提供了有力的理論依據。他們利用合肥同步輻射國家重點實驗室和上海光源的X射線吸收精細結構(XAFS)實驗技術，對重金屬離子Ni(II)和放射性核素Eu(III)在環境天然礦物上的吸附微觀形態進行了深入的研究，通過數據處理和軟件擬合分析，得到了不同環境化學條件下Ni(II)和Eu(III)在天然礦物表面的吸附形態和微觀機理。基于上述富有成果的研究工作和大科學工程儀器共享科研平臺，課題組研究人員還將進一步探索發展新的分析方法和表征技術，以期更系統更準確地研究和預測現實水體環境中各種污染物的形態分布和遷移轉化趨勢，在環境化學學科重大科學問題和前沿領域中取得更大的進展和突破。該成果發表在Geochimica et Cosmochimica Acta上。

肥胖調控機制合作研究獲重要進展

中科院北京基因組所楊運桂研究員與美國芝加哥大學何川教授合作，發現了肥胖相關基因FTO(Fat mass and obesity-associated protein）主要作用底物是RNA中的6甲基腺嘌呤（m6A）。該研究為揭示FTO調控肥胖發生機制提供了重要線索。他們通過體外模擬生理環境下的去甲基化反應條件，將FTO的野生型和突變型蛋白分別與甲基化底物共同孵育，利用質譜和高效液相技術，對多種甲基化形式進行探索，最終發現FTO對單鏈RNA上的m6A具有去甲基化功能。同時，體內實驗驗證，在FTO基因敲低細胞中mRNA中的m6A水平升高；相反，在FTO過表達細胞中mRNA中的m6A水平降低；而m6A甲基化酶METTL3的表達均未受到影響。免疫熒光實驗證實，FTO在細胞核中呈點狀分布。通過與各種細胞核內亞細胞器標志分子共染，發現FTO與speckle標志分子SC35、U4/U6.U5 snRNA相關蛋白SART1、轉錄酶RNA PolII(2位Ser磷酸化)有部分共定位。轉錄抑制后，類似RNA PolII(2位Ser磷酸化)，FTO會聚集到speckle中。而m6A甲基化酶METTL3也定位于speckle。因此，FTO可能通過調控mRNA上m6A甲基化的逆轉參與mRNA加工。該成果在線發表在Nature Chemical Biology上。

細胞自噬與腫瘤關系研究獲重要進展

中科院上海有機所馬大為研究組與哈佛大學醫學院教授、上海有機化學所兼職研究員袁鈞瑛課題組合作，通過篩選和進一步的結構優化，發現了一種高效并具有高選擇性的細胞自吞噬小分子抑制劑，命名為Spautin-1。他們發現，該小分子通過對兩個去泛素酶——USP10和USP13選擇性抑制，促進Beclin1蛋白泛素化水平增高，進而引起III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶復合物的降解。III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶復合物Vps34/Beclin1是細胞自吞噬信號通路中重要的調控元件。該復合物主要負責催化磷脂酰肌醇轉化為3-磷酸磷脂酰肌醇。其中，Vps34是一種典型的III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶。Beclin1作為一個重要的抑癌基因，在人類乳腺癌、卵巢癌和前列腺腫瘤等多種癌癥中出現變異或者基因單拷貝缺失。泛素-蛋白酶體系是細胞內一種重要的蛋白降解途徑，去泛素酶通過控制蛋白的泛素化水平，調節蛋白通過蛋白酶途徑的降解。有趣的是，他們發現Beclin1也調控這兩個去泛素酶的穩定性。因為USP10同時也是p53蛋白的去泛素酶，所以III型磷脂酰肌醇三磷酸激酶復合物對去泛素酶的影響也調控著p53蛋白的水平。這些結果不僅為細胞自吞噬研究提供了重要的研究工具，也揭示了兩種重要的抑癌蛋白p53和Beclin1之間的不為人知的內在聯系，為人類發展新的癌癥治療藥物提供了重要信息。該成果發表在Cell上。

神經精神疾病病理研究取得重要進展

中科院武漢物理與數學所徐富強課題組與合作者利用多模態的手段和轉基因動物揭示了鳥苷酰環化酶-C（guanylyl cyclase-C，GC-C)的激活，通過cGMP依賴蛋白激酶（PKG），強化由谷氨酸和乙酰膽堿受體導致的多巴胺神經元的興奮性活動；GC-C敲除動物的確展現了過高的活動和注意力缺乏，而且，這些行為可以被相應的治療注意力缺乏多動癥的藥物和PKG的興奮劑所逆轉。這些結果不僅揭示了GC-C/PKG通路在重要腦功能中的角色，而且提供了一個研發治療相應神經精神疾病藥物的新靶點。該成果發表在Science上。

卵細胞重編程機制研究取得重要進展

中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學所徐國良、李勁松課題組及其合作單位關于Tet3 DNA雙加氧酶負責卵細胞重編程的研究取得重要進展。他們研究發現卵細胞來源的母源因子Tet3加氧酶負責父本基因組DNA胞嘧啶甲基的氧化修飾，從而啟動DNA的去甲基化，進一步激活Oct4和Nanog等全能性基因的表達。卵細胞內特異性敲除Tet3的母鼠生育力顯著下降，其大部分胚胎在著床后發生退化，被母體吸收。此外，Tet3在動物克隆過程中對移入卵細胞的供體細胞DNA的重編程也發揮著重要的作用。這一發現提示，動物克隆和自然受精過程很可能采用了同樣的重編程機制。該研究成果使人們對早期胚胎發育中的重編程過程有了更清晰的認識，也為提高動物克隆效率帶來了新的理論依據，有可能在分子機制上為不孕不育癥提供新的詮釋。該成果發表在Nature上。

蘭州重離子加速器冷卻儲存環實現最重元素鈾離子加速

中科院近代物理所科研人員的經過調試，蘭州重離子加速器冷卻儲存環主環（HIRFL-CSRm）成功實現了自然界存在的最重元素鈾離子的儲存、冷卻、累積與加速。這是蘭州重離子加速器冷卻儲存環在重離子加速器調試方面取得的最高標志性成果。由超導ECR離子源產生的238U32+離子，經HIRFL-SFC回旋加速器加速到0.3GeV后注入CSRm，在CSRm中經多次多圈注入和電子冷卻累積后加速到23.8GeV。9月21日，蘭州重離子加速器冷卻儲存環工程后評價專家組對HIRFL-CSR加速鈾離子進行了現場測試。至此，蘭州重離子加速器冷卻儲存環成功累積加速了元素周期表上從最輕的“氫”到最重的“鈾”，包括氣體、固體及金屬等多種離子，成為名副其實的全離子重離子加速器。