2014：《nature》《Science》的中國聲音(三)

本刊記者：薛小迪

2014：《nature》《Science》的中國聲音(三)

本刊記者：薛小迪

《nature》和《Science》雜志是世界上久負盛名和極具權威的綜合性自然科學期刊，其刊載的內容經常被世界各地新聞媒體作為最新科學信息的最可靠來源而被廣泛傳播。根據湯森路透2015年6月18發布的《SCI期刊分析報告》，《nature》、《Science》雜志的影響因子分別達到41.456和33.611，在綜合類自然科學期刊里仍居伯仲之位。近年來，隨著我國科研投入持續增加，我國科學家在兩個刊物上發表的科研成果也呈井噴之勢。2013年我國科學家在《nature》上發表的研究性論文27篇，在《Science》上發表的研究性論文為31篇，而2014年，這兩個數字幾乎翻倍，初步統計分別為52和42篇。就論文涉及的領域而言，生命科學、醫學、化學、材料科學、地球與環境科學等仍然是熱門，就論文產出機構來看，中國科學院、北京大學和清華大學仍是前三強。在接下來的幾期，本欄目將持續為讀者呈現2014年度在《nature》、《Science》上發表原創論文的優秀的科學家及其在這兩個刊物上發表的文章簡介，以彰他們為我國科研做出的貢獻。

《nature》的中國聲音：

張澤

張澤，中國科學院院士，浙江大學材料系教授，從事準晶、低維納米材料等電子顯微結構研究。

8月14日刊發的《Formation of monatomic metallic glasses through ultrafast liquid quenching》一文，張澤院士是合著者之一，研究者通過在電子顯微鏡中對納米接觸的單質金屬鉭、釩放電加熱和高達1014度/秒的快速冷卻，成功實現了單質元素金屬玻璃的制備。他們利用電子顯微鏡的原子分辨技術，不僅可以直接看到晶體原子在急速升溫-熔化-冷卻后，從期性排列轉變到混亂排列的非晶態，還可以看到通過加熱處理，從非晶態轉變到晶態的逆過程。

王俊

王俊，金鑫

王俊，研究員，博士生導師，現任華大基因研究院院長，從事基因組學和生物信息學的研究。

金鑫，華大基因研究院研究員。

8月14日刊發的《Formation of monatomic metallic glasses through ultrafast liquid quenching》一文，王俊是通訊作者之一。在這項研究中，研究人員對40名藏人和40名漢族個體的EPAS1基因周圍區域進行了重測序，發現藏族人的這一基因包含一個存在高度差異的單體型，其只存在于丹尼索瓦人基因組而不存在于世界各地其他的種群中。基于他們的研究發現，研究人員認為藏族人的祖先有可能與丹尼索瓦人進行了交配。并且這一基因從丹尼索瓦人流動到藏族人，有可能促進了藏族人適應惡劣的高海拔環境。

陳新

陳新，常州大學制藥與生命科學學院教授，研究方向：新型抗生素和抗癌藥物和具有重要生物活性有機小分子的合成方法研究。

8月14日刊發的《Visualization of arrestin recruitment by a G-protein-coupled receptor》一文，陳新教授領導的科研團隊為合著者，在這項研究中，研究者利用“單顆粒電子顯微鏡”和“氫-重氫交換質譜”對一個GPCR-arrestin復合物的結構和動態進行了表征。他們的數據支持一個“兩相”機制：arrestin最初與GPCR被磷酸化的羧基端點發生相互作用，然后進行重排，在一個具有信號傳導功能的構形中更為充分地與膜蛋白接觸。

張勇

張勇，北京大學地球與空間科學學院百人計劃特聘研究員。

8月21刊發的《Gradual unlocking of plate boundary controlled initiation of the 2014 Iquique earthquake》，張勇參與其中。文章對智利北邊的地震進行研究，基于對整個破裂過程的修建方案及斷裂演示圖，發現伊基克地震在智利北部的抗震帶撕開了一個主要的缺口，最大的一塊是美洲板塊邊界區，主要地震集聚區在這個板塊的邊界區都發生過地震。

李蘭娟

李蘭娟，中國工程院院士，浙江大學醫學院教授、博士生導師，從事傳染病臨床、科研工作。

9月4日刊登的《Alterations of the human gut microbiome in liver cirrhosis》一文，李蘭娟是通訊作者之一。研究者對來自98個肝硬化患者和83個健康對照組成員的糞便樣本進行了一項全微生物群關聯研究。定量元基因組分析顯示，75,245個基因的豐度在這兩組人之間顯著不同，其中很多可以被歸入代表先天同源細菌種類的66個類別中。在這些細菌中，28種在肝硬化患者體內富集，大部分來源于口腔(主要是韋榮球菌和鏈球菌)。同時作者還發現，這些基因當中一組僅僅15個就可以構成可用作診斷工具的一個高度準確的辨別指標的基礎。

邵峰

邵峰，北京生命科學研究所學術副所長、資深研究員，研究興趣集中于病原細菌感染宿主和宿主先天性免疫防御的分子機制。

9月11日和10月9日，《nature》分別刊發了以邵峰為通訊作者的兩篇科研成果，在《innate immune sensing of bacterial modifications of Rho GTPases by the Pyrin inflammasome》這項最新的研究中，邵峰團隊發現Pyrin蛋白（遺傳突變導致家族性地中海熱自炎癥疾病）可以作為PRR蛋白感受多種不同病原菌和毒素對機體Rho家族小G蛋白的修飾和失活，進而介導巨噬細胞炎癥小體(inflammasome)復合物的組裝和下游炎性蛋白酶caspase-1的激活，啟動抗細菌炎癥反應。另一篇研究《Inflammatory caspases are innate immune receptors for intracellular LPS》這篇新研究同樣是邵峰團隊的獨立科研成果，該研究確定了caspase-4/5/11的功能機制，為我們提供了一個免疫模式識別的新模型，并揭示了caspase激活的一種全新途徑。

燕青

燕青, 竺可楨-南森國際研究中心助理研究員, 研究方向：古氣候模擬、極地冰蓋模擬。

9月18日刊發的《Aridification of the Sahara desert caused by Tethys Sea shrinkage during the Late Miocene》，是一篇國際合作的文章，燕青為本文的通訊作者，研究者利用氣候模式揭示，晚中新世托爾頓階（Tortonian，大約700萬到1100萬年前）是北非干旱加劇撒哈拉沙漠形成的關鍵時段。通過一系列的模擬，研究小組揭示出，在托爾頓階特提斯海收縮導致非洲夏季風顯著減弱，干旱的沙漠環境在北非大面積內形成。

張青鋒

張青鋒，博士，同濟大學附屬東方醫院轉化醫學研究中心、同濟大學醫學院傳染病與疫苗研究所，從事瘧疾等重要傳染性疾病防治相關的基礎和應用研究。

9月18日刊發的《Exonuclease-mediated degradation of nascent RNA silences genes linked to severe malaria》，是一篇國際合作的研究報告，張青鋒為第一作者，同時也是通訊作者之一，研究發現，惡性瘧原蟲外切體復合物類似蛋白的成員（PfRNase II）可對A-var基因進行調控，PfRNase II對A-var基因轉錄產物原位降解后，導致其處于“沉睡”狀態；當PfRNase II蛋白功能缺陷時，A-var基因即從“沉睡”中激活，從而導致重癥瘧疾的發生；而且瘧疾患者體內A-var水平與PfRNase II含量負相關。

右：叢培允

侯先光、叢培允

侯先光，云南大學教授、博士生導師，云南省古生物研究重點實驗室主任。

叢培允，云南省古生物研究重點實驗室研究員。

9月25日，以叢培允為第一作者。侯先光為通訊作者之一的《Brain structure resolves the segmental affinity of anomalocaridid appendages》的國際合作科研成果在《nature》上刊發，該研究對澄江動物化石群中奇蝦的一個新物種刺鉗里拉蟲進行了較全面的研究，揭示了該種奇蝦腦部神經結構的特征，同時推斷，奇蝦的大爪肢與真節肢動物的上唇是同源的。

Bianli Xu、Haiyan Wei

Bianli Xu、Haiyan Wei：河南省疾病預防控制中心傳染病預防控制所

10月2日發表的《Reversion of advanced Ebola virus disease in nonhuman primates with ZMapp》，是一篇多國合作科研成果，Bianli Xu、Haiyan Wei參與其中。研究人員在實驗中先使21只恒河猴感染埃博拉病毒，然后將它們分為4組。動物實驗顯示，新藥ZMapp在感染病毒5天后仍能起效，同時指出，與其他藥物一樣，這種新藥也有局限性。

段路明

段路明，清華大學交叉信息研究院講座教授，主要從事量子光學、量子信息、和冷原子物理方面的研究。

10月2日刊發的《Experimental realization of universal geometric quantum gates with solid-state spins》一文，是清華大學交叉信息研究院段路明教授研究組的獨立研究成果，該論文的第一作者祖充為該院在讀博士研究生，另有博士研究生王瑋彬、王飛，博士后何麗，以及本科生張文綱、戴澄宇參與研究。該研究首次在常溫固態系統中實現了抗噪的幾何量子計算。抗噪是實現量子計算的核心問題，通過利用一種新型的計算形式——幾何量子計算，段路明研究組在常溫金剛石系統中實現了更能抵御噪聲影響的量子計算。

曹軍驥

曹軍驥，中國科學院地球環境研究所二級研究員、博士生導師，主要從事氣溶膠與環境、PM2.5研究與控制、古氣溶膠循環等研究。

10月9日刊發的《High secondary aerosol contribution to particulate pollution during haze events in China》一文，由多國共同合作完成，曹軍驥是通訊作者之一。該研究以2013年1月全國大范圍發生的重灰霾污染事件為例，通過對北京、上海、廣州和西安四個城市大氣環境的同步觀測，全面分析了PM2.5中各種無機和有機化學組分，首次采用新開發的離線高分辨率飛行時間氣溶膠質譜(offline HR-TOF-AMS)方法實現空間尺度上PM2.5中有機氣溶膠質譜指紋的表征。

唐宏

唐宏、潘磊

唐宏，中科院生物物理所感染與免疫重點實驗室研究員、博士生導師，研究方向：感染與免疫學。

潘磊：中國科學院生物物理研究所感染與免疫院重點實驗室副研究員，研究方向：免疫遺傳學。

10月9日刊發的《Protein competition switches the function of COP9 from self-renewal to differentiation》一文，是多國合作成果，潘磊為第一作者，研究人員選用果蠅的卵巢種系干細胞作為研究模型，結合遺傳學，生物化學和細胞生物學等多種研究手段，提出了一種調控干細胞的新機制。

《cience》的中國聲音：

劉征宇

劉征宇，北京大學物理學院大氣與海洋科學系教授、“千人計劃”學者。研究方向包括：海洋環流動力學、氣候動力學、古氣候模擬、海-陸-氣相互作用以及地球氣候系統模擬。

9月5日刊發的《Greenland temperature response to climate forcing during the last deglaciation 》這一研究，劉征宇參與其中，研究者認為，格陵蘭確實在大約1萬9000年前與北半球其它地方一同開始變暖，而對水同位素的研究已經掩蓋了在那個神秘的間隔期中格陵蘭溫度的一個小幅上升。研究人員還提出，在格陵蘭中部的溫度比西北部的變化更大--這一發現暗示大西洋環流在本冰消期中的時間。基于他們的結果，研究人員提出，這一突變的氣候很大程度上取決于季節，且基本上是一個冬季現象。

蘭添穎

蘭添穎，重慶科技學院化學化工學院講師，研究方向：基因組學和進化生物學。

9月5日刊發的《The coffee genome provides insight into the convergent evolution of caffeine biosynthesis》這篇研究，是包括中國在內的多國研究者合作的結果，本研究對重要經濟農作物咖啡進行了全基因組測序并構建了高質量的基因組草圖。研究結果揭示了咖啡風味以及咖啡因產生的相關基因在咖啡中的獨立進化歷史，并對培育風味更佳、可抵抗氣候變化與害蟲的咖啡新品種提供了重要的基因組信息。

秦芝

秦芝，中國科學院近代物理研究所核化學組組長，研究員，博士生導師，從事核化學方向研究。

9月19日刊發的《Synthesis and detection of a seaborgium carbonyl complex》這一研究，也是多國合作的成果，其中，中方作者除了秦芝外，還有同單位的范麗芳和王洋。晶體錒系元素試驗調查為化學理論提供了基準檢驗結果，并探究了元素周期表趨勢預測能力。目前，氣體階段的化學反應中，已經合成了高度氧化狀態中含有晶體錒的簡單無機化合物。單原子生產率、短暫半衰期和苛刻的試驗條件限制了可行性試驗化合物的數量。在這一研究中，研究者采用了氣體羰基化技術備制羰基化合物，即第106個元素，揮發性羰基化合物表明有相同的揮發性和反應性。

李澄宇

李澄宇，中科院上海生命科學研究院神經科學研究所研究員，研究興趣主要在行為的神經元環路基礎，包括動物的社會行為，工作記憶和長時程記憶等。

李澄宇課題組于10月24日發表了題為《Medial prefrontal activity during delay period contributes to learning of a working memory task》的研究報告，在此研究中，他們讓小鼠完成一項涉及嗅覺匹配的工作記憶新任務，從中操控延遲期mPFC神經元活性，在幾天后，研究人員又對這些完成了嗅覺匹配任務訓練的小鼠再一次進行了同樣的操作。結果發現在學習期，神經活性靜止的時候小鼠無法完成這一任務，但是當它們一旦經過訓練，這樣的操控就無法再影響它們的行為了。

周欣

周欣，華大基因國家基因庫副主任。

11月7日刊發的《Phylogenomics resolves the timing and pattern of insect evolution》一文，是多國合作的成果，周欣作為該研究的發起人，和多名同事一起為此研究做出了貢獻。研究確定了一個強有力的昆蟲演化時間表，幫助厘清有關這些節肢動物的起源及它們相互之間遺傳學關系的某些長期存在的不確定性。分析了來自所有當今存在的昆蟲的主要目中的以及與其關系密切的節肢動物親屬的1478個編碼蛋白的基因，并將其與化石記錄進行比較，從而確定昆蟲可能起源于大約4.79億年前的早奧陶世時期。他們認為，昆蟲的飛行能力是在復雜的陸地生態系統已經在陸地上建立后才出現的，而開花植物的發散伴隨著像蜜蜂、黃蜂和蝴蝶等飛行昆蟲中的多元性爆發。研究人員的結果還暗示，寄生性虱子的多元化是在鳥類和哺乳動物宿主存在后才有的，這與它們源自帶羽毛恐龍的理論是相抵觸的，而我們如今所見的蟑螂與白蟻品種可能是在二疊紀大滅絕（約2億5200萬年前）后演化出的。

王萍，中國地震局地質研究所研究員，主要研究方向為活動構造與年代學。

11月21日刊發的《Tectonic control of Yarlung Tsangpo Gorge revealed by a buried canyon in Southern Tibet》一文，是多國合作的研究成果，王萍為該文的第一作者。研究者通過對雅魯藏布江谷底沉積物的鉆探結果分析及底部砂層的26Al/10Be測年，結合數字模擬，報道了目前埋藏在數百米沉積之下的雅魯藏布江古河道的發現，并確認古河床存在向上游傾斜的反翹現象，認為南迦巴瓦和加拉白壘塊體從250萬年以來加速構造隆升使河道變形，形成了分隔上游堆積和下游變陡的巨型裂點。大峽谷內的高侵蝕速率，是快速構造抬升的直接響應。

王萍

黃三文

黃三文，中國農業科學院蔬菜花卉研究所研究員，主要從事蔬菜花卉生物技術方面的研究。

11月28日刊發的《Biosynthesis, regulation, and domestication of bitterness in cucumber》是由黃三文研究者發起的，中國農業科學院蔬菜花卉研究所、南京農業大學、湖南農業大學等8所研究機構參與的國內研究，研究人員采用基因組、分子生物學和生物化學等多種技術手段研究黃瓜苦味合成、調控及馴化的分子機制。研究表明，黃瓜的苦味物質葫蘆素由9個基因負責合成，而這9個基因受到2個“主開關”基因Bl和Bt的直接控制，其中Bl控制葉片苦味，Bt控制果實苦味。

郭良棟

郭良棟、陳欣

郭良棟，中國科學院微生物研究所研究員，主要從事內生真菌和菌根真菌分類學、分子系統學、生態學、生物多樣性研究。

陳欣，浙江大學生命科學學院教授，博士生導師，致力于生態學領域研究。

11月28日刊發的《Global diversity and geography of soil fungi》，是一項國際合作研究結果，以上兩位作者參與其中。研究者從世界各地365處收集了近1萬5000個土壤樣品并用焦磷酸測序技術來研究其中所含的真菌基因。結果提示，導致如今真菌多樣化的主要驅動因子與氣候有關，每年的降雨量似乎是真菌物種豐富程度的最強驅動因素。