科技名刊精選

nature

腫瘤細胞爭取生存的方式

Nature封面：腫瘤細胞是怎樣爭取生存。Nature雜志第7598期封面文章報道了腫瘤細胞爭取生存的方式。對治療有抵抗力的腫瘤與任何其他活的東西一樣受同樣的自然選擇規則約束。臨床工作者在加緊努力將這一知識付諸應用（News Feature）。以癌癥為主要內容的本期Nature雜志，還介紹了迅速變化的癌癥免疫治療領域（News Feature）以及液體活檢（用于癌癥診斷和監測的一個很有希望的方法）背后所采用技術的最新發展（Technology）。研究論文部分包括兩篇論文和一篇相關的News & Views文章，它們報告了活躍啟動子在癌癥中的高突變率。

很多美國人為什么不支持應對氣候變化

Nature封面：“永遠的夏天”，2016年1月1日“康尼島北極熊俱樂部”新年游泳的情形。Nature雜志第7599期封面文章報道了美國當前氣候的改善與惡化預期。未來氣候變化預計將使世界上很多地方越來越不適宜人類居住。要獲得公眾對減緩氣候變化的廣泛支持卻十分困難。科學家利用對美國天氣狀況的人口加權分析顯示，大多數美國人現在都體驗到冬天更溫暖了，而夏天實質上并沒有變得更不舒服，也沒出現其他負面變化。科學家們提出，當前的天氣模式使得美國人沒有動力去要求從政策上對氣候變化做出反應。不過情況是可能會改變的。

英國花蜜資源的全國性評估

Nature封面：英國什羅浦郡的樅枝歐石楠花和停在花上的一只有銀色斑點的藍色成年蝴蝶。Nature雜志第7588期封面文章報道了在英國全國所做的一項關于授粉者依賴的花蜜資源的評估。確定了最常見的英國植物的花蜜價值，評估了260種植物的花蜜生產，并將這些數據與植被調查的歷史數據相結合。結果顯示，英格蘭和威爾士的花蜜資源總量在上個世紀30年代和70年代之間先是下降，后又穩定了下來，再后來又有較多增加，但提供這些花蜜的物種多樣性在此之后又保持下降了十年時間。到2007年，僅僅四種草地植物就占全國花蜜供應量的一半以上。這些趨勢反映了授粉者多樣性在20世紀中葉下降，但之后趨于穩定。

“摩爾定律”時代將要結束

Nature封面：告別“摩爾定律”。Nature雜志第7589期封面文章報道了電腦行業將要正式宣布“摩爾定律”時代結束了。“摩爾定律”是由英特爾創始人之一Gordon Moore提出來的，是指一個微處理器芯片上的晶體管數量及其處理性能每兩年將會翻倍；這種趨勢持續了半個多世紀。不過業內人士也承認，這并不意味著不能再發展了，還可以通過采用更好的材料或者新的計算方式實現改進。移動設備的新時代就未來的微處理器芯片而言也改變了這場游戲。特約編輯M. Mitchell Waldrop盤點了有可能幫助讓信息技術繼續發展的一些激動人心的新思想。

鈣鈦礦太陽能電池光子循環

Science封面：進入鈣鈦礦材料的太陽光線產生電子空穴，藍色顯示電子，黑色顯示空穴。Science雜志第6280期封面文章報道了鈣鈦礦太陽電池有望達到理論極限值。任何開始接近理論極限性能的太陽能電池中，內部都會出現劇烈的發光光子。本期封面文章報道了光子循環效應的貢獻，并為這種光子提供了證據；這種材料極有可能成為最高效率的太陽能電池。鈣鈦礦太陽能電池是最近幾年才出現的光伏技術，其效率記錄提升的速度十分迅猛，高轉化效率、高激發密度和高斷路電壓等特點有望推動鈣鈦礦太陽能電池的商業化進程。

大猩猩基因組長讀序列組裝

Science封面：大猩猩基因組高分辨率測序進行時。Science雜志第6281期封面文章報道了利用長讀長測序技術重新組裝大猩猩基因組。采用單分子實時序列技術和一種從頭組裝字符串的新算法，得到了大猩猩基因組的一種高質量組裝。和之前發布的組裝相比，這種新的組裝增加了兩到三個數量級的序列鄰近性，有87%的丟失參考外顯子和不完全基因模型被恢復。雖然片段長、同一性高的重復區域大部分還未解決，這一綜合的組裝仍然給大猩猩的基因組的遺傳多樣性，結構變異，基因缺失和重復序列的表征研究提供了新視角。

致命的腫瘤轉移

Science封面：藝術家對腫瘤細胞轉移的理解，從背景處的初代腫瘤細胞轉移到近景處。Science雜志第6282期封面文章以專刊形式邀請腫瘤領域的著名科學家集中論述了腫瘤轉移的最新進展以及前沿研究，從遺傳、細胞以及分子機理上探討癌癥患者的腫瘤轉移過程，為抗腫瘤藥物研發和臨床治療提供了指導方向。腫瘤轉移可以發生在腫瘤早期，也可能是晚期，通常晚期更為常見。腫瘤組織的遺傳演化研究，可以揭示原發灶或轉移灶的時空演化，理清其中的關鍵問題，有利于科學家發現潛在的治療方法。

人類核孔復合體內環骨架的分子建筑

Science封面：建造中的核孔復合體。Science雜志第6283期封面文報道了人類細胞中最大最復雜的蛋白復合體——核孔，并進一步揭示了它的結構。核孔復合體大約含有一千個蛋白亞基，鑲嵌在細胞核的核膜上，控制著細胞核與細胞質之間的物質運輸。許多病毒通過核孔將自己的遺傳物質注入宿主細胞核，而且核孔會在細胞癌變的時候發生變化。核孔復合體由三層環組成：朝向細胞核的核質環，朝向細胞質的胞質環，以及它們之間的內環。內環雖然由不同的元件組成，但它的基本構架跟另外兩個環相同，這個復雜的結構是根據簡單原則建立起來的。

Science

遺傳發育

獲得性性狀跨代遺傳機理

中國科學院動物研究所周琪、段恩奎研究組與中國科學院上海生命科學研究院營養科學研究所翟琦巍研究組合作，在高脂飲食誘導的父代肥胖小鼠模型中，發現一類成熟精子中高度富集的小RNA（tsRNAs）可作為一種表觀遺傳信息的載體，將高脂誘導的父代代謝紊亂表型傳遞給子代，相關結果發表在《科學》雜志上。很多證據表明，上一代在環境壓力下產生的某些獲得性性狀可以“記憶”在配子中并遺傳給下一代。隨著人類生活環境和生活/飲食習慣的巨大改變，這種獲得性遺傳形式對人類繁衍及子孫健康具有深遠的影響。未來關于精子tsRNA及其修飾譜在早期胚胎發育調節中的作用機制將是領域內亟待解決的問題。endprint

父親的心理應激對子代糖代謝的調控

上海交通大學醫學院實驗動物科學部陳學進研究員課題組和附屬瑞金醫院內分泌代謝病研究所李小英教授課題組的合作，發現父親的心理應激，通過表觀遺傳等機制，調控子代的糖代謝狀況，研究論文發表于《細胞-代謝》。人群流行病學研究表明，心理應激（Psychological stress）與多個疾病的發生發展密切相關，如神經退行性疾病、心血管疾病、腫瘤、2型糖尿病等。近年來的研究表明，母親的心理應激，尤其是妊娠期間的應激，可促進子代肥胖和2型糖尿病的發生。本研究首次報道父親心理應激能影響調控子代的糖代謝情況，進一步證實了環境因素介導的跨代遺傳調控作用。

大豆籽粒馴化過程中轉錄調控

中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室張勁松研究組和陳受宜研究組針對馴化過程中發育大豆種子的轉錄組特征展開了全面而深入的研究，研究論文發表于《植物學報》。基因功能分析和關聯分析表明，有2個基因的表達變化與種子百粒重和油含量呈正相關。大豆是我國重要的糧食作物和經濟作物，高百粒重和高油含量是栽培大豆重要的農藝性狀和馴化特征。因此研究大豆的馴化機制，對于改善大豆的品質和增加大豆產量具有非常重要的意義。

中國實現哺乳動物胚胎在太空發育

中國科學家利用實踐十號衛星進行哺乳動物早期胚胎發育研究，觀察太空環境中哺乳動物早期胚胎的發育過程，并探索太空環境對胚胎發育的作用機制。實踐十號衛星把6000余枚小鼠早期胚胎帶上了太空。若干天后，通過特殊顯微鏡，成功觀測到小鼠胚胎從二細胞在太空中成功發育成囊胚的全過程。在衛星入軌第72小時左右，部分二細胞胚胎就發育到囊胚，和地面上時間基本一致。小鼠早期胚胎，在太空中完成了從二細胞到囊胚的全程發育，這是人類歷史上第一次在太空實現哺乳動物胚胎發育。這一實驗有望間接地預示未來人類能否在太空正常生活、繁衍后代的問題。

擬南芥AGO3在植物表觀遺傳調控中的新功能

中國科學院遺傳與發育生物學研究所王秀杰研究組與美國德州農工大學張秀任研究組通過合作研究發現，AGO3并不能互補與其序列同源性最高的AGO2在植物抗病毒防御反應中的功能，研究成果發表于《自然-植物》。植物Argonaute蛋白是執行miRNA與siRMA等小RNA介導的表觀遺傳修飾調控的關鍵蛋白，主要結合21-24 nt的小RNA從而形成RISC復合體，對基因表達進行轉錄或轉錄后調控。擬南芥AGO基因家族編碼9個有功能的AGO蛋白，目前對于AGO3結合的小RNA的特征和基本功能的研究亟待加強。

超高分辨顯微揭示活細胞轉錄動態變化

北京大學生命科學學院生物動態光學成像中心孫育杰課題組首次通過新型超分辨成像技術（貝葉斯超分辨顯微術）實現了活細胞單個轉錄工廠（RNA Pol II cluster）的動態過程觀測和定量分析，研究成果發表于《ACS納米》雜志。研究團隊在活細胞的細胞核內原位觀察到了單個轉錄工廠的組裝和解聚的動態過程，并且測量了活細胞內轉錄工廠的數目和大小隨時間以及細胞環境的影響。揭示了轉錄工廠產生和消失的異質性，支持了轉錄工廠產生的on-demand模型，證明了轉錄工廠在pre-elongation phase招募Pol II分子。

使用ribosome profiling數據鑒定基因翻譯差異的新型分析方法

清華大學生命學院楊雪瑞研究組詳細介紹了一種針對全基因組核糖體分析（ribosome profiling）數據的分析方法，Xtail，用于在組學水平對基因的翻譯差異進行準確、定量的評估，研究結果發表在《自然-通訊》雜志。使用ribosome profiling技術能夠系統分析腫瘤等重要疾病或發育相關的翻譯調控機制。新設計的一整套數據處理方法流程，Xtail，對于翻譯異常的基因有非常高的敏感性，并且對數據噪音有高容忍度，保證了極低的假陽性率。不管是用于處理模擬數據還是真實數據，Xtail均表現出非常高的準確率。

中國醫學科學院李立明教授與英國牛津大學陳錚鳴教授共同領銜的中國慢性病前瞻性研究項目團隊在國際權威醫學雜志《新英格蘭醫學雜志》上發表了題為“中國新鮮水果攝入與主要心血管疾病”的研究論文。研究發現，新鮮水果攝入對主要心血管疾病的保護作用在中國不同地區和不同性別的人群中是相似的。這是在中國人群中首次通過大規模、多中心、長期隨訪的人群隊列研究證實了新鮮水果攝入對主要心血管病的保護作用。如能通過健康教育促進使得每個中國人都能做到每日攝入新鮮水果，則每年可以避免大約50萬心血管病死亡（其中包括20萬70歲之前的過早死亡），還可以避免更多的非致死性的心臟病和中風病例。

含抗氧化劑的糖尿病藥物或可促進癌癥發生轉移

第三軍醫大學新橋醫院內分泌科主任鄭宏庭研究團隊最新研究證實，激活NRF2通路的抗氧化的抗糖尿病藥物加速腫瘤轉移，該研究成果發表于《科學-轉化醫學》雜志。美容護膚品、咖啡、茶、紅酒、維生素等富含抗氧化劑的日常生活佳品，在特定條件下可能是一把雙刃劍。在制定某些糖尿病合并腫瘤患者降糖治療方案時，需更加謹慎。流行病學證據表明：糖尿病與腫瘤密切相關。隨著糖尿病發病率的上升，糖尿病合并腫瘤患者人群日益增多。既往膳食元素中的抗氧化劑常用于癌癥預防，但該研究顯示抗氧化劑可能是一把雙刃劍，甚至并無益處，故抗氧化劑應當慎用，尤其對糖尿病已經合并發生的腫瘤。

艾滋病基因治療研究進展

復旦大學遺傳工程國家重點實驗室朱煥章課題組利用CRISPR/CAS9技術在體外靶向干預艾滋病病毒（HIV）潛伏又取得進展，為艾滋的功能治愈邁出了關鍵一步，相關研究成果發表于《分子治療》。目前，國際上已有近30種抗逆轉錄病毒藥物應用于艾滋病的臨床治療，然而，現有這些藥物只能抑制病毒復制，不能清除HIV感染， 其原因主要在于HIV可潛伏于少數免疫細胞，以此逃脫了機體免疫系統和抗病毒藥物攻擊。因此，研發能靶向干預HIV潛伏的新型治療技術，已成為目前國際上艾滋病治愈研究領域發展趨勢和研究的焦點。endprint

SIRT6通過表觀遺傳調控Wnt信號通路維持造血干細胞穩態

杭州師范大學鞠振宇研究團隊揭示了長壽基因Sirt6在造血干細胞穩態維持過程中的重要作用，相關成果發表于《細胞-干細胞》。Sirtuin是機體中廣泛存在的一類NAD+依賴組蛋白去乙酰化酶，通過作用于不同的底物，廣泛參與應激反應、脂肪酸氧化、能量代謝等生理過程的穩態調控。Sirtuin隨年齡增長而表達水平逐漸降低，與生物有機體的衰老及衰老相關性疾病等相關。研究發現了Sirtuin家族成員SIRT6缺失引起Wnt信號通路的活性上調，迫使造血干細胞進入細胞周期增殖，最終導致了造血干細胞的耗竭。

疾病治療

實驗對照證實，每天攝入新鮮水果者平均收縮壓降低約4 mmHg，血糖降低約0.5 mM，心血管病死亡危險降低40%

新鮮水果攝入對主要心血管疾病的保護作用在中國不同地區和不同性別的人群中是相似的

中美科學家聯合揭示寨卡病毒的基因進化規律

中國醫學科學院系統醫學研究中心主任程根宏教授牽頭，蘇州系統醫學研究所多個課題組參與，美國加州大學洛杉磯分校等合作，揭示了寨卡病毒（Zika Virus）致病性改變的進化突變位點規律，研究結果發表于《細胞宿主與寄生體》。2015年以來寨卡病毒在巴西等南美國家的大面積傳播，及其與小頭癥和其他神經并發癥的高度疑似關聯，導致世界衛生組織宣布其為“全球緊急公共衛生事件”。相對于P6-740參考毒株，目前在人群中流行的寨卡病毒毒株，具有34個特異性的蛋白氨基酸位點。在59個亞洲分支特異性位點中，有6個位點富集分布在病毒編碼的prM蛋白上的一個特定功能區（pr區），其中一個位點的差異（A148P）會導致pr區蛋白局部結構的顯著改變。

基因活性調控機制有望抑制癌變

復旦大學生物醫學研究院藍斐實驗室、施揚-石雨江實驗室研究發現，在癌細胞中，染色質中的增強子失控會過度強化附近癌基因的活性，導致細胞異常甚至癌變；而出現在該區域的蛋白質RACK7和去甲基化酶KDM5C可以限制此類增強子的活性，使基因表達保持在正常范圍，從而抑制癌變，該研究成果發表于《細胞》雜志。基因突變并非生物體性狀改變唯一原因，RACK7和KDM5C調控組蛋白甲基化和增強子活性，并抑制細胞癌變，增強子活性調控機制為癌癥的個性化治療提供新的藥物靶點和治療思路。

以LGR4為靶標的蛋白抑制劑治療骨質疏松和骨腫瘤

華東師范大學劉明耀、羅劍課題組和第二軍醫大學附屬上海長征醫院肖建如課題組與美國、奧地利科學家合作，將關于骨質疏松和骨腫瘤治療的最新成果發表于《自然-醫學》，該成果的藥物開發具有很高的應用價值。患有骨質疏松癥和骨腫瘤的人群日益增多，但臨床上對這些疾病的認識和治療還存在較大不足。該研究發現LGR4是破骨細胞中最重要細胞分化因子RANKL的新受體，并基于此開發了以LGR4為靶標的蛋白抑制劑。實驗表明，該蛋白抑制劑能顯著抑制骨質疏松和骨腫瘤等骨科疾病，而相關藥物學研究也證明了RANKL/LGR4信號通路在這些疾病中的關鍵作用。

微信管理搭橋醫生二級預防行為

中國醫學科學院北京阜外醫院外科鄭哲教授牽頭開展MISSION-1研究方法學文章發表于《美國心臟雜志》。阜外醫院的外科團隊設計了基于微信公眾號的綜合干預措施，通過移動應用，對醫生進行三類干預措施：藥物使用培訓和指導工具、用自查清單提醒醫生及時開藥、以及通過定期反饋報告來督促外科醫生提高處方率。MISSION-1研究作為首個基于中國心血管外科注冊登記研究（CCSR）的質量改善行動，將在質量改善措施的驗證和推廣方面進行必要的探索，發揮先鋒示范和試點作用。研究者將干預組的外科醫生納入微信公眾號管理，進行為期大約18個月的干預，并利用CCSR數據平臺評價干預效果。

神經心理

個體腦網絡差異的基因和環境影響

中科院行為科學重點實驗室左西年研究組的楊志副研究員，與國內外合作者利用200對雙胞胎（雙生子）的腦功能影像數據，揭示了遺傳和環境因素對人腦內在功能網絡的影響，研究結果發表于《大腦皮質》。研究結果在系統層面上揭示了大尺度人腦內在功能網絡的個體差異來源具有模塊化架構：單個網絡自身的活動受基因調控，而環境因素則主要影響不同腦網絡或功能模塊間的關系。這不僅能幫助理解人類認知與行為個體差異的腦機制，而且能為腦與行為關聯研究篩選具有遺傳基礎的神經影像學網絡標記物（如額定控制網絡），為行為訓練和臨床干預應用研究提供備選的腦網絡（如可塑性很強的楔前葉記憶網絡）。

獼猴皮層神經元編碼曲線自身運動感知

中科院神經科學研究所顧勇研究組發現位于獼猴頂葉的多個腦區的神經元可以解析自身運動中的平移和旋轉組分，相關成果發表于《細胞報告》。當我們乘坐觀光車在外灘隧道中蜿蜒行進時，我們內耳的前庭系統也在忙著分析我們的運動狀態。值得注意的是，有一群神經元既對對運動過程中的平移組分有響應，也對旋轉組分有響應。這群神經元可通過加權平均方式整合平移和旋轉信息，有可能編碼曲線自身運動。研究發現匯聚神經元在平移+旋轉時的反應強度要高于其在單一組分時的反應強度。由于區與區之間的反應性質類似，表明有關自身運動的信息編碼在靈長類的感覺皮層可能是廣泛分布的。

動物性信號復雜性進化新機制

中科院成都生物所研究員崔建國等人通過對峨眉山仙琴蛙的研究，發現其雌性對性信號的區分能力是促進動物性信號復雜性進化的動力之一，研究結果發表于《進化》。雄性動物通過展示漂亮、復雜的性信號來求偶；動物性信號復雜性進化的驅動力一直備受科學家的關注。仙琴蛙利用其鳴聲音節之間音調節節升高這一特點，克服韋伯定理，增加雌性對鳴聲音節數的識別能力。研究結果表明，雌性對性信號的區分能力驅動了雄性鳴聲信號從增加音節數的單模信號，創新性進化出增加音節數的同時，音調在音節之間節節升高的多模信號。雌性對性信號區分能力的限制，驅動了雄性鳴聲信號從進化得更長，轉變為進化得更復雜。endprint

癲癇波的“活動連接圖譜”

中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、中國科學院深圳先進技術研究院-MIT麥戈文聯合腦認知與腦疾病研究所王立平研究團隊，采用基于光遺傳學的同步光刺激和多腦區電記錄技術，在動物活體水平實現了對顳葉癲癇傳遞方向的精確解析和癲癇發作的有效控制，研究結果發表于《自然-通訊》雜志。癲癇是由于“神經元異常同步化放電”導致的、最常見的大腦功能性疾病之一，影響著全球約1%人口的生活質量。在此研究中，首次在活動物活體水平精確解析了顳葉癲癇神經細胞異常放電的特征以及癲癇波在大腦內的傳遞方向。同時證實了海馬中間神經元是癲癇疾病的重要干預和治療靶點。

人腦七大常見皮層功能網絡，分別為楔前葉記憶網絡，視覺網絡，默認網絡，額頂控制網絡，凸顯網絡，體感運動網絡，背側注意網絡

人腦功能網絡個體差異來源的模塊化架構。腦功能網絡自身的活動（功能模塊）

轉基因猴的類自閉癥行為表征與種系傳遞

中科院上海生命科學研究院神經科學研究所仇子龍研究組與神經所蘇州非人靈長類研究平臺孫強團隊合作，通過構建攜帶人類自閉癥基因MECP2的轉基因猴模型及遺傳行為學分析，發現MECP2轉基因猴表現出類人類自閉癥的刻板行為與社交障礙等行為，相關結果發表于《自然》雜志。自閉癥—也稱孤獨癥—是一類多發于青少年的發育性神經精神疾病，患者多會表現出社交障礙、重復性刻板動作和焦慮抑郁等行為及情緒的異常，目前沒有有效的藥物治療方法。MECP2轉基因食蟹猴作為MECP2倍增綜合癥的非人靈長類模型，為深入的研究自閉癥的病理及探索治療干預方法奠定了堅實的基礎。

人類視覺適應存在習慣化現象

中科院心理研究所行為科學重點實驗室鮑敏研究組，以運動適應和對比度適應為例研究了適應后效在長時程重復適應訓練前后及訓練過程中的變化，研究成果發表于《科學報告》。視覺是人類最重要的感覺，而視覺適應則是視覺的一種重要功能，主要是指視覺系統能夠根據知覺的歷史調整對當前刺激的反應強度。生活中我們能感受到的視覺適應現象有很多，比如明適應、暗適應。研究結果關注重復多天的適應過程，表明長時程重復適應訓練引起的適應后效變化是由注意以及非注意的類似習慣化的機制共同作用的結果。

Shh調節細胞外谷氨酸水平和癲癇

中科院上海生命科學研究院神經科學研究所神經信號轉導實驗室王以政教授等發現Sonic hedgehog（Shh）可以通過調節谷氨酸轉運體的活性影響細胞外谷氨酸的濃度，繼而影響癲癇的發生，相關結果發表于《EMBO報告》。癲癇是發病率最高的神經系統疾病之一，大約影響世界人口的1%。谷氨酸是中樞神經系統中重要的興奮性神經遞質，當它在細胞外的濃度不能被精確調控時，就可能引起包括癲癇在內的神經興奮性毒相關的疾病。谷氨酸轉運體作為能夠迅速清除細胞外谷氨酸的重要蛋白，在防止神經興奮性毒的發生上起到重要作用。

精神分裂癥譜系人群表現出不同程度的情緒-行為分離

中科院心理健康重點實驗室神經心理學與應用認知神經科學研究組陳楚僑研究員與香港科研機構合作，考察疾病不同階段中情緒-行為分離的本質與缺失程度，相關結果發表于《神經心理學》。結果顯示，兩組精神分裂癥患者報告了和他們控制組類似的情緒體驗，而陰性分裂型特質個體表現出即時愉快體驗的缺損。而且，精神分裂癥患者組效價和喚醒度兩個維度上的情緒體驗都不如控制組好。而陰性分裂型組在效價和喚醒度兩個維度上的情緒-行為匹配上是完好的。這些發現提示情緒-行為失匹配在精神分裂癥疾病的不同階段存在本質和程度上的差別。

信息科學

水的全量子效應

北京大學量子材料科學中心江穎研究員課題組和王恩哥院士課題組以及物理學院李新征研究員、華中科技大學呂京濤研究員合作，率先測定了氫鍵的量子成分，揭示了水的核量子效應，從全新的角度詮釋了水的奧秘，研究成果發表于《科學》雜志。基于掃描隧道顯微鏡的“針尖增強的非彈性電子隧穿譜”技術，突破了傳統非彈性電子隧穿譜技術在信噪比和分辨率方面的限制，獲得了單個水分子的高分辨振動譜和單個氫鍵的強度氫核的非簡諧零點運動會弱化弱氫鍵，強化強氫鍵，該物理圖像對于各種氫鍵體系具有相當的普適性，澄清了學術界長期爭論的氫鍵的量子本質。

緩解通信“黑障”新方法

西安電子科技大學空間科學與技術學院教授李小平研究團隊，提出一種與重返大氣層的飛船保持連續通信的新方法，并且在地面原理性實驗中得到驗證，研究成果發表于《應用物理學雜志》。飛船重返地球大氣層時，因劇烈摩擦被數千攝氏度高溫氣體所環繞，這樣的高溫足以使空氣電離而變得具有導電性，這層包裹于飛船表面的電離氣體被稱作“等離子鞘”，絕大多數情況下會屏蔽電磁波信號，切斷飛行器與外部的聯系，這就是所謂的“黑障”現象。利用駐波檢測和自適應碼率穿透等離子鞘套的再入通信方法，不需要攜帶任何額外的附加設施，甚至可以與現有的測控系統保持兼容。

多粒度時間序列預測

中科院重慶綠色智能技術研究院大數據挖掘及應用中心研究團隊在時間序列的多粒度預測模型的研究方面取得進展，相關研究成果發表在《化學計量與智能實驗系統》和《神經計算》雜志。通過分析不同領域的時間序列數據的共同基本特征，以粒計算理論為基礎，分別建立了基于水平粒化（屬性粒化）和垂直粒化（樣本值粒化）的多粒度知識空間，然后結合模糊時間序列預測、時間序列近似周期和粒子群優化算法等，提出了兩種時間序列的多粒度預測模型。在三峽庫區長江干流的水質預測模擬試驗中表明，該模型可以適應三峽庫區復雜的時間序列水質預測，為庫區的水質預測預警提供依據。

新型過氧化爆炸物檢測技術

中科院大連化物所快速分離與檢測李海洋研究團隊采用試劑分子輔助光電離正離子遷移譜，結合時間分辨熱解析進樣技術，實現了TATP和HMTD在復雜基質中的二維分離檢測，檢測時間低于10s，靈敏度達到納克量級，相關結果發表于《分析化學》雜志。通過試劑分子輔助光電離正離子遷移譜，結合時間分辨熱解析進樣技術，通過利用TATP/HMTD和基質干擾物揮發性的不同，實現了它們在復雜基質中的二維分離檢測。新型的離子遷移譜檢測方法拓寬了爆炸物的檢測種類，降低了爆炸物的漏檢率，在機場、地鐵等公共場所的安檢中具有廣闊的應用前景。endprint

囚禁離子系統中的聲子算術實驗

清華大學交叉信息院量子信息中心金奇奐副教授帶領的離子量子計算研究小組新近在囚禁離子系統中成功實現聲子算術操作，該結果發表在《自然-通訊》雜志。量子粒子中確定性算術操作（即加法和減法）雖然看似簡單，但由于其量子理論是建立在數學結構之上，并且與傳統算術操作完全不同，因此在量子設備中實現起來要復雜、困難。研究采用絕熱量子操控技術將聲子耦合到一個輔助的二能級系統，這個系統被稱為離散與連續變量混合模式。在實驗中，實驗組在聲子數態的疊加態、相干態等不同量子初始態上演繹算術操作，觀察得到末態魏格納函數上的亞泊松統計負值，從而證明了經典態在算術操作之后變成了非經典態。

受限空間內納流體晶體生化傳感方法

北京大學信息科學技術學院微納電子學研究院、微米/納米加工技術國家級重點實驗室王瑋副教授課題組提出納流體晶體的新納流體研究架構，通過在微加工制備的微結構內自組裝納米顆粒，利用顆粒間隙實現了納流體器件，相關結果發表于《芯片實驗室》。由于納米顆粒制備簡單，易于表面修飾，納流體晶體技術非常適于納流體傳感。基于納流體晶體，研制出一種具有較高讀出一致性的受限空間內納流體晶體生化傳感的新方法，成功解決了自組裝納米顆粒晶體幾何尺寸一致性差所導致的讀出差別較大，從而需復雜自校準的問題。

蜜蜂語音報警信號被解碼

中國科學院西雙版納熱帶植物園化學生態研究組譚墾研究團隊與美國加州大學James Nieh博士合作，利用胡蜂-蜜蜂這個系統對東方蜜蜂（Apis cerana）的負反饋機制進行了詳盡的研究，研究結果發表于《Plos生物學》。與胡蜂同域生長的本土蜜蜂進化出了警告同伴有危險的語音報警信號，該信號由簡單的脈沖振動組成，其中的頻率代表危險程度；持續時間代表危險的類型。信號接收者會根據編碼的危險程度及危險類型做出相應的反應：停止招募同伴去危險的地方或是留在安全的巢內。這個信號與蜜蜂精巧的舞蹈語言相匹配，構成了舞蹈的觸發-表達-報警-停止的完整過程。

金黃色葡萄球菌WalKR雙組份系統結構與信號分子

中國科學院上海藥物研究所蔣華良課題組、芝加哥大學何川研究組、西北大學、印第安納大學等多個科研院所的研究人員合作，發現金黃色葡萄球菌中必需性雙組分體系WalKR的外源信號感應機制，研究結果發表于《自然-通訊》。該研究表征了這個雙組份體系的信號接受蛋白結構，從分子層面證實其具有經典的小分子受體（PAS domain）的三維結構，并且發現四個信號傳導關鍵性殘基。應用信號蛋白結構的計算機藥物設計方法，發現了首個能夠激活雙組分體系的小分子（2， 4-dihydroxybenzophenone， DHBP），實驗證實DHBP直接作用于WalKR雙組份體系的膜外信號接受蛋白。endprint