中國(guó)科技網(wǎng)訊（記者陳磊）記者從科技部基礎(chǔ)研究管理中心獲悉，2012年度“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”日前揭曉，神舟九號(hào)和天宮一號(hào)對(duì)接、大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩模式等基礎(chǔ)研究成果榜上有名。
 
    2012年度“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”是：神舟九號(hào)和天宮一號(hào)成功實(shí)現(xiàn)載人交會(huì)對(duì)接；可擴(kuò)展量子信息處理取得系列重要進(jìn)展；闡明二疊—三疊紀(jì)之交生物大滅絕及其復(fù)蘇模式和原因；大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩模式；揭示兩種天然產(chǎn)物靶向特異蛋白治療白血病的機(jī)制；證實(shí)單倍體孤雄干細(xì)胞具有可替代精子和快速傳遞基因修飾的能力；生態(tài)學(xué)試驗(yàn)證實(shí)Bt轉(zhuǎn)基因棉花種植可促進(jìn)對(duì)害蟲(chóng)的生物控制；解析出TAL效應(yīng)蛋白特異性識(shí)別DNA的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；揭示營(yíng)養(yǎng)匱乏引發(fā)細(xì)胞自噬的分子機(jī)制；發(fā)現(xiàn)利用倒置結(jié)構(gòu)可提高聚合物太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率。
    該評(píng)選活動(dòng)由科技部基礎(chǔ)研究管理中心會(huì)同《科技導(dǎo)報(bào)》編輯部、《中國(guó)科學(xué)院院刊》編輯部、《中國(guó)科學(xué)基金》編輯部和《中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)》編輯部共同舉辦。評(píng)選程序分為推薦、初評(píng)、函評(píng)和發(fā)布4個(gè)環(huán)節(jié)。最終結(jié)果由中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士、973計(jì)劃顧問(wèn)組和咨詢組專家、973計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任等專家投票選出。
 
    《科技日?qǐng)?bào)》（2013-03-09 三版）

▲神舟九號(hào)和天宮一號(hào)成功實(shí)現(xiàn)載人交會(huì)對(duì)接
 

▲拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)原理
 
 

▲實(shí)現(xiàn)百公里自由空間量子糾纏分發(fā)

▲大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)站
 

Bt棉花種植促進(jìn)害蟲(chóng)生物控制

通過(guò)孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞獲得的轉(zhuǎn)基因小鼠

TAL效應(yīng)蛋白dHax3的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)

   1.神舟九號(hào)和天宮一號(hào)成功實(shí)現(xiàn)載人交會(huì)對(duì)接
 
    北京時(shí)間2012年6月18日14時(shí)14分，神舟九號(hào)載人飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器成功對(duì)接，航天員景海鵬、劉旺與我國(guó)首位女航天員劉洋首次成功訪問(wèn)在軌飛行器。6月24日，在航天員劉旺的操縱下，神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)順利對(duì)接，圓滿完成我國(guó)首次手控交會(huì)對(duì)接任務(wù)。這標(biāo)志著我國(guó)具備了向在軌航天器可靠地往返運(yùn)送人員和物資的能力，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立掌握載人空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)的國(guó)家，對(duì)我國(guó)航天科技事業(yè)的發(fā)展具有極大的促進(jìn)和推動(dòng)作用。
 
    2.可擴(kuò)展量子信息處理取得系列重要進(jìn)展
 
    實(shí)現(xiàn)實(shí)用化量子計(jì)算和遠(yuǎn)距離量子通信的關(guān)鍵是，通過(guò)發(fā)展多粒子量子系統(tǒng)相干操縱技術(shù)實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的量子信息處理。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉研究小組，利用自主發(fā)展的高亮度、高純度量子糾纏源技術(shù)，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了八光子薛定諤貓態(tài)。同時(shí)，他們利用八光子糾纏簇態(tài)，在國(guó)際上首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)，證明拓?fù)渚幋a可以顯著減少量子比特錯(cuò)誤率，顯示了容錯(cuò)量子信息處理的強(qiáng)大能力。此外，潘建偉小組還發(fā)展了高精度時(shí)間同步技術(shù)，并與中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所、光電技術(shù)研究所等單位合作發(fā)展了高精度光跟瞄技術(shù)。在上述核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，他們?cè)趪?guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了百公里量級(jí)的自由空間量子隱形傳態(tài)和雙向糾纏分發(fā)，證明了借助衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球量子通信網(wǎng)絡(luò)和開(kāi)展大尺度基本物理問(wèn)題檢驗(yàn)的可行性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然•光子學(xué)》（Nature Photonics）和《自然》（Nature）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員李樹(shù)深：要實(shí)現(xiàn)可拓展量子計(jì)算和量子通信仍面臨諸多挑戰(zhàn)，主要包括如何提升量子相干操縱和多粒子糾纏的數(shù)目、如何實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)?。針?duì)這些重大挑戰(zhàn)，潘建偉小組開(kāi)展了系統(tǒng)性的研究工作，并于2012年取得一系列重要突破，受到國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和高度評(píng)價(jià)，體現(xiàn)了我國(guó)量子信息研究領(lǐng)域日漸強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
 
    3.闡明二疊-三疊紀(jì)之交生物大滅絕模式及其原因
 
    地質(zhì)歷史時(shí)期發(fā)生了幾次影響地球生命演化進(jìn)程的重大生物事件，其中發(fā)生在約2.5億年前的二疊紀(jì)末生物大滅絕是最具災(zāi)難性的一次滅絕事件，這次生物大滅絕以后地球生態(tài)系統(tǒng)歷經(jīng)近5百萬(wàn)年才得以復(fù)蘇。確定這次事件發(fā)生的精確時(shí)間、速度和過(guò)程是探明其原因的關(guān)鍵。中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所沈樹(shù)忠和王玥研究組與合作者, 在華南、西藏、西南等地開(kāi)展了海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)二疊-三疊系界線剖面研究，建立了高分辨率化石生物地層以及十萬(wàn)年級(jí)高精度綜合年代框架，并運(yùn)用最新的CONOP化石生物多樣性定量統(tǒng)計(jì)和多種地球化學(xué)指標(biāo)分析，論證了此次生物集群滅絕事件的時(shí)空模式及其與古環(huán)境演變的關(guān)系。他們的研究表明，二疊-三疊紀(jì)之交生物大滅絕事件發(fā)生的時(shí)間約在252.28±0.08百萬(wàn)年前，其滅絕的整個(gè)過(guò)程不超過(guò)20萬(wàn)年。他們并通過(guò)中國(guó)海、陸相剖面的系統(tǒng)對(duì)比和碳循環(huán)模擬，認(rèn)為二疊紀(jì)末由于大規(guī)模地下巖漿活動(dòng)造成溫室氣體大規(guī)?？焖籴尫乓约芭c火山噴發(fā)等的共同作用，使得溫室效應(yīng)迅速加劇，這是最終導(dǎo)致整個(gè)地球海陸生態(tài)系統(tǒng)同時(shí)在極短時(shí)間內(nèi)全面崩潰的主要原因。另一方面，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）賴旭龍和孫亞?wèn)|研究組與合作者，通過(guò)對(duì)華南地區(qū)二疊紀(jì)末至中三疊世的海相牙形石進(jìn)行氧同位素分析，定量地構(gòu)建了該時(shí)期赤道低緯度地區(qū)高精度古海水溫度變化曲線，揭示了二疊-三疊紀(jì)之交發(fā)生的一次快速極熱事件，并在此后近5百萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)一直延續(xù)極端高溫的過(guò)程。從而以實(shí)際數(shù)據(jù)證實(shí)了二疊紀(jì)末快速極熱事件是導(dǎo)致這次生物大滅絕的原因，并且揭示持續(xù)高溫抑制了赤道低緯度地區(qū)早三疊世生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)蘇。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員戎嘉余：地史時(shí)期發(fā)生過(guò)多次生物大滅絕事件，以二疊紀(jì)末的最為慘烈，世界各國(guó)各領(lǐng)域科學(xué)家對(duì)此開(kāi)展了廣泛深入的探究。上述成果基于二疊-三疊系界線生物與年代地層框架和晚二疊—早三疊世牙形石氧同位素分析，用最新化石多樣性定量和多種地化指標(biāo)，確定了這次大滅絕發(fā)生的精確時(shí)間和速率以及復(fù)蘇模式，并認(rèn)為火山活動(dòng)致溫室氣體快速釋放和全球極熱化是生態(tài)系快速崩潰和隨后生物復(fù)蘇遲緩的根本原因，這對(duì)認(rèn)識(shí)地球環(huán)境變化趨勢(shì)有重要的啟示作用。
 
    4.大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩模式
 
    中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界的一類基本粒子，它包括電子型中微子、μ子型中微子和τ子型中微子3種類型。這3種中微子在飛行中可以從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型，即中微子振蕩。其振蕩模式在理論上有3種，分別由θ23、θ12和θ13表示。前兩種振蕩已被多個(gè)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，第三種振蕩因測(cè)量難度更大，一直沒(méi)有被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。θ13的大小關(guān)系到中微子物理研究未來(lái)的發(fā)展方向，并和宇宙起源中的反物質(zhì)消失之謎相關(guān)，是國(guó)際上中微子研究的熱點(diǎn)。由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所牽頭的大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)，是利用大亞灣核電站反應(yīng)堆測(cè)量sin22θ13的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，其設(shè)計(jì)精度比過(guò)去國(guó)際最好水平提高近一個(gè)量級(jí)。該合作組利用55天獲取的中微子事例，測(cè)量得到sin22θ13的大小為0.092，誤差為1.7%。測(cè)量結(jié)果的顯著性為5.2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差，也就是說(shuō)無(wú)振蕩的可能性只有千萬(wàn)分之一。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)原子能研究院研究員張煥喬：大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)的主要科學(xué)目標(biāo)是精確測(cè)量中微子混合角θ13。θ13是物理學(xué)中28個(gè)基本參數(shù)之一，它的大小關(guān)系到中微子研究未來(lái)的發(fā)展方向，大亞灣實(shí)驗(yàn)對(duì)θ13的測(cè)量，將為今后中微子物理、天體物理、宇宙學(xué)等前沿科學(xué)研究提供精確的初值輸入，對(duì)基本粒子物理的大統(tǒng)一理論、尋找與鑒別新物理，甚至揭開(kāi)“宇宙反物質(zhì)消失之謎”具有重要意義。
 
    5.揭示兩種天然產(chǎn)物靶向特異蛋白治療白血病的機(jī)制
 
    急性髓系白血病(AML)是一組異質(zhì)性血液腫瘤。其中多數(shù)AML，如具有t(8;21)(q22;q22)染色體易位的M2型AML患者不能獲得長(zhǎng)期無(wú)病生存。利用天然化合物特異地誘導(dǎo)白血病細(xì)胞分化和凋亡是腫瘤研究的重要熱點(diǎn)之一。在誘導(dǎo)AML細(xì)胞凋亡方面，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院陳竺和陳賽娟研究組與合作者的研究顯示，冬凌草甲素可與谷胱甘肽和硫氧還蛋白/硫氧還蛋白還原酶相互作用，增加細(xì)胞內(nèi)的活性氧，進(jìn)而活化t(8;21)細(xì)胞中促凋亡的半胱氨酸蛋白酶-3，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。而且，冬凌草甲素還可通過(guò)半胱氨酸蛋白酶-3使腫瘤融合蛋白AML1-ETO發(fā)生酶裂解，生成截短形式的AML1-ETO(ΔAML1-ETO)。而ΔAML1-ETO可與AML1-ETO相互作用，干擾AML1-ETO的反式調(diào)節(jié)功能，作為腫瘤抑制劑介導(dǎo)了冬凌草甲素的抗白血病效應(yīng)。在誘導(dǎo)AML細(xì)胞分化方面，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院陳國(guó)強(qiáng)研究組與合作者的研究發(fā)現(xiàn)，一種植物中分離出來(lái)的雙萜化合物——腺花素可誘導(dǎo)多種類型AML細(xì)胞分化。腺花素可直接靶向過(guò)氧化還原酶Prx I和Prx Ⅱ的保守的半胱氨酸，抑制其過(guò)氧化物酶活性，使細(xì)胞內(nèi)H2O2增加，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞外信號(hào)調(diào)控激酶的活化和CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白β轉(zhuǎn)錄的增加，這將促進(jìn)腺花素誘導(dǎo)的分化。腺花素是目前已知的第一個(gè)可用于研發(fā)Prx I和Prx Ⅱ靶向治療藥物的先導(dǎo)天然化合物，靶向Prx I和Prx Ⅱ可能成為白血病誘導(dǎo)分化治療的新途徑。相關(guān)研究結(jié)果分別發(fā)表在《科學(xué)•轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》（Science Translational Medicine）和《自然•化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、上海中醫(yī)藥大學(xué)教授陳凱先：AML是一組異質(zhì)性血液腫瘤，目前多數(shù)患者尚不能獲得長(zhǎng)期無(wú)病生存。利用天然化合物特異地誘導(dǎo)白血病細(xì)胞分化和凋亡是腫瘤研究的重要熱點(diǎn)之一。陳竺與陳賽娟研究組和陳國(guó)強(qiáng)研究組在這方面取得了具有開(kāi)拓性的進(jìn)展。他們的研究不僅為AML治療提供了天然來(lái)源的先導(dǎo)化合物，而且為治療白血病新藥研究開(kāi)辟了方向，提供了新的靶點(diǎn)和新的方法，具有重要科學(xué)意義。
 
    6.證實(shí)單倍體孤雄干細(xì)胞具有可替代精子和快速傳遞基因修飾的能力
 
    單倍體細(xì)胞及其發(fā)育成的個(gè)體是研究隱性遺傳的理想模型。自然狀態(tài)下哺乳動(dòng)物的單倍體細(xì)胞僅局限于卵子和精子這類結(jié)構(gòu)和功能均已特化的細(xì)胞，但卵子和精子不能在體外進(jìn)行培養(yǎng)，也難以進(jìn)行遺傳操作。如能在體外建立哺乳動(dòng)物的單倍體細(xì)胞系，將極大地促進(jìn)哺乳動(dòng)物基因功能及遺傳學(xué)等方面的研究。針對(duì)單倍體孤雄胚胎干細(xì)胞能夠替代精子的特性，對(duì)單倍體干細(xì)胞進(jìn)行基因操作可以將基因修飾直接遺傳給后代，避免了其它轉(zhuǎn)基因方法在種系嵌合等方面的苛刻要求，從而可極大地提高基因修飾效率及其應(yīng)用范圍。中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所李勁松與徐國(guó)良合作團(tuán)隊(duì)以及中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所周琪與趙小陽(yáng)合作團(tuán)隊(duì)，分別成功地利用核移植和干細(xì)胞技術(shù)建立了小鼠孤雄單倍體干細(xì)胞系，這些單倍體干細(xì)胞具有典型的小鼠胚胎干細(xì)胞特征和發(fā)育潛能，并能夠形成嵌合體小鼠；當(dāng)把這些細(xì)胞注入卵母細(xì)胞后能夠代替精子完成授精并產(chǎn)生健康小鼠；對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行基因修飾后可以快速便捷地獲得健康存活的轉(zhuǎn)基因和基因敲除小鼠，大大縮短了基因修飾的流程，提高了基因修飾效率。這一成果為遺傳與發(fā)育調(diào)控機(jī)理研究提供了新的體系，并為獲得遺傳操作動(dòng)物模型提供了重要手段。相關(guān)研究結(jié)果分別發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）和《自然》（Nature）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、同濟(jì)大學(xué)教授裴鋼：生殖細(xì)胞是單倍體細(xì)胞，不能在體外培養(yǎng)和增殖，成為生殖發(fā)育研究和輔助生殖技術(shù)發(fā)展的重要障礙和瓶頸。2012年，兩組中國(guó)科學(xué)家分別成功地利用核移植和干細(xì)胞技術(shù)建立了小鼠孤雄胚胎干細(xì)胞系，這些單倍體干細(xì)胞能夠功能性替代精子并產(chǎn)生健康小鼠。這一成果為揭示有性繁殖的奧秘，深入進(jìn)行生殖發(fā)育的轉(zhuǎn)化研究，造福人類生殖健康提供了重要的工具。
 
    7.生態(tài)學(xué)試驗(yàn)證實(shí)Bt轉(zhuǎn)基因棉花種植可促進(jìn)對(duì)害蟲(chóng)的生物控制
 
    過(guò)去10多年中，多種Bt轉(zhuǎn)基因作物在世界范圍內(nèi)的商業(yè)化生產(chǎn)，有效控制了幾種重要的靶標(biāo)害蟲(chóng)，并減少了殺蟲(chóng)劑的使用量。由于廣譜性殺蟲(chóng)劑可以殺死有害昆蟲(chóng)的節(jié)肢動(dòng)物天敵，因此減少使用殺蟲(chóng)劑有利于對(duì)非靶標(biāo)害蟲(chóng)的生物控制。然而，科學(xué)界并沒(méi)有從景觀生態(tài)學(xué)尺度闡明天敵昆蟲(chóng)與非靶標(biāo)害蟲(chóng)的種群長(zhǎng)期演替機(jī)制。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所吳孔明研究團(tuán)隊(duì)與合作者，基于長(zhǎng)期的田間系統(tǒng)生態(tài)學(xué)試驗(yàn)研究和觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)伴隨Bt棉花的廣泛種植和殺蟲(chóng)劑的減少使用，三類主要捕食性節(jié)肢動(dòng)物（瓢蟲(chóng)、草蛉和蜘蛛）的種群數(shù)量顯著上升，并通過(guò)它們的捕食作用顯著降低了棉花伏蚜的自然種群數(shù)量。同時(shí)，這些天敵還從Bt棉田進(jìn)入鄰近的田地，對(duì)多種蚜蟲(chóng)發(fā)揮了自然控制作用。上述研究拓展了對(duì)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因作物生態(tài)效應(yīng)的認(rèn)識(shí)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員李家洋：轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲(chóng)作物在世界范圍內(nèi)的廣泛種植，引起了科學(xué)界和公眾對(duì)其長(zhǎng)期大規(guī)模種植生態(tài)影響的高度關(guān)注和爭(zhēng)議。該項(xiàng)成果通過(guò)長(zhǎng)期的生態(tài)學(xué)研究，在國(guó)際上首次明確了Bt作物可增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)害蟲(chóng)自然控制的能力，深化和豐富了對(duì)轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境影響的認(rèn)知，對(duì)發(fā)展利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高和生物多樣性保護(hù)有重要科學(xué)意義。
 
    8.解析出TAL效應(yīng)蛋白特異性識(shí)別DNA的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
 
    TAL效應(yīng)蛋白是植物致病菌注入到植物細(xì)胞內(nèi)的一類蛋白質(zhì)因子，其奇特之處在于它的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域是由不同數(shù)量的重復(fù)單元組成，每個(gè)重復(fù)單元中第12和13位的氨基酸殘基變化較大被命名為RVD，且與識(shí)別的核苷酸種類有特殊的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。TAL效應(yīng)蛋白獨(dú)特的DNA序列識(shí)別特性以及靈活的可組裝性極大地方便了它們?cè)诜肿由飳W(xué)中的應(yīng)用。對(duì)于基因組特別是高等生物基因組的定點(diǎn)改造一直以來(lái)是生物學(xué)研究中的一個(gè)難題。近年來(lái)以TALEN（TAL效應(yīng)蛋白核酸酶）為代表的技術(shù)突破使得基因組改造便捷有效，利用TALEN已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)斑馬魚(yú)、爪蟾、家畜豬甚至人類細(xì)胞的定向改造。清華大學(xué)顏寧研究組、施一公研究組與合作者選擇了一個(gè)經(jīng)過(guò)改造的TAL效應(yīng)蛋白dHax3，進(jìn)行結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)研究。最終獲得了未結(jié)合DNA 的dHax3和與DNA結(jié)合的復(fù)合物的兩個(gè)高分辨率晶體結(jié)構(gòu)。他們的研究清晰揭示了TAL效應(yīng)蛋白特異識(shí)別DNA的機(jī)理。結(jié)構(gòu)還顯示RVD這兩個(gè)殘基中只有第二位的氨基酸才與堿基特異識(shí)別，從而使得設(shè)計(jì)新型TAL效應(yīng)蛋白序列更加簡(jiǎn)便。結(jié)構(gòu)比較還展示了TAL效應(yīng)蛋白的類似
 
    于彈簧的伸展性。這些結(jié)構(gòu)信息提供了TAL效應(yīng)蛋白的改造基礎(chǔ)，極大地拓寬了TAL效應(yīng)蛋白在生物技術(shù)應(yīng)用上的前景。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    北京大學(xué)工學(xué)院教授席建忠：致病菌能利用其TAL效應(yīng)蛋白調(diào)控植物細(xì)胞基因的表達(dá)，這一現(xiàn)象為科學(xué)家研發(fā)定點(diǎn)基因修飾技術(shù)提供了新的思路。然而，之前我們對(duì)TAL效應(yīng)蛋白是如何特異識(shí)別DNA的分子機(jī)理并不清楚。清華大學(xué)顏寧、施一公等小組通過(guò)解析TAL效應(yīng)蛋白與DNA復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，為我們揭開(kāi)了其中的奧秘。該工作的重要性還體現(xiàn)在，它為人工優(yōu)化改造TAL效應(yīng)蛋白提供了堅(jiān)實(shí)的理論指導(dǎo)，為日后TAL效應(yīng)蛋白的臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
 
    9.揭示營(yíng)養(yǎng)匱乏引發(fā)細(xì)胞自噬的分子機(jī)制
 
    細(xì)胞自噬是指細(xì)胞降解胞內(nèi)自身細(xì)胞結(jié)構(gòu)或變性蛋白質(zhì)的一種重要生物學(xué)過(guò)程。在受到如饑餓等外界壓力時(shí)，細(xì)胞會(huì)將細(xì)胞質(zhì)的一部分包裹并運(yùn)輸?shù)饺苊阁w或液泡中，對(duì)其進(jìn)行降解，從而達(dá)到物質(zhì)重新利用的目的。細(xì)胞自噬功能的異常會(huì)導(dǎo)致包括癌癥、神經(jīng)退行性疾病等眾多疾病的發(fā)生。廈門(mén)大學(xué)林圣彩研究小組與合作者研究發(fā)現(xiàn)，乙酰轉(zhuǎn)移酶TIP60的激活是生長(zhǎng)因子缺乏誘發(fā)細(xì)胞自噬所必需的。在多細(xì)胞動(dòng)物中，細(xì)胞的能量平衡依賴于細(xì)胞外生長(zhǎng)因子。當(dāng)糖原合成酶激酶3(GSK3)因細(xì)胞失去生長(zhǎng)因子而去抑制時(shí)，它會(huì)通過(guò)磷酸化乙?；D(zhuǎn)移酶(TIP60)而激活TIP60?；罨腡IP60會(huì)直接乙?；⒓せ钭允蓡?dòng)過(guò)程中的關(guān)鍵蛋白激酶ULK1。他們的研究揭示了一個(gè)整合了蛋白質(zhì)磷酸化和乙?；男盘?hào)通路，將生長(zhǎng)因子缺乏同自噬聯(lián)系起來(lái)，闡明了細(xì)胞能量平衡的維持依賴于生長(zhǎng)因子這一重要生物學(xué)現(xiàn)象的分子機(jī)制。與此同時(shí)，清華大學(xué)俞立研究組與合作者，利用釀酒酵母作為研究材料，研究確認(rèn)乙酰轉(zhuǎn)移酶Esa1和去乙?；窻pd3是細(xì)胞自噬水平的重要調(diào)控元件，并確認(rèn)細(xì)胞自噬信號(hào)的核心組件Atg3是Esa1/Rpd3的作用底物。Atg3通過(guò)其第19和第48位的賴氨酸乙?；瘉?lái)控制Atg3和Atg8的相互作用以及Atg8的脂化，從而調(diào)控細(xì)胞自噬的發(fā)生。在饑餓誘導(dǎo)下，Esa1和Rpd3通過(guò)在自噬體前體結(jié)構(gòu)(PASs)上的定位以及與Atg3的相互作用，調(diào)控Atg3蛋白的乙酰化水平，進(jìn)而影響細(xì)胞自噬的發(fā)生。這些研究結(jié)果揭示了乙?；绾瓮ㄟ^(guò)修飾細(xì)胞自噬的核心元件從而調(diào)控細(xì)胞自噬發(fā)生這一重要生物學(xué)現(xiàn)象的分子機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授孟安明：自噬是細(xì)胞在營(yíng)養(yǎng)缺乏情況下回收利用自身物質(zhì)的一種行為。林圣彩教授和俞立教授的兩項(xiàng)研究成果闡明了細(xì)胞如何傳遞營(yíng)養(yǎng)缺乏信息到執(zhí)行自噬核心元件的信號(hào)通路。他們的工作對(duì)單細(xì)胞生物和高等動(dòng)物因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏誘導(dǎo)細(xì)胞自噬這一重要生物學(xué)現(xiàn)象的分子機(jī)制做出了闡明。他們的工作同時(shí)也證明了蛋白質(zhì)的乙?；揎検且环N高度保守的調(diào)控細(xì)胞自噬的機(jī)制，并為開(kāi)發(fā)用于臨床治療的自噬抑制劑和激活劑提供了新的切入點(diǎn)。
 
    10.發(fā)現(xiàn)利用倒置結(jié)構(gòu)可提高聚合物太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率
 
    聚合物-富勒烯異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池(PSC)是一種基于共軛有機(jī)小分子/聚合物和富勒烯衍生物的新型的光伏器件，可大面積、低成本、柔性化制備，是當(dāng)今科技界的一個(gè)研究熱點(diǎn)和世界各國(guó)競(jìng)相研發(fā)的新能源器件。近期的研究報(bào)道表明，這種太陽(yáng)電池的能量轉(zhuǎn)化效率可超過(guò)8%。但是這種光伏技術(shù)要能得到大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用，還需要進(jìn)一步提高其能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10%左右。華南理工大學(xué)曹鏞和吳宏濱研究組，利用一種倒置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到9.2%的聚合物太陽(yáng)電池，刷新了文獻(xiàn)報(bào)道中此類器件能量轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄。他們研制的裝置可以同時(shí)提供實(shí)現(xiàn)高效光生載流子收集的歐姆接觸以及最優(yōu)的太陽(yáng)光子利用。由于他們提出的器件結(jié)構(gòu)可方便利用并能大幅度提高能量轉(zhuǎn)化效率，所以這一發(fā)現(xiàn)還可為其他材料體系所借鑒，并為實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10%的聚合物太陽(yáng)電池提供了新的希望。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然•光子學(xué)》（Nature Photonics）雜志上。
 
    專家點(diǎn)評(píng)
 
    中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員褚君浩：聚合物太陽(yáng)電池是一種新型光伏器件，具有制備成本低、重量輕、可制備成柔性器件等優(yōu)點(diǎn)，與無(wú)機(jī)半導(dǎo)體太陽(yáng)電池有非常強(qiáng)的互補(bǔ)性。華南理工大學(xué)曹鏞院士團(tuán)隊(duì)利用一種倒置結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了效率達(dá)到9%以上的聚合物太陽(yáng)電池。他們的研究表明，小面積聚合物太陽(yáng)電池的實(shí)驗(yàn)室效率已經(jīng)十分接近非晶硅太陽(yáng)電池的水平，通過(guò)進(jìn)一步進(jìn)行大面積電池均勻性研究和提高能量轉(zhuǎn)換效率以及加強(qiáng)長(zhǎng)期室外穩(wěn)定性的研究，有可能具有規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用的前景，是一類值得大力支持發(fā)展的薄膜太陽(yáng)電池。