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来源： 发布时间：2020-06-18
医药临床
基于影像的卵巢癌术前精准无创诊断方法
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所高欣研究员团队与复旦大学附属金山医院强金伟主任团队合作，联合华东、华南、华北等8家三甲医院，开展了基于MRI机器学习的卵巢癌诊断多中心研究，建立了可在术前对MEOT与BEOT进行无创鉴别的机器学习模型。研究论文发表于Journal of Magnetic Resonance Imaging。研究结果显示，机器学习模型能够很好地鉴别MEOT与BEOT（平均诊断准确度为91.7%）。基于多参数MRI建立的模型诊断性能优于基于单个MRI序列建立的模型，揭示了各MRI序列的诊断互补作用。提示临床在对有造影剂过敏患者进行诊断时，可以选择不进行CE-T1WI扫描。
妊娠期新型冠状病毒感染的临床特点及垂直传播潜力:一项9例孕产妇临床病例的回顾性分析
武汉大学张元珍、侯炜及北京大学杨慧霞等回顾性分析了1月20日至1月31日在武汉大学中南医院收治的9例经实验室确诊为新型冠状病毒感染孕产妇的流行病学特征、临床表现、多项实验室及影像学检查结果、母胎并发症及妊娠结局等情况。研究论文发表于Lancet。该研究提示，目前尚无证据表明新型冠状病毒感染可导致严重不良新生儿结局，也无证据表明新型冠状病毒可导致母婴垂直传播。对于此项研究，北京大学乔杰院士在Lancet发表评论文章“新型冠状病毒感染孕产妇的风险是什么？”指出该研究病例数有限，且研究期限较短，需要进行更多的随访研究以进一步评估新型冠状病毒感染的孕产妇及新生儿的安全和健康。
揭示转录因子Sox2调节体细胞重编程的新机制
中山大学医学院侯琳琳副教授课题组、中科院广州生物医药与健康研究院、鲍习琛课题组和香港大学Ralf Jauch课题组共同合作，揭示了转录因子Sox2同时结合DNA和RNA并协同调控体细胞重编程的新机制，着重强调了在体细胞重编程过程中，Sox2与RNA的直接相互作用的功能。研究论文发表于Nucleic Acids Research。在DNA和RNA共同存在的情况下，Sox2使用其HMG结构域结合同源DNA序列，并同时利用RBM结构域在体外介导三元RNA/Sox2/DNA复合物的形成。此外发现，删除Sox2的RBM结构域会影响iPSC的生成，并且显著地改变了体细胞重编程过程中的选择性剪接事件。
一种绿色、温和、高效的药物氘代新方法
上海交通大学药学院孙占奎研究员课题组设计并实现了一种全新的自由基氘代新方法，具有条件温和、选择性高、无金属参与、高产率和高氘代率的优点。研究论文发表于Green Chemistry。这种新方法以巯基化合物或二硫化物为底物，以DTBP为自由基引发剂，以D2O/DCM或者D2O/EA为溶剂，在可见光条件下，经过有机膦试剂脱硫，可以选择性地引入氘原子。该氘代方法表现出优异的官能团容忍性，各种各样的官能团如羟基、氨基、羧基、酯基、酰胺等都能被兼容；并且反应的氘代效率很高，基本都能达到90%以上的氘代率。进一步把这种方法应用于一些药物结构改造上，也可得到高收率和高氘代率的产物。
双相情感障碍发病机理研究进展
清华大学生命学院姚骏课题组和美国索尔克研究所的弗雷德·盖奇(Fred Gage)课题组合作，系统阐述了他们在精神疾病研究中构建的新思路，并报道了他们根据这一架构在双相情感障碍发病机理研究中取得的进展。研究论文发表于《美国国家科学院院报》（PNAS）。双相情感障碍和其他主要精神疾病(如精神分裂症、自闭症等)相比，目前基于易感基因和环境压力的动物模型尚无一个能够表现出该病的核心症状，即躁狂和抑郁情绪的交替发作，因而，领域内对双相情感障碍机理的深入了解长期以来几乎陷于停滞。研究指出的Syt7所属的分子通路的缺陷很可能是双相情感障碍发病和遗传的关键所在。
肺泡活性物质仿生纳米颗粒（PS-GAMP）增强抵御异型流感病毒感染
复旦大学基础医学院陆路、姜世勃团队联合哈佛医学院麻省总医院Mei X Wu副教授合作，揭示了仿生纳米颗粒作为通用流感疫苗黏膜佐剂的作用和机制。研究论文发表于Science。文章基于cGAMP设计制备了一种肺部仿生纳米颗粒（PS-GAMP）来模拟流感病毒肺部感染，发现其能够在不破坏肺部表面活性剂（PS）和肺泡上皮屏障（AEC）的情况下，激活AMs和AECs，促进疫苗产生高效的体液和CD8+T细胞保护性免疫反应，以抵抗多种异型流感病毒的攻击。研究结果提示AECs在产生广泛的交叉保护以抵御各种流感病毒方面具有十分重要的作用，表明PS-GAMP可能是一种“通用”流感疫苗的潜在黏膜佐剂。
揭示ARID2调控肝癌转移新机制
中国科学院上海营养与健康研究所谢东研究组揭示了ARID2调控肝癌细胞发生上皮间充质转化，影响肝癌转移的作用和机制，为靶向干预肝癌转移提供了新思路。研究论文发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。ARID2抑制肝癌细胞体外的迁移和侵润，以及体内的转移。在多种肝癌小鼠模型中，ARID2敲除都促进了肝癌细胞的肺转移。机制研究揭示ARID2招募DNMT1至Snail的启动子区域，增强了启动子的甲基化，抑制了Snail的转录，从而抑制了肝癌细胞的上皮间充质转化。此外，C2H2结构域遭到破坏的ARID2突变体失去了转移抑制分子的能力，并和肝癌患者的转移及不良预后呈正相关。
揭示灵长类卵巢衰老的分子标记物
北京大学汤富酬研究组与中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组、美国索尔克（Salk）研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte研究组等合作，利用高精度单细胞转录组测序技术首次绘制了食蟹猴卵巢的单细胞衰老图谱，同时利用人类卵巢细胞研究体系，发现增龄伴随的抗氧化能力的下降是灵长类卵巢衰老的主要特征之一。研究论文发表于Cell。论文报道非人灵长类器官衰老的高精度单细胞转录组图谱研究，揭示了细胞类型特异性的氧化还原调控的失稳是包括人类在内的灵长类卵巢衰老的共性分子机制。研究加深了人们对卵巢组织结构增龄性变化的认识。
前沿物理
二维量子磁体中的“幽灵软模”与KT物理
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心、北京航空航天大学、复旦大学和香港大学的合作研究团队孟子杨研究员等人借助张量重正化群与量子蒙特卡洛方法确认阻挫磁体材料TmMgGaO4（TMGO）的微观模型为量子伊辛模型，精准确定了其微观模型参数。研究论文发表于Nature Communications。据此，研究者预言磁性晶体TMGO在特定的温度范围内会展现出Kosterlitz-Thouless (KT) 相，此项理论工作首次在实际二维磁性晶体中预言了KT物理的存在。M旋子在上KT相变点附近急剧软化，但和通常意义下的软模不同，并不对应某种具体的对称性恢复，从这个意义上，TMGO中的M旋子是一种奇特的“幽灵软模”。
高稳定性钙钛矿蓝光电致发光二极管制备
西安交通大学吴朝新教授等人制备了具有高稳定性钙钛矿蓝光电致发光二极管。研究论文发表于ACS Energy Letters。研究表明多重阳离子调控策略为新型发光材料的设计开辟了新的途径。同时，多重阳离子调控与“绝缘层—钙钛矿—绝缘层”结构的强强联合，为未来设计兼具高效且高稳定的蓝光PeLED器件提供了新策略。蓝光材料及其发光二极管在照明和显示中起着至关重要的作用。近年来，得益于其低成本、光谱易调谐、高载流子迁移率及高荧光量子效率等优势，基于钙钛矿材料的发光二极管（PeLED）由于高发光效率成为国际研究热点。作为白光三原色之一，与绿光和红光相比，蓝光二极管已被证明是最具挑战性。
时间分辨X射线吸收谱打开光催化CO2 还原反应的“黑匣子”
中国科技大学熊宇杰光催化团队与中国科学院高能物理研究所陶冶的X射线时间分辨团队、北京师范大学张文凯超快光谱团队合作，利用时间分辨同步辐射X射线吸收谱和瞬态吸收光谱，成功捕捉到三联吡啶镍（II）催化剂在CO2反应过程中的动态配位和电子结构信息及电子转移行为，并结合DFT理论计算，揭示了均相光催化CO2还原整个反应途径。研究论文发表于Journal of the American Chemical Society。科研人员利用时间分辨同步辐射X射线吸收谱，捕捉到激光激发0.4微秒后Ni(II)催化反应中心形成还原态的Ni(I)中间体。研究了反应过程中催化剂的配位和电子结构如何动态演化。
一类新的量子临界现象
浙江大学关联物质研究中心和物理学系袁辉球教授团队与国内外合作者首次在纯净的重费米子化合物中发现铁磁量子临界点，并且观察到奇异金属行为。研究论文发表于Nature。这一发现打破了人们普遍认为铁磁量子临界点不存在的传统观念，并且将奇异金属行为拓展到铁磁量子临界材料中。该研究不仅为量子相变研究引向一个新的方向，并且将铜基高温超导和反铁磁重费米子材料中观察到的奇异金属行为延伸到了铁磁体系。有助于揭示奇异金属行为的共同起源。由于超导与量子相变常常有着非常紧密的关系，铁磁量子临界点的发现也可以促进相关超导的研究。
离心压缩机内部流场与温度场协同理论研究
中国科学院工程热物理研究所储能研发中心研究人员开展了压缩空气储能系统离心压缩机内部流动场与温度场协同理论研究方面的研究。研究成果发表于Journal of Thermal Science。新兴的压缩空气储能对传统的离心压缩机技术带来了挑战。通过引入换热器内部流动与传热协同理论的思想，独创性地提出了高负荷叶轮机械内部流场-温度场的场协同分析方法，该方法不同于换热器场协同理论追求高的换热效率，而是追求工质高做功能力。基于能量守恒基本方程，获得了流场与温度场的协同角方程，即叶栅内流场速度与温度场梯度矢量的方向角余弦，提出了协同面积与能量损失的定量关系，建立了叶栅内部流场—温度场的协同理论。
狄拉克半金属在量子极限下的霍尔热电导平台
北京大学物理学院吴孝松研究员与南方科技大学张立源教授、美国麻省理工学院傅亮教授、布鲁克海文国家实验室顾根大教授等合作，在强磁场下使狄拉克半金属ZrTe5进入量子极限态，观测到了巨大的磁热电效应和不同寻常的霍尔热电导平台，并给出了理论解释。研究论文发表于Nature Communications。这项研究制备了高品质的ZrTe5晶体，样品理论分析表明，该平台的出现是三维狄拉克/外尔费米子在量子极限下的独特输运行为，为研究此类拓扑体系提供了独特的研究手段，也证明了拓扑半金属材料在热电领域的应用潜力。具有极低的载流子浓度和超高迁移率，从而能够探测狄拉克点附近的本征性质。
热带太平洋变暖导致降水年际变率增强的物理机制研究
中国科学院大气物理研究所吴波研究员等与日本气象厅气象研究所（MRI/JMA）Hirokazu Endo博士和Akio Kitoh博士合作，采用基于单独大气模式（MRI_AGCM3.1H）的理想模拟试验，研究了气候态SST增暖影响北半球冬季赤道中东太平洋降水年际变率的相关物理机制。研究论文发表于Climate Dynamics。水汽收支分析表明垂直速度的增强对厄尔尼诺相关的降水异常增加贡献最强，而变暖下水汽增加的作用次之。基于湿静力能的诊断分析表明垂直速度的增强源于低层暖湿空气的向上输送项增强，垂直速度和云的长波辐射效应存在正反馈。垂直速度的增强增加了高云量并抬升了云顶高度，导致更多的云长波辐射加热大气。
锡烯薄膜中的第二类伊辛配对机制
清华大学物理系张定副教授和薛其坤教授领导的中德合作团队，在具有高对称性的材料——锡烯薄膜中观测到了数倍于理论预期的临界磁场，清晰地观测到了温度逼近绝对零度时临界磁场的发散行为，给出了伊辛超导非常强的证据。研究论文发表于Science。研究者利用极低温强磁场下原位旋转测量技术，系统测量了不同厚度锡烯样品在近乎整个超导温度区间上临界磁场的变化行为，发现上临界磁场不仅超出泡利极限，而且在温度逼近绝对零度时仍无饱和迹象，这是典型的伊辛超导行为。通过理论与实验进一步解释，提出了由自旋轨道耦合与材料对称性共同作用的新一类伊辛配对机制，即第二类伊辛配对机制。
植物科学
被子植物受精过程关键机制
山东农业大学园艺科学与工程学院段巧红团队与美国马萨诸塞大学阿默斯特分校Alice Y. Cheung和Henming Wu教授等人合作，揭示了被子植物阻止多个花粉管进入胚珠的分子机制。研究论文发表于Nature。FERONIA受体激酶调控了低甲酯化果胶质在丝状器的积累，进而调控了第一个花粉管诱导的一氧化氮在丝状器的积累。一氧化氮对诱导花粉管进入胚珠的诱饵蛋白进行亚硝基化修饰，一方面阻止其分泌，另一方面使其失去诱导花粉管的活性，其他花粉管因此不能进入这个“名花有主”的胚珠。而fer突变体胚珠，低甲酯化的果胶质及一氧化氮在丝状器部位的含量都显著低于野生型胚珠。
红壤花生-木薯根际互作调控养分利用的微生物信号机制
中国科学院南京土壤研究所孙波课题组基于红壤旱地花生连作、花生-木薯间作田间试验，结合盆栽、水培实验和外源乙烯添加实验，利用高通量测序等方法，研究了种间植物（花生与木薯）地下部化学信号识别途径，揭示了花生信号调控根际微生物的竞争性防御生存策略。研究论文发表于Microbiome。研究发现邻近植物木薯产生的氰化物可诱导间作花生根系乙烯释放。该信号分子一方面调控花生生理应答；另一方面可经根部释放重塑根际微生物群落，影响作物养分吸收。新构建的微生物组加速根际有机氮磷矿化，为花生地下部提供可利用氮磷养分，从而提高花生子代有效繁殖能力，进一步提高花生在间作模式下的生态适应性。
真菌类群属与种的分类学及系统发育研究
云南农业大学盛军团队与中国科学院昆明植物研究所许建初团队联合发表了真菌类群种属分类学与系统发育研究最新成果。研究论文发表于Fungal Diversity。研究团队选择两个门（子囊菌门Ascomycota，担子菌门Basidiomycota）、６个纲、24个目与55个科的126个真菌类群，所选类群覆盖了欧洲意大利等地，亚洲中国、印度和泰国，以及北美和南美国家的物种。此研究引入了96种新的分类单元，包括两个新科以及82个新种。此外，此研究也包括５种新的组合，25个关于新真菌宿主和地理分布的新纪录，同时报道了有性型—无性型关联性，在每个分类单元中提供了详细的描述、插图、系统发育树以及查询说明。
揭示生物钟调控植物光周期依赖性生长的新机制
中国科学院植物研究所王雷研究员等发现了光周期通过影响PRRs蛋白的表达时相，与EC复合体协同调控PIFs转录的时间窗口，进而决定下胚轴的光周期依赖性生长动态，以适应生存环境的光周期，使植物达到最佳适应性。研究论文发表于Plant Physiology。陆生开花植物自种子破土而出开始，便需要对生存环境中昼夜节律性的光温环境信号变化不断做出适当反应，以增强对环境的适应性。生物钟对于植物感知光周期变化并以此决定不同光周期条件下的昼夜节律性生长动态具有重要作用。双子叶植物幼苗的下胚轴在光周期条件下显示出强劲的生长节律，而且下胚轴的长度与日长呈负相关。
“海稻86”耐盐相关基因定位
中国科学院西双版纳热带植物园热带稻种保护与遗传改良研究组开展了对“海稻86”耐盐性的遗传及分子机理解析的研究。研究论文发表于Agronomy。“海稻86”是我国重要的耐盐水稻种质资源。在盐土环境条件下，耐盐种质“海稻86”苗期表现出比普通水稻品种更高的耐盐性，遗传分析结果显示耐盐对盐敏感为显性。利用“海稻86”为供体亲本，云南粳型水稻品种“滇粳优1号”为受体亲本，构建了F2群体并进行BSA（分离群体分组分析法）测序分析，最终获得了一个对表型贡献率超过60%的主效QTL（LOD＞14）。该QTL位于RM8904-RM493标记之间，遗传距离为5.49cM，该QTL被命名为qST1.1。
北美东海岸红树向高纬度扩张新机制
中山大学生命科学学院彭少麟教授团队与美国佐治亚大学James E. Byers教授团队合作，发现北美东海岸黑红树（Avicennia germinans）向高纬度扩张入侵本地互花米草（Spartina alterniflora）群落，从全新的视角揭示了全球变化背景下，植物向高纬度扩张的新机制。研究论文发表于Journal of Ecology。随着北美东海岸极端低温事件频率的减少，黑红树在互花米草群落的多度增加，削弱了互花米草群落土壤对黑红树低温耐受力的负效应，从而提高了黑红树的低温耐受力，并最终成功取代互花米草。该研究揭示了北美东海岸黑红树向北扩张入侵本地互花米草群落的新机制。
植物响应密植遮荫促进开花的分子机理研究
华南农业大学生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室王海洋教授团队与中国农业科学院生物技术研究所合作，揭示了植物在遮荫密植环境下通过耦合光敏色素信号途径与miR156-SPL途径协同调控植物开花的分子机制。研究论文发表于Molecular Plant。提高种植密度是提高农作物单产的一项关键技术措施。然而植物的一些适应性变化对于作物的产量却产生负面影响。论文从蛋白互作层面阐明了FHY3和FAR1通过整合植物外部光信号途径和植物自身年龄信号途径，协同调控植株响应环境变化的分子机制，完善了植物避荫反应的调控机理，为耐荫、耐密植作物新品种的培育提供了理论指导。
玉米胚乳灌浆调控新机制
中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿研究组拓展了Opaque2（O2）作为玉米胚乳灌浆调控网络核心转录因子的作用范围，揭示其可以调控胚乳储藏物质合成起始单元生成所需基因的协同表达。研究论文发表于Plant Biotechnology Journal。研究表明，在玉米籽粒高速灌浆时，虽然Sh1是蔗糖合酶活性最主要的贡献者，但O2对Sus1和Sus2的转录激活是对Sh1介导的灌浆的必要补充。论文证实了O2是胚乳灌浆调控的核心因子，它使从叶片转运到籽粒的蔗糖从裂解到最终合成储藏物质（淀粉和蛋白）形成高度协同的调控，这一策略可能在玉米高效灌浆中发挥重要的作用。
基于影像的卵巢癌术前精准无创诊断方法
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所高欣研究员团队与复旦大学附属金山医院强金伟主任团队合作，联合华东、华南、华北等8家三甲医院，开展了基于MRI机器学习的卵巢癌诊断多中心研究，建立了可在术前对MEOT与BEOT进行无创鉴别的机器学习模型。研究论文发表于Journal of Magnetic Resonance Imaging。研究结果显示，机器学习模型能够很好地鉴别MEOT与BEOT（平均诊断准确度为91.7%）。基于多参数MRI建立的模型诊断性能优于基于单个MRI序列建立的模型，揭示了各MRI序列的诊断互补作用。提示临床在对有造影剂过敏患者进行诊断时，可以选择不进行CE-T1WI扫描。
妊娠期新型冠状病毒感染的临床特点及垂直传播潜力:一项9例孕产妇临床病例的回顾性分析
武汉大学张元珍、侯炜及北京大学杨慧霞等回顾性分析了1月20日至1月31日在武汉大学中南医院收治的9例经实验室确诊为新型冠状病毒感染孕产妇的流行病学特征、临床表现、多项实验室及影像学检查结果、母胎并发症及妊娠结局等情况。研究论文发表于Lancet。该研究提示，目前尚无证据表明新型冠状病毒感染可导致严重不良新生儿结局，也无证据表明新型冠状病毒可导致母婴垂直传播。对于此项研究，北京大学乔杰院士在Lancet发表评论文章“新型冠状病毒感染孕产妇的风险是什么？”指出该研究病例数有限，且研究期限较短，需要进行更多的随访研究以进一步评估新型冠状病毒感染的孕产妇及新生儿的安全和健康。
揭示转录因子Sox2调节体细胞重编程的新机制
中山大学医学院侯琳琳副教授课题组、中科院广州生物医药与健康研究院、鲍习琛课题组和香港大学Ralf Jauch课题组共同合作，揭示了转录因子Sox2同时结合DNA和RNA并协同调控体细胞重编程的新机制，着重强调了在体细胞重编程过程中，Sox2与RNA的直接相互作用的功能。研究论文发表于Nucleic Acids Research。在DNA和RNA共同存在的情况下，Sox2使用其HMG结构域结合同源DNA序列，并同时利用RBM结构域在体外介导三元RNA/Sox2/DNA复合物的形成。此外发现，删除Sox2的RBM结构域会影响iPSC的生成，并且显著地改变了体细胞重编程过程中的选择性剪接事件。
一种绿色、温和、高效的药物氘代新方法
上海交通大学药学院孙占奎研究员课题组设计并实现了一种全新的自由基氘代新方法，具有条件温和、选择性高、无金属参与、高产率和高氘代率的优点。研究论文发表于Green Chemistry。这种新方法以巯基化合物或二硫化物为底物，以DTBP为自由基引发剂，以D2O/DCM或者D2O/EA为溶剂，在可见光条件下，经过有机膦试剂脱硫，可以选择性地引入氘原子。该氘代方法表现出优异的官能团容忍性，各种各样的官能团如羟基、氨基、羧基、酯基、酰胺等都能被兼容；并且反应的氘代效率很高，基本都能达到90%以上的氘代率。进一步把这种方法应用于一些药物结构改造上，也可得到高收率和高氘代率的产物。
双相情感障碍发病机理研究进展
清华大学生命学院姚骏课题组和美国索尔克研究所的弗雷德·盖奇(Fred Gage)课题组合作，系统阐述了他们在精神疾病研究中构建的新思路，并报道了他们根据这一架构在双相情感障碍发病机理研究中取得的进展。研究论文发表于《美国国家科学院院报》（PNAS）。双相情感障碍和其他主要精神疾病(如精神分裂症、自闭症等)相比，目前基于易感基因和环境压力的动物模型尚无一个能够表现出该病的核心症状，即躁狂和抑郁情绪的交替发作，因而，领域内对双相情感障碍机理的深入了解长期以来几乎陷于停滞。研究指出的Syt7所属的分子通路的缺陷很可能是双相情感障碍发病和遗传的关键所在。
肺泡活性物质仿生纳米颗粒（PS-GAMP）增强抵御异型流感病毒感染
复旦大学基础医学院陆路、姜世勃团队联合哈佛医学院麻省总医院Mei X Wu副教授合作，揭示了仿生纳米颗粒作为通用流感疫苗黏膜佐剂的作用和机制。研究论文发表于Science。文章基于cGAMP设计制备了一种肺部仿生纳米颗粒（PS-GAMP）来模拟流感病毒肺部感染，发现其能够在不破坏肺部表面活性剂（PS）和肺泡上皮屏障（AEC）的情况下，激活AMs和AECs，促进疫苗产生高效的体液和CD8+T细胞保护性免疫反应，以抵抗多种异型流感病毒的攻击。研究结果提示AECs在产生广泛的交叉保护以抵御各种流感病毒方面具有十分重要的作用，表明PS-GAMP可能是一种“通用”流感疫苗的潜在黏膜佐剂。
揭示ARID2调控肝癌转移新机制
中国科学院上海营养与健康研究所谢东研究组揭示了ARID2调控肝癌细胞发生上皮间充质转化，影响肝癌转移的作用和机制，为靶向干预肝癌转移提供了新思路。研究论文发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。ARID2抑制肝癌细胞体外的迁移和侵润，以及体内的转移。在多种肝癌小鼠模型中，ARID2敲除都促进了肝癌细胞的肺转移。机制研究揭示ARID2招募DNMT1至Snail的启动子区域，增强了启动子的甲基化，抑制了Snail的转录，从而抑制了肝癌细胞的上皮间充质转化。此外，C2H2结构域遭到破坏的ARID2突变体失去了转移抑制分子的能力，并和肝癌患者的转移及不良预后呈正相关。
揭示灵长类卵巢衰老的分子标记物
北京大学汤富酬研究组与中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组、美国索尔克（Salk）研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte研究组等合作，利用高精度单细胞转录组测序技术首次绘制了食蟹猴卵巢的单细胞衰老图谱，同时利用人类卵巢细胞研究体系，发现增龄伴随的抗氧化能力的下降是灵长类卵巢衰老的主要特征之一。研究论文发表于Cell。论文报道非人灵长类器官衰老的高精度单细胞转录组图谱研究，揭示了细胞类型特异性的氧化还原调控的失稳是包括人类在内的灵长类卵巢衰老的共性分子机制。研究加深了人们对卵巢组织结构增龄性变化的认识。
前沿物理
二维量子磁体中的“幽灵软模”与KT物理
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心、北京航空航天大学、复旦大学和香港大学的合作研究团队孟子杨研究员等人借助张量重正化群与量子蒙特卡洛方法确认阻挫磁体材料TmMgGaO4（TMGO）的微观模型为量子伊辛模型，精准确定了其微观模型参数。研究论文发表于Nature Communications。据此，研究者预言磁性晶体TMGO在特定的温度范围内会展现出Kosterlitz-Thouless (KT) 相，此项理论工作首次在实际二维磁性晶体中预言了KT物理的存在。M旋子在上KT相变点附近急剧软化，但和通常意义下的软模不同，并不对应某种具体的对称性恢复，从这个意义上，TMGO中的M旋子是一种奇特的“幽灵软模”。
高稳定性钙钛矿蓝光电致发光二极管制备
西安交通大学吴朝新教授等人制备了具有高稳定性钙钛矿蓝光电致发光二极管。研究论文发表于ACS Energy Letters。研究表明多重阳离子调控策略为新型发光材料的设计开辟了新的途径。同时，多重阳离子调控与“绝缘层—钙钛矿—绝缘层”结构的强强联合，为未来设计兼具高效且高稳定的蓝光PeLED器件提供了新策略。蓝光材料及其发光二极管在照明和显示中起着至关重要的作用。近年来，得益于其低成本、光谱易调谐、高载流子迁移率及高荧光量子效率等优势，基于钙钛矿材料的发光二极管（PeLED）由于高发光效率成为国际研究热点。作为白光三原色之一，与绿光和红光相比，蓝光二极管已被证明是最具挑战性。
时间分辨X射线吸收谱打开光催化CO2 还原反应的“黑匣子”
中国科技大学熊宇杰光催化团队与中国科学院高能物理研究所陶冶的X射线时间分辨团队、北京师范大学张文凯超快光谱团队合作，利用时间分辨同步辐射X射线吸收谱和瞬态吸收光谱，成功捕捉到三联吡啶镍（II）催化剂在CO2反应过程中的动态配位和电子结构信息及电子转移行为，并结合DFT理论计算，揭示了均相光催化CO2还原整个反应途径。研究论文发表于Journal of the American Chemical Society。科研人员利用时间分辨同步辐射X射线吸收谱，捕捉到激光激发0.4微秒后Ni(II)催化反应中心形成还原态的Ni(I)中间体。研究了反应过程中催化剂的配位和电子结构如何动态演化。
一类新的量子临界现象
浙江大学关联物质研究中心和物理学系袁辉球教授团队与国内外合作者首次在纯净的重费米子化合物中发现铁磁量子临界点，并且观察到奇异金属行为。研究论文发表于Nature。这一发现打破了人们普遍认为铁磁量子临界点不存在的传统观念，并且将奇异金属行为拓展到铁磁量子临界材料中。该研究不仅为量子相变研究引向一个新的方向，并且将铜基高温超导和反铁磁重费米子材料中观察到的奇异金属行为延伸到了铁磁体系。有助于揭示奇异金属行为的共同起源。由于超导与量子相变常常有着非常紧密的关系，铁磁量子临界点的发现也可以促进相关超导的研究。
离心压缩机内部流场与温度场协同理论研究
中国科学院工程热物理研究所储能研发中心研究人员开展了压缩空气储能系统离心压缩机内部流动场与温度场协同理论研究方面的研究。研究成果发表于Journal of Thermal Science。新兴的压缩空气储能对传统的离心压缩机技术带来了挑战。通过引入换热器内部流动与传热协同理论的思想，独创性地提出了高负荷叶轮机械内部流场-温度场的场协同分析方法，该方法不同于换热器场协同理论追求高的换热效率，而是追求工质高做功能力。基于能量守恒基本方程，获得了流场与温度场的协同角方程，即叶栅内流场速度与温度场梯度矢量的方向角余弦，提出了协同面积与能量损失的定量关系，建立了叶栅内部流场—温度场的协同理论。
狄拉克半金属在量子极限下的霍尔热电导平台
北京大学物理学院吴孝松研究员与南方科技大学张立源教授、美国麻省理工学院傅亮教授、布鲁克海文国家实验室顾根大教授等合作，在强磁场下使狄拉克半金属ZrTe5进入量子极限态，观测到了巨大的磁热电效应和不同寻常的霍尔热电导平台，并给出了理论解释。研究论文发表于Nature Communications。这项研究制备了高品质的ZrTe5晶体，样品理论分析表明，该平台的出现是三维狄拉克/外尔费米子在量子极限下的独特输运行为，为研究此类拓扑体系提供了独特的研究手段，也证明了拓扑半金属材料在热电领域的应用潜力。具有极低的载流子浓度和超高迁移率，从而能够探测狄拉克点附近的本征性质。
热带太平洋变暖导致降水年际变率增强的物理机制研究
中国科学院大气物理研究所吴波研究员等与日本气象厅气象研究所（MRI/JMA）Hirokazu Endo博士和Akio Kitoh博士合作，采用基于单独大气模式（MRI_AGCM3.1H）的理想模拟试验，研究了气候态SST增暖影响北半球冬季赤道中东太平洋降水年际变率的相关物理机制。研究论文发表于Climate Dynamics。水汽收支分析表明垂直速度的增强对厄尔尼诺相关的降水异常增加贡献最强，而变暖下水汽增加的作用次之。基于湿静力能的诊断分析表明垂直速度的增强源于低层暖湿空气的向上输送项增强，垂直速度和云的长波辐射效应存在正反馈。垂直速度的增强增加了高云量并抬升了云顶高度，导致更多的云长波辐射加热大气。
锡烯薄膜中的第二类伊辛配对机制
清华大学物理系张定副教授和薛其坤教授领导的中德合作团队，在具有高对称性的材料——锡烯薄膜中观测到了数倍于理论预期的临界磁场，清晰地观测到了温度逼近绝对零度时临界磁场的发散行为，给出了伊辛超导非常强的证据。研究论文发表于Science。研究者利用极低温强磁场下原位旋转测量技术，系统测量了不同厚度锡烯样品在近乎整个超导温度区间上临界磁场的变化行为，发现上临界磁场不仅超出泡利极限，而且在温度逼近绝对零度时仍无饱和迹象，这是典型的伊辛超导行为。通过理论与实验进一步解释，提出了由自旋轨道耦合与材料对称性共同作用的新一类伊辛配对机制，即第二类伊辛配对机制。
植物科学
被子植物受精过程关键机制
山东农业大学园艺科学与工程学院段巧红团队与美国马萨诸塞大学阿默斯特分校Alice Y. Cheung和Henming Wu教授等人合作，揭示了被子植物阻止多个花粉管进入胚珠的分子机制。研究论文发表于Nature。FERONIA受体激酶调控了低甲酯化果胶质在丝状器的积累，进而调控了第一个花粉管诱导的一氧化氮在丝状器的积累。一氧化氮对诱导花粉管进入胚珠的诱饵蛋白进行亚硝基化修饰，一方面阻止其分泌，另一方面使其失去诱导花粉管的活性，其他花粉管因此不能进入这个“名花有主”的胚珠。而fer突变体胚珠，低甲酯化的果胶质及一氧化氮在丝状器部位的含量都显著低于野生型胚珠。
红壤花生-木薯根际互作调控养分利用的微生物信号机制
中国科学院南京土壤研究所孙波课题组基于红壤旱地花生连作、花生-木薯间作田间试验，结合盆栽、水培实验和外源乙烯添加实验，利用高通量测序等方法，研究了种间植物（花生与木薯）地下部化学信号识别途径，揭示了花生信号调控根际微生物的竞争性防御生存策略。研究论文发表于Microbiome。研究发现邻近植物木薯产生的氰化物可诱导间作花生根系乙烯释放。该信号分子一方面调控花生生理应答；另一方面可经根部释放重塑根际微生物群落，影响作物养分吸收。新构建的微生物组加速根际有机氮磷矿化，为花生地下部提供可利用氮磷养分，从而提高花生子代有效繁殖能力，进一步提高花生在间作模式下的生态适应性。
真菌类群属与种的分类学及系统发育研究
云南农业大学盛军团队与中国科学院昆明植物研究所许建初团队联合发表了真菌类群种属分类学与系统发育研究最新成果。研究论文发表于Fungal Diversity。研究团队选择两个门（子囊菌门Ascomycota，担子菌门Basidiomycota）、６个纲、24个目与55个科的126个真菌类群，所选类群覆盖了欧洲意大利等地，亚洲中国、印度和泰国，以及北美和南美国家的物种。此研究引入了96种新的分类单元，包括两个新科以及82个新种。此外，此研究也包括５种新的组合，25个关于新真菌宿主和地理分布的新纪录，同时报道了有性型—无性型关联性，在每个分类单元中提供了详细的描述、插图、系统发育树以及查询说明。
揭示生物钟调控植物光周期依赖性生长的新机制
中国科学院植物研究所王雷研究员等发现了光周期通过影响PRRs蛋白的表达时相，与EC复合体协同调控PIFs转录的时间窗口，进而决定下胚轴的光周期依赖性生长动态，以适应生存环境的光周期，使植物达到最佳适应性。研究论文发表于Plant Physiology。陆生开花植物自种子破土而出开始，便需要对生存环境中昼夜节律性的光温环境信号变化不断做出适当反应，以增强对环境的适应性。生物钟对于植物感知光周期变化并以此决定不同光周期条件下的昼夜节律性生长动态具有重要作用。双子叶植物幼苗的下胚轴在光周期条件下显示出强劲的生长节律，而且下胚轴的长度与日长呈负相关。
“海稻86”耐盐相关基因定位
中国科学院西双版纳热带植物园热带稻种保护与遗传改良研究组开展了对“海稻86”耐盐性的遗传及分子机理解析的研究。研究论文发表于Agronomy。“海稻86”是我国重要的耐盐水稻种质资源。在盐土环境条件下，耐盐种质“海稻86”苗期表现出比普通水稻品种更高的耐盐性，遗传分析结果显示耐盐对盐敏感为显性。利用“海稻86”为供体亲本，云南粳型水稻品种“滇粳优1号”为受体亲本，构建了F2群体并进行BSA（分离群体分组分析法）测序分析，最终获得了一个对表型贡献率超过60%的主效QTL（LOD＞14）。该QTL位于RM8904-RM493标记之间，遗传距离为5.49cM，该QTL被命名为qST1.1。
北美东海岸红树向高纬度扩张新机制
中山大学生命科学学院彭少麟教授团队与美国佐治亚大学James E. Byers教授团队合作，发现北美东海岸黑红树（Avicennia germinans）向高纬度扩张入侵本地互花米草（Spartina alterniflora）群落，从全新的视角揭示了全球变化背景下，植物向高纬度扩张的新机制。研究论文发表于Journal of Ecology。随着北美东海岸极端低温事件频率的减少，黑红树在互花米草群落的多度增加，削弱了互花米草群落土壤对黑红树低温耐受力的负效应，从而提高了黑红树的低温耐受力，并最终成功取代互花米草。该研究揭示了北美东海岸黑红树向北扩张入侵本地互花米草群落的新机制。
植物响应密植遮荫促进开花的分子机理研究
华南农业大学生命科学学院、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室王海洋教授团队与中国农业科学院生物技术研究所合作，揭示了植物在遮荫密植环境下通过耦合光敏色素信号途径与miR156-SPL途径协同调控植物开花的分子机制。研究论文发表于Molecular Plant。提高种植密度是提高农作物单产的一项关键技术措施。然而植物的一些适应性变化对于作物的产量却产生负面影响。论文从蛋白互作层面阐明了FHY3和FAR1通过整合植物外部光信号途径和植物自身年龄信号途径，协同调控植株响应环境变化的分子机制，完善了植物避荫反应的调控机理，为耐荫、耐密植作物新品种的培育提供了理论指导。
玉米胚乳灌浆调控新机制
中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿研究组拓展了Opaque2（O2）作为玉米胚乳灌浆调控网络核心转录因子的作用范围，揭示其可以调控胚乳储藏物质合成起始单元生成所需基因的协同表达。研究论文发表于Plant Biotechnology Journal。研究表明，在玉米籽粒高速灌浆时，虽然Sh1是蔗糖合酶活性最主要的贡献者，但O2对Sus1和Sus2的转录激活是对Sh1介导的灌浆的必要补充。论文证实了O2是胚乳灌浆调控的核心因子，它使从叶片转运到籽粒的蔗糖从裂解到最终合成储藏物质（淀粉和蛋白）形成高度协同的调控，这一策略可能在玉米高效灌浆中发挥重要的作用。
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