《2023年中国重大科学、技术、工程进展》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-01-18
  • 2024年1月9日,《科技导报》本着分门别类、本刊推荐、专家遴选、宁缺毋滥、叙述事实的原则,从国内外重要科技期刊和科技新闻媒体所报道的中国科技成果中,按科学、技术、工程3个类别,由《科技导报》编辑部遴选、推荐候选条目,经《科技导报》编委、审稿人等专家通信评选,推选出2023年中国重大科学、技术和工程进展各10项,按成果发布时间排序,其中生物资源相关如下:

    重大科学进展

    揭示现代类型海洋生态系统演进过程

    在约2.5亿年前的生物大灭绝中,海洋中超过80%的物种灭绝,同时促使海洋生态系统从古生代类型向现代类型转变。中国地质大学(武汉)宋海军团队基于在贵阳市周边发现的特异埋藏化石库,证明也许在大灭绝后仅百万年,海洋生态系统就已经恢复了生机。该发现为理解最大规模灭绝之后的生命恢复速度和模式提供了新的认识。

    发现主效耐碱基因可使谷物增产约20%

    识别或设计耐盐碱的作物是解决全球变暖导致的粮食环境紧张的当务之急。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗团队以耐盐碱作物高粱为材料,首次发现主效耐碱基因AT1及其作用机制。大田实验证明该基因可显著提升高粱、水稻、小麦、玉米和谷子等作物在盐碱地上的产量,在改良盐碱地综合利用中具有重大应用前景。

    揭示灵长类动物演化之谜

    非人灵长类是研究人类复杂性状起源与进化的关键类群,但目前灵长类动物遗传信息解析进展缓慢。中国科学院昆明动物研究所研究团队厘清了灵长类动物的系统发育关系,揭示了不同灵长类动物的遗传多样性特征和进化历史,解析了灵长类动物大脑、体型、骨骼、感官、食性等复杂性状进化的遗传机制等。本研究对未来生物医学研究和灵长类动物遗传资源的开发、利用和保护研究具有十分重要的意义。

    发现双壳类动物铰链内生物矿物硬组织的耐疲劳机制

    通过对生物材料微观结构的细致观察和深入研究,可以发现多级有序结构对材料宏观性能的提升能起到至关重要的作用。中国科学技术大学俞书宏和吴恒安团队成功揭示了双壳纲褶纹冠蚌铰链内的可变形生物矿物硬组织的耐疲劳机制,提出了一种多尺度结构设计与成分固有特性相结合的耐疲劳设计新策略,为未来耐疲劳结构材料的合理创制发展提供了新的见解。

    系列研究揭示人类衰老机制

    衰老是人类慢性疾病的重要危险因素,细胞衰老是机体衰老及衰老相关疾病发生发展的主要驱动因素之一。中国科学院动物研究所刘光慧团队利通过系列研究,首次系统性揭示了衰老诱导的机制,为衰老的程序化、级联放大和可干预性提供了新理论依据,为衰老的科学评估和预警以及年龄相关疾病的防治提供了重要线索和思路,对于转化医学应用和积极应对人口老龄化意义重大。

    破解生态修复的“梦境”之困

    植被修复通常是退化生态系统修复的关键,对通过开展生态系统修复促进生态文明建设和全球可持续发展目标的实现具有重要意义。复旦大学贺强团队阐明了动物下行效应在植被恢复中的关键作用及气候等调控因素,为何时、何地、如何管理下行效应以提高植被恢复的成效提供了新见解,为破解生态修复的“梦境”之困提供了新思路。

    重大技术进展

    实现用于通用DNA计算的可编程门阵列

    上海交通大学化学化工学院樊春海等团队合作突破了DNA分子计算在电路规模和电路深度的瓶颈,实现了支持通用性数字计算的DNA可编程门阵列,可通过分子指令编程的方式发展通用数字DNA计算,实现了无衰减大规模液相分子电路的构建。

    培育全球首例“嵌合体”猴

    中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘真等研究组合作培育出世界上首只高比例胚胎干细胞“嵌合猴”。该研究是灵长类多能干细胞多能性研究的一个重要突破,为干细胞多能性研究提供了一个重要平台,也为后续利用干细胞建立疾病猴模型等打下重要基础。

相关报告
  • 《“两院院士评选2023年中国/世界十大科技进展新闻”揭晓》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-18
    • 2024年1月11日,由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社、山东省科学技术厅、烟台市人民政府承办的中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2023年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻在山东烟台揭晓。生物领域相关如下: 2023年中国十大科技进展新闻 我国科学家发现耐碱基因可使作物增产 我国盐碱地面积达1亿公顷,占世界盐碱地总面积的近十分之一,全球气候变化、淡水缺乏及化肥大量使用,使可耕土地盐渍化速度加快。为了更好地利用盐碱地资源,中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究员科研团队与国内多家科研机构和院校合作,经过多年研究发现主效耐碱基因AT1,可以显著提高高粱、水稻、小麦、玉米、谷子等作物在盐碱地上的产量,且在改良盐碱地的综合利用中具有重大应用前景,有望为我国粮食安全发挥重要支撑作用。该成果3月24日发表于《科学》。 科学家阐明嗅觉感知分子机制 大多数动物(包括人类)均拥有一套主嗅觉系统来识别挥发性的气味分子。大量的嗅觉受体通过“组合编码”的气味识别方式,帮助动物识别数以万亿计的气味分子。嗅觉受体可以分为三个家族,第I类是气味受体(OR)家族,第II类是痕量胺相关受体(TAAR)家族,OR和TAAR都属于A类G蛋白偶联受体(GPCR)家族,第III类是非GPCR嗅觉受体。 山东大学孙金鹏教授团队和上海交通大学医学院李乾研究员团队合作,应用冷冻电镜技术解析了TAAR家族成员之一的小鼠TAAR9(mTAAR9)受体在4种不同配体结合条件下与Gs/Golf(嗅觉特异性Gα)蛋白三聚体复合物的结构,进一步结合药理学分析揭示了mTAAR9感知配体后被激活的分子机制。同时,该研究也提出了嗅觉受体“组合编码”识别配体的结构机制,阐明了II类嗅觉受体独特的激活方式。 该研究阐释了II类特异嗅觉受体感知气味的分子机制,为嗅觉受体家族识别配体奠定了理论基础,对开发靶向嗅觉受体的新药也有重要意义。相关研究成果5月24日发表于《自然》。 2023年世界十大科技进展新闻 科学家绘制迄今最全人脑细胞图谱 10月13日,刊发在美国《科学》《科学进展》和《科学-转化医学》杂志上的21篇论文公布并阐释了迄今最全的人类大脑细胞图谱。多国科学家参与的这一系列研究揭示了3000多种脑细胞类型的特征,将有助于深入理解人类大脑的独特之处并推进脑部疾病和认知能力等研究。 据悉,上述研究是美国国立卫生研究院“推进创新神经技术脑研究计划——细胞普查网络”的一部分,该计划于2017年启动,此次发表的论文是数百名科学家利用最先进的分子生物学技术进行的一系列合作研究的成果。科学家表示,这项研究为人们理解人类大脑的结构和功能提供了宝贵信息,将有助于进一步的研究和临床应用。它代表了科学界在解开大脑奥秘方面的重大突破,为未来的神经科学研究开辟了新方向。 人工智能首次成功从零生成原始蛋白质 1月26日,美国Salesforce Research、Profluent Bio等机构在《自然-生物技术》上发表了一项研究成果,该研究创建了一个能够从头开始生成人造酶的人工智能(AI)系统。在实验室测试中,尽管人工生成的氨基酸序列与任何已知的天然蛋白质存在显著差异,但其中一些酶与自然界中发现的酶一样有效。 该实验表明,虽然自然语言处理是为读写语言文本开发的,但至少可以学习一些生物学的基本原理。Salesforce Research公司开发了名为ProGen的人工智能程序,使用下一代标记预测将氨基酸序列组装成人造蛋白质。 科学家表示,这项新技术可能比获得诺贝尔奖的“蛋白质设计技术——定向进化”更为强大,它将加速新蛋白质的开发,为已有50年历史的蛋白质工程领域注入活力。这些新蛋白质几乎可以用于从疾病治疗到降解塑料的任何领域。 人类眼球首次移植成功 美国纽约大学兰贡医疗中心的外科团队11月9日宣布,他们成功完成了世界上首次眼球移植手术。该手术由爱德华多·罗德里格斯带领的团队完成,为遭受严重眼部损伤的阿伦·詹姆斯恢复了部分视力。 据悉,移植手术于今年5月进行,用时约21小时。手术过程中,外科团队从眼球供者的骨髓中提取成体干细胞,并在移植过程中将其注射到受者的视神经中,以期能取代受损的细胞并保护视神经。该团队表示,在手术后的六个月里,移植的眼球显示出明显的健康迹象,如血管功能良好等。尽管这只移植的眼球尚未恢复视力,但该团队认为,这一突破性成果将有助于相关医学领域的发展。目前该团队正在跟进监测,并期待找到这只眼球恢复视力的所有可能。 全球首张昆虫大脑“地图”绘制完成 来自英国剑桥大学、美国约翰斯·霍普金斯大学等多家顶尖机构的研究人员,首次完整地对“果蝇幼虫”的大脑连接组进行重建,绘制出第一张完整的昆虫大脑图谱,包括所有神经元和突触。这是了解大脑如何处理感官信息流并将其转化为行动的里程碑式成就。3月10日,《科学》杂志发表了这项研究成果。 研究团队使用高分辨率电子显微镜扫描了果蝇幼虫的数千张大脑切片,在计算机分析的辅助下,最终生成的图谱包含3016个神经元和54.8万个突触。他们还开发了计算工具,以识别昆虫大脑中可能的信息流路径和不同类型的电路图案。 这是有史以来第一张昆虫大脑“地图”,也是神经科学领域的一项里程碑式成就,使科学家更接近对思维机制的真正理解,为未来的大脑研究提供支持,并且还可能激发新的机器学习架构。 人类泛基因组首张草图发布 5月10日,《自然》杂志发表了人类泛基因组参考的“初稿”,在3篇论文的合集中,人类泛基因组参考联盟(Human Pangenome Reference Consortium)发布了首张人类泛基因组参考草图,以及两个以这一参考图为基础的新遗传学研究发现。 2003年,科学家们宣布,人类基因组序列图谱绘制成功。2022年,首个完整人类基因组序列发布,填补了人类基因组计划留下的空白。与前述两次基因主要来源于一个人不同,“泛基因组”草图是包括非洲、亚洲、美洲和欧洲的全球多地47人的脱氧核糖核酸(DNA)合集,地域和种族构成更多元化。 研究人员指出,与使用原始的线性参考基因组相比,“泛基因组”使他们能够识别出更多的基因结构变异,比如基因复制或缺失等较大的基因组变动。研究人员计划不断完善人类基因组图谱,旨在到2024年年中对350人进行测序。
  • 《2023年中国食品科学技术领域十大热点论文》

    • 编译者:王晓梅
    • 发布时间:2024-07-31
    • 2023年中国食品科学技术领域十大热点论文 编辑:王晓梅,检索策略:数据库(Web of Science,Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED)),Publication year(2023),Countries/Regions(China),Document types(articles),检索式(WC=Food Science & Technology),检索日期(2024-05-06),筛选Hot Papers,根据被引频次确定前Top10的研究。 (一)TOP1:基于单壁碳纳米角掺杂碳纳米纤维静电纺丝的电化学传感器快速定量检测木犀草素 (二)TOP2:一种基于锚定在氧化石墨烯纳米片上的棒状双金属MOF的灵敏无酶电化学传感器,用于测定黄水葡萄糖 (三)TOP3: 半干客家米酒和传统甜米酒发酵过程中的理化性质、微生物群落和风味代谢产物的动态 (四)TOP4:茄子花青素壳聚糖/甲壳素纳米纤维膜智能/活性包装的研制、表征及应用 (五)TOP5: 熊果酸通过下调 Wnt/β-连环蛋白信号通路活性来抑制结直肠癌 (六)TOP6: 高费希尔比例寡肽的制备及其对对乙酰氨基酚肝损伤的保护作用 (七)TOP7: 通过感官引导方法和与 T1R1/T1R3 味觉受体的分子对接鉴定鸡胸肉汤中的新型鲜味肽 (八)TOP8: 具有H2O2快速响应的智能生物FeS壳聚糖薄膜,用于先进的防水和抗菌食品包装 (九)Top9: 含姜黄素的静电纺丝明胶/壳聚糖纳米纤维,用于多功能食品包装 (十)TOP10: 豌豆蛋白-黄原胶相互作用推动3D打印吞咽困难饮食的发展