《2017年度影响中国矿业之十大法规政策》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: changjiang
  • 发布时间:2018-01-10
  •  “全面依法治国是国家治理的一场深刻革命,必须坚持厉行法治,推进科学立法、严格执法、公正司法、全民守法。”党的十九大报告把“坚持全面依法治国”作为新时代坚持和发展中国特色社会主义基本方略之一。

      面对新时代,中国矿业行业更需要法治保驾护航,通过“坚持依法治矿”来促进矿业的健康持续发展。一家专注于矿产能源领域的专业法律服务机构,北京市雨仁律师事务所10余年来服务了包括国土资源部、国家能源局等众多行政事业单位,中矿联等行业协会学会,以及中金、神华、华夏建龙等国有民营企业和跨国公司等。

      中国矿业报2017年初首次推出由北京市雨仁律师事务所整理的《2016年度影响中国矿业之十大法规政策》后,在业内引起了很大反响。

      新年伊始,北京市律师协会环境资源委员会主任、北京市雨仁律师事务所创始人栾政明,北京市雨仁律师事务所合伙人、矿产能源法律研究中心主任申升,再度与中国矿业报合作,就中国国家层面所发布的矿业相关规定,精心梳理了影响中国矿业经济发展的十大法规政策,以期对我国矿业经济的发展做出点滴贡献。

      一、中办国办印发《关于创新政府配置资源方式的指导意见》

      2017年1月11日新华社电,近日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于创新政府配置资源方式的指导意见》。意见指出,要发挥市场在资源配置中的决定性作用和更好发挥政府作用,大幅度减少政府对资源的直接配置,更多引入市场机制和市场化手段,提高资源配置效率和效益。着力解决市场体系不完善、政府干预过多等问题,从广度和深度上推进市场化改革,推动资源配置依据市场规则、市场价格、市场竞争,实现效益最大化和效率最优化。政府应更多地制定和运用政策、法规规章、制度、战略和规划,特别是通过制定和实施中长期战略、产业规划等,引导资源向某些产业、领域流动。

      全面建立国有自然资源资产的有偿出让制度,推进资源配置市场化,严禁无偿或低价出让,深化资源型产品价格和税费改革;整合建立统一的自然资源交易平台,提高资源配置的效率和效益;完善国有自然资源制度体系,适时制定资源税法,修订矿产资源法等。

      点评:资源是经济社会发展的基本物质条件,是经济活动最根本的问题。政府配置资源方式不仅直接关系到政府自身的角色定位,也直接影响着市场机制功能的释放。《关于创新政府配置资源方式的指导意见》明确了创新政府配置资源方式的基本基调;指出全面建立国有自然资源资产的有偿出让制度,推进资源配置市场化;完善国有自然资源制度体系,适时制定资源税法,修订矿产资源法等。通过创新公共资源配置方式,将促进经济社会的持续健康发展。

      二、六部门发布《关于加快建设绿色矿山的实施意见》

      2017年3月22日,国土资源部、财政部、环境保护部、国家质量监督检验检疫总局、中国银行业监督管理委员会、中国证券监督管理委员会联合发布《关于加快建设绿色矿山的实施意见》。

      《实施意见》提出了三大目标任务。一是转形象:基本形成绿色矿山建设新格局。构建协同联创的工作机制,加大政策支持,加快绿色矿山建设进程,力争到2020年,形成符合生态文明建设要求的矿业发展新模式。新建矿山全部达到绿色矿山建设要求,生产矿山加快改造升级,逐步达到要求。二是转方式:探索矿业发展方式转变新途径。坚持转方式与稳增长相协调,创新资源节约集约循环利用产业发展新模式和经济增长新途径。三是促改革:建立绿色矿业发展工作新机制。坚持绿色转型与管理改革相互促进,研究建立国家省市县四级联创、企业主建、第三方评估、社会监督的绿色矿山建设工作体系。

      通过制定地方绿色矿山建设标准、总结形成全国行业性绿色矿山标准、逐步推出国家强制性标准三步走,完善制定绿色矿山领跑标准。在新形势新要求下,绿色矿山建设工作要进一步厘清政府、市场和社会边界,着力构建政府引导、企业主体,标准领跑、政策扶持,创新机制、强化监管,落实责任、激发活力的绿色矿山建设新机制。采用矿山自建自评、第三方评估、名录管理、达标入库、自动享受相关政策的新机制推进工作。同时,要因地制宜制定绿色矿山建设考核办法。对于绿色矿山从用地、用矿、财政、金融等方面给予激励政策。

      点评:《关于加快建设绿色矿山的实施意见》是牢固树立和贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,适应把握引领经济发展新常态,认真落实党中央、国务院关于生态文明建设的决策部署,紧紧围绕生态文明建设总体要求的具体体现,通过一系列相应措施的有机协调配合,将绿色发展理念贯穿于矿产资源规划、勘查、开发利用与保护全过程,引领和带动传统矿业转型升级,有力提升矿业发展的质量和效益。

      三、国务院印发《矿产资源权益金制度改革方案》

      2017年4月20日,国务院公布《矿产资源权益金制度改革方案》,决定建立符合我国特点的新型矿产资源权益金制度,推动建立公平的矿业市场竞争环境。

      主要措施表现为:一是将现行探矿权采矿权价款调整为适用于所有国家出让矿业权、体现国家所有者权益的矿业权出让收益;二是将探矿权采矿权使用费整合为根据矿产品价格变动情况和经济发展需要实行动态调整的矿业权占用费;三是在矿产开采环节,做好资源税改革组织实施工作;四是将现行矿山环境治理恢复保证金调整为管理规范、责权统一、使用便利的矿山环境治理恢复基金。

      根据改革方案,主要涉及矿业权出让、占有、开采、矿山治理恢复等环节4个方面和配套政策及组织实施的内容,达到处理好“产权收益与税收收入”、“所有者收益与出资人收益”和“竞争性收益与固定性收益”3个方面的关系。

      点评:《矿产资源权益金制度改革方案》是对于现行矿产资源有偿使用制度“一税”(资源税)、“两款”(探矿权价款、采矿权价款)和“三费”(探矿权使用费、采矿权使用费和矿产资源补偿费)的改革,是2016年《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》所提出的“建立矿产资源国家权益金制度,健全矿产资源税费制度”的体现,是落实《生态文明体制改革总体方案》的要求,以维护和实现国家矿产资源权益为重点,推进生态文明领域国家治理体系和治理能力现代化。

      四、中共中央国务院印发深化石油天然气体制改革意见

      2017年5月21日新华社北京电,近日,中共中央、国务院印发《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》,明确了深化石油天然气体制改革的指导思想、基本原则、总体思路和主要任务。

      《意见》明确,深化石油天然气体制改革的总体思路是:针对石油天然气体制存在的深层次矛盾和问题,深化油气勘查开采、进出口管理、管网运营、生产加工、产品定价体制改革和国有油气企业改革,释放竞争性环节市场活力和骨干油气企业活力,提升资源接续保障能力、国际国内资源利用能力和市场风险防范能力、集约输送和公平服务能力、优质油气产品生产供应能力、油气战略安全保障供应能力、全产业链安全清洁运营能力。通过改革促进油气行业持续健康发展,大幅增加探明资源储量,不断提高资源配置效率,实现安全、高效、创新、绿色,保障安全、保证供应、保护资源、保持市场稳定。

      《意见》部署了8个方面的重点改革任务。一是完善并有序放开油气勘查开采体制,提升资源接续保障能力。二是完善油气进出口管理体制,提升国际国内资源利用能力和市场风险防范能力。三是改革油气管网运营机制,提升集约输送和公平服务能力。四是深化下游竞争性环节改革,提升优质油气产品生产供应能力。五是改革油气产品定价机制,有效释放竞争性环节市场活力。六是深化国有油气企业改革,充分释放骨干油气企业活力。七是完善油气储备体系,提升油气战略安全保障供应能力。八是建立健全油气安全环保体系,提升全产业链安全清洁运营能力。加强油气开发利用全过程安全监管,建立健全油气全产业链安全生产责任体系,完善安全风险应对和防范机制。

      点评:长期以来,油气改革一直是众多改革事项的重中之重。《关于深化石油天然气体制改革的若干意见》的主旨精神在于,全面实施国家能源战略,坚持社会主义市场经济改革方向,正确处理好企业、市场、政府之间的关系,发挥市场在资源配置中的决定性作用和更好发挥政府作用,保障国家能源安全、促进生产力发展、满足人民群众需要为目标。对于建立健全竞争有序、有法可依、监管有效的石油天然气体制,实现国家利益、企业利益、社会利益有机统一具有重要意义。

      五、中办国办印发《矿业权出让制度改革方案》

      中共中央办公厅、国务院办公厅于2017年6月16日印发《矿业权出让制度改革方案》,明确指出,以矿产资源规划为基础,以市场化出让为主线,以创新出让方式为重点,突出问题导向,坚持试点先行,全面推进矿业权竞争性出让,严格限制协议出让行为,调整矿业权审批权限,强化出让监管服务,确保“放得下、接得住、管得好”,建立符合市场经济要求和矿业规律的矿业权出让制度。

      《方案》强调,除特殊情形外,矿业权一律以招标拍卖挂牌方式出让。改革矿业权出让收益管理,出让收益可按年度分期缴纳。创新矿业权经济调节机制,全面调整探矿权占用费收取标准,建立累进动态调整机制,有效遏制“圈而不探”现象;根据矿产品价格变动和经济发展需要,适时调整采矿权占用费和最低勘查投入标准。

      《方案》要求协议出让范围严格控制在国务院确定的特定勘查开采主体和批准的重点建设项目,以及大中型矿山已设采矿权深部;下放审批权限、强化监管服务。同时,强化矿产资源规划对矿业权出让的源头管控作用;严格出让交易监管,建立全国联网的矿业权出让信息公开查询系统;加强配号监管服务,全面实行痕迹管理;改革矿业权人监管方式,全面实行矿业权人勘查开采信息公开制度。

      《方案》要求国土资源部、财政部等部门按照职责分工,加强协调,组织做好改革相关工作。选取山西、福建、江西、湖北、贵州、新疆6个省(区)开展试点。2017年启动试点工作;2018年在继续试点、总结经验的基础上,出台和修改完善相关规范性文件;在总结评估试点工作的基础上,2019年在全国推广实施。

      点评:矿业权出让制度改革是生态文明体制改革的重要内容,是维护矿产资源国家权益和矿产资源国家安全,推动矿业健康可持续发展的重要举措。《矿业权出让制度改革方案》所提出的,坚持市场竞争取向,遵循矿业发展规律;以市场化出让为主线,更好发挥政府作用,改革和完善矿业权出让制度,全面推进矿业权竞争性出让,严格限制协议出让行为,调整矿业权审批权限,强化出让监管服务,充分发挥市场配置资源的决定性作用,对于保障矿产资源安全,促进矿业绿色、健康、可持续发展,保障国家所有者权益,维护矿业权人合法权益等具有重要意义。

      六、最高院出台矿业权纠纷案件司法解释

      2017年6月24日,最高人民法院发布《最高人民法院关于审理矿业权纠纷案件适用法律若干问题的解释》(法释〔2017〕12号,自2017年7月27日起施行)解释共23个条文,主要包括矿业权纠纷案件中涉及的矿业权出让合同的效力及解除,矿业权转让合同的效力、强制履行、合同解除及违约责任承担,矿业权抵押的设立、实现,特别区域内矿业权合同效力的司法审查,以及涉矿环境公益诉讼、司法建议及环境司法与行政执法的协调等方面的内容。

      解释主要表现为以下10个方面亮点:一是矿业权出让合同的成立、生效和解除;二是未取得矿业权签订将矿产资源交由他人勘查开采的合同无效;三是矿业权转让合同的效力、报批义务履行及合同解除;四是矿业权租赁合同自依法成立之日起生效;五是矿业权承包合同自依法成立之日起生效;六是契约型合作勘查开采合同自依法成立之日起生效;七是矿业权抵押合同依法成立即生效,抵押权登记时设立,备案手续视为登记;八是约定在特殊区域勘查开采矿产资源的合同无效;九是矿权重叠由国土资源部门先行处理,越界勘查开采应承担侵权责任;十是环境公益诉讼和法院审判案件中发现违法行为的处理。

      点评:矿业权纠纷既涉及国家对于矿产资源的行政管理、矿产资源的合理开发和有效利用,也涉及矿产资源的市场化配置、相关利益主体的产权保护,同时还与安全生产、环境保护等社会公共利益密切相关,是一类非常重要的环境资源案件。解释的出台,有效地解决了现行涉及矿业权的法律、法规多着眼于行政监管需要,不能完全适应矿业权流转日益市场化的发展趋势,和全国各级法院对相关法律、法规的理解差异较大,裁判标准不一的现实问题;适应了矿业权市场发展的需求,促进了生态文明建设,统一了裁判规则。

      七、国土资源部印发《自然保护区内矿业权清理工作方案》

      2017年7月5日,国土资源部印发《自然保护区内矿业权清理工作方案》。根据《方案》,一是对行政区域各类保护区内矿业权进行调查摸底和分类梳理,其中包括对保护区内矿业权矿山地质环境的破坏面积和缴纳矿山地质环境保护与治理恢复保证金情况进行调查统计,估算矿山地质环境治理恢复费用;二是对国家级自然保护区内矿业权进行核查,将按油气和非油气分别进行统计并提出分类处置意见。在此基础上形成清理工作的总结分析报告,同时研究提出保护区内矿业权分类处置方案报省级人民政府,为保护区内矿业权稳妥有序退出做好基础工作。

      《方案》提出,保护区内矿业权及保护区的种类多、情况复杂,要在对保护区的设立时间、范围、依据和矿业权的设立时间、依据、范围、储量及产量等变化情况进行细致调查、统计的基础上,进行合理分类梳理,并按要求进行统计分析,为下一步矿业权分类处置奠定基础。其中,地方国土资源主管部门在全面调查摸底和分类梳理的同时,要积极提供各类自然保护区等生态红线禁建范围的坐标范围数据,配合中国地质调查局大区项目办开展自然保护区内基础性、公益性地质调查项目清理工作。各类保护区内矿业权清理涉及面广、系统性强、工作难度大,需要多个部门协同配合、齐抓共管。在方式方法上,将建立国土资源系统内部以及部际间联动机制,实施动态更新;建立矿业权台账和联络员制度。

      根据《方案》,筛选、核查和分类统计国家级自然保护区内矿业权设置情况,于2017年8月底前向部提交相关统计数据表和核查分析报告,并提出矿业权分类处置意见,同时向部信息中心提交省级各类保护区禁止矿产资源勘查开采区范围底图。各省(区、市)级国土资源主管部门对本省行政区域各类保护区等生态红线禁建范围内矿业权进行调查摸底和分类梳理,各石油公司对本公司各类保护区等生态红线禁建范围内矿业权进行调查摸底和分类梳理,于2017年12月底完成,并向部报送保护区内矿业权清理工作的总结报告。

      点评:近年来,国家禁止在自然保护区新设商业探矿权、采矿权,但由于保护区与矿业权设立时间先后不一、保护区边界模糊,权益保障乏力,矿业权退出难度很大。《自然保护区内矿业权清理工作方案》的出台,是全面贯彻落实党中央、国务院关于加快推进生态文明建设的意见等重大决策部署的具体体现,对于国家级自然保护区内各类禁止矿产资源勘查开采范围的矿业权进行全面调查摸底、分类梳理、系统分析,系统性开展各类保护区内矿业权清理工作,最终达到确保新设矿业权不再进入自然保护区,实现矿业开发于环境保护有机并存、协调发展的目的。

      八、国土资源部发布《矿业权交易规则》

      2017年9月6日,国土资源部印发关于《矿业权交易规则》的通知。新修订的《规则》在诸多方面作出了调整:在总则里,调整了规则的适用范围,油气和非油气矿业权出让均适用,矿业权转让参照执行;规范了交易平台的内涵;明确了国土资源部登记权限需要招拍挂出让矿业权的组织实施主体等。

      在交易程序方面,将矿业权出让公告的发布主体调整为矿业权交易平台或国土资源主管部门;完善了招标过程中评标、中标程序和要求,调整了中标人的确认形式;明确招拍挂活动结束后,启动保证金退还工作;细化了挂牌转现场竞价的操作要求;明确国土资源部登记权限矿业权出让合同的签订方式。

      在公示公开方面,新增了以协议方式出让的矿业权在确定受让人和出让范围后、申请登记前需要进行公示的要求,删除了矿业权转让鉴证及收费的相关内容。

      在交易监督及争议处理方面,强调国土资源主管部门要加强对交易活动的监管,并加强社会监督;增加了追究中标人、竞得人违约责任的条款。

      在附则里,新增了各省(区、市)可参照制定细化的矿业权交易规则和网上交易规则,列明了废止的相关规范性文件清单。本规则自发布之日起实行,有效期5年,由国土资源部负责解释。

      点评:《矿业权交易规则》是国土资源部为进一步规范矿业权交易行为,根据国务院有关简政放权、转变职能,公共资源交易平台建设、清理部门规章和规范性文件以及中介服务事项等工作要求,适时对《国土资源部关于印发<矿业权交易规则>(试行)的通知》(国土资发〔2011〕242号)修订后的结果。新《规则》增强了操作性,细化落实了国务院有关整合建立统一的公共资源交易平台、规范中介服务事项等“放管服”改革要求,对于进一步规范矿业权交易行为,确保矿业权交易公开、公平、公正,维护国家权益和矿业权人合法权益具有重要意义。

      九、十九大报告指出“设立国有自然资源资产管理机构”

      中国共产党第十九次全国代表大会于2017年10月18日上午在北京开幕。习近平同志作了题为《决胜全面建成小康社会,夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利》的报告。报告明确指出,设立国有自然资源资产管理和自然生态监管机构。

      报告第九部分“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”中提出:加强对生态文明建设的总体设计和组织领导,设立国有自然资源资产管理和自然生态监管机构,完善生态环境管理制度,统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责,统一行使监管城乡各类污染排放和行政执法职责。构建国土空间开发保护制度,完善主体功能区配套政策,建立以国家公园为主体的自然保护地体系。坚决制止和惩处破坏生态环境行为。

      点评:产权问题是国有自然资源资产管理和自然生态监管的核心所在。党中央、国务院于2015年印发的《生态文明体制改革总体方案》,提出“按照所有者和监管者分开和一件事情由一个部门负责的原则,整合分散的全民所有自然资源资产所有者职责,组建对全民所有的矿藏、水流、森林、山岭、草原、荒地、海域、滩涂等各类自然资源统一行使所有权的机构,负责全民所有自然资源的出让等。”十九大报告进一步提出的“设立国有自然资源资产管理和自然生态监管机构,统一行使全民所有自然资源资产所有者职责”,将有助于自然资源产权统一管理、生态环境有效监管和国土空间有序管控的治理大格局的形成。

      十、国土资源部发布规范矿产勘查审批登记管理通知

      2017年12月6日,国土资源部部长、国家土地总督察姜大明主持召开第25次部长办公会,审议通过了《国土资源部关于进一步规范矿产资源勘查审批登记管理的通知》(下称“《矿产勘查审批通知》”)。《矿产勘查审批通知》对于涉及矿产资源勘查审批登记管理的5个规范性文件进行了修订整合,共计28个条文,主要包括规范矿产资源勘查准入、完善探矿权新立延续保留审批管理、严格探矿权变更审批管理、加强探矿权监督管理及探矿权申请材料提交、涉及矿业权出让收益处理、勘查许可证遗失补办处理等方面的内容。

      主要表现为10个方面的亮点:一是探矿权设立必须符合生态环境保护的要求;二是探矿权申请人可自行编制或者委托编制勘查实施方案;三是新立探矿权申请勘查范围不得与已设矿业权重叠;四是非油气探矿权延续时未提高勘查阶段应当缩减面积;五是申请探矿权保留应当达到规定的勘查程度;六是因不可抗力或政府部门原因逾期申请延续和保留应提交证明文件;七是探矿权转让应当符合规定的期限限制;八是探矿权勘查矿种变更应当按照约定,没约定的有限制;九是探矿权被拍卖或者裁定给他人的应当依法办理;十是过期探矿权纳入已自行废止矿业权名单向社会公告。

      点评:《矿产勘查审批通知》是贯彻落实党的十九大精神,深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,统筹推进生态国土建设的重要举措,是认真落实党中央、国务院关于生态文明建设及“简政放权、放管结合、优化服务”改革要求、深化矿业权管理制度改革的具体体现,对于保障矿产资源勘查市场健康有序发展,实现国家矿产资源所有权益,保护矿业权人的合法权益具有重要意义。

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在疫苗和中和性抗体研发方面,同时开展了灭活疫苗、病毒载体疫苗、蛋白亚单位疫苗、核酸疫苗等的研发,腺病毒载体疫苗在全球率先开展1期临床试验,灭活疫苗在全球率先开展3期临床试验,并获批附条件上市;鉴定并创制靶向新冠刺突蛋白S和受体结合域RBD的一系列中和单克隆抗体,形成抗病毒“鸡尾酒”中国抗体组合方案。 我国科学家通过不懈努力和无私奉献,通过严谨高效的科研工作,为我国取得抗击新冠肺炎疫情斗争重大战略成果提供了强大科学支撑。 2. 嫦娥五号首次实现月面自动采样返回 11月24日,嫦娥五号探测器在海南文昌航天发射场发射,由长征五号运载火箭直接送入地月转移轨道;此后,探测器经历地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、月面采样封装、月面起飞、月球轨道交会对接与样品转移、月地入射、月地转移和再入回收等飞行阶段,历时23天嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平致电,代表党中央、国务院和中央军委,祝贺探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。 作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,嫦娥五号首次完成了地外天体采样与封装、首次地外天体表面起飞、首次无人月球轨道交会对接与样品转移、首次月地入射并携带月球样品高速再入返回地球等我国航天史上多个重大技术突破,最终实现了我国首次地外天体采样返回。嫦娥五号月面自动采样返回任务的圆满成功,标志着我国探月工程绕、落、回三步走规划的圆满收官,是中国航天向前迈进的一大步,将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知做出贡献。 3. “奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录 “奋斗者”号全海深载人潜水器研制是我国“十三五”深海关键技术与装备领域的重大攻关任务,于2016年立项启动。2020年6月,“奋斗者”号完成总装集成与水池试验。2020年7月,“奋斗者”号完成第一阶段海试,共计下潜17次,最大下潜深度4548米。2020年10月10日,“奋斗者”号启航赴马里亚纳海沟开展第二阶段海试,期间共计完成13次下潜,其中11人24人次参与了8个超过万米深度的深潜试验。2020年11月10日8时12分,“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜深度纪录。 中国船舶七〇二所是“奋斗者”号研制的牵头单位,在潜水器的总体设计、关键技术研发、集成建造及试验验证等工作中发挥了核心作用,创建了独立自主的全海深载人深潜装备设计技术体系,构建了稳定可靠的高标准、规范化的试验、检测与应用体系,进一步在潜水器总体设计与优化、系统调试与仿真、深海作业等关键技术方面取得重大突破,国际上首次攻克高强高韧钛合金材料制备和焊接技术,实现万米级浮力材料固化成型新工艺自主可控,潜水器动力、推进器、水声通信、智能控制等核心技术水平进一步提升。 ”奋斗者”号作为当前国际唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备,其研制及海试的成功,显著提升了我国深海装备技术的自主创新水平,使我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力,体现了我国在海洋高技术领域的综合实力,是我国深海科技探索道路上的重要里程碑。 4. 揭示人类遗传物质传递的关键步骤 DNA复制是人类遗传物质在细胞之间得以精确传递的基础,人们对高等生物中识别DNA复制起始位点的具体过程并不清楚,这在一定程度上也阻碍了人们对癌症发生发展机制的理解。 中国科学院生物物理研究所李国红团队及其合作者揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。该研究发现,组蛋白变体H2A.Z能够通过结合组蛋白甲基化转移酶SUV420H1,促进组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰。而带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白,从而帮助DNA复制起始位点的识别。该研究进一步发现,被H2A.Z-SUV420H1-H4K20me2通路调控的复制起始位点具有很强的复制活性,并偏向在复制期早期被激活使用。在癌细胞中破坏该调控机制后,癌细胞的DNA复制和细胞生长都受到了抑制。在T细胞中破坏该调控机制后,T细胞的免疫激活也受到了抑制。 该研究阐述了一个新颖的由H2A.Z介导的DNA复制表观遗传调控机制,对理解高等生物DNA复制起始位点的识别提供了新的视角,为解决长期存在的真核细胞DNA复制起始点选择启动问题做出了重要贡献。 5. 研发出具有超高压电性能的透明铁电单晶 弛豫铁电单晶[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3, PMN-PT](注:数字均为下标)具有优异的压电效应,已广泛应用于超声成像、声呐装备和微电子机械系统(MEMS)等领域。然而,自其发现20多年以来,压电性能就再没有新的突破,并且由于铁电畴壁的存在,导致其透光率低,无法满足当前压电器件多功能、高灵敏度的发展需求,急需新的理论和设计方法 西安交通大学徐卓教授研究团队揭示了弛豫铁电单晶高压电效应的起源,研发出了钐掺杂的PMN-PT单晶,其压电性能超过4000 pC/N,相比未掺杂单晶提高了一倍。在此基础上,利用电畴结构调控,消除了单晶中对光起散射作用的铁电畴壁,首次在PMN-PT单晶中同时获得了高压电性和高透光性,突破了长期以来二者难以共存的国际难题。其压电系数比现有的透明压电单晶LiNbO3(注:3为下标)提高了100倍,电光系数最大可提高40倍,同时还具有更高的抗光损伤阈值和非线性光学效应。这种透明铁电单晶可大幅提升光声成像系统在乳腺癌、黑色素瘤和血液疾病诊断中的成像分辨率,也为研制高性能电光调制器、光学相控阵和量子光学器件提供了一种全新的关键材料。这种具有优异电光、声光和声-光-电耦合效应的单晶材料,有望进一步开辟更多新的应用领域。 6. 2020珠峰高程测定 珠峰高度长期以来受到全世界关注,精确测定珠峰高度并向全世界公布,彰显国家综合实力和科技水平。2020珠峰高程测量,中国科学家团队综合运用多种现代测绘技术,实现多个重大技术创新突破,获取了历史上最高精度的珠峰高程成果。 此次珠峰高程测量,北斗卫星定位技术和国产测量装备首次全面担纲主力,国产测量装备应用实现重大突破。首次完成了峰顶地面重力测量,获取了人类历史上第一个珠峰峰顶的重力测量结果,有助于提升珠峰高程测量精度。科学家团队克服珠峰地区极端气象和恶劣环境,首次实现珠峰峰顶及周边区域1.27万平方千米的航空重力、光学和激光遥感测量的历史性突破,填补了珠峰地区重力资料空白,大幅提升了珠峰高程测量的精度。与2005年珠峰高程测量相比,珠峰地区大地水准面精度提升幅度达300%。中国和尼泊尔科学家团队开展科技合作,首次建立了基于全球高程基准的珠峰地区大地水准面,历史上首次共同确定了基于全球高程基准的珠峰雪面高程8848.86米,国家主席习近平同尼泊尔总统班达里互致信函,共同宣布珠穆朗玛峰最新高程,赢得国际社会广泛赞誉。除此之外,珠峰测量获取的丰富观测数据成果,将为珠峰地区的生态环境保护修复、自然资源管理、地质研究与调查、地壳运动监测、气候变化和冰川冻土研究等领域提供宝贵、翔实的第一手资料。 7. 古基因组揭示近万年来中国人群的演化与迁徙历史 在国际古基因组学领域,有关东亚,尤其是中国史前人群的古基因组研究非常匮乏。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究团队首次针对中国南北方史前人群展开时间跨度最大、规模性、系统性的古基因组研究,通过前沿实验方法成功获取我国南北方11个遗址25个9500-4200年前的个体和1个300年前个体的基因组,揭示中国人群自9500年以来的南北分化格局、主体连续性与迁徙融合史。 研究发现中国南北方主体人群9500年前已分化,但南、北方同期人群的演化基本是连续的,没有受到明显的外来人群的影响,迁徙互动主要发生在东亚区域内各人群间;此外明确以台湾岛原住民为代表、广泛分布在太平洋岛屿的南岛语系人群,起源于中国南方沿海地区且可追溯至8400年前。该项成果填补了东方尤其是中国地区史前人类遗传、演化、适应的重要信息缺环,为阐明中华民族的形成过程及修正东亚南方人群演化模式做出重要科学贡献。 8. 大数据刻画出迄今最高精度的地球3亿年生物多样性演变历史 生命起源与演化是世界十大科学之谜之一。地球上曾经生活过的生物99%以上已经灭绝,通过化石记录重建地球生物多样性变化历史是认识当今生物多样性现状与未来趋势的最重要途径之一。然而,地质历史时期地球生物多样性变化研究的时间分辨率低、生物分类粗,无法精确识别突发性重大生物演变事件,也不能为近代地球生态系统演变研究提供重要参考。 南京大学沈树忠、樊隽轩团队联合国内外专家创建国际大型数据库,自主研发人工智能算法,利用“天河二号”超算取得突破,获得了全球第一条高精度的古生代3亿多年的海洋生物多样性演化曲线,时间分辨率较国际同类研究提高400多倍。新曲线精准刻画出地球生物多样性演变过程中的多次重大生物灭绝、复苏和辐射事件,揭示了当时生物多样性变化与大气CO2(注:2为下标)含量以及全球性气候剧变的协同关系。该研究将推动整个演化古生物学研究的变革。 9. 深度解析多器官衰老的标记物和干预靶标 随着人口老龄化程度的日益加剧,深入研究衰老、科学应对人口老龄化是新时代的国家重大需求。围绕衰老的机制和干预等核心科学问题,中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组,中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组,同北京大学汤富酬研究组联合攻关,利用多学科交叉的方法,在系统水平上揭示了哺乳动物多器官衰老的新型生物学标记物和可调控靶标。 在衰老机制解析方面,发现氧化还原通路稳态失衡是灵长类卵巢衰老的主要分子特征,为评价卵巢衰老及女性生殖力下降提供了新型生物学标志物,也为寻找延缓卵巢衰老的措施及开发相关疾病的干预策略提供了新思路。在衰老干预方面,阐明热量限制(“七分饱”)可通过调节机体各组织的免疫炎症通路,延缓多器官衰老的新型分子机制,揭示了代谢干预、免疫反应与健康寿命之间的科学联系。这些研究成果加深了人们对器官衰老异质性和复杂性的理解,为建立针对衰老及衰老相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。 10. 实验观测到化学反应中的量子干涉现象 化学反应的进程伴随着复杂的量子力学现象,但其通常难以被直接观测到,因而化学反应的本质亦难以得到透彻的理解。 中国科学院大连化学物理研究所杨学明院士、张东辉院士、孙志刚和肖春雷研究团队提供了一个研究范例。他们研究发现,在H + HD→H2 + D反应中,在碰撞能量为1.9~2.2电子伏的范围内,产物H2(v'= 2,j'= 3)的后向散射呈现显著的振荡(其中v'是振动量子数,j'是转动量子数)。通过拓扑理论分析,发现该反应存在两条迥然不同的反应路径,振荡是由这两条路径之间的量子力学干涉所产生的。该研究揭示了该反应在较低能量处,量子几何相位效应仍然存在,并可以被观测到。这非常类似于众所周知的Aharonov-Bohm效应,清晰地揭示了化学反应的量子性。
  • 《2019年度中国科学十大进展揭晓,“量子”研究占据两席》

    • 来源专题:科技大数据监测服务平台
    • 编译者:zhoujie
    • 发布时间:2020-02-27
    • 2月27日,科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布2019年度中国科学十大进展。探测到月幔物质出露的初步证据、揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制、首次观测到三维量子霍尔效应等10项重大科学进展,从30个候选项目中脱颖而出。 根据得票高低,“2019年度中国科学十大进展”分别为: 1.探测到月幔物质出露的初步证据 2.构架出面向人工通用智能的异构芯片 3.提出基于DNA检测酶调控的自身免疫疾病治疗方案 4.破解藻类水下光合作用的蛋白结构和功能 5.基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃 6.阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理 7.青藏高原发现丹尼索瓦人 8.实现对引力诱导量子退相干模型的卫星检验 9.揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制 10.首次观测到三维量子霍尔效应 下面就跟随我们,逐一了解一下这十大进展。 1. 探测到月幔物质出露的初步证据 月壳和月幔都是在月球演化的最初阶段形成的,撞击增生过程产生的能量造就了熔融的岩浆洋,较轻的富钙的斜长石组分上浮形成月壳,而诸如橄榄石、低钙辉石等较重的铁镁质矿物结晶下沉形成月幔。然而,从阿波罗(Apollo)和月神(Luna)探测任务返回的月球样品中没有发现与月幔准确物质组成有关的直接证据,关于月幔物质组成的推论至今没有被很好地证实。直径非常大的撞击坑有可能穿透月壳,使月幔物质被挖掘出来并可能被探测及取样。位于月球背面的南极-艾特肯盆地(SPA)直径约为2500公里,是月球表面最古老、最大的撞击构造,最有可能撞穿月壳。然而,从现有月球轨道器获得的遥感数据表明,虽然SPA区域的铁镁质矿物含量偏高,但并没有橄榄石广泛出露的证据。这些物质是否可能来源于月幔还存在争议。 中国的嫦娥四号探测器最近成功着陆在月球背面SPA区域的冯·卡门撞击坑内,并利用搭载的月球车——玉兔2号开展了巡视探测。中国科学院国家天文台李春来研究组与合作者,报告了玉兔2号上配置的可见光和近红外光谱仪(VNIS)的初步光谱探测结果,分析发现了低钙(斜方)辉石和橄榄石的存在,这种矿物组合很可能代表了源于月幔的深部物质。进一步的地质背景分析表明,这些物质是由附近直径72公里的芬森撞击坑挖掘出来、并抛射到了嫦娥四号着陆地点的月幔物质。这一工作的意义在于揭示了月幔的物质组成, 为月球早期岩浆洋研究提供了新的约束条件,加深了对月球内部形成及演化的认识。“玉兔2号”将继续探索冯·卡门撞击坑底部的这些物质,以了解它们的地质背景、起源和组成,为未来开展月球样品采样返回任务提供依据。 2. 构架出面向人工通用智能的异构芯片 发展人工通用智能(AGI)的方法一般有两种:以计算机科学为导向或以神经科学为导向,将两者结合是目前公认的最佳发展AGI的路径。由于它们的构想和编码方案有着根本的不同,这两种方法依赖于截然不同且互不兼容的计算平台,非常困难构建一个二者集成的计算平台,从而阻碍了AGI的发展。因此,发展一个能够同时支持流行的基于计算机科学的人工神经网络和受神经科学启发的模型和算法的通用平台非常重要。 清华大学施路平研究组与合作者提出了一种天机芯片架构,它高效集成了上面的两种方法,提供了一个异构集成的协同计算平台。该芯片采用多核结构、可重构构件和流线型数据流的混合编码方案,既能同时独立支持基于计算机科学的机器学习算法和神经科学主导的算法以及神经科学中的多种编码方案,还支持两者的异构混合建模,提供新的解决方案。研究人员仅使用一个芯片,演示了无人驾驶自行车系统中通用算法和模型的同步处理,实现了实时目标检测、跟踪、语音控制、避障、过障和平衡控制。该项研究有望为更通用的硬件平台发展铺平道路并推动AGI的发展。 3. 提出基于DNA检测酶调控的自身免疫疾病治疗方案 病毒的种类成千上万,其感染特点和致病方式也是千变万化,但是万变不离其宗的是,当病毒入侵时,其自身的遗传物质会不可避免地被带入到宿主细胞中。机体针对这些外源遗传物质(如DNA等)迅速做出反应,甚至不惜以伤及自身为代价,这是病毒感染导致致死性炎症的主要原因。关于外源DNA诱发免疫反应的认识可以追溯到上百年之前,然而其背后的机理并不清楚。2013年,这一领域国际上取得了重要突破,科学家鉴定发现蛋白质cGAS(环鸟苷酸-腺苷酸合成酶)是胞内DNA病毒感受器。随着cGAS被揭示,科学家发现在检测病毒入侵以外,cGAS的异常激活也直接导致一类自身免疫疾病。因此,寻找有效控制cGAS活性的手段并探究其调控机理,对抵抗病毒感染及自身免疫疾病的治疗都至关重要。 军事医学研究院(国家生物医学分析中心)张学敏和李涛研究组与合作者发现,乙酰化修饰是控制cGAS活性的关键分子事件,并揭示了其背后的调控规律。研究人员鉴定了cGAS的3个关键乙酰化位点(K384、K394和K414),发现其中任何一个位点发生乙酰化修饰,都可以致使cGAS失去活性。进而,研究者发现乙酰水杨酸(阿司匹林)可以强制cGAS在上述关键位点上发生乙酰化从而抑制其活性。此外,对cGAS调控机制的进一步探究发现,cGAS在胞内是以复合物形式存在并发挥功能的。研究人员利用蛋白质质谱技术鉴定到了cGAS的关键调控因子——G3BP1。机制研究揭示G3BP1与cGAS结合,通过帮助cGAS形成多聚物确保其能更高效地识别DNA。在缺失G3BP1的情况下,细胞中cGAS的活性明显降低。重要的是,绿茶茶多酚的主要成分、天然小分子化合物EGCG是G3BP1的抑制剂。研究人员发现EGCG能够通过干扰G3BP1与cGAS的相互作用,抑制cGAS激活。上述研究不但揭示了机体抗病毒感染的关键调控机制,还发现了有效的cGAS抑制剂,为AGS(艾卡迪综合征)等自身免疫疾病提供了潜在治疗策略。 4. 破解藻类水下光合作用的蛋白结构和功能 光合作用利用太阳光把二氧化碳和水转换成有机物和氧气,为地球上几乎所有生物的生存提供了能源和氧气。为了适应不同的光环境,光合生物进化出了各种不同的色素分子和色素结合蛋白,由此来最大程度地利用不同环境下的光能。硅藻是一种丰富和重要的水生光合真核生物,占水生生物原初有机物生产力的40%,或地球总原初生产力的20%,在全球的碳循环中发挥了重要作用。硅藻在水生环境下成功繁殖的重要因素之一是因为它含有岩藻黄素/叶绿素结合膜蛋白(FCPs),该色素蛋白使硅藻具有独特的光捕获和光保护及快速适应光强度变化的能力。 中国科学院植物研究所沈建仁、匡廷云研究组报道了海洋硅藻——三角褐指藻FCP的高分辨率晶体结构,揭示了蛋白支架内的7个叶绿素a、2个叶绿素c、7个岩藻黄素以及可能的1个硅甲藻黄素的详细结合位点,从而揭示了叶绿素a和c之间的高效能量传递途径。该结构还显示了岩藻黄素与叶绿素之间的紧密相互作用,使能量通过岩藻黄素高效地传递和淬灭。该研究团队进一步与清华大学生命科学学院隋森芳研究组合作,解析了硅藻的光系统II(PSII)与FCPII超级复合体的分辨率为3.0埃的冷冻电镜结构。该超级复合体由两个PSII-FCPII单体组成,每个单体包含了1个具有24个亚基的PSII核心复合体和11个外周FCPII天线亚基,其中的FCPII天线以2个FCPII四聚体和3个FCPII单体存在。整个PSII-FCPII二聚体包含230个叶绿素a分子、58个叶绿素c分子、146个类胡萝卜素分子以及锰簇复合物、电子传递体和大量脂分子等。该结构揭示了硅藻PSII核心中特有亚基的特点及其与高等植物PSII-LHCII复合体明显不同的天线亚基排列方式,以及硅藻巨大的色素分布网络,为阐明硅藻高效的蓝绿光捕获、能量转移和耗散机制提供了坚实的结构基础。 为了更进一步理解水下光合作用,研究人员还基于冷冻电镜技术解析了广泛存在的与高等植物具有相似光合作用的水生生物——绿藻(假根羽藻)光系统I(PSI)-捕光复合体I(LHCI)超级复合体的结构,分辨率达到3.49埃。该结构揭示了包含有原核生物和真核生物亚基特性的13个PSI核心亚基,以及10个LHCI天线亚基的结构(其中8个形成一个双半环结构,其余2个形成一个额外的LHCI二聚体)。并与浙江大学医学院张兴研究组合作,解析了绿藻——莱茵衣藻完整的C2S2M2N2型PSII–LHCII超级复合体的冷冻电镜结构,分辨率为3.37埃。该结构显示,绿藻C2S2M2N2超级复合体是一个二聚体,每个单体由位于中央的PSII核心复合体和环绕该核心的3个LHCII三聚体、1个CP26和1个CP29外围天线亚基所构成。该工作还揭示了多个与高等植物不同的绿藻PSII核心和捕光天线LHCII的结构特征。以上研究为揭示绿藻中光能的高效吸收、传递和猝灭机制提供了坚实的结构基础,并为揭示PSI–LHCI和PSII-LHCII超分子复合体在进化过程中发生的变化提供了重要线索。 上述研究进展率先破解了硅藻、绿藻光合膜蛋白超分子结构和功能之谜,不仅对揭示自然界光合作用的光能高效转化机理具有重要意义,也为人工模拟光合作用、指导设计新型作物、打造智能化植物工厂提供了新思路和新策略。 5. 基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃 金属玻璃具有独特的无序原子结构,使其拥有优异的机械和物理化学特性,在能源、通信、航天、国防等高技术领域有广泛应用,是现代合金材料的重要组成部分。由于金属玻璃在接近玻璃转变温度时会发生塑性流动,导致机械强度显著降低,严重限制了它们的高温应用。虽然目前已开发出玻璃转变温度大于1000 K的金属玻璃,但由于其过冷液相区(介于玻璃转变温度和结晶温度之间的温度区间)很窄,导致其玻璃形成能力不足,难以形成大尺寸材料;且导致其热塑成形性能很差,难以进行零部件加工。上述挑战的关键在于金属玻璃形成成分的合理设计,迄今为止发现的具有特定性能的金属玻璃还主要是反复试验和尝试的结果。 中国科学院物理研究所柳延辉研究组与合作者基于材料基因工程理念开发了具有高效性、无损性、易推广等特点的高通量实验方法,设计了一种Ir-Ni-Ta-(B)合金体系,获得了高温块体金属玻璃,其玻璃转变温度高达1162 K。新研制的金属玻璃在高温下具有极高强度,1000 K时的强度高达3.7千兆帕,远远超出此前报道的块体金属玻璃和传统的高温合金。该金属玻璃的过冷液相区达136 K,宽于此前报道的大多数金属玻璃,其形成能力可达到3毫米,并使其可通过热塑成形获得在高温或恶劣环境中应用的小尺度部件。该研究开发的高通量实验方法具有很强的实用性,颠覆了金属玻璃领域60年来“炒菜式”的材料研发模式,证实了材料基因工程在新材料研发中的有效性和高效率,为解决金属玻璃新材料高效探索的难题开辟了新的途径,也为新型高温、高性能合金材料的设计提供了新的思路。 6. 阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理 钙钛矿太阳能电池是广受关注的新一代光伏技术,而其工作稳定性是目前产业化的主要障碍。传统研究主要通过组分优化、封装、界面改性和紫外光过滤等来有效抑制如氧气、水分和紫外光等因素导致的性能下降,从而提升器件的稳定性。然而要进一步提高器件的寿命,需要发展一种长期有效的方法以抑制使役过程中材料的本征缺陷。 为提高本征稳定性,北京大学工学院周欢萍研究组、化学与分子工程学院严纯华/孙聆东研究组及其合作者提出,通过在钙钛矿活性层中引入铕离子对(Eu3+/Eu2+)作为“氧化还原梭”,可同时消除Pb0和I0缺陷,进而大幅提升器件使用寿命。有趣的是,该离子对在器件使用过程中没有明显消耗,对应的器件的效率最高达到了21.52%(认证值为20.52%),并且没有明显的迟滞现象。同时,引入铕离子对的薄膜器件表现出优异的热稳定性和光稳定性,在连续太阳光照或85℃加热1000小时后,器件仍可分别保持原有效率的91%和89%;在最大功率点连续工作500小时后保持原有效率的91%。该方法解决了铅卤钙钛矿太阳能电池中限制其稳定性的一个重要的本质性因素,可以推广至其他钙钛矿光电器件,对于其他面临类似问题的无机半导体器件也具有参考意义。 7. 青藏高原发现丹尼索瓦人 丹尼索瓦人是一支已经消失的神秘古人类,过去对他们的了解主要基于仅出土于西伯利亚丹尼索瓦洞的少量化石碎片以及保存在其中的高质量的古基因信息。遗传学研究显示,丹尼索瓦人对一些现代低海拔东亚人群和高海拔现代藏族人群有基因贡献,对现代藏族人群的高海拔环境适应有重要意义。由于缺乏化石形态学信息,科学家很难评估丹尼索瓦人与分散在亚洲和其他地区的丰富的古人类化石之间的联系,也很难准确理解丹尼索瓦人与现代亚洲人群的关系。此外,现代藏族等青藏高原人群特有的高海拔环境适应基因来源,特别是其是否继承自丹尼索瓦人等,是非常重要而亟待解决的科学问题。 中国科学院青藏高原研究所陈发虎研究组、兰州大学张东菊研究组联合德国马普学会进化人类学研究所Jean-Jacques Hublin研究组等合作者,报道了一个利用古蛋白质分析方法鉴定为丹尼索瓦人的下颌骨,该下颌骨来自于中国甘肃省夏河县的白石崖溶洞。研究人员通过对化石上附着的碳酸盐结核进行铀系法测年,确定下颌骨至少有16万年的历史。该化石标本是丹尼索瓦洞以外发现的首件丹尼索瓦人化石证据,对标本的全面分析也为丹尼索瓦人研究提供了丰富的体质形态学信息,包括下颌和牙齿形态等信息。该项研究表明,早在现代智人到来之前,丹尼索瓦人在中更新世晚期就已经生活在青藏高原高海拔地区,并成功地适应了高寒缺氧环境。 8. 实现对引力诱导量子退相干模型的卫星检验 量子力学和广义相对论是现代物理学的两大支柱。然而,任何试图将量子力学和广义相对论进行融合的理论工作都遇到极大困难。目前关于如何融合量子力学和引力理论的讨论,模型众多,但都普遍缺乏实验检验。 中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、范靖云等与合作者,利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上率先在太空中开展了引力诱导量子纠缠退相干的实验检验,对穿越地球引力场的量子纠缠光子退相干情况进行测试。根据“事件形式”理论模型预言,纠缠光子对在地球引力场中的传播,其关联性会概率性地损失;而依据现有的量子力学理论,所有纠缠光子对将保持纠缠特性。最终,卫星实验检验结果并不支持“事件形式”理论模型的预测,而与标准量子理论一致。这是国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试融合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验,将极大地推动相关物理学基础理论和实验研究。 9. 揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制 非洲猪瘟病毒(ASFV)是一个巨大而复杂的DNA病毒,能够引发家猪、野猪患急性、热性、高度传染性疾病,发病率和死亡率可高达100%,对生猪养殖产业链造成巨大经济损失,目前尚未有可用的疫苗。 中国科学院生物物理研究所饶子和王祥喜团队和中国农业科学院哈尔滨兽医研究所步志高团队联合上海科技大学等单位,在上海科技大学冷冻电镜中心连续收集了高质量数据,采用一种优化的图像重构策略,解析了非洲猪瘟病毒衣壳的三维结构,其分辨率达到4.1埃。该衣壳颗粒体型巨大且结构复杂,由17,280个蛋白亚基组成,其中包括1种主要(p72)和4种次级衣壳蛋白(M1249L、p17、p49和H240R),它们组装成五重对称体和三重对称体的复合结构。主要衣壳蛋白p72原子分辨率结构展示出非洲猪瘟病毒潜在的构象型抗原表位,与其他的核胞质大DNA病毒(NCLDV)显著不同。次级衣壳蛋白在衣壳内表面形成了一个复杂的蛋白相互作用网络,通过调控相邻的病毒壳微体之间的作用力介导衣壳的组装并稳定了衣壳的结构。作为核心的组织者,100纳米长的M1249L蛋白沿着三重对称体的每个边缘桥接了两个相邻的五重对称体,与其他衣壳蛋白形成了延伸的分子间网络,驱动了衣壳框架的形成。这些结构细节揭示了衣壳稳定性和组装的分子基础,对非洲猪瘟疫苗的研发具有十分重要的理论指导意义。 10. 首次观测到三维量子霍尔效应 在二维电子体系中发现量子霍尔效应使得拓扑学在凝聚态物理学中发挥了核心作用。30多年前,Bertrand Halperin等人从理论上预言可能在三维电子气体系中产生量子霍尔效应,但迄今为止,还没有从实验上观测到“三维量子霍尔效应”。 南方科技大学物理学系张立源研究组、中国科学技术大学物理学系乔振华研究组及新加坡科技设计大学杨声远等合作,在块体碲化锆(ZrTe5)晶体中首次实验实现了“三维量子霍尔效应”。研究人员对碲化锆体单晶进行了磁场下的低温电子输运测量,在一个相对低的磁场下达到了极端量子极限状态(只有最低朗道能级被占据的)。在该状态下,研究人员观测到了一个接近于零的无耗散纵向电阻,并沿着磁场方向形成了一个正比于半个费米波长的很好的霍尔电阻平台,这些是三维霍尔效应出现的确凿标志。理论分析还表明,该效应源于在极端量子极限下电子关联增强产生的电荷密度波驱动的费米面失稳。通过进一步提高磁场强度,纵向电阻和霍尔电阻都极具增加,呈现出金属-绝缘体相变。该研究进展提供了三维量子霍尔效应的实验证据,并提供了一个进一步探索三维电子体系中奇异量子相及其相变的很有前景的平台。 来源:科技日报