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中科院2020年第二季度科技创新亮点成果有哪些?

技术转移科技网讯:

来源:中科院

为进一步增进公众对中科院亮点工作的了解,同时促进院属各单位进一步加强对重大成果的传播推广,中科院于2017年启动“中科院科技创新亮点成果工作筛选”活动,筛选活动每季度举行一次。近日,中科院发布了科技创新2020年第二季度候选的亮点成果工作。
候选亮点成果包括:新冠肺炎抗疫科研攻关取得系列研究进展、古DNA揭秘中国史前人群迁徙动态与族群源流、“墨子号”实现基于纠缠的无中继千公里量子保密通信、中国青藏科考首次获取喀喇昆仑山脉境外深冰芯和湖芯、普适性机械解理技术可制备大面积二维材料、植物功能基因组研究获突破共6项成果。

新冠肺炎抗疫科研攻关取得系列研究进展

完成单位:中国科学院武汉病毒研究所、微生物研究所、上海药物研究所、上海科技大学

  自新冠肺炎疫情暴发以来,中国科学院发挥多学科创新优势,迅速启动了“新型冠状病毒应急防控”攻关专项,近期在动物模型构建、疫苗和抗体研发以及应急药物筛选等方面均取得重要突破。

动物模型构建方面,中科院武汉病毒研究所团队成功开发出新型冠状病毒SARS-CoV-2转基因小鼠模型,为测试潜在疫苗和抗病毒药物提供了有利工具。该模型的成功建立为疫苗及抗病毒药物提供了简便、高效的测试平台,为新冠肺炎疫情的控制提供了有力科技支撑。相关成果发表在《细胞》上。

疫苗和抗体研发方面,中科院微生物研究所团队构建了MERS冠状病毒 RBD单链二聚体(RBD-sc-dimer)抗原,能诱导产生更高水平的中和抗体,滴度提高了约10-100倍,以保护小鼠抵御MERS冠状病毒的感染,缓解肺病理损伤。团队进一步设计了针对COVID-19病毒和SARS冠状病毒的疫苗。相关成果发表在《细胞》上。基于这一设计策略开发的COVID-19重组蛋白疫苗已于2020年6月19日获批进入临床试验,是我国COVID-19疫苗五条技术路线中第一个获得临床批件的重组蛋白疫苗。

应急药物筛选方面,中科院上海药物研究所、上海科技大学和武汉病毒研究所团队通力合作,在抗新冠病毒药物研究中取得重要进展。团队设计并合成了两个拟肽类化合物11a(DC402234)和11b,均具有优异的主蛋白酶抑制活性和抗病毒活性。化合物DC402234还具有良好安全性,有望成为抗新冠病毒特效药。实现科技成果技术转化,已提交中国和美国的临床申请注册申报(IND)。相关成果作为封面文章发表在《科学》上。

中科院2020年第二季度科技创新亮点成果有哪些?

古DNA揭秘中国史前人群迁徙动态与族群源流

完成单位:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

  现代人类的起源与演化,一直是全球科学家们探讨的热点问题,而古DNA技术出现为这一领域带来全新的发展。近年来,欧洲以及东南亚、西伯利亚等地的相关研究已取得很多成果,而东亚尤其是中国史前人类基因组的相关信息则所知甚少。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队利用共同开发的古DNA技术,首次正式发表大规模中国南北方史前人类基因组分析结果。在中华民族探源方面,揭示出中国8400年来的南北分化格局、内部不断融合的过程、双向的迁徙扩散模式及人群的主体连续性;在修正东亚南方人群演化模式方面,阐明南岛语系人群的中国南方起源。这项工作提供了非常珍贵的基因组数据,其代表的时间和区域是前所未有而又必不可少的。相关研究成果将中国史前人群遗传与演变历史直接呈现出来,填补了东方尤其是中国地区史前人类遗传、演化、适应方面的重要信息。相关研究成果于2020年5月15日发表在《科学》上。

“墨子号”实现基于纠缠的无中继千公里量子保密通信

完成单位:中国科学技术大学

  2020年6月15日,中国科学技术大学联合英国牛津大学、中科院上海技术物理研究所、中科院微小卫星创新研究院、中科院光电技术研究所等相关团队,在《自然》杂志在线发表了题为《基于纠缠的千公里级安全量子加密》的研究论文,利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现了基于纠缠的千公里级量子密钥分发。该实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,并且通过物理原理,确保了即使在卫星被他方控制的极端情况下,依然能实现安全的量子通信,成为量子通信向现实应用的重要突破。《自然》杂志发布新闻稿加以推介,审稿人评价这项工作“展示了开创性实验结果”,是“建立全球量子密钥分发网络乃至量子互联网的重要一步”。

中国青藏科考首次获取喀喇昆仑山脉境外深冰芯和湖芯

完成单位:中国科学院青藏高原研究所

  2020年5月,中国科学院青藏高原研究所研究员徐柏青率领的“气候转型与特征事件的冰川记录”项目组科考队,利用自主设计的冰芯热钻系统和湖芯重力钻系统,首次获得喀喇昆仑山脉境外的深冰芯和湖芯样本,可用于重建泛第三极地区末次冰期以来的气候环境变化历史。

在巴基斯坦空间与上层大气研究委员会协助下,中科院青藏高原科考队一行10余人,前往喀喇昆仑巴控克什米尔地区Biafo冰川、Sheo Sar和Saiful malook湖泊,展开了为期108天的冰芯-湖芯钻探工作。科考队在Biafo冰川海拔5600米处共钻取总长超过110米的冰芯,收集自海拔5250至5600米区域的多个梯度雪坑剖面样品。同时,顺利完成Sheo Sar和Saiful malook湖泊的水下地形测量和短湖芯钻取工作,在两个湖泊中各获取4根湖芯样品,为高分辨研究该区域千年尺度的气候环境变化提供了研究介质。

普适性机械解理技术可制备大面积二维材料

完成单位:中国科学院物理研究所等

  制备高质量的二维材料,特别是原子层量级的超薄材料,是开展二维材料前沿探索的基础。机械解理技术已被广泛应用于制备各种高质量的二维材料,但因制备效率低和样品尺寸小等问题,限制了许多先进的实验手段。

中国科学院物理研究所周兴江团队、高鸿钧团队与中国人民大学教授季威合作,发展了一种金膜辅助的普适性机械解理方法,可用于获得大尺寸超薄二维材料。研究人员在实验上成功实现了对40种二维材料的大面积解理,单层二维材料尺寸在毫米量级以上,制备效率接近100%。研究表明,层状材料的最外层元素和基底的相互作用是影响机械解理最关键的因素,针对最外层元素含有VA,VIA,VIIA主族的层状材料,可以采用金膜辅助的解理方法。该研究成果给出了针对不同层状材料的普适性解理规律,对于探索更多二维材料的新奇物理性质具有重要推动作用,也为未来大面积晶圆级二维材料的制备和应用提供了新的可能。相关研究成果2020年5月15日发表于《自然-通讯》。

植物功能基因组研究获突破

完成单位:中国科学院遗传与发育生物学研究所

  中国科学院遗传与发育生物学研究所等在独脚金内酯信号转导机制和大豆基因组研究中获重要突破。其中,2020年6月11日在《自然》杂志发表的成果突破了独脚金内酯信号途径研究瓶颈,发现了具有转录因子和转录抑制子双重功能的新型抑制蛋白,被国内外同行誉为“植物激素信号转导领域的突破性进展”;2020年6月17日在《细胞》杂志发表的成果突破了传统线性基因组的存储形式,在植物中首次实现基于图形结构基因组 (graph-based genome) 的构建,有望引领全新的下一代基因组学研究思路和方法,被国内外同行誉为“基因组学的里程碑工作”。这些成果不仅是重要理论创新,而且有助推进作物分子设计育种进程。

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