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国家自然科学基金委员会发布2023年度“中国科学十大进展”

化工仪器网 2024-02-29 • 7758阅读
  【化工仪器网 行业百态】科技发展为国家进步提供有利且坚实的技术基础,是影响人类生产生活方式的一个重要因素。推动科技创新,一定程度上也是在推动一个国家、一个民族的进步,是实现社会高质量发展的一个基本要素。当前,科技创新能力已成为综合国力的决定性因素,我国在科创上的投入也有目共睹。那么在刚刚过去的2023年,有哪些成果值得我们去关注呢?
 
  就在今天上午,国家自然科学基金委员会就这个问题给出了一份答案。2月29日,国家自然科学基金委员会发布“中国科学十大进展”,这些成果涵盖了包括生命科学和医学、人工智能、量子、天文、化学能源等在内多个科学领域。
 
  人工智能大模型为精准天气预报带来新突破
 
  数值天气预报方法在每日天气预报、极端灾害预警、气候变化预测等领域取得了巨大成功,但与此同时,随着算力增长趋缓和物理模型逐渐复杂化,传统数值预报的瓶颈日益突出。华为云计算技术有限公司团队基于人工智能方法,构建了一个三维深度神经网络模型,称为盘古气象大模型。这个大模型在某些气象要素的预报精度上超越了传统数值方法,且推理效率提高了上万倍。并且具备“采用了三维神经网络结构,更好地建模复杂的气象过程”“采用地球位置编码技术,提升训练过程的精度和效率”“训练具有不同预测时效的多个模型,减少迭代误差、节约推理时间”三点技术贡献。
 
  揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制
 
  我国科学家首次揭示了人类基因组序列中的内源性古病毒“复活”驱动衰老的机制,有望为衰老的科学评估,以及相关疾病的防治提供重要研究思路。相关团队在研究中发现,随着年龄增长,内源性逆转录病毒会逃离表观遗传监控而转录“复活”,其“复活”会进一步驱动衰老进程。并在此基础上以内源性逆转录病毒“复活”链条中的不同环节为靶标发展出多样化的衰老干预策略,可在一定程度上实现细胞、组织或机体衰老的延缓。
 
  发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制
 
  生物钟的准确性和稳定性与健康息息相关,节律如果发生异常,身体就可能出现各式各样的疾病。来自军事科学院军事医学研究院的研究团队发现,大脑视交叉上核(SCN)神经元的初级纤毛是调控机体节律的细胞器,揭示了“有形”生物钟的存在及其节律调控机制。该研究不仅加深了对生物钟本质的认识,也为节律紊乱相关疾病的治疗开辟了全新途径,对于机体快速适应各种复杂环境的研究提供了新思路。
 
  农作物耐盐碱机制解析及应用
 
  中科院遗传发育所谢旗研究员、中国农业大学于菲菲教授、华中农业大学欧阳亦聃教授等领衔的科研团队与多家单位合作,以耐盐碱作物高粱为材料,首次发现农作物耐碱基因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、谷子和玉米等耐盐碱作物种质产量,在改良盐碱地综合利用中具有重大应用前景。同时,该成果也是面向我国农业生产方面的重大需求,从基础研究着手解决实际问题的典型案例。
 
  新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵
 
  中国科学院遗传与发育生物学研究所与北京齐禾生科生物科技有限公司团队合作,首次运用人工智能辅助的结构预测,建立了蛋白聚类新方法,将基于结构分类的理念引入工具酶挖掘领域,并由此开发了系列具有重要应用价值的新型碱基编辑器和在细胞核和细胞器中均可实现精准碱基编辑的新型工具CyDENT,为我国在全球基因组编辑技术竞争中树立话语权。
 
  揭示人类细胞DNA复制起始新机制
 
  香港大学、香港科技大学、康奈尔大学、法国居里研究所教授组织的研究团队成功从HeLa细胞中纯化得到人内源MCM2-7 DH-DNA复合物,并解析出2.59埃高分辨率冷冻电镜结构,揭示了人细胞DNA复制起始新机制。 该项研究揭示的人源复制前始复合物(pre-RC)的蛋白结构和工作机制,为以MCM2-7复合体为靶点的无副作用抗癌药物开发提供了设计思路和重要的结构基础。
 
  “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子
 
  “拉索”首次精确测量高能光子爆发的完整过程,记录了万亿电子伏特伽马射线流量增强和衰减的整个阶段。“拉索”实现了其它实验没有达到的高能量波段光变过程的教科书式的完整观测,对理论模型的精确检验提供了实验基础。相关观测结果将会引发科学界对伽马射线暴能量注入、光子吸收、粒子加速等机制的深入探讨。
 
  玻色编码纠错延长量子比特寿命
 
  南方科技大学和深圳国际量子研究院团队联合福州大学、清华大学团队依据玻色编码量子纠错方案,开发了基于频率梳控制的低错误率宇称探测技术,大幅延长逻辑量子比特的相干寿命,超盈亏平衡点达16%,实现了量子纠错增益。该成果是通往容错量子计算道路上的一项重要成果。
 
  揭示光感受调节血糖代谢机制
 
  中国科学技术大学生命科学与医学部薛天教授研究团队发现了光直接通过激活视网膜上特殊的感光细胞,经视神经至下丘脑和延髓的系列神经核团传递信号,最终通过交感神经作用于外周的棕色脂肪组织,直接压抑了机体的血糖代谢能力。这项光调节血糖代谢的机制研究,提示现代人健康生活应关注光线环境的健康,针对夜间光污染造成的罹患代谢疾病风险提高,应考虑生活环境中夜间人造光线的波长、强度和暴露时长。同时,研究发现的感光细胞、神经环路和外周靶器官可为将来干预此过程提供潜在靶点。
 
  发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制
 
  厦门大学廖洪钢教授、孙世刚院士团队,与北京化工大学陈建峰院士团队和美国阿贡国家实验室徐桂良、Khalil Amine研究员团队合作,基于自主研发建立的高时空分辨电化学原位液相透射电子显微系统(EC-TEM)对锂硫电池界面反应过程进行了深入研究,首次揭示了锂硫电池电荷储存聚集反应新机制。
 
  (本文参考资料来源:科技日报、央视网、科技部生物中心、人民日报、BioArt、中国科学院、中国科学技术大学)
作者:小王
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