2014：《nature》《Science》的中国声音(四)

本刊记者：薛小迪

《nature》和《Science》杂志是世界上久负盛名和极具权威的综合性自然科学期刊，其刊载的内容经常被世界各地新闻媒体作为最新科学信息的最可靠来源而被广泛传播。根据汤森路透2015年6月18发布的《SCI期刊分析报告》，《nature》、《Science》杂志的影响因子分别达到41.456和33.611，在综合类自然科学期刊里仍居伯仲之位。近年来，随着我国科研投入持续增加，我国科学家在两个刊物上发表的科研成果也呈井喷之势。2013年我国科学家在《nature》上发表的研究性论文27篇，在《Science》上发表的研究性论文为31篇，而2014年，这两个数字几乎翻倍，分别为52和42篇。就论文涉及的领域而言，生命科学、医学、化学、材料科学、地球与环境科学等仍然是热门，就论文产出机构来看，中国科学院、北京大学和清华大学仍是前三强。在接下来的几期，本栏目将持续为读者呈现2014年度在《nature》、《Science》上发表原创论文的优秀科学家及其在这两个刊物上发表的文章简介，以彰他们为我国科研做出的贡献。

《nature》的中国声音：

周鸣飞

王冠军

李隽

周鸣飞、王冠军、李隽

周鸣飞，复旦大学化学系教授、博士生导师，研究兴趣：化学反应动力学、分子光谱、团簇化学。

王冠军，复旦大学化学系副教授，研究兴趣：质谱-光谱联用仪器研制，用质谱-红外光谱联用仪器研究团簇离子的结构和性质。

李隽，清华大学化学系教授、博士生导师，从事计算化学、量子化学、理论无机化学、重元素化学和计算材料化学等领域的研究工作。

10月23日刊发的《Identification of an iridium-containing compound with a formal oxidation state of IX》一文，是多国合作成果，周鸣飞为通讯作者之一，研究采用脉冲激光溅射-超声分子束载带技术，在气相条件下制备了四氧化铱离子，并采用串级飞行时间质谱-红外光解离光谱技术成功获得了气相四氧化铱离子的红外振动光谱，首次证实了气相四氧化铱离子具有正四面体结构，其中的铱处于IX价态，从而在实验上确定了IX价态化合物的存在。

施勇

施勇，南京大学天文与空间科学学院教授、博士生导师，研究领域：活动星系核、星系形成和演化、恒星形成。

10月16日刊发的《Inefficient star formation in extremely metal poor galaxies》一文，是施勇教授领衔的国际团队合作结果，该论文成果暗示了130亿年前宇宙原初气体可能无法有效地形成新恒星，早期宇宙里恒星的诞生比今天的恒星要难得多，这一结论对探索天体的起源具有极为重要的科学价值和深远的意义。

张福锁、陈新平、崔振岭

张福锁，中国农业大学资源与环境学院教授，研究领域：植物营养。

陈新平，中国农业大学资源与环境学院教授、博士生导师，擅长我国主要农作物养分资源综合管理的理论与技术。

崔振岭，中国农业大学资源与环境学院副教授，研究方向：植物营养与环境。

9月4日刊发的《Producing more grain with lower environmental costs》一文，是由我国多个单位的33名研究人员合作完成的，其中，陈新平、崔振岭为共同第一作者，张福锁为通讯作者。研究者通过大量田间试验数据，基于作物生态生理学、植物营养学和土壤生物地球化学原理，建立了土壤-作物系统综合管理的理论与技术，探索如何在持续增加作物产量的同时保障生态环境。中国农业科学院、中国科学院南京土壤研究所、河北农业大学，山东农业大学等其他17个单位也对该研究做出了贡献。

毕顺东、王元青

毕顺东，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员，研究领域：哺乳动物进化与环境演变。

王元青，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员。

10月30日刊登的《Three new Jurassic euharamiyidan species reinforce early divergence of mammals》这篇论文，是中美研究者合作成果，毕顺东、王元青研究员参与其中，该文报道了在中国发现的、年代为一亿六千万年前的6件相当完整的哺乳动物化石；并命名了神兽、仙兽两个新属的三个新种，分别是陆氏神兽、玲珑仙兽和宋氏仙兽，这些属种都属于已经绝灭的“贼兽目”，一个特别的、迄今为止所知甚少的中生代哺乳动物类群。北京自然历史博物馆的Guan Jian以及辽宁古生物博物馆的Sheng Xia也参与了该研究。

鲁巍

鲁巍，清华大学工程物理系教授，在尾波加速领域有突出贡献。

11月6日刊发的《High-efficiency acceleration of an electron beam in a plasma wakefield accelerator》这篇论文，首次在实验上证实了鲁巍教授等人关于高效率、低能散尾波加速可行性的理论预言，是尾波加速研究一个新的重要里程碑。鲁巍教授对该实验的物理设计提供了系统的理论指导，并参与了实验数据的采集与分析。

彭笑刚、金一政

彭笑刚，浙江大学化学系教授、博士生导师。

金一政，浙江大学高新材料化学中心研究员。

刊登于10月6日的《Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots》这篇论文，是彭笑刚课题组和金一政课题组的研究成果，他们基于溶液法处理的量子点与发光体结构设备，通过在LED中插入一层绝缘层来平衡电荷防止性能降低，从而达到20.5%的外发光效率，超越之前报道过的世界纪录，可以达到10万小时的峰值亮度。这款设备是迄今为止溶液处理的红色LED中表现最好的，这种低成本大规模生产出来的QLED，有望成为下一代显示和照明技术的理想选择。

Chen Liang-An

Chen Liang-An：厦门大学化学化工学院

10月6日刊发的《Asymmetric photoredox transition-metal catalysis activated by visible light》这篇论文，Chen Liang-An参与其中，研究发现，一种手性铱络合物能充当“光氧化还原”催化的敏化剂，同时还能为2-acyl imidazoles的对映选择性烷基化反应提供有效非对称诱导，这种新的非对称“光氧化还原”催化剂，为非外消旋手性分子的“绿色”合成提供了新机会。

王艳丽、魏志毅

王艳丽，中国科学院生物物理所研究员、博士生导师，主要研究方向集中在RNA干扰相关蛋白的结构与功能研究。

魏志毅，南方科技大学生物系副教授，研究领域包括神经发育的分子机制、细胞膜功能区的组装机制、细胞内物质运输的分子机制。

11月6日刊发的《Crystal structure of the RNA-guided immune surveillance Cascade complex in Escherichia coli》这篇论文，王艳丽研究员和魏志毅副教授为共同通讯作者。研究者报告称获得了分辨率达到3.05A、分子量为405kD的大肠杆菌Cascade复合物的晶体结构，揭示出了超越早先低分辨率低温电子显微镜结构的分子细节，为Cascade如何发挥功能提供了重要依据。

余金权、戴辉雄

余金权，中国科学院上海有机化学研究所研究员，研究领域：C-H键活化研究, 绿色有机反应研究，药物和天然产物合成研究。

戴辉雄，中国科学院上海有机化学研究所副研究员，研究方向：过渡金属催化的碳氢键活化反应的研究及其应用。

11月20刊发的《Overcoming the limitations of directed C–H functionalizations of heterocycles》这篇论文，余金权研究员和戴辉雄副研究员为共同通讯作者，他们以N-甲氧基甲酰胺为导向基团，采用零价钯作为催化剂，通过最为绿色环保的空气为氧化剂，现场生成具有催化活性的二价钯物种，实现了杂环化合物碳—氢键官能团化新突破。该研究打破了碳—氢键活化中传统的选择性规律，有望在药物分子多样性合成及修饰方面实现应用。

刘征宇

刘征宇，北京大学物理学院大气与海洋科学系教授、“千人计划”学者。研究方向包括：海洋环流动力学、气候动力学、古气候模拟、海-陆-气相互作用以及地球气候系统模拟。

11月27日刊发的《Evolution and forcing mechanisms of El Niňo over the past 21,000 years》的这篇论文，是中美合作成果，刘征宇教授为论文通讯作者。研究通过一系列气候模拟显示，自“末次盛冰期”以来，与古气候数据解读结果相一致的是，轨道变化倾向于加强ENSO。海洋环流的变化、增加的二氧化碳浓度和退却的冰层都对ENSO产生了影响，但却是在不同时间，有时还是在相互抵消的方向上产生影响的。

曹晓风

曹晓风，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、博士生导师，研究方向：DNA及组蛋白甲基化和小分子RNA调控机理。

11月27日刊发的《Epigenetic reprogramming that prevents transgenerational inheritance of the vernalized state》一文，曹晓风研究员参与其中，该研究发现，十字形结构域蛋白ELF6的一个次形态突变，会影响生殖细胞里的FLC再活化，导致后代遗传到了部分春化状态。ELF6有H3K27me3去甲基化酶活性，而突变会减弱这种酶的活性；突变植物的下一代与野生型相比，FLC的H3K27me3水平更高，FLC的表达更低。

袁训来、周传明

袁训来，中国科学院南京地质古生物研究所研究员，研究领域：多细胞生物起源和早期演化。

周传明，中国科学院南京地质古生物研究所研究员、博士生导师。研究领域：埃迪卡拉纪古生物学和综合地层学、沉积学、沉积地球化学以及新元古代冰期事件。

12月11日刊发的《Cell differentiation and germ–soma separation in Ediacaran animal embryo-like fossils》一文中，袁训来研究员为论文通讯作者之一，周传明研究员参与其中。在该篇论文中，研究人员通过对近千余片薄片观察，发现了数百余枚保存了内部微细结构的动物胚胎状化石。这些化石内部不仅具有以前报道的内部细胞分裂特征，内部细胞从1个至2n的球体都有发现，而且更重要的是，发现了以前从未见过的内部细胞具有分化的特点。

邓李才、李程远

邓李才，中国科学院国家天文台研究员，研究领域：恒星演化、星团、星族合成、银河系结构。

李程远，中国科学院国家天文台和北京大学天文学系联合培养的博士研究生，研究范围为星团以及星系的动力学过程。

12月28日刊发的《The exclusion of a significant range of ages in a massive star cluster》一文，邓李才研究员参与其中，李程远为论文通讯作者。研究者对星团NGC1651的分析发现，尽管和其它星团一样，它的主序转折区域看起来貌似存在很大的年龄弥散（约4.5亿年），它的亚巨星支却十分狭窄，这标志着它根本没有任何年龄弥散：如果星团是由年龄连续分布的星族组成，这些恒星应该同时分布在一个展宽的亚巨星支上，令人惊讶的是，分析这些亚巨星分支的宽度表明，它们的年龄弥散最多不会超过8000万年。

《Science》的中国声音：

陈仙辉

陈仙辉，长江学者、中国科学技术大学物理系教授。主要从事超导物理、强关联电子体系、拓扑材料和热点材料等方面的研究。

12月5日刊发的《Two-dimensional Fermi surfaces in Kondo insulator SmB6》一文，是中美研究者合作的成果，陈仙辉是合作者之一。研究者在超强磁场下成功观测到近藤绝缘体SmB6单晶样品的磁化率量子振荡（即德哈斯-范阿尔芬效应），证明了SmB6当中存在对应于不同晶面的多个二维电子态，并进一步证明这些来自表面态的振荡信号具有非零贝里曲率，从而为SmB6是三维拓扑绝缘体的理论假设提供了有力实验证据。

刘征宇

刘征宇，北京大学物理学院大气与海洋科学系教授、“千人计划”学者。研究方向包括：海洋环流动力学、气候动力学、古气候模拟、海-陆-气相互作用以及地球气候系统模拟。

12月5日刊发的《Coherent changes of southeastern equatorial and northern African rainfall during the last deglaciation》一文，刘征宇参与其中，该研究披露，大气温室气体水平的增加促成了约1万4700年前在非洲赤道地区的一个湿润期。研究者建立了古气候模型，帮助解释为什么非洲在那时突然进入一个湿润期，而且认为，随着全球温室气体浓度的上升，某些当今的非洲国家将来会变得更为湿润。

杨维慎、李砚硕

杨维慎，中国科学院大连化学物理研究所研究员、博士生导师，主要研究方向：膜催化、催化、膜分离。

李砚硕，中国科学院大连化学物理研究所研究员，从事无机分离膜在可再生能源中的应用以及微波合成技术用于先进材料合成的相关研究。

12月12日，杨维慎研究员和李砚硕研究员带领的研究团队发表了题为《Metal-organic framework nanosheets as building blocks for molecular sieve membranes》的研究成果。该团队在国际上首次成功地将二维金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks, MOFs）开层获得了单分子层厚度的分子筛纳米片。在此基础上，通过热组装方法得到厚度<5nm的超薄分子筛膜。该分子筛膜可以快速而精确地筛分尺寸差异仅为0.04纳米的氢气和二氧化碳分子，从而将后者有效截留。该纳米片分子筛膜的渗透通量和分离选择性远远超过了文献报道的氢气/二氧化碳分离膜，是文献显示唯一能达到二氧化碳燃烧前捕获应用要求的膜材料。

干林

干林，清华大学深圳研究生院副教授，主要从事电子显微学、能源与环境材料及相关交叉领域研究。

12月19日刊发的《Element-specific anisotropic growth of shaped platinum alloy nanocrystals》这一研究，是中德合作成果，干林为第一作者。研究者利用球差矫正高分辨扫描透射电子显微镜和电子能量损失谱谱学成像技术发现，铂镍纳米八面体的生长呈现出阶段式的各向异性生长模式：铂首先沿<100>方向快速生长成一种分叉结构的六足体，镍(或钴)随后缓慢地沉积在具有原子台阶的凹形{111}面上，当形成平整的八面体表面后纳米晶的生长自动停止，最终形成了铂富集于棱和角、镍(钴)富集于面心的纳米八面体。这种新颖的生长模式不仅在几何上、也在成分上表现出高度的各向异性。

张国捷、李宁、詹祥江

张国捷，深圳华大基因研究院比较基因组研究中心负责人，在动物遗传学和比较基因组学研究上做出突出贡献。

李宁，中国农业大学教授、博士生导师。在畜禽功能基因挖掘与分子育种领域和牛体细胞克隆和转基因体细胞克隆领域取得丰富成果。

詹祥江：中国科学院动物研究所种群和进化遗传学研究组组长，研究领域: 濒危鸟类种群遗传学、极端环境物种进化遗传学。

由国内多所科研机构联合多国研究者共同完成的一项国际大型基因组研究项目于12月12日这期的《nature》上，连发8篇研究成果。其中6篇有中方支持或参与，分别为《Comparative genomics reveals insights into avian genome evolution and adaptation》、《Complex evolutionary trajectories of sex chromosomes across bird taxa》、《Whole-genome analyses resolve early branches in the tree of life of modern birds》、《Three crocodilian genomes reveal ancestral patterns of evolution among archosaurs》、《Evidence for a single loss of mineralized teeth in the common avian ancestor》、《Convergent transcriptional specializations in the brains of humansand song-learning birds》。这一项目历时四年多，完成了45种鸟类的基因组测序，并由此构建了迄今为止最完备的鸟类进化树，来自华大基因深圳研究院的张国捷博士为中方领头人，参与此6项研究。《Comparative genomics reveals insights into avian genome evolution and adaptation》这篇旗舰论文，由来自华大基因的张国捷等多名研究者、中国科学院动物研究所的詹祥江等多名研究者、中国农业大学的李宁教授以及武汉大学、华南理工大学、西安交通大学的研究者与国外研究者合作完成，研究者比较分析了48个鸟类基因组，其中包括研究人员最新完成的基因组序列：乌鸦、鸭、鸽子、隼、啄木鸟、鹰和鸵鸟等，这一发现将有助于揭示为什么鸟类基因组总体上比哺乳动物基因组要小约70%，而且研究人员还指出了保留达1亿年以上的鸟类基因组的特别区域，以及在这一过程中某些鸟类特征的趋同演化。在《Complex evolutionary trajectories of sex chromosomes across bird taxa》这篇论文中，研究者通过对不同进化水平的17种鸟类基因组，以及性相关染色体（W染色体）的分析，尤其是PARs区域，进而了解鸟类性相关染色体的复杂进化轨迹，以及不同鸟类在PARs区域基因构成的分化程度。

后记：

至此，2014年度《nature》、《Science》的中国声音已刊登完毕，感谢我国科研工作者做出的杰出贡献，尤其值得一提的是，施一公教授、刘征宇教授、张国捷研究员、王俊研究员等，他们一年内发表多篇两期刊的文章，可谓硕果累累。另外，本栏目刊登的中国科学家，为隶属大陆科研机构的科学家，不含客座或兼职教授，如有疏漏，欢迎读者朋友们及时反馈。