首次“双龙探极”圆满完成等

2020-06-16

发明与创新 2020年17期

关键词：研究

首次“双龙探极”圆满完成

4月23日，中国第36次南极科学考察队乘坐“雪龙”号和“雪龙2”号两艘极地科学考察船，返回位于上海浦东的中国极地考察国内基地码头，这标志着中国第36次南极科学考察首次“双龙探极”圆满完成。

中国第36次南极科学考察历时198天，两艘极地科学考察船行程共7万余海里。考察队圆满完成南极陆地科学考察、工程技术维护以及南极罗斯海、宇航员海、阿蒙森海等相关海域调查，共完成62项既定任务，取得丰硕成果。

肿瘤免疫治疗微环境有了“GPS地图”

近日，北京大学张泽民研究团队联合北京大学人民医院申占龙课题组等，在结直肠癌肿瘤微环境及靶向髓系免疫细胞治疗机理方面取得进展。

张泽民团队与合作者应用单细胞转录组技术对结直肠癌患者的肿瘤微环境，特别是浸润髓系细胞类群首次进行了系统性刻画，分析了肿瘤相关巨噬细胞和树突状细胞的类群特征、谱系发育及其与T细胞和其他细胞间相互作用的关系。

肿瘤微环境是免疫治疗的“战场”。目前，肿瘤免疫治疗的瓶颈是对影响“战场”中的具体细胞的角色认知欠缺。而对复杂的肿瘤微环境的深度解析，相当于给这个复杂的“战场”绘制了一个有指导价值的GPS地图，提供足够的科学指导，减少随机试错，从而更有效地找到合理化的治疗方案。

我国将建北半球最高巡天能力望远镜

中国科学技术大学和青海省海西蒙古族藏族自治州日前共同签署了关于“大视场巡天望远镜项目”合作协议。此举标志着大视场巡天望远镜（简称“WFST”）正式落地青海省海西州冷湖赛什腾山天文台址，也使该项目建设迈出关键一步。

WFST是中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台共建的“双一流”学科平台，建成后，WFST将成为北半球具备最高巡天能力的光学时域巡测设备，有望在时域天文、外太阳系天体搜寻和近场宇宙学等领域取得突破性原始创新成果。同时，巡天数据还可用于开展空间碎片监测，满足国家航天安全战略需求。

科学家绘出迄今最精确银河系结构图

4月21日，南京大学发布消息，著名杂志《科学美国人》近日刊登了由美国科学院院士M.里德和该校天文与空间科学学院郑兴武教授联合撰写的封面文章，总结了由他们及德国马普射电天文研究所K.门滕教授所领导的国际团队历经15年对银河系结构的研究成果。

该团队用甚长基线干涉技术精确测量位于银盘上近200个大质量恒星的距离和自行，得到银河系旋臂的结构、太阳系的位置以及它绕银河系中心旋转的速度，绘制出尺度为10万×10万光年的全新银河系结构图。该图是迄今最精确的银河系结构图。

新污水处理系统可有效去除有机污染物

香港大学研究团队研发了一种新型污水处理系统，能将污水的化学混凝强化初级沉淀（CEPS）与污泥酸化发酵串联在一起，有效去除有害污染物，回收有价值的资源，例如可用作肥料的磷和其他有机物质（碳纤维和挥发性有机酸）。

与传统的污水处理厂相比，将CEPS与污泥酸化发酵相结合的新型处理系统，可以更有效地去除污水中新兴有机污染物，从而减少它们对环境的影响。

此外，CEPS处理系统的成本不到生物污水处理（即活性污泥法）成本的一半，而CEPS污泥酸化发酵可通过从污泥中回收有机碳和磷来进一步降低处理成本，同时去除更多的污染物。

窗户和幕墙可利用太阳能发电

近日，南京大学现代工程与应用科学学院邓正涛教授团队在太阳能发电窗户研究领域获重要进展。团队采用一种新型的三苯基膦处理方法，制备了具有高光致发光量子效率、低重吸收、高稳定性的近红外发射铯铅碘量子点太阳能发电窗户原型器件。

课题组成员表示，在不久的将来，通过不断优化发光量子点材料，近乎透明的窗户和幕墙将成为高效太阳能发电装置，可在夏天为空调提供电力，在冬天给热水器供电。

世界各稻区水稻均有返祖现象

由浙江大学农业与生物技术学院樊龙江教授领导的国际研究团队对世界16个主要水稻生产国的稻区进行抽样，在对524份杂草稻的研究中发现，水稻在世界各稻区均存在返祖现象。

返祖现象也称“野化”或“去驯化”，是生物界经常发生的遗传现象。以栽培水稻为例，去驯化后成为杂草稻，呈现出籽实变小、红皮的特征，杂草稻适应环境后具有落粒特征，种子成熟即散落田间，之后在水稻耕作生长季节与栽培稻伴生。这种水稻作为稻田恶性杂草，影响水稻生长，被形象地称为“鬼稻”。研究结果表明，这是适者生存的自然选择。在水稻不断的改良中，水稻谷粒变大且不易脱落，便于收割增产提效。这一改良满足了人类需求却改变了水稻的生存法则——原有的繁衍生存机制被破坏。因此，杂草稻需要不断适应新的变化，让自己生存下来。

首个染色体级别山苍子基因组图谱构建成功

中国林业科学研究院日前在《自然·通讯》杂志在线发表重要成果：成功构建全球首个染色体级别的高质量山苍子基因组图谱，并基于此揭示樟科物种进化及其精油合成的分子机制。

2016年10月，中国林业科学研究院亚林所研究团队启动了山苍子基因组测序项目，经过3年多时间努力完成项目，获得了大小为1.37G、片段重叠群N50为607.34Kb的基因组。通过Hi-C技术，他们进一步将基因组锚定到24条染色体上，锚定率94.56%，获得质量优良的山苍子基因组图谱。

基因编辑技术“剪”出肉多个大黄颡鱼

近日，中国水产科学院珠江水产研究所李凯彬课题组与南京大学模式动物研究所赵庆顺课题组以及南京尧顺禹生物科技有限公司合作，采用第一代基因组编辑技术——锌指核酸酶技术，成功敲除了黄颡鱼的肌肉生长抑制素（下称“肌抑素”）基因，成功培育出生长快、肉质高、规格大的新品系黄颡鱼。这是国际上首次实现水产养殖鱼类的基因敲除。

肌抑素缺失鱼的性状可通过外观表型直接分辨。该新品系黄颡鱼的肌肉组织生长高效，至30日龄时就开始出现明显的双肌表型，表现为头部和背鳍之间形成两个明显突出的肌肉团，且随着日龄增长而变得更明显。在第80天和210天时，体重分别比同胞野生型的增大27%至37%。

首份月球地质综合图诞生

美国科学家近日发布了迄今首份月球地质综合图。他们表示，这份综合图有望帮助人类进一步了解离地球最近的太空邻居45亿年的沧桑历史，也能为未来的人类探月和登月任务提供参考。

来自美国地质勘探局、美国国家航空航天局和月球行星研究所的科学家携手合作，首次完整绘制出了这份整个月球表面的地质图并进行了统一分类。新月球图名为“月球统一地质图”，以1∶5 000 000的比例显示了月球的地质情况，是迄今月球表面地质情况的最终蓝图。

饮食减肥作用难持久

阿特金斯减肥法、素食减肥法、区域减肥法……哪种方法是你的选择？事实上，它们并没有太大区别。不论上述哪一种方法，都会帮你减掉一点体重，而其给血压和胆固醇带来的好处，都将在1年内消失。

加拿大麦克马斯特大学的Gordon Guyatt通过对14种流行的饮食减肥方法进行随机临床试验评估、比较，从而得出上述结论。

实验中所有的减肥饮食方案都能使体重相对减轻。开始节食6个月后，志愿者平均体重减轻了4公斤，同时血压和胆固醇也有所改善，其中有害的低密度脂蛋白水平降低，而有益的高密度脂蛋白增多。但在志愿者节食12个月后，上述效果基本消失。

人工智能追踪心脏血流

瑞士苏黎世联邦理工学院的Valery Vishnevskiy和同事开发了一种深度学习人工智能模型，可以在几秒之内对经过心脏的血流进行四维重建。

研究人员用11个扫描案例训练了一个神经网络，发现这个网络可以准确重建正常患者和血流异常患者的主动脉血流，且准确度与传统方法一致。该人工智能系统还能在20秒左右的时间里重建一次扫描，比目前尖端的传统方法快30倍，比之前的深度学习方法快4.2倍。

海平面仅用四百年上升十多米

近日，欧洲科学家团队报告称，全球海平面在不到400年的时间里明显上升了12米至14米，其原因是大约14 650年前，欧亚冰盖局部发生崩塌所导致。

过去有一种观点认为，大部分的欧亚冰盖很早就融化了，没有影响到大约14 600年前的海平面快速上升——这又被称为“融水脉冲1A”事件，与一段气候急剧变暖期重合。

鉴于此，挪威卑尔根大学研究人员祖·布兰德里恩及其同事根据挪威海沉积物核心的测年时间，分析了这些事件的发生时间。详细的测年分析显示，欧亚冰盖的局部融化体量与现代西南极冰盖相当，与“融水脉冲1A”事件的发生时间有重合，而且欧亚冰盖崩塌速度极快，时间不超过500年。

研究团队认为，欧亚冰盖融化时间早于此前预期，其或对全球海平面快速上升12米至14米的贡献率达20%至60%。

先驱人首次“走进”人类演化图谱

丹麦哥本哈根大学研究人员弗里达·威尔克、恩里克·卡佩林尼及他们的同事，从来自西班牙阿塔普埃尔卡的先驱人（94.9万—77.2万年前）和格鲁吉亚德马尼西的直立人（约177万年前）的臼齿牙釉质中，获得了一些蛋白质。他们对这些百万年前的来自先驱人的古蛋白序列进行了详细的系统发育分析，确定先驱人是后来的中晚更新世古人类（如现代人类）的一个关系紧密的姐妹谱系。因此，研究团队认为，尼安德特人头骨的形状代表了一种衍生型而非原始型。

研究认为，先驱人与智人、尼安德特人和丹尼索瓦人最后的共同祖先关系紧密，而以上研究结果为认识先驱人和其他古人类的演化关系提供了新见解。

新可视化平台可分析新冠病毒遗传密码

澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）研究人员开发出一种新型可视化平台，可分析新冠病毒的遗传密码。最新研究将有助于科学家们更好地了解病毒株如何进化，并帮助鉴定出新病毒簇。

该研究第一作者、CSIRO生物信息学团队负责人丹尼斯·鲍尔博士表示，随着新冠病毒不断进化，其遗传密码的重要性与日俱增，因为它与病毒的行为与可能导致的疾病息息相关，分析全球科学家已公开的新冠病毒基因组序列将有助于加快人类对这种复杂疾病的了解。鉴于此，他们开发出这款新颖的可视化平台。该平台以用于分析人类基因组的生物信息学算法为基础，可查明新冠病毒数千种基因序列之间的差异。

极端降雨或可诱发火山喷发

美国科学家团队在一项最新地球科学研究中称，极端降雨会激活深层岩浆运动，发生在2018年的基拉韦厄火山喷发可能就是由极端降雨触发的。这一发现表明在评估火山灾害时，应将降雨纳入考量范围。

美国迈阿密大学研究人员杰米·法昆哈森和法尔克·阿梅朗考察了降雨对2018年基拉韦厄火山喷发的影响。在火山喷发前，夏威夷有多个月份出现异常多的降雨。研究团队表明，雨水渗进火山地表下，使孔隙压力在火山喷发前夕和喷发期间上升到近50年最高水平。

研究人员认为，正是以上过程削弱了火山的结构，使岩浆得以进入，进而引起火山喷发。他们对基拉韦厄火山的历史喷发情况做了统计分析，发现从1790年开始，将近60%的喷发发生在雨季，不过喷发时间比旱季短。这表明降雨和基拉韦厄火山历史上的喷发存在关联。

南极洲发现首个现存蛙类化石

近日，欧洲科学家团队报告在南极洲发现首个现存蛙类的化石，新发现的化石属于“头盔蛙”科，这一发现进一步证明了南极半岛在与南部超大陆（冈瓦纳大陆）分离之前拥有暖温带气候。

瑞典自然历史博物馆研究人员托马斯·摩尔斯及其同事，在2011年至2013年间前往南极半岛西摩岛探险，其间发现了一个髋骨和有纹饰颅骨的化石残骸。这些化石样本大概有4000万年的历史，来自始新世，全都属于智利蟾科，也被称为“头盔蛙”。此前，人类尚未在南极洲发现过属于现存科的冷血两栖动物或爬行动物的痕迹。