日報記者(zhe) 崔興(xing)毅(yi)

　　國家自然科學基金委員會2月29日發布2023年度“中國科學十大進展”。年度本年度“中國科學十大進展”主要分布在生命科學和醫學、中國展發證創人工智能、科學量子、大進天文、新動化學能源等領域，力勃快3百姓彩票分(fen)別為(wei)：人工智(zhi)能大(da)(da)(da)模型為(wei)精準天氣預報帶(dai)來新突破、發(fa)奔揭(jie)(jie)示人類(lei)基因組暗物(wu)質驅動(dong)(dong)衰(shuai)老的年度(du)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)、發(fa)現(xian)大(da)(da)(da)腦“有形”生物(wu)鐘的中國(guo)展(zhan)發(fa)證(zheng)創存在(zai)及其節(jie)律調(diao)控機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)、農作(zuo)物(wu)耐鹽堿機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)解(jie)析及應(ying)用(yong)、科學新方法實現(xian)單堿基到超大(da)(da)(da)片段DNA精準操縱、大(da)(da)(da)進揭(jie)(jie)示人類(lei)細胞DNA復制(zhi)(zhi)起(qi)始新機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)、新動(dong)(dong)“拉索”發(fa)現(xian)史上最亮伽(jia)馬(ma)暴的力勃極窄噴流和(he)十(shi)萬億電(dian)子(zi)伏特光(guang)子(zi)、玻色編碼糾錯延長量子(zi)比(bi)特壽命(ming)、發(fa)奔揭(jie)(jie)示光(guang)感受調(diao)節(jie)血(xue)糖代謝(xie)機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)、年度(du)發(fa)現(xian)鋰(li)硫電(dian)池界面電(dian)荷存儲聚集反應(ying)新機(ji)(ji)制(zhi)(zhi)。

　　此項(xiang)年度評選(xuan)活動(dong)自2005年啟動(dong)以來，已(yi)成(cheng)功舉辦19屆。2023年度“中(zhong)國科(ke)(ke)學(xue)(xue)十大進展(zhan)”是由相關學(xue)(xue)科(ke)(ke)領(ling)域專家先從600多項(xiang)科(ke)(ke)學(xue)(xue)研究成(cheng)果中(zhong)遴選(xuan)出30項(xiang)成(cheng)果，在(zai)此基礎上評選(xuan)出的10項(xiang)重大科(ke)(ke)學(xue)(xue)研究成(cheng)果。

在2023世界人(ren)工智能大會上，人(ren)們觀(guan)看華為云盤古(gu)氣象大模型。新華社記者?王翔攝

在科技展會上，人工智能技術總是(shi)很吸(xi)睛。新華(hua)社記者?張建(jian)松攝(she)

鹽堿地上的高標準(zhun)農田?新華社記(ji)者(zhe)?楊世堯攝

　　①?人工智能大模型為精準天氣預報帶來新突破

　　天氣預報是國家重大戰略需求，也是國際科學前沿問題。20世紀后半葉，氣象學家們建立起基于大氣動力學的偏微分方程系統，并利用超級計算機進行數值模擬，進而預測未來天氣。過去10年間，這類方法遇到不小的百姓彩票大廳瓶頸(jing)，主要(yao)體現在兩個方面：一是(shi)精(jing)度提(ti)升較慢(man)，二是(shi)算力消(xiao)耗極大。

　　華為云計算技術有限公司田(tian)奇團隊在天氣(qi)預報(bao)領域取得(de)新突破。基(ji)于(yu)人(ren)工(gong)智能方(fang)法，他們構(gou)(gou)建了一個(ge)三(san)維深(shen)度神經網絡模(mo)(mo)型，稱為盤古氣(qi)象大(da)模(mo)(mo)型。其主(zhu)要技術貢獻有三(san)個(ge)方(fang)面：一是(shi)采(cai)(cai)用(yong)三(san)維神經網絡結構(gou)(gou)，更好(hao)地建模(mo)(mo)復雜的氣(qi)象過(guo)程(cheng)(cheng)；二(er)是(shi)采(cai)(cai)用(yong)地球(qiu)位置編碼技術，提(ti)升(sheng)訓(xun)練(lian)過(guo)程(cheng)(cheng)的精度和效率；三(san)是(shi)訓(xun)練(lian)具有不同預測時(shi)效的多個(ge)模(mo)(mo)型，減少迭代(dai)誤差(cha)、節約推理(li)時(shi)間。

　　盤古氣象(xiang)大模型在(zai)某些氣象(xiang)要素的(de)預(yu)報精度(du)上(shang)(shang)超越(yue)了傳統(tong)數值方法，且推理效率提高(gao)了上(shang)(shang)萬倍。在(zai)全球(qiu)高(gao)分辨率再分析數據上(shang)(shang)，盤古氣象(xiang)大模型在(zai)溫度(du)、氣壓、濕度(du)、風速等重要天氣要素上(shang)(shang)，都取(qu)得了更準確(que)的(de)預(yu)測(ce)結果(guo)，將全球(qiu)最先進(jin)的(de)歐洲氣象(xiang)中心集成(cheng)預(yu)報系(xi)統(tong)的(de)預(yu)報時效提高(gao)了0.6天左(zuo)右。

　　盤(pan)古氣(qi)象(xiang)大模(mo)(mo)型還可用于(yu)極(ji)端天(tian)氣(qi)預(yu)報。在(zai)2018年(nian)的88個(ge)命名臺風(feng)上，盤(pan)古氣(qi)象(xiang)大模(mo)(mo)型對(dui)于(yu)臺風(feng)眼位置(zhi)的3天(tian)和5天(tian)預(yu)測(ce)的絕(jue)對(dui)誤差，比歐(ou)洲(zhou)氣(qi)象(xiang)中心的預(yu)報系統(tong)降低了25%以上。在(zai)2023年(nian)汛期，盤(pan)古氣(qi)象(xiang)大模(mo)(mo)型成功預(yu)測(ce)了杜蘇(su)芮、蘇(su)拉等影響我國的強(qiang)臺風(feng)路徑。

　　這(zhe)項工(gong)作有(you)助于我(wo)國構建自主可控的天(tian)氣(qi)預(yu)報體系，在社會生(sheng)產、人(ren)民生(sheng)活、防(fang)災(zai)減災(zai)等方面具有(you)重要意義(yi)。

　　②?揭示人類基因組暗物質驅動衰老的機制

　　人類基因組，被譽為生命的“密碼本”，不僅控制著我們的身體機能，還與健康和疾病緊密相連。在這個復雜的遺傳藍圖中，“暗物質”——非編碼序列占據了驚人的百姓彩票官網登錄98%，其中有約8%是內(nei)源性逆轉錄病(bing)毒(du)元件，它(ta)是數百(bai)萬年前(qian)古病(bing)毒(du)入侵并整(zheng)合(he)到(dao)人(ren)類(lei)基因組中的殘留物(wu)，通常情況下(xia)處于沉默狀(zhuang)態(tai)。然而(er)，隨(sui)著年齡的增(zeng)長，這些沉睡的古病(bing)毒(du)“化石(shi)”的封印(yin)是否會被(bei)揭開，進(jin)而(er)加速我們身(shen)體(ti)的衰老(lao)進(jin)程尚不可知。

　　針對(dui)這一(yi)問題，中國科(ke)學(xue)院(yuan)動(dong)物研究所劉光慧研究員帶(dai)領(ling)研究團隊，通(tong)過(guo)(guo)搭建(jian)生理性(xing)(xing)和病(bing)(bing)理性(xing)(xing)衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)研究體(ti)系，結合(he)高通(tong)量、高靈敏性(xing)(xing)和多維度的(de)(de)(de)多學(xue)科(ke)交叉技術(shu)，揭(jie)示在衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)過(guo)(guo)程(cheng)中，表觀遺(yi)傳(chuan)(chuan)“封印”的(de)(de)(de)松動(dong)將導致原本沉寂的(de)(de)(de)古(gu)(gu)病(bing)(bing)毒元件(jian)被重新激(ji)活(huo)，并進一(yi)步驅動(dong)衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)的(de)(de)(de)“程(cheng)序化”和“傳(chuan)(chuan)染(ran)性(xing)(xing)”。一(yi)方面，衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)細(xi)(xi)胞(bao)中的(de)(de)(de)古(gu)(gu)病(bing)(bing)毒反(fan)轉錄產(chan)物可通(tong)過(guo)(guo)激(ji)活(huo)天然免疫通(tong)路繼而引(yin)發細(xi)(xi)胞(bao)衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)和慢性(xing)(xing)炎(yan)癥；另(ling)一(yi)方面，衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)細(xi)(xi)胞(bao)釋放的(de)(de)(de)病(bing)(bing)毒顆粒可在細(xi)(xi)胞(bao)間(jian)傳(chuan)(chuan)遞衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)信號，讓被“感染(ran)”的(de)(de)(de)年輕細(xi)(xi)胞(bao)加速衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)。進一(yi)步，研究人員針對(dui)古(gu)(gu)病(bing)(bing)毒生命周期的(de)(de)(de)不同(tong)階段，開(kai)發了可有效抑制古(gu)(gu)病(bing)(bing)毒“復活(huo)”及清除古(gu)(gu)病(bing)(bing)毒顆粒的(de)(de)(de)方法，從而延(yan)緩(huan)甚至(zhi)逆(ni)轉了細(xi)(xi)胞(bao)、器官乃至(zhi)機(ji)體(ti)的(de)(de)(de)衰(shuai)(shuai)(shuai)老(lao)進程(cheng)。

　　這項工作(zuo)提出了(le)古病(bing)毒的(de)(de)“復活”驅動衰老(lao)(lao)(lao)及相關(guan)疾病(bing)的(de)(de)新理(li)論，為理(li)解(jie)衰老(lao)(lao)(lao)的(de)(de)內在機(ji)制(zhi)和發展衰老(lao)(lao)(lao)干預(yu)策略提供了(le)新依據(ju)，為科學(xue)評估和預(yu)警衰老(lao)(lao)(lao)、防治衰老(lao)(lao)(lao)相關(guan)疾病(bing)以及積(ji)極(ji)應對(dui)人(ren)口(kou)老(lao)(lao)(lao)齡化(hua)提供新思路(lu)。

　　③?發現大腦“有形”生物鐘的存在及其節律調控機制

　　晝(zhou)夜節(jie)律(lv)，俗(su)稱(cheng)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)鐘(zhong)，是生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)為(wei)了適應地球自轉產生(sheng)(sheng)的(de)晝(zhou)夜更(geng)替而形成的(de)一種(zhong)節(jie)律(lv)性的(de)生(sheng)(sheng)命活動(dong)規律(lv)。這種(zhong)規律(lv)普遍存在于人類、動(dong)物(wu)(wu)(wu)、植(zhi)物(wu)(wu)(wu)甚至是微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體內。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)鐘(zhong)的(de)準確性和穩定性與健康息息相關。節(jie)律(lv)如果發(fa)生(sheng)(sheng)失常，可(ke)引起睡(shui)眠障礙、代謝紊亂(luan)、免(mian)疫力下降，嚴重時可(ke)導致(zhi)腫瘤、糖尿病、精(jing)神(shen)異常等(deng)重大疾病的(de)發(fa)生(sheng)(sheng)。隨著社會競爭和工作(zuo)壓力與日(ri)俱(ju)增，全球大約1/3的(de)人存在節(jie)律(lv)紊亂(luan)問題，表現為(wei)睡(shui)眠障礙等(deng)癥(zheng)狀。由于缺(que)乏對(dui)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)節(jie)律(lv)調節(jie)機制(zhi)的(de)認識，當(dang)前國際(ji)上尚未能研究出基于生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)節(jie)律(lv)的(de)有效(xiao)治療藥物(wu)(wu)(wu)。

　　大(da)腦(nao)的視(shi)交(jiao)叉上核（SCN）是生物鐘的指揮中樞，協調(diao)外周器官的生物鐘，調(diao)控多(duo)種生理功(gong)能，包括免疫力、體(ti)溫、血壓、食欲等(deng)。然而，SCN如何維(wei)持機體(ti)內部節律穩(wen)定性，從而抵御外界環(huan)境的干擾，尚(shang)不(bu)清楚。

　　軍事醫學(xue)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)/南湖(hu)實(shi)驗室(shi)李慧艷研(yan)(yan)究(jiu)員(yuan)和(he)張學(xue)敏研(yan)(yan)究(jiu)員(yuan)通(tong)(tong)過合作研(yan)(yan)究(jiu)發現了大腦“有形(xing)”生(sheng)物(wu)鐘的存在。他們發現大腦生(sheng)物(wu)鐘中樞SCN神經(jing)元(yuan)長(chang)有“天線”樣(yang)的初(chu)級纖毛，每(mei)24小時伸縮一次，如(ru)同(tong)生(sheng)物(wu)鐘的指針(zhen)，通(tong)(tong)過它(ta)可實(shi)現對(dui)機體生(sheng)物(wu)鐘的調控(kong)。

　　大(da)腦(nao)SCN區域具有大(da)約2萬(wan)個(ge)神經元。神奇的是(shi)，這2萬(wan)個(ge)神經元始終保(bao)持著“同頻共振(zhen)”，維系(xi)著生物鐘的穩定性，但(dan)機(ji)理始終是(shi)個(ge)謎(mi)團。他們(men)發(fa)現初級(ji)纖(xian)毛可能(neng)通過調控SCN區神經元的“同頻共振(zhen)”調節(jie)節(jie)律，其機(ji)制(zhi)與Shh信號(hao)通路密(mi)切相關。

　　這一“有形(xing)”生物鐘(zhong)的(de)發現，對于理(li)解生物鐘(zhong)的(de)構造以及分(fen)子層面(mian)與(yu)細胞層面(mian)生物鐘(zhong)的(de)聯系具(ju)有重要意(yi)義(yi)，為節律調控新藥研發開辟了新的(de)路徑。

　　④?農作物耐鹽堿機制解析及應用

　　我國(guo)有(you)(you)15億畝鹽(yan)堿(jian)地(di)未被有(you)(you)效(xiao)利用，通過培育(yu)耐(nai)鹽(yan)堿(jian)農作物，可提高(gao)鹽(yan)漬(zi)化土地(di)產(chan)能，將為(wei)我國(guo)糧食安全提供有(you)(you)效(xiao)保(bao)障。鹽(yan)漬(zi)化土地(di)分為(wei)中(zhong)性鹽(yan)地(di)（富(fu)含(han)(han)氯化鈉和(he)硫酸鈉，約占40%）和(he)蘇打鹽(yan)堿(jian)地(di)（富(fu)含(han)(han)碳酸鈉和(he)碳酸氫(qing)鈉，約占60%）。盡管學(xue)(xue)術(shu)界對于植物耐(nai)鹽(yan)性有(you)(you)較深(shen)入認(ren)知，但對植物耐(nai)堿(jian)脅迫(po)的認(ren)識(shi)嚴重不足，這(zhe)阻礙了耐(nai)鹽(yan)堿(jian)作物的培育(yu)。中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)院遺傳與發育(yu)生物學(xue)(xue)研(yan)(yan)究所謝(xie)旗(qi)領銜(xian)的8家單(dan)位科(ke)研(yan)(yan)團隊聯(lian)合攻(gong)關，在糧食作物耐(nai)鹽(yan)堿(jian)領域取得重要突破。

　　通過對耐鹽(yan)堿差(cha)異大的(de)高粱資源全(quan)基(ji)(ji)因組大數據(ju)進行(xing)關(guan)聯(lian)分析，發(fa)現一個主效耐堿相關(guan)基(ji)(ji)因AT1，編碼G蛋白(bai)亞(ya)基(ji)(ji)。該研究(jiu)不(bu)僅揭(jie)示了經典細胞信號通路中(zhong)“明星”蛋白(bai)的(de)新功能，還率先揭(jie)示了真核生物水(shui)通道蛋白(bai)可在(zai)鹽(yan)堿脅迫(po)下外排過氧化(hua)氫，從而緩解堿脅迫(po)對植(zhi)物的(de)危害。不(bu)同的(de)AT1基(ji)(ji)因突(tu)變型在(zai)調控這一過程中(zhong)發(fa)揮決定作用，為(wei)作物耐堿理論研究(jiu)提供(gong)了新視角。研究(jiu)還發(fa)現在(zai)水(shui)稻、玉(yu)米及小作物谷子(zi)等主要(yao)(yao)糧食作物中(zhong)AT1調控機(ji)制也是類似的(de)，為(wei)主要(yao)(yao)作物的(de)耐鹽(yan)堿分子(zi)育種奠定了理論基(ji)(ji)礎。

　　在寧夏平羅鹽(yan)堿地進行的田(tian)間(jian)實驗表明，AT1基(ji)因(yin)的利用(yong)能(neng)夠使高粱籽粒產量和全株(zhu)生物(wu)量增(zeng)加。AT1基(ji)因(yin)還可用(yong)于改善(shan)主(zhu)要禾本(ben)科(ke)作物(wu)水稻、小麥(mai)、小米和玉米等的耐(nai)鹽(yan)堿性。

　　⑤?新方法實現單堿基到超大片段DNA精準操縱

　　基(ji)因(yin)組編(bian)輯(ji)(ji)是生(sheng)命科學領域的顛覆性(xing)技(ji)術，將對(dui)醫療和農業等(deng)領域的發展產生(sheng)重要(yao)影響。但是，精(jing)準(zhun)(zhun)基(ji)因(yin)組編(bian)輯(ji)(ji)技(ji)術的底層專利目前(qian)被國外壟斷(duan)，我(wo)國亟待創(chuang)制具(ju)有自主產權(quan)的新技(ji)術；另外，大片段DNA的精(jing)準(zhun)(zhun)操縱技(ji)術研(yan)發剛剛起步(bu)，它將是全球基(ji)因(yin)組編(bian)輯(ji)(ji)技(ji)術競爭的制高點。

　　面向“大片段DNA精準(zhun)(zhun)操縱”的世界(jie)科(ke)技(ji)前沿和(he)“關鍵生(sheng)(sheng)物技(ji)術自主可控”的國(guo)家重(zhong)大需求，中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院遺傳與發(fa)育生(sheng)(sheng)物學(xue)研究(jiu)所高(gao)彩霞團隊(dui)與北京齊禾生(sheng)(sheng)科(ke)生(sheng)(sheng)物科(ke)技(ji)有限公(gong)司的趙天萌(meng)團隊(dui)合作，利用(yong)新方(fang)法(fa)開發(fa)了(le)新型堿(jian)基編輯器。他(ta)們首(shou)次運用(yong)人(ren)工(gong)智(zhi)能輔助的結構(gou)預測建立了(le)蛋(dan)白聚類新方(fang)法(fa)，率(lv)先將(jiang)基于(yu)(yu)結構(gou)分類的理念引入工(gong)具(ju)(ju)酶挖掘領域，并基于(yu)(yu)此開發(fa)了(le)系列具(ju)(ju)有重(zhong)要應(ying)用(yong)價值的新型堿(jian)基編輯器和(he)我國(guo)完(wan)全擁有自主產權的、首(shou)個(ge)在細(xi)胞(bao)核(he)和(he)細(xi)胞(bao)器中(zhong)均可實現精準(zhun)(zhun)堿(jian)基編輯的新型工(gong)具(ju)(ju)CyDENT。

　　研(yan)究(jiu)團隊(dui)開(kai)發了(le)(le)首(shou)個植(zhi)物(wu)大(da)片段DNA精準(zhun)定點(dian)插入技術。他(ta)們(men)通(tong)(tong)過結(jie)合(he)引(yin)導編(bian)輯和(he)(he)重(zhong)組酶系統，首(shou)次在植(zhi)物(wu)中實(shi)(shi)現(xian)了(le)(le)10Kb以上(shang)大(da)片段DNA的(de)精準(zhun)定點(dian)插入，突(tu)破了(le)(le)植(zhi)物(wu)大(da)尺度DNA精準(zhun)操縱的(de)技術瓶(ping)頸，為高效作(zuo)物(wu)育種(zhong)和(he)(he)植(zhi)物(wu)合(he)成生物(wu)學奠定了(le)(le)技術基礎。研(yan)究(jiu)團隊(dui)還(huan)利用基因(yin)組編(bian)輯實(shi)(shi)現(xian)了(le)(le)作(zuo)物(wu)性狀(zhuang)的(de)精準(zhun)調控(kong)。他(ta)們(men)通(tong)(tong)過從頭設計(ji)或延(yan)長基因(yin)上(shang)游開(kai)放(fang)閱讀框(kuang)，開(kai)發了(le)(le)精細(xi)下調蛋(dan)白表達(da)的(de)新(xin)方法和(he)(he)新(xin)體系，實(shi)(shi)現(xian)了(le)(le)對作(zuo)物(wu)性狀(zhuang)的(de)精細(xi)微調。該(gai)成果(guo)有(you)望進一步拓寬(kuan)基因(yin)組編(bian)輯的(de)育種(zhong)應(ying)用，助力作(zuo)物(wu)種(zhong)質創(chuang)新(xin)。

　　他們實現了基因組(zu)編(bian)輯在(zai)方(fang)法建(jian)立(li)、技術研發和工具應用(yong)的多層次創新(xin)。

　　⑥?揭示人類細胞DNA復制起始新機制

　　人體大約有30萬億個(ge)細胞(bao)，都由(you)一(yi)個(ge)微(wei)小的(de)受精卵(luan)細胞(bao)經過無數次(ci)細胞(bao)分裂產生(sheng)。

　　所(suo)有(you)這些細(xi)胞(bao)的(de)DNA遺傳信(xin)息都是完(wan)全(quan)相同的(de)。DNA是遺傳信(xin)息的(de)“攜帶(dai)者(zhe)”。每次細(xi)胞(bao)分(fen)裂時，它都要被準確復制。

　　DNA復(fu)制過程(cheng)受到嚴(yan)格的控(kong)制。復(fu)制是從染色(se)體上多個地方(fang)開(kai)始，這些地方(fang)被稱為復(fu)制起始位點(dian)。

　　這(zhe)個過(guo)程(cheng)分兩步：一(yi)是(shi)在起(qi)始點上組裝微小染(ran)色體(ti)維持(chi)蛋(dan)白（MCM）雙(shuang)六(liu)聚(ju)體(ti)；二是(shi)激活MCM雙(shuang)六(liu)聚(ju)體(ti)，成(cheng)為(wei)復制(zhi)體(ti)，啟(qi)動復制(zhi)。如果這(zhe)個過(guo)程(cheng)出現問題，會導(dao)致嚴(yan)重(zhong)的疾病，比如癌癥、早衰和侏儒癥等(deng)。

　　為了(le)(le)深入(ru)了(le)(le)解人體(ti)細(xi)胞DNA復制是如何開始(shi)的(de)，該項工作解析了(le)(le)人體(ti)內的(de)MCM雙六聚體(ti)復合物(wu)的(de)冷凍電鏡結構。

　　在這個結構(gou)(gou)中，復制(zhi)起點DNA，被固(gu)定(ding)在MCM的(de)中央通道里，形成一(yi)個初始開口結構(gou)(gou)。形成該結構(gou)(gou)，DNA雙鏈需要(yao)被拉伸和解開。

　　這為進(jin)一(yi)步復(fu)制做好準備，在(zai)激活MCM過程(cheng)中，DNA會被進(jin)一(yi)步打(da)開，就(jiu)(jiu)像打(da)開了一(yi)本書(shu)。然后，形成復(fu)制體，它們會沿(yan)著DNA模板進(jin)行復(fu)制，就(jiu)(jiu)像用復(fu)印(yin)機復(fu)印(yin)文件一(yi)樣。

　　這(zhe)個(ge)研(yan)究還發現，如果初始的開(kai)口結(jie)構被(bei)破(po)壞，那(nei)么所有的MCM-DH就無法(fa)穩定地結(jie)合在DNA上，導致DNA復(fu)制(zhi)(zhi)完全被(bei)抑制(zhi)(zhi)，就像是復(fu)印機壞了，無法(fa)開(kai)始復(fu)印文件(jian)一樣。

　　這一發現，對(dui)癌(ai)癥治(zhi)療有重(zhong)要的(de)應(ying)用價值。因為(wei)癌(ai)癥細胞在(zai)生長(chang)過程中必(bi)須(xu)進行DNA復(fu)制。在(zai)不影響正(zheng)常細胞運作的(de)情況下，通過阻止(zhi)癌(ai)細胞在(zai)DNA上組裝MCM雙六聚體是一種全新(xin)的(de)、有效的(de)、非常精準的(de)抗癌(ai)療法，將(jiang)為(wei)抗癌(ai)藥物的(de)研發開辟了新(xin)的(de)道路。

　　⑦?“拉索”發現史上最亮伽馬暴的極窄噴流和十萬億電子伏特光子

　　伽(jia)(jia)馬(ma)射線暴(bao)（簡稱伽(jia)(jia)馬(ma)暴(bao)）是(shi)天空中突然發生的(de)(de)(de)短暫(zan)伽(jia)(jia)馬(ma)射線爆(bao)發現象。北京時間(jian)2022年10月9日，費米衛星(xing)記(ji)錄(lu)到天空中的(de)(de)(de)一個伽(jia)(jia)馬(ma)暴(bao)（命名(ming)為GRB?221009A）。其巨大(da)的(de)(de)(de)伽(jia)(jia)馬(ma)射線流(liu)量(liang)導致了多個衛星(xing)的(de)(de)(de)探測(ce)能力飽和，是(shi)人類歷史上(shang)已(yi)知(zhi)的(de)(de)(de)最(zui)亮的(de)(de)(de)伽(jia)(jia)馬(ma)暴(bao)。GRB?221009A起源于24億光年外的(de)(de)(de)大(da)質量(liang)恒(heng)星(xing)死亡瞬間(jian)。恒(heng)星(xing)核心燃燒殆盡，坍(tan)縮為一個黑洞，并產生以接(jie)近光速往(wang)外運(yun)動的(de)(de)(de)相(xiang)對論(lun)噴流(liu)。

　　近些(xie)年(nian)，一些(xie)望遠鏡(jing)發現(xian)(xian)了伽馬(ma)(ma)(ma)暴(bao)在萬億(yi)電(dian)子(zi)伏特能(neng)段隨時間(jian)下降的(de)(de)(de)余(yu)輝，但早期起始階段一直(zhi)未被探測(ce)到。“拉索”首次記錄了伽馬(ma)(ma)(ma)暴(bao)萬億(yi)電(dian)子(zi)伏特光(guang)子(zi)爆發的(de)(de)(de)全過程，探測(ce)到早期的(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)階段，由(you)此推斷噴流(liu)(liu)具有極高的(de)(de)(de)相對論洛(luo)倫茲因子(zi)。“拉索”還看(kan)到了GRB?221009A的(de)(de)(de)余(yu)輝在700秒左右出現(xian)(xian)了快速(su)下降，這一光(guang)變拐(guai)(guai)折現(xian)(xian)象被認為是(shi)(shi)觀(guan)測(ce)者看(kan)到了噴流(liu)(liu)的(de)(de)(de)邊(bian)緣所(suo)致(zhi)。從(cong)光(guang)變拐(guai)(guai)折的(de)(de)(de)時間(jian)得(de)到噴流(liu)(liu)的(de)(de)(de)半(ban)張角(jiao)僅有0.8度。這是(shi)(shi)迄今(jin)發現(xian)(xian)最(zui)窄的(de)(de)(de)伽馬(ma)(ma)(ma)暴(bao)噴流(liu)(liu)，意味(wei)著它實際(ji)上(shang)是(shi)(shi)一個典型結構化噴流(liu)(liu)的(de)(de)(de)核(he)(he)心。正(zheng)是(shi)(shi)由(you)于觀(guan)測(ce)者碰巧正(zheng)對噴流(liu)(liu)最(zui)明(ming)亮的(de)(de)(de)核(he)(he)心，自然地(di)解釋(shi)了為什么(me)這個伽馬(ma)(ma)(ma)暴(bao)是(shi)(shi)史上(shang)最(zui)亮的(de)(de)(de)。

　　“拉(la)索”還精確測量了高能伽馬射線的能譜，呈現(xian)單一的冪律，延(yan)伸至十萬億(yi)電子伏(fu)特以上。這是(shi)伽馬暴觀測到的迄今(jin)最(zui)高能量的光子。

　　“拉(la)索”的觀測(ce)沒(mei)有發現能(neng)譜變軟(ruan)現象，這對伽馬暴余輝標準模型提出(chu)了挑戰，意味著十(shi)萬億電子(zi)伏特光子(zi)可(ke)能(neng)產生于更復(fu)雜的粒子(zi)加(jia)速過程或(huo)者存在新的輻(fu)射機(ji)制。

　　⑧?玻色編碼糾錯延長量子比特壽命

　　量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)算機利用(yong)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)相干(gan)和量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)糾纏等量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)資(zi)源，從(cong)理(li)論上講，具(ju)有超越(yue)經典(dian)計(ji)(ji)算機的(de)算力(li)。但量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)算受噪聲(sheng)干(gan)擾，容易出(chu)現(xian)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)退相干(gan)，錯(cuo)誤(wu)率比經典(dian)計(ji)(ji)算機至少(shao)要高十多個(ge)量(liang)(liang)級。要解決這(zhe)個(ge)問題，就必須進(jin)行(xing)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)糾錯(cuo)，通過(guo)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)編碼使得一個(ge)被保護(hu)的(de)邏輯(ji)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)比特的(de)相干(gan)壽(shou)命(ming)超過(guo)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)電(dian)路中(zhong)最好的(de)物理(li)比特的(de)相干(gan)壽(shou)命(ming)。當這(zhe)種情況出(chu)現(xian)的(de)時候，我們(men)說這(zhe)種糾錯(cuo)過(guo)程超越(yue)了量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)糾纏的(de)盈虧(kui)平衡點。超越(yue)盈虧(kui)平衡點是構建(jian)邏輯(ji)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)比特的(de)必要條件(jian)。

　　但是(shi)，由(you)于量(liang)子(zi)(zi)態具有(you)不可克隆(long)性，量(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)機(ji)無法像經典計(ji)算(suan)機(ji)一樣通(tong)過備份來糾(jiu)(jiu)正錯(cuo)(cuo)誤(wu)，量(liang)子(zi)(zi)糾(jiu)(jiu)錯(cuo)(cuo)過程，本身也會引(yin)入新的錯(cuo)(cuo)誤(wu)，造成誤(wu)差的累積，甚至出現(xian)越(yue)糾(jiu)(jiu)越(yue)錯(cuo)(cuo)的局面(mian)，這就(jiu)是(shi)量(liang)子(zi)(zi)糾(jiu)(jiu)錯(cuo)(cuo)所面(mian)臨的挑戰，也是(shi)量(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)面(mian)臨的關(guan)鍵性技術挑戰之一。

　　南(nan)方科技大學和深圳國際量(liang)(liang)(liang)子(zi)研究院的俞大鵬院士以及(ji)徐(xu)源帶領的研究團隊(dui)，聯合福州大學鄭仕標、清華(hua)大學孫麓巖等(deng)團隊(dui)基于玻色編碼量(liang)(liang)(liang)子(zi)糾錯方案(an)，解決了量(liang)(liang)(liang)子(zi)糾纏過程中出現的大量(liang)(liang)(liang)技術(shu)(shu)問題(ti)，并開發了基于頻率梳控制的低錯誤率的宇(yu)稱探(tan)測技術(shu)(shu)，大幅延長邏輯量(liang)(liang)(liang)子(zi)比特的相干壽命，超越盈虧平(ping)衡點(dian)達16%，實現了量(liang)(liang)(liang)子(zi)糾錯增益。

　　該成果展示了玻色編碼在容錯量子(zi)計算中的潛力(li)，是(shi)通往(wang)容錯量子(zi)計算道路(lu)上的一項重(zhong)要成果。

　　⑨?揭示光感受調節血糖代謝機制

　　光是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)命產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)原動力，也是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)命體最重要的(de)(de)(de)感(gan)知覺輸入之一。光不僅提供給我們(men)視覺圖像感(gan)知，還調節(jie)著諸如(ru)節(jie)律(lv)、睡眠、情緒等一系列生(sheng)(sheng)(sheng)理(li)病(bing)理(li)過程(cheng)。國(guo)內外多項(xiang)公(gong)共衛生(sheng)(sheng)(sheng)調查研究顯示夜(ye)間過多光暴露顯著增(zeng)加罹患糖尿病(bing)、肥胖(pang)等代謝疾病(bing)風(feng)險(xian)。然而(er)，光是(shi)否以及(ji)如(ru)何調節(jie)機體的(de)(de)(de)血糖代謝，是(shi)尚未(wei)解決的(de)(de)(de)重要科學(xue)問題。

　　中國科學技術大(da)學薛天(tian)研(yan)究團隊發現光暴(bao)露顯著(zhu)降低小(xiao)鼠的(de)(de)血(xue)糖代謝(xie)能力。哺乳(ru)動(dong)物感(gan)光主要依(yi)賴(lai)于視(shi)(shi)網膜上的(de)(de)視(shi)(shi)錐、視(shi)(shi)桿(gan)細胞和(he)對藍光敏感(gan)的(de)(de)自感(gan)光神經節細胞（ipRGC）。利用(yong)基因(yin)工(gong)程手段，研(yan)究人(ren)員發現光降低血(xue)糖代謝(xie)由(you)(you)ipRGC感(gan)光獨立介導(dao)。進一步(bu)研(yan)究發現光信號經由(you)(you)視(shi)(shi)網膜ipRGC，至下丘腦(nao)視(shi)(shi)上核(he)(he)、室旁核(he)(he)，進而到達(da)腦(nao)干孤束核(he)(he)和(he)中縫蒼白(bai)核(he)(he)，最后(hou)通過(guo)交感(gan)神經連接到外周(zhou)棕色(se)脂肪組織。研(yan)究人(ren)員最終確定(ding)了光降低血(xue)糖代謝(xie)的(de)(de)原因(yin)，是(shi)光經由(you)(you)這條通路抑(yi)制(zhi)棕色(se)脂肪組織消耗(hao)血(xue)糖的(de)(de)產熱(re)。進一步(bu)研(yan)究表(biao)明，光同(tong)樣可利用(yong)該機制(zhi)降低人(ren)體(ti)的(de)(de)血(xue)糖代謝(xie)能力。

　　這項研(yan)究發現了(le)全新的“眼—腦—外周棕色脂肪”通路，回(hui)答了(le)長久(jiu)以來未知(zhi)的光調(diao)節血糖代謝的生(sheng)物學機理，拓展了(le)光感受(shou)調(diao)控生(sheng)命過程的新功能。

　　⑩?發現鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應新機制

　　鋰(li)硫電(dian)池(chi)(chi)具有極高的(de)能量密度（2600?Wh?kg-1）和(he)較低的(de)成本，然而，鋰(li)硫電(dian)池(chi)(chi)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用還未(wei)能實現(xian)，因(yin)為它在充放電(dian)過(guo)程(cheng)中，電(dian)池(chi)(chi)性能會快速下(xia)降。受限(xian)于傳(chuan)統(tong)原位顯微研(yan)究技術(shu)的(de)時空分辨率低及鋰(li)硫體系不(bu)穩定等(deng)因(yin)素，人們對其內(nei)部發(fa)生的(de)化學(xue)反應(ying)過(guo)程(cheng)尚(shang)不(bu)清楚，無法針對性解決(jue)問題(ti)，嚴重阻(zu)礙其應(ying)用。

　　廈門大(da)學廖洪鋼(gang)、孫世剛和(he)北京(jing)化工大(da)學陳(chen)建峰等開發(fa)高分(fen)(fen)(fen)辨電(dian)(dian)(dian)化學原位透(tou)射(she)電(dian)(dian)(dian)鏡技術，耦合真(zhen)實(shi)電(dian)(dian)(dian)解液環境和(he)外加電(dian)(dian)(dian)場(chang)，實(shi)現(xian)對鋰(li)硫(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)池界面反(fan)應原子(zi)(zi)(zi)尺度動(dong)態實(shi)時(shi)觀測和(he)研究。研究發(fa)現(xian)電(dian)(dian)(dian)池活性材料(liao)表(biao)(biao)面分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)聚(ju)集(ji)成為分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)團(tuan)進(jin)(jin)行反(fan)應，電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)轉移(yi)可以首先存儲在聚(ju)集(ji)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)團(tuan)中(zhong)，分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)團(tuan)得(de)(de)到(dao)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)但不會發(fa)生轉化，直(zhi)到(dao)獲得(de)(de)足夠電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)后瞬時(shi)結晶轉化。而沒有活性的(de)材料(liao)表(biao)(biao)面遵循經典的(de)單分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)反(fan)應途(tu)徑，多(duo)硫(liu)(liu)化鋰(li)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)逐步得(de)(de)到(dao)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)，分(fen)(fen)(fen)步轉化，最后轉化為Li2S。模擬計算表(biao)(biao)明，活性中(zhong)心與多(duo)硫(liu)(liu)化鋰(li)之間的(de)靜電(dian)(dian)(dian)作用促進(jin)(jin)了Li+和(he)多(duo)硫(liu)(liu)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)聚(ju)集(ji)，并證實(shi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)聚(ju)集(ji)體中(zhong)的(de)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)可以自由轉移(yi)。

　　近百年來(lai)，電(dian)化學界(jie)面反應通常被認為僅存(cun)(cun)在“內球(qiu)反應”和“外球(qiu)反應”單分(fen)子途徑。該(gai)研究揭示(shi)出(chu)電(dian)化學界(jie)面反應存(cun)(cun)在第三種“電(dian)荷存(cun)(cun)儲聚集反應”機制，為下一代鋰硫電(dian)池設(she)計提供(gong)指導。

　　（本版內容由日報記者崔興毅采訪整理）

　　《日(ri)(ri)報(bao)》（2024年03月01日(ri)(ri)?07版）