科技研究发表

科技论文的发表无疑是科技工作者进行学术交流，促进研究成果推广和应用的最佳途径。尤其目前，发表论文的数量和质量已成为衡量一个科技工作者学识水平与业务成绩的重要指标，以及考核其能否获得学位和晋升专业技术职务职称的重要依据。所以，将自己的科研成果以科技论文的形式及时公开发表，获得社会的承认，为他人所利用，是每个科技工作者十分关心的事情。赛恩斯编译认为，发表科技期刊论文需要掌握一定的发表技巧，包括懂得如何选定投稿投向，正确对待修退稿意见，能够或善于与期刊编辑部门沟通和交流等。一、选准稿件的投向。作者在决定投稿前，要选准稿件的投向。即作者投稿前要了解哪些科技期刊与自己稿件的专业方向吻合，还要了解清楚这些科技期刊的性质、报道重点、稿源情况，以及该刊对稿件的具体要求。科技期刊的性质往往从刊物的名称即可大致区分开，但要进一步了解期刊性质，就要看该刊的期刊简介和征稿须知。一般来说，研究报告、学术论文、综述这类学术性论文，可以投向学报或通报这类学术性期刊；涉及技术、工艺、设计、设备、材料等为主要内容的论文，最好投向专业性、技术性、实用性强，并与实际结合紧密的技术类期刊。由于一些科技期刊虽然同属某一科学领域，但报道重点可能有所侧重。有的偏重发表理论价值高的论文，有的则偏重发表应用价值大的论文；有的偏重全文发表，有的偏重以“研究简报”形式发表。再者，即使同一期刊，每一年或某一时期的报道重点也不相同。所以，除了从期刊简介和投稿须知上了解报道重点外，还要注意浏览期刊近几期的栏目设置和刊登论文的研究方向和动态，必要时最好与期刊的编辑部门联系，及时取得该刊的选题计划和报道重点，以利于选准稿件投向。另外，了解期刊的稿源情况，可在一定程度上把握论文的发表指数和发表周期。相对来说，核心期刊的稿源一般都很丰富，录用标准较高，发表周期也较长。选择这些期刊作稿件投向，要自信自己论文的质量较高，而且即使已被录用，还要具备有较长时间待发表的思想准备。如若希望抢先发表，又不愿排队待发，可改投稿源相对较少或出版周期较短的一般科技期刊。但无论投向什么期刊，一定要清楚期刊编辑出版部门对投稿的具体规定和要求，内容基本都在征稿简则、征稿启事、投稿须知等文件中有反映。作者要仔细阅读这些文件，使稿件尽量符合要求。二、正确对待修退稿意见。科技论文投至期刊编辑部，在发表前必须经过审稿程序，通常实行“三审一定”的审稿制度。每阶段审稿都会存在三种结果：决定录用、退回修改、退稿。一般情况下，直接决定录用稿件不多，大部分稿件要经过修改。退修意见一般包括修改后发表和修改后再审两种情况。退稿对编辑部门而言是不得已的，但也是必然的，不可能所受理的稿件都能被采用。作者在接到退修稿意见时，无论属于何种情况，均要正确对待，务必要虚心客观地考虑各条修改意见，即使有不同的看法，甚至有的修改意见确系不正确或不完全正确，也要态度诚恳、语言得体、有理有据地提出和申明自己的观点，而不能固守己见，对编辑部抱有成见。对于修改后发表，作者要根据或参考编辑部返回的修改意见，进行仔细修改，并及时返回给编辑部。如是修改后再审，要看是否研究工作本身存在较大缺陷，若此将无法改好文章；但若研究工作做得很深入，就是文章没写好，就要结合修改意见进行彻底修改或补充，甚至重写，努力争取文章被录用，而不要放弃。对于退稿，作者特别要保持冷静，正确对待，稳妥的作法是根据退稿书，仔细琢磨退稿理由，并采取相应措施。另外，稿件修改录用后，要勤与期刊编辑部取得联系，询问稿件的安排刊期和发表时间，以便早日发表。

2019年即将结束，中国学者总共在Cell ，Nature 及Science 发表了180项研究成果，其中生命科学领域有105篇，材料学有30篇，物理学有18篇，化学有12篇，地球科学有15篇。生命科学领域截至2019年12月13日，在生命科学领域中国学者发表了105篇CNS文章，具体的单位列表如下：材料学领域-中国一支强大的科研力量截至2019年12月13日，在材料学领域中国学者发表了30篇CNS文章，具体的单位列表如下：通过自然指数我们可以看出中国科研力量的变化。自然指数是指包括了作者单位信息和机构关系的数据库，它追踪发表在82种高质量自然科学期刊上的科研论文，这些期刊均由在职科学家所组成的独立小组选出。自然指数提供机构和国家所发表论文的绝对计数和份额，由此可显示全球高质量科研产出及合作的情况。在纳入自然指数的82种高质量科研期刊中，2015到2018年材料科学论文产出增幅最快的50家机构有43家来自中国，并且前10位均为中国的大学：中国科学院大学、南开大学、浙江大学、四川大学、南京大学、华南理工大学、湖南大学、上海交通大学、武汉大学和北京大学。2013年，中国对自然指数材料科学论文的贡献不足美国的二分之一，但在2018年首次超过了美国。2018年中国对自然指数材料学论文的贡献年增幅为15.8%，而美国则下降了10.3%。自然指数材料学论文贡献最多的100家科研机构中，有35家为美国科研机构，中国居第二位，有34家机构上榜。位居这100家科研机构前十的是：中国科学院、南京大学、清华大学、德国马普学会、美国麻省理工学院、中国科学技术大学、浙江大学、美国西北大学、北京大学和美国斯坦福大学。2019年中国科学界里程碑2019年3月27日，中国科学院金属研究所，沈阳材料科学国家研究中心李昺作为通讯在Nature在线发表题为”Colossal barocaloric effects in plastic crystals“的研究论文，该论文报告了一类称为塑料晶体的无序固体中的巨大热量效应（CBCE）（热量效应是压力诱导的相变的冷却效应）。所获得的代表性塑料晶体新戊二醇的熵变化在室温附近为389J/Kg/K（目前主要材料的热量效应是几焦耳/千克/开尔文熵变化的特征）。压力相关的中子散射测量表明，塑料晶体中的CBCE可归因于这些材料的广泛分子取向紊乱，巨大可压缩性和高度非谐振晶格动力学的组合。该研究确立了CBCE在塑料晶体中的微观机制，为下一代固态制冷技术铺平了道路。“超越CRISPR”：刘如谦开发新型编辑器2019年10月21日，单碱基编辑技术开创者，Broad研究所刘如谦（David R. Liu）教授在Nature杂志发表题为：Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA 的研究论文。该研究开发了一种全新的精准基因编辑工具——先导编辑（Prime Editor），无需依赖DNA模板便可有效实现所有12种单碱基的自由转换，而且还能有效实现多碱基的精准插入与删除（最多插入44个碱基，或删除80个碱基）。Nature 杂志评论这一技术是“超精确的新型基因编辑工具”， Science 杂志评论它是“超越CRISPR”的重大突破，哈佛大学教授，CRISPR先驱乔治·丘奇（George Church）盛赞这一成果：“朝着正确方向迈出的一大步”。信息来源：Nature

干货满满！《电气技术》杂志社两刊编辑部主任在线授课解惑众所周知，科技论文的写作是科技工作者进行科学技术研究与交流的重要手段，一篇优秀的科技论文可以推动学术交流乃至科学事业的发展。在校师生是科技工作者中的重要群体之一，他们在日常的教学研究活动中积攒了大量的科研成果与案例，而把这些科研成果转化为科技论文并在学术期刊平台进行交流与传播也是他们的一项重要工作，但如何科学规范地撰写科技论文，如何选择适合的期刊并顺利地投稿，如何减少投稿的退修改次数等，这些问题往往令大家困扰不已。2020年11月14日，应华北电力大学电力工程系邀请，《电工技术学报》编辑部主任郭丽军、《电气技术》编辑部主任李海军两位老师分别就“科技论文写作方法与技巧及常见问题”、“作者投稿环节应注意的一些问题”给华北电力大学相关院系的师生举办了一场别开生面的线上讲座，电力工程系刘云鹏主任和多能源系统优化与稳定技术研究团队师生等300余人参与了本次活动。针对如何撰写一篇优秀而规范的科技论文，郭丽军主任从科技论文的基本结构和基础概念入手，主要围绕“论文写作的各个部分内容及写作注意事项”、“退稿的原因以及如何正确对待退稿问题”，从论文写作要素、论文各个部分写作技巧、注意事项及常见问题等方面进行了详细地介绍与讲解，并通过丰富的案例展示使学生们对科技论文的撰写规范与技巧获得了系统认知。针对如何按需选择投稿期刊并顺利发表，李海军主任对作者投稿环节应注意的一些问题，从定义学术不端行为的界定，期刊等级划分及国内收录机构，识别假网站和假期刊，投稿、审稿及编辑出版流程，不可忽视的投稿礼仪，几个特殊环节的基本要求及常见问题等方面进行了系统而全面地讲解，让师生们认识到认真对待与规范投稿对于顺利发表的重要性。课后，两位主讲老师还与师生们进行了互动与交流，如期刊如何定位稿件的创新性，从投稿到见刊一般需要多长时间，回复审稿意见时若时间不充裕一般可以延期多久等。专业又通俗易懂的讲座与答疑让广大师生们反响热烈，并表示这一“干货满满”的课程将为他们今后的科技论文写作水平提升及顺利发表发挥重要作用。《电气技术》杂志社作为我国电气工程领域传播、交流、培育创新思维的重要学术平台，此次与华北电力大学师生们共同搭建的在线讲座与授课形式，将为期刊社培养和发掘优秀作者、发布学科前沿科研成果及建设世界一流科技期刊奠定了坚实的基础。接下来，我们将继续完善授课内容，并采取线上与线下相结合的模式，深入高校、科研院所及企业举办更多场次的“科技论文写作及投稿注意事项”专题讲座，以期为国内外电气工程领域的科技工作者提供富含价值的学术成果传播服务。

11月26日，中国科学院科技战略咨询研讨院、中科院文献情报中心与科睿唯安在北京结合向全球发布了《2019研讨前沿》报告和《2019研讨前沿热度指数》报告。报告显现，2019年，在十大学科范畴整体层面，美国最为活泼，位居全球首位，中美差距正进一步减少。中科院院长、党组书记白春礼在致辞中表示，强大的根底科学研讨是建立世界科技强国的基石。当前，新一轮科技反动和产业革新蓬勃兴起，科学探究加速演进，学科穿插交融愈加严密，一些根本科学问题孕育严重打破。世界主要兴旺国度普遍强化根底研讨战略部署，全球科技竞争不时向根底研讨前移。我国要完成根底科学研讨整体程度和国际影响力显著提升的目的，要在科学前沿重要方向获得一批严重原创性科学成果，处理一批面向国度战略需求的前瞻性严重科学问题，支撑引领创新驱动开展的源头供应才能显著加强，就必需精确把握将来科技方向和重点。白春礼指出，中科院启动了“可能影响世界将来格局的中国严重科技打破研判”等一系列严重科技智库研讨项目，依托战略咨询院发挥作为中科院率先建成国度高程度科技智库的重要载体和综合集成平台的优势，组织中科院内外研讨力气，从世界科技前沿、国度严重需求动身，前瞻剖析中国将来可能影响世界开展格局的严重前沿科技打破，效劳国度科技创新战略规划。《2019研讨前沿》报告在文献计量指标的根底上，对2019年全球科技开展规划和竞争构造提出了剖析和解释，遴选出2019年十个高度聚合的大学科范畴排名最前的100个热点前沿和37个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的开展趋向。《2019研讨前沿热度指数》在此根底上，评价了世界主要国度在上述前沿范畴中的研讨活泼水平。报告显现，2019年，在十大学科范畴整体层面，美国最为活泼，位居全球首位。中国位居第二，英国、德国和法国分别第三、第四和第五。中国和美国之间的差距正在进一步减少。在全部137个前沿中，美国排名第一的前沿有80个，占全部137个前沿的58.39%（约五分之三），中国排名第一的前沿数为33个，约占24.09%。英国有7个前沿排名第一，德国和法国分别有1个前沿排名第一。从十大范畴来看，美国除了化学与资料科学范畴和数学、计算机科学与工学范畴和生态与环境科学范畴，在其他七个范畴的研讨前沿热度指数得分均排名第一，抢先优势明显。中国在化学与资料科学范畴，数学、计算机科学与工学范畴以及生态与环境科学范畴这三个范畴排名第一，在农业、植物学和动物学范畴、地球科学范畴、生物科学范畴、物理范畴和经济学、心理学及其他社会科学范畴等五个范畴排名在第2名，整体表现突出，但在临床医学范畴和天文学与天体物理范畴这两个范畴仅分别排名第9名和第11名，与美国差别悬殊，短板照旧明显。“总体来看，中国多范畴表现突出，但十大学科范畴的开展仍不平衡，存在明显的洼地，将来开展的竞争优势、压力和应战并存。”中科院科技战略咨询研讨院战略情报研讨所所长冷伏海研讨员说。

本文转自【光明日报】；在人类漫长的历史进程中，理解智能、理解我们的大脑一直是一个被不断追逐的梦想；而自近代以来，随着科技的不断进步，如何创造一个“大脑”，如何自己创造出智能更是吸引了众多科学家竞相比拼。用机器模拟生物神经网络的结构和信息加工的潜力，这就是我们所说的类脑计算，也叫神经形态计算。 目前的类脑计算研究尚处于起步阶段，国际上还没有形成公认的技术标准与方案。清华大学一项最新研究成果首次提出“类脑计算完备性”以及软硬件去耦合的类脑计算系统层次结构，填补了类脑研究完备性理论与相应系统层次结构方面的空白。10月15日，清华大学召开新闻发布会，介绍了这一类脑计算体系结构领域的重要突破。而在成果背后，这一场源自于新兴研究领域的科技成果发布会也为我们带来三点启示。 新兴研究也许并不“新”，要学会从科学进程中寻找方向近年来，从AlphaGo战胜人类顶级围棋选手，到人工智能系统预测、缓解人流拥堵，人工智能不再是一个新鲜词语。但在清华大学精仪系教授施路平看来，这些突破大多是从智能的某个领域接近或超过人类智能，是一种“窄化的人工智能”：“这些系统无法将这种能力从一项任务转移到另一项任务。作为人工智能的终极目标，‘通用人工智能’应该是一种可以执行人类能够完成的所有任务的人工智能，即‘类脑’。” 在施路平看来，与外界对新兴研究领域的某些认知不同，发展人工通用智能不是一个新的想法，而是随着科技发展需要紧紧把握住的“关口”：“如果我们看一下过去图灵、冯诺依曼这些大科学家早期的文章，会发现这是我们一直以来的梦想。现在为什么是发展人工通用智能最好的时机呢？因为随着精密仪器的发展，我们对脑知道得越来越多，我们似乎到了一个理解脑的关口。超级计算机的发展可以使我们进行很好的模拟仿真，省钱、省力、省时间。大数据、云计算给我们提供了一个像脑一样复杂的系统，和脑交相呼应，我们可以共同研究、互相促进。另外，纳米器件已经可以使我们去发展像人脑能耗水平一样的神经元和突触这样的电子器件。科学家要学会借助时代发展寻找课题。” 新兴研究不要过度逐“新”，更不能放松对基础问题的关注这场发布会带来的另一个启示是，某些时候，新兴研究不要过度逐“新”，更不能放松对基础问题的关注。 记者了解到，现有类脑计算系统研究大多聚焦于具体的芯片、工具链、应用和算法的创新实现，而忽略了从宏观和抽象层面上对计算完备性和体系结构的思考。类脑计算软硬件间的高度耦合阻碍了它们在独立发展的同时互相兼容的可能性，如何突破这一局面，扩展类脑计算系统的应用场景？这成了上述团队下决心要解决的重点问题。 “通用计算领域的图灵完备性和冯·诺依曼体系结构都是非常基础、大家也非常熟悉的概念，以至于很多人都不会意识到，对于新兴的类脑计算系统领域，这是一个需要首先解决的问题。”清华大学计算机系研究员张悠慧说。 施路平也认为，当前类脑计算的某些研究走向了一个极端：过度关注技术应用，而忽略了对最基础问题的研究。“这是需要注意和警惕的。很多时候，如果没有一个基础的标准、方案，只追逐最时兴的应用层面的东西，并不足以支持一个领域的发展。”施路平说。 新兴研究要关注新的科学点，还要融合出“新团队”而在科研攻关的过程中，让团队成员感到压力的，不是科学问题上的挑战，而是来自于如何融合出一个“新团队”。这也是当前很多新兴研究领域面对的困境。 “发展类脑计算和人工通用智能，真正的挑战既不是科学，也不是技术，而是我们的学科分布使得我们没有合适的人做这样的研究。而且，脑科学和计算机科学，一个探索自然世界，一个更关注应用，它们有不同的文化和语言，目标也不一样，所以多学科融合尤为关键。”施路平告诉记者，清华大学类脑计算研究中心由精仪系、计算机、电子、微电子、自动化、材料系和医学院7个院系组成：“我们7个院系的老师在一起反复讨论，每周半天的时间，最后我们7年只做了一件事情，叫‘融合、融合再融合’。” 但这位科学家也坦言，当前困扰不少科学研究的关键点也就在于“融合”这两个字：“但在很多时候，跨学科交叉坚持起来很难，因为不同团队有自己各自的诉求，短期或长期的。这时就需要探索一种机制能够将人有效地结合、团结在一起。”

【环球网报道】3月11日，十三届全国人大四次会议闭幕后，国务院总理李克强在人民大会堂三楼金色大厅出席记者会并回答中外记者提问。为有效防控疫情，共同维护公共卫生与健康，记者会采用网络视频形式进行。中央广播电视总台央视记者：国家提出了要建设科技强国，但是我们也注意到目前在一些重点领域和关键技术上我们还存在短板，甚至出现了“卡脖子”的情况。与此同时，我们还看到了一些急功近利的现象，比如在一些地区，一些高新产业项目的大规模投入出现了烂尾。总理，请问您如何看待这样的情况？未来政府在推动科技创新方面还会有哪些新的举措？谢谢。李克强：多年来，我国在科技创新领域有一些重大突破。在应用创新领域发展得也很快，但是在基础研究领域的确存在着不足。要建设科技强国，提升科技创新能力，必须打牢基础研究和应用基础研究这个根基。打多深的基才能盖多高的楼，不能急功近利，要一步一个脚印地走。目前我国全社会研发投入占GDP的比重还不高，尤其是基础研究投入只占到研发投入的6%，而发达国家通常是15%到25%。我们下一步要加大基础研究的投入，还要继续改革科技体制。让科研人员有自主权，很重要的是要让科研人员有经费使用的自主权，不能把科研人员宝贵的精力花在填表、评比等事务上，还是要让他们心无旁骛去搞研究，厚积才能薄发。讲到这里，我想对青年学生们说几句话，不管你们将来从事什么职业、有什么样的志向，一定要注意加强基础知识学习，打牢基本功和培育创新能力是并行不悖的，树高千尺，营养还在根部。把基础打牢了，将来就可以触类旁通，行行都可以写出精彩。创新还是要依靠市场的力量。企业是创新的主体。“十四五”期间政府会继续加大科技投入，同时要更多地依靠社会力量来加大研发投入，所以我们要增加“全社会”这个口径下的研发投入。这就需要采用一些机制。比如今年我们采取对制造业研发费用投入加计扣除100%的措施，这实际上是一个税收优惠措施，就是想通过市场化普惠制的办法，使企业投资研发有动力。当然，研发要靠人才，中国的人才资源是丰富的。我们一方面要让领军拔尖人才脱颖而出，另一方面也要看到普通人也有上上智。这些年我们推动“双创”，形成“众创”局面，推动了应用创新，也给整体上的创新带来了更大空间。我们说科技要自立自强，科学家要发奋努力，这和国际合作、同行交流是并行不悖的。科学探索和发明、发现是需要合作的，需要共同努力。封闭不会有前途，断链对谁都没有好处。中国愿意在保护知识产权的基础上，同各国加强科技领域的合作，共同促进人类文明进步。谢谢。

近日，来自香港、台湾和北京的研究者们发现了制造强度高、延展性好的钢材的新办法。在他们发表于《科学》期刊的论文中，研究者们透露了制作新型钢材所需材料和部分制作流程，以及这种新型钢材的应用领域。据研究者称，工业上对钢材的强度和延展性都有很高的要求。强度越高，延展性越好，钢材的质量也就越好。然而矛盾的是，延展性好就意味着强度低；反之，强度高的钢材延展性通常比较差。所以说，传统炼钢工业中会权衡钢材的这两种性能，并不能达到两全其美的效果。研究者称在这项研究找到了应对这一问题的新方法。研究者们表示，他们采用变形和分层工艺（deformed and partitioned, D&P）来制造新型钢材，出于商业原因，在论文中他们对材料和制作流程仅做了极少的解释。图丨a)电子背散射衍射（EBSD）下的低温环境下形成的含奥氏体纹路回火马氏体基体；b)透射电镜(TEM)下放大的马氏体错位结构；c)透射电镜(TEM)下，8%拉伸应变后马氏体的错位结构；d)透射电镜(TEM)下显示，16%拉伸应变后亚稳态奥氏体向马氏体转变关于制造新型钢材的材料，他们透露，这个材料是一种中锰钢，其中含有0.47%的碳，10%的锰，0.7%的钒和2%的铝。有关制造流程方面，报告中表示有冷轧的环节，冷轧的下一步是把新型钢材放入低温环境，使其形成亚稳态的奥氏体纹路。这个过程保证了钢材的延展性，同时克服了强度下降的缺陷。研究小组表示，实验成品的屈服强度为2.2GPa，其均匀延伸率为16%，在同类材料中性能最理想。研究者们认为，冷轧和低温环境下形成的基质促成了这些突出的性能。图丨用变形和分层（D&P）方法制造出的钢材与其他高强度钢材相比，承重能力更强，性能更好新型钢材除了同时保证延展性和强度之外，还有造价低的优点。研究团队称，与用于制造飞机和火箭的钢材相比，新材料制成的方法所需的造价仅仅是传统方法的五分之一。研究者们还表示，把这种办法用于制造其他合金也能产生同样的效果，使其同时具有延展性好强度大的优点。该论文第一作者是香港大学的博士后何斌斌，两名通讯作者一名是香港大学机械工程系的黄明欣博士，另一名是来自北京科技大学的罗海文教授。

上海科技大学iHuman研究所的科研团队在人体趋化因子系统信号转导研究领域取得重大突破，成功破解了趋化因子受体CXCR2 (CXC chemokine receptor 2)与趋化因子白细胞介素IL8 (Interleukin 8)及下游信号转导分子G蛋白三元复合物的冷冻电镜结构，同时还解析了CXCR2与潜在癌症治疗药物分子复合物的晶体结构。该项研究首次揭示内源性蛋白配体激活G蛋白偶联受体（GPCR）的新机制，为精准的新型抗癌药物设计开启新篇章。该成果以“Structure basis of CXC chemokine receptor 2 activation and signaling”为题，于北京时间7月1日23点发表在国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）。据统计，这是上海科技大学今年在CNS国际三大顶级期刊，Nature，Science，Cell上发表的第12篇论文了。该论文的第一作者是上海科技大学生命科学与技术学院2015级研究生刘凯雯， iHuman研究所执行所长、生命学院教授刘志杰及iHuman研究所独立PI华甜研究员是论文的共同通讯作者，上科大是第一完成单位。值得一提的是，刘志杰课题组长期聚焦GPCR的调控机制，系统性研究与重大疾病相关GPCR的结构与功能关系，这是其课题组在《细胞》（Cell）和《自然》（Nature）上发表的第七篇重磅研究成果。人体中有近50个趋化因子和20多种趋化因子受体，一种趋化因子可以结合多种不同的趋化因子受体，反之亦然。它们的相互作用构成了复杂的调控网络，介导细胞迁移，与炎症和癌症的发生发展密切相关。趋化因子IL-8可作用于G蛋白偶联受体CXCR2，招募下游信号蛋白并激活第二信使介导的信号传递。CXCR2趋化中性粒细胞、T、B等淋巴细胞的游走、脱颗粒等一系列生物学效应，在炎症、细胞发育和肿瘤细胞的趋化等方面发挥重要作用。大量研究表明，IL8/CXCR2作为肿瘤相关炎症环境的重要成分，能诱导靶细胞趋化性迁移，促进血管生成，影响肿瘤细胞的增殖、存活和运动，对胰腺癌、乳腺癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤的微环境构建与调控至关重要。因此，CXCR2是治疗免疫类疾病、癌症等的重要靶标。对趋化因子IL8及其受体CXCR2的结构和相互作用机制的深入研究，不仅可以揭示GPCR与内源性细胞因子结合并被其调控的结构模型，还有助于相关抗癌症药物的研发。上科大iHuman刘志杰团队通过长期刻苦攻关，首次利用冷冻电镜技术成功解析了CXCR2与两种形式的内源性配体IL8及下游Gi复合物的三维结构，分辨率分别为 3.5 （二聚体IL8）和3.4 （单体IL8）。两种结构从原子水平揭示了内源趋化因子IL8独特的浅口袋结合模式和对受体的激活机制，以及结合IL8状态下的CXCR2与Gi蛋白的互作模式和下游信号转导机制。“目前，关于内源性趋化因子调控趋化因子受体以及受体与下游信号蛋白的互作机制非常缺乏，严重限制了人们对新型癌症治疗药物的精准设计，我们很高兴能实现这一突破。”文章第一作者刘凯雯说。作为共同通讯作者的华甜研究员补充道：“在该篇论文中，我们报道了CXCR2分别在拮抗和激活两种状态下的三维精细结构，通过结构和功能比较分析揭示了CXCR2受体的调控机制，为探索趋化因子受体家族的激活机制和相关多肽、抗体类拮抗药物设计提供了坚实的理论和实验基础。”“该研究成果是我们在GPCR信号转导复合物结构及机制的研究中的又一重要突破。我们后续也将开展基于CXCR2的抗癌药物设计与研发，实现基础研究和转化应用的有效结合。” 刘志杰教授说。参与该项研究的还有中科院深圳先进技术研究院计算机辅助药物设计中心的袁曙光课题组、上科大iHuman研究所赵素文课题组以及上科大膜蛋白线站平台和iHuman研究所的功能研究平台的科研人员。该研究中冷冻电镜数据在上海科技大学生物电镜中心收集，iHuman研究所真核细胞表达平台、基因克隆平台、蛋白纯化平台、功能研究平台的工作人员为该项研究提供了强大的技术支持。该研究同时获得了国家自然科学基金委、科技部及上海市政府的经费支持。图1：IL8激活CXCR2趋化T细胞到癌细胞过程的艺术展示图（由Julie Liu设计绘制）图2：(a) 分别与单体和二体IL8结合的CXCR2与Gi复合物的电镜结构，以及CXCR2与拮抗剂结合的晶体结构; (b) CXCR2的激活机制卡通展示图; (c) 与二体IL8结合的CXCR2结构剖面图。iHuman刘志杰研究团队来源：上海科技大学 iHuman所 Nature

2021年2月26日，中国学者在Science 发表了8项研究成果，在物理学，生命科学，数学及地球科学等领域取得重大进展，iNature系统盘点这些研究成果：【1】自1925年乌伦贝克和古德施密特发现电子自旋现象起，人们在原子和分子等体系中发现电子自旋与轨道角动量的耦合会导致许多有趣现象的发生，比如：原子能级的分裂，磁晶各向异性和半导体中的量子霍尔效应等。电子自旋和轨道角动量的耦合会对原子和分子的碰撞过程会产生影响。2021年2月26日，中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员和杨学明院士课题组合作在Science 在线发表题为“Quantum interference between spin-orbit split partial waves in the F + HD → HF + D reaction”的研究论文，该研究报告了有关电子自旋和轨道角动量在F + HD→HF + D反应中的影响的实验和理论研究的组合。使用高分辨率成像技术，该研究在前向散射方向周围的产品旋转状态分辨的微分截面中观察到了特殊的马蹄铁形图案。当考虑到完整的自旋轨道特性时，只有通过高精度的量子动力学理论才能正确解释这种异常的动力学模式。理论分析表明，马蹄铁形很大程度上是自旋轨道分裂-部分波共振具有正负平衡的量子干扰的结果，这提供了自旋轨道相互作用如何有效影响反应动力学的独特例子。【2】已知等离激元纳米粒子的手性组装体具有很强的圆二色性，但不具有高光学不对称性，这受到电场和磁场分量的不利组合（由强散射复合）的限制。2021年2月25日，吉林大学刘堃，密歇根大学Nicholas A. Kotov及巴西圣卡洛斯联邦大学Andre Farias de Moura共同通讯在Science 在线发表题为“Enhanced optical asymmetry in supramolecular chiroplasmonic assemblies with long-range order”的研究论文，该研究表明可以通过类似于在人胰岛淀粉样多肽的金纳米棒螺旋装配中发现的液晶的纳米粒子的长距离组织，来克服这些限制。强烈的偏振相关光谱位移和降低的能量状态散射，以及在组装好的螺旋中激活的偶极子的反平行定向，使光学不对称性g因子增加了4600倍以上。液晶般的颜色变化和纳米棒加速的原纤化可以在复杂的生物介质中进行药物筛选。远距离有序的改进也为具有高光学不对称性的材料设计提供了结构指导。【3】2021年2月26日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）周斌团队在Science 在线发表题为“Proliferation tracing reveals regional hepatocyte generation in liver homeostasis and repair”的研究论文，该研究首次开发了能够长时程示踪体内细胞增殖的新技术，利用该技术研究人员发现了成体肝细胞的来源，为肝脏再生及疾病临床治疗研究提供了新思路。【4】美国得克萨斯大学西南医学中心Zhu Hao团队在Science 在线发表题为“Liver homeostasis is maintained by midlobular zone 2 hepatocytes”的研究论文，该研究使用14种鼠科动物命运图谱系统地比较了肝细胞的不同子集。在稳态期间，来自门周围区1和中心周围区3的细胞数量减少，而来自小叶中区2的细胞数量增加。区域2中的细胞可以避免常见的损伤，并且在中央和周围的损伤后也促进了细胞的再生。区域2的重新填充是由胰岛素样生长因子结合蛋白2-雷帕霉素-细胞周期蛋白D1（IGFBP2-mTOR-CCND1）轴的靶标驱动的。因此，小叶的不同区域表现出它们对肝细胞更新的贡献的差异，并且区域2是在稳态和再生过程中新肝细胞的重要来源。【5】随机数被广泛用于信息安全，密码学，随机建模和量子模拟。物理随机数生成的关键技术挑战是速度和可伸缩性。 2021年2月26日，耶鲁大学曹慧团队在Science 在线发表题为“Massively parallel ultrafast random bit generation with a chip-scale laser”的研究论文，该研究演示了一种与单个激光二极管并行超快生成数百个随机位流的方法。引入了在专门设计的腔中的多种激光模式的时空干涉，作为极大加速随机位生成的方案。由量子涨落引起的自发发射会产生随机噪声，使比特流无法预测。离线后处理可实现每秒250 TB的总比特率，比当前的后处理记录高出两个数量级。该研究方法坚固，紧凑且节能，在安全通信和高性能计算中具有潜在的应用前景。【6】有丝分裂原触发动物中的细胞分裂。在植物中，细胞分裂素是一组来自腺嘌呤的植物激素，可刺激细胞增殖。细胞分裂素信号转导由膜相关的组氨酸激酶受体启动，并通过磷酸化系统进行转导。 2021年2月25日，剑桥大学Yang Weibing（现在的单位是中国科学院分子植物科学卓越中心）在Science 在线发表题为“Molecular mechanism of cytokinin-activated cell division in Arabidopsis”的研究论文，该研究显示出在拟南芥茎尖分生组织（SAM）中，细胞分裂素通过促进Myb与蛋白3R4（MYB3R4）的核穿梭来调节细胞分裂，MYB3R4是激活有丝分裂基因表达的转录因子。新合成的MYB3R4蛋白主要位于细胞质中。在G2 / M过渡期，MYB3R4的快速核积累（与细胞分裂素浓度的相关瞬时峰值一致）为涉及importins的正反馈回路提供了营养，并启动了驱动有丝分裂和胞质分裂的转录级联反应。工程核限制MYB3R4可模拟细胞分裂素在增强细胞增殖和分生组织生长中的作用。【7】了解基因组的组织需要整合DNA序列和三维空间环境。然而，现有的全基因组方法缺乏碱基对序列解析或直接的空间定位。博德研究所Chen Fei等在Science 在线发表题为“In situ genome sequencing resolves DNA sequence and structure in intact biological samples”的研究论文，该研究描述了原位基因组测序（IGS），一种同时对完整的生物样品中的基因组进行测序和成像的方法。该研究将IGS应用于人类成纤维细胞和早期小鼠胚胎，在空间上将成千上万个基因组位点定位在单个核中。使用这些数据，该研究表征了跨胚胎阶段的基因组结构中父母特异性的变化，揭示了受精卵中的单细胞染色质结构域，以及未发现的全局染色体定位在各个胚胎中的表观遗传记忆。这些结果表明，IGS如何直接将序列和结构从单碱基对到整个生物的整个长度尺度连接起来。【8】海底地球物理仪器在部署和维护方面具有挑战性，但对于研究海底地震和地球内部至关重要。可以利用海底电信电缆的新型光纤传感技术为填补数据空白提供了机会。 2021年2月26日，加利福尼亚理工学院Zhan Zhongwen在Science 在线发表题为“Optical polarization–based seismic and water wave sensing on transoceanic cables”的研究论文，该研究通过监视常规光通信信道的极化，成功地通过了一条10,000公里长的海底电缆，将地震波和水波感应到连接加利福尼亚州洛杉矶和智利瓦尔帕莱索的海底电缆。该研究的方法由于不需要专门的设备，激光源或专用光纤，因此具有很高的可扩展性，可以将全球海底电缆转换为连续的实时地震和海啸观测站。自1925年乌伦贝克和古德施密特发现电子自旋现象起，人们在原子和分子等体系中发现电子自旋与轨道角动量的耦合会导致许多有趣现象的发生，比如：原子能级的分裂，磁晶各向异性和半导体中的量子霍尔效应等。电子自旋和轨道角动量的耦合会对原子和分子的碰撞过程会产生影响。在化学反应中，电子自旋轨道耦合会导致反应散射分波的分裂，进而使得分波可能存在一些精细结构。但是长期以来，电子自旋轨道耦合是否能够以及如何影响化学反应的动力学过程仍然是一个未知并极具挑战的问题。为了解决这一问题，研究人员以实验和理论相结合对电子自旋和轨道角动量在氟原子与氢分子的反应F+HD->HF+D中的影响进行了研究。实验方面，通过将交叉分子束方法、时间切片离子速度成像技术与近阈值电离技术相结合，应用高分辨的实验测量获得了产物转动量子态分辨的微分散射截面，并在微分散射截面前向散射方向观测到了一个独特的马蹄铁形结构。理论方面，发展了考虑电子角动量效应的量子动力学理论模拟方法，对这个独特的马蹄铁形动力学结构进行了解释。理论表明这个动力学结构是由具有正负宇称的自旋轨道分裂的共振分波的量子干涉导致的。这一研究结果表明自旋-轨道相互作用能够有效地影响化学反应动力学过程。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心陈文韬博士是本论文的第一作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项（B类）的支持。版权声明：本文转自“iNature”，文章转载只为学术传播，无商业用途，版权归原作者所有，如涉及侵权问题，请联系我们，我们将及时修改或删除。沃斯(WOSCI)由耶鲁大学博士团队匠心打造，专注最新科学动态并提供各类科研学术指导，包括：前沿科学新闻、出版信息、期刊解析、论文写作技巧、学术讲座、SCI论文润色等。