科技部發布2018年中國科學十大進展　複製猴、納米機器人等上榜

非洲以外的最古老人類可能在中國的黃土高原？人類患上抑鬱症是因為大腦外側韁核的神經元在高頻放電？2019年2月27日，科技部基礎研究管理中心召開「2018年度中國科學十大進展專家解讀會」，發布了2018年度中國科學十大進展。

「中國科學十大進展」遴選活動由科技部基礎研究管理中心牽頭舉辦，至今已成功舉辦14屆，旨在宣傳中國重大基礎研究科學進展，激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神，開展基礎研究科普宣傳，促進公眾理解、關心和支持基礎研究，在全社會營造良好的科學氛圍。

1. 基於體細胞核移植技術成功複製出獼猴

非人靈長類動物是與人類親緣關係最近的動物。因可短期內批量生產遺傳背景一致且無嵌合現象的動物模型，體細胞克隆技術被認為是構建非人靈長類基因修飾動物模型的最佳方法。自1997年複製羊「多利」報導以來，雖有多家實驗室嘗試體細胞複製猴研究，卻都未成功。中國科學院神經科學研究所/腦科學與智慧技術卓越創新中心孫強和劉真研究團隊經過五年攻關最終成功得到了兩隻健康存活的體細胞複製猴。

2. 創建出首例人造單染色體真核細胞

真核生物細胞一般含有多條染色體，如人有46條、小鼠40條、果蠅8條、水稻24條等。這些天然進化的真核生物染色體數目是否可人為改變、是否可以人造一個具有正常功能的單染色體真核生物是生命科學領域的前沿科學問題。中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所覃重軍和薛小莉研究組、趙國屏研究組、生物化學與細胞生物學研究所周金秋研究組、武漢菲沙基因信息有限公司等團隊合作，以天然含有16條染色體的真核生物釀酒酵母為研究材料，採用合成生物學「工程化」方法和高效使能技術，在國際上首次人工創建了自然界不存在的簡約化的生命——僅含單條染色體的真核細胞。

3. 揭示抑鬱發生及氯胺酮快速抗抑鬱機制

近年來在臨床上發現麻醉劑氯胺酮在低劑量下具有快速（1小時內）、高效（在70%難治型病人中起效）的抗抑鬱作用，被認為是精神疾病領域近半個世紀最重要的發現。然而，氯胺酮具有成癮性，副作用大，無法長期使用。2018年，浙江大學醫學院胡海嵐研究組發現大腦中反獎賞中心——外側韁核中的神經元活動是抑鬱情緒的來源。

其研究對於抑鬱症這一重大疾病的機制做出了系統性的闡釋，顛覆了以往抑鬱症核心機制上流行的 「單胺假說」，並為研發氯胺酮的替代品、避免其成癮等副作用提供了新的科學依據。同時，該研究所鑒定出多個可作為快速抗抑鬱的分子靶點，為研發更多、更好的抗抑鬱藥物或干預技術提供了嶄新的思路，對最終戰勝抑鬱症具有重大意義。

4. 研製出用於腫瘤治療的智能DNA納米機器人

國家納米科學中心聶廣軍、丁寶全和趙宇亮研究組與美國亞利桑那州立大學顏灝研究組等合作，在活體內可定點輸運藥物的納米機器人研究方面取得突破，實現了納米機器人在活體（小鼠和豬）血管內穩定工作並高效完成定點藥物輸運功能。

5. 測得迄今最高精度的引力常數G值

牛頓萬有引力常數G是人類認識的第一個基本物理常數。按照牛頓萬有引力定律，G應該是一個固定的常數，不因測量地點和測量方法的不同而變化。但是，當前國際上不同研究小組用不同方法測得的G值卻不吻合。華中科技大學物理學院引力中心羅俊、楊山清和邵成剛研究組自2009年開始同時採用兩種相互獨立的方法——扭秤週期法和扭秤角加速度回饋法來測量G值。歷經多年的艱苦努力，2018年兩種方法均獲得了迄今為止國際最高的測量精度（G值分別為6.674184 ×10−11和6.674484 ×10−11m3/kg/s2，相對標準差分別為百萬分之11.64和11.61），更為關鍵的是兩個結果在3倍標準差範圍內吻合。

6. 首次直接探測到電子宇宙射線能譜在1TeV附近的拐折

高能宇宙射線中的負電子和正電子在其行進過程中會很快損失能量，因此其測量資料可以作為高能物理過程的一個探針，甚至用於研究暗物質粒子的湮滅或衰變現象。基於地基切倫科夫伽瑪射線望遠鏡陣列的間接探測獲得的電子宇宙射線能譜在1TeV（1TeV=1000GeV=1萬億電子伏特）附近存在有拐折的跡象，但其系統誤差很大。中國首顆天文衛星悟空號（DAMPE）證實了地面間接測量的結果。

7. 揭示水合離子的原子結構和幻數效應

離子與水分子結合形成水合離子是自然界最為常見和重要的現象之一。北京大學物理學院量子材料科學中心江穎、王恩哥和徐莉梅研究組與化學與分子工程學院高毅勤研究組等合作，開發了一種基於高階靜電力的新型掃描探針技術，刷新了掃描探針顯微鏡空間解析度的世界紀錄，實現了氫原子的直接成像和定位，在國際上首次獲得了單個鈉離子水合物的原子級分辨圖像，並發現特定數目的水分子可以將水合離子的遷移率提高幾個量級，這是一種全新的動力學幻數效應。

8. 創建出可探測細胞內結構相互作用的納米和毫秒尺度成像技術

真核細胞內，細胞器和細胞骨架進行著高度動態而又有組織的相互作用以協調複雜的細胞功能。中國科學院生物物理研究所李棟研究組與美國霍華德休斯醫學研究所Jennifer Lippincott-Schwartz和Eric Betzig等合作，發展了掠入射結構光照明顯微鏡（GI-SIM）技術，該技術能夠以97納米解析度、每秒266幀對細胞基底膜附近的動態事件連續成像數千幅。研究人員利用多色GI-SIM技術揭示了細胞器-細胞器、細胞器-細胞骨架之間的多種新型相互作用，深化了對這些結構複雜行為的理解，可對生命科學整個學科產生重大影響。

9. 調控植物生長——代謝平衡實現可持續農業發展

中國科學院遺傳與發育生物學研究所傅向東研究組與合作者的研究顯示，水稻生長調節因數GRF4和生長抑制因數DELLA相互之間的反向平衡調節賦予了植物生長與碳——氮代謝之間的穩態共調節。因此，過將GRF4-DELLA平衡向GRF4豐度的增加傾斜，可以在維持半矮化優良性狀的同時提高「綠色革命」品種的氮肥利用效率並增加穀物產量。因此，對植物生長和代謝協同調控是未來可持續農業和糧食安全的一種新的育種策略。

10. 將人類生活在黃土高原的歷史推前至距今212萬年

目前國際上公認的非洲以外最老舊石器地點是格魯吉亞的德馬尼西遺址，年代為距今185萬年。由中國科學院廣州地球化學研究所朱照宇、古脊椎動物與古人類研究所黃慰文和英國埃克塞特大學Robin Dennell領導的團隊歷經13年研究，在陝西省藍田縣發現了一處新的舊石器地點——上陳遺址。研究人員建立了新的黃土-古土壤年代地層序列，並在早更新世17層黃土或古土壤層中發現了原地埋藏的96件舊石器，包括石核、石片、刮削器、鑽孔器、尖狀器、石錘等，其年齡約126萬年至212萬年。