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中国三所高校发表2篇Science 和1篇Cell

2017-06-22来源:中国教育在线

  《自然》(Nature)、《科学》(Science)和《细胞》(Cell)作为目前国际上最顶尖的学术期刊,每期发表文章数量都很少,发表文章基本也代表了相关领域的顶尖研究成果。

  2017年6月16日,来自中国三所高校的最新研究成果分别发表在最新的Science和Cell上,其中中国科学技术大学和中山大学研究团队各发表一篇Science,北京大学等研究团队联合发表一篇Cell。本期我们就一起来看看中国科学家发表的这三篇顶尖论文。

  中科大潘建伟团队Science发表量子纠缠重大成果

  中国科学院院士潘建伟

  中国科学技术大学潘建伟团队利用“墨子号”量子科学实验卫星首次实现了千公里级的量子纠缠。在这项具有里程碑意义的研究中,卫星将处于纠缠态的光子发送到相距超过1200千米远的地面基站(青海德令哈站和云南丽江高美古站),远远超过此前144千米的传送距离,为更远距离的量子通信打下了基础。这项工作以封面论文的形式刊登在6月16日出版的《科学》(Science)上。

  “中国已经领跑量子通信”,没有参与这项工作的日内瓦大学物理学家Nicolas Gisin评价道,“这个实验证明全球量子通信是可行的,而且将在不久的将来实现。”

  想要建立安全的全球范围量子通信网络,唯一可行的方案就是从太空中发送量子密钥,然后将其分发到百十公里远的地面节点。以中国古代哲学家名字命名的“墨子”号卫星,重达600千克,2016年被发射到近地轨道,而这只不过是投资达10亿美元的太空量子实验项目(QUESS)的排头兵。

  墨子号携带了一系列装配好的激光器和晶体,它们可以产生成对的纠缠态光子,并将其分离,分别传输到卫星视线范围内的不同地面基站。在最近的测试中,这三个基站分别坐落在德令哈市、乌鲁木齐市和中国遥远南部城市丽江,其中德令哈市和丽江市的地理距离达到1203千米,这大踏步地提高了纠缠光子传输距离的记录。

  目前这套系统仍然需要进一步的完善,因为目前报道的墨子号和基站间的信号传输速度不足以维持实用的量子通信。墨子号每秒发射约600万对纠缠态光子,但是大约每秒只有一对可以既通过大气层又被地面基站上的聚光望远镜接收到。潘建伟是这个项目的领导者,他自2003年以来一直在推进和筹措这个实验项目。他将这个成就比作探测月球上一根火柴发出的单个光子。

  潘建伟认为,墨子号传输纠缠态光子的效率比“最好的通信光纤高万亿倍”,“我们做的工作是缺少墨子号就不可能做到的,而且未来5年,太空量子实验项目会发射更多的量子通信实验卫星。”论文链接:

  http://science.sciencemag.org/content/356/6343/1140

  中山大学张杰鹏教授团队发表一篇Science

  中山大学长江学者、杰青张杰鹏教授

  6月16日,中山大学张杰鹏教授研究组在Science发表论文"Controlling guest conformation for efficient purification of butadiene",报道了配位聚合物多孔材料设计、合成、气体吸附和相关机理的研究成果。

  为了使产品或原料达到足够高的纯度,工业界需要花费大量时间与成本进行化学混合物分离。工业能耗大约占人类社会总能耗的三分之一,其中化学混合物分离的能耗大约占工业能耗的二分之一。工业常用的分离纯化技术主要是蒸馏和溶剂吸收,不仅高能耗而且对环境损害很大。例如,作为几种最大宗的化工产品/原料,乙烯、丙烯和1,3-丁二烯,需要使用低温高压或溶剂萃取精馏,将其与分子量相似的碳氢化合物副产物分离。基于客体分子的尺寸、形状、极性和极化率等特性的差别,多孔材料可以对混合物中各组分产生差异性吸附。但是,现有多孔材料对重要工业混合物的吸附选择性偏低,仍难以在温和条件下进行高效的分离纯化。

  张杰鹏教授与合作者致力于配位聚合物多孔材料的设计、合成、气体吸附和相关机理研究,近年来取得了系列进展。该团队不但发展了原位X射线单晶衍射、原位光谱表征和计算机模拟技术对吸附分离的机理和行为进行解释和预测,还提出多种策略用于精确调控、提高,甚至是“反转”气体吸附选择性,以获得更好的分离效果。

  该研究工作由张杰鹏教授研究团队独立完成。中山大学廖培钦博士(2016年毕业于中山大学)、副研究员为第一作者,张杰鹏教授为通讯作者,共同作者还有黄宁宇(2016级研究生)、张伟雄副教授以及陈小明院士。该工作得到了科技部973计划、国家自然科学基金重大研究计划、杰出青年基金、面上项目、以及中山大学的大力支持。论文链接:

  http://science.sciencemag.org/content/356/6343/1193

  北京大学张泽民研究组等发表一篇Cell

  北京大学千人计划入选者、长江学者张泽民

  6月16日,北京大学生命科学学院BIOPIC中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心、北大-清华生命科学联合中心张泽民研究组,首都医科大学附属北京世纪坛医院暨北京大学第九临床医学院肝胆胰外科彭吉润研究组,以及美国AMGEN公司的欧阳文军研究组在Cell杂志发表了题为“Landscape of infiltrating T cells in liver cancer revealed by single-cell sequencing”的研究论文,首次在单细胞水平上描绘了肝癌微环境中的免疫图谱。

  张泽民研究组与首都医科大学附属北京世纪坛医院暨北京大学第九临床医学院肝胆胰外科彭吉润研究组及美国AMGEN公司的欧阳文君研究组深入合作,在单细胞水平对肝癌肿瘤微环境中T淋巴细胞的转录组及T细胞受体(TCR)序列进行了综合分析,完成了超过5000个T细胞的单细胞测序数据。基于生物信息学分析,通过对T细胞进行亚群分类、发展轨迹分析及比较不同亚群中T细胞克隆的分布,该研究探索了不同亚群之间的关系,鉴定每个亚群特异的基因表达,揭示了肿瘤中的T细胞在功能、分布和发展状态方面和其他部位的T细胞截然不同。

  该项工作是国际上首次大规模针对肿瘤相关T细胞的单细胞组学研究,提供了极有价值的数据资源,为多角度理解肝癌相关的T细胞特征奠定了基础。该项工作的数据积累、科学发现和理论推演有望促进已有的免疫治疗方案在肝癌中的临床应用,并有助于发现有效的针对肝癌治疗免疫治疗靶点,进而加速创立新的肝癌免疫疗法。同时,该项工作也为肿瘤免疫的图谱勾画作出了范式,为今后对其他肿瘤开展类似的研究及各类肿瘤免疫的发展提供了基础。

  北京大学生命科学学院BIOPIC中心博士后郑春红,博士研究生张园园、郭心怡,前沿交叉研究院博士研究生郑良涛,北京大学医学部博士研究生郭化虎和美国AMGEN公司博士后Jae-Kwang Yoo为该论文的并列第一作者。北京大学生命科学学院BIOPIC中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心、北大-清华生命科学联合中心张泽民,首都医科大学附属北京世纪坛医院暨北京大学第九临床医学院肝胆胰外科彭吉润,以及美国AMGEN公司的欧阳文军为该论文的共同通讯作者。该项研究得到了北京未来基因诊断高精尖创新中心、国家重点研发计划、国家自然科学基金以及北大-清华生命科学联合中心的资助。论文链接如下:

  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867417305962

  (来源:中国科学技术大学、中山大学和北京大学新闻网)

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