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中國科學家領銜,人類首次看清黑洞“舞步”
12月12日中午,在北京中國科學院國家天文台會議室內,研究員劉繼峰、王亞楠與中國科學院大學副教授黃樣、華中科技大學教授雷衛華等正在聚焦1.2億光年外的一場“宇宙風暴”—— 一顆恆星被超大質量黑洞撕裂,殘骸形成熾熱的吸積盤,並驅動噴流同步擺動。就在一天前,由他們領銜、聯合30余家國內外機構發表於《科學進展》的研究成果,首次在潮汐瓦解事件(TDE)AT2020afhd中獲得有力觀測證據,“看清”了黑洞系統的“舞步”——吸積盤與噴流協同進動。黑洞系統吸積盤與噴流協同進動的藝術想像圖。張旭/繪  中國科學院國家天文台供圖AT2020afhd位於星系LEDA 145386中心,距地球約1.2億光年。潮汐瓦解事件是指當恆星過於靠近星系中心的超大質量黑洞時,被其強大潮汐力撕碎的劇烈天文現象。部分恆星碎片在回落過程中形成高溫吸積盤,釋放出強烈輻射。團隊認為,吸積盤與噴流同步進動很可能源於廣義相對論預言的“蘭斯-蒂林效應”,即旋轉黑洞拖曳周圍時空,使傾斜吸積盤及其垂直噴流整體周期性擺動。儘管理論對黑洞系統的“舞動”形式早有預測,但獲得清晰觀測證據極具挑戰性。2024年1月,王亞楠通過“暫現源名稱服務網”注意到AT2020afhd。“發現這個事件存在X射線輻射後,我們立刻觸發了更高頻次的X射線監測。”她說,“但當時並沒有預期這個源會這麼特別。直到監測了一個月後,發現它的X射線輻射存在劇烈的光度變化。”團隊決定啟動密集監測,於是迅速組織國際協同觀測,開展了為期一年多的多波段高頻次觀測。轉機出現在事件發現215天後:X射線光變呈現周期約19.6天、振幅超10倍的准周期振盪;射電波段同步出現超4倍振幅變化。“這種跨波段、高振幅、准周期的同步行為表明,吸積盤與噴流之間存在剛性連接,像陀螺一樣圍繞黑洞自轉軸共同進動。”王亞楠表示。團隊建構的協同進動模型成功復現觀測資料,並對系統幾何、黑洞自旋及噴流速度等參數作出明確限制。目前,在國家天文台牽頭下,國內已成立潮汐瓦解事件研究小組,定期開展學術交流,為重大發現提供智力支撐。展望未來,劉繼峰表示:“隨著‘司天工程’(GOTTA)、‘天關’衛星等新一代時域天文設施運行,我們將實現全天區深度、多波段、高頻次監測,發現更多此類事件,深化對黑洞吸積物理的理解。” (中國科學報)
《自然》重磅發佈!中國科學家實現無針胰島素給藥,糖尿病人或將告別打針時代!
你是不是也受夠了每天打針、吃藥、測血糖的日子?手指被扎得千瘡百孔,肚子上全是針眼,半夜還得爬起來防低血糖……糖尿病人的苦,只有自己最清楚。但今天,我要告訴你一個真正值得期待的好消息——也許用不了幾年,這些痛苦就能徹底成為過去式!就在幾天前(11月20日),世界頂級學術期刊《自然》(Nature)正式發表了一項由中國科學家主導的重大研究成果:一種只需貼在皮膚上的新型胰島素貼片,竟能實現無痛、無針、高效控糖!這不是科幻,也不是行銷噱頭,而是實打實的科學突破。更令人驕傲的是,這項技術的核心研發團隊,來自浙江大學。為什麼這個突破如此重要?長久以來,胰島素只能通過注射進入人體,因為它的分子太大,根本穿不過我們皮膚那道“銅牆鐵壁”。皮膚最外層的角質層,就像一層緻密的磚牆,專門用來阻擋外界物質入侵——這對健康是好事,但對藥物遞送卻是巨大障礙。幾十年來,全球無數科研團隊嘗試開發“胰島素貼片”,全都卡在了這一步:胰島素進不去血液,貼了等於白貼。而這一次,中國科學家找到了破局的關鍵——一種全新的智能聚合物材料。它是怎麼做到的?原理其實很“聰明”這種新材料不是蠻力硬闖,而是“見機行事”,根據皮膚不同深度的環境自動調整狀態:第一步:牢牢“粘”住皮膚表面皮膚表面呈弱酸性(pH≈5),這時聚合物會帶上正電荷,像磁鐵一樣把胰島素牢牢吸附在皮膚上,不會被輕易蹭掉。第二步:悄悄“溜”過角質層當藥物向皮膚深處滲透時,環境pH逐漸變為中性,聚合物立刻切換成電中性狀態,變得“滑溜”,輕鬆穿過原本密不透風的角質屏障。第三步:繞過皮膚細胞,直通血液最關鍵的是——它能讓胰島素跳過皮膚細胞的吸收,直接進入真皮層的淋巴管和毛細血管。這意味著胰島素不會在皮膚裡被“浪費”掉,而是高效進入全身循環,發揮降糖作用。整個過程無需針頭、無痛無創,就像貼一張創可貼那麼簡單。效果到底靠不靠譜?動物實驗結果令人振奮研究團隊在糖尿病小鼠和迷你豬(其皮膚結構與人類高度相似)身上進行了測試:小鼠:單次貼敷後,1小時內血糖降至正常水平,並穩定維持12小時以上。迷你豬:同樣顯著降糖,且血糖波動遠小於傳統注射——更接近人體自然分泌胰島素的節奏,避免了“高高低低”的過山車效應。更讓人安心的是,長期反覆使用後,動物皮膚無紅腫、無增厚,肝腎功能完全正常。初步安全性資料非常樂觀。我們什麼時候能用上?當然,從動物實驗到人用產品,還有一段路要走。接下來需要進行嚴格的人體臨床試驗,驗證其在真實患者中的有效性與安全性。但關鍵在於:技術路徑已經被打通了!過去幾十年“胰島素透皮給藥”被視為幾乎不可能的任務,如今,中國科學家用一種巧妙的材料設計,真正邁出了從0到1的一步。這意味著,無針控糖的時代,真的不再遙遠。想像一下:未來某一天,你早上洗完臉,順手在手臂上貼一片小小的“控糖貼”,全天血糖平穩,再也不用隨身帶針、不用計算劑量、不怕打針恐懼——生活回歸正常,尊嚴感回來了。寫在最後糖尿病不是絕症,但它帶來的日常折磨,常常比疾病本身更讓人疲憊。而科學的意義,就是一點點把那些“不得不忍受的痛苦”,變成“可以輕鬆跨越的過去”。這次的突破,不僅是一項技術進步,更是千萬糖友重獲自由生活的希望之光。雖然現在還不能馬上用上,但請記住:改變,已經開始發生。而這一次,領跑世界的,是我們中國的科學家。轉發給身邊正在與糖尿病抗爭的人吧——好消息,值得被更多人知道。 (高途健康)
蘋果、紫洋蔥抗癌,中國科學家找到背後“功臣”
近日,山東大學齊魯醫院教授李石洋與山東大學基礎醫學院教授袁得天團隊合作開展的研究,首次證實蘋果皮、紫洋蔥等常見食材中的槲皮素並不能直接抗癌,而需經腸道菌群代謝轉化為3,4-二羥基苯乙酸(DOPAC)後,才能化身啟動免疫細胞(主要是CD8+T 細胞)的“興奮劑”。研究人員對《中國科學報》表示,這項線上發表於《細胞-代謝》的研究,不僅為傳統“飲食抗癌”找到了關鍵科學依據,也為臨床治療開闢了“飲食—菌群—免疫”協同抗癌的新路徑。李石洋課題組合影。課題組供圖槲皮素“抗癌”離不開腸道菌群作為一種廣泛存在於水果和蔬菜中的黃酮醇,槲皮素已被證實可通過抑制腫瘤轉移、血管生成及細胞增殖,在癌症預防和治療中發揮作用。但人們對它在體內的確切作用機制,尤其是與腫瘤微環境(TME)的相互作用並不瞭解。新研究正是圍繞槲皮素對腫瘤微環境內免疫組分的作用機制展開的。“研究發現,槲皮素的微生物代謝產物DOPAC才是發揮抗癌作用的真正‘功臣’。”李石洋向《中國科學報》介紹說,當人們食用含槲皮素的食物後,腸道菌群會把槲皮素分解,代謝產物中的DOPAC經由血液循環系統進入腫瘤微環境,繼而精準找到CD8+T細胞並啟動後者。“被DOPAC啟動的CD8+T細胞,不僅增殖速度變快,還會分泌更多干擾素、穿孔素和顆粒酶等‘抗癌武器’,精準消滅癌細胞。”李石洋說。為驗證該結論,研究團隊進一步開展了反證實驗。他們先給實驗小鼠喂抗生素,在清除腸道中的細菌後再喂槲皮素,結果發現槲皮素的抗癌作用消失了。論文指出,這說明沒有腸道菌群幫忙“加工”,槲皮素就是“普通食材”,無法發揮抗癌作用。DOPAC扮演的角色在免疫細胞中,CD8+T細胞被認為是抗腫瘤反應的“主力”。但在一般情況下,腫瘤微環境通常“營養有限”,癌細胞在資源上與CD8+T細胞存在競爭,進而給其帶來代謝挑戰,削弱抗癌能力。正因如此,人們更加好奇,DOPAC到底扮演了什麼樣的角色?李石洋介紹說,腫瘤微環境是一個高度複雜的生態系統,內有巨噬細胞、樹突狀細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)、T 細胞、B 細胞等多種免疫細胞,以及內皮細胞、基質細胞等非免疫細胞。腫瘤細胞和這些非腫瘤細胞亞群之間的相互作用,決定著腫瘤的興衰。研究團隊通過實驗發現,在腫瘤微環境中,CD8+T細胞的NRF2蛋白是調節細胞殺傷腫瘤能力的“開關”,但該蛋白會被另外一種名為KEAP1的蛋白束縛,從而一直處於“蟄伏”狀態。當DOPAC出現後,KEAP1蛋白很容易與其直接結合,失去對NRF2蛋白的“控制”。當細胞內的NRF2蛋白“重獲自由”後,會促進新角色——Bnip3的轉錄;而後者的一個重要能力就是驅動受損的線粒體自噬。線粒體自噬是細胞“更新換代”的重要策略。CD8+T細胞的線粒體功能受損,抗腫瘤能力就會顯著下降。而Bnip3介導的受損線粒體自噬後,細胞會長出健康的新線粒體。新線粒體的誕生意味著CD8+T 細胞“煥發青春”,這使其在與癌細胞的抗衡中擁有更多能量,最終提升抗腫瘤作用。“實驗顯示,經過DOPAC處理的CD8+T細胞線粒體活性提升了40%,增殖速度是原來的2倍,殺滅癌細胞的效率也提高了35%。”李石洋告訴記者,這項研究揭示了腸道菌群來源的DOPAC有望成為癌症治療的潛在候選分子,同時也可能作為免疫檢查點(ICB)治療的增效劑。多角度驗證,結論仍成立李石洋表示,為進一步證實上述結論,研究團隊開展了多組驗證實驗。研究人員首先用動物模型進行正向驗證,結果發現,給黑色素瘤小鼠喂食槲皮素(經腸道菌轉化DOPAC)或直接注射DOPAC後,實驗小鼠的腫瘤體積均縮小約60%,腫瘤內CD8+T細胞的浸潤量(進入腫瘤內部的數量或密度)增加了2倍;而對於腸道菌被清除掉的小鼠,即使喂再多槲皮素,其腫瘤症狀依然如故。接著,研究團隊進一步對作用機制進行驗證。他們利用基因編輯技術對CD8+T細胞的NRF2基因進行敲除,再重複前述實驗,發現實驗小鼠即便進補了DOPAC,也無力抗癌。這也印證了NRF2在CD8+T細胞啟動反應中掌握著“核心開關”。他們還在黑色素瘤小鼠實驗中發現,當注射DOPAC與抗PD-1抗體聯合使用時,小鼠的腫瘤縮小速度較單獨用藥起效更快、效果更好。論文指出,未來通過“補充 DOPAC+免疫治療”的組合,有望讓更多患者受益。此外,研究團隊還進一步探索了該機制對多種腫瘤的治療潛力。實驗發現,DOPAC的介入,同樣能對結直腸癌和肝癌小鼠模型產生腫瘤抑制效果。這說明DOPAC對於腫瘤有潛在的臨床治療作用。給“飲食抗癌”的科學建議基於以上結論,研究團隊針對傳統的“飲食抗癌”給出了多條健康“小提示”。首先在飲食上需注重槲皮素的攝入。在蔬果的食用習慣及選擇上,吃蘋果建議帶皮吃——槲皮素主要富集於果皮,紫洋蔥和白洋蔥中優先選擇前者,西藍花建議焯水後涼拌食用等。不過,李石洋也提醒,槲皮素無需食用過量,每日1個蘋果、半顆紫洋蔥就能滿足日常所需;另外,也不宜大量服用“槲皮素補劑”代替天然食物。其次要注重守護腸道菌群的健康。非必要不使用抗生素,因為後者會破壞產生DOPAC的腸道菌群。李石洋建議,日常可通過喝酸奶、吃泡菜等補充體內益生菌,或攝入全穀物、豆類等富含膳食纖維的益生元,為菌群提供適宜生長環境。對於正在與癌症鬥爭的病患,研究團隊建議接受PD-1/PD-L1 抑製劑治療的患者在醫生指導下調整飲食結構,適當增加含槲皮素的食物攝入。“這項研究揭示了腸道菌群作為‘隱形免疫調節器’的深層價值。”李石洋表示,未來團隊將進一步探索具體參與槲皮素轉化的菌群種類,為精準調控腸道微生態、最佳化腫瘤輔助治療提供更準確的靶點。 (中國科學報)
祝賀中國科學家!攻克世界百年難題!
據北京大學消息,近日,中國科學院山西煤炭化學研究所溫曉東研究員團隊與北京大學馬丁教授團隊合作,在破解費托合成高碳排放難題方面取得突破性成果。研究發現,在將合成氣(主要由一氧化碳和氫氣組成)轉化為油品或烯烴的費托合成反應中,只需在反應氣體中引入極微量的滷素化合物,就能顯著改變鐵基催化劑的反應行為——幾乎不產生二氧化碳,同時將合成烯烴和液體燃料的效率提升至新高度。相關成果10月30日發表於國際頂尖期刊《科學》(Science)。研究者表示,這項技術破解了費托合成高碳排放難題,為中國在「雙碳」目標下推動煤、天然氣、生物質等碳資源的綠色轉化提供了新路徑。據介紹,費托合成已有百年歷史,可透過催化劑將合成氣轉化為液體燃料或烯烴等高值化學品。其中,高碳排放是該反應的難題。在費托合成中,鐵基催化劑容易觸發副反應路徑-反應物一氧化碳與水反應生成二氧化碳。這一副反應嚴重消耗碳資源,造成產物選擇性下降,意味著更多的碳排放和能耗浪費。面對這個難題,中國科學家提出在反應氣體中,加入百萬分之一濃度的滷素化合物(如溴甲烷、碘甲烷等)。 「就像在烹飪中加入一滴'分子級調味料'。」馬丁說,微小的加入量,可以帶來巨大的反應差異:研究發現,這些鹵素分子在反應中以「動態調控者」身份存在,在鐵基催化劑表面不斷吸附、解離、再結合,像「電子開關」一樣調節催化劑的表面狀態,阻斷催化劑表面的水分子活化,從而阻斷一氧化碳和水生成碳活化,從而阻斷一氧化碳和碳的水分子活化,從而阻斷一氧化碳和水生成,從而阻斷一氧化碳和水生成,從而阻斷一氧化碳和水生成,從而阻斷表面的水分子。同時,抑制催化劑表面烴類的過度氫化,使更多碳原子以烯烴形式生成。溫曉東介紹,實驗資料顯示,傳統鐵基費托反應中,二氧化碳佔比常高達30%左右,而在「微量鹵素調控」下,此數值可降至1%以下。同時,生成的高附加價值烯烴比例提升至85% 以上,遠超產業平均。據介紹,目前,研究團隊正與相關企業合作進行中試放大、長期穩定性評估,力爭將這一綠色低碳策略快速推向工業化。 「未來,隨著技術逐步推廣,有望顯著提升中國合成氣利用、煤化工等產業的綠色轉型水平,為全球能源結構優化貢獻中國方案。」馬丁說。只加“一滴鹵素”就能讓百年費托合成煥發低碳新生這是中國科學家送給世界能源轉型的一份原創答案 (經濟日報)
固態電池,中國科學家取得重要研究進展
近日,清華大學化工系教授張強領銜的團隊在固態電池聚合物電解質研究領域取得進展。其團隊成功開發出一種新型含氟聚醚電解質。該電解質通過熱引發原位聚合技術,有效增強了固態介面的物理接觸與離子傳導能力。為開發實用化的高安全性、高能量密度固態鋰電池提供了新思路與技術支撐。該研究成果以“調控聚合物電解質溶劑化結構實現600 Wh kg−1鋰電池”(Tailoring polymer electrolyte solvation for 600 Wh kg−1 lithium batteries)為題,於9月24日線上發表於《自然》(Nature)。當下固態電池在實際應用過程中仍面臨兩大難題:一是“固-固”材料之間因剛性接觸導致的介面接觸差;二是電解質難以在寬電壓窗口下同時相容高電壓正極與強還原性負極的極端化學環境。對此,張強團隊提出“富陰離子溶劑化結構”設計新策略,成功開發出一種新型含氟聚醚電解質。該電解質通過熱引發原位聚合技術,有效增強了固態介面的物理接觸與離子傳導能力,顯著提升了鋰電池的耐高壓性能和介面穩定性。得益於最佳化的介面性能,採用該電解質組裝的富鋰錳基聚合物電池表現出一系列優異的電化學性能。基於該電解質建構的8.96Ah(安時)聚合物軟包全電池在施加1MPa(兆帕)外壓下,能量密度實現跨越式提升,達到604Wh/kg,遠超當下商業化電池。此外,該電池在滿充狀態下順利通過針刺與120攝氏度熱箱(靜置6小時)安全測試,未出現燃燒或爆炸現象,展現出優異的安全性能。未來,該研究成果有望為成熟的固態電池產品研發提供重要技術參考。 (財聯社)
破解世紀難題!剛剛,山東農業大學發Cell
在植物生命科學領域有一個懸而未決的世界難題——“單個體細胞如何發育成完整植株”這一問題早在2005年就被國際著名學術期刊《科學》(Science)在其創刊125周年時列為最具挑戰的125個關鍵科學問題之一近日,這道世紀之問終於迎來了來自中國科學家的答案山東農業大學張憲省教授和蘇英華教授研究團隊首次完整揭示了單個植物體細胞如何通過基因重程式設計“改變命運”,最終發育為完整植株的全過程。該成果不僅破解了困擾科學界百餘年的“植物細胞全能性”機制之謎,也為作物遺傳改良與高效再生提供了全新理論支撐。9月16日,這一成果在國際著名學術期刊《細胞》(Cell)線上發表。一個細胞如何“重啟”生命程序?1902年,“植物細胞全能性”概念被提出,即植物細胞可脫分化形成類似受精卵的全能幹細胞,進而發育為完整植株。這一現象廣泛存在於植物界,包括農作物、木本植物,但其背後的分子機制始終未解。論文通訊作者張憲省教授介紹,較動物細胞而言,植物細胞具有更強的發育可塑性,在一定條件下,它們無需受精就能發育成胚胎,這種現象被稱為“體細胞胚胎發生”。植物細胞還有著獨特的“再生”能力,例如,葉片的體細胞在經歷重程式設計過程後,能夠回歸到原始的幹細胞狀態,並進一步進入“體細胞胚胎發生”階段,最終再生為一株完整的植株。這一“再生”現像在快繁、生物技術育種、脫毒培養等農業生產中具有極為重要的應用價值。而植物體細胞經過重程式設計,從“普通細胞”轉變為“全能性胚胎”的核心秘密一直未被揭露。“就像一片葉子本應永遠是葉子,但它卻能‘變身’為一株株新植物,這種‘命運逆轉’如何發生?”論文通訊作者之一、山東農業大學長江學者特聘教授蘇英華道出研究初衷。自2005年起,團隊在張憲省教授指導下,以擬南芥為模型開啟探索,一場持續20年的科研“馬拉松”就此展開。從偶然發現到完美體系研究初期,團隊面臨的最大挑戰是建構單個體細胞直接發育成胚胎的實驗技術體系。2009年,團隊首次在擬南芥中發現,大量生長素的積累是細胞全能性啟動的“開關”,相關成果發表於《Plant Journal》。2011年,一次意外的發現使得研究迎來轉折,一種誘導因子使得幼苗葉片表面直接長出胚胎結構,這種體細胞胚竟然直接來源於葉片表面的單個細胞。這一偶然現象讓蘇英華教授意識到,無需愈傷組織過渡,成熟葉片細胞可直接被誘導為胚胎。為重現這一現象,蘇英華教授帶領學生“像重啟實驗一樣”經過反覆驗證,他們終於建立了“誘導單細胞起源的體細胞胚胎發生”穩定體系。蘇英華教授介紹,下一個難題是尋找全能幹細胞的分子標記,經過反覆驗證試驗,終於發現了只在全能幹細胞中發光的螢光標記。體細胞胚來源於單個全能幹細胞氣孔前體細胞中積累生長素後轉變為全能幹細胞有了穩定的誘導體系和全能幹細胞標記,打開了該項研究的大門。應用掃描電鏡及雷射共聚焦活體成像等技術,首次捕捉到單個植物細胞的分裂全過程:從1個細胞分裂為2個,再以“3個一組”的特殊模式逐步形成12個細胞的胚體,直觀證實了植物細胞全能性的“單細胞起源”,有力回答了學術界長期存在的疑惑。兩個關鍵基因如何“點亮”全能性?團隊通過深入研究,找到了觸發細胞全能性的“關鍵鑰匙”:葉片氣孔前體細胞特有的基因SPCH,與人工誘導高表達的基因LEC2,二者協同作用形成“分子開關”。“就像轉動一把鎖需要兩把鑰匙,缺一不可。”張憲省教授形象比喻。論文第一作者唐麗蘋副教授介紹,體細胞胚來源於單個的全能幹細胞,原本註定要發育成氣孔的“前體細胞”,在全能性調控因子LEC2與氣孔發育關鍵因子SPCH的協同作用下,啟動生長素合成通路,導致生長素特異性大量積累,致使前體細胞脫離“氣孔發育之路”,轉而成為能夠孕育新生命的全能幹細胞。氣孔前體細胞的兩條發育路徑利用先進的單細胞測序、顯微切割轉錄組測序與活體成像等前沿技術,團隊完整記錄了細胞命運重塑的完整路徑,揭示了關鍵的命運分岔點:一條路徑是氣孔前體細胞繼續分化為氣孔;另一條路徑是在大量合成內源生長素的推動下,單個體細胞被重程式設計為全能幹細胞,走上胚胎發育之路。模式圖展示氣孔前體細胞的兩條發育路徑研究人員將這一關鍵過渡狀態命名為“GMC-auxin”中間態。在這一狀態下,細胞發生了深度的染色質重塑,大量沉默的基因被逐步啟動,細胞命運軌跡由此產生分岔,為全能性的建立打開了大門。進一步的實驗表明,阻斷細胞內源生長素合成會使這一重程式設計過程完全停滯,體細胞胚胎無法形成;而單純加入外源激素也無法替代這一過程,說明只有細胞自主合成並積累的生長素訊號,才能真正觸發全能性的開啟。更為重要的是,該研究在世界上首次全面解析了單個植物體細胞重程式設計形成全能幹細胞並再生完整植株的分子機理:在GMC-auxin中間態下,大量轉錄因子形成高度耦合的調控網路,進而啟動下游的胚胎發生程序。植物體細胞重程式設計形成全能幹細胞的分子調控網路《Cell》雜誌審稿人認為,該研究揭示的GMC-auxin中間態是“令人興奮的突破”,首次定義了氣孔前體細胞向全能幹細胞轉變的分子路徑,原創性強,意義重大,為理解植物體細胞發育命運改變和再生潛能提供了強有力的科學支撐。加速從實驗室到田間的智慧育種這一理論的解析不僅有助於理解植物細胞發育的根本規律,也為精準調控植物再生和定向改良作物性狀提供了全新的思路與技術工具。目前,該體系在小麥、玉米和大豆等作物的實驗正同步推進。“未來或可通過精準調控細胞全能性,實現作物優良品種的‘快速克隆’,大幅度縮短育種周期,服務精準設計育種。”張憲省教授表示,“這也將為珍稀植物種質資源的高效保護、植物合成生物學注入新動力”。文章主要作者左起:翟立明博士後,蘇英華教授,張文傑副教授,張憲省教授,高月博士,唐麗蘋副教授,田鑫教授山東農業大學為論文第一完成單位,張憲省教授、蘇英華教授和荷蘭拉德堡德大學的須健教授以及北京華大生命科學研究院夏科科副研究員為共同通訊作者。山東農業大學唐麗蘋副教授、翟立明博士、北京華大生命科學研究院李紀明博士、山東農業大學高月博士生為共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金重點項目、面上項目、山東省自然科學基金重大項目、荷蘭拉德堡德大學生物與環境科學研究所的啟動基金、國家重點研發計畫以及深圳市科技計畫的資助。院士點評中國科學院院士 種康中國科學院院士種康對該研究成果給予高度評價,指出該研究在國際上首次明確了植物全能幹細胞的起源,發現“GMC (Guard Mother Cell)-auxin狀態”是氣孔發育與胚胎重程式設計的關鍵分叉點,揭示了LEC2–SPCH–YUC訊號通路通過促進生長素合成來重塑細胞發育軌跡的分子機制。該成果在概念上取得了重要突破,證明植物再生可由特定譜系細胞直接觸發,而不是僅僅依賴脫分化過程,為作物再生體系最佳化提供了理論藍圖。評論還指出,該發現不僅深化了對植物細胞全能性機理的理解,也為破解農業生物技術長期存在的“再生瓶頸”開闢了新路徑。中國科學院院士 楊維才中國科學院院士楊維才評價說,自從上世紀50年代末德國科學家Reinert 和美國科學家Steward發現分化的體細胞可以經體細胞胚胎發生形成完整植株以來,“單個體細胞是如何發育成單個植株”就成為一個重要的科學問題。山東農業大學張憲省團隊利用原位追蹤結合單細胞測序等技術,發現轉錄因子LEC2通過啟動生長素合成途徑,促使分化的體細胞脫分化啟動胚胎發生,這一重大發現是領域內的突破性進展。 (溪遠講植物科學)
中國科學家,獲獎!
聯合國教科文組織19日在巴黎總部舉行聯合國教科文組織-阿勒福贊科學、技術、工程、數學領域傑出青年科學家國際獎(簡稱“阿勒福贊獎”)頒獎典禮,中國科學院大氣物理研究所研究員成裡京獲獎,以表彰其為海洋氣候變化提供的科學證據,這些證據是評估風險、適應和減緩氣候變化的關鍵基礎。9月19日,在法國巴黎,中國科學家成裡京在“阿勒福贊獎”頒獎典禮現場。新華社記者羅毓攝教科文組織介紹,成裡京的工作包括開發海洋資料處理技術和資料集,研究海洋熱含量、鹽度和溶解氧歷史變化,以及揭示地球的能量收支和水循環演變。他協調國際同行提高海洋資料質量,建構高品質網格資料集,理解海洋如何響應氣候變化,研究相關風險以支援可持續發展目標,並為全球氣候適應和減緩政策決策提供支撐。9月19日,在法國巴黎,中國科學家成裡京在“阿勒福贊獎”頒獎典禮上演講。新華社記者羅毓攝“很高興獲此殊榮,海洋氣候變化是一個相對小眾的學科,希望借獲獎契機為學科爭取更多關注,未來能有機會做更多貢獻,推動海洋氣候研究並服務氣候治理。”成裡京對新華社記者說。今年另外4名獲獎者分別來自賽普勒斯、摩洛哥、奈米比亞和秘魯。他們因通過科學技術類教育賦能青年、開髮乳腺癌風險預測工具和生物多樣性研究等方面貢獻而獲獎。“阿勒福贊獎”由聯合國教科文組織與沙烏地阿拉伯的阿卜杜拉·阿勒福贊教育基金會於2021年聯合設立,每兩年頒發給5名科學、技術、工程、數學領域的青年工作者,表彰他們在國家、地區和全球層面對科學事業發展和社會經濟發展等方面的貢獻。 (新華國際頭條)
這些年輕科學家不再滿足於“追趕美國”
在很長一段時間裡,矽谷是全球AI人才的終點站。而中國曾是最大的人才輸出地,把一代又一代頂尖AI人才送往彼岸。如今,這種單向流動正在悄然轉向。Digital Science的一份報告指出,美國已經開始對中國出現AI人才淨流出的趨勢。優秀的青年學者,正在以更快的速度選擇回到中國[1]。來自史丹佛大學的另一份報告則提出,美國已經不再是AI人才的首選目的地。“美國的高校和研究機構現在更像一個人才跳板,美國提供了高水平的資源、經驗和人脈,但最終這些積累被帶回中國,成為支撐本土AI領域發展的一部分”。[2]過去十年,中國AI研究人員從不到10000人,增加到52,000人,平均每年以近30%的速度擴張。更重要的是,他們多數還不到三十五歲,卻已頻繁出現在NeurIPS、CVPR等國際頂會上。一個龐大、年輕且充滿銳氣的人才群體正在成形。“青年科學家正在成為新一輪科技發展的主角,我們要把聚光燈給到他們,提供更多的資源幫助他們,”在外灘大會的第二屆螞蟻InTech科技獎頒獎現場,螞蟻集團副總裁、首席技術官何征宇如是說。在去年螞蟻集團20周年之際,首次發起了面向學術界的螞蟻InTech科技獎,希望發掘並支援那些在中國電腦以及交叉學科領域的優秀青年學者,尤其是那些對推動關鍵技術發展具有重要貢獻的青年學者。今年的螞蟻InTech科技獎又全面升級,除了繼續遴選10位青年學者,提供20萬元/人的“科技獎”資助外,還首次增設了5萬元/人的博士生“獎學金”,提供對“青年學者-博士生”的全周期支援。本屆整體參評規模達去年3倍,海外申報者佔比超20%,其中包括牛津、耶魯、史丹佛等高校。最後的獲獎學者中,不少有海外經歷,他們帶著在頂尖實驗室錘煉出的經驗從海外歸來,把更鋒利的方法投向中國這個更複雜、更火熱的現場,去解決那些真正棘手的根本性問題,並在這裡規劃自己更長遠的藍圖。01. 無人區的探索第二屆螞蟻InTech科技獎得主、南京大學電腦學院教授王利民從蘇黎世聯邦理工學院回國之後,致力於開發一個完全由視訊大模型驅動的自動駕駛系統:車上的攝影機源源不斷輸入畫面,模型即時完成感知、預測與決策。他希望這一模式能替代傳統的模組化系統,成為車輛的大腦,從根本上提升自動駕駛的安全性。在人工智慧的諸多賽道里,視訊大模型一直是最難啃的骨頭。文字可以拆成詞,圖像是靜止的畫面,而視訊意味著連續不斷的洪流。機器要在這股洪流裡,不僅識別一個動作、一張畫面,還要理解前後關係,甚至預測接下來會發生什麼。在全球範圍內,這一方向長期缺乏成熟的框架,幾乎沒有可供借鑑的路徑。王利民和團隊選擇在無人區起跑,推出了國內首個大規模視訊理解基礎模型InternVideo。在全球AI研究的坐標系裡,InternVideo的出現意味著一個新的議題由中國學者提出並推動。“這是一個有前瞻性的選擇。”王利民回憶,當時他們在世界範圍內幾乎沒有可以借鑑的路徑,只能自己摸索著向前。也正因為如此,InternVideo才能在推出後迅速成為全球參照,被NVIDIA推出了COSMOS世界模型作為資料引擎關鍵技術使用,並被圖靈獎得主楊立昆在提出V-JEPA世界模型時多次拿來對比。在電腦視覺之外,還有一種更科幻的感知方式,第六感。不靠攝影機,而用空氣裡的無線電波看見世界,這種聽起來像古早科幻小說設想的技術,現在其實已經落地。它的大名叫做無線感知,但第二屆螞蟻InTech科技獎得主、北京航空航天大學的張扶桑教授喜歡叫它第六感,這項技術所做到的,正是調動人類五感察覺之外,WiFi、4G/5G這類本就無處不在的訊號,識別呼吸、心跳、跌倒與動作。這條路徑的優勢,在於天然的非侵擾。許多家居與養老場景,尤其是衛生間,並不適合安裝攝影機,而無線感知只需要一個嵌入路由器或浴霸的小模組,就能完成無接觸監測。如果把感知模組裝上機器人或無人機,還能實現全天候看護。家中摔倒的老人、可能被遺落在車後座的孩子,他們的安全都可以由這只看不見的手來保護。“如果為機器人配備這種感知能力,它將能夠超越人類自身的感知極限,在眾多工中提供更高效的服務,未來的應用前景極為廣闊,”張扶桑表示。然而,這一領域也面臨著巨大挑戰。無線訊號最初並非為感知而設計,其本身複雜且容易受到干擾,要從中提取出穩定、可用的規律,對精度提出了極高要求。更重要的是,無線感知作為一個研究方向,從興起到現在不過十年左右,許多基礎理論仍屬空白,需要從零開始探索。在這片“無人區”中,張扶桑提出了無線感知模型,成功量化了電磁波受人體和環境影響的機制,並解答了諸如感知極限與穩定性等一系列根本性問題。該理論被國際同行譽為“里程碑式的工作”,並被納入全球首部無線感知專著。張扶桑表示:“目前我們已經與國際頂尖團隊並跑,甚至在若干方向上實現了領先。”無線感知不僅是一項科研突破,更將成為未來通訊基礎設施的重要組成部分。6G已將“通訊感知一體化”列為核心特性,這意味著感知能力將與通訊功能一樣,成為下一代網路的基本配置。張扶桑的目標是將這一能力深度融入未來的標準體系,助力中國在全球6G競爭中佔據關鍵地位。在張扶桑眼裡,這一代青年科學家展現出持續迸發的潛力與創新活力,因此對他們給予充分的支援與激勵至關重要。“與早年條件有限的情況不同,如今的青年科學家從一開始就具備國際視野,同時充滿獨特的想像力和創造力。”這正是螞蟻InTech科技獎關注的重點。不僅僅獎勵已經完成的成果,更在意的是它們所釋放出的未來潛力。一種技術如何被應用,如何推動行業前進,如何在下一輪競爭中形成突破。這些,才是評審最看重的部分。螞蟻集團副總裁、首席技術官何征宇說,螞蟻集團非常注重多元化的青年人才生態,已經與清華大學、浙江大學十余所高校成立了聯合實驗室,與北京大學、上海交通大學開展了系統的人才培養項目,與多個學術組織連續五年推出了科研基金。這些舉措的目的只有一個——讓有志於科研的人才有更多實踐、轉化的機會,讓更多科研成果更快走向社會,服務民生。“科技的發展從來不是孤立的,相信用技術去推動應用的發展,最終實現技術普惠,為每個人帶來生活的便利,是我們不變的願景。”02. 向心力一種新的、圍繞著中國AI場景的向心力正在形成。2025年7月,中國投資和技術促進辦公室(ITPO China,隸屬聯合國工業發展組織)發佈的報告顯示,全球AI人才的格局,正在發生結構性重組。研究團隊分析了2015年至2024年間20萬名研究人員撰寫的9.6萬篇AI學術論文,並據此繪製出人才版圖。中國的AI研究人員,從2015年的不足萬人,增長到2024年的5.2萬人,年復合增速高達28.7%。這一規模已接近美國的6.3萬人。更值得注意的是,中國AI人才的增長幾乎完全由博士和博士後群體驅動,構成了一個龐大、年輕、受過高等教育的AI人才庫[3]。除了留學歸國的年輕AI學者,本土培養的力量同樣不可小覷。史丹佛大學與胡佛研究所聯合發佈的調查發現:DeepSeek的研究人員中,超過一半沒有學習和留學的經驗[4]。正因如此,Digital Science的報告做出了大膽的預言,“考慮到擁有一個年輕、充滿活力且受過高等教育、具備AI素養的勞動力群體,我們應預期中國將湧現一波與DeepSeek類似的創新浪潮[5]。”在哈佛醫學院的八年裡,張帆逐漸成為瀰散磁共振(dMRI)研究領域的關鍵人物。他研發的開源平台SlicerDMRI,已成為全球腦影像研究和臨床實踐的重要工具,國際醫學資料庫ExpertScape將他評為dMRI 領域全球前1%專家。回到電子科技大學後,他利用AI深度學習演算法,通過影像技術建構出腦神經纖維的分佈,又把原本需要1個多小時的腦神經纖維提取工作,縮短到了幾分鐘內即可完成,極大的提升了效率和精度。在臨床治療領域,該技術能夠幫助一些需要急救的病人——比如腦出血的患者——快速完成影像腦神經纖維的快速提取。對於醫療資源匱乏的地區,這項技術能夠有望幫助醫生縮短診斷時間,為搶救爭取黃金窗口期。這位第二屆螞蟻InTech科技獎得主說,“十幾年前,我讀博時出國參加會議,更多是去學習,會場上主要的聲音都來自海外學者。但現在完全不同了,很多研究是我們在引領,海外學者會主動來合作。”過去十年,中國的AI學者更多處在追隨的位置,正是他們的快速成長,讓中國AI的追趕顯得格外突出。今天,他們已經從追趕轉向自主創新,開始在部分方向上定義議題、引領合作。青年科研力量正在改變未來的走向,他們既是在縮小差距的一代,也是要去定義新議題的一代。螞蟻InTech科技獎得主、上海交通大學人工智慧學院助理教授、上海創智學院全時導師李永露用“勢能”和“動能”來形容中美AI發展的關係。他認為,北美在AI方向憑著深厚積累,具備足夠的“勢能”。但隨著更多年輕學者的成長,中國同樣展現出巨大的潛力與發展“動能”。在攻讀博士時,他觀察到實驗室裡的機器人演算法在固定場景中動作準確,但一旦換一個杯子的形狀、在地板上多一些水漬,就會立刻出錯。幾十年來,機器人始終缺乏泛化能力,它們無法像人一樣,在陌生環境中靈活應對。這種困境促使他提出一個形象的比喻:培養機器人,就像培養一個孩子。小孩先學會模仿,再通過不斷嘗試和糾正獲得新技能。為此,他和團隊建構了首個結構化人類行為知識引擎,把2000萬條人體—物體互動狀態和381種物體屬性歸納為可遷移的知識規則,為機器人“上學”提供教材。他建構的行為知識引擎,被圖靈獎得主Yoshua Bengio在多模態學習相關論文中引用。2025年,他作為獨立通訊作者獲得ICRA HRI最佳論文獎,與來自MIT、史丹佛、Google、NVIDIA的團隊同台競爭。“我們希望AI能像人一樣,從複雜物理世界中抽象出規律、價值觀甚至美學”,李永露說,“在這個過程中能留下一個里程碑,那怕只是墊腳石,也算推動了這個時代”。在螞蟻InTech科技獎的頒獎現場,身在美國的圖靈獎得主傑克•唐家拉也通過視訊告訴這些來自中國的年輕科學家,“科研之路並非一帆風順,但註定會極有收穫”,並勉勵獲獎的年輕科學家們“大膽一點,忠於本心,要相信你們的研究能夠改變世界,定義未來”。03. 在這裡,你幾乎可以買到任何零件“在中國,你幾乎能夠買到任何機器人零件,而且都比國外便宜”,李永露這樣提到回國做研究的體驗。李永露所從事的是具身智能研究,經常需要去裝配、改造機器人,此時,擁有完備的硬體產業鏈的中國就展現出了“巨大優勢”。在中國,李永露幾乎沒有體驗過為了一個零件排隊很久的情況,很多機器人研究者在國外做研究時需要等很久的昂貴零件,在國內很容易就能找到便宜的“平替”了。得益於低廉的製造成本和更易實現規模化應用的廣闊市場,“中國在產業鏈完備性以及綜合性研究落地方面具有明顯優勢”,張扶桑教授向《知識分子》表示。在無線感知這一研究領域中,國外的研發工作雖然較為深入,但主要集中在醫療領域。相比之下,中國的應用場景則更為多元。除了醫療,從提升安全性的無人駕駛技術,到可實現“出風避人”的智能空調,相關研究覆蓋廣泛。“國內相關產業不僅數量眾多,而且發展熱情高漲。”張扶桑進一步解釋道,美國在演算法等基礎技術方面依然領先,而中國憑藉豐富的行業需求,為技術提供了真實的測試環境和持續最佳化的機會,從而加速了產品的成熟與完善——這也正是他在中國從事無線感知研究過程中所切身感受到的優勢。這位年輕科學家甚至認為:“也許就像當年的電商行業,技術或許起源於歐美,但我們在及時配送的時效性、貨物的種類齊全程度上,如今已經遠遠超越了歐美。”而對於電子科技大學的年輕教授張帆而言,在中國,他體會到的巨大優勢首先來自這裡豐富的資料。張帆所從事的是數字醫學研究,回國前,他曾在哈佛醫學院工作過8年,回國後,他發現“國內的資料採集速度完全不一樣”,在哈佛醫學院的附屬醫院,對於某種特定類型的腫瘤手術,他們一年只能積累幾十個病例,但在國內,幾個醫院聯合起來,幾乎只要幾周就能達到這個資料量……張帆感嘆,中國龐大的醫院網路、海量的病人、以及極其多樣的疾病類型,為AI醫療影像和資料分析的研究建立了一個非常好的資料基礎。“正常來說,可能需要10幾年才能達到歐美目前的水平,但憑藉這些優勢,中國很有可能用5年就能達到他們同等等級的技術水平。”張帆則告訴《知識分子》,在中國做醫療AI,不僅沒有美國的繁瑣流程,還有來自國家、科研機構和企業等多方的支援和鼓勵。“我現在在研的國家級項目,既有國家自然科學基金委的,也有國家科技部的。就在最近,我們還獲批了一個校級的醫工交叉項目,是和四川省人民醫院合作的……國家層面還有專門針對AI+的政策傾向和專項支援。國務院最近發文,專門支援AI技術本身的發展以及它與其他領域的交叉融合。基金委和科技部等資助機構也都有AI相關的專項,去支援從事AI研究的學者,把技術應用到各個層面。”當然,還有來自螞蟻集團這樣的企業資助和獎勵,螞蟻的InTech科技獎20萬元的資助也許不算最多的,有時候也能成為一次關鍵實驗、一台急需裝置的轉折點。李永露想用這筆獎金購買一台機器人;而王利民改善一下自己的科研條件,暫時解決一下目前算力不足的問題;張帆更是覺得,有助於推動學術成果的落地,他整在考慮把獎金用於科研成果的實際轉化。這些鬆綁與支援的結果便是,“目前,國內一個很顯著的特點,就是我們這些做醫療AI的學者和產業界的聯絡非常緊密。現在很多實驗室裡的技術,能非常快地落地成為產品。現在去醫院,會發現很多診療系統背後都有中國公司在支撐……”張帆說。04. 長期承諾在世界科技強國中,企業成為基礎研究的重要資助者,已是大勢所趨。換言之,基礎研究不僅需要公共財政的托底,也需要來自產業與社會的長期承諾。2021年美國國家科學和工程統計中心(NCSES) 的資料顯示,當年美國聯邦政府提供了40%的基礎研究資助,而企業提供了36%,幾乎是同樣重要。相比之下,中國的格局仍然相對單一:2020年,國內92% 以上的基礎研究經費來自政府,企業的貢獻僅為4%。2018年,《國務院關於全面加強基礎研究的若干意見》就提出,要通過稅收槓桿、共建研發機構、聯合資助、慈善捐贈等方式,引導企業和社會力量加大投入[6]。自2018年開始,騰訊的科學探索獎,阿里的青橙獎等多個民間資助項目開始探索社會力量對科研的資助。這不僅是一種榮譽象徵和資金支援,更是一種對制度創新的探索。在這樣的背景下,螞蟻集團自去年開始設立InTech科技獎,它並非面向成熟的科學巨擘,而是將目光投向科研曲線尚在上升階段的青年學者。同時,獎項體系還專門設定了博士生獎學金,這意味著,它不是單點式的鼓勵,而是把青年科研人看作一個完整的生態,從博士到獨立學者都在支援鏈條之中。螞蟻InTech的科技獎完全公益化運作,面向在全球高校、科研院所及新型研發機構中全職從事電腦科學研究與實踐的中國青年學者。獎項強調三大導向:理論探索、技術突破、工程實踐,覆蓋通用人工智慧、具身智能、數字醫學、資料處理與安全隱私四大方向。企業可以通過長遠的方式參與科研,支援那些在基礎研究一線的年輕人。對處於科研黃金期的青年學者而言,這樣的鼓勵和支援往往意味著他們能更堅定地選擇一條原始創新的道路,也代表了一個更開放的舞台,讓他們的研究既能被學界認可,也能產業與社會看見。AI領域,企業支援科研的意義比其他學科更關鍵。在傳統學科裡,企業往往只能通過資助影響科研,而在AI領域,企業自身就是關鍵的科研機構。史丹佛大學2024年發佈的《人工智慧指數報告》指出,工業界正在主導AI 前沿研究。2014年前,機器學習模型的發佈主要由學術界完成。而到2023年,工業界獨立開發的模型已達到51個,而學術界只有15個。更值得注意的是,這一年共有21個重量級模型由學術界與工業界合作推出,創下歷史新高。科研與產業的邊界,正在AI這一領域被不斷打破[7]。螞蟻集團向來強調在研究上的投入。僅在2024年1月到11月,螞蟻研究團隊就在國際頂會上發表了300多篇論文,其中46%聚焦AI領域,涵蓋經濟性、可信性、效率與安全四大方向。值得注意的是,這些論文裡有35篇被收錄為Oral(現場報告),佔比約12%。科研成果的另一種衡量方式,是開源。螞蟻迄今已經累計開源2187個程式碼倉庫,貢獻超過100個社區頭部開放原始碼專案。很多成果不止停留在學術意義上,而是快速進入實際應用。比如2023年開放原始碼的DB-GPT,在一年間就獲得近14萬Star,被上百家企業整合到生產系統中,覆蓋金融、政務、網際網路等場景。同年推出的SkySense,則以20億參數成為全球規模最大、任務最全、精度最高的多模態遙感基礎模型[8]。這類成果的背後,是產業和科研雙向流動的結果。根據喬治城大學資料庫的統計,過去五年,全球3.56% 的電腦科學類論文至少有一位工業界作者。在這一比例裡,中國學者的貢獻佔23.58%,網際網路企業的科研產出質量與影響力快速提升[9]。中國的網際網路大廠,如今已成長為不容忽視的中國科研力量。而在AI 這樣一個產業和科研緊密交織的領域,企業能否以更長期的姿態支援科研,不僅決定著今天的競爭格局,也關乎未來的原始創新能否真正生長。參考文獻:[1]Digital Science. (2025, July).New report shows China dominates in AI research.[2]Hoover Institution. (2025).Deep peek: DeepSeek AI’s talent and implications for U.S. innovation.[3]The Chosun Ilbo. (2025, July 16).China’s AI talent pool surges, nearing US levels.[4]Hoover Institution. (2025).Deep peek: DeepSeek AI’s talent and implications for U.S. innovation.[5]Digital Science. (2025, July).New report shows China dominates in AI research.[6]國務院. (2018年1月31日). 《關於全面加強基礎科學研究的若干意見》.[7]Stanford University Institute for Human-Centered AI. (2024).AI index report 2024.[8]螞蟻技術ANTTECH. (2024).螞蟻集團2024科技生態白皮書| 過去這一年,螞蟻工程師平均每天發了一篇頂會論文.微信公眾號“.[9]財經網. (2024年12月30日). 《螞蟻集團發佈2024科技生態白皮書,AI專利和論文均有大幅提升. (知識分子)