多鐵性鐵酸鉍外延薄膜受極化調制的導電特性研究取得進展

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）金奎娟研究組利用激光分子束外延設備，成功地制備了具有優(yōu)越鐵電性的BFO外延薄膜，并首次在BFO外延薄膜中觀察到了可反轉二極管特性和相應的電致電阻效應。研究表明，BFO外延薄膜的可反轉二極管特性與鐵電極化相關，二極管的正向導電方向受鐵電極化的方向控制，因此二極管的極性隨著鐵電極化的反轉而發(fā)生反轉。他們分析了BFO外延薄膜與氧缺位相關的半導體特性，提出了受鐵電極化調制的肖特基勢壘模型，闡述了相關物理現(xiàn)象的產(chǎn)生和機制。該研究成果發(fā)表在Appl.Phys.Lett.上。

同時，他們與復旦大學等單位合作，系統(tǒng)地研究了BFO外延薄膜的阻變特性與鐵電極化的關系，獲得了電阻轉變受鐵電極化控制的實驗證據(jù)，為設計和開發(fā)新型高密度鐵電電阻存儲器提供了材料和物理基礎。利用鐵電電阻效應，可以通過電阻大小實現(xiàn)極化方向的小電壓非破壞性讀出，不需要恢復電路，可以降低能耗并獲得更高的存儲密度。相關工作發(fā)表在Adv.Mater.上。

物理所觀察到鐵基超導體中的磁通束縛態(tài)和多個無節(jié)點能隙

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）的聞海虎研究組與美國休斯頓大學的潘庶亨教授合作，自主設計搭建了一臺高穩(wěn)定度的低溫強磁場STM/STS。利用這臺儀器，該研究組開展了鐵基超導體Ba0.6K0.4Fe2As2的能隙和磁通態(tài)的測量，首次在STM/STS測量中證實了多個無節(jié)點能隙，而且首次在多帶高溫超導體中發(fā)現(xiàn)了處于量子極限下的磁通束縛態(tài)，與理論預期可以很好地吻合。該工作的理論計算是與南京大學的王強華教授的小組合作完成的。

能隙測量的結果表明，大量的譜線在零能附近表現(xiàn)為有限能量范圍內(nèi)的零電導，即在實驗精度之內(nèi)沒有準粒子激發(fā)。這說明測量到的能隙應該沒有節(jié)點。此結果發(fā)表在Physical Review B，并被選為該期的“編輯推薦”文章。

磁通測量的結果中可以看到磁通芯子內(nèi)部具有清晰的電導峰，對應于磁通引起的準粒子束縛態(tài)。這種束縛態(tài)在空間上的演變可以用基于多帶S波超導電性的模型很好地描述。這種處于量子極限的磁通束縛態(tài)是首次在多帶超導體和高溫超導體中被明確地證實。該結果發(fā)表在Nature Physics上。

石墨烯周期性折疊及其在應力傳感器件中的應用研究獲新突破

中科院物理所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）張廣宇研究組采用一種非線性折疊技術來加工石墨烯周期性結構，首先把石墨烯轉移到預先施加拉應力的PDMS柔性襯底上，然后通過釋放PDMS上的應力，使石墨烯在PDMS恢復自然狀態(tài)的過程中形成具有納米周期的波紋狀折疊結構。研究結果表明，得到的折疊石墨烯結構的周期和折疊幅度均受在PDMS上預施加應力大小的影響，也和石墨烯條帶的寬度和層數(shù)有關。采用同樣的加工方法，他們也在自己前期合成的納米石墨烯薄膜上得到了周期性的折疊結構。

針對周期性折疊石墨烯的電阻隨襯底的應力變化的測試結果表明，這種周期性的波紋折疊狀石墨烯結構的柔韌性非常好，在PDMS襯底的拉伸形變大于30%時，石墨烯仍然表現(xiàn)出非常好的可逆形變。石墨烯的電阻隨襯底的形變變化曲線表明，石墨烯的電阻和襯底的加載應力呈線性關系?？梢?，這種周期折疊石墨烯結構能夠承受高強度的壓應力和拉應力，是一種很好的應力傳感器材料，可用于大量程的應力傳感器。這種制作周期性折疊石墨烯結構的加工方法簡單、工藝可控，為石墨烯柔性電子學器件和應力傳感器的實際應用提供了一種確實可行的制作方法。相關結果發(fā)表于ACS Nano。

大連化物所發(fā)表關于水分子光解動力學系列研究的綜述文章

中科院大連化物所楊學明研究組利用自行研制和發(fā)展的里德堡態(tài)氫原子飛行時間譜與窄線寬波長可調真空紫外激光光源相結合的技術，開展了水分子及其同位素分子的轉動態(tài)分辨的態(tài)態(tài)光解動力學實驗研究，并與英國Bristol大學Dixon教授進行理論合作，取得了一系列突出成果。該研究組的研究成果使得人們對水分子電子激發(fā)態(tài)的性質、解離過程的細致機理、轉動激發(fā)對光解過程的影響等有了深入清晰的認識，為進一步了解水分子在大氣化學、燃燒化學、星際化學中的作用機制和未來氫能源的應用提供了基礎研究依據(jù)。受美國化學會Accounts of Chemical Research邀請，楊學明、袁開軍為該期刊撰寫了關于水分子光解動力學系列研究的綜述，并以封面文章的形式發(fā)表。

蘭州化物所發(fā)表鄰苯二酚衍生物自組裝研究評述文章

中科院蘭州化物所固體潤滑國家重點實驗室材料表/界面研究組、聚合物摩擦學組對有關仿生的鄰苯二酚衍生物表面自組裝進行了深入研究，取得了較系統(tǒng)的研究成果：

（1）合成了不同的多巴胺的衍生物，研究了單分子層的鄰苯二酚衍生物的自組裝過程；且以此為基礎，在各種基底上接枝了不同功能性的聚合物（PH響應性、親疏水性、聚電解質聚合物），研究發(fā)現(xiàn)鄰苯二酚類錨固劑對基底具有很好的粘附性且復合材料具有良好的穩(wěn)定性。此外，研究人員還通過控制聚合條件，得到了聚多巴胺的薄膜并研究其兩性性質；通過模板法制備了聚多巴胺微/納米膠囊，研究發(fā)現(xiàn)聚多巴胺膠囊具有單向滲透釋放行為。

（2）以聚多巴胺為設計平臺，在多種材料表面組裝了一系列聚多巴胺基多層復合薄膜，并詳細研究了薄膜微結構與各種性能（摩擦學性能、抗腐蝕性能和生物相容性等）之間的關系，研究結果發(fā)現(xiàn)：由于聚多巴胺的引入，復合薄膜的穩(wěn)定性顯著提高，表現(xiàn)出了良好的摩擦學性能、抗腐蝕性能和生物相容性等。

受英國皇家化學會Chemical Society Reviews的邀請，該研究組針對上述成果撰寫了相關評述文章。

結構規(guī)整的接枝共聚物研究取得系列進展

中科院上海有機所高分子材料實驗室的黃曉宇等人在分子設計的基礎上，結合單體合成以及聚合物的化學修飾，利用活性自由基聚合的方法，設計合成了一系列具有特殊組成和結構的接枝共聚物，包括主鏈親水的高密度接枝共聚物、具有不同側鏈的蜈蚣狀接枝共聚物以及接枝密度可調的接枝共聚物等，并進行了聚合物的自組裝及應用研究。上述結果分別發(fā)表于Macromolecules。

應英國皇家化學會雜志Chemical Society Reviews邀請，上海有機所科研人員撰寫了相關綜述文章。

雙熒光金屬硫化物異質納米結構的可控合成及其性質研究獲進展

中科院蘇州納米技術與納米仿生所王強斌課題組采用共熱分解二乙基二硫代氨基甲酸銀（Ag（DDTC））和二乙基二硫代氨基甲酸鋅（Zn（DDTC）2）的合成策略，成功制備了具有紫外/藍-近紅外雙熒光特性的火柴狀Ag2S-ZnS異質納米結構。研究同時觀察到隨著尺寸的增加，Ag2S-ZnS異質納米結構的雙熒光特性表現(xiàn)出明顯的量子尺寸效應。

該項研究為在納米尺度上精確控制復雜異質納米結構提供了簡單可靠的方法，而且合成的具有雙熒光特性的Ag2S-ZnS異質納米結構在生物成像和光電器件等領域具有重要的潛在應用。該工作在線發(fā)表于Angew.Chem.Int.Ed.。

選擇性N-H官能化新反應研究取得進展

中科院蘭州化物所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室的研究人員利用共軛酸堿的原理，采用手性Br?nsted酸作為催化劑，利用α,β-不飽和γ-內(nèi)酰胺在酸性條件下能形成N-酰亞胺正離子而消耗酸性質子，失去質子的手性磷酸形成的共軛堿與吲哚N原子上的H原子形成氫鍵從而能夠活化N-H鍵的策略，發(fā)展了一類新型的N-H官能化反應?；谑中粤姿岬母咝У氖中哉T導能力，促使吲哚作為親核試劑選擇性地進攻N-酰亞胺正離子的Re-面，從而高對映選擇性地獲得N-H官能化產(chǎn)物。研究人員通過原位紅外光譜，高分辨質譜，氘代實驗很好地闡述了該反應的反應機理。該類產(chǎn)物經(jīng)過進一步的簡單轉化就可以獲得具有潛在生理活性的多環(huán)類雜環(huán)化合物，可望用于新藥的發(fā)現(xiàn)。研究結果在線發(fā)表于Angew.Chem.Int.Ed.上。

智能所研究發(fā)現(xiàn)食鹽的新結晶形態(tài)

中科院合肥物質科學院智能所張忠平和王素華研究員領銜的研究團隊發(fā)現(xiàn)了食鹽（氯化鈉）的新結晶形態(tài)。他們成功在亞穩(wěn)態(tài)水滴的表面生長出斗狀單晶，并實現(xiàn)在水滴表面的組裝。

智能所研究人員利用簡單的亞穩(wěn)態(tài)水滴成功改變了氯化鈉的生長習性，構造出斗狀單晶和空心球狀組裝體。這一發(fā)現(xiàn)為合成水溶性無機、有機和生物結晶材料開拓了新途徑。相關研究結果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。該刊編輯認為，這是一項非常有趣的工作。評審人認為，它不但會豐富教科書的內(nèi)容，也會吸引更多的化學和材料科研工作者來深入探索這一領域。

石墨烯富集材料及其性能研究取得新進展

中科院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室江桂斌院士課題組的研究人員將非極性的石墨烯和極性的氧化石墨烯分別負載在硅膠材料上，開發(fā)出新型的反相和正相吸附材料，可分別用于水相和有機相中的痕量污染物的高效富集和萃取。另外，石墨烯負載硅膠在生物分子如蛋白質和多肽的分析中也能提供卓越的萃取效果。這些新型吸附材料能夠提供比常規(guī)材料更好的分析性能，并且能夠克服單獨使用石墨烯帶來的填料堵塞、流失等問題，因而有望在未來的環(huán)境和生物分析中得到廣泛應用。相關成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上，同行評審專家對該工作給予了高度贊譽。

天然產(chǎn)物仿生合成研究取得進展

中科院上海有機所天然產(chǎn)物有機合成化學重點實驗室的洪然等科研人員通過借鑒生物合成中酶催化的碳陽離子啟動的環(huán)化反應策略，設計了高效制備四氫喹啉類衍生物的方法，并巧妙地利用苯鎓離子中間體，發(fā)展了新穎的縮環(huán)重排反應。基于碳陽離子參與的環(huán)化反應的可能生物合成機制，發(fā)展了簡潔高效的百部酰胺（stemoamide）仿生合成路線，為該家族中其他復雜生物堿的全合成提供了新的思路。該結果發(fā)表于Angew.Chem.,Int.Ed.。

稀土無機納米晶熒光生物標記材料研究獲進展

福建物構所中科院光電材料化學與物理重點實驗室陳學元研究小組，通過設置合適的延遲時間和門控時間，抑制各種來自樣品及儀器的背景信號對待檢測物熒光信號的干擾，從而大大提高檢測靈敏度和信噪比，在稀土無機納米晶基時間分辨熒光共振能量傳遞（TR-FRET）生物標記材料研究方面取得了新進展。

該研究小組采用一步水熱法直接合成了表面氨基功能化的立方相NaYF4:Ce3+,Tb3+納米顆粒，成功地實現(xiàn)了基于稀土無機納米晶的TR-FRET高效均相檢測，對親和素蛋白的檢測極限為4.8 nM，研究成果即將發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。同時，該小組還合成了水溶性磁/光雙模熒光標記材料GdF3:Ln3+多色發(fā)光納米晶，并實現(xiàn)了對親和素蛋白的時間分辨光致發(fā)光（TRPL）異相檢測，該材料有望成為雙功能的時間分辨熒光標記和磁共振成像造影劑，該成果發(fā)表在Chem.Eur.J.上。

金屬銥催化的不對稱烯丙基去芳構化反應研究取得進展

中科院上海有機所游書力研究員課題組在其前期成果吲哚烯丙基去芳構化反應的基礎上，通過巧妙底物設計，成功實現(xiàn)了苯酚類化合物的去芳構化反應，高效地合成了在許多天然產(chǎn)物和藥物分子中都廣泛存在的一類螺環(huán)環(huán)己二烯酮類化合物。高度官能團化的環(huán)己二烯酮骨架作為有效的有機合成中間體，可以方便地進行后續(xù)轉化。該成果發(fā)表于Angew.Chem.Int.Ed.。

固體所在構筑異質復雜一維納米結構方法上取得進展

中科院合肥物質科學院固體所孟國文小組發(fā)明了一種合成以氧化鋁絕緣體為殼層的納米電纜的普適方法。這些納米電纜“芯部”的納米線和納米管的材料可以是金屬、金屬氧化物、導電聚合物、化合物半導體以及單質碳、硅和鍺等。該成果實現(xiàn)了對芯部材料種類和結構的控制，對構筑具有各種功能的納米器件和系統(tǒng)具有重要的意義。相關論文作為 “卷首插畫論文”發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

銅催化的氧氣活化反應研究取得重要進展

中科院廣州生物醫(yī)藥與健康院朱強博士團隊通過研究發(fā)現(xiàn)，使用合理設計的底物，通過銅催化的氧氣活化反應，可以實現(xiàn)兩類醛基取代的藥物優(yōu)選骨架的合成。這一發(fā)現(xiàn)不但具有重要的學術價值，同時還有廣泛的應用前景，使用該方法為關鍵步驟，可以高效地合成神經(jīng)系統(tǒng)用藥奈可吡旦Necopidem，總收率從以往的21%提高到50%。

該研究成果以通訊形式在線發(fā)表于Angew.Chem.Int.Ed.，并被評選為“熱點文章”。

無機多殼層空心結構制備研究獲重要進展

中科院過程工程所王丹研究員領導的課題組發(fā)展了一種制備金屬氧化物多殼層空心球的普適方法——“時空多尺度模板法”。該方法以吸附了金屬離子的碳球為起點，通過調控碳球模板的氧化收縮速度以及無機納米粒子的聚集結晶速度，利用碳球在氧化收縮過程中的多次模板作用來制備殼層層數(shù)、厚度、尺寸和組成等可控的空心球，實現(xiàn)了金屬氧化物多殼層空心球的簡單一步合成。相關研究結果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

此外，近年來課題組圍繞“介觀結構的設計及其對物質傳輸?shù)恼{控與物性增強作用研究”這一課題，將光子晶體硬模板和表面活性劑軟模板相結合，制備了具有優(yōu)良光催化性能的多級有序TiO2薄膜（發(fā)表于ACS Nano）；利用高分子單體在紫外光誘導聚合時發(fā)生的自組裝，制備了具有優(yōu)良氣敏性能的雙介孔氧化鐵微球（發(fā)表于Small）；利用硬模板法，在限域空間內(nèi)實現(xiàn)了納米粒子的組裝，制備的氧化銦納米線陣列對甲醛具有很高的靈敏度（發(fā)表于 Chem.Mater.）。

化學所在低維有機光子學方面實現(xiàn)激子極化激元的傳輸與諧振

中科院化學所光化學院重點實驗室的科研人員最近在前期工作的基礎上，制備了三重態(tài)敏化劑均勻摻雜的有機納米波導材料，通過激子極化激元傳播過程中的雙向能量轉移，實現(xiàn)了穩(wěn)定白光耦合輸出的光波導器件。該工作證實了有機低維材料的波導過程中存在Frenkel激子與光子的耦合，為實現(xiàn)基于激子極化激元的有機光子學器件奠定了基礎。該成果發(fā)表于Adv.Mater.。

另外，他們進一步以陽離子表面活性劑為模板，誘導雙光子熒光分子自組裝，形成了四方截面的有機納米線。通過測量有機納米線微腔中Fabry-Pé rot型發(fā)光光譜和模擬激子激元諧振模型下的電場強度分布，研究了其中激子極化激元傳播并發(fā)生諧振的行為，同時實現(xiàn)了雙光子泵浦的有機納米線激光器。該成果發(fā)表于J.Am.Chem.Soc.。

合成氣轉換機理研究獲新進展

中科院大連化物所催化基礎國家重點實驗室李微雪研究員及其團隊利用密度泛函理論計算，以Rh和Co催化劑為例，對HCO在合成氣選擇性轉換中的作用展開了系統(tǒng)研究。計算結果表明，HCO不但能夠有效地活化一氧化碳，加氫產(chǎn)生烷基單體CHx還能進一步在后續(xù)反應中起到重要的作用。對比研究表明，HCO+CHx插入反應，可以和烷基之間的偶聯(lián)反應CHx+CHy相競爭。研究結果表明，甲?；鳛橐环N重要的中間體，不單是生成含氧化物的重要中間體，而且也是碳鏈增長的重要中間體，這修正并補充了長期以來人們普遍認為的合成氣轉化中含氧化物經(jīng)由一氧化碳插入、碳鏈增長經(jīng)由烷基偶聯(lián)的機理。相關研究結果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上。

高溫固液浸潤行為研究取得新進展

中科院化學所有機固體重點實驗室研究人員研究了特定溫度下，液滴在高溫固體表面發(fā)生的浸潤/去浸潤轉變現(xiàn)象，并對相關機理進行了闡述。研究人員發(fā)現(xiàn)，對于浸潤性為親水性、疏水性和超親水性的粗糙結構表面，當表面溫度升高到某一特定溫度，水滴在滴到固體表面時會發(fā)生由浸潤鋪展到去浸潤彈起的轉變，且液滴彈起溫度（Tb）會隨著表面粗糙度的改變而規(guī)律性變化。他們建立了高溫表面固液浸潤的理論模型，對不同浸潤性表面在高溫下對水滴的浸潤行為的機理進行了解釋。

這些結果有助于優(yōu)化設計新型、高效、節(jié)能的固液傳熱材料體系，為增強鍋爐、熱交換機等的工作效率，提高控溫嚴格的熱交換設備的安全性與穩(wěn)定性等提供了新的思路。相關研究結果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.上，并被選為封面論文和“very important paper”作了專門介紹（相關圖片請見本期封面）。

納米材料的三維透射電鏡表征研究獲重要進展

中科院金屬所沈陽材料科學國家（聯(lián)合）實驗室劉志權研究員與丹麥科技大學Ris?可持續(xù)能源國家實驗室、清華大學、美國約翰霍普金斯大學的科學家們共同合作，開發(fā)出了一種利用透射電子顯微鏡對納米材料進行直接三維定量表征的新方法。其合作開發(fā)的新的三維透射電子顯微技術其空間分辨率已達到1納米，比三維X-射線衍射技術提高了兩個數(shù)量級。這種新的三維透射電鏡表征技術是表征納米材料的理想方法，它可對組成納米材料的各個小晶體進行精確描述，包括其各個晶體的取向、大小、形狀和在三維樣品內(nèi)的空間位置等。這些微觀結構參數(shù)的精確定量測定為理解和優(yōu)化納米材料的性能奠定了堅實的基礎。這一方法的一個重要優(yōu)點是它是一種“無損”的分析技術，即在微觀表征過程中不破壞樣品，因此它可用來研究納米材料微觀結構在外加條件下（如加熱或變形）的演變過程，從而為研究納米材料的動態(tài)行為開辟了新的途徑。這一成果發(fā)表在Science上。

強度與塑性可往復調節(jié)的納米多孔金屬研制取得重要進展

中科院金屬所沈陽材料科學國家（聯(lián)合）實驗室金海軍研究員和德國漢堡-哈爾堡工業(yè)大學J?rg Weissmü ller教授合作研制出一種“雜化”材料。該材料由納米多孔金、溶液以及金屬-溶液的界面構成。納米多孔金可通過脫合金化腐蝕，即選擇性地腐蝕掉金銀合金中銀的方法獲得。將納米多孔金浸泡于電解質溶液中，通過電化學方法改變金屬表面狀態(tài)，即可將材料性能在“高強度、低塑性”和“低強度、高（壓縮）塑性”兩種狀態(tài)之間往復調節(jié)。強度或流變應力最大變化幅度可達1倍（增幅）。目前，對于這一現(xiàn)象的微觀機理尚不完全理解。初步的研究顯示，材料強度提高與表面吸附對位錯的釘扎作用有關。

此項研究為解決材料強度與韌塑性不能兼顧的問題提供了新的思路。不同于犧牲部分強度和韌塑性以換取“最佳”綜合性能的傳統(tǒng)解決方案，新材料可根據(jù)需要，快速“切換”至不同力學性能狀態(tài)以“適應”不同的工作環(huán)境。該研究成果發(fā)表于Science。

心理所探索全基因組關聯(lián)學習在復雜疾病研究中的發(fā)展方向與趨勢

中科院心理健康重點實驗室Jurg Ott教授應Nature Reviews Genetics雜志的邀請，撰寫了題為“基于家系數(shù)據(jù)的全基因組關聯(lián)學習”的綜述文章。文章引領讀者了解連鎖分析與關聯(lián)分析之間的區(qū)別與聯(lián)系，綜述了連鎖分析和關聯(lián)分析中的新方法和新的應用，并指出了連鎖分析和關聯(lián)分析在遺傳學研究中的發(fā)展方向及趨勢。

文章簡要討論了連鎖分析的基本原理及方法，同時介紹了一些重要的基于家系數(shù)據(jù)的分析方法，包括著名的傳遞不平衡（TDT）檢驗，以及連鎖分析與關聯(lián)分析相結合的方法等。隨著現(xiàn)代全基因組測序技術被應用于小數(shù)量樣本，連鎖分析方法變得尤為重要。文章還指出，通常來講，將連鎖分析與關聯(lián)分析方法相結合的策略在發(fā)現(xiàn)和鑒定完整的疾病相關突變位點的應用中體現(xiàn)最佳的穩(wěn)健性和統(tǒng)計勢。另外，采用基于家系數(shù)據(jù)的實驗設計會增強這種連鎖分析與關聯(lián)分析相結合的方法的性能。

此篇綜述文章為揭示復雜疾病的遺傳機理研究提供了嶄新的視角，將對相關領域的研究人員起到重要的指導作用。

染色質著絲粒區(qū)核小體組裝的結構機理研究獲新成果

中科院生物物理所生物大分子國家重點實驗室許瑞明課題組與李國紅課題組及中國科技大學的姚雪彪和施蘊渝課題組合作，對染色質著絲粒區(qū)核小體組裝的結構機理開展了深入系統(tǒng)的研究。該成果解析了HJURP與CENP-A以及組蛋白H4復合體的三維晶體結構。這項工作揭示了HJURP促使CENP-A-H4二聚體的形成及其防止組蛋白與DNA非特異性結合的結構基礎，并發(fā)現(xiàn)了決定HJURP特異性識別CENP-A的關鍵氨基酸基團。

該成果在線發(fā)表于Genes&Development，隨后美國國家衛(wèi)生研究院/國立癌癥研究所（NIH/NCI）的Yamini Dalal博士在Faculty of 1000上配發(fā)評述說，該研究成果揭示出的HJURP特異性識別CENP-A68位上的絲氨酸將成為日后相關工作的一個焦點。

研究發(fā)現(xiàn)雌凹耳蛙聽不見超聲

中科院生物物理所沈鈞賢研究員及同事通過研究表明，作為通訊方式之一，僅雄凹耳蛙進化了超聲聽覺。他們通過聲學、電生理學及激光測振實驗發(fā)現(xiàn)，將雄凹耳蛙求偶聲回放給雌蛙，記錄到雌蛙對正常范圍叫聲的反應（趨聲，有時還發(fā)出雌蛙特有的高頻短聲），但對超聲范圍（頻率高于20千赫）的求偶聲沒有反應。雌蛙中腦聽覺電生理研究進一步證實：在超聲范圍內(nèi)觀測不到雌蛙有聽覺反應。激光多普勒測振實驗也提示，雌蛙鼓膜對超聲不敏感。他們認為，凹耳蛙聽覺存在顯著的性別差異：雄蛙進化了超聲聽覺，而雌蛙聽不見超聲。在脊椎動物中，凹耳蛙是唯一已知聽覺性別差異如此巨大的物種。該成果發(fā)表于Nature Communications。

生化與細胞所等在國際上首次獲得轉化型肝臟細胞

中科院上海生命科學院惠利健研究小組在誘導轉化過程中，在抑制細胞衰老機制的前提條件下，轉入3個轉錄因子，成功將小鼠尾巴上的纖維細胞轉化成了肝臟細胞。這種細胞具有和體內(nèi)肝臟細胞類似的上皮細胞形態(tài)、基因表達譜，且獲得了肝臟細胞的功能，如肝糖原積累、乙?；兔芏戎鞍椎霓D運、藥物代謝和吲哚綠的吸收等。進一步的動物實驗在王欣研究組的協(xié)助下進行，轉化型肝臟細胞在移植入模擬人類酪氨酸代謝缺陷疾病的小鼠后，可象正常肝細胞一樣，在被移植的肝臟中增殖，重建受體小鼠的肝臟。小鼠的總膽紅素、轉氨酶、酪氨酸等肝功能指標均出現(xiàn)明顯好轉，瀕臨死亡的小鼠得以存活。

該成果首次證明肝臟以外的體細胞可以被誘導直接轉化為肝臟細胞，為將來從病人自身體細胞誘導獲得肝臟細胞進行移植的應用奠定了基礎。這一發(fā)現(xiàn)在國際上尚屬首次。該成果在線發(fā)表于Nature。該雜志的編委和評審專家高度評價此項工作的開創(chuàng)性意義，他們認為研究中所建立的技術體系，作為一項重大突破，對同領域的研究工作具有指導意義。

除了在細胞移植的臨床應用前景外，轉化型肝臟細胞在制藥工業(yè)有關的藥物代謝和藥物毒理研究中以及在基礎醫(yī)學和臨床醫(yī)學中對多元性的肝臟疾病機理研究領域中也具有廣泛的應用前景。目前該成果已申請了相關專利。

高等植物光合作用捕光色素蛋白轉運的分子機制研究取得重要進展

中科院植物所張立新研究組及其合作者研究發(fā)現(xiàn)了高等植物光合作用捕光色素蛋白被膜轉運途徑分選進入類囊體膜轉運途徑的重要轉運蛋白LTD。LTD是隨著光合生物捕光色素蛋白出現(xiàn)后特異進化而來的，其功能在于識別捕光色素蛋白特異性的T14基序，從而協(xié)助捕光色素蛋白的葉綠體跨內(nèi)膜轉運，并轉運到信號顆粒識別轉運途徑上，確保捕光色素蛋白的精確定位和組裝成功能復合物。

這一發(fā)現(xiàn)不僅對于植物如何實現(xiàn)光能有效吸收和利用具有重要的意義，而且加深了對葉綠體蛋白轉運機制的認識。該成果在線發(fā)表于Nature Communications。

植物組蛋白H3K27me3去甲基化酶研究獲重要進展

中科院遺傳與發(fā)育生物學所曹曉風研究組對植物組蛋白去甲基化酶基因家族進行了系統(tǒng)鑒定和功能分析。該研究組首先建立了植物細胞內(nèi)組蛋白去甲基化酶活性檢測體系，通過該體系發(fā)現(xiàn)擬南芥REF6/JMJ12可以特異性地去除H3K27雙甲基化和三甲基化修飾。表達REF6的植物與H3K27me3功能異常突變體具有相似的表型。

遺傳學研究證明，clf swn對ref6表現(xiàn)上位效應，同時ref6可以部分回復clf的表型，表明REF6和H3K27me3甲基轉移酶起著相互拮抗的作用。轉錄組分析表明，這些基因上H3K27me3水平上升與其轉錄抑制呈正相關。REF6是在植物中首次發(fā)現(xiàn)的H3K27me3去甲基化酶。REF6在動物中的同源蛋白KDM4可以去甲基化H3K9me3，LHP1在動物中的同源蛋白HP1在體內(nèi)結合H3K9me3。由于擬南芥中H3K9me3水平很低，因此REF6和LHP1可能在進化中獲得了新的功能，參與到H3K27me3介導基因沉默的調控途徑中。

這一研究工作填補了植物H3K27me3調控機制的一個重要空白，并表明該機制在高等動植物中是保守的，為進一步研究H3K27me3在植物生長發(fā)育及對環(huán)境響應過程中的作用奠定了基礎。該研究結果在Nature Genetics在線發(fā)表。

地質地球所發(fā)現(xiàn)華北克拉通9億年前發(fā)育巖床群和裂谷系

中科院地質地球所巖石圈演化國家重點實驗室彭澎副研究員等在中-朝合作項目的支持下，對華北克拉通東段朝鮮平南盆地中廣泛發(fā)育的沙里院巖床群進行了研究。研究人員從沙里院附近的一條巖床中分選出了少量鋯石和斜鋯石，離子探針U-Pb年代學數(shù)據(jù)顯示，鋯石的年齡數(shù)據(jù)點基本沿著諧和線分布，上交點在～900 Ma，下交點在 ～400 Ma，上下交點均有諧和數(shù)據(jù)點。通過巖石圈演化國家重點實驗室引進的Cameca IMS 1280離子探針對斜鋯石進行定年的結果顯示，斜鋯石206Pb-207Pb年齡為 899±7 Ma(MSWD=0.34,n=14)。這些斜鋯石應該是從巖床本身結晶，也就代表了巖床的結晶（侵位）時代，而～400 Ma的鋯石年齡應該代表了巖床綠片巖相變質的時代。地球化學研究表明，這些巖床可能來自虧損的地幔源區(qū)，經(jīng)歷了不同程度的巖石圈物質混染。

這一研究表明，華北克拉通～900 Ma（9億年）前后發(fā)生了可能來自軟流圈的巖漿活動，并發(fā)育裂谷系。地層和巖床～400 Ma前后的低級變質可能和志留-泥盆紀的一次大陸邊緣過程有關。同時，可以推測在新元古代Rodinia超大陸的重建圖中，華北克拉通東南緣不太可能和其他塊體相連。該研究成果發(fā)表在Gondwana Research上。

中科大提出熱帶太平洋地區(qū)世紀尺度氣候變化的新機制

中國科技大學極地環(huán)境研究室孫立廣教授通過對南海地區(qū)過去千年降雨變化的研究，對熱帶太平洋地區(qū)世紀尺度的氣候變化機制提出了新的認識。他們采集了多個時間跨度超過千年的沉積柱，據(jù)此進行了古降雨記錄重建。結果表明，位于赤道輻合帶北界附近的南海西沙地區(qū)在小冰期期間出現(xiàn)了降雨量增多的情況，這是傳統(tǒng)熱帶氣候變化機制理論所不能解釋的。通過進一步綜合分析熱帶太平洋地區(qū)目前已有的一些古氣候記錄，課題組重建了過去千年熱帶太平洋地區(qū)降雨的空間結構變化，并得出結論：在相對較冷的小冰期（公元1400—1850），熱帶西太平洋地區(qū)降雨增多，而熱帶中東太平洋降雨減少，表明該時段太平洋沃克環(huán)流較強；在相對較為溫暖的中世紀暖期（公元800—1300），熱帶西太平洋地區(qū)降雨偏少，而熱帶中東太平洋降雨偏多，表明該時段太平洋沃克環(huán)流較弱。

該研究不僅提出了熱帶太平洋地區(qū)世紀尺度降雨變化的新機制，還發(fā)現(xiàn)熱帶太平洋地區(qū)世紀尺度的降雨變化與背景溫度以及太陽輻射變化之間存在聯(lián)系，這將有助于揭示熱帶地區(qū)氣候變化的驅動機制，提出新的模型，并有助于預測未來氣候變化的趨勢。

該成果發(fā)表在Nature Communications上。該雜志的審稿者認為：“這一證據(jù)的發(fā)現(xiàn)和新機制的提出是對熱帶氣候變化研究領域的重要貢獻，將激發(fā)科學家對這一研究領域的好奇與興趣?！?/p>