中國學者科研前沿大爆發 一日連發6篇Nature
萬賢綱教授(右)和博士生唐峰在討論問題。
近幾年,我國基礎科學研究進步顯著,我國科學家在國際頂尖學術期刊上發表的高水平學術論文也越來越多。《Nature》雜誌之前發布消息稱,2018年全球總共發表了160多萬篇論文,中國論文數量位列第二,增長幅度在世界排名第三。2019年2月28日,中國學者大爆發,在《Nature》連發6篇論文。有國際同行認為,中國論文的質量已大大提高,並將成為最大的論文產出國。
2019年開年,中國學者連發數篇CNS論文
美國《Cell》(《細胞》)、英國《Nature》(《自然》)和美國《Science》(《科學》)是國際公認的三種享有最高學術聲譽的期刊。發表在三大期刊上的論文,即CNS論文,大都是由世界範圍內知名專家層層審讀、反覆修改而成的高質量高水平的論文。
2019年,國內高校和科研機構在三大國際頂尖學術期刊發文表現優異,僅2月28日,中國學者便在《Nature》發表6篇論文;3月初,《Cell》《Science》也在線發表中國學者4篇論文;3月7日《Nature》再發1篇……
據《Nature》在2018年底發布的消息,2018年全球總共發表了160多萬篇論文,比2017年多了5%,是有史以來科研產出最多的一年。其中,美國和中國分別位列論文數量榜的第一和第二名。不過,中國的增長幅度已經遠超美國,達到了15%。美國前政府顧問卡洛琳瓦格納在接受《Nature》採訪時表示,以目前的增幅來看,中國將來必然會取代美國成為最大的論文產出國,而從引用情況來看,中國論文的質量已大大提高。
比如《Nature》早在2018年8月8日就以「新穎材料的寶庫使物理學家興奮不已」為題,提前對2019年2月28日刊發的南京大學科研成果以及其他兩項相關研究做了高度評價,稱:「研究人員首次系統地搜尋了整個材料資料庫,以尋找具有拓撲狀態的材料——這些奇異的物質相已經吸引了物理學家十年。由此發現的大量拓撲材料能使科學家更接近於這些奇異相的實際應用,這可能引發電子學等領域的革命。」
荷蘭學術信息機構愛思唯爾公司也有類似的數據和分析:2017年中國學者發表論文51萬篇,較5年前增長27%;美國的這一數字為56萬篇,較5年前增長5%。愛思唯爾分析稱,中國以前以研究論文的數量而聞名,但近年來論文質量不斷提高,2014年至2016年,中國學者發表的論文佔全球影響力最大的論文總數近11%。
拓撲新材料理論設計,中國科研團隊顯優勢
拓撲,描述的是幾何圖形或空間在連續改變形狀後還能保持不變的性質。這一數學概念被引入物理學領域後,近年來成為物理學和材料科學領域的前沿熱點。2016年諾貝爾物理學獎,就授予了在拓撲物理學方面有開創性貢獻的3位理論物理學家。
中國學者2月28日在《Nature》發表的6篇文章中,3篇涉及開發電子拓撲材料目錄這一重要研究成果。三個課題組,分別是來自南京大學、中科院物理研究所、普林斯頓大學/中科院物理研究所的科學家,昭示出中國科研團隊的優勢地位。
據介紹,拓撲材料具有常規材料沒有的奇特物性,在電子、信息和半導體技術等方面有很大潛力,但一直以來,科學家們還沒想到好的方法去尋找它們,南京大學萬賢綱教授團隊潛心鑽研,終於實現突破:基於對稱指標理論,發展了一套新的高效尋找拓撲材料的理論方法。「如果把前人尋找拓撲材料的方法跟他們提出的方法相比較,就如同用魚鉤釣魚和用魚網捕撈的差別。」中國科學院院士、南京大學邢定鈺教授形象地比喻道。
他認為,「拓撲材料基因庫的逐漸形成,未來將給實驗物理學家帶來極大便利,將來的研究可以集中於基因庫中的材料,而不像此前那樣大海撈針。他們提出的高效的拓撲材料搜索方法也適合應用於其他體系,比如聲子系統、光子系統、磁性材料等。可以預期,大規模搜索與預測材料將成為材料科學的一種趨勢。」
中國科學院物理研究所方辰、翁紅明科研團隊開發出一種快速計算晶體材料的拓撲性質的新方法,並用此方法在近4萬種材料中發現了8000餘種拓撲材料,十幾倍於過去十幾年間人們找到的拓撲材料的總和,並據此建立了拓撲電子材料的在線資料庫。而普林斯頓大學/中科院物理研究所王志俊等科研人員的論文研究結果則表明,自然界中超過27%的材料是拓撲學的,該研究提供了一個開源代碼,用於檢查任何材料的拓撲結構,並允許其他研究人員重現該研究的結果。
發力生命科學,肝細胞癌蛋白質組研究獲重大成果
中國科研團隊在生命科學領域也正在發力。2月28日《Nature》正刊一連發表中國學者3篇該領域相關論文,包括以主要完成單位發表的2篇和參與單位發表的1篇。三個科研團隊分別是北京生命組學研究所賀福初、復旦大學樊嘉團隊,第三軍醫大學西南醫院卞修武院士團隊,溫州醫科大學和華中農大等。特別值得關注的是,賀福初、樊嘉團隊在早期肝細胞癌蛋白質組研究領域取得的重大科研成果。科研人員測定了早期肝細胞癌的蛋白質組表達譜和磷酸化蛋白質組圖譜,發現了肝細胞癌精準治療的潛在新靶點。這是2014年國家科技部全面啟動「中國人類蛋白質組計劃」以來,國家蛋白質科學中心(北京)首席科學家賀福初院士以通訊作者在《Nature》發表的第2篇標誌性成果。
據介紹,科研人員根據101例早期肝細胞癌及配對癌旁組織樣本的蛋白質組數據,將目前臨床上認為的早期肝細胞癌患者,分成三種蛋白質組亞型,而不同亞型的患者具有不同的預後特徵,第一類患者僅需手術,要防止過度治療;第二類患者則需要手術加其他的輔助治療;而第三類患者佔比30%,術後發生複發轉移的危險係數最大,是最後的「硬骨頭」。
科研人員發現,在第三類患者的蛋白質組數據里,膽固醇代謝通路發生了重編程,其中候選葯靶膽固醇酯化酶的高表達具有最差的預後風險。通過抑制候選葯靶——膽固醇酯化SOAT1,能減少細胞質膜上的膽固醇水平,有效抑制腫瘤細胞的增殖和遷移。進一步研究發現,SOAT1的一種小分子抑製劑「阿伐麥布」在肝癌患者的人源腫瘤異種移植模型上表現出良好的抗腫瘤效果,表明「阿伐麥布」有望成為治療預後較差肝細胞癌患者的潛在靶向治療藥物。
中國是國際蛋白質組計劃的重要參與者,也是人類肝臟蛋白質組計劃的牽頭實施方,這次重大突破,為發展新型抗癌藥物提供了重要基礎,具有廣泛的社會應用價值。
本報記者 楊頻萍 蔡姝雯
(部分內容來自iNature微信公眾號等)
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