中国高等学校十大科技进展.docx
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中国高等学校十大科技进展
附件：
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
拟入选项目及申报项目简介
序号
项目名称
申报学校
项目
负责人
合作单位
所属领域
1
人类原始生殖细胞发育过程中基因表达网络的表观遗传学调控
北京大学
乔杰
无
07生命科学一部：
与人体研究有关的生物学、医学、药学
2
发现宇宙早期发光最亮、中心黑洞质量最大的天体
北京大学
吴学兵
中国科学院云南天文台、中国科学院上海天文台
01数理学部：
数学、物理、天文、力学
3
空间基地生物再生生命保障系统地基综合实验装置——月宫一号
北京航空航天大学
刘红
北京航空航天大学
05工程技术一部：
能源、土木、建筑、交通、水利
4
炎症消退和免疫稳态调控的新机制研究
北京协和医学院（清华大学医学部）
曹雪涛
第二军医大学
07生命科学一部：
与人体研究有关的生物学、医学、药学
5
1.1类原创新药——口服重组幽门螺杆菌疫苗
第三军医大学
邹全明
芜湖康卫生物科技有限公司
07生命科学一部：
与人体研究有关的生物学、医学、药学
6
神光III激光装置中的靶场光电及控制系统
哈尔滨工业大学
赵航
中国工程物理研究院激光聚变研究中心
06工程技术二部：
机械、电气、冶金、矿山
7
农业革新促使史前人类永久定居青藏高原
兰州大学
陈发虎
北京大学、青海省文物考古研究所、中国社会科学院考古研究所、剑桥大学、华盛顿大学圣路易斯分校、匹斯堡大学
03资源环境与地球科学部：
地球、环境、安全
8
酵母剪接体高分辨率三维结构及其工作机理研究
清华大学
施一公
无
07生命科学一部：
与人体研究有关的生物学、医学、药学
9
纳米尺度量子精密测量
中国科学技术大学
杜江峰
中国科学技术大学
01数理学部：
数学、物理、天文、力学
10
镍、钼、钨资源高效利用
中南大学
胡岳华
中国五矿集团柿竹园有色金属有限责任公司、中国五矿郴州氟化学有限责任公司
06工程技术二部：
机械、电气、冶金、矿山
注：
按申报学校首字母排序，排名不分先后
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
A15070
申报单位
北京大学
项目名称
人类原始生殖细胞发育过程中基因表达网络的表观遗传学调控
项目负责人
乔杰
标志性成果
产生时间
2015-06-04
所属领域
07与人体研究有关的生物学、医学、药学
所属学部
生物与医学学部
立项依据：
基因组DNA甲基化作为一种重要的表观遗传修饰方式，是调控细胞分化过程基因表达的主要机制之一。
小鼠研究发现，复杂基因表达调控以及大规模DNA甲基化重编程对早期胚胎以及原始生殖细胞发育非常重要。
但以小鼠模型得出的规律是否适用于人类早期胚胎和原始生殖细胞（PGC）的发育并不清楚。
主要创新点：
此项研究系统、深入地解析了人类多个发育阶段PGC的转录组和DNA甲基化组，发现人类PGC不同于小鼠的关键特征。
发现处于发育早期的人类PGC会表达与干细胞多能性相关及与生殖细胞发育相关的基因，特异表达SOX15和SOX17；第4周的雌性PGC已完成X染色体重新激活，明显早于小鼠；人类PGC在发育过程中会经历大规模的DNA甲基化擦除，最低时仅有7%左右保留，但一些重复序列元件上仍然残留大量甲基化，为人类隔代遗传现象的表观遗传学分析提供了重要线索。
这对辅助生殖技术安全性评估、研究疾病是否会遗传给后代或隔代遗传以及临床上生殖细胞发育异常机制等具有重要意义。
标志性成果的产生方式：
本研究于2015年6月作为封面文章发表在Cell杂志，Cell杂志同期发表国际表观遗传学专家评述，认为揭示了人类原始生殖细胞详尽的转录及表观遗传网络、有助于加深对人类胚胎发育过程表观遗传学调控的认识。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
A14164
申报单位
北京大学
项目名称
发现宇宙早期发光最亮、中心黑洞质量最大的天体
项目负责人
吴学兵
标志性成果
产生时间
2015-02-26
所属领域
01数学、物理、天文、力学
所属学部
数理学部
发现遥远宇宙中的明亮天体对了解早期宇宙的结构极为重要。
类星体作为以黑洞吸积释放巨大能量的天体是研究早期宇宙的重要探针。
搜寻明亮的高红移类星体并研究其物理性质，以及利用其研究宇宙早期的黑洞增长以及星系的演化，在当代天体物理研究中具有重要的科学意义。
吴学兵团队自2012年率先利用国内2米级光学望远镜搜寻明亮的高红移类星体。
他们发展了全新的基于光学和红外测光数据的高红移类星体选源方法，利用中国科学院云南天文台丽江2.4米望远镜的光谱观测发现了一个红移为6.3、发光本领为430万亿倍太阳光度的类星体。
利用国外望远镜的后续观测进一步发现该天体中心存在质量为120亿太阳质量的黑洞，使得它成为迄今所发现的宇宙早期最明亮、中心黑洞质量最大的天体。
它是世界上第一个利用2米级望远镜发现的红移6以上的类星体。
这也是近20年来利用我国观测设备做出的天文发现第一次发表在《Nature》杂志上。
研究论文于2015年2月26日发表在《Nature》上，并作为该刊4篇封面推荐论文之一。
这一极亮天体的发现为研究遥远宇宙的结构提供了难得的机遇，同时它拥有的宇宙早期最大质量黑洞对黑洞的形成与增长理论以及星系的演化理论提出了挑战，引起了国内外广泛关注。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
B15031
申报单位
北京航空航天大学
项目名称
空间基地生物再生生命保障系统地基综合实验装置——月宫一号
项目负责人
刘红
标志性成果
产生时间
2015-11
所属领域
05能源、土木、建筑、交通、水利
所属学部
能源与土木建筑水利学部
1、立项依据生物再生生命保障系统是人类在外太空长期生存的核心技术，当今世界上最先进的生命保障技术，此前，世界上只有俄美掌握该技术。
研制出空间基地生物再生生命保障系统地基综合实验装置“月宫一号”，并成功开展长期有人密闭集成实验，是我国掌握此项技术的重要标志。
2、主要创新点刘红教授带领团队通过引进消化吸收再创新继而自主创新，突破系统核心单元技术、系统构建技术、系统启动技术、系统运行与调控技术等关键技术，从无到有建立了空间生物再生生命保障技术体系，经过10年努力研制出我国第一个世界上第三个空间基地生命保障地基综合实验装置“月宫一号”，填补了国内空白，并于2014年成功完成了我国首次长期多人高闭合度集成实验，密闭实验持续了105天。
使我国此项技术水平与国际最高水平持平，综合技术水平进入世界领先行列。
3、标志性成果的产生方式自2008年以来，在AdvancesinSpaceResearch、ActaAstronautica、EcologicalEngineering等国际刊物上发表论文五十余篇，2009年由科学出版社出版专著“生物再生生命保障系统理论和技术”，建立了生物再生生命保障系统的理论基础；共获得授权中国国家发明专利22项（ZL200710118812.6；ZL201010172059.0；ZL201210158630.2；ZL201110423310.0等），建立了具有自主知识产权的生物再生生命保障系统技术体系。
研究成果将为我国今后深空探测生命保障提供理论和基础技术。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
A15028
申报单位
北京协和医学院（清华大学医学部）
项目名称
炎症消退和免疫稳态调控的新机制研究
项目负责人
曹雪涛
标志性成果
产生时间
2015-09-22
所属领域
07与人体研究有关的生物学、医学、药学
所属学部
生物与医学学部
机体免疫系统通过激发炎症免疫反应可以有效清除病原体，但过度和持续性炎症免疫反应会损伤机体自身。
如何适度调控并及时终止炎症免疫反应、维持自身平衡稳态是免疫学重大科学问题。
北京协和医学院基础学院曹雪涛课题组从表观遗传学的新视角，结合高通量测序筛选，发现炎症诱导的DNA羟甲基化酶Tet2能够特异靶向炎性细胞因子启动子区，招募抑制性表观修饰酶，在炎症消退期主动抑制炎性细胞因子的转录。
该研究首次提出表观遗传调控是炎症消退的决定性因素，而非以往普遍认为的信号转导的负调控。
本研究首次报道了关键性表观酶Tet2不依赖于DNA修饰而发挥转录负调控功能，从促进炎症消退角度揭示了Tet2在肿瘤发生中的新机制。
此外，该课题组通过筛选以往自主发现的功能分子在T细胞诱导炎症性自身免疫疾病中的作用，首次揭示E3泛素连接酶Nrdp1能够介导T细胞受体信号转导分子泛素化修饰而抑制T细胞过度和持续活化、及时阻滞炎症相关疾病的发生。
该研究提出了不同表观修饰之间以及不同翻译后修饰新的交叉调控模式，并报道表观酶Tet2的非经典新功能，对于生命医学研究有重要启示与借鉴意义，并对自身免疫性疾病及炎症相关疾病的治疗具有指导作用。
研究结果于今年9月分别发表在《Nature》和《NatureImmunology》。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
C15019
申报单位
第三军医大学
项目名称
1.1类原创新药——口服重组幽门螺杆菌疫苗
项目负责人
邹全明
标志性成果
产生时间
2015-06-30
所属领域
07与人体研究有关的生物学、医学、药学
所属学部
生物与医学学部
幽门螺杆菌（Hp）是慢性胃炎、胃及十二指肠溃疡的主要致病菌，WHO将其确定为胃癌的1级危险因子，我国胃病患者超过1亿，每年因胃癌死亡者达20万人，因此，Hp危害十分严重。
Hp疫苗是控制其感染传播、预防相关胃肠疾病发生的有效手段，但国外迄今未能成功研制。
第三军医大学邹全明教授团队历时15年，完成了Hp疫苗5000余人参加的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期临床试验，结果表明：
安全、有效，保护率达71.8%；成功研发了具有完全自主知识产权的世界首个Hp疫苗，获国家1.1类新药证书。
该团队发明了“Hp分子内佐剂粘膜疫苗”设计原理和安全高效的首个人用分子内粘膜免疫佐剂；设计与制造出全新的Hp疫苗组份；创立了粘膜疫苗制备及效力评价系列技术；研究出国际上首个Hp疫苗生产与检定质量标准。
该研究结果于2015年发表在国际顶级医学期刊《TheLancet》，并获得同期专题正面评述，引起国际同行广泛关注和高度评价。
中央电视台、《科技日报》等国内主流媒体和网站相继进行了重点报道。
该疫苗获国家技术发明二等奖和重庆市技术发明一等奖，拥有4项国际发明专利和12项国家发明专利授权，已成功转让企业，获成果转让费2.25亿元。
企业已完成Hp疫苗产业化设施建设和试生产，正在报批生产批件，即将上市造福人类健康。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
B15037
申报单位
哈尔滨工业大学
项目名称
神光III激光装置中的靶场光电及控制系统
项目负责人
赵航
标志性成果
产生时间
2015-04-14
所属领域
06机械、电气、冶金、矿山
所属学部
机电与运载学部
神光-Ⅲ激光装置是为满足国防安全重大需求于上世纪九十年代末启动的国家重大专项，是国际大型激光装置领域极具代表性的综合性科学工程之一，其中神光-Ⅲ主机装置可输出48束180kJ紫外激光能量，其总体规模与性能位列亚洲之一、世界之二，达到国际先进水平。
神光-III激光装置的靶场光电系统是整个装置的核心系统之一，哈工大梁迎春（已去世）、赵航、刘国栋教授率领的研究团队在中国工程物理研究院牵引下对靶场光电及控制系统的关键技术潜心研究十余年，取得了重大进展。
针对大型激光装置非稳定状态下超多光束的快速、高精度打靶需求，建立了基于数据驱动的靶场光机电多参数、多层次敏捷控制系统，突破了基于时空编码的超多光束快速并行打靶闭环控制关键技术，突破了束靶耦合高精度监测和靶在线精确智能定位关键技术，实现了22微米打靶精度，优于美国国家点火装置（NIF）的打靶精度；研制了大口径终端光学组件系统，实现激光高效率频率转换、高光束质量和精密指向控制；发明并研制了终端光学元件损伤在线检测装置，实现对数百块大口径终端光学元件微小损伤高精度探测，保证了神光-Ⅲ激光装置系统安全健康运行。
哈工大研究团队经过刻苦攻关，为神光-Ⅲ激光装置全面满足设计要求做出了重要贡献，也为未来我国上百束甚至几百束巨型激光装置建设奠定了基础。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
A15048
申报单位
兰州大学
项目名称
农业革新促使史前人类永久定居青藏高原
项目负责人
陈发虎
标志性成果
产生时间
2015-01-16
所属领域
03地球、环境、安全
所属学部
资源环境与地球科学部
青藏高原高寒缺氧的严酷自然环境对人类生存构成巨大挑战。
探究史前人类何时通过何种方式永久定居到青藏高原高海拔地区，有助于理解人类适应高寒缺氧环境的机制和藏族起源问题，具有重要的学术价值和现实意义。
陈发虎带领的团队过去十年对青藏高原遗址分布最集中的东北部及周边地区开展了系统的考古研究和古气候重建，对史前遗址出土的动植物化石进行鉴定和精确测年，厘清了不同时段人类在青藏高原的生存空间和生产方式。
首次提出史前人类向青藏高原扩散的三步走模式，指出人类2万年前开始到青藏高原季节性游猎，5200年前由我国黄土高原大规模扩散并定居到青藏高原东北的河谷地带，3600年前在气候冷干背景下进一步永久定居至高海拔地区。
揭示史前欧亚大陆农业发展与传播是促使人类向青藏高原高海拔地区扩张和定居的最主要因素。
该研究为认识人类向青藏高原扩散和定居的历史与动力提供了可靠数据支撑和全新视角，为阐明藏族人起源于中国黄河流域提供了坚实的科学依据。
发表20多篇论文，标志成果发表在2015年的Science杂志，并被选为亮点论文在ScienceExpress优先出版，被数十家国内外著名媒体报道。
Science杂志随后以封面文章形式发表了题为“WhoaretheTibetans?
”的深度报道，认为该研究支持藏族人群源于中国北方。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
A15043
申报单位
清华大学
项目名称
酵母剪接体高分辨率三维结构及其工作机理研究
项目负责人
施一公
标志性成果
产生时间
2015-09-11
所属领域
07与人体研究有关的生物学、医学、药学
所属学部
生物与医学学部
分子生物学的“中心法则”描述了最核心的生命活动。
在真核细胞中，蕴藏在基因组DNA序列中的遗传信息转录给前体信使RNA，在其剪接成熟之后再翻译为蛋白质，执行复杂的生物功能。
上述三个关键环节分别由RNA聚合酶、剪接体和核糖体执行。
其中，RNA聚合酶和核糖体的结构解析曾分别获得2006年和2009年的诺贝尔化学奖。
而剪接体（Spliceosome）是一个巨大而又复杂的动态分子机器，其结构的解析具有重大的科学意义，是国际结构生物学界公认的难题之一。
本项目直接挑战这个难题，利用酵母细胞内源性蛋白，改进了提纯方法，获得了性质良好的样品，并利用前沿的单颗粒冷冻电子显微镜技术，首次解析了酵母剪接体近原子水平的高分辨率三维结构，并在此基础上进行了系统分析，阐述了剪接体对前体信使RNA执行剪接的工作机理。
这一标志性成果被著名的《科学》杂志收录，2015年9月11日以两篇“背靠背”形式的长文作为封面文章正式发表，题目分别为“3.6埃的酵母剪接体结构”（StructureofaYeastSpliceosomeat3.6AngstromResolution）和“前体信使RNA剪接的结构基础”（StructuralBasisofPre-mRNASplicing）。
该项目的完成首次在近原子分辨率上看到了剪接体的细节，揭示了它的工作基础，完善了分子生物学中心法则，是我国对于国际学术界的一个重大贡献。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
A15073
申报单位
中国科学技术大学
项目名称
纳米尺度量子精密测量
项目负责人
杜江峰
标志性成果
产生时间
2015-03-06
所属领域
01数学、物理、天文、力学
所属学部
数理学部
量子精密测量研究利用量子力学特性实现对物理量的高灵敏度和高分辨率测量。
单分子磁共振谱学与成像是这一领域不断追求的重要目标之一。
该技术可在单分子层面来认识物质科学和生命科学的机理，在物理、化学及生命科学等多个领域有广泛应用前景。
本项目采用基于单自旋量子探针的单分子磁共振探测技术，通过精巧的脉冲序列设计，在纳米尺度量子精密测量方面开展研究，取得以下标志性成果。
（1）在国际上首次在室温大气条件下获取了单个蛋白分子的顺磁共振谱及动力学性质，成功将电子顺磁共振技术分辨率从毫米推进到纳米，灵敏度从10^10分子推进到单个分子。
论文发表于2015年3月6日《科学》杂志，题为“在室温大气环境下的单蛋白质分子自旋共振谱”，《科学》杂志将其成果选为研究亮点并配发专文报道，称其“是通往活体细胞中单蛋白分子实时成像的重要里程碑”。
在此基础上发展的“基于单自旋量子探针的单分子磁共振探测技术”于2015年10月获得CAIA奖特等奖。
（2）在室温大气环境下实现纳米级分辨率的微波场磁场分量矢量重构测量，有助于解决纳米尺度微波近场辐射的定量测量的重大难题。
题为“基于固态自旋的高分辨微波磁场矢量测量”的论文发表于2015年3月23日的《自然·通讯》。
2015年度“中国高等学校十大科技进展”
申报项目简介
项目编号
C15005
申报单位
中南大学
项目名称
镍、钼、钨资源高效利用
项目负责人
胡岳华
标志性成果
产生时间
2015-06-23
所属领域
06机械、电气、冶金、矿山
所属学部
机电与运载学部
镍、钼、钨等都是重要的战略稀有金属资源，但由于矿石品位低、伴生矿物复杂、嵌布粒度细，采用传统的技术工艺难以解决资源综合利用效率低及矿山环境污染问题。
针对这些问题，胡岳华、孙伟教授团队开展了界面作用与浮选剂的分子设计、微细颗粒聚集分散行为机制等研究，提出了实现镍、钼、钨矿资源高效利用的新技术和新工艺，为国民经济可持续发展提供了重要保障。
主要创新点：
提出了药剂分子界面组装新理念，首创了具有高度选择性的金属盐类配位体捕收剂和双极性基高效浮选剂；提出了粒度匹配原则，开发出基于药剂和基于设备的两类强化气泡-颗粒矿化作用的新技术，提高了细颗粒钨和镍钼矿的回收率；开发了聚铁－针铁矿磁种絮凝联合处理工艺，后续水的循环利用取得突破性进展；实现了钨矿常温精选工艺，彻底取代了使用百年的“彼得罗夫法”白钨加温精选工艺，显著降低了生产能耗和成本；提出了镍钼梯级浮选新技术，建立了世界上第一个镍钼矿浮选厂,使之前不能利用的低品位镍钼矿资源得到经济利用，高效选择性解决了经典工艺中废水难处理、难回用问题。
2014-2015年发表论文11篇，申请专利7项，使钨和萤石回收率均提高10%，首次实现镍钼分离，使得矿山累计年增经济效益3个亿以上。
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