2018年, 第36卷, 第7期　刊出日期：2018-04-13

  

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  封面图片说明：2016年度中国生命科学领域十大进展

  科技导报. 2018, 36(7): 0-0.

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  植物分枝激素独脚金内脂的感知机制。
卷首语
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  石油工程仿生学的发展

  刘合

  科技导报. 2018, 36(7): 1-1.

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  从千百年前模仿蜘蛛织网发明渔网，到近代模仿鸟类飞翔发明飞机，人类一直在向大自然学习，对仿生学的使用也从无意识向有意识转变。中国科学院院士路甬祥这么定义仿生学：仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用，从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学。
智库观点
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  自然保护区土地利用冲突及协调——以羌塘国家自然保护区为例

  徐增让, 郑鑫, 靳茗茗

  科技导报. 2018, 36(7): 8-13. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.001

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  随着社会经济发展及人类聚落扩张，自然保护区的野生动物栖息地不同程度受到挤压，在物种恢复性增长的情况下，人兽冲突激烈、野生动物伤及人畜事件频发；保护与发展、人与地、人与野生动物的矛盾日渐尖锐。因此，研究保护区的土地利用冲突，对于调整保护区人口、产业、环境保护政策，协调人地关系至关重要。以羌塘国家自然保护区为例，分析过去40年人兽冲突原因，提出缓解冲突的建议：（1）控制人畜数量、推动人类聚落适度集中；（2）强化部门协调、兼顾土地的生产与生态功能；（3）建立青藏高原国家公园体系，探索野生动物观光等自然资源合理利用途径，促进严格保护和合理利用有机统一。
科技纵横
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  轮椅上的宇宙——霍金的学术贡献及影响

  蔡荣根, 曹利明, 杨涛

  科技导报. 2018, 36(7): 14-19. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.002

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  梳理了霍金的科学贡献及其对相关领域的影响。以时间为序回顾了霍金在经典引力、黑洞热力学及量子宇宙学等领域的巨大科学贡献，并介绍了这些学术工作对引力的全息性质、引力波物理等方面的启发和影响。当然这些包括霍金最为重要的工作，即1974年关于黑洞辐射和黑洞热力学的研究。这一工作影响深远，为人类理解宇宙尤其是引力的本质打开了一扇明亮的窗口。
专题论文
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  植物分枝的奥秘——植物分枝激素独脚金内酯的感知机制

  姚瑞枫, 娄智勇, 谢道昕

  科技导报. 2018, 36(7): 20-25. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.003

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  植物激素调控植物的繁衍生息，与人类生存环境和农业生产密切相关；阐明植物激素被其受体感知的机制，对于揭示植物生命活动的本质具有重要意义。植物的分枝主要受到独脚金内酯等重要植物激素的精准调控。简要综述了植物激素独脚金内酯的作用机理，特别是该激素被其受体感知的机制方面近年来取得的重要进展：系统阐明了单子叶模式植物/作物水稻、双子叶模式植物拟南芥以及寄生杂草独脚金中独脚金内酯被其受体感知的机制，为作物株型改良和消除寄生杂草提供了重要理论指导；开创性地揭示了该新型“受体-激素”感知机制不同于生物学领域过去百年建立的配体，可逆地结合受体、并循环触发信号传导链的“配体-受体”识别理论，为创立“受体-配体”不可逆识别的新理论奠定了重要基础。
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  组蛋白甲基化修饰在小鼠早期胚胎发育中的建立与调控

  刘晓雨, 高绍荣

  科技导报. 2018, 36(7): 26-32. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.004

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  组蛋白修饰作为重要的表观遗传修饰，在调控胚胎基因表达、胚胎细胞的命运决定及胚胎基因组的稳定性等方面均起了很重要的作用。微量测序技术的发展使从全基因组水平上检测植入前胚胎的组蛋白修饰成为可能。综述了近年来利用该技术对小鼠早期胚胎发育过程中的组蛋白甲基化修饰研究的最新进展，总结了在胚胎基因激活及第一次细胞分化过程中组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰不同的建立和动态变化趋势，这些研究为探索胚胎发育和细胞分化的表观调控机制奠定了基础。
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  基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法

  白轶冰, 许琛琦

  科技导报. 2018, 36(7): 33-36. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.005

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  免疫检测点阻断疗法等肿瘤免疫疗法近年在临床上取得了重大突破，但仍存在响应率低等显著缺点，需开发新的肿瘤免疫疗法以使更多肿瘤患者受益。胆固醇作为细胞质膜脂质的重要组成成分，其代谢可以影响T细胞的质膜环境及效应功能。本研究发现，通过调控胆固醇代谢可以增强CD8⁺ T细胞的抗肿瘤免疫反应。抑制关键胆固醇酯化酶ACAT1的活性，CD8⁺ T细胞质膜游离胆固醇水平上调，细胞的抗肿瘤免疫应答显著增强，这为肿瘤免疫治疗提供了新思路和新方法。
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  利用内源性干细胞原位再生晶状体治疗婴幼儿白内障

  刘奕志

  科技导报. 2018, 36(7): 37-42. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.006

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  利用内源性干细胞进行组织器官的修复和再生是再生医学研究的最终目标。婴幼儿白内障是幼儿致盲性眼病的首要病因，目前尚无有效治疗手段。本研究组从哺乳动物内成功分离并获得了晶状体上皮干细胞，证明Pax6和Bmi1是维持其分化和自我更新的关键因子，并以保留内源性干细胞为目标，设计了全新的白内障术式。相较于传统术式，新术式最大程度地保留了内源性干细胞、基底膜和微环境，在新西兰兔、食蟹猴和先天性白内障患儿内实现了功能性晶状体的再生。研究结果为白内障提供了全新的治疗策略并为组织再生及内源性干细胞的应用提供了全新的范例。
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  人类抗体重排机制的起源

  严信宇, 黄盛丰, 徐安龙

  科技导报. 2018, 36(7): 43-47. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.007

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  重组激活基因（RAG）蛋白介导的抗体重排是脊椎动物适应性免疫系统的核心，抗体重排机制的起源一直是免疫学研究的热点。本研究以有活化石之称的文昌鱼为对象，对多个文昌鱼基因组草图进行深度信息学分析，发现了一个全新DNA转座子ProtoRAG。进一步功能研究表明，ProtoRAG编码的蛋白能够介导自身的转座和宿主DNA的重排，其作用机制与人类抗体蛋白介导的抗体重排机制基本一致。因此，ProtoRAG就是研究人员长期搜寻的祖先RAG转座子的“分子活化石”，该发现为诺贝尔生理学或医学奖获得者利根川进提出的“抗体重排机制转座子起源”假说提供了最有力和最直接的证据。
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  MeCP2转基因食蟹猴所表征的类自闭症行为及种系传递

  仇子龙, 李霄

  科技导报. 2018, 36(7): 48-55. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.008

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  自闭症是近年来公众关注度很高的一种神经系统疾病，甲基化CpG结合蛋白2（MeCP2）因其能够在转录水平调节基因表达和操控微小RNA（miRNA）的效应而在自闭症中扮演着重要的角色。当MeCP2因突变而功能缺失时会导致瑞特综合症（Rett syndrome），而当MeCP2拷贝数过多则会导致一种名为MeCP2重复综合症的自闭症。虽然目前科学家已经构建成功了MeCP2的转基因小鼠，但在这种小鼠模型中无法很好地观察到类似人类自闭症的表型。本研究组通过慢病毒侵染的方法构建了能在神经系统中特异表达人源MeCP2的转基因食蟹猴模型，并通过深度测序检测出了转基因插入位点以及通过免疫印迹（westernblot）确证了外源基因的表达。该转基因食蟹猴模型在行动、社交及情绪方面表现出明显的类似自闭症行为，并呈现转基因的种系传递现象。这些结果表明通过基因编辑技术构建非人灵长类模型在脑疾病研究中的重要性。
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  埃博拉病毒入侵宿主细胞的分子机制

  王寒, 宋健, 高福, 施一

  科技导报. 2018, 36(7): 56-63. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.009

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  埃博拉病毒是一类能够感染并引起人和灵长类动物发生埃博拉出血热的烈性囊膜病毒。发现近40年中，埃博拉病毒给人类生命带来了极大威胁。然而，目前人们对于埃博拉病毒的了解非常有限，尤其是病毒与其宿主细胞受体的结合机制和膜融合机制相关信息的缺失，使得针对埃博拉病毒的特效药物的设计和研发工作阻碍重重。本文综述了埃博拉病毒分类、形态、病毒蛋白和病毒生命周期，着重介绍了高福院士团队在埃博拉病毒入侵宿主细胞的分子机制研究中的成果。通过结构学手段解析了埃博拉病毒激活态囊膜糖蛋白GPcl与宿主细胞受体NPC1分子的复合物结构，从原子水平上阐明了埃博拉病毒与宿主细胞相互识别的机制，并在结构基础上对病毒的膜融合促发机制做出推测，提出以埃博拉病毒为代表的新的（第5种）囊膜病毒膜融合激发机制，为抗埃博拉病毒药物和疫苗的设计提供了结构基础。
综述
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  电化学迁移研究进展

  易盼, 董超芳, 肖葵, 魏丹

  科技导报. 2018, 36(7): 64-73. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.010

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  随着电子电路和元器件的集成化、小型化，电子元器件中间距急剧减小，导致其对电化学迁移更加敏感。本文从研究方法、失效机制方面，综述当前电子元器件中电化学迁移行为的研究进展，探讨改善电子元器件电化学迁移敏感性的方法，提出更为行之有效的电化学迁移防护方法。
研究论文
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  基于客户Web时空行为轨迹的兴趣点预测方法

  陈冬林, 夏琪, 代四广

  科技导报. 2018, 36(7): 74-79. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.011

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  客户兴趣点预测是大数据环境下提高电子商务推荐精度的关键，针对现有客户兴趣预测未综合考虑客户多种行为和时序时间的影响问题。为研究一种基于客户Web时空行为轨迹的兴趣点预测方法，构建了包含客户、时间、行为和兴趣点四层子网的客户Web时空行为超网络模型，并引入行为影响因子，提出基于超边相似性的兴趣点预测算法，在建立连通矩阵的基础上，通过邻接矩阵计算、超三角形判定和超边相似度计算，得到相似度最高的超边，该超边对应的兴趣点即为预测结果。实验结果表明，该方法在时间误差允许范围内，兴趣点预测准确度随时间精度的减小而增加，与传统的标签预测方法相比，预测准确度由56.2%提高至74%。
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  战时装备维修任务分配与调度的系统工程研究方法

  昝翔, 陈春良, 张仕新, 刘彦, 吴同晗

  科技导报. 2018, 36(7): 80-87. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.012

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  战时装备维修任务分配与调度是装备维修的重要组成部分，可以用来应对未来信息化作战对装备维修的需求。为反映装备维修任务分配与调度的特征，基于霍尔三维结构理论，分别从过程维、逻辑维和知识维3个维度构建装备维修任务分配与调度的体系结构，确定该问题的5个重要过程、处理问题的5个基本步骤和解决问题所需的技术方法。在此基础上，通过装备维修任务分配与调度基本过程，确定了装备维修任务优先级分类、装备维修任务分配和装备维修任务调度3个核心问题，并对各个核心问题的目标、约束条件、输入条件、输出条件和研究重点进行了分析。
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  氧化石墨烯墨水的制备及直写图案化

  马颖, 刘璐, 安博星, 李风煜, 丁丹, 刘儒平, 宋延林

  科技导报. 2018, 36(7): 88-94. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.013

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  采用改进的Hummers法制备宽度分布范围为30~70 μm的大尺寸氧化石墨烯及其墨水，并通过直写打印实验，研究了最佳打印条件和氧化石墨烯墨水直写图案化。结果表明，当氧化石墨烯浓度为15 mg/mL、打印压力为70 kPa、线速度为3 mm/s时，打印线条流畅，形貌精细可控；还原剂为15%氢碘酸、还原时间为3 h时，打印线条的还原程度最高，且电性能最佳，电导率可达4.40×10⁴ S/m，远超过现有打印技术的石墨烯图案电导率；实现了氧化石墨烯墨水在亲水聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、玻璃、硅片等多种柔性和非柔性基底上的图案化直写打印，且经还原处理的氧化石墨烯图案可作为连接导线实现发光二极管的集成，对于石墨烯基印刷电子器件的发展具有重要意义。
科技人文
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  钟情艾滋的协和才俊 痴迷科研的白衣天使

  游苏宁

  科技导报. 2018, 36(7): 95-96. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2018.07.014

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  2016年，随着《人民画报》题为“中国行动、向零艾滋迈进”抗艾滋病特刊的广为发行和传阅，一位在中国科技界似乎名不见经传的白衣天使悄然成为万众瞩目的明星人物，他就是北京协和医院内科教授、博士生导师、感染内科主任李太生（图1）。这位1984年本科毕业于中山医学院医疗系、1999年在法国获得博士学位的临床医生，究竟为何一夜成名？
科界要闻
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  2018-07科界要闻

  王丽娜

  科技导报. 2018, 36(7): 6-7.

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  3月30日，中国科协与光明日报社联合主办的“在新时代的科学春天里出发——纪念全国科学大会召开40周年暨中国科学家精神”座谈会在北京举行，旨在继承发扬的基础上凝练新时代中国科学家精神的新内涵，汇聚向世界科技强国进军的磅礴力量。围绕座谈会主题，“载人深潜”“中国天眼”等科技团队的代表以及数位社会科学领域的学者与会进行了深入研讨。中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记怀进鹏指出，在大科学时代，中国由跟跑并跑走向领跑、走向无人区，比以往更加强烈地需要弘扬科学家追求真理、永无止境的探索精神；更加强烈地需要敢于自信、敢于坚守、敢为人先。我们不仅是要缅怀老一辈优秀科学家，更重要的是树立和弘扬其精神，激发一代又一代人秉持这样的精神，为建成科技强国的目标而奋斗。