2010：《Nature》的中国声音

本刊记者 王银凤

2010：《Nature》的中国声音

本刊记者 王银凤

英国《Nature》创刊于1869年11月11日，每周出版一期，是世界上最早的国际性科学期刊，也是目前影响因子最高的跨学科科学期刊，2009年期刊影响因子为34.480（Thomson, 2010）。一百多年来，《Nature》始终如一地报道各学科领域最前沿的研究突破，强调文章的原创性、重要性、跨学科性、时效性、文字的易读和优雅以及意想不到的结论。同时，《Nature》也提供快速、权威、具有洞察力和捕捉力的新闻，影响科学、科学家和公众的热门专题及未来发展趋势。

《Nature》办刊宗旨是通过促进各学科分支重大进展的发表来服务广大科学家，为科学相关新闻和事件的报道和讨论提供一个论坛；确保科学成果可以快速传布到全世界，传达这些成果对人类知识、文化和日常生活的意义。

2010年度，中国大陆科学家以通讯作者的身份在《Nature》杂志上发表学术论文11篇，包括生物大分子结构与功能4篇、基因组测序分析2篇、纳米界面材料1篇、材料尺度效应1篇、分析化学1篇、金属材料1篇、古生物1篇。4篇生物大分子结构与功能的文章均来自于清华大学，清华大学生命科学院院长施一公教授发表2篇，施一公在美国普林斯顿大学任教期间指导的博士颜宁教授和博士后柴继杰教授分别发表1篇。中国科学院化学研究所江雷院士领导的关于“蜘蛛丝的方向性集水效应”的研究、深圳华大基因研究院汪键教授领导的“北京奥运会吉祥物大熊猫‘晶晶’基因组测序”和王俊教授领导的“人体肠道菌宏基因组测序”当选为《Nature》封面文章。

本刊特别将《Nature》2010年上的中国声音进行盘点，我们希望中国大陆学者以后有更多的声音出现在更多的国际顶级刊物上。

《Science》2010年上的中国声音盘点即将推出，敬请关注。

表1. 2010年度，中国大陆各院校和研究所《Nature》发表文章数量

江 雷

中国科学院院士 中国科学院化学研究所

1965年3月生于吉林长春。1987年毕业于吉林大学物理系固体物理专业；1990年获该校化学系硕士学位；1992年至1994年，日本东京大学中日联合培养博士；1994年，回国后获吉林大学博士学位；1998年，入选中国科学院“百人计划”。1999年4月，回国工作。曾任日本神奈川科学院研究员。2004年至2006年，兼任国家纳米科学中心首席科学家。现任中国科学院化学研究所研究员，分子科学中心学术委员会副主任。国家科技部863计划纳米科技专项总体专家组组长。

在功能界面材料、有机/无机纳米杂化材料、光电转换材料、SPM技术等方面都取得过重要成就，发表论文100多篇。通过总结有关光电控制界面材料的制备与理化性质的研究成果，在世界上首次提出“二元协同纳米界面材料”的新概念。

课题组介绍：功能界面材料研究组，隶属于中国科学院化学研究所有机固体重点实验室，创建于1999年3月。主要研究领域和研究方向为：1）具有特殊浸润性的纳米功能界面材料：利用物理和化学的微观制备技术，仿生制备纳米/微米多级有序结构界面，研究界面的超亲水、超疏水、超双亲、超双疏以及外场调控的超亲水/超疏水可逆开关性质；2）超高密度信息存储：研究有机小分子在SPM局域场诱导下产生的物理化学过程，开发超高密度信息存储的新材料；3）有机/无机复合纳米结构的光电功能：自组装/自组织制备功能有机/无机纳米结构或超薄膜，研究复合材料的光、电和磁性质。

蜘蛛丝的方向性集水效应

在动植物界中，很多生物表面都拥有与众不同的微米和纳米级结构特征，这些结构赋予生物表面控制与水相互作用和润湿性的能力。沙漠甲虫就是一个很有趣的例子，它们利用背部亲水区和疏水区组成的微米级特殊结构从潮湿的空气中捕获水。蜘蛛丝也具有从空气中有效收集水的能力，通过对蜘蛛（Uloborus walckenaerius）蛛丝的水收集能力后发现，“湿后重构”的纤维以周期性纺锤节为特征，纺锤节由随机的纳米纤维构成，被排列整齐的纳米纤维结点分隔开。这种结构在纺锤节和结点之间产生一个表面能量梯度，并在作用在与纺锤节或结点相接触的水滴上的压力上产生一个差别。这样可以确保水能在结点周围不断凝结，然后被输送到纺锤节上，在那里它能积聚成悬挂起来的大水滴。模仿变湿的蛛丝结构的一种人造丝也能从薄雾中收集水滴。这项研究对于设计能从雾气中收集淡水或在工业过程中过滤液体气溶胶的功能性表面的工作可能会有启发。该成果被列为当期的封面文章。

图1、原位光学显微观察蛛丝上的水分直接收集

图2、人造蛛丝模拟天然蛛丝的结构和水分收集能力

译文引自：Nature 463, 640-643 (4 February 2010)

孙 军

教授 西安交通大学材料科学与工程学院

1959年2月生。1982年7月毕业于吉林工业大学；1986年4月获西安交通大学工学硕士；1989年12月获西安交通大学工学博士。1992年至1995年获加拿大国家自然科学与工程研究理事会“国际研究员”研究奖学金，在女王大学材料与冶金系工作。1995年回国任西安交通大学教授、博士导师。1999年获国家杰出青年科学基金并受聘为“材料学”学科长江学者奖励计划特聘教授。2003年与日本国立材料研究所任晓兵博士合作获得国家自然科学基金委“海外青年学者合作研究基金”，2004年入选“首批新世纪百千万人才工程国家级人选”。

现任西安交通大学金属材料强度国家重点实验室主任，材料科学与工程学院院长, 国家973计划首席科学家。兼任国家自然科学基金委员会金属材料学科评审组成员、国家科学技术奖励委员会金属材料学科评审组成员、第14届国际材料强度大会（2006）组委会主席和亚太强度与断裂会议国际顾问委员会主席等。

研究领域或方向：材料形变与相变行为的多尺度效应；金属材料微观组织优化和力学性能研究。

发现金属孪晶变形的强烈晶体尺寸效应

主导许多材料力学行为的孪晶变形是一种局部晶体高度协调一致的非弹性剪切变形过程，其发生原因与时空特性仍然保持着某种神秘色彩。利用纳米压入仪下微柱体压缩与相应的透射电镜原位定量变形表征技术，发现随所用钛铝合金单晶外观尺度逐步减小，孪晶切变所需应力随之显著提高，表现出很强的尺度依赖性。当晶体的外部几何尺度进一步减小到亚微米量级时，材料的塑性变形方式发生了根本性的转变，孪晶变形完全由通常的位错滑移变形取代，而材料所能承受的最大流变应力亦呈现出一种接近于所用材料理想强度水平的“应力饱和”平台现象。本研究提出了以螺位错为媒介的孪晶变形“受激滑移”模型，完美地解释了孪晶变形具有强烈晶体尺寸效应的内在原因。

图3、变形微柱状体和EBSD孔德扫描电镜照片

图4、被测试样品的电镜照片

译文引自：Nature 463, 335-338

(21 January 2010)

汪 建

教授 深圳华大基因研究院

1954年出生。1987年获北京中医药大学中西医结合硕士学位，1988年至1989年，美国德克萨斯大学博士后。1989年至1990年，美国爱荷华大学博士后。1990年至1994年，美国华盛顿大学高级研究员。1994年6月，回国创建北京GBI生物技术有限公司，任董事长、总裁。现任中国科学院遗传所人类基因组中心执行主任、北京华大基因研究中心执行主任、北京华大蛋白质有限公司董事长、北京基因组研究所副所长、深圳华大基因研究院院长。

研究团队：1999年9月9日，随着“国际人类基因组计划 1% 项目”的正式启动，北京华大基因研究中心在北京正式成立。华大基因坚持“以任务带学科、带产业、带人才”，先后完成了国际人类基因组计划“中国部分”（1%）、国际人类单体型图计划（10%）、水稻基因组计划、家蚕基因组计划、家鸡基因组计划、抗SARS研究、炎黄一号等多项具有国际先进水平的科研工作，在《Nature》和《Science》等国际一流的杂志上发表多篇论文，为中国和世界基因组科学的发展做出了突出贡献，奠定了中国基因组科学在国际上的领先地位。

华大基因主力于2007年南下深圳，成立了致力于公益性研究的事业单位深圳华大基因研究院，并于当年10月完成了第一个中国人的基因组序列图谱，又在2008年1月与英美科学家一起启动了“国际千人基因组计划”、2008年3月启动了“大熊猫基因组计划”，2008年10月完成了大熊猫基因组框架图和手工克隆猪的研制，2009年4月启动了“世界三极动物基因组计划”，2009年8月启动了“万种微生物基因组计划”。在国际合作方面，华大基因已启动了“中丹合作糖尿病项目”、“中国欧盟合作肠道微生物项目”，并与丹麦科学家成立了“中丹癌症研究中心”、与香港中文大学成立了“中华基因组研究中心”。

北京奥运会吉祥物大熊猫“晶晶”基因组完成测序

我们利用短序列测序技术完成北京奥运会吉祥物大熊猫“晶晶”基因组测序，这在如此复杂的基因组中还是第一次。该基因组由24亿DNA碱基对组成（人类基因组为30亿），约含2.1万个蛋白编码基因（与人类基因组相似）。该序列所反映的基因组多样性水平很高，这让人们看到一个希望：尽管大熊猫种群数量只有约2500只，但保护工作可以使该物种不致灭绝。有趣的是，虽然大熊猫似乎有食肉动物消化系统所需的全部基因，但却缺少消化纤维素的基因。因此，它们可能依靠自己的肠道细菌来消化其喜食的、品种有限的竹子。味觉可能是一个饮食限制因素：T1R1基因功能的失活意味着，大熊猫可能尝不到高蛋白食物的鲜味。这项研究工作所取得的技术成就为将下一代测序技术用于大型真核基因组的快速从头组装铺平了道路。该成果被列为本期的封面文章。

图5、大熊猫、狗和人类基因组的保守序列

译文引自：Nature 463, 311-317 (21 January 2010)

王 俊

教授 深圳华大基因研究院

1977年生。1997年毕业于北京大学，2002年获得北京大学生物信息学博士学位。1999年至今从事基因组学，生物信息学研究，组织实施了家蚕、家鸡、家猪、水稻、炎黄等多个重大基因组计划，在基因组组装、基因注释、比较基因组、基因进化、表达分析等方面取得多项研究成果。2008年获国家杰出青年基金，先后获得“中国科学院杰出科技成就奖”、“中丹合作科学奖”，“新世纪百千万人才工程国家级人选”、“中国科学院重大创新贡献奖”等多项荣誉。现任华大基因执行总裁、深圳华大基因研究院常务副院长，丹麦奥胡斯大学人类遗传学研究所/南丹麦大学人类遗传学生化及分子生物学系、北京大学生命科学学院客座教授。

研究项目介绍：人类微生物组项目(Human Microbiome Project) 人类微生物组计划是人类基因组计划的延伸，它研究的重点是通过元基因组学的方法研究人体内的微生物菌群结构变化与人体健康的关系。2007年底，美国国立卫生研究院宣布将投入1亿1500万美元正式启动酝酿了两年之久的“人类微生物组计划”。由美国主导的，有多个欧盟国家及日本和中国等十几个国家参加的人类微生物组计划将使用新一代DNA测序仪进行人类微生物组DNA的测序工作，是人类基因组计划完成之后的一项规模更大的DNA测序计划，目标是通过绘制人体不同器官中微生物元基因组图谱，解析微生物菌群结构变化对人类健康的影响。其目的是为了更好地了解我们身体内的这些“旅客”。该研究在了解人类健康与疾病方面的贡献将与人类基因组项目等同。而且在将来，人类微生物组项目与人类基因组项目相互结合，将为了解“遗传与环境”相互作用提供前所未有的机遇。美国国立卫生研究院与全世界其他组织已经对该项目进行了资助，以更好地了解我们的共生菌群。目前研究涵盖的5个菌群是位于消化道、女性生殖道、口腔、鼻咽部和皮肤的菌群。

人体肠道菌宏基因组测序

图6、最小肠道基因组的估算

人体是大约100万亿微生物细胞的宿主，其中大部分在肠道中，在那里它们对人的生理和营养都有深远影响，而且现在还被认为对人的生命非常关键。肠道微生物帮助人从食物中摄取能量，肠道微生物群落的变化还可能与肠道疾病或肥胖症有关。现在，一个华大基因研究院王俊与法国国立研究中心的S.Dusko领导的国际研究小组（该课题组是“人类小肠元基因组学”项目的构成部分，该项目简称为MetaHIT）发表了从丹麦和西班牙124位健康的、超重的和肥胖的成年人以及炎症患者提取的人肠道微生物菌落的一个基因目录。所获数据为了解这一基因组（比人类基因组大150倍）提供了第一手资料，并且表明这些基因大部分是在不同个体之间共享的。根据由这些基因所编码的各种不同功能，研究人员就有可能来确定最小的肠道元基因组和最小的肠道细菌基因组。该成果被列为本期的封面文章。

译文引自：Nature 464, 59-65

(4 March 2010)

田中群

中国科学院院士 厦门大学化学化工学院

1955年生于福建厦门。1982年毕业于厦门大学化学系，1987年获英国南安普敦大学化学系博士学位。现任固体表面物理化学国家重点实验室主任。2008年3月当选为第十一届全国政协常委。现任固体表面物理化学国家重点实验室主任，英国皇家化学会高级会员。

主要从事表面增强拉曼散射和谱学电化学研究。获得了多种纯过渡金属体系的表面增强拉曼散射（SERS）光谱谱图，证实了VIII B族过渡金属具有弱SERS效应，并应用于燃料电池的电催化研究和不锈钢的防腐蚀。应用不受谱仪检测器分辨率限制的时间分辨拉曼光谱技术，建立了电位平均拉曼光谱新方法。还发展了在微芯片上用电化学构造电极纳米间隔的技术。设计合成了特殊形状的纳米粒子，并表征其等离子体共振吸收在内的多种特性。

1999获香港求是基金会“杰出青年学者奖”，2001年被聘为长江学者计划特聘教授，2001年获中国高校科学技术进步一等奖。现为国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)物理化学和生物物理化学委员会衔称委员，英国皇家化学会资深会员(Fellow)，国际拉曼光谱大会执行委员会委员，中国化学会电化学委员会主任。担任ChemComm., J. Raman Spectroscopy、Phys. Chem.Chem. Phys.，《中国科学》等杂志的顾问编委或编委。

一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）的新技术

由厦门大学田中群组和佐治亚理工学院王中林组合作发明的基于表面增强拉曼光谱（SERS）的一种新技术，SERS是一种非常强大的高灵敏分析技术，它可以探测和分析物质最表层分子，对于有些体系，它的灵敏度甚至达到检测单分子水平。但是，它的应用具有很大局限性——仅有少数几种金属（金、银、铜）可产生如此强大的表面增强拉曼信号，并且这些金属的基底必须是粗糙或需要制备成纳米粒子。这项新技术被认为将在材料科学和生命科学得到运用，例如，在食物安全、药物、炸药以及环境污染检测中发挥作用。本项研究提出建立壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)方法，从而首次在电化学控制条件下获得了多种分子或离子吸附在铂、金等单晶电极上的表面拉曼光谱。

图7、SHINERS的工作原理

译文引自：Nature 464, 392-395

(18 March 2010)

施一公

教授 清华大学生命科学学院

1967年5月生于河南驻马店。1985年保送进入清华大学生物系，1989年提前一年毕业并获学士学位，1990年赴美留学。1995年获约翰霍普金斯大学生物物理博士学位。1998年1月获聘美国普林斯顿大学分子生物学系助理教授，2001年10月获得该校终身教职，2003年3月被聘为正教授，2007年4月受聘普林斯顿大学终身讲席教授。2007年被聘为教育部长江学者讲座教授。2008年2月至今，受聘清华大学教授。2009年，入选第一批“千人计划”。现任清华大学生命科学学院院长、医学院常务副院长、生命科学与医学研究院副院长。

曾是美国普林斯顿大学分子生物学系建系以来最年轻的终身教授和讲席教授。2008年4月，施一公入选美国著名的霍华德休斯医学中心（HHMI）研究员，但是为了全职在清华工作，他毅然辞去HHMI研究员的邀请（入选HHMI被认为是生命科学领域的最高荣誉之一）。

研究主要集中在阐明程序性细胞死亡（细胞凋亡）的分子机制。到目前为止，已经成功地解析了20个控制哺乳动物，黑腹果蝇、秀丽隐杆线虫细胞凋亡的蛋白晶体结构。并在此基础上进行细胞凋亡的生物学信号通路上进行研究。研究方向：细胞凋亡的背景、哺乳动物细胞凋亡的信号通路、果蝇细胞凋亡的信号通路、秀丽线虫的细胞凋亡信号通路、Smad蛋白TGF-beta信号通路。

在普林斯顿大学，运用结构生物学、生物物理和生物化学手段，研究癌症发生和细胞凋亡的分子机制。迄今为止，在国际权威学术杂志发表学术论文百余篇，其中作为通讯作者在《细胞》发表11篇、《自然》发表7篇、《科学》发表3篇。这些工作系统地揭示了哺乳动物、果蝇和线虫中细胞凋亡通路的分子机理，已有若干研究成果申请专利，用于治疗癌症的药物研发。因在细胞凋亡和TGF-信号传导等领域的杰出工作，2003年他被国际蛋白质学会授予鄂文西格青年科学家奖，是该奖项设立以来第一位获此殊荣的华裔学者。2005年，当选华人生物学家协会会长。2010年，施一公获赛克勒国际生物物理学奖，赛克勒国际生物物理学奖(THE RAYMOND & BEVERLY SACKLER INTERNATIONAL PRIZE IN BIOPHYSICS)是由赛克勒夫妇捐赠设立，自2006年以来，每年奖励两到三位在国际生物物理学领域做出卓越成就、年龄在45岁以下的杰出科学家。

链接：生物大分子小知识

生物大分子是生物体的重要组成成份，不但有生物功能，而且分子量较大，其结构也比较复杂。在生物大分子中除主要的蛋白质与核酸外，另外还有糖、脂类和它们相互结合的产物。如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白等。它们的分子量往往比一般的无机盐类大百倍或千倍以上。蛋白质的分子量在一万至数万左右，核酸的分子量有的竟达上百万。这些生物大分子的复杂结构决定了它们的特殊性质，它们在体内的运动和变化体现着重要的生命功能。如进行新陈代谢供给维持生命需要的能量与物质、传递遗传信息、控制胚胎分化、促进生长发育、产生免疫功能等等。

20世纪，主要研究工作是生物大分子物质的提取、性质、化学组成和初步的结构分析等。随着科学技术的进步和研究手段的发展，本世纪已进入了生物大分子结构与功能、生物大分子之间的相互作用研究阶段。生物大分子特别是蛋白质结构功能研究是本学科重要研究领域。包括蛋白质晶体学、包括蛋白质复合物结构与功能研究、生物膜的结构与功能、跨膜信号转导、生物大分子结构计算与理论预测、生物信息学等方面研究，比较好地体现了学科交叉的特点。主要发展方向包括：

（1）生物大分子结构计算与预测、蛋白质晶体学、核磁共振波谱、生物质谱、电镜等研究蛋白质及其复合物结构与功能；膜蛋白结构生物学研究，以及发展新的结构生物学方法用于蛋白质等生物大分子的结构测定和功能研究；

（2）研究细胞信号转导中生物大分子之间的相互作用，如研究重要信号通路和途径中各个重要环节的蛋白质之间的相互作用、鉴定和发现信号转导网络的新组分、揭示信号转导通路和网络的结构和功能等；

（3）涉及组蛋白甲基化、乙酰化等共价修饰过程生化机制，以及组蛋白修饰在染色质重塑过程中的作用机制研究；

（4）RNA在诸多生命活动过程的作用和调控机制的研究；

（5）借鉴数学、信息科学等交叉学科的方法和思路，开展生物信息学、系统生物学或整合生物学研究。

胍丁胺反向转运蛋白的作用机制

在极端的酸性环境中，肠道菌，如大肠杆菌（Escherichia coli），主要依赖精氨酸：胍丁胺反向转运蛋白（AdiC）将细胞内的质子排出。AdiC是氨基酸/聚胺/有机金属阳离子（APC）超家族转运蛋白家族中的一种，AdiC的整体折叠结构与几种Na+依赖性转运蛋白相似，由12个跨膜片段组成二聚体结构位于晶体外表面的开放结构中，形成一个保守的开向外周细胞质的酸性口袋。进一步结构和生化分析揭示了AdiC与配体结合的必要残基，确定了质子转运的路径，并预示反转运蛋白可能具有保守的转运机制。尽管AdiC的折叠结构等方面的研究已经取得进展，但是，关于AdiC识别底物（精氨酸或胍丁胺）的机制还不清楚。我们分析了大肠杆菌AdiC变构体与Arg连接的晶体结构（分辨率为3.0?）。正电荷的Arg结合在酸性的位点上，Arg的结合会诱导显著的结构重排，包括TM6、TM2和TM10，导致构象发生变化。这些研究对解释Adic的运作机制具有重要的意义。

图8、Arg-Agm交换的假设模型

图9、保守氨基酸构成核黄素的连接位点和转运通道

图10、RibU识别核黄素

译文引自：Nature 463, 828-832

(11 February 2010)

维生素B2膜运输因子的X-射线晶体结构确定

在原核生物中，能量耦合因子（ECF, Energy-Coupling Factor）转运子负责维生素的摄取，属于膜蛋白转运子1、2中的一个独特家族，每个ECF转运子都包含一个与底物结合的膜嵌入蛋白，被称为S组件。该能量耦合组件包含两个ATP结合蛋白和一个跨膜蛋白。ECF家族的结构和转运机制却尚不清楚。我们报道了金黄色葡萄球菌ECF类核素转运子S组件RibU的3.6埃分辨率的晶体结构。研究结果显示，RibU采用了一个先前未见报道的转运子折叠方式，包含一个与L1环结合的核黄素分子和若干个跨膜周质蛋白片段。结构分析揭示重要的配体结合残基，确定了转运途径，通过序列对比发现了保守的结构特征，并提出了ECF转运子的可能作用机制。

引自：Nature 468, 717–720

(02 December 2010)

柴继杰

教授 清华大学生命科学学院

1987年毕业于大连轻工业学院获学士学位。1987年至1991年，丹东鸭绿江造纸厂助理工程师。1994年获得石油化工科学研究院硕士学位。1997年，获得协和医科大学药物研究所博士学位。1997年至1999年，中科院生物物理研究所博士后。1999年至2004年，普林斯顿大学博士后，清华大学施一公教授第一个博士后。2004年至2009年，北京生命科学研究所研究员。2009年至今，清华大学生命科学学院教授。

关注并研究在生物学及药学应用中的重要大分子的结构与功能。主要通过蛋白晶体衍射的方法及一些生物、生化方面的手段阐述这些生物大分子在结构和功能上的联系。我们实验室并不局限于已建立的研究框架，还在与北京生命科学研究所的其他研究小组合作，开展联合研究项目。关注于组蛋白的共价修饰调控基因转录的分子机制，主要集中于组蛋白甲基化及去甲基化的研究。另外，一些调控蛋白如何特异性识别不同的组蛋白的共价修饰也属于我们的研究范围。我们一个正在研究的领域是有关病原菌与宿主间的相互关系。在植物体，抗病基因编码一类NBS-LRR抗病蛋白，这类蛋白通过激活细胞凋亡类超敏反应来抵御特定菌株。目前，植物抗病蛋白是如何被病原菌的效应蛋白激活这一问题还未研究清楚。我们正试图通过结构生物学的方法结合生物化学手段重点研究这一问题。

FTO蛋白的晶体结构揭示其底物特异性

最新研究表明FTO基因（FaT mass and Obesity associated）与肥胖密切相关。清华大学生命科学学院柴继杰研究组表达了人源FTO基因的蛋白，通过不同片段克隆与结晶条件的筛选，最终，利用NOG替代α-酮戊二酸获得了FTO蛋白与3-甲基化胸腺嘧啶核苷复合物的晶体结构。对结构的分析发现FTO基因N末端具有典型的依赖二价铁和酮戊二酸的一种双加氧酶特征外，结合生化实验，揭示了FTO基因由α-螺旋构成的C末端未知结构域对稳定N末端催化核心结构域具有重要作用，FTO通过一个独有的长loop来达到选择单链修饰DNA或单链修饰RNA活性的结构基础，R96与3-meT的O2形成的氢键和Glu234主链的氨基N原子和3-meT的O4形成的氢键是FTO蛋白特异性识别3-甲基化修饰的U和T的主要结构基础。另外，结构与生化实验显示FTO 对3-甲基化修饰的U比T活性更强，提示在体内的生理条件下，甲基化的单链RNA可能是FTO的生理底物。

图11、FTO对3-meT的特异识别

译文引自：Nature 464, 1205-1209

(22 April 2010)

颜 宁

教授 清华大学医学院

1977年出生于山东。2000年毕业于清华大学生物系获学士学位；2000年至2004年，普林斯顿大学分子生物学系在施一公教授指导下攻读博士学位。2005年至2007年，普林斯顿大学分子生物学系从事博士后研究。2007年，受聘于清华大学医学院担任教授、博导。

攻读博士期间，颜宁主要运用结构生物学、生物物理和生物化学手段研究肿瘤发生和细胞凋亡的分子调控机制，由于对线虫及果蝇细胞凋亡通路工作机理的杰出研究成果，获得2005年由Science杂志和GE Healthcare评选的“青年科学家奖”（北美地区）。该奖项专门用来奖励每年最优秀的生命科学博士毕业论文，在全球范围内每年只有5人入选。颜宁在博士后期间继续从事结构生物学研究，重点研究膜蛋白的结构与功能，成功解析一个重要膜整合蛋白酶的高分辨率原子结构，揭示了它的作用机理。

近5年来在国际学术杂志发表学术论文及综述文章17篇，其中作为共同通讯作者发表综述文章于Annual Reviews、Cell，第一作者文章8篇，包括1篇Nature，4篇Nature Structural & Molecular Biology，1篇Molecular Cell, 1篇JBC和一篇Cell Cycle。

目前主要从事与心血管疾病相关的胆固醇代谢通路的结构生物学与生物化学分析，以及与重要疾病相关的膜蛋白的结构与功能研究。

岩藻糖转运蛋白向胞外开放构象的结构

岩藻糖转运蛋白从属于Major Facilitator Superfamily (MFS)超家族，是一类非常古老、在各个物种中都起着重要作用的转运蛋白。在大肠肝菌中，岩藻糖的摄取通过一种M F S转运蛋白（FucP）完成，FucP是一类依赖于质子梯度的同向共转运蛋白（Proton Symporter），具有高度的底物特异性。。为理解MFS蛋白的工作机理，清华大学医学院教授颜宁与生命学院王佳伟领导的研究组获得了FucP在3.1埃分辨率的晶体结构。此结构显示FucP处于向胞外开放的构象，这是第一个MFS家族的此类结构，原则上证明了MFS家族两个构象互变以转运底物的猜想。揭示了FucP在底物识别和转运，以及质子传递偶联过程中起关键作用的残基D46和E135。这些研究显示，FucP与LacY存在着不同的质子传递机理，为理解MFS家族提供了一个新的重要研究系统。

译文引自：Nature 467, 734–738 (07 October 2010)

卢 柯

中国科学院院士 中国科学院金属研究所

1965年5月生，1985年8月毕业于南京理工大学机械系。1990年获中国科学院金属研究所工学博士学位。先后三次赴德国马普金属研究所任客座教授，又先后二次赴美国维斯康星大学材料系任客座教授。现任中国科学院金属研究所所长，沈阳材料科学国家（联合）实验室主任，速凝固非平衡合金国家重点实验室主任，南京理工大学、西北工业大学和吉林工业大学兼职教授，国家自然科学基金委员会学科评审组成员。

先后荣获1995年获首届香港求是基金会“杰出青年学者奖”，1996年获中国青年科学家奖，1999年获何梁何利基金科学与技术进步奖，1998年获国际亚稳及纳米材料年会授予ISMANAM金质奖章和杰出青年科学家奖，2006年获国际THERMEC2006杰出贡献奖等30余项奖励。2004年当选第三世界科学院院士，2005年当选德国国家科学院外籍院士，2010年当选美国MRS Fellow。

研究领域：主要从事金属纳米材料及亚稳材料等研究。发展了一种制备无微孔隙和界面污染的金属纳米材料的新方法——非晶完全晶化法，深入系统地研究了金属纳米材料的结构性能关系及结构稳定性，揭示了纳米材料的本质结构特征和一些奇异性能，发现了纳米金属铜在室温下具有超塑延展性。深入研究了非晶态合金的晶化微观机制和纳米晶体的熔化行为及过热机制，建立了过热晶体熔化的动力学极限理论（均匀形核灾变模型），并在实验上实现了金属纳米薄膜的稳定过热。发展了利用表面机械变形处理实现金属材料表面纳米化的新概念和新技术，并利用此技术大幅度降低了铁的表面氮化温度，发现了纳米孪晶可大幅度提高铜的强度而同时保持其高导电性。这些研究成果在国内外学术界产生了重要影响，丰富并推动了纳米材料的研究。

位错成核对纳米孪晶金属的力学性能影响

晶格位错的形核和运动是多晶体材料的基本塑性变形机制。在传统多晶金属材料中位错的形核增殖和储存空间很大，因此其塑性变形过程往往由晶格位错的运动所决定，而位错形核通常不是塑性变形过程的主导因素。阻碍晶格位错运动的缺陷（如晶界或第二相颗粒等）越多，金属材料的强度则越高。然而对于纳米金属材料（晶粒尺寸在纳米量级），这一基本规律受到挑战，即由于晶粒内部空间减小和晶界的约束作用，使晶格位错的形核及运动在不同程度上均受到严重抑制，位错形核及运动在材料塑性变形过程和力学行为中的作用将呈现新的特征。最近，我们利用大规模分子动力学计算模拟，发现在纳米孪晶金属中的位错形核可主导材料的塑性变形过程。

图13、在20nm样品中的错位结构

译文引自：Nature 464, 877-880

(8 April 2010)

徐 星

研究员 中科院古脊椎动物与古人类研究所

1969年出生于新疆。1992年获北京大学地质学系古生物与地层学专业学士学位。1995年获中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（IVPP）古脊椎动物学专业硕士学位，并留所从事研究工作。2001年在美国纽约自然博物馆从事短期研究工作。2002年获古脊椎动物与古人类研究所古脊椎动物学专业博士学位。2003年起任古脊椎动物与古人类研究所研究员。

主要从事中生代恐龙化石及相关地层学的研究工作，主要研究方向为虚骨龙类形态学、分类学和系统发育、鸟类起源、羽毛起源及早期演化、鸟类飞行起源、角龙类的形态学和早期演化、原始鸟臀类的形态学和系统关系、甲龙类的个体发育研究和侏罗纪及白垩纪陆相地层对比。发表学术论文40余篇（11篇发表于英国《自然》杂志。）2001年，获国家杰出青年基金资助，并入选美国国家地理学会丰田计划，成为全球11位入选科学家之一。2007年4月,徐星获得中科院杰出青年称号。

郑晓廷

教授 山东天宇自然博物馆

1954年8月出生。平邑归来庄金矿矿长兼党委书记、天宇自然博物馆馆长。投资兴建的天宇自然博物馆，成为世界上最大的自然地质博物馆，先后被命名为“山东省科普教育基地”、中国古生物学会“全国科普教育基地”等称号。2007年完成了全国黄金矿山惟一的国家级工业旅游示范点黄金地质公园建设。

郑晓廷现任山东天宇博物馆馆长，高级经济师。主持多项科研项目，在英国《自然》、美国《科学》等世界顶级科学杂志发表学术论文10余篇、出版科研著作两部。先后荣获国家科技进步三等奖一项，省部级科技进步一等奖2项，二等奖1项。享受国务院政府特殊津贴。2010年8月5日，受聘为临沂师范学院教授。

首次揭示了早期羽毛的发育模式

中科院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员和山东天宇自然博物馆郑晓廷馆长对有羽毛恐龙Similcaudipteryx的两个保存极为完好的材料（保存在发育过程的不同阶段）的研究表明，恐龙的羽毛形态随着它们的成熟发生巨大变化，首次揭示了早期羽毛的发育现象，提出完全依据现代羽毛发育资料建立的羽毛演化模型需要修订。羽毛在演化早期阶段发育更具灵活性，发育机制更具多样性，因此，对于早期羽毛的演化理解不能完全依赖现代羽毛资料，羽毛在早期演化阶段产生的一些形态没有延续到现代鸟类，这些形态和控制这些形态形成的发育机制都在羽毛演化过程中消失了。另外，恐龙羽毛形态的多样性要远远大于我们根据对现存鸟类羽毛的了解情况所做预计。

图14、两种义县似尾羽龙的羽毛

文引自：Nature 464, 1338–1341

(29 April 2010)