2019年度高校十大科技進展入選項目介紹

一、單個納米顆粒光學檢測新原理研究

　　納米尺度顆粒的快速檢測在環境監測、惡性腫瘤早期篩查和國家安全方面具有十分重要的意義�；�于微納光學的傳感技術擁有無標記和抗電磁干擾等優勢，為上述應用提供了新的機遇,但在快速探測和超高靈敏度方面仍面臨挑戰。為此，急需提出新的光學傳感原理，突破傳統檢測極限，獲得分辨單個納米級顆粒的檢測能力。北京大學龔旗煌院士和肖云峰研究員等制備出超高品質因子固態光學微腔器件，極大地增強了光與物質的相互作用，并實現超低閾值微腔拉曼激光發射。在此基礎上，他們提出利用微腔拉曼激光模式劈裂來檢測單納米尺度顆粒的新方法。實驗上，他們在液體環境下證明了新方法檢測單個20納米尺度顆粒的能力。這一方法的實現既可顯著降低實驗難度又具有良好的抗噪聲能力。同時，他們還與浙江大學童利民教授等合作，研制出納米光纖陣列傳感器，可快速檢測單個百納米尺度顆粒，并測定尺寸。這些新的原理和技術將推進光學傳感的檢測極限達到單分子水平，并具有實時便捷等優勢。

　　研究成果分別發表在《美國科學院院刊》和《先進材料》(封面文章)上。工作得到國際學術界的重視，被Phys.org和MaterialsViews等多家國際科技媒體專題圖文報道，并引起了大眾媒體的關注。

　　二、網構軟件理論、方法與技術

　　互聯網正在逐步演化成一個全球泛在的計算平臺，其開放、動態和難控的特性對軟件技術提出了一系列重大挑戰。以北京大學梅宏院士和南京大學呂建院士領銜的團隊從2000年開始率先從軟件角度探討互聯網計算，提出一種互聯網軟件新范型—網構軟件(Internetware)，并在國家973計劃連續兩期項目的支持下，建立了一套網構軟件技術體系，取得一系列重要突破：構造了一個開放、協同的網構軟件模型，用以描述和規約自主性、協同性、演化性、情境性、涌現性和可信性等互聯網應用新特性;提出了支持按需協同和在線演化的容器系統結構及相關機制，支持系統自治管理，設計實現了網構軟件的運行時支撐平臺;提出了全生命期軟件體系結構驅動的網構軟件開發和演化方法。

　　作為中國學者自主提出的學術理念，網構軟件研究整體處于國際先進水平，在軟件構件、軟件體系結構、軟件自適應等技術上處于國際領先行列。在軟件領域頂級國際會議和期刊發表近百篇學術論文，十多次入選最佳/優秀/亮點論文，數十次在國際會議上做主題/特邀報告;獲得一批中國發明專利，形成多項國際、國家和行業標準;研制的工具和系統在國內外眾多大中型信息系統中得到應用;多次獲得國家和部委級科技成果獎。對我國軟件領域創新驅動發展戰略做出了重要貢獻。

　　三、免疫細胞分化發育與功能調控新機制研究

　　免疫系統為什么能夠精確地感知外界病原體侵襲并及時啟動能夠清除病原體的免疫應答反應?這是免疫學領域前沿性重大科學問題。目前認為具有“哨兵”功能的樹突狀細胞(DC)起了關鍵性作用，但對于樹突狀細胞為什么具有這樣的特殊免疫功能尚不十分清楚。第二軍醫大學醫學免疫學國家重點實驗室曹雪濤課題組從表觀遺傳和蛋白質修飾的新角度，研究了樹突狀細胞分化發育的分子機制，發現了一種樹突狀細胞選擇性高表達并對于樹突狀細胞發育成熟至關重要的以前未見報道的新長鏈非編碼RNA(將之命名為樹突狀細胞長鏈非編碼RNA，lnc-DC)，對于為什么lnc-DC能夠決定樹突狀細胞的發育成熟進行了機制研究，首次提出了胞漿中的lnc-DC能夠直接結合磷酸化蛋白信號分子STAT3而起關鍵性作用，此作用方式對于研究其它生命科學現象及其RNA與蛋白質相互作用機理有重要的啟示與借鑒意義。此外，對于如何控制樹突狀細胞不過度活化以避免機體發生自身免疫性疾病，該課題組發現了一個名為Rhbdd3的蛋白質分子能夠抑制樹突狀細胞成熟和分泌炎癥因子，阻止了自身免疫性疾病發生。該研究豐富了對免疫細胞分化發育與參與自身免疫病機制的認識，對疫苗研發和疾病免疫治療探索有指導作用。研究結果分別發表于今年《Science》和《NatureImmunology》。