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        近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰带领的团队,在生物质催化转化利用方面取得系列进展:发展了一种碳修饰的Ni基催化剂,实现了木质素选择性氢解到酚类化合物。        木质素作为一种储量丰富的生物质资源,占生物质资源的20-30%,是自然界中唯一可以提供可再生芳香基化合物的非石油资源。该研究团队致力于木质素化学键的选择断裂研究,发展了一系列催化转化方法选择性断裂木质素中的C-O键。最近,该团队采用造纸工业中的废弃木质素磺酸钠为碳源,通过高温碳热还原的方法,制备出以超薄尖晶石为载体的碳修饰镍纳米催化剂,该催化剂在木质素加氢反应中,能高选择性的裂解C-O键。相关研究成果发表在ACSCatalysis上。        研究工作得到了国家自然科学基金委、中科院战略性先导科技专项、大连化物所自主部署课题等的资助。

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  中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所(筹)(以下简称合成所)研究团队在人体微生物组研究领域取得重要研究进展,相关学术研究成果AHumanGutPhageCatalogcorrelatestheGutPhageomewithType2Diabetes(人肠道噬菌体集揭示肠道噬菌体组和II型糖尿病的相关性)发表于国际权威学术期刊Microbiome《微生物组》,该研究首次证实了人体肠道噬菌体组和糖尿病的关联性。合成所马迎飞研究员为该文章的第一作者和通讯作者,刘陈立研究员为共同通讯作者。  噬菌体是一类专一感染细菌的病毒,是地球上数量最高的生物体。它同时也是人体肠道微生物组的重要组成部分,据估计人体肠道内每克粪便含有的病毒颗粒物的含量至少为109个。肠道噬菌体的种类丰富、数量巨大,通过塑造肠道菌群结构,进而影响人体健康。但是,人们目前对于噬菌体的认识还非常匮乏,噬菌体的繁殖需要严格依赖宿主菌,当前绝大多数肠道细菌和环境细菌难以获得纯培养。  论文作者首次利用已有的人体肠道微生物大数据,开发了一系列生物信息学方法,挖掘其中的噬菌体基因组序列,鉴定了大量的全新肠道噬菌体,揭示了肠道噬菌体组的多样性和新颖性。通过对这些噬菌体基因组序列的分析,科研人员发现这些噬菌体携带大量的功能基因,这些基因和宿主细菌在肠道环境中的生存适应性相关。  研究显示糖尿病患者的肠道细菌菌群组成变化和糖尿病有着显著的相关性。由于噬菌体-细菌之间是捕食者-被捕食者的关系,通常认为糖尿病人肠道菌群的变化会影响噬菌体的组成差异。但是,合成所的科研人员首次发现了肠道噬菌体的数量在糖尿病患者肠道中的数量显著的高于对照组,经过进一步分析发现肠道细菌和噬菌体之间存在复杂的关系网络,细菌与噬菌体之间不是简单的“此消彼长”的关系。这个工作连同近期其他实验室发在Cell(doi:10.1016/j.cell.2015.01.002)上的工作,都暗示着噬菌体-细菌-宿主两两之间存在着相互作用,这种关系有可能影响着人体的健康。解析这些关系将是该领域的研究热点,合成生物学将为研究和利用这些关系提供新的视角。  2017年是噬菌体被发现100周年。噬菌体被发现伊始就成为遗传学和分子生物学上乃至合成生物学研究中重要的模式生物,世界上第一个合成生物体就是噬菌体。同时,噬菌体作为细菌的天敌,2014年被美国国立卫生研究院列为对抗耐药菌武器之一。该研究提供了丰富的肠道噬菌体的信息,使科研人员可以通过合成生物学的方法改造肠道噬菌体,并为应用噬菌体干预肠道菌群预防和治疗某些疾病提供了依据。  该项目获得了国家自然科学基金、973项目、863项目、深圳市基础研究学科布局以及深圳市孔雀团队等基金的资助。

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  2月7日,“科学”号科考船圆满完成“西太主流系潜标观测网维护及升级”考察航次,顺利返回青岛母港。所长王凡、党委书记王辉、胡敦欣院士以及科考船运管中心负责人、相关部门同事到码头迎接。  本航次历时74天,总航程9600多海里,搭载了中科院海洋研究所、中国海洋大学等单位的37名科研人员和30名船队员,刘合义担任船长,张林林任首席科学家。航次顺利完成了西太平洋科学观测网深海潜标的大规模实时化升级,成功建成我国首个深海实时科学观测网,西太平洋深海3000米大水深温度、盐度和洋流等数据实现1小时1次实时传输。  中国科学院海洋大科学研究中心主任、中国科学院海洋研究所/烟台海岸带所所长、西太平洋科学观测网负责人王凡研究员介绍,在中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”支持下,西太平洋科学观测网经过4年的建设,深海连续和实时观测能力取得了显著进展。20套深海潜标800余件观测设备多数已经稳定获取连续3至4年的大洋水文和动力数据,并且实现了大洋上层和中深层代表性深度的全覆盖。  “在深海观测数据实时传输方面,我们在2016年突破了潜标系统实时传输难题并实现深海潜标长周期稳定实时传输。在此基础上,得益于中国科学院先导专项、设备研制项目、国家实验室鳌山科技创新计划和‘问海计划’的支持,本航次实现了从单套到组网,从水下1000米到3000米的深海数据实时化传输的功能拓展。”王凡说,“深海实时科学观测网的自主构建完成将有力推动我国和国际大洋观测能力的持续提升。”   “截至今天,深海数据已成功实时回传3万余组,”王凡打开手机上的“西太观测网”客户端,就看到了西太平洋深海刚刚传回来的现场数据,点击其中一个站点,漂亮的深海环境参数动态变化图自动绘制出来,王凡说,“这组深海海流计和温度盐度仪现在位于3200米深度,海水温度为1.6度上下,流速可以达到80厘米每秒。深海还有这么强劲的海流,并不是寂静的大洋,因此还有很多的科学奥秘等待我们去探索研究。”   王凡表示,西太平洋科学观测网建设现已实现从观测网科学规划、深海潜标设计、大洋海上作业、水下和卫星实时传输、数据智能分析挖掘、电脑手机终端图形接收的全流程一体化作业,建设与维护步入了批量化、标准化和常态化时代。观测网获取的连续和实时数据将为我国科学家研究西太平洋环流的三维结构、暖池变异及其对中国气候变化的影响提供宝贵资料,为我国的气候预报和环境保障业务提供重要的基础支撑。  航次首席科学家张林林副研究员介绍,本航次调查共回收潜标16套,布放潜标20套,深海浮标2套,完成了200余个大洋水文综合站位调查,并进行了多学科联合观测。航次期间,考察船还停靠印度尼西亚和菲律宾港口进行补给,与当地科学家和社会团体进行了友好交流,并实施了我国与菲律宾之间首次联合科学考察,为今后海洋领域的进一步合作奠定了良好基础。  中国科学院院士胡敦欣研究员介绍,西太平洋具有复杂多变的环流结构,又有全世界最大的暖水体-西太平洋暖池,可通过调节大气环流进而调控季风、台风及我国的降雨情况,并对全球气候具有重要影响。本航次的成功实施,极大推动了由我国为主发起、8个国家19个研究机构参与的NPOCE大型国际合作计划(http://npoce.qdio.ac.cn/)的发展。该计划致力于通过强化观测、机理研究和数值模拟手段提高对西太平洋海洋环流与气候的认知能力,其成功发起和实施标志着我国在西太平洋环流与气候领域的研究实现了从跟踪到引领的历史性跨越。

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        研究邻近一个矮星系的天文学家发现了大量的有机分子,这表明生命的基本化学构建模块可以在比太阳系更原始的地方形成。        由碳和氧、氢等其他元素组成的复杂有机分子在银河系中非常普遍,但并不确定它们是否会在一些特定的矮星系中产生,比如与太阳系邻近的大麦哲伦星云。这个星云产生恒星的过程非常缓慢,因此其化学成分与银河系相比更加原始,而那里碳、氧等元素也相对稀少。        于是,天文学家利用射电望远镜——阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列望远镜(ALMA),在距离地球约16万光年的大麦哲伦星系中寻找有机分子。        在大麦哲伦星云的两个恒星形成区域中,ALMA接收到来自3种复杂有机分子的信号,其中包括二甲醚和甲酸甲酯,这两种有机分子以前尚未在太阳系以外的星系发现过。        研究人员在近日发表于《天体物理学快报》的一篇文章中写道,大麦哲伦星云中的化学成分类似于早期宇宙,因此,分析我们的邻居星系有助于天文学家描绘出一幅关于宇宙化学物质如何演化的更清晰图像。        研究人员最近的发现表明,生命的化学基础可能在宇宙相当年轻的时候就形成了。

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        《自然》杂志近日发表的两篇论文分别报告了美西螈和真涡虫的基因组,揭示了二者再生能力背后的遗传学基础。        美西螈可以再生全部肢体,而真涡虫甚至可以在被切成碎块后重新长出整个身体。研究人员一直想要了解其中的奥秘,弄清其根本遗传机制。        奥地利维也纳分子病理学研究所的EllyTanaka及同事测序了美西螈的基因组,它含有320亿个碱基对,是人类基因组的10倍,也是目前组装出的最大基因组。研究人员将那些在再生肢体细胞中表达较丰富的基因和microRNA序列标记作为进一步研究的目标,并且发现美西螈缺少Pax3基因——一种对许多动物的发育至关重要的基因。        德国马普学会分子细胞生物学和遗传学研究所的JochenChristianRink与同事对真涡虫的基因组进行了测序。该物种含有约8亿个碱基对,这进一步完善了之前的真涡虫基因组草图。真涡虫的基因组中缺少约124种对人类和小鼠至关重要的基因,包括参与DNA修复以及帮助染色体在细胞分裂期间正确分离的基因。        美西螈和真涡虫的基因组都包含高水平的重复DNA序列,因此很难进行分析。作者采用了一种新的计算方法,并结合长读长测序方法,改进了基因组组装。已知某些重复序列参与胚胎发育和干细胞活动,它们和欧非肋突螈的再生能力之前被关联起来,那么它们在美西螈和真涡虫身上是否有相同的作用,值得研究人员展开进一步的研究。

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        在整个宇宙中,无数个小星系围绕着更大的宿主星系旋转——我们所在的银河系便至少有几十个这样的追随者,并且理论预测它们应该是随机运动的。然而一项新的研究揭示了一组婴儿星系就像旋转木马般整齐地围绕着宿主星系旋转。        一个国际天文学研究团队最近发现,距离地球约1200万光年的半人马座A星系周围的微小星系在一个令人惊讶的平面上运行,而不是位于一个随机的球体中。如果这还不足够让你感到奇怪的话,这项新的研究表明,其中的大多数星系都是在朝着同一个方向运转。这一发现对一种解释宇宙演化的标准模型提出挑战。        瑞士巴塞尔大学天文学家OliverMuller和美国及澳大利亚等国的同事筛选了一个包含有数百个星系的测量数据目录,从而确定了在半人马座A星系周围的16个卫星星系的速度和位置。他们发现,在围绕半人马座A星系旋转的这16个卫星星系中,有14个分布在垂直于母星系的一个平面上,并且其中有一半的星系朝着地球运转,而另一半星系则远离地球运转。        研究人员在2月1日出版的美国《科学》杂志上报告称,这意味着这些卫星星系几乎都在沿着同一个方向转动。而这与一种被称为“拉姆达—冷暗物质模型”的标准模型不符。        这一标准模型理论假定,卫星星系应随机分布在母星系周围,并向各个方向运动。这一模型可对宇宙微波背景辐射、宇宙大尺度结构及宇宙加速膨胀做出简单、合理的解释。        此外,天文学家发现,环绕银河系和我们最近的邻居——仙女座星系的小星系似乎也在同一个平面内沿着相同的方向旋转。它们的卫星星系在垂直于母星系的一个平面上同步旋转,而这也不符合“拉姆达—冷暗物质模型”这一标准模型。        星系形成的理论模型之前曾认为,其他星系中只有大约不到0.5%的卫星星系会呈现这种特点。研究人员推测,这些由小星系构成的平面可能是大型星系之间在远古发生碰撞后的产物。        新发现的半人马座A星系卫星星系的分布方式再次挑战了上述标准模型。银河系和仙女座星系是螺旋星系,半人马座A星系则兼具椭圆星系和螺旋星系的特征。研究人员据此认为,在半人马座A星系发现卫星星系垂直分布在同一平面,说明这一分布方式或许并非统计异常,而可能是一种广泛存在的现象。

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