2004年第三期（总第6期）.pdf

简报第六期 创新研究群体简介（IV） 重要细胞活动和生物分子识别的 结构生物学基础创新研究群体 ♦ 蛇毒磷脂酶A2（PLA2）具有溶血活性和催化活 性，应用直接法解析了其超高分辨率晶体(0.8 Å)， 为蛋白质的结构数据库提供了更精确的数据，揭示 了酶的催化作用部位的结构细节，为结构功能关系 研究提供了精确的模型。（发表于J.Biol.Chem.） ♦ 应日本京都大学的Takeyasu教授邀请，关于染色 体 分 离 的 科 研 心 得 将 写 入 其 主 编 的 《Nuclear Dynamics》一书。利用胃壁细胞作为模式体系，发 该研究群体以施蕴渝、牛立文、滕脉坤、吴季 辉、姚雪彪、吴缅、刘海燕、龚为民教授领导的实 验室为基础，成员的知识结构覆盖了细胞生物学、 生物化学、分子生物学、蛋白质晶体学、生物分子 核共振波谱学、计算生物学和生物信息学等学科领 域。其研究方向集中于研究重要细胞活动和生物分 子识别的结构生物学基础研究，特别是围绕人类重 要疾病相关蛋白的结构基因组、细胞分裂、分化、 调亡过程中起重要调节作用的蛋白质组、蛋白质结 构功能关系的三维结构与功能关系开展有机联系的 多学科研究。研究群体成员目前承担着多项国家和 科学院基金项目，其中国家杰出青年基金4项，国家 自然科学基金重点和面上项目7项，863面上项目3 项、重大专项1项，973项目5项，中国科学院创新重 大项目1项。研究群体瞄准后基因组时代生命科学国 际前沿，进行了卓有成效的学科方向凝练，充分发 挥学科交叉优势，取得了一系列重要成果，并在中 国科学技术大学建设了500平方米的规模化基因克 隆、表达、蛋白质分离纯化的技术平台。2年来共发 表论文63篇；培养硕士生6名，博士生18名。 主要成果有： ♦ 在国际上首先发现在紫杉醇〔Taxol〕诱导肿瘤细 胞 凋 亡 过 程 中 ， 促 凋 亡 因 子 Smac 和 抗 凋 亡 因 子 Survivin是直接相互作用的，后者通过和XIAP竞争结 合Smac 以阻止细胞凋亡。该工作进一步发现抗凋亡 因子Survivin第53位从天冬氨酸到丙氨酸的突变会使 其原有的抗凋亡性转变为促凋亡性，并在分子水平 阐明了这一转变的机理。这一发现为诱发肿瘤细胞 的凋亡提供了一种新的途径。 现其极性与顶膜的动力学是由一系列肌动粘连蛋白 作用网络来决定。这部分总结性工作发表在美国的 Annual Review in Physiol上。利用亲和色谱层析发 现壁细胞含有IQGAP1与IQGAP2两个亚型，并首 次展示IQGAP1与IQGAP2两个亚型共存于同一细 胞的两极，进一步功能实验证明IQGAP2与Cdc42 合肥微尺度物质科学国家 实验室建设工作小组 主编：朱警生 Tel: 0551-3606123 E-mail: zhujs@ustc.edu.cn 《自然》发表潘建伟教授等重大成果,多粒子纠缠态研究国际领先 ( Nature Vol. 430 (2004) 54) ７月1日，《自然》杂志发表了合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）潘建伟教授等完成的重大研究成果：五粒子 纠缠态以及终端开放的量子态隐形传输的实验实现，这是该杂志继去年5月22日以封面文章的形式发表潘建伟等关于任 意纠缠态纯化后又一次发表他们的重大成果。该成果再次表明，我国 在多粒子纠缠态的研究方面成功超越了美、法和奥地利等发达国家， 进入国际领先水平。 《自然》杂志称赞说，“尽管五粒子纠缠以及终端开放的量子态隐 形传输的实现非常困难，但是中国科学技术大学的潘建伟教授和他的 同事们完成了这一壮举，他们的实验方法将在量子计算和网络化的量 子通信中有重要的应用”。 “多粒子纠缠态的制备与操纵”是近年来国际上蓬勃发展的量子物理 的相互作用是上皮细胞顶膜动力学的必要条件。 Ezrin是参与微丝骨架动力学调控与细胞分裂的重 要调控因子之一，鉴定出第66位Serine是PKA的底 物，证实Ser66是上皮细胞顶膜动力学的主要调控 因子。(发表于Mol.Biol.Cell) 与量子信息研究领域长盛不衰的研究热点。此前，三粒子和四粒子之 间的量子纠缠已在实验上得到了实现，并被用来证明量子力学的非定 域性，即一种被爱因斯坦称为“遥远地点间幽灵般的相互作用”。但 重要细胞活动和生物分子识别的结构生物学基 础创新研究群体以中青年科学家为骨干，大部分成 员都是各自科研领域国际舞台的优秀工作者，具有 较强的参与国际竞争的实力和较丰富的科研阅历， 其中有5名中科院百人计划入选者和1名教育部长江 学者计划特聘教授。 简讯 简 报 实验装置图：锁模钛宝石激光器的红光经 过倍频产生参量下转换所需要的紫外激光 脉冲，经过BBO晶体极化纠缠光子对。 是，当人们对这一奇异现象已逐渐习以为常的时候，在现实世界中， 如何把量子纠缠应用到量子计算和量子通信中还面临着巨大挑战。为 确保量子计算的可靠性，就必须掌握量子纠错这一最关键的技术。但 要实现普遍适用的量子纠错，仅仅靠三粒子和四粒子之间的纠缠已无 法满足需要，须得同时把五个粒子纠缠起来，并加以相干控制才行。 这在技术上难度极大，因此五粒子纠缠态的制备与操纵一直是国际上 长期以来公认的高难课题。 我科学家在量子信息实验领域取得重大突破 • 由国家科技部基础研究司主持的“沈阳 材料科学国家（联合）实验室建设验收会 议”于5月12日在沈阳举行。由国家自然科学 基金委顾问、著名材料科学家师昌绪院士 为首的“验收专家组” 和来自国家科技部、 财政部、科学院的有关领导出席了会议。 • 由国家科技部基础研究司主持的“北京 凝聚态物理国家实验室建设计划论证会议”5 月18日在北京举行。由王乃彦院士为首的 “论证专家组”和国家科技部程津培副部长、 中科院白春礼副院长和财政部、国家自然 科学基金委的有关领导出席了会议。 第六期 2004年7月 记者 王光荣 本报北京7月3日电 国际权威杂志《自然》7月1日发表了中国科学技术大学潘建伟教授等人完成的重大研究 成果，在国际上首次实现了5粒子纠缠态以及终端开放的量子态隐形传输实验，成功使一定空间范围内的5个光子 之间存在了“感应”效应。这一成果标志着我国在多粒子纠缠态的研究领域进入国际领先水平。这是34岁的潘建伟 教授7年内第8次在《自然》上发表论文。国际同行评价说 “这是多粒子纠缠态实验研究上的重大突破，将极大地 推动量子纠错和网络化量子信息处理的实验探索”、“是利用量子原理进行量子信息处理的一大突破。” 潘建伟教 授介绍说，在微观世界里，不论两个粒子间距离多远，一个粒子的变化都会影响另一个粒子的现象叫量子纠缠， 这被爱因斯坦称为“遥远地点间幽灵般的相互作用”。科学家认为，这是一种“神奇的力量”，可成为具有超级计算 能力的量子计算机和“万无一失”量子保密系统的基础。“多粒子纠缠态的制备与操纵”一直是近年来国际上量子物 理与量子信息领域的一个研究热点。为了进行远距离的量子密码通信或量子态隐形传输，人们需要事先让距离遥 远的两地共同拥有最大的“量子纠缠态”。此前，几个国际小组都在这一领域努力工作，实现了4个粒子的纠缠态， 但是仅仅靠3个粒子或4个粒子之间的纠缠无法实现量子计算的可靠性。只有同时把5个以上的粒子纠缠起来，并加 以相干控制才行。然而，5个粒子纠缠态的制备和操纵在技术上难度极大，是国际上长期以来公认的高难课题。 科学家预计，随着研究进展的加速突破,在量子通信领域，有实用价值的成果在未来五到十年内有望实现。 《光明日报》2004年7月4日 （发表于Mol.Biol.Cell） 微尺度物质科学实验室简报 4 微尺度物质科学实验室简报 简报第六期 研究成果 简报第六期 研究进展 ♦ 围棋脑机制的功能核磁共振成像（FMRI）研究 Cognitive Brain Research, 2003, 16: 32-37 纳米材料与化学研究部俞书宏教授课题组近期在纳米 围棋是一项传统的棋类游戏，起源于中国，并且具有悠久的历史。围棋也是一项需要高级智力活动的游戏。棋 材料的合成及稀土无机化合物的物相选择性合成取得了若 干有意义的进展： 手从入门成为业余棋手，以至达到专业水平，需要长期不懈的训练和学习。那么，棋手是如何掌握这项高级智力游 戏的，下围棋对提高智力水平有什么意义。要想回答这些问题，人们首先需要知道，围棋究竟与什么样的智力活动 有关？棋手下棋时，他们的大脑活动有什么特点？此项在国际上首次探讨围棋脑机制的fMRI研究，即从这两个问 ♦ 超长Ag2SiO3/SiO2复合纳米管合成获得成 功 (Adv. Mater. 2004) 题开始。结果发现，在下围棋时表现出一定的右半球优势，与下国际象棋时表现出来的左半球优势明显不同，可能 是下围棋所特有的思维活动模式。此外，大脑额叶的通用智力（general intelligence）区并没有表现出很强烈的激 运用所合成的超长钼酸银纳米棒／线 (Chem. Eur. J. 2004)为 牺牲模板, 通过简单的常温下控制TEOS硅源的水解过程及原 位形成硅酸银的形成, 成功获得超长Ag2SiO3/SiO2复合纳米管 并显示出有趣的光学性质, 审稿人称该工作为“作者描述了一 个由钼酸银纳米线转化为Ag2SiO3/SiO2复合纳米管的方法, 该 研究是非常及时而有趣的报导”。本研究对运用牺牲模板法 活。这是一个令人很惊奇的结果，提示通用智力可能在围棋的布局阶段并不起很重要的作用。研究下围棋时棋手思 维活动的脑机制，涉及人类高级智力活动的本质。本研究提示，下围棋可能更依赖于人类所特有的智力活动。 Nature网站的Science Update和Trends in Cognitive Sciences都为此发表专题评论，介绍相应的研究结果。此成果还选 入2003年国家自然科学基金优秀成果和中国科学院重大成果。 合成其他复合材料纳米管具有重要的参考价值。 围棋与国际象棋的fMRI比较研究： 得到国际学术界特别的关注， Nature网站(Science Update)和 Trends in Cognitive Science 都发表了 专题新闻和评论。(围棋脑机制与人 类智能的本质这个科学问题相关) ♦ 多种金属/碳复合纳米结构的低温水 热 碳 化 共 还 原 法 合 成 获 得 成 功 (Adv. Mater. 2004) 以价廉的淀粉、糖类碳水化合物、为原料,提出了 在贵金属盐如存在的条件下水热碳化共还原法于200oC 下成功实现了的淀粉和糖类的碳化，获得了多种结构 非常特别的金属/碳复合纳米结构材料，与传统的高温 和真空方法相比，本工作实现了温和条件下“一天内碳 化”，对今后获得多种与碳材料相关的纳米材料及其功 能化有着重要的意义。该工作被Advanced Materials 审稿人评为“非常重要的论文”（Top 10%), “这是一篇 极其重要而突出的研究之一，作者描述了水热碳化共 还原法 成功合成了多种具有不寻常的金属/碳复合纳 米结构材料，如纳米电缆、空心纳米管、由纳米颗粒 点缀而成的碳纳米管。该研究真正提供了一条普适的 方法合成多种金属/碳复合纳米结构材料，所取得的结 果非常有趣，所采用的原料淀粉来源于自然且价廉， 合成过程也很简单，因此我坚信该研究对于来自众多 领域的读者来说都是非常有趣的。” 同时本研究揭示 了自然界中金属催化煤及木炭的形成过程可能与本实 验结果有着密切的关系。 ♦ 不稳定图形视觉的稳定化效应的影响因素的研究 Current Biology, 2004, 14: 1013–1017 人类的视觉系统在处理各种各样的视觉信息时，在绝大多数的情况下是确定的、稳定的。然而，在面对某些不 确定的（ambiguous）图形时，视觉系统会处于一种不稳定的状态。研究不稳定图形视觉有这样两个重要意义：(1) 了解视觉系统的有序性、稳定性是如何被改变的，视觉系统是如何处理这种特殊情况的，可以从一个侧面认识视觉 系统的组织以及它对输入信息的再建与解释。(2) 不稳定图形的物理刺激是一样的，但是视觉系统可以产生两个甚 至多个不同的知觉表征，而且在某一个时间段内，只有一个表征可以出现在视觉意识中。认识视觉系统是如何在这 些不同的知觉表征之间相互转换的，转换的部位在哪里，可以帮助我们理解视觉意识是如何产生的，这是认知神经 科学的基本问题之一。此项研究结果发现，视觉刺激的位置在不稳定图形的视觉加工中起很重要的作用。这表明， 不稳定图形视觉受到一个具有视网膜定位特性的、局部的加工机制的影响。此成果对人们理解不稳定图形视觉的本 质有重要的意义。 微尺度物质科学实验室简报 2 ♦ 稀土无机化合物的物相选择性合成取 得进展 (Chem. Eur. J. 2004) 系统研究了醇-水混合溶剂中稀土碱式碳酸铈以及二氧 化铈的物相形成过程及光学性质。相关结果发表Chem. Eur. J.上。被Chem. Eur. J. 审稿人称为 “这是一篇非常重 要而出色的论文，报导了通过调节醇水的比例在水-乙醇混 合溶剂中成功选择性合成了正交相、六方相碱式碳酸铈以 及二氧化铈的化合物，调控晶体的结晶过程中的热力学和 动力学过程能有效控制晶体的生长过程，并能控制晶体的 相变、形状和结构。本研究真正提供了研究溶剂体系中物 相变化规律以及选择性控制合成具有多种物相的无机物的 又一个新的研究模型体系，所取得的结果真正令人信服”。 Ag+ 微尺度物质科学实验室简报 3