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科学通报
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夏建白

旬刊

0023-074X

csb@scichina.org

010-64036120

100717

北京东城区东黄城根北街16号

科学通报/Journal Chinese Science BulletinCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>《科学通报》创刊于1950年，是中国科学院主办、中国科学杂志社承办的自然科学综合性学术刊物，报道自然科学各学科基础理论和应用研究方面具有创新性和和高水平的、具有重要意义的最新研究成果，要求文章的可读性强，能在一个比较宽范的学术领域产生深刻的影响。我们的目标是：成为国内外读者了解中国乃至世界范围的自然科学各研究领域最新成果的主要窗口之一。《科学通报》进入了国际上主要检索系统，如CA，EI，日本《科技速报》和美国科学信息研究所（ISI）的以下系统：Science Citation Index(SCI-CDE)，SCISearch，Current Contents(PC&E)和Research Alert。
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    因地而异的气候变化健康影响需要因地而异的应对措施

    蔡闻佳张弛孙凯平艾思奇...
    3925-3931页
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    构建碳中和电力系统——碳中和公式

    高林郑雅文杨东泰朱磊...
    3932-3936页
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    先天性寨卡综合征及其致病机制研究进展

    贺梦娇秦成峰李晓峰
    3937-3943页
    查看更多>>摘要：寨卡病毒起初一直被看作传统的虫媒病毒,在其发现后的60年时间里仅导致零星散发病例而一直未受重视.但在2015年南美洲暴发的寨卡疫情中发现,该病毒也能经性传播.更令人震惊的是,其感染孕妇后可导致大量的以新生儿小头畸形、脑膜炎和视力障碍为特征的先天性寨卡综合征病例,引发全球高度关注.世界卫生组织也因此宣布此次寨卡疫情为国际关注的突发公共卫生事件.疫情暴发以来,全球科学家通力合作,对先天性寨卡综合征的临床表型、动物模型和致病机制等开展了系统研究,不仅极大加深了我们对该疾病的认识,同时为研发有效的抗病毒手段提供了科学依据和研究工具.本文主要对先天性寨卡综合征及其致病机制领域的重要进展作了综述,并对未来的研究重点作了展望.

    寨卡病毒先天性寨卡综合征小头畸形致病机制

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    基于生物分子的神经拟态计算研究进展

    滕越杨姗刘芮存
    3944-3951页
    查看更多>>摘要：随着大数据、云计算和人工智能等技术为代表的计算新时代的到来,以构建人工神经网络为基础的神经拟态计算因具有低能耗、自适应学习和高并行计算等优点成为研究热点.生物分子计算伴随着合成生物学的兴起而不断发展,DNA等纳米材料不但可用于逻辑运算,还可以构造神经网络,并从训练数据中进行学习,为在分子层面实现神经拟态计算提供了可能.本文概述了神经拟态计算的基本原理,总结了DNA计算的研究进展,介绍了基于DNA计算的神经拟态计算,讨论了其发展所面临的挑战.基于生物材料构造人工神经网络是神经拟态计算迈向分子计算层面的重要一步,而由此集成的人工智能芯片则有望广泛应用于航空航天、信息安全及国防建设等领域.

    神经拟态计算神经网络合成生物学DNA计算人工智能

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    植物标记和非标记定量蛋白质组学技术

    高丰衣张文娜许会敏梁馨琳...
    3952-3964页
    查看更多>>摘要：蛋白质是细胞中重要的有机大分子,是生命活动的主要执行者.植物在受到外界信号干扰时其主要反应是通过调节细胞内蛋白质的合成和降解来恢复稳态.因而,蛋白质的定量分析有助于人们更深入地揭示植物细胞中蛋白质的动态变化及其分子功能.随着高分辨质谱技术的发展,使用质谱方法对蛋白质进行高通量定量和定性分析的蛋白质组学技术已经成为研究蛋白质功能的重要分析手段,同时也是植物生物学研究领域的热点之一.结合本课题组取得的研究成果,本文总结和概述了植物蛋白质组学定量方法的最新进展,包括非标记定量和稳定同位素标记分析方法,比较不同方法在蛋白定量的精确度、蛋白组覆盖率和稳定性等方面的优缺点,分析其在植物生物学研究中的应用范围,并对这方面的研究热点进行展望.

    蛋白质组蛋白磷酸化非标记稳定性同位素标记细胞膜

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    Ta离子辐照对YBa2Cu3O7-δ的微观结构和载流特性的影响

    谷裕蔡传兵刘志勇刘杰...
    3965-3972页
    查看更多>>摘要：高温超导YBa2Cu3O7-δ(YBCO)涂层导体也称为第二代高温超导带材(2G-HTS带材),在能源、交通等领域具有广泛的应用前景.然而,其在强磁场下临界电流密度较低的问题严重限制了其应用,因此提升其磁通钉扎和在场载流能力是YBCO涂层导体的研究热点.本文利用1.9GeV的Ta离子对YBCO带材进行辐照,研究了不同剂量的Ta离子辐照后YBCO带材的微观结构和载流特性变化.样品的场发射透射电子显微镜(field emission transmission elec-tron microscope,FETEM)图像显示,辐照过程中高能181Ta32+离子在薄膜中形成了～10 nm尺寸的柱状缺陷,说明辐照后样品中产生了有效的钉扎中心.通过磁学测量系统(magnetic property measurement system,MPMS)对辐照样品的载流特性进行研究,发现当Ta离子剂量低于5.0×1010 ions/cm2时,样品的临界转变温度Tc,on并无明显变化,但当剂量达到5.0×1010 ions/cm2时,Tc,on减小了约0.6 K;当剂量高于1.0×108 ions/cm2时,由零场冷磁化强度随温度变化情况可知,辐照样品的超导抗磁相明显多于无辐照样品.同时,较高辐照剂量如5.0×1010 ions/cm2YBCO样品的Jc较高,不同磁场下的Jc均得到了明显提升,30 K、1 T时的提升因子达到了 3.8(提升因子定义为不同温度、外场下的Jc与77K自场下Jc的比值),为同温度同场下无辐照样品的3倍.将临界电流密度Jc与磁场强度H的关系采用Jc∝H-β进行拟合,发现高剂量样品的磁通匹配场H*和表征随磁场衰减参数β增大了.此外,约化钉扎力密度标度关系显示,在低场下,样品中的钉扎类型在低辐照剂量下主要是面钉扎,当辐照剂量达到5.0×1010 ions/cm2时开始向点缺陷钉扎类型转变,高场下则是所有样品都更符合面钉扎类型.

    高能Ta离子YBa2Cu3O7-δ高温超导涂层导体辐照钉扎缺陷载流特性

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    基于MoS2-XS(X=Al,B,Ga)复合结构光能的高效利用

    李泓霖熊元强张红叶利娟...
    3973-3985页
    查看更多>>摘要：近年来,二维过渡金属硫化物材料因其独特的物化属性受到了广泛的关注,并已成功应用于微电子器件、光伏技术及析氢催化等诸多领域,展示出了广阔的应用前景.然而,高载流子复合率、低迁移率和低循环稳定性等问题都在不同程度上限制了该类材料相关性能的进一步提升.目前,将二维材料复合处理,对能带结构或物化属性等进行优化改进,在诸多实验中已被证实是切实可行的.基于密度泛函理论,本研究提出了MoS2-XS(X=A1,B,Ga)异质结构.研究发现,MoS2-A1S/BS复合结构具有极低的失配度和天然的Ⅱ型异质结能带形式;MoS2-XS的价带顶和导带底分别由MoS2和XS构成,但异质结构具有比纯净结构更低的有效质量和更好的输运特性;当MoS2-BS复合结构应用于太阳能电池时,其能量转换效率高达～20.4％.

    MoS2二维材料Ⅲ-Ⅵ族化合物异质结第一性原理

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    叔丁醇钠促进酮的选择性二氟甲基化反应

    杨春晖潘春香周永云李康葵...
    3986-3991页
    查看更多>>摘要：有机氟化合物广泛应用于医药、农药、新型功能材料、生命科学等领域.由于其独特的化学、物理和生物性能,近年来,发展与之相关的高效引氟方法和手段,受到了合成化学家的高度关注.相对来说,三氟甲基化反应研究较多,二氟甲基化反应发展滞后.二氟甲基作为醇羟基和硫羟基的生物电子等排体,可提高生物活性分子代谢稳定性和生物利用度,发展经济高效的选择性二氟甲基化方法对相关含氟药物的合成具有重要的意义.本研究以廉价的二氟溴乙酸乙酯为二氟卡宾来源,采用叔丁醇钠促进,在温和简单的反应条件下,实现了芳基酮的选择性二氟甲基化,表现出较高的选择性和良好的底物适用性.在该反应中,叔丁醇钠作为碱发挥了双重促进作用,在促使酮向烯醇式转变的同时,还促进二氟溴乙酸乙酯产生二氟卡宾,烯醇式中间体捕获二氟卡宾从而实现了芳基酮α位的选择性二氟甲基化.该反应底物适用性广,且方法绿色经济.

    叔丁醇钠芳基酮二氟卡宾二氟甲基化合成

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    利用基因线路构建神经网络实现神经拟态计算

    杨姗刘芮存刘拓宇庄滢潭...
    3992-4002页
    查看更多>>摘要：随着大数据时代的到来,现有计算体系限制了人工智能与类脑计算等新技术的发展.基于人工神经网络的神经拟态计算则提供了潜在解决方案,而具备低能耗并行化等优势的生物计算对其研究至关重要,其中基因线路将是构造人工神经网络的关键.本研究利用生物元件构建设计了人工神经网络,并实现了线性分类、非线性分类以及图案分类等神经拟态计算应用,充分利用生物元件的特性,模拟神经网络中神经元的连接关系,根据生物元件在基因线路中产生不同响应作为元件选择标准,构建基因线路实现不同功能的神经拟态计算.本研究提出通过工程化基因线路构建人工神经网络实现神经拟态计算,由此集成的分子计算系统有望应用于人工智能芯片的制造,并进一步广泛应用于类脑计算、脑机接口及国防建设等领域.

    神经拟态计算人工神经网络DNA计算基因线路合成生物学

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    广西桂林新村屯洞穴细菌群落的生境特异性及网络分析

    曹静程晓钰曾智霖杨梓琪...
    4003-4016页
    查看更多>>摘要：洞穴是研究深地生物圈的天然实验室,对认识深地生物圈微生物多样性及群落分布特征至关重要.以我国岩溶最为发育的广西桂林市为研究区,对新村屯洞穴内不同小生境进行了系统采样,通过Illumina高通量测序和生物信息学的分析,发现洞穴中细菌群落以放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)占优势,不同生境间细菌群落α多样性存在显著差异,以洞穴上覆土壤α多样性最高,洞穴内微生物席α多样性最低.洞穴内细菌组成按生境聚类,不同生境具有独自的指示类群,干燥石笋表面生物膜指示属为Nitrospira和Polycyclovoran;上覆土壤、微生物席、沉积物和风化结皮的指示属分别为Candidatus Udaeobacter、Vicinamibacter、Bacillus和Longimicro-bium,显示出洞穴细菌群落的生境特异性.冗余分析结果证实pH和TOC(total organic carbon)对微生物群落的空间分布具有重要影响.共现性网络分析表明,洞穴细菌群落网络高度模块化,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、Candidatus Udaeobacter和嗜热油菌纲(Thermoleophilia)为排名前三的关键种,对维持细菌网络的稳定性起着重要作用.共现性网络节点之间以正相关连接占主导,表明微生物主要通过相互协作以共同抵抗洞穴中的极端条件.这些结果揭示了新村屯洞穴生态系统中微生物群落的生境特异性和微生物之间的相互作用,提升了人们对洞穴生态系统这一陆地深地生物圈的认识.

    细菌群落共现性网络分析深地生物圈喀斯特洞穴生境特异性

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