《自然》(Nature)、《科學(xué)》(Science)和《細(xì)胞》(Cell)作為目前國際上最頂尖的學(xué)術(shù)期刊，每期發(fā)表文章數(shù)量都很少，發(fā)表文章基本也代表了相關(guān)領(lǐng)域的頂尖研究成果。

　　值得關(guān)注的是，2017年僅僅過去1/3，北京大學(xué)已經(jīng)發(fā)表Nature、Science和Cell8篇，其中第一單位發(fā)表Nature、Science和Cell各2篇，此外北大教師作為通訊作者合作發(fā)表的Nature共2篇。從國內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)2017年以來發(fā)表頂尖論文的統(tǒng)計情況來看，北京大學(xué)目前發(fā)表的NSC論文數(shù)穩(wěn)居首位。

　　如果按照前幾個月的速度，北大2017年全年發(fā)表的NSC論文數(shù)將很可能超過20篇。本期我們就來一起看看北大發(fā)表的這8篇頂尖論文。

　　北大鄧宏魁研究組發(fā)表一篇Cell

　　2017年4月6日，國際著名學(xué)術(shù)期刊Cell在線發(fā)表北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鄧宏魁研究組題為“Derivation of Pluripotent Stem Cells with In Vivo Embryonic and Extraembryonic Potency”的研究論文。該研究在國際上首次建立了具有全能性特征的多潛能干細(xì)胞系，獲得的細(xì)胞同時具有胚內(nèi)和胚外組織發(fā)育潛能。

　　北京大學(xué)鄧宏魁教授為本文的通訊作者，合作課題組Salk研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授以及北京大學(xué)人民醫(yī)院生殖中心的沈浣教授為共同通訊作者;楊楊、劉蓓、徐君、王金琳、吳軍為本文共同第一作者。本工作獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心、北昊干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究院等的大力支持。

　　鄧宏魁個人簡歷：

　　1963 年出生，現(xiàn)為北京大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，教育部“長江學(xué)者”特聘教授、國家杰出青年基金獲得者、“973 計劃”首席科學(xué)家、國家自然基金委創(chuàng)新研究群體項目首席科學(xué)家。擔(dān)任國際干細(xì)胞學(xué)會(ISSCR)理事，Cell、Stem Cell Rep.、Cell Res.等雜志編委。

　　主要從事誘導(dǎo)多能干細(xì)胞及細(xì)胞重編程的分子機(jī)理、人多潛能干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)分化以及建立人源化小鼠疾病模型的研究。在SCI 收錄雜志發(fā)表論文90 余篇，論文被國際引用7000 余次，發(fā)表的文章獲選為2007 年，2008 年 和2009 年中國百篇最具影響優(yōu)秀國際學(xué)術(shù)論文。

　　北大化學(xué)院馬丁課題組Nature發(fā)表最新研究成果

　　2017年3月23日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馬丁課題組與中國科學(xué)院大學(xué)周武、中國科學(xué)院山西煤化所/中科合成油溫曉東以及大連理工大學(xué)石川等課題組合作，針對甲醇和水液相制氫反應(yīng)的特點(diǎn)，發(fā)展出一種新的鉑-碳化鉬雙功能催化劑，在低溫下(150-190oC)獲得了極高的產(chǎn)氫效率。

　　該研究工作構(gòu)建了新的化學(xué)高效儲放氫體系，為燃料電池的原位供氫提供了新的思路，并有望作為下一代高效儲放氫新體系得到應(yīng)用。該研究成果以“Low-temperature hydrogen production from water and methanol using Pt/α-MoC catalysts”為題發(fā)表于2017年3月23日的Nature上(doi:10.1038/nature21672)。

　　馬丁個人簡歷：

　　北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師，入選中科院百人計劃，2012年國家優(yōu)青獲得者。1996年畢業(yè)于四川大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位。2001年獲中科院大連化學(xué)物理研究所博士學(xué)位?，F(xiàn)任北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院先進(jìn)催化實(shí)驗(yàn)室研究員。

　　馬丁研究員的研究方向主要集中于能源催化，非貴金屬催化和仿生催化三個方面。目前已在相關(guān)學(xué)術(shù)刊物發(fā)表SCI論文200余篇，其中包括Science、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Engerg. Environ. Sci.等國際重要核心刊物，引用達(dá)4000余次，并擔(dān)任國際期刊Catal. Sci. Techonol.副主編。

　　北大化學(xué)院張錦課題組Nature發(fā)表研究成果

　　2017年2月15日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、納米化學(xué)研究中心張錦教授課題組提出了一種利用碳納米管與催化劑對稱性匹配的外延生長碳納米管的新方法，通過對碳納米管成核的熱力學(xué)控制和生長速度的動力學(xué)控制，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)為(2m, m)類碳納米管水平陣列的富集生長。他們選用碳化鉬為催化劑，制備了純度高達(dá)90%，結(jié)構(gòu)為(12, 6)的金屬性碳納米管水平陣列，密度為20根/微米。他們還用碳化鎢做催化劑，制備了結(jié)構(gòu)為(8, 4)的半導(dǎo)體性碳納米管水平陣列，其純度可達(dá)80%。該研究為單壁碳納米管的單一手性可預(yù)測生長提供了一種新方案，也為碳納米管的應(yīng)用，尤其是碳基電子學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　該成果于2017年2月15日在線發(fā)表在《自然》雜志上(doi:10.1038/nature21051)。該工作得到了來自科技部和國家自然科學(xué)基金委等項目的資助。

　　張錦個人簡歷：

　　北京大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、國家杰出青年基金獲得者、教育部長江學(xué)者特聘教授、英國皇家化學(xué)學(xué)會會士、科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才入選者。1997年12月獲蘭州大學(xué)和北京大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)理學(xué)博士學(xué)位。1998-2000年在英國利茲大學(xué)從事博士后研究。2000年5月到北京大學(xué)工作至今，2006年晉升為教授。

　　主要從事碳納米材料的控制合成、應(yīng)用及其拉曼光譜學(xué)研究，已發(fā)表SCI收錄論文200余篇，獲授權(quán)專利30余項。在國際和各類雙邊會議上作大會或分會邀請報告60余次。

　　現(xiàn)任北京大學(xué)化學(xué)院副院長，兼任北京大學(xué)“納米器件物理與化學(xué)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、北京大學(xué)納米化學(xué)研究中心副主任、中國化學(xué)會理事、Carbon雜志副主編以及Nano Res.、《化學(xué)學(xué)報》、《物理化學(xué)學(xué)報》和《光散射學(xué)報》的編委。

　　北京大學(xué)青年千人李晴研究組在Science發(fā)表論文

　　2017年1月27日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心研究員李晴研究組在DNA復(fù)制偶聯(lián)的核小體組裝的機(jī)制方面做出重要突破，該成果在線發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)上(RPA binds histone H3-H4 and functions in DNA replication–coupled nucleosome assembly )。

　　該工作發(fā)現(xiàn)單鏈DNA結(jié)合蛋白RPA通過結(jié)合組蛋白H3-H4，形成一個高效的平臺遞呈組蛋白到新合成子鏈起始核小體組裝。這一發(fā)現(xiàn)揭示一條全新的DNA復(fù)制和核小體組裝的偶聯(lián)機(jī)制，大大促進(jìn)染色質(zhì)復(fù)制領(lǐng)域的發(fā)展。

　　北京大學(xué)2011級PTN博士生劉少鋒、2014級生命科學(xué)學(xué)院博士生徐至韻和2014級前沿交叉學(xué)院博士生冷赫為本文的共同第一作者。生命科學(xué)學(xué)院李晴研究員為該論文的通訊作者。美國Weill Cornell Medical College和Houston Methodist Hospital的Kaifu Chen博士參與指導(dǎo)了這項研究的生物信息數(shù)據(jù)分析。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、國家青年千人計劃、北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心、北京大學(xué)蛋白質(zhì)與植物基因研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的經(jīng)費(fèi)支持。

　　李晴個人簡歷：

　　女，2001年及2006年分別獲北京大學(xué)學(xué)士及博士學(xué)位，2006年-2011年在美國梅奧醫(yī)學(xué)院癌癥中心做博士后研究。2012年入選中央組織部第三批“青年千人計劃”人才項目。2012年至今任北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心研究員。

　　2008年以第一作者身份在Cell上發(fā)表了一篇關(guān)于H3K56乙酰化調(diào)控DNA復(fù)制偶聯(lián)的核小體組裝的重要論文，后來還以第一作者和通訊作者身份有在PLoS genetics(2009)、Gene & Development(2010)、Nature(2012)和Cell Reports、MCB(2016)等期刊發(fā)表論文，大部分研究工作都是與核小體組裝研究相關(guān)。

　　北京大學(xué)彭練矛-張志勇課題組在Science發(fā)表成果

　　2017年1月20日，北京大學(xué)彭練矛-張志勇課題組在5nm碳納米管CMOS器件重要研究成果在線發(fā)表在著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)上。

　　碳納米管被認(rèn)為是構(gòu)建亞10 nm晶體管的理想材料，其原子量級的管徑保證器件具有優(yōu)異的柵極靜電控制能力，更容易克服短溝道效應(yīng);超高的載流子遷移率則保證器件具有更高的性能和更低的功耗。理論研究表明，碳管器件相對于硅基器件來說，在速度和功耗方面具有5～10倍的優(yōu)勢，有望滿足“后摩爾時代”集成電路的發(fā)展需求?？墒牵?014年國際商用機(jī)器公司(IBM)所實(shí)現(xiàn)的最小碳管CMOS器件僅停滯在20 nm柵長，性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期。

　　北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院、納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室彭練矛-張志勇教授課題組在碳納米管電子學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了十多年的研究，發(fā)展了一整套高性能碳管CMOS晶體管的無摻雜制備方法，通過控制電極功函數(shù)來控制晶體管的極性。

　　北京大學(xué)信息學(xué)院博士后邱晨光為第一作者，張志勇、彭練矛為共同通訊作者。研究成果不僅表明在10 nm以下的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，碳納米管CMOS器件較硅基CMOS器件具有明顯優(yōu)勢，且有望達(dá)到由測不準(zhǔn)原理和熱力學(xué)定律所決定的二進(jìn)制電子開關(guān)的性能極限，更展現(xiàn)出碳納米管電子學(xué)的巨大潛力，為2020年之后的集成電路技術(shù)發(fā)展和選擇提供了重要參考。

　　彭練矛個人簡歷：

　　男，1962年9月生，1982年北京大學(xué)電子學(xué)系畢業(yè)，1988年在美國獲物理學(xué)博士學(xué)位。1994年獲首屆國家杰出青年科學(xué)基金資助，1998年獲求是科技基金會“杰出青年學(xué)者獎”，1999年首批“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授。從2001年起先后3次任國家“973”首席科學(xué)家，國家自然科學(xué)基金委員會創(chuàng)新研究群體負(fù)責(zé)人。2010年和2016年獲得國家自然科學(xué)二等獎。2015年7月31日，入選中國科學(xué)院院士增選初步候選人名單。

　　現(xiàn)任北京大學(xué)電子學(xué)系主任、納米器件物理與化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國際晶體學(xué)聯(lián)合會電子晶體學(xué)委員會主席、美國《應(yīng)用物理雜志》副主編。

　　主要研究領(lǐng)域?yàn)榧{電子及功能材料的合成與結(jié)構(gòu);基于納米材料的高性能電子、光電子器件的制備，器件物理，碳基集成電路的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng);納米器件在化學(xué)、生物傳感及能源方面的應(yīng)用。迄今在國際學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI收錄論文300余篇。

　　北京大學(xué)青年千人陳雷研究組發(fā)表一篇Cell

　　2017年1月12日，北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所、北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心研究員陳雷研究組與清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院高寧研究組合作，在《細(xì)胞》雜志發(fā)表題為《胰島細(xì)胞ATP敏感的鉀離子通道u結(jié)構(gòu)》(Structure of a Pancreatic ATP-sensitive Potassium Channel)的文章，解析了ATP敏感的鉀離子通道(KATP)的中等分辨率(5.6?)冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了KATP組裝模式，為進(jìn)一步研究其工作機(jī)制提供了結(jié)構(gòu)模型。

　　生物體進(jìn)化出多種方式來感知細(xì)胞內(nèi)能量狀態(tài)，從而維持能量穩(wěn)態(tài)。KATP通道可以在細(xì)胞內(nèi)ATP水平升高時關(guān)閉，從而使鉀離子無法外流，進(jìn)而使膜的興奮性增加。通過這種方式，它們將細(xì)胞內(nèi)的代謝水平轉(zhuǎn)化為電信號。這些離子通道廣泛地分布于很多組織中，并且參與多種生命過程。在胰島β細(xì)胞中，KATP可以間接地感受血糖濃度，控制胰島素的釋放：當(dāng)血糖升高時，由于β細(xì)胞對血糖的主動攝取和代謝，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度升高，ATP直接結(jié)合在KATP上并抑制其活力，使鉀離子無法外流，導(dǎo)致細(xì)胞膜的去極化，從而激活電壓門控的鈣離子通道，進(jìn)而導(dǎo)致鈣離子的內(nèi)流。鈣離子濃度的升高會引起胰島素的釋放，從而降低血糖濃度。KATP的突變會導(dǎo)致很多遺傳性代謝疾病。例如，KATP的抑制劑可以用于治療二型糖尿病，其激活劑可以用于治療高胰島素癥。

　　陳雷和高寧為本文共同通訊作者，北京大學(xué)CLS項目博士后李寧寧(生命科學(xué)學(xué)院)和吳驚香(分子醫(yī)學(xué)所)為本文的共同第一作者。該工作最終的冷凍電鏡數(shù)據(jù)采集在國家蛋白質(zhì)科學(xué)設(shè)施(北京)的清華大學(xué)冷凍電鏡平臺完成，數(shù)據(jù)處理在國家蛋白質(zhì)科學(xué)設(shè)施(北京)清華大學(xué)高性能計算平臺完成。部分的數(shù)據(jù)處理也得到了北京大學(xué)CLS計算平臺的支持。此外，國家蛋白質(zhì)科學(xué)設(shè)施(上海)和生物物理所冷凍電鏡平臺在前期的工作中給予一定支持。本工作獲得國家自然科學(xué)基金委、科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃、北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心、青年千人計劃、北京市結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心等的經(jīng)費(fèi)支持。

　　陳雷個人簡歷：

　　2001-2005就讀于清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位;2005-2010年就讀于清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，獲理學(xué)博士學(xué)位。2010-2016在美國俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)沃勒姆研究所從事博士后研究，于2016年任北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所膜蛋白結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室主任，北大清華生命科學(xué)聯(lián)合中心研究員。2016年入選“青年千人計劃”。

　　陳雷實(shí)驗(yàn)室主要以結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段為主，生物化學(xué)、生物物理等方法為輔研究這些離子通道的工作機(jī)理。在Nature、Science上發(fā)表數(shù)篇論文。

　　北大工學(xué)院席鵬課題組合作發(fā)表一篇Nature

　　2017年2月22，北京大學(xué)工學(xué)院席鵬課題組與澳大利亞麥考瑞大學(xué)、澳大利亞悉尼科技大學(xué)、上海交通大學(xué)合作，在超分辨顯微技術(shù)方面取得重要突破。該工作通過高摻稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子，將傳統(tǒng)超分辨的光強(qiáng)降低了2-3個數(shù)量級，并揭示了由光子雪崩效應(yīng)帶來的受激輻射增強(qiáng)機(jī)制。這一機(jī)制使得研究小組僅用30mW的連續(xù)激光，即可實(shí)現(xiàn)28nm的超分辨，僅為激發(fā)波長的1/36。該成果以Amplified stimulated emission in upconversion nanoparticles for super-resolution nanoscopy為題于2017年2月22日在線發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)期刊上。

　　在本工作中，研究者采用了一種粒徑僅為40nm的稀土納米粒子，利用其能級特性，通過中間能級淬滅實(shí)現(xiàn)了超低功率超分辨。傳統(tǒng)的STED由于限制在熒光的兩個能級上，因此需要的功率較強(qiáng)。而稀土納米粒子具有極為豐富的中間能級，通過適當(dāng)選擇中間能級，可以達(dá)到“四兩撥千斤”的效果，用極低功率即可誘導(dǎo)淬滅。同時，研究者發(fā)現(xiàn)，只有在高摻納米粒子上才會體現(xiàn)這一效應(yīng)，而低摻納米粒子則無法有效消光。通過對摻雜濃度和消光比的研究，科學(xué)家揭示了其中的光子雪崩效應(yīng)。與共振能量傳遞相比，這一效應(yīng)體現(xiàn)了更高的非線性。

　　結(jié)合稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子的熒光特性和中間能級受激輻射淬滅的機(jī)理，研究者在40nm和13nm的單顆粒樣品上，均實(shí)現(xiàn)了28nm的超高光學(xué)分辨率。這一分辨率將有助于揭示細(xì)胞在不同生命周期中的結(jié)構(gòu)與功能變化、病毒入侵細(xì)胞等過程。同時，由于上轉(zhuǎn)換納米粒子采用近紅外光實(shí)現(xiàn)激發(fā)，這一發(fā)現(xiàn)將有助于其在深層組織上實(shí)現(xiàn)三維超分辨。

　　本工作的共同第一作者劉宇嘉是上海交通大學(xué)和澳大利亞麥考瑞大學(xué)的聯(lián)合培養(yǎng)博士(導(dǎo)師：席鵬、金大勇教授)，共同第一作者楊旭三是北京大學(xué)工學(xué)院博士生(導(dǎo)師：席鵬)。共同通訊作者分別為席鵬、陸怡青(麥考瑞大學(xué)，共同第一作者)、金大勇教授。該工作得到了國家自然科學(xué)基金委、國家科技部重大科學(xué)儀器專項(國內(nèi)部分)和澳洲ARC基金的資助。

　　席鵬個人簡歷：

　　北京大學(xué)工學(xué)院研究員。致力于光學(xué)超分辨成像技術(shù)的研究，發(fā)展了一系列新型超分辨技術(shù)。2015年當(dāng)選美國光學(xué)學(xué)會資深會員，和中國光學(xué)學(xué)會生物醫(yī)學(xué)光學(xué)分會常務(wù)委員。

　　在Nature Nanotechnology，Light: Science&Applications, ACS Nano, Laser & Photonic Research, Opt. Expr., Opt. Lett.等國際一流期刊發(fā)表SCI收錄期刊論文49篇，總影像因子超過240。2013年獲得綠葉生物醫(yī)藥杰出青年學(xué)者獎。2016年獲得中國光學(xué)重要成果獎。已授權(quán)美國專利2項，中國專利8項，編輯專著2部。多次被OSA和SPIE組織的國際會議邀請作大會邀請報告。

　　北大物理學(xué)院林金泰研究組合作發(fā)表一篇Nature

　　2017年3月30日，北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系林金泰課題組與清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系張強(qiáng)課題組、環(huán)境學(xué)院賀克斌課題組及國際合作研究團(tuán)隊在《自然》(Nature)期刊發(fā)表題為《全球大氣污染輸送和國際貿(mào)易的跨界健康影響》(Transboundary health impacts of transported global air pollution and international trade)的論文，首次定量揭示了全球貿(mào)易活動中隱含的PM2.5跨界污染的健康影響。

　　本次在《自然》雜志發(fā)表的研究將全球劃分為十三個區(qū)域，通過耦合排放清單模型、投入產(chǎn)出模型、大氣化學(xué)模型和健康效應(yīng)模型，首次定量揭示了全球多邊貿(mào)易引起的PM2.5跨界污染的健康影響。研究揭示了空氣污染在經(jīng)濟(jì)全球化背景下已成為一個全球問題。發(fā)展中國家應(yīng)該加速減排;國際社會應(yīng)當(dāng)提倡可持續(xù)消費(fèi)，并通過建立相關(guān)合作機(jī)制促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移，從而降低貿(mào)易中隱含的污染水平，推動空氣污染全球治理。

　　張強(qiáng)教授及其研究組博士后江旭佳、四年級博士生同丹為論文共同第一作者，張強(qiáng)教授、賀克斌院士、林金泰長聘副教授和美國加州愛爾文分校Steven Davis副教授為論文共同通訊作者。本研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目的支持。

　　林金泰個人簡歷：

　　北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系百人計劃研究員，新體制長聘副教授，2014年獲國家優(yōu)青資助。研究方向?yàn)榇髿饣瘜W(xué)與衛(wèi)星遙感 。2008年獲美國伊利諾伊大學(xué)大氣科學(xué)博士學(xué)位，2008-2010年哈佛大學(xué)博士后，2010年起在北京大學(xué)大氣物理系工作。

　　在Nature Geoscience、PNAS、JGR、ACP等期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文，SCI引用超過1000次;2013至今，全球大氣化學(xué)模型GEOS-Chem科學(xué)指導(dǎo)委員會成員、源與匯‘工作組共同主席;2015年至今氣象學(xué)報(英文版)編輯，2015年獲美國科學(xué)院院刊(PNAS)Cozzazelli獎、涂長望青年氣象科技獎一等獎等。