厉害2021年中国科学技术大学在CellNatureSci发表8项研究成果

　　自2021年以来（截至2021年5月9日），以中国科学技术大学作为通讯单位的研究团队在  Cell   ，  Nature   及  Science   发表了8项研究成果，在物理学，化学，生命科学等领域取得重大进展，iNature系统盘点这些研究成果：
　　【1】2021年5月6日，中国科学技术大学潘建伟及 朱晓波共同通讯在 Science  在线发表题为＂Quantum walks on a programmable two-dimensional 62-qubit superconducting processor ＂的研究论文，该研究设计和制造了一个由62个功能性量子位组成的8x8二维方形超导量子位阵列。 该研究使用此设备演示了高保真单粒子和两个粒子的量子步态。此外，由于量子处理器的高度可编程性，该研究实现了一个Mach-Zehnder干涉仪，其中量子步进器在干涉和射出之前相干地沿两条路径运动。通过调整进化路径上的障碍，该研究观察到了单行和双行的干扰条纹。该研究的工作是该领域的重要里程碑，使未来的大规模量子应用更接近在这些嘈杂的中型量子处理器上实现（点击阅读）。
　　【2】2021年4月16日，中科大潘建伟、陈帅和北京大学刘雄军共同通讯在  Science   在线发表题为＂ Realization of an ideal Weyl semimetal band in a quantum gas with 3D spin-orbit coupling ＂的研究论文，该研究通过对超冷原子进行3D自旋轨道耦合工程实现的IWSM波段的实验。通过平衡状态下的虚拟切片成像技术可以清楚地测量拓扑Weyl点，并在淬灭动力学中进一步解析。 IWSM波段的实现为研究固体中难以接近的各种奇异现象开辟了一条途径（点击阅读）。
　　【3】2021年3月21日，中国科学技术大学田志刚、彭慧、孙汭及法国马赛大学EricVivier 共同通讯在  Science   发表题为＂ Liver type 1 innate lymphoid cells develop locally via an interferon-γ-dependent loop ＂ 的研究论文，该研究发现成年肝脏造血前体细胞向1型天然淋巴细胞（肝脏ILC1，即肝脏定居NK细胞）的分化潜能及调控机制，揭示天然淋巴细胞的骨髓外发育新路径（点击阅读）。
　　【4】2021年3月4日，中国科学技术大学汪义丰及利福尼亚大学洛杉矶分校Kendall N. Houk共同通讯在  Science   在线发表题为＂ Sequential C–F bond functionalizations of trifluoroacetamides and acetates via spin-center shifts ＂的研究论文，该研究发展了一种三氟甲基逐级可控脱氟官能团化反应。该反应从廉价易得的三氟乙酸衍生物出发，通过spin-center shift的过程，选择性切断一个和两个碳-氟键，然后转化为结构多样的功能性双氟和单氟产物。 该方法以廉价易得的三氟乙酸或者三氟乙酸酐为起始原料，为制备功能性的单氟和双氟化合物提供了更为经济实用的途径（点击阅读）。
　　【5】2021年2月26日，中国科学技术大学王兴安教授课题组与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员和杨学明院士课题组合作在  Science   在线发表题为＂ Quantum interference between spin-orbit split partial waves in the F + HD   HF + D reaction ＂的研究论文，该研究报告了有关电子自旋和轨道角动量在F + HD HF + D反应中的影响的实验和理论研究的组合。使用高分辨率成像技术，该研究在前向散射方向周围的产品旋转状态分辨的微分截面中观察到了特殊的马蹄铁形图案。当考虑到完整的自旋轨道特性时，只有通过高精度的量子动力学理论才能正确解释这种异常的动力学模式。理论分析表明，马蹄铁形很大程度上是自旋轨道分裂-部分波共振具有正负平衡的量子干扰的结果，这提供了自旋轨道相互作用如何有效影响反应动力学的独特例子（点击阅读）。
　　【6】2021年2月19日，中国科学技术大学侯建国，王兵及谭世倞共同通讯在  Science   在线发表题为＂ Determining structural and chemical heterogeneities of surface species at the single-bond limit ＂的研究论文，该研究结合了扫描隧道显微镜（STM），非接触原子力显微镜（AFM）和尖端增强拉曼散射（TERS）来表征假定的非活性体系，即Ag（110）表面上的并五苯。  该研究能够通过特定的碳氢键断裂，明确关联三种并五苯衍生物的结构和化学异质性。STM-AFM-TERS联合策略为确定广泛存在于表面催化，表面合成和二维材料中的化学结构提供了全面的解决方案（点击阅读）。
　　【7】2021年2月3日， 北京大学，中国科学技术大学，海军军医大学，首都医科大学等40多家单位联手合作，张泽民，周鹏辉，蒋庆华，黄志伟，贝锦新，卞修武，刘新东，程涛，赵平森，王福生，苏冰，王红阳，张政，瞿昆，王晓群，陈捷凯，金荣华等共同通讯  在  Cell   在线发表题为＂ COVID-19 immune features revealed by a large-scale single cell transcriptome atlas ＂的研究论文，该研究对来自196名COVID-19患者和对照的284个样品应用了单细胞RNA测序，并创建了一个拥有146万个细胞的全面免疫环境。大型数据集能够确定不同的外周免疫亚型变化与COVID-19的年龄，性别，严重性和疾病阶段等不同的临床特征有关。SARS-CoV-2 RNAs存在于多种上皮和免疫细胞类型中，并伴随病毒阳性细胞内的转录组显著变化。S100A8 / A9的系统性上调主要由外周血中的巨核细胞和单核细胞引起，可能导致重症患者中频繁观察到的细胞因子风暴。该研究数据为了解COVID-19的发病机理和制定有效的治疗策略提供了丰富的资源（点击阅读）。
　　【8】2021年1月6日，中国科学技术大学潘建伟，彭承志及陈宇翱共同通讯在  Nature   在线发表题为＂ An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres ＂的研究论文，该研究演示了一个集成的空对地量子通信网络，该网络结合了包含700多个光纤QKD链路和两个高速卫星对地面自由空间QKD链路的大规模光纤网络。使用可靠的中继结构，地面上的光纤网络覆盖了2,000多公里，为实际设备的缺陷提供了实用的安全性，并保持了长期的可靠性和稳定性。对于典型的卫星通行证，卫星对地面QKD可以实现平均47.8 kb / s的平均密钥速率，比以前的速率高40倍以上。此外，其信道损耗可与对地静止卫星和地面之间的信道损耗相比，从而使通过地球同步卫星构建更通用和超长的量子链路成为可能。最后，通过集成光纤和自由空间QKD链路，QKD网络扩展到了2600公里以外的远程节点，使网络中的任何用户都可以与其他任何用户进行通信，总距离可达4600公里(点击阅读)。
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　　造血干细胞（HSC）产生多种祖细胞。在小鼠和人类发育过程中，发生造血作用的主要位点发生变化。 在小鼠中，第一个造血祖细胞是在性交后第7天在卵黄囊中发现的，并导致胚胎类红细胞和髓样细胞。10.5 dpc后，第一个HSC最初出现在胚胎的主动脉-性腺-中肾上腺区域。然后这些细胞在11 dpc处定居在胎儿肝脏中，随后扩增并分化。出生前，胎儿肝脏HSC开始播种骨髓（BM）。
　　长期以来， BM造血一直被认为是成年过程中成熟血细胞的主要来源，但是在某些情况下，其他成年器官（如肝和脾）的髓外造血可能会发生，并且在BM无法发挥功能时做出特别重要的贡献。 此外，有几条证据表明，成人肝脏环境仍与造血功能兼容，并且含有一些具有长期造血功能的HSC。 然而，成年肝造血祖细胞对局部免疫学特征的起源和贡献仍然未知。
　　肝脏的免疫组成不同于其他器官，具有大量先天性免疫细胞，例如1型天然淋巴细胞（ILC1s），γδT细胞和自然杀伤性T（NKT）细胞。 成年小鼠肝脏ILC包括CD49a-CD49b +常规自然杀伤（cNK）细胞和CD49a + CD49b- ILC1s，可根据CD69，CD200R1，Eomes，T-bet和TRAIL的表达差异来区分。就效应子功能而言，肝脏CD49a + CD49b- ILC1s产生大量的肿瘤坏死因子-α，产生的干扰素-γ（IFN-γ）和穿孔素的量与CD49a-CD49b +相似，且颗粒酶B的水平相似用白介素12（IL-12），IL-15和IL-18刺激后的cNK细胞。但是，肝脏ILC1s的发育与肝脏cNK细胞的发育分开的分支点仍然未知。
　　该研究 通过比较胎肝、成年肝脏、骨髓和外周血造血前体细胞，发现成年小鼠肝脏存在一群类似于胎肝造血干细胞的Lin Sca-1+Mac-1+ (LSM)细胞。 体内转输实验证实其具有多种淋巴系和髓系细胞发育潜能，并能通过中间过渡阶段细胞，定向分化成肝脏ILC1。课题组还发现成熟ILC1细胞所分泌的IFN-γ可促进肝内LSM细胞扩增及其向ILC1分化。IFN-γ信号缺失导致肝脏ILC1数量减少，而循环NK细胞不受影响。因此，本研究发现成年肝脏存在胎肝来源的造血前体细胞，具有向肝脏驻留ILC1的发育潜能，该过程受肝脏ILC1自分泌的IFN-γ信号正向调控。 上述发现揭示了固有淋巴细胞的髓外发育新路径，为阐释肝脏天然免疫优势状态形成原因提供重要理论依据。
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