清華三項(xiàng)成果入選2016年度“中國(guó)高校十大科技進(jìn)展”
清華新聞網(wǎng)12月29日電 近日，由教育部科技委員會(huì)組織評(píng)選的第19屆“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”經(jīng)過(guò)形式審查、學(xué)部初評(píng)、項(xiàng)目終審評(píng)選專(zhuān)項(xiàng)工作等流程后在京揭曉,清華大學(xué)共有3項(xiàng)成果入選，入選成果數(shù)量位居各大高校之首。
這3項(xiàng)成果分別是：孫宏斌教授團(tuán)隊(duì)的“復(fù)雜電網(wǎng)自律-協(xié)同無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”, 謝道昕教授團(tuán)隊(duì)的“植物分枝激素獨(dú)腳金內(nèi)酯的感知機(jī)制”，以及顏寧教授團(tuán)隊(duì)的“肌肉興奮-收縮偶聯(lián)的分子機(jī)理探索”。
3項(xiàng)成果簡(jiǎn)介如下：
復(fù)雜電網(wǎng)自律-協(xié)同無(wú)功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
電壓是智能電網(wǎng)運(yùn)行的核心指標(biāo)。電壓?jiǎn)栴}是全球歷次重大停電事故的關(guān)鍵誘因，也是我國(guó)大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)的一個(gè)主要障礙。復(fù)雜電網(wǎng)電壓控制(AVC)是世界性難題，在該領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威、美國(guó)一流大學(xué)課題組的研究擱淺后，美國(guó)轉(zhuǎn)而尋求與清華大學(xué)孫宏斌項(xiàng)目組合作。
清華大學(xué)孫宏斌團(tuán)隊(duì)歷時(shí)20余年，突破了復(fù)雜電網(wǎng)電壓控制從單控制中心到多控制中心、從常規(guī)電網(wǎng)到可再生能源電網(wǎng)、從中國(guó)電網(wǎng)到北美電網(wǎng)應(yīng)用中的系列技術(shù)難題，獲得中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)57項(xiàng)、美國(guó)專(zhuān)利3項(xiàng)，研制成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)雜電網(wǎng)電壓控制系統(tǒng)，覆蓋全國(guó)56%的常規(guī)機(jī)組與37%的風(fēng)/光機(jī)組，承擔(dān)了已投運(yùn)的全部8條交直流特高
線(xiàn)路近區(qū)電網(wǎng)電壓控制，在智能電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和大規(guī)?？稍偕茉唇蛹{等方面取得了巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
本項(xiàng)目突破了美國(guó)歷時(shí)40個(gè)月的三輪信息安全檢查，解答了3000余個(gè)信息安全問(wèn)題，控制了包括美國(guó)華盛頓特區(qū)和東部十三個(gè)州的獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了美國(guó)首例復(fù)雜電網(wǎng)電壓控制，是我國(guó)先進(jìn)電網(wǎng)控制系統(tǒng)首次出口美國(guó)。
成果運(yùn)用在美國(guó)首都華盛頓特區(qū)和東部十三個(gè)州。
2016年，由六位院士領(lǐng)銜的鑒定會(huì)認(rèn)為：項(xiàng)目是“重大的原創(chuàng)性科研成果，整體上達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平”“具有里程碑意義”。美國(guó)能源部顧問(wèn)、工程院院士博思教授（Bose）認(rèn)為，該成果“使中國(guó)在電壓控制領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先于世界”。成果獲2016年教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（已公示）。
植物分枝激素獨(dú)腳金內(nèi)酯的感知機(jī)制
植物分枝是決定植物生長(zhǎng)發(fā)育和作物產(chǎn)量的重要性狀。獨(dú)腳金內(nèi)酯對(duì)植物分枝起關(guān)鍵調(diào)控作用，并對(duì)植物與微生物及雜草的相互作用起重要調(diào)控作用。
闡明激素感知機(jī)制，對(duì)于揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)、提高生物的生存和發(fā)展能力具有重要意義。目前發(fā)現(xiàn)的所有動(dòng)物激素和植物激素，都遵循19世紀(jì)80年代揭示的“配體-受體”可逆識(shí)別規(guī)律：配體（激素活性分子）通過(guò)非共價(jià)鍵可逆地結(jié)合受體，循環(huán)地觸發(fā)信號(hào)傳導(dǎo)鏈，調(diào)控各種生命活動(dòng)。
清華大學(xué)謝道昕、饒子和、婁智勇三位學(xué)者合作，發(fā)現(xiàn)了獨(dú)腳金內(nèi)酯的活性分子，闡明了獨(dú)腳金內(nèi)酯的受體，揭示了新型的“底物-酶-活性分子-受體”不可逆識(shí)別機(jī)制（受體D14參與合成獨(dú)腳金內(nèi)酯活性分子CLIM，然后通過(guò)共價(jià)鍵不可逆地結(jié)合CLIM，觸發(fā)信號(hào)傳導(dǎo)鏈、調(diào)控植物分枝）。
植物激素獨(dú)腳金內(nèi)酯(Strigolactone, SL)受體識(shí)別的分子機(jī)制。
該成果于2016年8月25日發(fā)表于《自然》期刊?！蹲匀弧贰犊茖W(xué)信號(hào)》（Science Signaling）和《中國(guó)科學(xué) 生命科學(xué)》（Science China Life Sciences）三種頂級(jí)期刊都專(zhuān)門(mén)發(fā)文高度評(píng)價(jià)本工作，這是生命科學(xué)領(lǐng)域激素研究的重大發(fā)現(xiàn)。新發(fā)現(xiàn)的獨(dú)腳金內(nèi)酯受體識(shí)別機(jī)制，不同于百年研究歷程所建立的經(jīng)典受體的可逆識(shí)別機(jī)制，具有重大科學(xué)意義和重要應(yīng)用前景。
肌肉興奮-收縮偶聯(lián)的分子機(jī)理探索
興奮收縮偶聯(lián)是調(diào)控骨骼肌和心肌正常收縮功能的重要基礎(chǔ)生理過(guò)程。該過(guò)程主要由兩個(gè)重要的鈣離子通道參與，分別是位于細(xì)胞膜上的電壓門(mén)控鈣離子通道Cav 和位于肌質(zhì)網(wǎng)膜上的利阿諾定受體（Ryanodine receptor，RyR）。電壓門(mén)控鈣離子通道能夠感受細(xì)胞膜電勢(shì)變化，將信號(hào)傳遞給下游的利阿諾定受體，促使鈣離子釋放進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)而引起肌肉的收縮。鈣離子通道的功能異常會(huì)導(dǎo)致心率紊亂、癲癇等疾病，而利阿諾定受體的紊亂會(huì)導(dǎo)致肌中央軸空病等疾病。因此它們是重要的藥物靶點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)解析工作具有重要的生理學(xué)和藥理學(xué)意義。
Cav1.1的電鏡密度圖（左）和整體結(jié)構(gòu)模型（右）。
清華大學(xué)顏寧研究組利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段來(lái)研究興奮收縮偶聯(lián)過(guò)程。研究者采用創(chuàng)新的蛋白提純方法，獲得了性質(zhì)良好的蛋白樣品，并利用前沿的單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，在世界上首次解析了利阿諾定受體2個(gè)亞型（RyR1，RyR2）的近原子分辨率結(jié)構(gòu)。尤其重要的是，他們還解析了備受矚目的首個(gè)真核電壓門(mén)控鈣離子通道結(jié)構(gòu)，為理解電壓門(mén)控鈣離子通道和鈉離子通道的功能提供了分子基礎(chǔ)，為基于結(jié)構(gòu)的藥物研發(fā)提供了重要理論指導(dǎo)。這一系列重大成果也為理解肌肉興奮收縮偶聯(lián)提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
利阿諾定受體亞型1（RyR1）單體結(jié)構(gòu)域解析及四聚體的三維電鏡結(jié)構(gòu)。
關(guān)閉及開(kāi)放構(gòu)象的利阿諾定受體亞型2（RyR2）。
相關(guān)成果共發(fā)表 5 篇高水平論文，其中Cav1.1 工作于2015 年12 月18 日和2016年9 月8 日分別在《科學(xué)》（Science）期刊和《自然》（Nature）期刊發(fā)表；亞型1（RyR1）的結(jié)構(gòu)解析工作于2015 年1 月1 日和2016 年7 月29 日發(fā)表在《自然》（Nature）期刊和《細(xì)胞研究》（Cell Research）期刊；亞型2（RyR2）的結(jié)構(gòu)解析工作于2016 年9 月22 日在《科學(xué)》（Science）期刊在線(xiàn)發(fā)表。
2016“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”的另外7項(xiàng)成果來(lái)自北京大學(xué)、浙江大學(xué)等5所高校。“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”的評(píng)選自1998年開(kāi)展以來(lái)，至今已19屆，這項(xiàng)評(píng)選活動(dòng)對(duì)提升高等學(xué)校科技的整體水平、增強(qiáng)高校的科技創(chuàng)新能力發(fā)揮了積極作用，并產(chǎn)生了較大的社會(huì)影響，贏(yíng)得了較高的聲譽(yù)。
供稿：科研院成果辦 編輯：李華山 襄樺
