2021年2月27日，科學技術部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）發布了2020年度中國科學十大進展。

1. 我國科學家積極應對新冠肺炎疫情取得突出進展

麵對突如其來的新冠肺炎疫情，我國科學家認真貫徹落實習(xi) 近平總書(shu) 記關(guan) 於(yu) 疫情防控的重要講話和一係列重要指示批示精神，在中央應對疫情工作領導小組和國務院聯防聯控機製統籌下，團結協作，爭(zheng) 分奪秒，取得了一係列突出進展，為(wei) 打贏疫情防控阻擊戰提供了重要的科學支撐。

在病原學和流行病學方麵，第一時間分離鑒定出新冠病毒毒株並向世界衛生組織共享了病毒全基因組序列，為(wei) 診斷技術的快速推進和藥物疫苗開發奠定基礎；闡明了新冠病毒入侵細胞的關(guan) 鍵機製；持續深化病毒傳(chuan) 播途徑研究，為(wei) 防控策略的優(you) 化提供科技支撐；定量評估了我國防控措施的效果。

在檢測試劑研發和動物模型方麵，在疫情之初迅速研發了新冠核酸診斷試劑，並研發了免疫檢測試劑，為(wei) 病原檢測提供了強有力的支撐；構建了小鼠、猴感染新冠病毒的動物模型，為(wei) 藥物篩選、疫苗研發以及病毒傳(chuan) 播機製的研究提供支撐。

在藥物和臨(lin) 床救治方麵，揭示了新冠臨(lin) 床特征，在沒有特效藥的情況下，實行中西醫結合，先後推出八版全國新冠肺炎診療方案，篩選出“三藥三方”等臨(lin) 床有效的中藥西藥和治療辦法，被多個(ge) 國家借鑒和使用；解析了新冠病毒及關(guan) 鍵蛋白質的結構，揭示了一批中西藥的作用機製；提出了建立方艙醫院、開展大規模核酸檢測、大數據追蹤溯源等科學防控方案，提高了收治率和治愈率，降低了感染率和病亡率。

在疫苗和中和性抗體(ti) 研發方麵，同時開展了滅活疫苗、病毒載體(ti) 疫苗、蛋白亞(ya) 單位疫苗、核酸疫苗等的研發，腺病毒載體(ti) 疫苗在全球率先開展1期臨(lin) 床試驗，滅活疫苗在全球率先開展3期臨(lin) 床試驗，並獲批附條件上市；鑒定並創製靶向新冠刺突蛋白S和受體(ti) 結合域RBD的一係列中和單克隆抗體(ti) ，形成抗病毒“雞尾酒”中國抗體(ti) 組合方案。

我國科學家通過不懈努力和無私奉獻，通過嚴(yan) 謹高效的科研工作，為(wei) 我國取得抗擊新冠肺炎疫情鬥爭(zheng) 重大戰略成果提供了強大科學支撐。

新型冠狀病毒滅活疫苗

2. 嫦娥五號首次實現月麵自動采樣返回

11月24日，嫦娥五號探測器在海南文昌航天發射場發射，由長征五號運載火箭直接送入地月轉移軌道；此後，探測器經曆地月轉移、近月製動、環月飛行、月麵著陸、月麵采樣封裝、月麵起飛、月球軌道交會(hui) 對接與(yu) 樣品轉移、月地入射、月地轉移和再入回收等飛行階段，曆時23天嫦娥五號返回器攜帶月球樣品在內(nei) 蒙古四子王旗預定區域安全著陸。

作為(wei) 我國複雜度最高、技術跨度最大的航天係統工程，嫦娥五號首次完成了地外天體(ti) 采樣與(yu) 封裝、首次地外天體(ti) 表麵起飛、首次無人月球軌道交會(hui) 對接與(yu) 樣品轉移、首次月地入射並攜帶月球樣品高速再入返回地球等我國航天史上多個(ge) 重大技術突破，最終實現了我國首次地外天體(ti) 采樣返回。嫦娥五號月麵自動采樣返回任務的圓滿成功，標誌著我國探月工程繞、落、回三步走規劃的圓滿收官，是中國航天向前邁進的一大步，將為(wei) 深化人類對月球成因和太陽係演化曆史的科學認知做出貢獻。

嫦娥五號探測器

3. “奮鬥者”號創造中國載人深潛新紀錄

“奮鬥者”號全海深載人潛水器研製是我國“十三五”深海關(guan) 鍵技術與(yu) 裝備領域的重大攻關(guan) 任務，於(yu) 2016年立項啟動。2020年6月，“奮鬥者”號完成總裝集成與(yu) 水池試驗。2020年7月，“奮鬥者”號完成第一階段海試，共計下潛17次，最大下潛深度4548米。2020年10月10日，“奮鬥者”號啟航赴馬裏亞(ya) 納海溝開展第二階段海試，期間共計完成13次下潛，其中11人24人次參與(yu) 了8個(ge) 超過萬(wan) 米深度的深潛試驗。11月10日8時12分，“奮鬥者”號創造了10909米的中國載人深潛深度紀錄。

中國船舶七〇二所是“奮鬥者”號研製的牽頭單位，在潛水器的總體(ti) 設計、關(guan) 鍵技術研發、集成建造及試驗驗證等工作中發揮了核心作用，創建了獨立自主的全海深載人深潛裝備設計技術體(ti) 係，構建了穩定可靠的高標準、規範化的試驗、檢測與(yu) 應用體(ti) 係，進一步在潛水器總體(ti) 設計與(yu) 優(you) 化、係統調試與(yu) 仿真、深海作業(ye) 等關(guan) 鍵技術方麵取得重大突破，國際上首次攻克高強高韌鈦合金材料製備和焊接技術，實現萬(wan) 米級浮力材料固化成型新工藝自主可控，潛水器動力、推進器、水聲通信、智能控製等核心技術水平進一步提升。

“奮鬥者”號作為(wei) 當前國際唯一能同時攜帶3人多次往返全海深作業(ye) 的載人深潛裝備，其研製及海試的成功，顯著提升了我國深海裝備技術的自主創新水平，使我國具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力，體(ti) 現了我國在海洋高技術領域的綜合實力，是我國深海科技探索道路上的重要裏程碑。

“奮鬥者”號全海深載人潛水器

4. 揭示人類遺傳(chuan) 物質傳(chuan) 遞的關(guan) 鍵步驟

DNA複製是人類遺傳(chuan) 物質在細胞之間得以精確傳(chuan) 遞的基礎，人們(men) 對高等生物中識別DNA複製起始位點的具體(ti) 過程並不清楚，這在一定程度上也阻礙了人們(men) 對癌症發生發展機製的理解。中國科學院生物物理研究所李國紅團隊及其合作者揭示了一種精細的DNA複製起始位點的識別調控機製。該研究發現，組蛋白變體(ti) H2A.Z能夠通過結合組蛋白甲基化轉移酶SUV420H1，促進組蛋白H4的第二十位氨基酸發生二甲基化修飾。而帶有二甲基化修飾的H2A.Z核小體(ti) 能進一步招募複製起始位點識別蛋白，從(cong) 而幫助DNA複製起始位點的識別。該研究進一步發現，被H2A.Z-SUV420H1-H4K20me2通路調控的複製起始位點具有很強的複製活性，並偏向在複製期早期被激活使用。在癌細胞中破壞該調控機製後，癌細胞的DNA複製和細胞生長都受到了抑製。在T細胞中破壞該調控機製後，T細胞的免疫激活也受到了抑製。該研究闡述了一個(ge) 新穎的由H2A.Z介導的DNA複製表觀遺傳(chuan) 調控機製，對理解高等生物DNA複製起始位點的識別提供了新的視角，為(wei) 解決(jue) 長期存在的真核細胞DNA複製起始點選擇啟動問題做出了重要貢獻。

DNA複製起始調控的表觀遺傳(chuan) 機製

5. 研發出具有超高壓電性能的透明鐵電單晶

弛豫鐵電單晶[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3, PMN－PT]具有優(you) 異的壓電效應，已廣泛應用於(yu) 超聲成像、聲呐裝備和微電子機械係統（MEMS）等領域。然而，自其發現20多年以來，壓電性能就再沒有新的突破，並且由於(yu) 鐵電疇壁的存在，導致其透光率低，無法滿足當前壓電器件多功能、高靈敏度的發展需求，急需新的理論和設計方法。西安交通大學徐卓教授研究團隊揭示了弛豫鐵電單晶高壓電效應的起源，研發出了釤摻雜的PMN－PT單晶，其壓電性能超過4000 pC/N，相比未摻雜單晶提高了一倍。在此基礎上，利用電疇結構調控，消除了單晶中對光起散射作用的鐵電疇壁，首次在PMN－PT單晶中同時獲得了高壓電性和高透光性，突破了長期以來二者難以共存的國際難題。其壓電係數比現有的透明壓電單晶LiNbO3提高了100倍，電光係數最大可提高40倍，同時還具有更高的抗光損傷(shang) 閾值和非線性光學效應。這種透明鐵電單晶可大幅提升光聲成像係統在乳腺癌、黑色素瘤和血液疾病診斷中的成像分辨率，也為(wei) 研製高性能電光調製器、光學相控陣和量子光學器件提供了一種全新的關(guan) 鍵材料。這種具有優(you) 異電光、聲光和聲－光－電耦合效應的單晶材料，有望進一步開辟更多新的應用領域。

高壓電性透明鐵電單晶與(yu) 傳(chuan) 統鐵電單晶的對比

6. 2020珠峰高程測定

珠峰高度長期以來受到全世界關(guan) 注，精確測定珠峰高度並向全世界公布，彰顯國家綜合實力和科技水平。2020珠峰高程測量，中國科學家團隊綜合運用多種現代測繪技術，實現多個(ge) 重大技術創新突破，獲取了曆史上最高精度的珠峰高程成果。此次珠峰高程測量，北鬥衛星定位技術和國產(chan) 測量裝備首次全麵擔綱主力，國產(chan) 測量裝備應用實現重大突破。首次完成了峰頂地麵重力測量，獲取了人類曆史上第一個(ge) 珠峰峰頂的重力測量結果，有助於(yu) 提升珠峰高程測量精度。科學家團隊克服珠峰地區極端氣象和惡劣環境，首次實現珠峰峰頂及周邊區域1.27萬(wan) 平方千米的航空重力、光學和激光遙感測量的曆史性突破，填補了珠峰地區重力資料空白，大幅提升了珠峰高程測量的精度。與(yu) 2005年珠峰高程測量相比，珠峰地區大地水準麵精度提升幅度達300%。中國和尼泊爾科學家團隊開展科技合作，首次建立了基於(yu) 全球高程基準的珠峰地區大地水準麵，曆史上首次共同確定了基於(yu) 全球高程基準的珠峰雪麵高程8848.86米。除此之外，珠峰測量獲取的豐(feng) 富觀測數據成果，將為(wei) 珠峰地區的生態環境保護修複、自然資源管理、地質研究與(yu) 調查、地殼運動監測、氣候變化和冰川凍土研究等領域提供寶貴、翔實的第一手資料。

2020珠峰高程測量隊員在峰頂豎起測量覘標

7. 古基因組揭示近萬(wan) 年來中國人群的演化與(yu) 遷徙曆史

在國際古基因組學領域，有關(guan) 東(dong) 亞(ya) ，尤其是中國史前人群的古基因組研究非常匱乏。中國科學院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所付巧妹研究團隊首次針對中國南北方史前人群展開時間跨度最大、規模性、係統性的古基因組研究，通過前沿實驗方法成功獲取我國南北方11個(ge) 遺址25個(ge) 9500-4200年前的個(ge) 體(ti) 和1個(ge) 300年前個(ge) 體(ti) 的基因組，揭示中國人群自9500年以來的南北分化格局、主體(ti) 連續性與(yu) 遷徙融合史。研究發現中國南北方主體(ti) 人群9500年前已分化，但南、北方同期人群的演化基本是連續的，沒有受到明顯的外來人群的影響，遷徙互動主要發生在東(dong) 亞(ya) 區域內(nei) 各人群間；此外明確以台灣島原住民為(wei) 代表、廣泛分布在太平洋島嶼的南島語係人群，起源於(yu) 中國南方沿海地區且可追溯至8400年前。該項成果填補了東(dong) 方尤其是中國地區史前人類遺傳(chuan) 、演化、適應的重要信息缺環，為(wei) 闡明中華民族的形成過程及修正東(dong) 亞(ya) 南方人群演化模式做出重要科學貢獻。

東(dong) 亞(ya) 南北方不同時期人群的遺傳(chuan) 特點變化示意圖

8. 大數據刻畫出迄今最高精度的地球3億(yi) 年生物多樣性演變曆史

生命起源與(yu) 演化是世界十大科學之謎之一。地球上曾經生活過的生物99%以上已經滅絕，通過化石記錄重建地球生物多樣性變化曆史是認識當今生物多樣性現狀與(yu) 未來趨勢的最重要途徑之一。然而，地質曆史時期地球生物多樣性變化研究的時間分辨率低、生物分類粗，無法精確識別突發性重大生物演變事件，也不能為(wei) 近代地球生態係統演變研究提供重要參考。南京大學沈樹忠、樊雋軒團隊聯合國內(nei) 外專(zhuan) 家創建國際大型數據庫，自主研發人工智能算法，利用“天河二號”超算取得突破，獲得了全球第一條高精度的古生代3億(yi) 多年的海洋生物多樣性演化曲線，時間分辨率較國際同類研究提高400多倍。新曲線精準刻畫出地球生物多樣性演變過程中的多次重大生物滅絕、複蘇和輻射事件，揭示了當時生物多樣性變化與(yu) 大氣CO2含量以及全球性氣候劇變的協同關(guan) 係。該研究將推動整個(ge) 演化古生物學研究的變革。

古生代海洋生物多樣性曲線與(yu) 重要演化事件

9. 深度解析多器官衰老的標記物和幹預靶標

隨著人口老齡化程度的日益加劇，深入研究衰老、科學應對人口老齡化是新時代的國家重大需求。圍繞衰老的機製和幹預等核心科學問題，中國科學院動物研究所劉光慧研究組、曲靜研究組，中國科學院北京基因組研究所張維綺研究組，同北京大學湯富酬研究組聯合攻關(guan) ，利用多學科交叉的方法，在係統水平上揭示了哺乳動物多器官衰老的新型生物學標記物和可調控靶標。在衰老機製解析方麵，發現氧化還原通路穩態失衡是靈長類卵巢衰老的主要分子特征，為(wei) 評價(jia) 卵巢衰老及女性生殖力下降提供了新型生物學標誌物，也為(wei) 尋找延緩卵巢衰老的措施及開發相關(guan) 疾病的幹預策略提供了新思路。在衰老幹預方麵，闡明熱量限製（“七分飽”）可通過調節機體(ti) 各組織的免疫炎症通路，延緩多器官衰老的新型分子機製，揭示了代謝幹預、免疫反應與(yu) 健康壽命之間的科學聯係。這些研究成果加深了人們(men) 對器官衰老異質性和複雜性的理解，為(wei) 建立針對衰老及衰老相關(guan) 疾病的早期預警和科學應對策略奠定了重要基礎。

卡路裏限製延緩多器官衰老的係統生物學研究

10. 實驗觀測到化學反應中的量子幹涉現象

化學反應的進程伴隨著複雜的量子力學現象，但其通常難以被直接觀測到，因而化學反應的本質亦難以得到透徹的理解。中國科學院大連化學物理研究所楊學明院士、張東(dong) 輝院士、孫誌剛和肖春雷研究團隊提供了一個(ge) 研究範例。他們(men) 研究發現，在H + HD→H2 + D反應中，在碰撞能量為(wei) 1.9～2.2電子伏的範圍內(nei) ，產(chan) 物H2（v= 2，j= 3）的後向散射呈現顯著的振蕩（其中v是振動量子數，j是轉動量子數）。通過拓撲理論分析，發現該反應存在兩(liang) 條迥然不同的反應路徑，振蕩是由這兩(liang) 條路徑之間的量子力學幹涉所產(chan) 生的。該研究揭示了該反應在較低能量處，量子幾何相位效應仍然存在，並可以被觀測到。這非常類似於(yu) 眾(zhong) 所周知的Aharonov-Bohm效應，清晰地揭示了化學反應的量子性。

H + HD反應的兩(liang) 條途徑

“中國科學十大進展”遴選活動由科學技術部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）牽頭舉(ju) 辦，至今已成功舉(ju) 辦16屆，旨在宣傳(chuan) 我國重大基礎研究科學進展，激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神，開展基礎研究科學普及，促進公眾(zhong) 理解、關(guan) 心和支持基礎研究，在全社會(hui) 營造良好的科學氛圍。



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