解析生命、化學、數學基礎研究,科學大咖對話青年科研創新力量|科學峰會(上)

2022未來科學大獎周科學峰會正式于全網播出

吳文隆整理編輯

11月25日,為期兩天的2022未來科學大獎周科學峰會正式于全網播出。在第一日的活動中,來自北京大學、清華大學、復旦大學、香港大學、香港科技大學、中國科學技術大學、維吉尼亞大學等國內外高校院所,以及中國科學院、北京國際數學研究中心、尋百會 (GV20 Therapeutics)等科研機構的傑出科學家,分別圍繞化學、生命科學、數學3大學科,聚焦“納米催化與材料”、“表觀遺傳學”、“流體與動力系統”等細分領域分享前沿科學成果,探討學術創新,共襄科學盛舉。值得一提的是,今年的科學峰會中,青年科學家和青年學子們也悉數亮相,他們作為未來科研創新發展的主力軍,就學術前沿及應用發展與演講嘉賓們展開了交流對話。

改變物質微觀結構

創造全新材料

在【化學納米催化與材料專場中,2022未來科學大獎周Program Committee聯席主席、北京大學前校長、北京大學未來教育管理研究中心首創主任林建華在致辭中對演講嘉賓的研究領域與課題進行介紹與解讀。

他介紹指出,李亞棟教授從事無機納米材料化學、納米催化與單原子催化等交叉領域研究,在納米催化領域發現並提出納米晶面效應與表介面效應。趙東元教授從事功能介孔材料合成、結構和在催化、電池、生物、水處理等能源方向應用的研究工作,他提出了單元分步組裝機理、有機-有機自組裝概念,並將無機介孔材料的合成擴展到有機高分子組成體系,創制了有序介孔有機高分子、碳材料。任詠華教授主要從事無機/金屬有機化學、超分子化學、光物理學和光化學、以及可應用於傳感、有機光電和能源方面的分子功能材料基礎研究工作。曾經獲得過包括歐萊雅-聯合國教科文組織世界傑出女科學家成就獎、Josef Michl美國化學會光化學獎、國家自然科學獎二等獎等榮譽。

清華大學教授、清華大學校學術委員會副主任、北京師範大學勵耘教授、安徽師範大學校長、中國科學院院士、發展中國家科學院院士李亞棟,以《納米催化與材料——單原子催化的機遇與挑戰》為題進行了學術報告,介紹了納米尺度下的金屬在多相催化領域中的應用。他指出,金屬納米團簇、金屬單原子以及不同金屬的晶面都表現出了獨特的催化性能,在特定反映的活性、選擇性上具有顯著優勢。團隊開發的若干種貴金屬單原子催化劑顯示出廣闊的工業化應用前景,目前已在汽車尾氣淨化、乙烯環氧化、燃料電池等領域得到驗證。

復旦大學化學與材料學院院長、中國科學院院士趙東元,在以《功能介孔材料:現在與將來》為題的學術報告中介紹了功能介孔材料在能源領域的應用。他表示,通過構建2-50納米孔道結構的複合分子篩,實現了重(渣)油的高效轉化,並實現了工業化應用。通過控制合成手段,以單膠束納米球為基本單元,製備了兩親性的固體表面活性劑、稀土介孔材料、二維介孔材料等各類新型材料,進一步豐富了材料學科和催化學科的內涵。

香港大學黃乾亨黃乾利基金教授(化學與能源)、香港大學化學系講座教授、中國科學院院士、發展中國家科學院院士、美國國家科學院外籍院士、歐洲人文和自然科學院外籍院士、香港科學院創院院士任詠華,在題為《實現激發態調控從分子設計至超分子組裝、納米結構及功能》的報告中,介紹了她的研究團隊在金屬配位元發光材料的設計、組裝與結構調控方面的工作進展。利用共軛的炔烴、聯吡啶化合物和金屬―金屬弱相互作用的有機結合,設計並合成了多種發光材料和感測器。這些成功能夠用於多種離子、有機分子和生物分子的靈敏分析和檢測。

北京大學長聘教授、英國皇家化學會會士郭少軍主持本場活動的對話問答環節,李亞棟、趙東元、任詠華三位教授也在該環節中針對線上觀眾所提出的“單分子催化的工業應用”、“ 介孔材料在煤炭化工領域的應用前景”以及“新型催化劑活性和穩定性協同提升的設計準則”等問題進行了互動、探討與解答。

探秘表觀遺傳學

揭示生命奧秘

在【生命科學表觀遺傳學專場中,中國科學院生物物理所研究員朱冰在致辭中對演講嘉賓的研究領域與課題進行介紹與解讀。

他介紹指出,湯富酬主要從事人類早期胚胎以及生殖系細胞發育以及癌症的單細胞功能基因組學研究。在國際上率先系統發展了單細胞功能基因組學研究體系,開啟了單細胞轉錄組測序時代。劉小樂教授作為一名出色的生物資訊學家,專注於轉化癌症研究的演算法開發和大資料集成建模,為發現癌症藥物反應生物標誌物、耐藥機制和有效的聯合療法做出了傑出貢獻。李國紅教授主要致力於30nm染色質纖維結構與功能及其表觀遺傳調控機理的研究,並先後入選和獲得中科院"百人計畫"、國家傑出青年基金等殊榮。

北京大學生命科學學院BIOPIC中心教授、北京未來基因診斷高精尖創新中心(ICG)研究員湯富酬,以《利用單細胞測序技術探索人類生殖系細胞發育的奧秘》為題進行了學術報告,系統地介紹了單細胞測序技術及其在人類生殖系細胞發育中的研究應用。2009年湯富酬教授率先開發出了單細胞轉錄組測序技術,開啟了單細胞測序技術時代。隨後的這十幾年間,湯富酬教授課題組不斷發展出新的單細胞組學測序技術,並進一步將這些技術應用在對人類生殖系細胞發育的探索中,系統性地對人類胚胎生殖系細胞特點進行了剖析。此外,湯富酬教授還介紹了其在單細胞組學三代測序技術領域的最新進展。

2022未來科學大獎周Program Committee委員、尋百會 (GV20 Therapeutics) 公司董事長兼首席執行官劉小樂,在《Computational Modeling of Epigenetics and Gene Regulation》的學術報告中介紹了過去20年間,她與團隊在Dana Farber癌症研究所和哈佛大學做的研究。其最早從研究基因調控開始,逐步延伸到表觀遺傳學,她與實驗室做了大量關於表觀遺傳學的資料分析以及相關分析演算法和工具的開發,包括適用於CHIP-seq資料分析的MACS演算法、適用於單細胞ATAC-seq資料分析的演算法MAESTRO,適用於單細胞RNA-seq和ATAC-seq雙組學的分析演算法MIRA等,並建立了公共的轉錄因數資料庫,用於輔助轉錄因數相關的研究。

中國科學院生物物理研究所研究員李國紅,以《染色質結構與人類健康和疾病》為題,介紹了他與實驗室近年來的開創性的工作。其與實驗室專注於研究染色質高級結構,尤其是染色質30-nm結構,於2014率先解析出了染色質30-nm冷凍電鏡結構,填補了這一研究領域的空白。隨後利用單分子磁鑷技術,研究了染色質四核小體內和四核小體間的核小體相互作用,發現四核小體是比較穩定的中間結構單元,並進一步研究了單個核小體的動態變化規律。他指出,染色質30-nm結構在細胞增殖過程中的表觀遺傳維持方面的作用,以及30-nm結構異常和腫瘤發生和發展、兒童孤獨症、雷氏綜合症的關係。

對話問答環節,朱冰研究員與湯富酬、劉小樂、李國紅三位嘉賓圍繞“父源基因組去甲基化”、“先鋒轉錄因數預測”以及“染色質結構狀態與表觀系統容錯性間的關係”等話題展開交流與對話。四位嘉賓也與線上觀眾互動,圍繞“表觀遺傳調節與細胞狀態或生理功能的調控”、“染色質較大尺度的高分辨時空資訊獲取”以及“後天環境對表觀遺傳學的影響”回答觀眾的提問。

同時,維吉尼亞大學副教授臧充之,針對觀眾提出的問題如“表觀遺傳學與幹細胞改造”、“不同物種間的表觀遺傳修飾差異”以及“表觀遺傳學對人類進化的影響”,分別與朱冰、湯富酬、劉小樂、李國紅展開對話與探討。

0-9理解世界

感受無處不在的數學

在【數學流體與動力系統專場中,未來科學大獎周Steering Committee委員、未來論壇理事、北京國際數學研究中心主任、中國科學院院士、美國人文與科學院外籍院士田剛在致辭中分別對演講嘉賓的研究領域與課題進行介紹與解讀。

他介紹指出,葉向東教授長期從事基礎數學中突破動力系統遍歷理論及其應用的研究,是我國在拓動力系統方向的領軍學者。沈維孝教授從事動力系統的研究,他與合作者完全解決了實Fatou猜想,他還對一維實和複動力系統的吸引子和統計性質以及Weierstrass函數圖像的維數問題作了深入研究。葛靈睿教授博士畢業于南京大學,並於2019年獲得數學博士學位。他的研究領域為動力系統、數學物理與譜理論,主要研究方向為逆週期薛定諤運算元譜理論。

中國科學技術大學教授、中國科學院院士葉向東,以《組合數論研究中的動力系統方法》為題進行學術報告,介紹了動力系統的基本概念和發展歷史,如何從動力系統的角度看待組合數論中的van der waerden定理和Szemeredi定理,以及自己與合作者最近在這一方面的工作以及其他國際同行的相關工作。

復旦大學上海數學中心教授、數學科學學院教授沈維孝,在以《圓周擴張映射上的一維線性斜積》為題,介紹了一類具體映射的的動力系統性質。沈教授圍繞“圓周擴張映射上的一維線性斜積”的有關性質,簡單介紹了一些低維動力系統的歷史,並展示了近期他與高睿、任浩傑得到的一類橫截性,及其在遍歷優化問題和魏爾斯特拉斯函數圖像維數問題中的應用。

北京國際數學研究中心助理教授、研究員葛靈睿,進行了以《解析單頻薛定諤運算元的全域分析》為題的學術報告,介紹了擬週期薛定諤運算元譜理論,量子力學與薛定諤運算元譜理論的關係,以及如何用動力系統方法對譜理論進行研究。在演講中,葛靈睿對於解析單頻薛定諤運算元的全域分析進行探討,並展示了其與合作者在這一方面的相關工作。

對話問答環節,田剛教授與葉向東、沈維孝、葛靈睿三位嘉賓圍繞“動力系統與組合數論間的聯繫”、“ 組合數論對拓撲動力系統的推動作用”以及“數學與物理跨學科交叉”等問題展開交流與對話。同時,四位嘉賓也與線上觀眾互動,圍繞觀眾提出的“離散動力系統與連續動力系統的研究方法”、“流體力學與動力系統的前沿科研議題”以及“流體力學方程的標誌性應用”等問題進行了互動、探討與解答。(圖 主辦單位提供)

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發表者:台北總社

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