现代快报讯（实习生 杨欣桐 记者 阿里亚）二氧化碳人工合成淀粉、新冠疫情防控有关研究、鸟类长距离迁徙之谜 ……2022 年 1 月 10 日，中国科协生命科学学会联合体公布 2021 年度中国生命科学十大进展，包括 8 个知识创新类和 2 个技术创新类项目成果。现代快报记者了解到，东南大学脑科学与智能技术研究院彭汉川教授领衔的 " 全脑单神经元多样性研究及信息学大数据平台 " 研究项目入选。

△人工合成淀粉

首次实现氧化碳人工合成淀粉，" 西北风 " 真能吃饱了

说起淀粉，大家都不陌生。我们平时吃的米饭、玉米、大米等谷物中，最重要也最基本的物质是淀粉。同时，淀粉也是重要的工业原料。如果现在告诉你，用一种气体就可以合成淀粉，你会不会觉得像魔法？此次入选的 " 从二氧化碳到淀粉的人工合成 "，就在国际上首次实现了淀粉的人工合成。

" 这太牛了！"" 是不是以后真的可以喝西北风啦？"" 既解决了吃饭问题又解决了地球二氧化碳太多的问题，希望赶紧能实现应用 "…… 此消息一经发布便引发广泛关注，还有许多网友好奇，这项神奇的技术到底是怎么实现的？

据了解，自然界的淀粉合成与积累，涉及 60 余步生化反应以及复杂的生理调控。通过多年研究攻关，中科院天津工业生物所联合大连化物所等单位，采用一种类似 " 搭积木 " 的方式，从头设计、构建了 11 步反应的非自然固碳与淀粉合成途径。

实验室初步测试显示，人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉的 8.5 倍。在充足能量供给的条件下，按照目前技术参数，理论上 1 立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国 5 亩玉米地的年产淀粉量。

国内外领域专家评价认为，该成果是 " 典型的 0 到 1 的原创性突破 "，是一项具有 " 顶天立地 " 重大意义的科研成果，将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响。

人工合成淀粉是什么味道？距离量产还远吗？" 如果把人工合成淀粉做成面条、粉丝，大概会像意大利面那样劲道。" 科研人员们说，距离量产还有比较长的时间，他们还需要攻克更多技术难关。

△全脑范围完整神经元形态成像、重建、配准、分析平台和流程

厉害了，这项脑科学成果出自东南大学团队之手

脑，是我们每个人的 " 顶级配置 "。我们之所以有喜怒哀乐，能够学习工作、运动娱乐，都离不开大脑的调控。

神经元是大脑的基础，不过想要清晰地看清并重建大量神经元全脑形态，非常难。而东南大学脑科学与智能技术研究院彭汉川、顾忠泽、谢维团队做到了。他们建立了世界上首个完整的全脑单神经元分辨率大数据和信息学平台，并应用于全鼠脑研究。

人脑大约有 860 亿个神经元，神经元间的有序连接网络决定了大脑能实现哪些功能。" 虽然小鼠的大脑和人类的大脑存在差异，但是在结构和细胞类型方面大体上是相似的。" 科研人员表示，观察小鼠的神经元结构，对于了解人脑结构和功能有重要参考价值。

现代快报记者了解到，他们的研究对大脑细胞分型和功能、脑连接环路、全脑大规模模拟、类脑计算、基于生物脑的新型人工智能算法和系统等会持续产生重要作用。

△《自然》杂志封面及北极游隼迁徙路线

鸟类迁徙为何不迷路？原来它们有 " 迁徙基因 "

鸟类迁徙是最受关注的自然奇观之一。据估计，全球现存 1 万多种鸟类中约 1/5 是迁徙鸟类，它们的迁徙路线几乎遍布全球。长期以来，人们一直好奇，没有导航能力的鸟类到底是凭借什么能力，飞了那么远的距离都不会走错路线的？

中科院动物研究所詹祥江团队历时 12 年，通过整合多年卫星追踪数据和种群基因组信息，建立了一套大陆尺度的北极游隼迁徙研究系统，揭秘鸟类迁徙路线的主要形成原因和长距离迁徙关键基因。

游隼是世界上飞行速度最快的动物之一，分布在除南极洲之外的全球六大洲。科研人员们在北极圈的主要繁殖地为 56 只游隼佩戴卫星追踪器，构建了一套北极游隼迁徙系统。基因组学分析显示，两个游隼种群分别具有最近共同祖先。

通过种群基因组对比分析，科研人员们首次发现一个和记忆能力相关的基因在长距离迁徙种群中受到正选择。实验证明长、短迁徙种群主要基因型存在功能差异，揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。

此次的十大进展中，还有一项与动物有关——远古时期的鱼类是如何进化登上陆地的？西北工业大学生态环境学院王文、王堃团队与中科院水生生物研究所何舜平、昆明动物所张国捷等团队合作，发现硬骨鱼祖先已进化出了适应陆地的相关初步遗传基础，并在肉鳍鱼内得到进一步加强，最终进化为四足动物而成功登上陆地。

对动物进行密切监控，给预防和治疗新冠肺炎带来希望

此次的十大进展中，有关抗击疫情的两项研究—— " 新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制研究 " 与 " 冠状病毒的跨种识别和分子机制 "，对当今国际社会复杂的抗疫形势有重大意义。

当前，新冠病毒肺炎疫情已持续两年，不断出现的突变株对发展广谱药物提出急迫需求。由病毒复制酶组成 " 转录复制复合体 "，负责病毒转录复制的全过程，在各突变株中高度保守，是开发广谱药物的核心靶点。

清华大学饶子和院士、娄智勇教授课题组，在国际上首次发现和重构了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式。以此为基础，课题组首次明确了病毒 mRNA" 加帽 " 成熟的关键酶分子，找到新型、安全的广谱抗病毒药物，阐明了瑞德西韦等药物效果不良的分子机制，为优化药物提供关键依据。

近 20 年，人类遭受了三次由冠状病毒引发的重大疫情。大多数感染人的冠状病毒来源于动物，而病毒在人际传播往往是滞后的，疾病防控的关口需要在 " 时间 " 上前移。因此，此次入选的十大进展中，另外一项有关抗疫的研究，着重于预防新的冠状病毒引发疫情。

这项由中国科学院微生物研究所高福院士团队开展的研究，建立了高效评估冠状病毒跨种识别能力的方法，利用这些方法对蝙蝠源性冠状病毒和穿山甲源性冠状病毒的跨种传播潜在风险进行评估，发现上述三种冠状病毒存在跨种传播的潜在风险，提示我们要持续对动物源性冠状病毒进行监测。

2021 年度中国生命科学十大进展（排名不分先后）：

1、从二氧化碳到淀粉的人工合成

2、脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制

3、新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制

4、转录起始超级复合物组装机制

5、提高中晚期鼻咽癌疗效的高效低毒治疗新模式

6、异源四倍体野生稻快速从头驯化

7、冠状病毒的跨种识别和分子机制

8、揭开鸟类长距离迁徙之谜

9、干涉单分子定位显微镜

10、全脑单神经元多样性研究及信息学大数据平台

（中国科协供图）