一、單個納米顆粒光學(xué)檢測新原理研究
納米尺度顆粒的快速檢測在環(huán)境監(jiān)測、惡性腫瘤早期篩查和國家安全方面具有十分重要的意義。基于微納光學(xué)的傳感技術(shù)擁有無標(biāo)記和抗電磁干擾等優(yōu)勢，為上述應(yīng)用提供了新的機(jī)遇,但在快速探測和超高靈敏度方面仍面臨挑戰(zhàn)。為此，急需提出新的光學(xué)傳感原理，突破傳統(tǒng)檢測極限，獲得分辨單個納米級顆粒的檢測能力。北京大學(xué)龔旗煌院士和肖云峰研究員等制備出超高品質(zhì)因子固態(tài)光學(xué)微腔器件，極大地增強(qiáng)了光與物質(zhì)的相互作用，并實(shí)現(xiàn)超低閾值微腔拉曼激光發(fā)射。在此基礎(chǔ)上，他們提出利用微腔拉曼激光模式劈裂來檢測單納米尺度顆粒的新方法。實(shí)驗(yàn)上，他們在液體環(huán)境下證明了新方法檢測單個20納米尺度顆粒的能力。這一方法的實(shí)現(xiàn)既可顯著降低實(shí)驗(yàn)難度又具有良好的抗噪聲能力。同時，他們還與浙江大學(xué)童利民教授等合作，研制出納米光纖陣列傳感器，可快速檢測單個百納米尺度顆粒，并測定尺寸。這些新的原理和技術(shù)將推進(jìn)光學(xué)傳感的檢測極限達(dá)到單分子水平，并具有實(shí)時便捷等優(yōu)勢。
研究成果分別發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》和《先進(jìn)材料》(封面文章)上。工作得到國際學(xué)術(shù)界的重視，被Phys.org和Materials Views等多家國際科技媒體專題圖文報道，并引起了大眾媒體的關(guān)注。
二、網(wǎng)構(gòu)軟件理論、方法與技術(shù)
互聯(lián)網(wǎng)正在逐步演化成一個全球泛在的計算平臺，其開放、動態(tài)和難控的特性對軟件技術(shù)提出了一系列重大挑戰(zhàn)。以北京大學(xué)梅宏院士和南京大學(xué)呂建院士領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)從2000年開始率先從軟件角度探討互聯(lián)網(wǎng)計算，提出一種互聯(lián)網(wǎng)軟件新范型—網(wǎng)構(gòu)軟件(Internetware)，并在國家973計劃連續(xù)兩期項(xiàng)目的支持下，建立了一套網(wǎng)構(gòu)軟件技術(shù)體系，取得一系列重要突破：構(gòu)造了一個開放、協(xié)同的網(wǎng)構(gòu)軟件模型，用以描述和規(guī)約自主性、協(xié)同性、演化性、情境性、涌現(xiàn)性和可信性等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用新特性;提出了支持按需協(xié)同和在線演化的容器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)機(jī)制，支持系統(tǒng)自治管理，設(shè)計實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)構(gòu)軟件的運(yùn)行時支撐平臺;提出了全生命期軟件體系結(jié)構(gòu)驅(qū)動的網(wǎng)構(gòu)軟件開發(fā)和演化方法。
作為中國學(xué)者自主提出的學(xué)術(shù)理念，網(wǎng)構(gòu)軟件研究整體處于國際先進(jìn)水平，在軟件構(gòu)件、軟件體系結(jié)構(gòu)、軟件自適應(yīng)等技術(shù)上處于國際領(lǐng)先行列。在軟件領(lǐng)域頂級國際會議和期刊發(fā)表近百篇學(xué)術(shù)論文，十多次入選最佳/優(yōu)秀/亮點(diǎn)論文，數(shù)十次在國際會議上做主題/特邀報告;獲得一批中國發(fā)明專利，形成多項(xiàng)國際、國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);研制的工具和系統(tǒng)在國內(nèi)外眾多大中型信息系統(tǒng)中得到應(yīng)用;多次獲得國家和部委級科技成果獎。對我國軟件領(lǐng)域創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略做出了重要貢獻(xiàn)。
三、免疫細(xì)胞分化發(fā)育與功能調(diào)控新機(jī)制研究
免疫系統(tǒng)為什么能夠精確地感知外界病原體侵襲并及時啟動能夠清除病原體的免疫應(yīng)答反應(yīng)?這是免疫學(xué)領(lǐng)域前沿性重大科學(xué)問題。目前認(rèn)為具有“哨兵”功能的樹突狀細(xì)胞(DC)起了關(guān)鍵性作用，但對于樹突狀細(xì)胞為什么具有這樣的特殊免疫功能尚不十分清楚。第二軍醫(yī)大學(xué)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室曹雪濤課題組從表觀遺傳和蛋白質(zhì)修飾的新角度，研究了樹突狀細(xì)胞分化發(fā)育的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了一種樹突狀細(xì)胞選擇性高表達(dá)并對于樹突狀細(xì)胞發(fā)育成熟至關(guān)重要的以前未見報道的新長鏈非編碼RNA(將之命名為樹突狀細(xì)胞長鏈非編碼RNA，lnc-DC)，對于為什么lnc-DC 能夠決定樹突狀細(xì)胞的發(fā)育成熟進(jìn)行了機(jī)制研究，首次提出了胞漿中的lnc-DC能夠直接結(jié)合磷酸化蛋白信號分子STAT3而起關(guān)鍵性作用，此作用方式對于研究其它生命科學(xué)現(xiàn)象及其RNA與蛋白質(zhì)相互作用機(jī)理有重要的啟示與借鑒意義。此外，對于如何控制樹突狀細(xì)胞不過度活化以避免機(jī)體發(fā)生自身免疫性疾病，該課題組發(fā)現(xiàn)了一個名為Rhbdd3的蛋白質(zhì)分子能夠抑制樹突狀細(xì)胞成熟和分泌炎癥因子，阻止了自身免疫性疾病發(fā)生。該研究豐富了對免疫細(xì)胞分化發(fā)育與參與自身免疫病機(jī)制的認(rèn)識，對疫苗研發(fā)和疾病免疫治療探索有指導(dǎo)作用。研究結(jié)果分別發(fā)表于今年《Science》和《Nature Immunology》。
