清華三項成果入選2016年度「中國高校十大科技進展」

清華新聞網12月29日電 近日，由教育部科技委員會組織評選的第19屆「中國高等學校十大科技進展」經過形式審查、學部初評、項目終審評選專項工作等流程後在京揭曉,清華大學共有3項成果入選，入選成果數量位居各大高校之首。

這3項成果分別是：孫宏斌教授團隊的「複雜電網自律-協同無功電壓自動控制系統關鍵技術及應用」, 謝道昕教授團隊的「植物分枝激素獨腳金內酯的感知機制」，以及顏寧教授團隊的「肌肉興奮-收縮偶聯的分子機理探索」。

3項成果簡介如下：

複雜電網自律-協同無功電壓自動控制系統關鍵技術及應用

電壓是智能電網運行的核心指標。電壓問題是全球歷次重大停電事故的關鍵誘因，也是我國大規模可再生能源併網的一個主要障礙。複雜電網電壓控制(AVC)是世界性難題，在該領域國際權威、美國一流大學課題組的研究擱淺後，美國轉而尋求與清華大學孫宏斌項目組合作。

清華大學孫宏斌團隊歷時20餘年，突破了複雜電網電壓控制從單控制中心到多控制中心、從常規電網到可再生能源電網、從中國電網到北美電網應用中的系列技術難題，獲得中國發明專利授權57項、美國專利3項，研製成功具有自主知識產權的複雜電網電壓控制系統，覆蓋全國56%的常規機組與37%的風/光機組，承擔了已投運的全部8條交直流特高

線路近區電網電壓控制，在智能電網安全經濟運行和大規模可再生能源接納等方面取得了巨大社會經濟效益。

本項目突破了美國曆時40個月的三輪信息安全檢查，解答了3000餘個信息安全問題，控制了包括美國華盛頓特區和東部十三個州的獨立系統運營商電網，實現了美國首例複雜電網電壓控制，是我國先進電網控制系統首次出口美國。

成果運用在美國首都華盛頓特區和東部十三個州。

2016年，由六位院士領銜的鑒定會認為：項目是「重大的原創性科研成果，整體上達到了國際領先水平」「具有里程碑意義」。美國能源部顧問、工程院院士博思教授（Bose）認為，該成果「使中國在電壓控制領域遙遙領先於世界」。成果獲2016年教育部技術發明一等獎（已公示）。

植物分枝激素獨腳金內酯的感知機制

植物分枝是決定植物生長發育和作物產量的重要性狀。獨腳金內酯對植物分枝起關鍵調控作用，並對植物與微生物及雜草的相互作用起重要調控作用。

闡明激素感知機制，對於揭示生命現象的本質、提高生物的生存和發展能力具有重要意義。目前發現的所有動物激素和植物激素，都遵循19世紀80年代揭示的「配體-受體」可逆識別規律：配體（激素活性分子）通過非共價鍵可逆地結合受體，循環地觸發信號傳導鏈，調控各種生命活動。

清華大學謝道昕、饒子和、婁智勇三位學者合作，發現了獨腳金內酯的活性分子，闡明了獨腳金內酯的受體，揭示了新型的「底物-酶-活性分子-受體」不可逆識別機制（受體D14參與合成獨腳金內酯活性分子CLIM，然後通過共價鍵不可逆地結合CLIM，觸發信號傳導鏈、調控植物分枝）。

植物激素獨腳金內酯(Strigolactone, SL)受體識別的分子機制。

該成果於2016年8月25日發表於《自然》期刊。《自然》《科學信號》（Science Signaling）和《中國科學 生命科學》（Science China Life Sciences）三種頂級期刊都專門發文高度評價本工作，這是生命科學領域激素研究的重大發現。新發現的獨腳金內酯受體識別機制，不同於百年研究歷程所建立的經典受體的可逆識別機制，具有重大科學意義和重要應用前景。

肌肉興奮-收縮偶聯的分子機理探索

興奮收縮偶聯是調控骨骼肌和心肌正常收縮功能的重要基礎生理過程。該過程主要由兩個重要的鈣離子通道參與，分別是位於細胞膜上的電壓門控鈣離子通道Cav 和位於肌質網膜上的利阿諾定受體（Ryanodine receptor，RyR）。電壓門控鈣離子通道能夠感受細胞膜電勢變化，將信號傳遞給下游的利阿諾定受體，促使鈣離子釋放進入細胞質，進而引起肌肉的收縮。鈣離子通道的功能異常會導致心率紊亂、癲癇等疾病，而利阿諾定受體的紊亂會導致肌中央軸空病等疾病。因此它們是重要的藥物靶點，其結構解析工作具有重要的生理學和藥理學意義。

Cav1.1的電鏡密度圖（左）和整體結構模型（右）。

清華大學顏寧研究組利用結構生物學手段來研究興奮收縮偶聯過程。研究者採用創新的蛋白提純方法，獲得了性質良好的蛋白樣品，並利用前沿的單顆粒冷凍電鏡技術，在世界上首次解析了利阿諾定受體2個亞型（RyR1，RyR2）的近原子解析度結構。尤其重要的是，他們還解析了備受矚目的首個真核電壓門控鈣離子通道結構，為理解電壓門控鈣離子通道和鈉離子通道的功能提供了分子基礎，為基於結構的藥物研發提供了重要理論指導。這一系列重大成果也為理解肌肉興奮收縮偶聯提供了重要的結構基礎。

利阿諾定受體亞型1（RyR1）單體結構域解析及四聚體的三維電鏡結構。

關閉及開放構象的利阿諾定受體亞型2（RyR2）。

相關成果共發表 5 篇高水平論文，其中Cav1.1 工作於2015 年12 月18 日和2016年9 月8 日分別在《科學》（Science）期刊和《自然》（Nature）期刊發表；亞型1（RyR1）的結構解析工作於2015 年1 月1 日和2016 年7 月29 日發表在《自然》（Nature）期刊和《細胞研究》（Cell Research）期刊；亞型2（RyR2）的結構解析工作於2016 年9 月22 日在《科學》（Science）期刊在線發表。

2016「中國高等學校十大科技進展」的另外7項成果來自北京大學、浙江大學等5所高校。「中國高等學校十大科技進展」的評選自1998年開展以來，至今已19屆，這項評選活動對提升高等學校科技的整體水平、增強高校的科技創新能力發揮了積極作用，併產生了較大的社會影響，贏得了較高的聲譽。

供稿：科研院成果辦 編輯：李華山 襄樺