科技实力再创新高,万众创新蓬勃发展。5年来,上海坚持创新在发展中的核心地位,全面强化创新策源功能,抢占科技发展制高点;加强创新资源整合,全面提升科研基础能力和发展能级;坚持面向未来超前谋划,主动布局一批代表前沿科技的先导产业……今天起,“上海科技”联合解放日报、上海科技报推出迎接上海市第十二次党代会专题报道,展示上海科技创新工作这五年耕耘及踏实前行之路。
85、87、124、107,这是从2018年到2021年上海科学家在全球三大顶级学术期刊《科学》《自然》《细胞》上发表的论文数量总和。这些论文占当年全国总数的比例依次为32.2%、28.4%、32%、29.8%。
无论是从两位数跃升到三位数,还是始终保持在30%左右的比例,都从一个侧面展现出上海的基础研究在过去4年间始终昂扬向上的发展之势,以及上海作为中国科研中心的引领地位牢不可破。
首个、首次、首例,成为常态
基础研究既是一次科学家满怀好奇心的探索之旅,也是一种“你有我无、我快你无”的激烈竞争。在这场全球参与的探索中,上海基础研究领域的科学家们成绩斐然。首个、首次、首例,成为上海基础研究的常态。
2018年1月,中科院脑科学与智能技术卓越创新中心成功培育出世界首个体细胞克隆猴的论文,以封面文章的形式登上《细胞》。2018年8月,中科院分子植物卓越中心与合作者在《自然》发表论文,宣布首次实现人工创建单条染色体的真核细胞,成为“人造生命”领域具有里程碑意义的重大科技突破。这两项出自上海科学家团队的成果,入选“2018年度中国科学十大进展”,并以高票位列前两名。
克隆猴“中中”和“华华”
人造单染色体酵母具有与天然酵母细胞相似的正常的功能
复旦大学彭慧胜、陈培宁等发现纤维锂离子电池内阻与长度之间独特的双曲余切函数关系,在此理论指导下构建的纤维锂离子电池具有优异且稳定的电化学性能,能量密度较过去提升近2个数量级,弯折10万次后容量保持率超过80%,入选了2021年度中国科学十大进展。
2022年,《自然》杂志刊发了上海交通大学崔勇教授团队及合作者的研究成果 “自支撑手性二维单层分子晶体” ,将手性化学、超分子化学和2D材料三个前沿领域有机结合起来,证实了自支撑单层2D分子晶体的存在,明确了跨层次/跨尺度的手性表达过程,扩大了现有手性材料和2D材料体系,为更广阔的研究和应用奠定了基础。
这些成果,展现出上海在生命科学、材料等基础研究领域依旧保持引领地位。与此同时,在数学、物理、化学、信息技术、交叉学科等领域,上海也不断产出高水平成果。
在《自然》2019年度十大杰出论文中,有两篇来自上海。复旦大学开创性地提出基于自噬小体绑定化合物的药物研发原创概念,通过基于化合物芯片和前沿光学方法的筛选,发现了特异性降低亨廷顿病致病蛋白的小分子化合物;中科院上海有机化学研究所则发现一种安全,高效合成罕见的硫(VI)氟类无机化合物FSO2N3(氟磺酰基叠氮)的方法。
此外,上海科学家们还积极参与国际基础研究中。2019年4月、2022年5月,中科院上海天文台与全球多个机构同步发布了人类拍摄的第一张黑洞照片和第一张银河系中心黑洞照片。在集各国天文学科研合力的“事件视界望远镜”项目中,上海科学家发挥了重要作用。
银河系中心黑洞的首张照片
疫情面前,基础研究不缺位
2020年开始,新冠疫情席卷全球。要战胜病毒,需要知己知彼。上海基础研究的科研人员积极行动。
2020年4月,《自然》和《科学》分别发表了来自上海科技大学的新冠病毒研究的重量级论文,都署上了饶子和院士的名字。早在当年1月,饶子和、杨海涛等团队在拿到新冠病毒样本的一周时间内,就解析了新冠病毒关键药物靶点——主蛋白酶的高分辨率三维空间结构,并综合利用3种不同的药物发现策略,找到针对新冠病毒的潜在药物。
冠状病毒3CL水解酶(Mpro)的高分率晶体结构
无独有偶,中科院上海药物所联合研究团队争分夺秒加速研究,发现了一种结构新颖、高效安全的抗新冠病毒候选药物,并解析了新冠病毒复制酶与瑞德西韦复合物结构,研究论文分别于2020年4月和5月在《科学》发表。
在新冠病毒变异出奥密克戎株之后,中科院上海药物所又迅速解析了变异株刺突蛋白,以及结合受体和抗新冠抗体的高分辨率结构。相关论文在今年发表于《科学》。
这些基础研究成果,揭下了新冠病毒的神秘面纱,为认识病毒特性,订制针对性的药物和治疗方案奠定了科学基础。
“基础研究特区”,鼓励勇闯“无人区”
上海要加快形成具有全球影响力的科技创新中心核心功能,必须全力做强创新引擎,把提升原始创新能力摆在更加突出的位置。而基础研究是整个科学技术体系的源头,也是突破核心技术问题的根源所在。没有“从0到1”的原创性突破,科技创新就是无源之水、无本之木。
2021年发布的《关于加快推动基础研究高质量发展的若干意见》将成为上海基础研发的强力助推器。《意见》提出,上海将在全国率先试点设立“基础研究特区”,重点针对本市具有基础研究显著优势的高校和科研院所进行长期、稳定资助,支持自由选题、自行组织、自主使用经费,引导科研人员以“宁打一口井、不挖十个坑”的态度心无旁骛开展研究。
“基础研究特区”率先在中科院上海分院、复旦大学、上海交通大学三家单位开展试点。以五年为周期,市政府每年给予一定金额的支持,试点单位匹配相应的资金。
复旦大学校长金力说,“复旦大学基础研究特区计划要进一步发挥基础研究对科技创新的源头供给和引领作用,打造学校新的科研增长点和学科优势领域,成为学校基础研究的新品牌、新起点。”上海交通大学常务副校长丁奎岭说,“上海交通大学基础研究特区计划培育一批勇攀科学险峰的优秀青年人才及团队,努力抢占全球创新先发优势,取得若干重大原创性成果”。
“‘基础研究特区’计划的关键词是‘特’,针对基础研究的主要特征,与传统项目管理有所区别,尤其在实施方法、经费使用和评价标准方面有所不同。”中科院上海分院院长胡金波希望以此引导科学家勇闯“无人区”。
此外,上海还创新基础研究力量的组织方式,启动“探索者计划”,引导企业与政府联合设立科研计划,鼓励企业和社会捐赠或设立基金会,探索与国家自然科学基金委员会共同设立区域创新发展联合基金。
在优化科研经费管理方式上,探索基于信任和诚信的科技评价制度和经费管理制度,给予科研人员更大的经费使用自主权,将科学家从报表、审批等过多的事务性工作中解放出来,并赋予更大技术路线决定权和经费使用权。
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