解析生命、化学、数学基础研究，科学大咖对话青年科研创新力量｜科学峰会（上）

11月25日，为期两天的2022未来科学大奖周科学峰会正式于全网播出。在第一日的活动中，来自北京大学、清华大学、复旦大学、香港大学、香港科技大学、中国科学技术大学、弗吉尼亚大学等国内外高校院所，以及中国科学院、北京国际数学研究中心、寻百会 (GV20 Therapeutics)等科研机构的杰出科学家，分别围绕化学、生命科学、数学3大学科，聚焦“纳米催化与材料”、“表观遗传学”、“流体与动力系统”等细分领域分享前沿科学成果，探讨学术创新，共襄科学盛举。值得一提的是，今年的科学峰会中，青年科学家和青年学子们也悉数亮相，他们作为未来科研创新发展的主力军，就学术前沿及应用发展与演讲嘉宾们展开了交流对话。

改变物质微观结构

创造全新材料

在【化学】纳米催化与材料专场中，2022未来科学大奖周Program Committee联席主席、北京大学前校长、北京大学未来教育管理研究中心首创主任林建华在致辞中对演讲嘉宾的研究领域与课题进行介绍与解读。

他介绍指出，李亚栋教授从事无机纳米材料化学、纳米催化与单原子催化等交叉领域研究，在纳米催化领域发现并提出纳米晶面效应与表界面效应。赵东元教授从事功能介孔材料合成、结构和在催化、电池、生物、水处理等能源方向应用的研究工作，他提出了单元分步组装机理、有机-有机自组装概念，并将无机介孔材料的合成扩展到有机高分子组成体系，创制了有序介孔有机高分子、碳材料。任咏华教授主要从事无机/金属有机化学、超分子化学、光物理学和光化学、以及可应用于传感、有机光电和能源方面的分子功能材料基础研究工作。曾经获得过包括欧莱雅-联合国教科文组织世界杰出女科学家成就奖、Josef Michl美国化学会光化学奖、国家自然科学奖二等奖等荣誉。

清华大学教授、清华大学校学术委员会副主任、北京师范大学励耘教授、安徽师范大学校长、中国科学院院士、发展中国家科学院院士李亚栋，以《纳米催化与材料——单原子催化的机遇与挑战》为题进行了学术报告，介绍了纳米尺度下的金属在多相催化领域中的应用。他指出，金属纳米团簇、金属单原子以及不同金属的晶面都表现出了独特的催化性能，在特定反映的活性、选择性上具有显著优势。团队开发的若干种贵金属单原子催化剂显示出广阔的工业化应用前景，目前已在汽车尾气净化、乙烯环氧化、燃料电池等领域得到验证。

复旦大学化学与材料学院院长、中国科学院院士赵东元，在以《功能介孔材料：现在与将来》为题的学术报告中介绍了功能介孔材料在能源领域的应用。他表示，通过构建2-50纳米孔道结构的复合分子筛，实现了重（渣）油的高效转化，并实现了工业化应用。通过控制合成手段，以单胶束纳米球为基本单元，制备了两亲性的固体表面活性剂、稀土介孔材料、二维介孔材料等各类新型材料，进一步丰富了材料学科和催化学科的内涵。

香港大学黄乾亨黄乾利基金教授（化学与能源）、香港大学化学系讲座教授、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、美国国家科学院外籍院士、欧洲人文和自然科学院外籍院士、香港科学院创院院士任咏华，在题为《实现激发态调控-从分子设计至超分子组装、纳米结构及功能》的报告中，介绍了她的研究团队在金属配位发光材料的设计、组装与结构调控方面的工作进展。利用共轭的炔烃、联吡啶化合物和金属―金属弱相互作用的有机结合，设计并合成了多种发光材料和传感器。这些成功能够用于多种离子、有机分子和生物分子的灵敏分析和检测。

北京大学长聘教授、英国皇家化学会会士郭少军主持本场活动的对话问答环节，李亚栋、赵东元、任咏华三位教授也在该环节中针对线上观众所提出的“单分子催化的工业应用”、“ 介孔材料在煤炭化工领域的应用前景”以及“新型催化剂活性和稳定性协同提升的设计准则”等问题进行了互动、探讨与解答。

探秘表观遗传学

揭示生命奥秘

在【生命科学】表观遗传学专场中，中国科学院生物物理所研究员朱冰在致辞中对演讲嘉宾的研究领域与课题进行介绍与解读。

他介绍指出，汤富酬主要从事人类早期胚胎以及生殖系细胞发育以及癌症的单细胞功能基因组学研究。在国际上率先系统发展了单细胞功能基因组学研究体系，开启了单细胞转录组测序时代。刘小乐教授作为一名出色的生物信息学家，专注于转化癌症研究的算法开发和大数据集成建模，为发现癌症药物反应生物标志物、耐药机制和有效的联合疗法做出了杰出贡献。李国红教授主要致力于30nm染色质纤维结构与功能及其表观遗传调控机理的研究，并先后入选和获得中科院"百人计划"、国家杰出青年基金等殊荣。

北京大学生命科学学院BIOPIC中心教授、北京未来基因诊断高精尖创新中心(ICG)研究员汤富酬，以《利用单细胞测序技术探索人类生殖系细胞发育的奥秘》为题进行了学术报告，系统地介绍了单细胞测序技术及其在人类生殖系细胞发育中的研究应用。2009年汤富酬教授率先开发出了单细胞转录组测序技术，开启了单细胞测序技术时代。随后的这十几年间，汤富酬教授课题组不断发展出新的单细胞组学测序技术，并进一步将这些技术应用在对人类生殖系细胞发育的探索中，系统性地对人类胚胎生殖系细胞特点进行了剖析。此外，汤富酬教授还介绍了其在单细胞组学三代测序技术领域的最新进展。

2022未来科学大奖周Program Committee委员、寻百会 (GV20 Therapeutics) 公司董事长兼首席执行官刘小乐，在《Computational Modeling of Epigenetics and Gene Regulation》的学术报告中介绍了过去20年间，她与团队在Dana Farber癌症研究所和哈佛大学做的研究。其最早从研究基因调控开始，逐步延伸到表观遗传学，她与实验室做了大量关于表观遗传学的数据分析以及相关分析算法和工具的开发，包括适用于CHIP-seq数据分析的MACS算法、适用于单细胞ATAC-seq数据分析的算法MAESTRO，适用于单细胞RNA-seq和ATAC-seq双组学的分析算法MIRA等，并建立了公共的转录因子数据库，用于辅助转录因子相关的研究。

中国科学院生物物理研究所研究员李国红，以《染色质结构与人类健康和疾病》为题，介绍了他与实验室近年来的开创性的工作。其与实验室专注于研究染色质高级结构，尤其是染色质30-nm结构，于2014率先解析出了染色质30-nm冷冻电镜结构，填补了这一研究领域的空白。随后利用单分子磁镊技术，研究了染色质四核小体内和四核小体间的核小体相互作用，发现四核小体是比较稳定的中间结构单元，并进一步研究了单个核小体的动态变化规律。他指出，染色质30-nm结构在细胞增殖过程中的表观遗传维持方面的作用，以及30-nm结构异常和肿瘤发生和发展、儿童孤独症、雷氏综合症的关系。

对话问答环节，朱冰研究员与汤富酬、刘小乐、李国红三位嘉宾围绕“父源基因组去甲基化”、“先锋转录因子预测”以及“染色质结构状态与表观系统容错性间的关系”等话题展开交流与对话。四位嘉宾也与线上观众互动，围绕“表观遗传调节与细胞状态或生理功能的调控”、“染色质较大尺度的高分辨时空信息获取”以及“后天环境对表观遗传学的影响”回答观众的提问。

同时，弗吉尼亚大学副教授臧充之，针对观众提出的问题如“表观遗传学与干细胞改造”、“不同物种间的表观遗传修饰差异”以及“表观遗传学对人类进化的影响”，分别与朱冰、汤富酬、刘小乐、李国红展开对话与探讨。

用0-9理解世界

感受无处不在的数学

在【数学】流体与动力系统专场中，未来科学大奖周Steering Committee委员、未来论坛理事、北京国际数学研究中心主任、中国科学院院士、美国人文与科学院外籍院士田刚在致辞中分别对演讲嘉宾的研究领域与课题进行介绍与解读。

他介绍指出，叶向东教授长期从事基础数学中突破动力系统遍历理论及其应用的研究，是我国在拓动力系统方向的领军学者。沈维孝教授从事动力系统的研究，他与合作者完全解决了实Fatou猜想，他还对一维实和复动力系统的吸引子和统计性质以及Weierstrass函数图象的维数问题作了深入研究。葛灵睿教授博士毕业于南京大学，并于2019年获得数学博士学位。他的研究领域为动力系统、数学物理与谱理论，主要研究方向为逆周期薛定谔算子谱理论。

中国科学技术大学教授、中国科学院院士叶向东，以《组合数论研究中的动力系统方法》为题进行学术报告，介绍了动力系统的基本概念和发展历史，如何从动力系统的角度看待组合数论中的van der waerden定理和Szemeredi定理，以及自己与合作者最近在这一方面的工作以及其他国际同行的相关工作。

复旦大学上海数学中心教授、数学科学学院教授沈维孝，在以《圆周扩张映射上的一维线性斜积》为题，介绍了一类具体映射的的动力系统性质。沈教授围绕“圆周扩张映射上的一维线性斜积”的有关性质，简单介绍了一些低维动力系统的历史，并展示了近期他与高睿、任浩杰得到的一类横截性，及其在遍历优化问题和魏尔斯特拉斯函数图像维数问题中的应用。

北京国际数学研究中心助理教授、研究员葛灵睿，进行了以《解析单频薛定谔算子的全局分析》为题的学术报告，介绍了拟周期薛定谔算子谱理论，量子力学与薛定谔算子谱理论的关系，以及如何用动力系统方法对谱理论进行研究。在演讲中，葛灵睿对于解析单频薛定谔算子的全局分析进行探讨，并展示了其与合作者在这一方面的相关工作。

对话问答环节，田刚教授与叶向东、沈维孝、葛灵睿三位嘉宾围绕“动力系统与组合数论间的联系”、“ 组合数论对拓扑动力系统的推动作用”以及“数学与物理跨学科交叉”等问题展开交流与对话。同时，四位嘉宾也与线上观众互动，围绕观众提出的“离散动力系统与连续动力系统的研究方法”、“流体力学与动力系统的前沿科研议题”以及“流体力学方程的标志性应用”等问题进行了互动、探讨与解答。

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化学反应的量子特征｜从几何学到数论

表观遗传学 | 流体与动力系统

纳米催化与材料 | 人工智能与大数据

天文大设备-大科学 | 气候变化

11月24日-27日

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《“未来”科学家—未来科学大奖获奖者访谈实录（2016-2019）》

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