解决了黄鳝苗种繁育所需的雄性亲本难题。 湖北省及全国均可应用。 成果完成时间：2016年8月

针对不同国内外需求，依托 7 个纵向课题资助和产学研横向联合研发，开发 了两大类 20 多个高品质水产加工创新产品，较好地解决了传统水产食品加工方法中普遍存在的加工和贮藏过程中品质变劣快、不稳定等难题。申报了 15 项中国发明专利，其中 3 项已授权；申报和授权了 1 项新型实用专利；申报和授权了16 项外观设计专利；在国内外相关重要刊物上发表论文 47 篇，其中 SCI 收录 9 篇；出版了 2 本相关专著；4 个子课题通过了同行专家鉴定或验收。 创新要点 水产品干燥前预处理技术；水产品微波真空干燥技术；水产品微波冷冻干燥新技术。

《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0

该研究是中国科学院广州生物医药与健康研究院联合国内外多个研究团队，开发了一种非转基因、快速且可控的重编程方法，首次真正将人多能干细胞（PSC）诱导为全能性的8细胞期胚胎样细胞（8CLC）。

柔性直流换流阀是直流电网构建的核心装备之一。针对换流阀塔多物理场的综合作用问题，提出了多介质共存时复杂导体结构的伽辽金匹配和点匹配结合的快速多极子边界元电场计算方法，提出了阀塔高电场强度区的电位钳制、屏蔽和优化方法；建立了换流阀电-热-流体等多物理场计算模型，获得了金属钳制电极形状对水路局部放电、电化学腐蚀速率的影响等规律；建立了含散热器在内的IGBT子单元的热场整体仿真模型，提出了IGBT内部芯片的稳态与瞬态结温预测模型及其变流量修正方法。研究成果应用于我国±320kV柔性直流换流阀自主研制，有效性在厦门±320kV柔性直流示范工程中得到进一步验证，并推广应用于±500kV及±800kV柔性直流换流阀研制。参与研究的成果“新一代电压源高压直流换流器关键技术及应用”获得2017年北京市科学技术奖一等奖，华北电力大学作为项目主要完成单位排名第3，齐磊教授作为主要完成人排名第10。

项目阶段:在研

控软体机器人是智能仿生机器人研究领域的热点方向。然而，如何实现软体机器人运动方向的便捷调控，是该领域目前急需解决的一个关键科学性问题。传统的光刺激调控法，需要将光束集中在软体机器人的某个局部区域，或者沿某个角度或方向去照射软体机器人，使之产生局部的形变差异，进而推动软体机器人沿某个方向前进。例如，在文献中经常看到的场景是，将光束照射在软体机器人的头部，使其后退；照射在尾部，使其前进；从左向右扫描软体机器人，使其右拐；从右向左扫，使其左转。此类光刺激调控法缺乏便捷性，非常不方便。东大科研团队另辟蹊径，构建了多层次结构的液晶弹性体基软体机器人，在不同的结构层次中加入三种分别对520nm、808nm、980nm波段光源响应、且互不干扰的有机光热转换试剂，从而利用可见和红外三个波段光的开/关变化去操控软体机器人的运动方向。和传统的光刺激调控法相比，该方法是通过软体机器人不同区域对光刺激的选择性吸收，来实现整体的形变差异，进而推动软体机器人运动，因此光源的照射位置、方向、角度等因素都不会对运动方向产生根本性影响。该策略为实现软体机器人运动方向的便捷调控提供了新思路。

 植物的花粉壁是由内壁和外壁构成，其中花粉外壁的发育调控机制相对清楚，然而人们对花粉粒内壁（intine）的组成和发育调控仍所知甚少。花粉内壁的发育是花粉粒成熟及花粉管萌发和植物双受精作用所必须的，对于作物育种及产量都具有重要的意义。   microRNA是一类小非编码RNA，参与生长发育各方面的调控。该研究发现，miR528通过靶向蓝铜蛋白家族成员UCL23而调控水稻花粉粒发育。miR528在二孢花粉期的花粉粒中表达并抑制UCL23的表达，促进花粉内壁在该时期的发育。UCL23通过与POT蛋白在PVC/MVBs中互作，影响黄酮类物质的运输和积累参与花粉内壁发育调控（如上图所示）。值得一提的是，该课题组也曾经报道过另外两个调控蓝铜蛋白家族成员的microRNA（miR397、miR408）在调控水稻产量和花粉发育中的功能