小行星藏着太阳系形成的原始密码，中国科学院上海天文台领衔的国际团队，破解S类小行星光谱难题，取得关键科研突破。
　　受天然光合绿小体超高能量转移效率启发，中国科学院上海有机化学研究所团队构建新型仿生光合组装体，实现高效稳定光催化制氢。
　　基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第183期。
　　1.《Astrophysical Journal Supplement Series》丨识破小行星的光谱“谎言”
　　小行星保存着46亿年前太阳系形成初期的原始信息，天文学家按光谱特征将小行星分为S、C、X三大类。其中S类是近地小行星中最常见的类型，成分与地球上的普通球粒陨石相近，学界通常通过比对小行星光谱与陨石实验室数据，推测其矿物组成，但太空与实验室的环境差异，使这项工作长期面临挑战。
　　中国科学院上海天文台领衔的国际研究团队取得重要进展。团队通过陨石样品实验，系统厘清了S类小行星的光谱响应机制，发现观测角度、表面颗粒状态会“扭曲”光谱特征，必须校正才能准确解读成分；同时揭示了热变质与冲击变质对光谱的对抗性影响，为反推小行星演化史提供了新线索，还澄清了学界长期疑问：S类小行星表面的少量铁镍金属，几乎不影响光谱形态。
　　基于该成果，团队完成了多个国内外小行星探测目标的成分比对，验证了方法的可靠性，为我国未来小行星采样返回任务提供了关键科学依据，也深化了学界对S类小行星的认知，推动了小行星成分遥感技术的发展。
　　2.《Journal of the American Chemical Society》丨人工光合组装体可实现高效稳定光催化制氢
　　天然光合生物的绿小体，可通过无蛋白辅助的分子自组装阵列实现近100%的能量转移效率，为人工光合体系设计提供了天然蓝本。中国科学院上海有机化学研究所团队在人工光合组装体研究领域取得重要进展。
　　团队受绿小体结构启发，设计了两亲性含氟BODIPY分子，通过氟-氟相互作用驱动分子紧密堆积，在无蛋白骨架、无金属催化剂的条件下，构建出超分子纳米带多级光合组装体，实现光催化制氢功能。氟诱导的分子堆积，既增强了体系的光捕获能力与结构稳定性，还能有效促进电荷分离、延长光反应活性中间体寿命，为催化反应提供充足时间窗口。该体系优化后最高产氢速率达1150μmol・g−1・h−1，优于多数同类基准体系；模拟太阳光下连续运行30天仍保持高活性，5次循环后活性保持率超90%，兼具优异的稳定性与可回收性。
　　该研究复刻了天然绿小体的核心结构特征，揭示了阵列增强光催化的核心机理，为高性能仿生人工光合系统的构建提供了重要支撑。
　　3.《Aging Cell》丨遗传多样性重塑微生物抗衰老效应
　　现有抗衰老研究大多基于遗传背景单一的个体展开，忽略了自然群体中广泛存在的遗传多样性，而宿主遗传变异如何影响微生物干预衰老的效果，是精准微生态抗衰领域亟待解决的核心难题。
　　中国科学院遗传与发育生物学研究所团队，通过线虫研究系统揭示：宿主自身的氧化应激抵御能力，是决定微生物干预能否实现延寿的核心机制。团队发现，微生物对寿命的调控有极强的遗传背景依赖性——同一种菌株，在野生型线虫中是可延寿的“益生菌”，在缺失氧化应激关键转录因子skn-1的突变型线虫中，却成了缩短寿命、破坏机体屏障的“杀手”。团队对全球38种线虫野生分离株开展大规模筛选，锁定糖原合酶基因gsy-1的特定位点突变，会破坏宿主氧化还原平衡，使其对微生物干预格外敏感。简言之，抗氧化系统有缺陷的个体，会因相关干预出现早衰；抗氧化能力完备的个体，可从中获益延长寿命。此外，团队还验证，补充抗氧化剂、抑制相关信号通路，可挽救敏感个体的寿命缺陷。
　　该研究为微生物抗衰老的个体差异提供了科学解释，为个性化精准健康干预提供了核心理论支撑。
　　4.《Journal of the American Chemical Society》丨新型核孔膜实现手性分子高效精准分离
　　手性结构直接影响药物活性与生命过程，获取高纯度的单一对映体化合物，是医药、农业等领域的核心需求，而传统手性分离膜长期难以兼顾稳定性与分离选择性。
　　中国科学院近代物理研究所团队依托兰州重离子加速器的重离子辐照技术，成功制备出具有同手性特征的氢键生物杂化框架核孔膜，实现了氨基酸对映体的高效、精准分离。团队先用高能Xe离子束辐照PET薄膜，经精准蚀刻制备出孔道规整的锥形纳米通道核孔膜；再通过2伏直流电压驱动的原位组装策略，使牛血清白蛋白与有机配体在纳米通道内完成氢键共组装，形成兼具天然手性识别能力和高结构稳定性的功能层，将通道孔径缩小至与氨基酸分子尺寸匹配的1.5纳米，大幅强化手性分离效果。实验显示，该膜对多种氨基酸对映体均有良好识别性能，广谱适用性强，在长期循环、连续运行及宽pH环境下均保持优异稳定性。
　　该研究破解了手性膜领域的核心痛点，为手性药物的绿色分离提供了全新思路。
　　5.《Trends in Biotechnology》丨无中和剂L-乳酸解锁绿色生物制造路径
　　传统有机酸发酵需添加中和剂维持环境，却导致后续提纯产生大量石膏废渣。为此，中国科学院微生物研究所团队从白酒酿造资源中，筛选出高鲁棒性的库德里阿兹威氏毕赤酵母。该菌株能在高糖、强酸环境下快速生长，是理想的生产底盘。
　　团队进一步通过代谢工程改造，替换强启动子，精细调控关键酶表达，平衡代谢通量，并引入乳酸转运蛋白，显著提升了菌株耐酸性与乳酸发酵效率。为推动工业化，他们还开发了低成本无机盐培养基。对比实验显示，新工艺不添加中和剂，同时将二氧化碳排放率由19.94%降至7.42%，碳流向L-乳酸的效率提升至91.01%，实现了碳源高效利用。
　　这项成果打破了行业对中和剂的长期依赖，减少固废排放，为聚乳酸产业链的绿色升级提供了关键技术支撑。
　　6.《Physical Review Letters》丨非对称自旋力矩给反铁磁调控装上通用开关
　　自旋电子学器件正向小尺寸、高速度、低功耗方向升级，反铁磁材料凭借宏观净磁化为零、太赫兹频段超快响应等优势，成为下一代高密度、超快信息存储器件的理想候选。但反铁磁器件信息读写的核心——全电学确定性调控奈尔矢量，受材料内部强交换耦合限制，此前仅能在少数材料中实现，是领域亟待突破的关键难题。
　　中国科学院合肥物质科学研究院团队突破基于宏观对称性与均匀自旋输运的传统观念，提出基于“非对称自旋力矩”的反铁磁奈尔矢量全电学调控普适理论。团队经解析推导与宏观自旋动力学模拟证实，子晶格间自旋积累的微小不对称性，可促使类阻尼型力矩与类场力矩协同作用，打破传统对称机制下的动力学平衡，驱动奈尔矢量实现确定性翻转。研究表明，该机制可复现传统铁磁体的经典调控模式，且反铁磁材料可抵御强磁场干扰，实验也证实相关反铁磁材料在3特斯拉强磁场下仍能实现稳定的全电学翻转。
　　该成果为反铁磁体系调控提供了普适理论方案，为相关器件研发与量子物性研究开辟了新方向。

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