能源与动力工程学院2010级硕士

入选理由：专注于开发全新空间组学技术，深度解析影响组织和器官内细胞特性和异质性的关键分子作用机制，为疾病诊断和治疗提供全新视角。

特定的细胞类型及其组织方式与生物活动密切相关，因此解析细胞的空间信息对于深刻理解细胞生物学、发育生物学、神经生物学、肿瘤生物学等具有至关重要的作用。不过，现阶段人们对于在整个组织和生物体规模上的细胞空间信息仍然知之甚少。

鉴于此，邓彦翔开始专注于开发新型空间组学技术，实现在细胞水平上对组织切片中的表观基因组、转录组和蛋白质组进行高空间分辨率映射。
2020 年，他开发了一种新型空间多组学技术（DBiT-seq），这一技术利用微流控平台将分子条形码递送到甲醛或 FFPE 固定的组织切片中，实现了对 mRNA 和蛋白质的空间二维编码，从而构建高空间分辨率的多组学图谱。

这项技术能够在单细胞水平上对整个转录组和数十种蛋白质标志物进行高空间分辨率映射，与现有方法相比，具有更高的空间分辨率、高覆盖率和多组学能力。

他还开发了两项全新的空间组学技术 Spatial-CUT&Tag 和 Spatial-ATAC-seq，首次实现了在空间和全基因组水平上观察组织发育的表观遗传机制，实现了与发育和疾病相关的表观遗传调节的空间映射，是生物医学领域的一项重大突破。

空间组学技术已经催生了一系列新的应用，涵盖从植物生物学到对肿瘤微环境复杂相互作用的研究。值得一提的是，早在 2020 年，一家名为 AtlasXomics Inc. 的公司落地并推进邓彦翔研发的空间组学技术商业化。

生命科学与技术学院2007级本科

入选理由：运用冷冻电镜和 AI 辅助原子建模，明确纤毛类细胞器核心骨架的分子组成，构建纤毛相关遗传病的候选致病基因库，并用于指导临床分子诊断和疾病机制研究。

纤毛病是一大类遗传病，涉及因纤毛功能障碍引起的生殖不育、反复呼吸系统感染、内脏异位等全身多器官的异常，其临床分子诊断和治疗一直是难点。

利用传统方法仍有大量致病基因未被发掘，且基因突变引起纤毛组装和运动缺陷的机制尚不清楚。这些困难背后的关键点就在于，纤毛这种大型细胞器的具体分子组成和组装机制尚未被解析。

为解决这一难题，桂淼从结构生物学角度出发，转变传统研究思路，以蛋白质为切入点，深度解析纤毛复杂的分子组成和组装机制。

他建立了一套基于冷冻电镜结构解析和 AI 结构预测的快速精准蛋白质鉴定和原子模型搭建方法，近乎完整地解析了包含 400 万个原子的纤毛轴丝的三维结构，成功鉴定出了 200 余种纤毛组成蛋白质，极大丰富了纤毛病的候选致病基因库。

这些研究一方面回答了从原子水平理解纤毛组装和运动的细胞生物学基本问题，另一方面提出了原发性纤毛运动障碍等纤毛相关遗传病诊断的新思路。建立独立实验室后，他继续关注不同细胞和物种纤毛结构的差异，鉴定了多种精子特异的微管内结合蛋白，并结合临床分析定义了一类新的弱精症亚型。

这些工作建立了纤毛病研究的新范式——基于结构导向的遗传病致病基因的鉴定，也对未来其他疾病的研究具有推广意义。

光学与电子信息学院2012届本科

武汉光电国家研究中心2015届硕士

入选理由：研发世界首个百毫瓦级别高功率硅基集成掺铒放大器，为实现低噪声激光器芯片、小型化光子雷达和量子应用提供了关键基础。

掺铒光纤放大器（EDFA，Erbium-Doped Fiber Amplifier）、激光器是塑造现代互联网、光通信、相干传感技术的重要发明之一，它们的微型化将为下一代信息通信技术带来小尺寸、低功耗、阵列化、稳定性高等一系列巨大优势。然而，高性能的掺铒光源芯片仍是一个技术空白。

刘阳与团队一起开发了世界首个高功率光子集成电路铒波导放大器（EDWA，Er-Doped Waveguide Amplifier），输出功率创下了纪录（超过 145 毫瓦），比已报道的器件提高 2 个数量级。并且，在输出功率、增益、噪声系数上同时接近了商用 EDFA 的性能。

通过充分利用铒掺杂材料的独特性质，将其无缝集成到硅基光子芯片中，可以在紧凑、高效、可扩展的方式下保证高速数据传输速度和高信号质量。该研究使全集成的下一代硅基有源光子芯片成为可能，为下一代光通讯、激光雷达、集成微波光子系统等应用领域提供了一项突破性的技术基础。

为展示 EDWA 技术的巨大潜力，刘阳及团队与美国诺基亚贝尔实验室合作，成功地将掺铒波导放大器应用于先进的高速相干光通信系统中，首次实现了 16×1.6Tb/s 的相干传输。

最近，他们利用 EDWA 作为核心增益介质，成功实现了硅基集成掺铒激光器，接近光纤激光器的相干性。这种新型集成放大器、激光器正在被团队用于激光雷达、微波光子雷达等系统应用中。

该技术在电信、数据中心、微型化激光光源和量子计算等多领域均具有应用潜力。目前，许多国际知名工业公司迫切希望将该技术整合到相关产品中。