数字社区加速数实融合******
在浙江省湖州市安吉县鄣吴镇的“扇艺共富”工坊,创业者通过电商平台直播带货方式推介鄣吴竹扇。
夏鹏飞摄(新华社发)
近日,中国信息通信研究院发布《数字社区研究报告(2022年)》提出,随着数字化应用向纵深推进,各行各业将迎来新一轮创新升级。人与人、人与物、人与社会等关系也将因为数字化的全面介入而发生质变。随着数字经济的发展,数字社区这一新型网民生态圈,正在成为数字生活的入口与数字经济的载体。
新型互联网社区兴起
中国互联网络信息中心发布的第50次《中国互联网络发展状况统计报告》显示,截至2022年6月份,我国网民规模为10.51亿,互联网普及率达74.4%,互联网基础建设全面覆盖,实现“县县通5G、村村通宽带”。数字技术给人们的出行、购物、社交、娱乐、就医、教育等各方面带来极大便利,人们的生产生活方式正在全面线上化、数字化。
在此基础上,数字经济发展格局全面扩展,深化数字化应用成为大势所趋。《“十四五”数字经济发展规划》提出,“十四五”时期,我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。随着数字化应用的纵深推进,各行各业将迎来颠覆性变化,新业态、新模式日新月异。移动支付、电子商务、网络购物、视频直播、远程会议等模式竞相发展。
数字社区是以新一代信息技术为基础,以海量数据为流通要素,以先进的数字化交互手段为主要表现形式,通过打造高互动的数字生活场景,建立人与人、人与物、人与社会之间的信任连接,从而实现线上线下高效融合的新型互联网社区。数字社区成为服务现代化产业体系建设、推进乡村振兴、促进区域协调发展的新型移动互联网产品形态。
作为一种新型互联网社区,数字社区具有普惠、连接、效率和信任四大特征,将物理世界的要素——人、产业、区域,利用多样化的表现形式,在数字世界连接成一个又一个内容模块,多种多样的内容模块组成生活中的方方面面,形成数字社区内容生态,由底层技术/数据支撑连通这一生态系统,最终形成规模巨大的多边网络效应,让不同的人群能够基于普惠机制获得平等的数字化服务。
同时,依托人工智能、音视频技术以及AI芯片等软硬件技术的集群式创新,数字社区有了更丰富的内容形式。人工智能生成内容的出现也降低了社区创作者的门槛。
“数字社区作为数字经济发展的新载体,是面向未来可持续发展提出的互联网社区建设新理念与新模式。”中国信息通信研究院总工程师敖立表示,数字社区通过多元化的信息交互技术搭建的内容矩阵连接起数亿用户与各行各业,并与实体经济深度融合,不断创造新场景、新机会、新模式,推动数实融合与数字中国建设。
深度连接产业与用户
回顾中国互联网平台的发展史,从以搜索引擎和资讯服务为主的门户时代,到QQ、淘宝盛行的以社交和电商为主的用户时代,再到以美团、京东为主的便利快捷的移动互联网时代,人们的数字生活越来越便捷。自2015年首次提出“互联网+”概念后,互联网行业又迎来了新的商业模式与盈利增长点,以快手等企业为代表的“高黏性、强互动”数字社区的涌现,不断扩展、丰富着人们的交互空间与生活生产消费方式,其间孵化、催生的大量技术场景赋能到实体产业,成为全球数字经济发展的重要推动力。
《“十四五”数字经济发展规划》提出,以数字技术与实体经济深度融合为主线,加强数字基础设施建设,完善数字经济治理体系,协同推进数字产业化和产业数字化,赋能传统产业转型升级,培育新产业新业态新模式。如今,数字社区深度连接了一个个产业与用户,不断提升用户价值、产业价值、社会价值,进而发挥数字化优势赋能传统产业,促进数实融合发展。随着内容生态的不断完善,直播、短视频等内容创作新领域分工越来越专业化,数字社区开始在引领产业数字化、稳就业与促就业方面发挥重要作用。
报告显示,中小企业和传统产业在经历了成长红利期后开始积极谋求转型,例如一些传统餐饮企业、实体店开始接入数字社区,用优质内容吸引留存用户,进行营销、团购等经营活动,获得了更多商业机会与客户资源。数字社区发挥数字化技术能力、产品能力赋能各行各业,推动数字经济和实体经济融合发展,实现营销数字化、运营数字化和供给数字化。
如今,越来越多的产业和商业模式通过接入数字社区,从过去围绕线下展开转变为以线上场景为中心,实现数字化转型。快手科技内容总监袭祥德表示,作为一家高互动、强参与的数字社区,快手正在线上建立起广泛而精准的连接,成为人们数字生活的入口。随着更多人在平台建立信任连接,快手在数实融合和产业升级方面做了大量探索,持续在数字社区创造正向价值。
对互联网行业来说,大力发展普惠数字社区,打造互动性数字生活场景,升级数字化、智能化技术应用,不仅意在拥抱实体经济,将数字化的动力带给千行百业,更有机会借此在产业互联网的“下半场”竞争中占得先机。
“随着数字社区与实体经济不断融合,越来越多的商业行为将在数字社区中进行,不断壮大数字社区的产业链条。”中国信息通信研究院知识产权与创新发展中心创新发展部副主任张倩表示,电商利用视频+直播的强互动、快反馈特征,与消费者建立并积累信任关系。基于这种信任关系,未来数字社区将有机会成为一个更大、更丰富、消费形态更多的市场。行业的定制化程度进一步提高,原来无法被满足的个性化需求会被集中开发成新的服务;市场响应速度会更快,供给端的产品会更快得到消费端的反馈;市场中经营种类将会更多,市场规模进一步扩大。整体而言,随着信息技术对人与人、人与社会关系的深刻改变,数字社区有望成为数字经济的新增长极。
激发更多新应用场景
随着数字化进程的加快,数字社区将深入赋能人们工作和生活的方方面面,数字化能力将促进城市社区公共服务创新,带动乡村振兴,并助力区域协调发展;充分发挥数字社区直观性、便捷性、趣味性、互动性特点,互联网信息化成果将惠及每一位用户,以技术手段弥合数字鸿沟。
数字社区可助力城市公共服务体系更加完善。报告提出,在一、二线城市社区,不仅在线消费、即时零售、社区团购等消费类需求旺盛,用户在娱乐、学习、就业等方方面面也提出越来越高的需求。数字社区依托5G、互联网、大数据、人工智能等新兴技术,提供线上线下融合的服务能力,让本地社区生活服务更精准、更便捷、更丰富。数字技术助力本地生活服务更加智慧化,打造数字社区已经成为当前城市社区发展的重要方向。
在乡村振兴方面,数字社区除了建立农民和消费者直接联系的渠道,推动农业农村经济发展,还成为培养乡村人才的第二课堂和基地。通过发掘有能力的乡村用户,为其提供产品、相关知识和资源,培养其成为乡村带头人,带动乡村发展。近期,农业农村部科技教育司与共青团中央青年发展部联合开展国家乡村振兴重点帮扶县“农村青年主播”培育工作,依托快手“村播计划”,通过线下活动、培训指导、线上规模化运营、专项传播等多项持续性举措,培养数字乡村新主播人才。
中西部欠发达地区拥有价低质优的产品,但受限于基础设施薄弱、公共服务资源匮乏,与经济发达的东南部地区相比缺乏竞争力。普惠的数字社区为中西部地区充分挖掘产业特色、地区文化和旅游资源提供了全新媒介,通过社区平台、线上与线下结合,促进生产要素优化配置,实现区域产品优势互补。同时,产业的发展能带动人才格局流动,吸引一批有互联网意识、有技术能力的青年创业。
中央财经大学中国互联网经济研究院副院长、教授欧阳日辉表示,普惠数字社区为就业、创业和新职业发展开辟新空间,是新个体、新职业、微经济的承载地,数字城市社区与数字乡村社区建设相辅相成,共促数字中国建设。(经济日报记者 王轶辰)
诺奖问答| 2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学,有哪些信息值得关注?******
相比起今年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖的高冷,今年诺贝尔化学奖其实是相当接地气了。
你或身边人正在用的某些药物,很有可能就来自他们的贡献。
2022 年诺贝尔化学奖因「点击化学和生物正交化学」而共同授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家莫滕·梅尔达、美国化学家巴里·夏普莱斯(第5位两次获得诺贝尔奖的科学家)。
一、夏普莱斯:两次获得诺贝尔化学奖
2001年,巴里·夏普莱斯因为「手性催化氧化反应[1] [2] [3]」获得诺贝尔化学奖,对药物合成(以及香料等领域)做出了巨大贡献。
今年,他第二次获奖的「点击化学」,同样与药物合成有关。
1998年,已经是手性催化领军人物的夏普莱斯,发现了传统生物药物合成的一个弊端。
过去200年,人们主要在自然界植物、动物,以及微生物中能寻找能发挥药物作用的成分,然后尽可能地人工构建相同分子,以用作药物。
虽然相关药物的工业化,让现代医学取得了巨大的成功。然而随着所需分子越来越复杂,人工构建的难度也在指数级地上升。
虽然有的化学家,的确能够在实验室构造出令人惊叹的分子,但要实现工业化几乎不可能。
有机催化是一个复杂的过程,涉及到诸多的步骤。
任何一个步骤都可能产生或多或少的副产品。在实验过程中,必须不断耗费成本去去除这些副产品。
不仅成本高,这还是一个极其费时的过程,甚至最后可能还得不到理想的产物。
为了解决这些问题,夏普莱斯凭借过人智慧,提出了「点击化学(Click chemistry)」的概念[4]。
点击化学的确定也并非一蹴而就的,经过三年的沉淀,到了2001年,获得诺奖的这一年,夏普莱斯团队才完善了「点击化学」。
点击化学又被称为“链接化学”,实质上是通过链接各种小分子,来合成复杂的大分子。
夏普莱斯之所以有这样的构想,其实也是来自大自然的启发。
大自然就像一个有着神奇能力的化学家,它通过少数的单体小构件,合成丰富多样的复杂化合物。
大自然创造分子的多样性是远远超过人类的,她总是会用一些精巧的催化剂,利用复杂的反应完成合成过程,人类的技术比起来,实在是太粗糙简单了。
大自然的一些催化过程,人类几乎是不可能完成的。
一些药物研发,到了最后却破产了,恰恰是卡在了大自然设下的巨大陷阱中。
夏普莱斯不禁在想,既然大自然创造的难度,人类无法逾越,为什么不还给大自然,我们跳过这个步骤呢?
大自然有的是不需要从头构建C-C键,以及不需要重组起始材料和中间体。
在对大型化合物做加法时,这些C-C键的构建可能十分困难。但直接用大自然现有的,找到一个办法把它们拼接起来,同样可以构建复杂的化合物。
其实这种方法,就像搭积木或搭乐高一样,先组装好固定的模块(甚至点击化学可能不需要自己组装模块,直接用大自然现成的),然后再想一个方法把模块拼接起来。
诺贝尔平台给三位化学家的配图,可谓是形象生动[5] [6]:
夏普莱斯从碳-杂原子键上获得启发,构想出了碳-杂原子键(C-X-C)为基础的合成方法。
他的最终目标,是开发一套能不断扩展的模块,这些模块具有高选择性,在小型和大型应用中都能稳定可靠地工作。
「点击化学」的工作,建立在严格的实验标准上:
反应必须是模块化,应用范围广泛
具有非常高的产量
仅生成无害的副产品
反应有很强的立体选择性
反应条件简单(理想情况下,应该对氧气和水不敏感)
原料和试剂易于获得
不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好是水),且容易移除
可简单分离,或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法,且产物在生理条件下稳定
反应需高热力学驱动力(>84kJ/mol)
符合原子经济
夏尔普莱斯总结归纳了大量碳-杂原子,并在2002年的一篇论文[7]中指出,叠氮化物和炔烃之间的铜催化反应是能在水中进行的可靠反应,化学家可以利用这个反应,轻松地连接不同的分子。
他认为这个反应的潜力是巨大的,可在医药领域发挥巨大作用。
二、梅尔达尔:筛选可用药物
夏尔普莱斯的直觉是多么地敏锐,在他发表这篇论文的这一年,另外一位化学家在这方面有了关键性的发现。
他就是莫滕·梅尔达尔。
梅尔达尔在叠氮化物和炔烃反应的研究发现之前,其实与“点击化学”并没有直接的联系。他反而是一个在“传统”药物研发上,走得很深的一位科学家。
为了寻找潜在药物及相关方法,他构建了巨大的分子库,囊括了数十万种不同的化合物。
他日积月累地不断筛选,意图筛选出可用的药物。
在一次利用铜离子催化炔与酰基卤化物反应时,发生了意外,炔与酰基卤化物分子的错误端(叠氮)发生了反应,成了一个环状结构——三唑。
三唑是各类药品、染料,以及农业化学品关键成分的化学构件。过去的研发,生产三唑的过程中,总是会产生大量的副产品。而这个意外过程,在铜离子的控制下,竟然没有副产品产生。
2002年,梅尔达尔发表了相关论文。
夏尔普莱斯和梅尔达尔也正式在“点击化学”领域交汇,并促使铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应(Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition),成为了医药生物领域应用最为广泛的点击化学反应。
三、贝尔托齐西:把点击化学运用在人体内
不过,把点击化学进一步升华的却是美国科学家——卡罗琳·贝尔托西。
虽然诺奖三人平分,但不难发现,卡罗琳·贝尔托西排在首位,在“点击化学”构图中,她也在C位。
诺贝尔化学奖颁奖时,也提到,她把点击化学带到了一个新的维度。
她解决了一个十分关键的问题,把“点击化学”运用到人体之内,这个运用也完全超出创始人夏尔普莱斯意料之外的。
这便是所谓的生物正交反应,即活细胞化学修饰,在生物体内不干扰自身生化反应而进行的化学反应。
卡罗琳·贝尔托西打开生物正交反应这扇大门,其实最开始也和“点击化学”无关。
20世纪90年代,随着分子生物学的爆发式发展,基因和蛋白质地图的绘制正在全球范围内如火如荼地进行。
然而位于蛋白质和细胞表面,发挥着重要作用的聚糖,在当时却没有工具用来分析。
当时,卡罗琳·贝尔托西意图绘制一种能将免疫细胞吸引到淋巴结的聚糖图谱,但仅仅为了掌握多聚糖的功能就用了整整四年的时间。
后来,受到一位德国科学家的启发,她打算在聚糖上面添加可识别的化学手柄来识别它们的结构。
由于要在人体中反应且不影响人体,所以这种手柄必须对所有的东西都不敏感,不与细胞内的任何其他物质发生反应。
经过翻阅大量文献,卡罗琳·贝尔托西最终找到了最佳的化学手柄。
巧合是,这个最佳化学手柄,正是一种叠氮化物,点击化学的灵魂。通过叠氮化物把荧光物质与细胞聚糖结合起来,便可以很好地分析聚糖的结构。
虽然贝尔托西的研究成果已经是划时代的,但她依旧不满意,因为叠氮化物的反应速度很不够理想。
就在这时,她注意到了巴里·夏普莱斯和莫滕·梅尔达尔的点击化学反应。
她发现铜离子可以加快荧光物质的结合速度,但铜离子对生物体却有很大毒性,她必须想到一个没有铜离子参与,还能加快反应速度的方式。
大量翻阅文献后,贝尔托西惊讶地发现,早在1961年,就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后,与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。
2004年,她正式确立无铜点击化学反应(又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成),由此成为点击化学的重大里程碑事件。
贝尔托西不仅绘制了相应的细胞聚糖图谱,更是运用到了肿瘤领域。
在肿瘤的表面会形成聚糖,从而可以保护肿瘤不受免疫系统的伤害。贝尔托西团队利用生物正交反应,发明了一种专门针对肿瘤聚糖的药物。这种药物进入人体后,会靶向破坏肿瘤聚糖,从而激活人体免疫保护。
目前该药物正在晚期癌症病人身上进行临床试验。
不难发现,虽然「点击化学」和「生物正交化学」的翻译,看起来很晦涩难懂,但其实背后是很朴素的原理。一个是如同卡扣般的拼接,一个是可以直接在人体内的运用。
「 点击化学」和「生物正交化学」都还是一个很年轻的领域,或许对人类未来还有更加深远的影响。(宋云江)
参考
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2001/press-release/
Pfenninger, A. Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols: The Sharpless Epoxidation[J]. Synthesis, 1986, 1986(02):89-116.
Rao A S . Addition Reactions with Formation of Carbon–Oxygen Bonds: (i) General Methods of Epoxidation - ScienceDirect[J]. Comprehensive Organic Synthesis, 1991, 7:357-387.
Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew Chem Int Ed Engl. 2001 Jun 1;40(11):2004-2021.
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf
Demko ZP, Sharpless KB. A click chemistry approach to tetrazoles by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition: synthesis of 5-acyltetrazoles from azides and acyl cyanides. Angew Chem Int Ed Engl. 2002 Jun 17;41(12):2113-6. PMID: 19746613.