12月23日，上海科技大学生命科学与技术学院席莹教授、上海市第六人民医院任涛教授和广州医科大学/广州实验室赵金存教授团队合作在国际学术期刊《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)上在线发表了题为“Dysplastic epithelial repair promotes the tissue-residence of lymphocytes to inhibit alveolar regeneration post viral infection”的研究论文,首次揭示了肺组织中异常修复的KRT5+基底样细胞对T细胞组织驻留的促进作用，同时发现流感病毒清除后持续存在的T细胞会抑制气道Club细胞介导的肺泡修复。严重病毒感染（如流感、新冠）会损伤肺泡上皮，导致弥漫性肺泡损伤，重者可发展为急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome, ARDS），严重危及生命。为应对损伤，成体肺上皮干/祖细胞，包括气道Club细胞、支气管肺泡干细胞（Bronchioalveolar stem cells, BASCs）、II型肺泡上皮细胞（Alveolar Type 2 epithelial cells, AT2s），被激活启动增殖...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院李健课题组在细胞裂解液中首次重构了体外中心法则系统，不仅为理解生命基本机制提供了新平台，也为人工细胞的设计与构建奠定了重要基础。相关成果在线发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。在自然生物系统（细胞）中，所有生命过程的核心依赖于分子生物学的中心法则（central dogma），即遗传信息从DNA复制（replication）到RNA转录（transcription），再到蛋白质翻译（translation）的流动。这一体系确保了基因组的稳定性、表达的调控以及细胞功能的执行。因此，在体外环境中重构中心法则，是构建人工生命系统的重要步骤。研究首先设计构建了包括DNA复制、基因表达和人工拟核在内的三个关键模块，通过整合实现基因复制-转录-翻译过程的偶联，完成了体外中心法则系统的构筑（图1）。随后利用机器学习、模型构建预测等技术对反应体系中所涉及的诸多关键成份及变量因素进行全面优化，综合考虑DNA复制...

近日，上海科技大学生物医学工程学院程冰冰课题组（TRUTH Lab）在国际学术期刊IEEE Transactions on Biomedical Engineering上发表题为“A Similarity-Constrained Multi-way Gated Attention Network for Focused Ultrasound-induced Blood-brain Barrier Opening Evaluation”的研究论文，开发了一种端到端深度学习模型，从聚焦超声治疗过程中的时域声学信号中自动提取时频特征，精准判断血脑屏障是否成功开放以及是否发生出血，显著提升了不同开放结果的判断准确率，为血脑屏障开放的实时智能评估提供了新思路。聚焦超声联合微/纳米泡能够实现血脑屏障的靶向、可逆开放，然而目前主要依赖钆增强 MRI 或解剖学验证，无法在治疗中提供实时反馈。相比之下，被动空化检测技术能够连续采集声学信号，是评估疗效和安全性的理想手段，但传统方法主要依赖人工提取的频域特征，受参数差异和硬件依赖性限制，预测的稳定性和模型泛化能力不足，难以满足“在线监测—即时...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘健鹏教授课题组在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表题为“Correlation stabilized anomalous Hall crystal in bilayer graphene”的研究论文，针对二维相互作用电子体系，发展了一个能够处理普适自发对称性破缺态的超越平均场的理论方法“GW+无规相近似（RPA）”。他们还将此方法应用于研究轻微载流子掺杂的菱方多层石墨烯的自发对称性破缺基态，并在双层石墨烯（如图1）中预言了一种由电子关联效应而被稳定的拓扑非平庸维格纳晶体——反常霍尔晶体，为在二维材料中探索新型拓扑量子物态开辟了了新途径。 图1：菱方堆叠多层石墨烯结构示意图 在低载流子浓度下，电子间强库仑相互作用可导致两种维格纳晶体的形成：拓扑平庸的陈数为0的三角晶格维格纳晶体（图2上图），以及拓扑非平庸的陈数为1的蜂窝晶格维格纳晶体（图2下图），也被称为“反常霍尔晶体”。其可在无外磁场条件下表现出量子化的反常霍...

12月11日，上海科技大学生命科学与技术学院刘如娟课题组在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了题为“NSUN7 is a catalytically inactive RNA m5C methyltransferase essential for sperm flagellum assembly”的研究论文，报道了NSUN7是RNA m5C甲基转移酶NSUN家族中唯一一个不具有RNA m5C催化活性的亚家族成员，并参与调控精子鞭毛的组装。RNA上被鉴定出超过170种化学修饰，这些修饰不仅影响其结构和稳定性，还广泛参与蛋白质翻译、营养代谢等多种生物学过程。其中，5-甲基胞嘧啶（m5C）广泛存在于tRNA、rRNA和mRNA中，已被证实与多种疾病发生发展密切相关。NSUN家族是细胞内主要的RNA m5C甲基转移酶，以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）为供体催化RNA m5C修饰的形成。课题组前期研究表明，NSUN家族成员NSUN6的基序IV中关键的SAM结合残基Asp被Asn取代后，NSUN6对SAM的结合能力和酶活性彻底丧失，最终导致常染色体隐性遗传智力障碍。NSUN家族中N...

在高安全性信息加密领域，传统加密方法通常依赖于电子计算与静态密钥机制，在面对高强度算力攻击时，存在被破解的隐患。太赫兹（THz）波因其宽带宽与高穿透性等物理特性，被视为实现高容量信息存储与加密的潜在路径之一。然而，传统太赫兹器件的功能在制备后即固定，难以实现动态加密与密钥更新需求。在此背景下，具备灵活波前调控能力的超表面技术展现出应用潜力。超表面是一种基于亚波长结构单元的二维平面器件。目前大多数超表面仍停留在静态设计阶段，限制了其在动态加密系统中的应用。热调控机制的出现，为超表面实现动态重构提供了一种可逆且稳定的外部调控机制。通过将热致相变材料与超表面结构相结合，可构建具有快速响应能力的智能加密平台，从而推动光学加密技术从静态设计向动态可重构方向演进。近日，上海科技大学信息科学与技术学院曹文翰课题组提出了一种基于热致相变材料二氧化钒（VO₂）的热可调谐定向Janus超表面：采用双向深度神经网络（Bi-DN...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院高冠军课题组在组蛋白表观遗传学领域取得了重要进展，首次构建了核心组蛋白H2A和H2B所有关键修饰位点的原位突变体库，并系统性揭示了这些修饰位点在发育、免疫及基因组稳定性等方面的重要表观遗传功能。相关研究成果以“A histone H2A and H2B point mutant library defines essential in vivo functions in Drosophila“为题，于北京时间12月12日在线发表于国际学术期刊《细胞报告》（Cell Reports）。 组蛋白作为染色质的基础组成部分，其后修饰（如甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等）可通过改变染色质的结构，调控基因表达，进而影响细胞的功能和命运。这些修饰与生物体的发育、基因组稳定性以及癌症等疾病的发生密切相关。然而，组蛋白修饰常与其他表观遗传调控机制交织在一起，难以单独解析。其基因在多细胞生物中通常具有多拷贝和复杂分布，传统方法难以在多细胞生物中实现其位点的精准遗传操作。本研究结合CR...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院叶柏华课题组在锆氮丙啶介导下利用三联吡啶镍催化体系建立了一种新型亲电交叉偶联反应，通过独特的氧化还原转金属机制，实现了多取代环己烷衍生物及杂环化合物的精准合成，并进一步阐明了该催化反应的运作原理。相关研究成果已发表于美国化学会期刊ACS Catalysis。环状烷烃广泛存在于有机液晶材料和药物分子骨架中，高效且具选择性地构建目标非对映异构体是该合成领域的核心研究目标与关键挑战。已有报道的催化方法学主要依赖传统过渡金属偶联反应以及光促进脱羧偶联策略。但基于大宗化、易得的烷基卤代物发展高效的亲电交叉偶联反应（XEC），至今仍缺乏系统性研究。物质学院叶柏华课题组基于其锆氮丙啶介导的开壳层镍催化体系，进一步拓展了一类新的XEC催化反应模式（图1）。 图1：锆氮丙啶介导的开壳层镍催化反应及其反应机理研究。 本工作中，三联吡啶配体衍生物的引入使该反应机理不同于课题组以往报道的氧...

12月12日，上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组在国际期刊《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)上发表题为“Human PSC-derived organoids model sympathetic ganglion development and its functional crosstalk with the heart”的研究论文，利用人类多能干细胞首次成功构建了交感神经节类器官，并在体外重构了交感神经与心脏靶器官的功能性连接，为研究交感神经及其与靶器官互作的生理和病理机制提供了全新的人源体外研究平台。 针对中枢神经系统，目前研究人员已经建立了来源于不同脑区、甚至特定核团的脑类器官，用于模拟人脑的发育过程以及脑区之间和不同细胞谱系之间的相互作用。作为神经系统的另一重要组成部分，外周神经系统不仅与中枢神经系统紧密联系，还负责与全身各种靶器官和组织进行信息交流。尽管中枢神经系统类器官的分化技术取得了显著进展，针对外周神经系统相关类器官的研究仍然有限。交感神经节是外周神经系统的重要组成部分，在...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘巍课题组在盐湖提锂领域取得新进展。研究团队从日常生活中食盐会吸潮结块获得灵感，发展了一种利用湿度控制的物理吸附技术，能够从包括海水和盐湖卤水在内的各种混合盐中高效选择性地提取锂,大幅提升了锂资源的提取效率、可持续性和成本效益。相关成果发表以“Efficient cation separation based on humidity control and adsorption”为题，发表于国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。传统的锂提取方法普遍存在能源消耗高、成本投入大、且对环境产生不利影响等问题。如何快速高效、低成本且环保地提取锂离子资源，已成为当前盐湖提锂领域的研究重点。刘巍课题组通过相转换法制备了一种聚丙烯腈-壳聚糖复合球制成的高容量吸附剂，能够通过控制湿度水平选择性吸附碱或碱土金属盐。盐湖中不同的组分在不同的湿度下会处于不同的状态，如LiCl在超过11%的湿度下会发生吸潮，以溶液的形式存在，MgCl2的吸潮阈...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院高得伟课题组通过系统性配体结构修饰与改造，使用L-丝氨酸衍生的P,N-phox配体与钯催化体系，以优异的立体选择性一步构建了非邻位轴向与柔性的非环状中心手性分子，为含远程立体元素的手性分子构建提供了新的思路。相关研究成果发表于国际学术期刊《科学进展》（Science Advances）。 图1. 背景介绍及本文工作概览手性是自然界的基本属性，不对称催化反应是构筑手性分子的常用策略。传统的不对称催化方法擅长“贴身”构建单一或相邻立体中心，而“隔山打牛”式构建非相邻的手性元素的研究则进展缓慢。尤其是同步构筑轴手性与柔性链碳中心手性时，由于这些手性元素的间距较远，反应的过渡态构型具有较高的柔性，导致在同时调控反应的对映和非对映选择性方面面临显著挑战（图1A和1B）。高得伟课题组通过精准的配体调控，成功构建出兼具非相邻轴手性与柔性中心手性的阻转异构体。研究中采用大位阻的P,N-噁唑啉配体，有效促...

11月29日，上海科技大学免疫化学研究所张贺桥/Roger Kornberg研究团队（结构生物化学课题组）在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了题为“Mechanistic insights into histone recognition and H3K14 acetylation by the NuA3 histone acetyltransferase complex” 的研究论文，报道了真核生物组蛋白乙酰转移酶复合物NuA3与底物组蛋白H3尾部结合并特异性乙酰化H3K14位点的结构特征。 真核生物的遗传物质以核小体为基本结构单元，每个核小体由一个组蛋白八聚体（包括H2A、H2B、H3 和 H4）以及其外围缠绕约 147 bp 的 DNA 所组成。组蛋白 N 端尾部的特定赖氨酸和精氨酸残基可发生多种翻译后修饰，如甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等。这些修饰及其介导的生物学效应被表观遗传学先驱 C. David Allis 称为“组蛋白密码”（histone code），对基因表达调控具有至关重要的作用。研究表明，真核生物中存在多种负责添加或去除这些修饰的...

手性（Chirality）是指一个物体与其镜像不能通过平移或旋转完全重合的性质，类似于左手和右手的关系。光的手性可简单理解为它的旋转偏好。通过特殊设计的芯片结构，光能像螺丝钉一样，只朝指定方向扭转传播，而反方向则完全行不通。把这种方向依赖性做成芯片上的功能，就能实现方向选择、单端口输出、模式选择等能力，用于光学逻辑门、信号路由、隔离与模式转换等核心组件，有效提升片上光计算、光互连、光传感的性能。以往的片上光手性调控主要依赖“缓慢过渡”原理（绝热过程），因此通常需要数百微米长的器件来达到所需要的性能，严重制约集成度。如何能在不降低器件性能的条件下，有效缩短器件长度是制约片上手性器件发展的一个难题。为破解这一难题，上海科技大学信息科学与技术学院邹毅教授课题组与合作者提出了一种新的设计方案，通过采用“反PT（Parity–Time）对称”光学系统设计思想，结合波导间的耦合、传播常数差和损耗等参量调控来加速参数空间中环...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院孙博课题组在国际学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）发表题为“Coexistence of G-Quadruplex and i-Motif Within a DNA Duplex is Tolerated by a PCBP2-Assisted Replisome”的研究论文，并被选为“Hot Paper”（热门论文）。该工作首次证实特殊DNA二级结构G-四链体（G-Quadruplex，G4）与i-Motif（iM）能够在同一条DNA双链中共存，同时揭示了致癌剪切因子PCBP2协助复制体克服这一复合结构障碍的新通路。 基因组DNA除经典的双螺旋构象外，还可形成多种非典型高级结构。其中，富含鸟嘌呤（G）或胞嘧啶（C）的序列可分别折叠形成G4和iM等二级结构。这些结构广泛分布在启动子、端粒等功能区域，密切参与转录调控、染色质重塑及基因组稳定性维护，因此成为相关疾病治疗的重要靶点。尽管G4与iM分别形成于互补的G富集链和C富集链，但受空间位阻限制，它们长期被认为难以在同一DNA双链区...