近日，上海科技大学物质科学与技术学院高得伟课题组首次实现了基于双环[1.1.0]丁烷（BCBs）衍生的硼酸酯复合物介导的1,2-金属盐重排反应，构建了一系列轴手性环丁烷硼酸酯。该工作解决了该类化合物在迁移反应时立体选择性难以调控的难题，为环丁烷手性化合物的合成提供了新的思路和方法，极大拓展该类化合物在手性化学中的应用空间。相关成果发表于国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。环丁烷骨架是有机化学中重要的单元，广泛存在于天然产物和生物活性分子中（图1a）。双环[1.1.0]丁烷（BCBs）及其衍生物由于桥连的C−C σ键具有高的环张力特性，近年来引起学术界的关注。该类化合物主要通过两种途径合成环丁烷骨架，其中之一就是BCB衍生的硼酸酯复合物通过1,2-金属酸盐重排反应，实现自由基或离子途径的环张力释放反应以制备多取代环丁烷硼酸酯（图1b）。可能是因为BCB衍生物的高反应活性使得反应的选择性调控极具挑战性（图1c），故其不对称...

近日，上海科技大学iHuman研究所徐菲课题组与华中科技大学刘剑峰团队合作，在《自然·通讯》（Nature Communications）上发表了题为“Structural insights into the regulation of monomeric and dimeric apelin receptor”的研究论文，系统解析了爱帕琳肽受体（apelin receptor, APJR）在单体与二聚体状态下的配体结合和信号调控机制，揭示了G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）二聚化对配体识别及信号调控的重要影响。这一发现不仅深化了对GPCR信号转导机制的理解，也为肥胖、心血管疾病以及衰老相关的疾病新药研发提供了重要的理论支撑。 徐菲课题组长期致力于Apelin受体研究，继2017年率先在国际上发表首个APJR晶体结构，以及2022年首次揭示APJR的单体/二聚体与下游Gi蛋白复合物结构后，此次利用单颗粒冷冻电镜技术进一步解析了APJR在结合内源性多肽配体apelin-13时, 以单体和二聚体状态与Gi蛋白结合的复合物结构（APJR: Gi蛋白分别为1:...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院沈伟课题组在国际期刊《细胞研究》（Cell Research）发表了题为” Heat Acclimation in Mice Requires Preoptic BDNF Neurons and Postsynaptic Potentiation”（小鼠依赖于下丘脑视前区BDNF神经元和突触后增强的高温习服机制）的研究论文，揭示了长期热适应（高温习服，Heat Acclimation）的神经环路与分子机制，为应对高温环境提供了新的科学依据和潜在干预策略。 在全球气候变暖的严峻形势下，高温习服对于提高个体在高温环境下的生存能力至关重要。高温习服是指生物体在反复暴露于高温环境后，通过生理和生化适应机制增强对热应激的耐受性。这一过程不仅能改善心血管功能、提升运动性能，还能有效减轻热应激引发的焦虑和不适，对于保障人类健康和提高工作效率具有重要意义。尽管高温习服在人类研究中已有广泛应用，但其背后的神经生物学机制尚未完全阐明，尤其是具体的神经环路和分子信号如何调控高温适应过程。...

心脏纤维化是一种以心脏中细胞外基质（ECM）过度沉积为特征的常见心脏病理过程。心脏在遭受缺血、机械损伤或炎症时，成纤维细胞会被激活，并分泌大量ECM，导致纤维化。过度的心脏纤维化可能引起心肌僵直、心律失常，降低心功能，并加速心力衰竭的发展。当前尚无针对心脏纤维化的有效临床治疗方案，找到有效的策略来抑制或逆转心脏纤维化对于改善心脏病患者的预后和生活质量具有重要意义。12月20日，上海科技大学生命科学与技术学院张辉教授团队，联合同济大学生命科学与技术学院及同济大学附属东方医院唐娟教授团队，以及复旦大学附属中山医院心外科刘琛主任医师团队，在Circulation杂志上在线发表了题为“Activation of imprinted gene Pw1 promotes cardiac fibrosis after ischemic injury”的研究论文，首次揭示了母本印记基因Pw1在心脏缺血性损伤后通过调控嘌呤核苷酸从头合成途径促进ECM产生，并在心脏纤维化中发挥关键作用。  印记基因是...

近日，上海科技大学信息科学与技术学院后摩尔中心（PMICC）寇煦丰课题组联合沙特阿卜杜拉国王科技大学张锡祥团队，在美国旧金山举行的第70届国际电子器件会议(International Electron Device Meeting, IEDM)上，以题为“Field-Free Rashba-Type Crystal Torque MRAM with High Efficiency and Thermal Stability”报告了新型磁存储器（MRAM)最新研究成果。IEDM自1955年创办以来，一直是国际半导体技术界的权威会议和风向标，为全球集成电路领域提供了一个展示技术突破的重要平台。此次上海科技大学再次以第一完成单位在IEDM上发表论文，体现了学校在微电子领域的科研实力和影响力的持续增强。当前，数据驱动的新计算范式对存储需求呈现爆炸式增长，市场迫切需要高速、低能耗的新型存储器件。MRAM 因其兼具非易失性、高读写速度（1 ns）、高擦写次数（1015）的特点，被视为下一代存储技术的重要候选，受到全球半导体厂商的高度关注。然而，当前主流的电流型STT-M...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院齐彦鹏课题组联合中国科学院物理研究所、苏州大学等合作单位，通过高压调控实现了晶体材料In2Te5体系的相边界展宽，观测到无序增强的非晶超导现象，这一研究成果近期发表于国际学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）。 图1 论文发布页面热力学关系中经典的吉布斯相律指出，当跨越相边界时，物质的结构会发生相变，从而导致物性的突变。这使得相变边界附近的物性研究和相图的精确测定具有重要意义。本研究中，齐彦鹏课题组充分考虑In2Te5的结构特征，利用高压手段通过部分破坏体系长程平移对称性的方式，将经典的相变边界有效扩展为一个大范围的非晶转变区域，从而实现了加压过程中In2Te5单晶的晶态-非晶态-晶态（CAC）相变。 图2 In2Te5 晶态-非晶态-晶态（CAC）相变的微观机制与实验证据。 通过原位同步辐射衍射研究，团队发现In2Te5的上述相变源于相对刚性的[In2Te2]2+区块的旋转，这些区块由...

自2015年美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利室女座干涉仪(Virgo)观测到黑洞合并以来，黑洞合并已成为可以观测的物理现象。未来的引力波实验，将使我们能够更好地测量这些有趣天体的性质。但在理论方面，目前仍缺少对旋转黑洞的高阶有效引力相互作用的理解。作为黑洞合并现象的首批研究者之一，上海科技大学物质科学与技术学院助理教授Alexander Ochirov与合作者提出了一个描述旋转黑洞的动力学的理论框架，相关进展近期陆续在《物理评论快报》（Physical Review Letters）和《高能物理杂志》（Journal Of High Energy Physics, JHEP）上在线发表。这一理论框架的建立是基于量子场论中有质量、高自旋粒子的散射振幅。加入上海科技大学前，Ochirov教授在苏黎世联邦理工学院工作期间，成功将旋转黑洞的Kerr解与Nima Arkani-Hamed、Tzu-Chen Huang和黄宇廷（Yu-tin Huang）提出的一系列简单的高自旋散射振幅联系起来。此后，Ochirov教授与合作者一直在进行理论...

自催化反应是化学研究中的一个重要分支，反应产物能够作为催化剂进一步加速反应进程。这一特性在生物系统中表现为一种基本的组织和功能调控机制，例如微管动力学中由自催化过程驱动的生长与收缩的交替，凸显出自催化反应的时空调控在细胞组织和复杂生物调控过程中的重要性。近年来，科学家们越来越关注将化学反应网络（CRN）整合到合成材料中，以探索和模仿生命系统中的动态行为。然而，利用自催化机制构建实现精确时空控制的动态材料体系仍然面临挑战。为解决这些难题，上海科技大学物质科学与技术学院的郑宜君课题组巧妙设计了一个包含两个连续自催化反应的网络。课题组通过将该自催化反应网络耦合到材料中，实现了对溶胶与凝胶转变前沿的时空控制。同时，团队基于自催化反应的动力学常数建立了反应-扩散模型，对材料的时空转变进行理论预测。这一研究成果近日发表在国际学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。 图|由...

上海科技大学智能感知与人机协同教育部重点实验室专注于新一代机器智能与人类协同发展及相互增强技术，致力于建设智能人机协同与交互原创研究基地。本年度，实验室9项研究成果成功入选神经信息处理系统大会（Conference on Neural Information Processing Systems，NeurIPS 2024)，研究成果涵盖3D场景理解、视觉-语言基石模型、深度平衡模型、生物成像重建等前沿方向。今年大会共收到15671篇有效论文投稿，录取率为25.8%。大会于12月9日在加拿大温哥华召开。1. 使用八叉树查询进行的高效、多粒度占用预测方法OctreeOcc: Efficient and Multi-Granularity Occupancy Prediction Using Octree Queries3D场景理解中的占用预测对自动驾驶、机器人导航等领域至关重要。然而，传统方法依赖于规则网格表示，计算成本高昂，且难以捕捉小物体的细节。本研究提出了一种创新的 3D 占用预测框架OctreeOcc。实验表明，OctreeOcc 在预测性能上超越现有方法，同时将计算成本降...

12月11日，上海科技大学免疫化学研究所Roger Kornberg/张贺桥研究团队（结构生物化学课题组）与iHuman 研究所合作者在国际学术期刊Science Advances上在线发表了题为“Cryo-EM structure of Nipah virus RNA polymerase complex”的研究论文，报道了尼帕病毒（Nipah virus）RNA依赖RNA聚合酶复合物的结构特征。 尼帕病毒属于非节段负链RNA病毒（nsNSV）。该类病毒包括多种高致病性病毒，如尼帕病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、腮腺炎病毒等。尼帕病毒于1998年首次在马来西亚被发现，并迅速变异并传播至新加坡、孟加拉国、印度、柬埔寨以及中国等亚洲国家和地区。近年来，亚洲地区尼帕病毒感染事件时有发生。尼帕病毒通常由动物传染给人，也可以人传人，可引发脑炎、肺炎等严重疾病，致死率高达70%。截至目前，针对尼帕病毒的疫苗和抗病毒药物仍然处于研发阶段，尚未有上市产品用于预防或治疗尼帕病毒感染。尼帕病毒基因组编码六种蛋白，其中由L和P蛋白...

上海科技大学物质科学与技术学院拓扑物理实验室陈宇林-陈成团队利用纳米角分辨光电子能谱（Nano-ARPES）技术，发现了超导魔角石墨烯中显著的谷间-电声子耦合效应，并且确定了相应的声子模式。这一发现对科研人员理解魔角石墨烯的超导机理具有重要意义。北京时间12月11日晚，相关研究成果以“Strong Electron-Phonon Coupling in Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene ”(双层魔角石墨烯中的强电子-声子耦合)为题，在线发表于国际学术期刊《自然》（Nature）。魔角石墨烯自2018年发现以来，因其超导电性和强关联电子特性成为国际凝聚态物理研究的热点。其超导性来源于双层转角石墨烯在“魔角”条件下的平展能带，这极大增强了电子的相互作用，为研究莫特绝缘态、高温超导等强关联电子体系提供了新平台。此外，魔角石墨烯中还存在独特的量子反常霍尔效应拓扑态，为实现拓扑超导等奇异量子态提供了可能。这一基础研究的成果，具有潜在的量子计算应用价值。魔角石...

近年来，类器官在人类组织与器官的生理学及病理学研究中被广泛应用。然而，目前多数类器官模型仅涵盖单一组织类型，而组织器官的发育成熟以及人体功能的正常实现通常需依赖不同组织间的相互交流协作。其中，神经肌肉骨骼轴中的组织间互作尤为关键，所涉及的神经、肌肉、骨骼这三种组织在发育进程、身体功能运作以及疾病发生发展过程中均有着紧密的联系。现阶段，构建包含神经肌肉骨骼轴的人源类器官模型仍面临诸多挑战。12月9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Cell Stem Cell（《细胞-干细胞》）上发表题为“Generation of self-organized neuromusculoskeletal tri-tissue organoids from human pluripotent stem cells”的研究论文，利用人类多能干细胞构建了首个自组织的人类神经肌肉骨骼类器官（human neuromusculoskeletal organoids, hNMSOs），为研究人类神经肌肉骨骼轴及相关疾病提供了人源体外模型。 与通过组装/融合不...

近日，上海科技大学生物医学工程学院程冰冰课题组在IEEE Transactions on Biomedical Engineering上发表了题为“Multiple Instance Learning-Based Prediction of Blood-brain Barrier Opening Outcomes Induced by Focused Ultrasound”的研究论文，利用多实例学习等深度学习方法实现了聚焦超声开放血脑屏障效果的快速准确评估，有利于加速聚焦超声开放血脑屏障技术的临床转化。血脑屏障是一种具有高度选择性的半透膜生理结构，在保护大脑的同时，也严重阻碍了脑部的药物递送。经颅聚焦超声联合超声造影剂微/纳泡可实现无创、靶向和可逆的血脑屏障开放，是一种具有广阔前景的脑部药物递送技术（图1）。然而，当前评估聚焦超声靶向开放血脑屏障效果的方法缺乏快速性和简便性，且价格昂贵。目前临床金标准——增强T1加权MRI检测方法需要昂贵的MRI设备，扫描时间长，需要注射较难排出体外的磁共振造影剂钆，而且对于装有心脏起搏器等金属植入物和具有幽闭恐惧症的患...

12月4日下午6点，上海科技大学生物医学工程学院钱学骏课题组在Nature Biomedical Engineering在线发表了题为“A multimodal machine learning model for the stratification of breast cancer risk”的研究论文，实现了多层级乳腺癌风险预测，其预测能力超越了资深放射科医生，为更广泛的乳腺癌筛查和诊断提供了新的技术途径。鉴于该重要突破，Nature Biomedical Engineering杂志在同期发表了研究评述（Research Briefing）文章“Advancing breast cancer risk stratification using multimodal AI”，总结和点评了该研究的发现和意义。在这项工作中，研究团队开发了一款专门面向乳腺癌风险分层的多模态人工智能系统BMU-Net模型（图1）。该模型巧妙融合了卷积神经网络在特征提取方面的高效性，以及Transformer在高层特征融合与跨模态整合方面的卓越性能。通过在大规模钼靶和超声数据集上进行迁移学习预训练，再结合多模态匹配数据集进行精细化调优，显著提升了...