近日，上海科技大学生命科学与技术学院罗振革课题组在国际期刊Cell Reports（《细胞报告》）在线发表题为“A hominoid-specific signaling axis regulating the tempo of synaptic maturation”的研究论文：利用体内外多种研究体系，揭示了促进人类神经元形态复杂化及控制突触发育进程的复杂分子细胞机制。 在进化的过程中，人类脑容量显著扩增，大脑皮层表面积的扩张促使沟回形成及复杂化。与其他哺乳动物及灵长类动物相比，人类大脑皮层神经元的树突分支更为复杂，且具有更大密度的突触。这些特征导致人类神经元具有更强的信息处理能力，被认为与人类智力的演化密切相关。近年来，罗振革实验室对该重大问题展开系统深入的研究，发现了人科特异基因TBC1D3促进灵长类特征性神经祖细胞的产生与增殖，导致大脑皮层的扩增及沟回形成。相较于其他物种的神经元，人类神经元的成熟需要更长的时间，突触可塑性关键期大大延长，这一现象被称为幼态持续(neoteny)，...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院杨晓瑜课题组在固有手性杯[4]芳烃不对称合成领域取得突破，实现了固有手性杯[4]芳烃的催化不对称合成。研究成果在国际学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie）上在线发表。大环芳烃在物质分离、检测技术及催化反应等领域均具备应用前景。作为大环芳烃家族中的重要成员，杯芳烃因其独特的三维刚性结构，形似杯子而得名（图1，A），这种非平面的三维构型赋予了杯芳烃独特的性质。当杯[4]芳烃的一个苯环间位上具有一个取代基时，该类分子就具备一类独特的分子手性——固有手性。鉴于这类固有手性骨架所蕴含的独特性能及其潜在的应用价值，其不对称合成吸引了众多研究者的研究兴趣。然而，通过高效且直接的催化不对称合成方法来构建这类分子结构仍面临一定的挑战，相关研究进展目前相对缓慢。 图1 催化不对称合成固有手性杯[4]芳烃 杨晓瑜课题组长期致力于利用开发绿色、廉价的手性有机小分子催化剂，以实现各...

作者：随着5G通信、大数据、人工智能、区块链、云计算等信息技术的飞速发展，数据中心逐渐成为支持现代数字社会正常运转的关键基础设施。不断增长的算力需求导致数据中心的功耗急剧上升。新一代48V母线供电系统将服务器的直流母线电压从12V提高到48V，提升了电能传输效率。但更高的母线电压要求板载电压调节模块（Voltage Regulator Modules，VRM）具备更高的降压比，这就对48V VRM优化设计提出了更高的要求。  近日，上海科技大学信息科学与技术学院智慧电气科学中心（CiPES）王浩宇课题组提出面向48V数据中心应用的新型负载点功率变换方案，相关成果在电力电子领域国际期刊IEEE Transactions on Power Electronics上发表。为了实现高降压比，48V VRM通常采用固定降压比的中间母线变换器（intermediate bus converter，IBC）进行初级降压，再利用负载点变换器将电压调节为负载所需的电压。对于前级IBC，传统的开关电容变换器存在元器件数量多、器件...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院罗振革课题组在国际期刊Cell Reports（《细胞报告》）在线发表题为“Comparative transcriptomic profiling reveals a role for Olig1 in promoting axon regeneration”的研究论文，通过深入的比较转录组分析，揭示了少突胶质细胞转录因子1 (Olig1) 在促进轴突再生中的重要作用。 哺乳动物神经系统复杂而精细，中枢与外周神经元轴突损伤后的再生能力存在显著差异。这一现象的分子机制一直是再生医学和神经科学领域的热点与难点。同种神经细胞再生能力也存在异质性，但由于研究手段的限制，鲜有对同种神经元再生能力差异机制的研究。罗振革课题组首先建立了小鼠的坐骨神经损伤模型，巧妙利用荧光染料双标记技术(DiO/DiI)，成功标记并分离出具有不同再生能力的脊髓运动神经元(spMN)。通过高精度的RNA深度测序技术，研究团队筛选出了一批与神经元内源性再生能力密切相关的差异表达基因。令人兴奋的是，调节神经祖细胞分...

结核病是由结核分枝杆菌引发的传染性疾病，主要侵袭肺部，严重时可导致死亡，是全球关注的重大公共卫生问题之一。贝达喹啉（Bedaquiline, BDQ）是一种靶向结核分枝杆菌ATP合成酶的抑制剂，可高效抑制结核分枝杆菌的生长，是近半个世纪以来第一个上市的抗结核新药，更被世界卫生组织列为耐利福平结核病和耐多药结核病长程治疗方案的首选药物。然而研究发现，BDQ由于与钾离子通道蛋白hERG相互作用导致患者心脏发生心律失常的风险增加，且对人源ATP合成酶也存在潜在的交叉抑制活性。因此，揭示结核分枝杆菌ATP合成酶的工作机制和BDQ的作用机理及其抑制人源ATP合成酶活性的分子机制，将有效助力新型结核分枝杆菌ATP合成酶抑制剂的开发。7月3日，上海科技大学免疫化学研究所特聘教授饶子和院士、高岩副研究员联合南开大学生命科学学院贡红日教授、广州国家实验室刘凤江副研究员在《自然》（Nature）发表了题为“Inhibition of M. tuberculosis and human ATP sy...

近期，上海科技大学iHuman研究所徐菲课题组在新兴药物靶点G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）研究领域再传捷报，成功解析了多发性骨髓瘤重磅靶点GPRC5D、肠道炎症新靶点GPR15以及神经精神疾病新靶点TAAR1复合物的高分辨率三维结构，阐明了三类靶点识别配体或药物分子的分子机制。相关研究成果先后在线发表于国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）、《细胞发现》（Cell Discovery）和《细胞报告》（Cell Reports），为相关疾病的新药研发提供了深刻见解。解码GPRC5D：多发性骨髓瘤抗体药物作用机制的新见解GPRC5D属于特殊的C家族孤儿受体，其N端仅有20多个氨基酸。作为多发性骨髓瘤的新兴治疗靶点，GPRC5D近年来广受关注。2023年，FDA批准了首款靶向GPRC5D以及CD3的双抗talquetamab，用于多发性骨髓瘤的治疗。此外，还有数十款靶向GPRC5D的双抗、CAR-T以及其他产品处于临床试验研究阶段，显示了该靶点的巨大潜力。徐菲团队利用冷...

自由基反应是复杂药物分子与高性能材料合成的核心策略之一，其中重排反应可带来分子内官能团的精确迁移，实现分子构象的精妙调控，改变目标分子的性质。不断探索新型、高效且具备良好选择性的自由基重排反应体系，从而构建满足特定需求的功能性分子，是化学家们亟需攻克的关键课题。双π-甲烷重排反应（Zimmerman重排反应）是一类经典的自由基重排反应，是天然产物化学与药物合成领域的关键工具。然而由于过渡态能垒过高等原因，极易转化的氰基官能团难以参与到这一反应中。为解决这一问题，上海科技大学物质科学与技术学院黄焕明课题组设计并实现了一类全新的双π-乙烷重排反应，实现了氰基官能团的迁移重排，补充和拓展了经典Zimmerman重排反应理论与应用。相关成果近期发表于国际学术期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society，JACS)，并被选为增选封面Supplementary Cover。 成果作为《美国化学会志》增选封面 研究人员通...

近日，上海科技大学创意与艺术学院智造系统工程中心（CASE）张振波课题组在金属材料领域期刊Acta Materialia上发表了题为“Effect of Phase Boundary on the Critical Resolved Shear Stress and Dislocation Behavior of Dual-Phase Titanium Alloy”的研究论文。对含有不同数量相界面的典型双相钛合金(Ti-6Al-4V)的研究表明，α/β相界面显著提升合金位错滑移的临界分解切应力，且随着相界面数量增加应变分布更加均匀，相界面处应力集中导致二次滑移带产生，合金的应变硬化能力显著提升。研究结果对于优化双相钛合金综合力学性能、设计新型高强高韧钛合金具有重要理论指导价值。双相钛合金由于其优异的比强度和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天和深海领域。随着航空和深海等服役环境愈加苛刻，对发展兼具高强度和高韧性的钛合金的需求更加迫切。然而钛合金强度和韧性倒置是长期困扰高性能钛合金发展的核心问题之一。揭示双相钛合金中相界面对位错滑移和应变...

近日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院水雯箐课题组联合徐菲课题组，在国际学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）发表了题为“Structural Mass Spectrometry Captures Residue-Resolved Comprehensive Conformational Rearrangements of a G Protein-Coupled Receptor”的研究论文，发展了基于限制性蛋白酶切的质谱（LiP-MS）技术，在氨基酸位点分辨水平上全面描绘G蛋白偶联受体（GPCR）在多种条件下的构象转变与灵活性，为GPCR结合不同配体和G蛋白偶联状态下的结构动态性研究提供了新视角与新方法。 通过X射线晶体学或单颗粒冷冻电镜技术解析的GPCR复合物三维结构，虽然极大加深了我们对GPCR激活机制的理解，但这些结构快照难以完整揭示GPCR在溶液相或者细胞生理环境中的动态构象变化。近年来，基于光谱的方法被应用于探测GPCR蛋白的构象动态性，但这些方法通常需要对某个位点进行标记，无法获得全局性的...

7月13日，上海科技大学生命科学与技术学院管吉松组在《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表题为“Kdm4a is an activity downregulated barrier to generate engrams for memory separation ”的研究论文，首次在体内用无偏差的敲除筛选来鉴定影响记忆印迹形成的表观遗传学基因。研究揭示了大脑中记忆印迹细胞招募的表观遗传学调节因子Kdm4a及其参与脑内记忆信息分配存储的功能，并为体内研究记忆相关细胞的分子机制提供了新的策略。记忆印迹（memory engram）是学习过程中被激活的一群神经元，对记忆的形成、巩固、提取和分离至关重要。尽管学习后记忆印迹的转录组分析表明，神经元在记忆形成和可塑性方面发生了深刻变化，但对于记忆印迹是如何被选择和分配的机制仍然知之甚少。在记忆的编码阶段，被激活神经元细胞核发生显著的转录变化以及染色质结构的改变，这种活动依赖的染色质重塑主要由细胞核内的表观遗传学调节因子负责调控。前期研究中发现，...

近期，上海科技大学信息科学与技术学院智慧电气科学中心（CiPES）傅旻帆课题组在电力电子领域国际期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics发表了2项科研成果，从理论上展现了无线电能传输（IPT）系统建模与经典电力电子谐振变化器建模的异同性，推动了成熟控制方法在IPT系统中的应用。两级无线充电系统的稳定性分析与控制器设计为提高感应式IPT系统的设计与控制自由度，可在IPT系统的后端加入电力电子变换器，形成两级IPT系统。然而，这种两级系统在某些情况下可能会出现动态性能较差甚至不稳定的现象。为了解决这个问题，傅旻帆课题组从系统的小信号模型出发，利用IPT系统阻抗模型分析了两级系统之间的耦合。通过建立整个系统的小信号模型和传递函数，研究人员系统地讨论了母线电容的影响，以及母线电容与系统控制带宽之间的平衡关系。最终提出了具有不同响应速度的控制器设计策略，并进行了闭环实验验证。 图一：系统小信号模型及参数分析图二：...

7月8日，上海科技大学生命科学与技术学院马涵慧课题组在学术期刊《自然-化学生物学》(Nature Chemical Biology) 上发表了题为“Engineering miniature IscB nickase for robust base editing with broad targeting range”的研究论文，通过工程化改造OgeuIscB-RNA系统并融合DNA双链结合蛋白Sso7d开发了高效的微型碱基编辑器-SIminiBEs。SIminiBEs显示了强大的C到T或A到G的碱基转换能力，并表现出广泛的基因组靶向范围。CRISPR-Cas9系统由于其便于操作及靶向性等特点被开发成一系列基因编辑工具，比如核酸酶编辑（nuclease editing）、碱基编辑（base editing）和先导编辑（prime editing）。其中，碱基编辑可在不引起双链DNA断裂的情况下在目标位点有效实现单个碱基的替换，在单碱基突变疾病治疗中展现了广阔的应用前景。由于SpCas9的体积较大，基于SpCas9介导的碱基编辑器无法通过单个腺相关病毒（AAV）递送。AAV是在体基因治疗的主要递送手段，但其包装极限是...

锂离子电池极大便利了人们的生活，但目前基于石墨负极的锂离子电池存在安全性能差、能量密度低等缺陷，无法满足日益增长的使用需求。锂金属可提供比石墨负极高十倍的理论比容量，但存在枝晶易生长导致的电池短路问题。因此，采用固体电解质取代易燃的有机液体电解质来增强电池安全性的方案得到了研究人员的广泛关注。石榴石型Li7La3Zr2O12（LLZO）具有高的离子电导率、宽的电化学窗口和良好的锂金属稳定性，被认为是最具应用潜力的固体电解质之一。然而，传统的电解质界面改性层并不能完全阻挡电子从集流体传输到固态电解质内部，这会导致锂枝晶的形核析出和生长渗透。陶瓷基石榴石电解质与正极之间固-固接触界面带来的高阻抗也是另一个严重问题。针对上述问题，上海科技大学物质科学与技术学院刘巍课题组通过原位转化反应在石榴石固体电解质负极侧进行界面修饰，抑制电子在界面处的泄露。同时筛选出更加稳定的C4min-TFSI离子液体，浸润固态电池正极界面。二者...

北京时间7月3日晚，上海科技大学免疫化学研究所教授杨海涛、免化所特聘教授/清华大学教授饶子和院士和复旦大学教授孙蕾等在国际学术期刊《细胞》（Cell）上共同发表了题为“TMPRSS2 and glycan receptors synergistically facilitate coronavirus entry”的最新研究，揭示了人类冠状病毒HKU1（HCoV-HKU1）同时利用细胞表面糖受体和蛋白受体入侵人体的精确分子机制，首次发现这两类受体在病毒入侵过程中展现出协同的工作机制。该研究不仅拓展了对冠状病毒如何入侵宿主这一关键过程的理解和认识，解决了冠状病毒受体研究领域长期以来悬而未决的一个关键科学问题，也为开发抗冠状病毒的新策略奠定了重要理论基础。 冠状病毒是影响人类生命健康和社会经济发展的一类重要病原体。本世纪以来引发多次全球性疫情（如SARS和新冠等），对全世界造成了空前的影响。冠状病毒入侵宿主的分子机制不仅是重要的科学问题，对指导新型抗病毒药物及疫苗开发更具有巨大科学价...