上海科技大学信息科学与技术学院郑杰课题组近日提出了基于知识图谱和可解释图神经网络的新型人工智能模型KR4SL，在预测并解释基于合成致死机制的抗癌药物靶点方面取得进展。该成果被生物信息学旗舰会议——第31届分子生物学智能系统会议和第22届欧洲计算生物学会议(the 31st Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology and the 22nd Annual European Conference on Computational Biology，ISMB/ECCB 2023) 以会议论文形式接收。该工作同时被收录在生物信息学领域核心期刊《生物信息学》(Bioinformatics)的ISMB/ECCB 2023会议特刊。郑杰课题组博士生张可在大会上做口头报告。ISMB/ECCB 2023大会共收到336篇投稿论文，仅有60篇被选为会议论文，接收率为17.9%。合成致死 (synthetic lethality，SL)是基因之间...

2023年11月20日，来自上海科技大学、武汉大学和复旦大学的合作研究团队在Cell Stem Cell杂志在线发表了题为“Base editing of the HBG promoter induces potent fetal hemoglobin expression with no detectable off-target mutations in human HSCs”的研究论文，报道了一种基于碱基编辑技术的β-血红蛋白病基因治疗新策略。 β-血红蛋白病是一种严重的单基因遗传病，主要包括β-地中海贫血和镰状细胞病。全球有超过3%的人口是β-血红蛋白病的携带者，每年有数十万新生儿被确诊。已有研究表明，重激活胎儿血红蛋白表达，可以缓解甚至治愈β-血红蛋白病。目前的主要治疗策略是在体外通过Cas9核酸酶进行基因编辑，但Cas9核酸酶会产生DNA双链断裂，存在造成HSPCs染色体缺失、异位及细胞周期停滞或细胞凋亡等的安全隐患。因此，需要进一步探索更安全、更高效重激活胎儿血红蛋白的新策略。本工作构建了完善的实验体系，开展了一系列基因编辑靶向位点比较和功能验证...

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1，3-双硼化合物的可控区域发散性精准转化，有效解决了该化合物低反应活性的难题，弥补了自由基化学往往只能得到单一选择性的局限。相关成果发表于国际知名学术期刊《德国应用化学》 （Angewandte Chemie International Edition），并被选为“非常重要论文”（“Very Important Paper”）。有机硼化合物广泛应用于医药、材料、生物和合成化学等领域，而研究多集中于单硼化合物。如果能够实现多硼化合物的精准转化，将极大地拓展化合物的合成边界，为应用和功能研究带来新机遇。一般认为1，2-双硼化合物多取代位点C–B键的催化转化反应首先经历1，2-硼迁移过程形成稳定的自由基物种，继而发生后续的官能团化反应（图1）。然而，使用自由基策略在分子的初级或次级C–H键上发生选择性官能团化需要克服不利的电子效应，以往还没有可行的策略实现多硼化合物的可控区域发散性精准转化。图1. 传统自由基...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院颜世超组和齐彦鹏组合作在镍砷基超导材料单轴电荷密度波和复杂结构的研究中取得了新进展。该成果发表于知名期刊Nano Letters。非常规超导材料的超导态往往伴随着复杂和有趣的电子有序态，例如电荷密度波、自旋密度波和电子向列序等。虽然这些有序态与超导之间具有紧密的关联，但它们在超导材料中所扮演的确切作用尚没有统一的定论。近期，镍砷基超材料（Ba1-xSrxNi2As2）体系中多种电荷密度波态和电子向列序被相继发现和报道，表明Ba1-xSrxNi2As2超导体系是研究电荷密度波、电子向列序和超导之间相互作用的一个新的材料体系。最近的理论计算结果还表明，由于化学键的重新排布，这类材料可能具有复杂的结构调制。但截至目前，Ba1-xSrxNi2As2超导体中的结构、电荷密度波及电子向列序的微观信息还没有任何公开有效的实验结果。图1. BaNi2As2的晶体结构及费米面示意图、Ba表面形貌图和微分电导谱图图2. BaNi2As...

信息安全一直是学术领域关注的一个前沿方向。近日，上海科技大学信息学院王春东课题组独立发现了一个新的基于计算机存储常用fsync函数调用的隐蔽侧信道，命名为Sync+Sync。利用该信道，可实现对数据位（比特）的隐蔽传输和接收，以及针对数据库和应用程序的侧信道攻击。该成果被USENIX Security 2024接收。USENIX Security是计算机信息安全与隐私领域的四大知名会议之一。计算机系统中陆续发现多种隐蔽侧信道漏洞，这些漏洞大多因CPU高速缓存和主存间数据交互造成信息泄露。本研究另辟蹊径，将目光聚焦在计算机系统的持久存储层的信息安全问题。计算机程序大多选择以文件方式存储计算结果，其中一些程序调用fsync函数向硬盘同步持久化文件，以实现有序化可靠保存。研究人员发现，当两个程序同时调用fsync时，尽管它们之间不共享任何数据，受共享软件和硬件资源的影响，fsync会在计算机上发生资源竞争，导致每个程序都将经历更长的反应时间。为解决以上问题，研...

上海科技大学信息学院智慧电气科学中心（CiPES）在无线充电系统的多线圈效率评估、超宽范围以及模型分析等方面取得进展，相关成果在电力电子领域国际期刊IEEE Transactions on Power Electronics上在线发表。多发射多接收耦合器的最优端口激励无线电能传输作为一种非接触式电能传输技术，具备更加安全、便利等特点，近年来在中小型智能消费电子领域广泛应用。当前，针对多负载场景或负载偏移的场景，常采用多线圈来增强耦合。对于采用多发射多接收线圈的系统，现有的研究已推导出最优激励电流和最优负载来最大化耦合器效率，然而，这些分析忽略了各种接收端的实际功率需求。为此，研究人员对多发射多接收耦合器的最优条件进行了全面的分析，根据实际需要，定义了一个标准的优化问题，并用拉格朗日乘子法求解。此外，研究人员分析了耦合器效率最优的端口条件，揭示其物理意义，并建立一个统一的视角来理解不同的系统。通过对不同耦合器的评价和比较，证明了优化...

甲基苯丙胺（Methamphetamine，简称METH，冰毒的主要成分）被滥用时，会对人类健康和社会秩序产生严重危害，目前尚无可用于治疗METH成瘾的上市药物。METH成瘾主要通过调控多巴胺释放和再摄取产生作用，这一机制已得到广泛认可。最新研究表明，METH可以直接与痕量胺相关受体1（Trace Amine-Associated Receptor 1，简称TAAR1）结合，并激活受体下游的G蛋白信号通路，这可能是METH在体内进行信号转导的关键节点。此外，TAAR1被认为在调节METH和其他胺类分子（如内源性苯乙胺）以及精神分裂症等临床候选药物分子的神经生物效应中发挥关键作用。因此，通过结构生物学研究手段深入探究METH以及其他胺类分子与TAAR1之间的相互作用机制，将有望为治疗药物成瘾和研发新型抗精神类药物提供重要的推动力。2023年11月7日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院徐菲课题组联合中国科学院上海药物研究所徐华强课题组、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心汪胜团队和...

智能感知与人机协同教育部重点实验室依托上科大信息科学与技术学院，探索下一代人类智能与机器智能的协同发展和相互增强，建立人类智能与机器智能交互协作的新型理论基础和实验平台。自筹建以来，实验室通过结合多个模态的高精度数据建模，开始建立感知算法、常识推理和决策规划的软硬件统一框架，用以实现人类智能与机器智能的协同合作与演化。近日，实验室团队在计算机视觉领域国际知名会议International Conference on Computer Vision（ICCV 2023）上发表多篇论文，涵盖三维/动态场景感知与建模，负责与可持续机器学习理论，复杂场景下多智能体交互，以及智能芯片与感知系统等四个主要研究方向，展示了实验室在开放世界视觉理解、视觉-语言基础模型、事件相机的几何视觉理论、三维场景理解、零次学习等多方面的学术成果，为实现智能人机交互新范式打下了坚实的基础。I. 三维/动态场景感知与建模针对复杂的交互环境，实验室团队发展了两方面基于多模态感知的...

近期，上海科技大学信息学院智慧电气科学中心的梁俊睿教授团队针对运动供能物联网技术，在“微能量管理电路”和“小型机械俘能器”两方面分别提出了创新性的极简工程设计方案，有望进一步降低能量自给自足物联网节点的机电硬件成本，在更广使用范围和更长使用时间里让更多的物件实现信息获取和联网通信。图1 针对能量收集自供能物联网设备的三晶体管微能量管理(3T-EM) 电路。微能量管理电路微能量收集技术（energy harvesting）为广泛分布的物联网（IoT）设备在其本地实现能量自给自足提供电能解决方案。课题组提出了一款仅由三个分立晶体管为主要器件组成的极简微能量管理电路（3T-EM），可以支持实现微能量的缓慢积累；通过监测电压阈值，在能量充足/过低的时候接通/关闭负载设备；输出经过线性稳压处理的逻辑电平，直接给集成片上系统供电。该3T-EM电路使用最少数量的电子器件实现了微能量管理的上述三个必要功能，大大降低了物料和制造成本。理论和实...

二维范德华铁磁体具有固有的长程磁有序和高度的磁可调谐性, 为高能效、非易失性自旋电子学的发展提供了一个新平台。同时，较弱的层间范德华力有利于二维铁磁与其他材料的异质集成，可拓宽相关器件的应用。近日，上海科技大学拓扑物理实验室寇煦丰团队（信息学院）、李刚团队（物质学院）和陈宇林-柳仲楷团队（物质学院）利用分子束外延（MBE）技术生长了具有晶圆级尺寸、原子级平整表面的CrTe2薄膜和Bi2Te3/CrTe2异质结，由此制备的自旋轨道力矩（SOT）器件具有低动态功率、高耐用性（超过5 X 10⁴次读写周期）、晶圆级器件性质均一的优点，可用于高密度磁存储。该研究成果发表于国际知名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)。结合电子能带结构计算，研究揭示：超薄CrTe2薄膜中的量子限域和界面效应会有效改变其贝里曲率和磁序强度，从而引发反常霍尔信号的极性变化。将铁磁CrTe2与拓扑绝缘体Bi2Te3结合，可实现集成的范德华异质结中自旋轨道矩...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院陈刚课题组研制出可快充且稳定无枝晶的锂金属电池，相关研究成果发表于国际知名学术期刊Journal of Materials Chemistry A。便携式电子设备和电动汽车的快速发展需要高能量密度的可充电锂离子电池。锂金属负极因具有高比容量、低密度和低化学势的优点，被认为是实现高能量密度的最佳材料。然而，锂金属电池在重复充放电循环过程中形成的枝晶和死锂会导致快速容量衰减和安全性问题，阻碍了锂金属电池的实际应用。图1: 真空辅助自组装法制备MXene/SiO2复合薄膜示意图及其结构。 针对上述问题，陈刚教授团队通过简便的真空辅助自组装方法制备出二氧化硅纳米颗粒支撑的MXene/SiO2复合薄膜。亲锂性的MXene可以促进金属锂均匀成核和生长，而二氧化硅纳米粒子作为亲锂种子可进一步诱导均匀的锂成核和沉积。另外，二氧化硅纳米粒子还可作为MXene纳米片层之间的支柱，促进锂离子的传输并最大限度减少脱锂过程中的电极体积收缩...

10月12日，上海科技大学生命学院范高峰课题组、上海科技大学生命学院/iHuman研究所赵素文课题组，以及中国科学院生物与化学交叉研究中心朱正江课题组合作，在国际学术期刊Cell Reports在线发表了题为“Allosterically inhibited PFKL via Prostaglandin E2 Withholds Glucose Metabolism and Ovarian Cancer Invasiveness”的论文，报道了卵巢癌细胞能通过下调前列腺素合成酶3（PTGES3）的表达使得癌细胞的糖酵解关键限速酶果糖磷酸激酶（PFKL）不再被PTGES3产生的局部浓度的前列腺素E2（PGE2）所抑制，而PFKL活性上调会增强癌细胞的葡萄糖代谢，进而促进肿瘤转移。在我国的妇科恶性肿瘤中，卵巢癌的发病率位居第三位，却是死亡率最高的妇科恶性肿瘤。肿瘤转移是癌症治疗中面临的最大问题，也是致死的主要原因。因此，发现卵巢癌转移扩散具体的分子机制，以此为基础开发药物并利用药物抑制原位癌的转移扩散以避免进一步恶化和复发，可有效改善患者的生存时间和...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘一凡课题组与合作者成功开发新型荧光编码超宽动态范围数字PCR技术，相关研究成果发表于国际知名学术期刊Biosensors and Bioelectronics。数字PCR（dPCR, digital polymerase chain reaction）技术由于其绝对定量能力和极高灵敏度被广泛应用于分子诊断领域。美中不足的是，与目前的金标准定量PCR （qPCR）相比，dPCR在动态范围上落后了3-4个数量级，极大限制了其在临床领域的应用。如在对一些载量范围波动较大的病毒感染样本进行定量分析时，高载量的样本往往会使dPCR显全阳性而无法通过泊松分布定量。针对上述问题，刘一凡教授团队与中国科学院上海微系统所、南方医科大学南方医院团队合作开发了荧光编码对数稀释数字PCR技术（Flodd-PCR）。作为一种新颖的超高动态范围的数字PCR技术，Flodd-PCR巧妙运用微流控技术和荧光编解码策略，实现了多种浓度样本检测的“多路复用”。该技术展示出的动态范围为107，比传统dPCR高了...

2023年10月，上海科技大学生命科学与技术学院刘冀珑课题组在学术期刊Cell Research（《细胞研究》）上发表研究论文“谷氨酰胺酶激活和纤维化的结构基础”（Structural basis for activation and filamentation of glutaminase），首次解析了人源谷氨酰胺酶与天然激动剂磷酸结合的代谢纤维结构。这项研究不仅揭示了长期以来一直备受关注的谷氨酰胺酶激活机制，完善了谷氨酰胺酶抑制机制理解，还开创性地全面解析了谷氨酰胺酶纤维化现象。研究结果为设计多种具有制药潜力的拮抗剂、部分激动剂-拮抗剂和完全激动剂提供了重要的结构基础。2010年，牛津大学刘冀珑实验室（现于上海科技大学）于果蝇组织中发现CTP合酶会形成一种线状的大型无膜结构，并将其命名为“细胞蛇”（Cytoophidium）。在探究“细胞蛇”的过程中，研究团队逐渐发现多种代谢酶都具有在体外自组装成为纤维状结构的能力，由此提出了“代谢纤维”（Metabolic filament）这一研究概念。代...