上海科技大学物质科学与技术学院凌盛杰团队长期致力于天然高分子的基础性研究工作，在丝纳米组装体的提取、组装和应用，丝/丝蛋白材料构效关系，丝蛋白基器件开发等方面取得了一系列研究成果。近日，凌盛杰课题组与合作者们在丝蛋白离子导体材料的开发及应用领域取得了多项新进展。成果分别发表于Advanced Materials、ACS Nano、Advanced Functional Materials、Chemistry of Materials、ACS Materials Letters、Materials Horizons等国际学术期刊。仿生制备高性能离子导体纤维     受家蚕天然纺丝过程启发，凌盛杰团队制备出具有优异弹性和导电性的离子导体纤维。使用蚕丝和氯化锂作为原料，制备出的纤维中含有丝微纤和锂离子，最终在拉伸性、韧性和杨氏模量之间获得了较好的平衡，并同时显示出良好的导电性和低滞后性。研究系统揭示了这类纤维的“微观结构-性能”关系，并充分展示了这类柔性导电纤维材料在智能可穿戴设备中的应用。该成果于20...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院沈伟团队和温州医科大学李校堃团队黄志锋课题组合作，在国际代谢领域学术期刊《细胞代谢》(Cell Metabolism)在线发表重要成果“Sustained Remission of Type 2 Diabetes in Rodents by Centrally Administered Fibroblast Growth Factor 4”。 该研究奠定了从中枢代谢调控视角发现抗糖尿病新靶标、研发可持久缓解T2D创新药物的关键理论基础。糖尿病目前已成为威胁全球健康的公共卫生问题，最新数据显示，当前我国成人糖尿病患病率高达11.2%，其中，2型糖尿病（T2D）占90%以上。目前，T2D的主要临床治疗药物都不能实现持久控糖，无法帮助患者长期恢复血糖稳态。大部分患者需长期甚至终身用药，导致副作用的积累及药物敏感性的降低，严重危害患者的身心健康和生活质量。基于对新机制、新靶点的揭示，探索持久控糖与恢复血糖稳态的新策略，具有重要的科学和临床意义。该研究发现，通过中枢给药方式给予糖尿病小鼠成纤维细...

近日，上海科技大学生命学院高冠军团队在国际学术期刊《自然•通讯》（Nature Communications）上发表了题为“Broad phosphorylation mediated by testis-specific serine/threonine kinases contributes to spermiogenesis and male fertility”的研究成果。该研究报道了磷酸激酶TSSK调控精子发生和雄性不育的分子机制，对于了解男性不育的原因和开发男性避孕药物具有重要的理论意义。精子发生（spermatogenesis）是一个高度复杂、保守的细胞分裂和分化的过程。它包括精原细胞的增殖和分化、精母细胞的减数分裂和精子细胞的生成。从圆形精细胞经同步分化发育为成熟的针型精子的过程涉及严格而又保守的表观遗传调控，如伴随着精细胞DNA的高度压缩，精子细胞上组蛋白会经历大量表观修饰后从DNA上剥离，并逐渐被中间转换蛋白取代，直至最终被鱼精蛋白取代而进一步高度压缩精子细胞的父系遗传物质。而组蛋白-转换蛋白-鱼精蛋白的转换过程（histone-protamine transi...

作为上海科技大学“智能感知与人机协同”教育部重点实验室的核心研究方向之一，信息学院视觉与数据智能中心 ( VDI Center）长期致力于机器视觉、大数据、人工智能方向的前沿原创科研研究。近期，中心教授团队围绕人工智能领域产出多项科研成果，并被AAAI 年会（AAAI Conference on Artificial Intelligence, AAAI 2023）接收录用。AAAI年会是中国计算机学会推荐的CCF-A类人工智能领域学术会议。FusionPose，一种新的基于单台激光雷达相机设计的大规模场景3D-MPE方法大型户外场景室外三维多人姿态估计（3D-MPE）是人类运动理解的一项重要技术，可为许多下游的现实世界应用带来便利，如动作识别、人机协作、服务型机器人等。为提高对场景更细粒度的理解能力，通常会同时利用相机和激光雷达来估计行人的3D姿态。但现有方法直接将多模态特征叠加在一起，没有利用时间信息和几何监督，导致在处理挑战性姿势（如运动）时的表现不佳。为解决上述问题，马月昕...

无线电能传输系统因其灵活度高、可靠性强、使用便利等优点，在电动汽车、消费电子、医疗植入设备等领域得到广泛应用，但该系统基于基次谐波近似（FHA）的频域分析方法而设计，在高电流畸变情况下的精度较低。时域建模方法可极大提高建模的精度，但模型相对复杂，且依赖于特定的补偿网络和谐振参数。为了解决以上难题，上海科技大学信息学院智慧电气科学中心王浩宇团队提出了一种简单且通用的时域建模方法，适用于不同补偿网络、谐振参数和调制方式。不同补偿网络的状态方程形式是统一的，唯一的区别在于系数矩阵的不同。状态方程的输入由谐振腔的输入电压信息决定。本研究建立了一套简单的输入电压信息获取方法，适用于任何调制方式。此外，根据矩阵理论的相关知识，可将耦合的状态方程解耦成两个独立的二阶常系数微分方程进行求解，极大简化了模型的复杂度。该模型在给定谐振腔输入电压信息的情况下，可以准确预测任意时刻谐振腔的电压和电流信息，具有较强的...

近年来，随着先进压电材料、集成电路、微纳声学等领域的飞速发展，基于氮化铝（AlN）和氮化铝钪（AlScN）薄膜的压电微机电系统（MEMS）以其低成本、小体积和高性能而受到广泛关注。上海科技大学信息学院吴涛教授与多位上科大教授合作在压电微型超声换能器( Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers, PMUT)器件的理论建模、器件设计、微纳工艺，以及医学应用等方面取得了多项研究成果。 氮化铝及氮化铝钪PMUT的工艺研发氮化铝薄膜具有生物兼容性好、热稳定性高和集成电路工艺(Complementary metal–oxide–semiconductor, CMOS)兼容等优点，是可植入设备和医用传感应用领域的首选压电材料之一。氮化铝钪通过稀土元素掺杂改性，其压电常数d31较氮化铝薄膜提升2倍以上。吴涛团队通过对氮化铝钪溅射工艺的优化，成功地制备出不同浓度的高质量、应力可控的氮化铝钪薄膜。基于优质氮化铝钪压电薄膜，信息学院特聘教授李昕欣团队与吴涛团队合作开...

近日，上海科技大学iHuman研究所水雯箐课题组和安德烈·萨利课题组合作，在ACS Central Science 发表了题为“Conformational dynamics of the activated GLP-1 receptor-Gs complex revealed by cross-linking mass spectrometry and integrative structure modeling”的研究论文，通过结合化学交联质谱与整合结构建模技术，研究激活态GPCR与G蛋白复合物的构象多样性，发现了一系列区别于冷冻电镜结构的可能的非经典功能态构象。虽然学界普遍认为G蛋白偶联受体（GPCR）在溶液中或细胞内存在多种构象，且不同构象易于相互转换，但利用常规结构研究手段往往仅可解析一种或少数几种稳定性最高的构象，而缺乏结构动态性信息极大限制了人们对GPCR激活与信号转导机制的全面理解。本研究首先利用化学交联质谱技术对激活的胰高血糖素样肽1受体（Glucagon-like peptide 1 receptor, GLP-1R）与G蛋白复合物绘制交联位点图谱，获得了该复合物在溶液中的位点空间连接信...

鼓励本科生进实验室、参与前沿科学研究是上科大本科生培养的一大特色。这一创新培养模式正持续取得积极成效。近日，上海科技大学信息学院智慧电气科学中心刘宇教授课题组本科生的三篇论文被电气与电子工程师协会（IEEE）电力与能源协会学术年会（Power and Energy Society General Meeting, PESGM）接收录用。研究围绕电力系统继电保护与故障定位原理开展，以保障大规模新能源接入的新型电力系统的安全稳定运行。PESGM由IEEE电力与能源学会主办，是电力系统领域级别最高、规模最大的国际学术会议。 基于动态状态估计的多端混合线路继电保护原理近年来，为提高清洁能源的利用率，输电线路的结构变得更加复杂。例如，针对海上风电接入陆地电网的场景，地上架空线路与地下电缆常构成多端混合线路，此时传统的线路保护方案适用性存在一定挑战。为此，信息学院刘宇课题组提出一种基于动态状态估计的输电线路继电保护方案。该方案基于输电线路的多端时域量测构建...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院马延航课题组和大科学中心、物质学院江怀东课题组合作，创新性地将先进的扫描相干衍射成像技术与低剂量高分辨电子显微成像相结合，在原子尺度上揭示了电子束敏感的多孔材料的局域高分辨结构。该研究成果发表于国际学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society, JACS）上。分子筛作为典型的多孔材料之一，在石油催化、气体吸附及分离等领域发挥着重要作用。分子筛的结构表征对于揭示其结构与性能的构效关系、指导新结构新性能材料的设计与合成具有重要意义。然而由于分子筛具有电子束敏感性，对其进行高分辨电子显微表征极具挑战。联合团队采用了一种先进的扫描相干衍射成像技术（ptychography），在低电子剂量下收集分子筛晶体的四维扫描透射电子显微（4D STEM）数据，经数据分析及算法重构，获得了材料结构的高分辨局域信息。与传统的高分辨扫描透射电子显微镜表征相比，4D STEM可同时收集二维位...

近日，上海科技大学iHuman研究所华甜/刘志杰团队与合作者在国际学术期刊《自然•通讯》（Nature Communications）上发表了题为“Structural basis of selective cannabinoid CB2 receptor activation”的研究论文，揭示了大麻素受体CB2 (cannabinoid receptor 2)与不同选择性激动剂配体的复合物三维结构，在分子水平阐述了配体的选择性机制，新设计的LEI-102配体能够减弱由CB2引起的肾炎症和肾损伤，并且不会非特异性激活CB1而引起的中枢神经系统副作用。本研究为靶向CB2的药物设计提供了精准模版和理论指导。人体内源性大麻素系统参与调控多种生理功能，主要有CB1和CB2两个受体。CB1主要在中枢神经系统（central nervous system, CNS）高表达，而CB2则广泛分布在外周免疫系统，在中枢神经系统的小胶质细胞也有表达。CB2被认为是治疗炎症和免疫类疾病的理想靶点，其激动剂可以用于缓解炎痛和神经性疼痛以及神经退行性疾病等的治疗。但目前针对CB2的激动剂选...

近日，上海科技大学iHuman研究所刘志杰团队与免疫化学研究所饶子和团队及合作者在国际学术期刊《自然•通讯》（Nature Communications）上发表了题为“Structural insights into the human niacin receptor HCA2-Gi signalling complex”的研究论文，首次揭示了人体烟酸受体HCA2 (hydroxycarboxylic acid receptor 2)与选择性激动剂MK-6892复合物的三维精细结构，并点突变诱导的HCA2在失活状态下的晶体结构。烟酸受体HCA2也被称为羟基羧酸受体2，是一个与脂类代谢相关的 G 蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR），属于A类G蛋白偶联受体，是治疗血脂代谢紊乱和心血管疾病的重要靶点，与血管炎症、帕金森综合症、多样性硬化、结肠癌及中性粒细胞凋亡密切相关。目前针对该受体开发的药物以激动剂为主，但这些药物均有高尿酸血症和皮肤发红等副作用。高分辨率三维结构的缺乏是阻碍开发HCA2高特异性药物的主要原因。此项研究中，研究团队通过&n...

4月4日，上海科技大学生命科学与技术学院团队与耶鲁大学医学院团队合作，在国际学术期刊《细胞-干细胞》（Cell Stem Cell）上发表题为“Generation of ventralized human thalamic organoids with thalamic reticular nucleus”的研究论文，报道了新的丘脑特异类器官构建方法。利用人类胚胎干细胞、诱导多能干细胞建立的脑类器官是在培养皿里三维模拟大脑的重要工具。近年来，脑类器官得到了广泛关注与应用，并有望继续在探究脑发育、进化、疾病及治疗等方面提供技术支撑。如何构建更精细、复杂的脑类器官，是该技术目前面临的关键挑战。丘脑是脑中负责整合感觉信息，并将其传送至不同脑区的中枢结构。本团队前期首次实现了人类丘脑特异类器官的构建，其中主要富集了背侧丘脑起源的兴奋性投射神经元。然而，如何在丘脑类器官中重现核团特异性发育尚不明确。本研究关注了起源于腹侧丘脑的网状核（thalamic reticular nucleus, TRN）。与诸多背侧丘脑核团不同，网...

近日，上科大物质科学与技术学院李健课题组成功构建出多株能够利用赤藓糖醇（erythritol）为唯一碳源生长的大肠杆菌，相关成果在线发表于国际知名学术期刊《先进科学》（Advanced Science）。赤藓糖醇是一种天然的四碳（C4）糖醇，具有甜味，广泛存在于水果、蔬菜及发酵类食品中。因其物理化学性质稳定、价格便宜、生物安全性高，且不能被人体分解代谢吸收等特点，赤藓糖醇作为天然代糖被广泛运用于食品行业中（如做为无糖饮料中的代糖）。由于生物体缺乏能够分解赤藓糖醇的代谢通路，其进入人体或其他生物体后一般作为碳废物排出体外。为了利用赤藓糖醇这一对人体安全的代糖，李健课题组利用合成生物学技术，将从自然环境中筛选出来的赤藓糖醇代谢通路，在大肠杆菌中进行了重构，实现了大肠杆菌对赤藓糖醇作为唯一碳源的响应与利用。研究人员首先从自然环境中分离出能够分解赤藓糖醇的代谢通路，然后将该通路（即五个酶蛋白eryA、eryB、eryC、eryH、eryI）引入...

在中文文本挖掘和自然语言处理中，对汉字进行语义表征是一项非常重要的基础工作，可以帮助机器学习算法更好地利用汉字之间的丰富语义联系，提高分词、命名实体识别和文本分类等任务的准确性。作为一种意音文字（logogram），汉字通过读音、结构、部首等信息形成字与字之间意涵上的丰富关联。如何充分捕捉汉字间关联所表示的意义，是汉字语义表征的一个挑战。近期上海科技大学信息学院张海鹏课题组研究提出了一种创新的汉字表征方法。该方法利用部首的方位角来表达汉字的内部结构，利用形声字的形旁和声旁来连接汉字的外部关系，并采用了异构图注意力网络来学习汉字内部与外部之间的联系，从而得到汉字的语义表征。图1 异构图汉字外部关系示例中文姓名-性别推测是汉字表征的一个重要下游任务。许多性别研究通过从英文姓名中猜测性别的方式获取原本缺失的性别信息，从而在大规模数据上量化性别差异。然而，当前中文姓名-性别推测方法的准确率并不理想，这制约了中...