近日，上海科技大学生命科学与技术学院张力烨课题组在生物信息学期刊《生物信息学简报》(Briefings in Bioinformatics)发表了题为“Benchmarking copy number aberrations inference tools using single-cell multi-omics datasets”的研究论文，评估了从基于单细胞测序数据推断拷贝数变异的五种广泛使用的生物信息学工具，填补了该领域的关键空白，为研究人员选择和使用拷贝数变异（Copy number aberration，CNA）推断工具提供了指导。CNA是一种重要的基因组变异类型，在癌症的发生和发展中起着至关重要的作用。肿瘤细胞中CNA的鉴定对早期肿瘤检测、描述肿瘤异质性、了解肿瘤进展和揭示治疗耐药机制具有重要意义。单细胞DNA测序（scDNA-seq）非常适合在单细胞分辨率下鉴定CNA。scDNA-seq虽然能够提供单细胞分辨率的CNA检测能力，但因其技术的局限性——包括测序覆盖度不足与实验成本过高，严重制约了该技术在拷贝数变异研究中的规模化应用。为此，计算生物学专家...

近日，上海科技大学iHuman研究所华甜课题组在国际学术期刊《细胞报告》（Cell Reports）上发表了题为“Structural basis of β-glucopyranosides salicin recognition by a human bitter taste GPCR”的研究论文，首次解析人源苦味受体TAS2R16与天然苦味物质水杨苷（salicin）及G蛋白复合物的高分辨率结构，揭示了其特异性识别β-D-吡喃葡萄糖苷类苦味化合物的分子机制，为苦味感知的基础生物学问题及潜在药物开发提供了重要理论依据。苦味感知是人类抵御有毒物质的重要防御机制，由25种TAS2R家族受体介导，均属于G蛋白偶联受体（GPCR）class T家族。其中，TAS2R16以其对β-D-吡喃葡萄糖苷类化合物（如柳树皮中的水杨苷、杏仁里的苦杏仁苷）的特异性识别而著称。水杨苷是阿司匹林的前体，具有抗炎作用，TAS2R16的异常激活还与口腔炎症和癌症相关。然而，TAS2R16如何精准识别β-D-吡喃葡萄糖苷结构并激活下游信号通路的分子机制一直未被阐明。研究团队通过单颗粒...

4月22日，上海科技大学联合中国科学院上海药物研究所、清华大学、中国科学院武汉病毒研究所和重庆医科大学等多家单位在《自然》（Nature）上共同发表了题为“Substrate recognition and cleavage mechanism of the monkeypox protease, Core protease”的最新研究成果。联合攻关团队首次证实天花病毒、猴痘病毒等正痘病毒属的核心蛋白酶（Core Protease，CorePro）是一个全新的广谱抗病毒药物靶标；解析了猴痘病毒核心蛋白酶的高分辨率三维空间结构，揭示了其识别底物的分子机制；在此基础上，研究团队成功设计了多个具有强效广谱抗病毒活性的小分子抑制剂并阐明其精确作用机制。该系统性研究为广谱抗正痘病毒（如猴痘病毒）药物的开发奠定了重要基础。上海科技大学为第一完成单位。正痘病毒属包含天花病毒、猴痘病毒等重要的人类病毒，它们是一类有包膜的双链DNA病毒。天花病毒引发的天花曾经是人类历史上极具毁灭性的传染病之一，据不完全统计，曾导致数亿人...

过氧化物酶体（peroxisome）是人类细胞的关键代谢细胞器之一，在脂质代谢和维持细胞氧化还原稳态中发挥重要作用。 过氧化物酶体的功能异常与肿瘤、糖尿病及神经退行性疾病的发展密切相关，其稳态在转录层面受到高度调控。在啮齿类动物细胞中，PPAR转录因子家族的激活能诱导过氧物酶体的生成和增殖。PPAR激动剂在临床上被用来治疗血脂异常和预防脑血管疾病。然而，细胞中是否有其他转录因子参与调控过氧化物酶体的功能仍是未解之谜。4月17日，上海科技大学生命科学与技术学院庄敏课题组在《细胞生物学杂志》（Journal of Cell Biology）上在线发表题为“ZBTB17/MIZ1 promotes peroxisome biogenesis by transcriptional regulation of PEX13”的研究论文，首次揭示了转录因子ZBTB17（又名MIZ1）通过调控关键转运蛋白PEX13的表达，调控过氧化物酶体蛋白从细胞质向过氧化物酶体内部的转运及嘌呤代谢，为过氧化物酶体的转录调控机制提供了新视角。 该论文中，...

4月21日，上海科技大学iHuman研究所钟桂生课题组在国际学术期刊《神经元》（Neuron）上发表了题为“Deciphering enhancers of hearing loss genes for efficient and targeted gene therapy of hereditary deafness”的研究成果，提出并验证了一种创新的体内转录增强子重构技术——ARBITER（AAV reporter-based in vivo transcriptional enhancer reconstruction）。这一突破不仅在耳蜗基础科研领域开辟了新路径，还在基因表达调控的底层机制研究和遗传性耳聋精准基因治疗中展现了巨大的潜力。无论对基础科学研究还是临床治疗而言，如何在耳蜗等复杂微环境中实现对疾病相关基因的精确、靶向调控，一直是遗传性耳聋治疗领域面临的巨大挑战。钟桂生团队独创的ARBITER系统，将病毒载体与体内增强子高通量筛选结合，成功找到并优化了Slc26a5等耳聋核心基因的特异性增强子。研究发现，这些保守非编码序列增强子如精密“指挥棒”，能够特异性驱动外毛细胞对重要蛋...

记忆的形成是神经生物学领域的一个中心问题。日常生活经验告诉我们，许多关联性和场景性的记忆在接收到相关感觉信息的时候就已经浮现出来。比如在牌类游戏中，初学者可以通过几轮观察很快学会如何对比牌面的大小；而社交场合的环境气氛与衣着打扮的“第一印象”则会很大程度塑造个人的形象记忆。那么记忆过程是如何把瞬时感知转化为存储的信息呢？4月16日，上海科技大学生命科学与技术学院管吉松课题组在《细胞报告》（Cell Reports）在线发表题为“Hippocampus alters visual representation to encode new memory”的研究论文，揭示了海马体在关联性刺激的记忆编码阶段调控大脑皮层记忆编码特征的现象，挑战了“记忆需先短暂存储于海马再逐步固化至皮层”的理论。研究提出，皮层在记忆形成早期即可快速通过海马体输入的实时协作直接存储关联记忆，为海马索引假说提供了全新实验支持，并为长期记忆的神经编码机制开辟了新视角。一种经典的记忆理论认为，海马体...

近日，上海科技大学信息科学与技术学院刘松教授团队与香港理工大学王钻开教授团队合作，提出了一种全新的超亲水表面液滴操控方法“声致去润湿（Acousto-dewetting）”，突破了液滴操控对疏水界面的依赖，彻底改变了液滴微流控技术长期以来必须依赖表面改性的范式，为其在复杂实际环境中的应用打开了新的可能性。相关论文以“Acousto-dewetting enables droplet microfluidics on superhydrophilic surfaces”为题发表于国际学术期刊《自然-物理》（Nature Physics）。 液滴微流控是一项关键的基础技术，凭借其高效处理微升至纳升级液体的能力，在生物诊断、化学分析和材料合成等前沿领域应用广泛。现有液滴操控方法多通过界面改性或施加外部物理场（如光、电、热、声等），借助润湿性梯度实现驱动。但在无法对界面进行改性的超亲水表面上，这些策略难以产生有效驱动力。因此，如何在无需改变表面性质的前提下实现液滴的高效操控，成为制约微流控技术进一步...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院冯继成教授课题组受邀综述“Nanoscale 3D printing for empowering future nanodevices”在《先进材料技术》（Advanced Materials Technologies）上发表。文章概述了从3D纳米打印到原子制造的相关基础原理和挑战，讨论了3D纳米打印如何与光刻主导的微纳制造进行对接，甚至有望取代基于光刻加工策略的主导地位。此外还进一步展望了如何将AI并入3D纳米打印和原子制造，剖析了工业化应用过程中的技术瓶颈，为3D纳米制造技术发展提供了新思路和新指引。纳米尺度3D打印技术采用了一种“自下而上”的制造方法，与传统的“自上而下”的光刻技术截然相反。这种创新技术通过精确操控材料的定向沉积，突破了传统工艺在分辨率、材料多样性和空间几何复杂度上的局限，在下一代微纳器件的原型设计和多功能结构构建等领域，展现出广泛的应用潜力。作为当前研究热点，3D纳米打印技术已取得诸多突破性进展，但仍面临产业化应用瓶颈，...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院拓扑物理实验室在二维材料电子结构调控领域取得了新的突破：在菱方堆垛多层石墨烯中，首次系统观测到从薄层到接近体相极限的拓扑相变，揭示出样品中由表面平带演化为三维狄拉克节点呈螺旋线分布的独特电子结构；在双层石墨烯与六方氮化硼（hBN）对齐形成的莫尔超晶格结构中，实现了带隙的协同调控，并深入揭示了其形成机理。相关研究分别发表于国际知名期刊Science Bulletin和Advanced Science。近年来，基于堆垛方式、转角构筑等新型石墨烯材料体系成为凝聚态物理的研究热点。这类体系不仅蕴含着强电子关联、超导、铁磁、铁电以及拓扑等新奇量子相态，而且在新型量子器件、拓扑量子计算等领域展现出重要的应用前景。由于传统实验方法的局限性，对这些新型石墨烯材料电子结构的直接实验研究目前仍十分有限。在与上海同步辐射光源的紧密合作下，依托拓扑物理实验室自主建设的上海同步辐射光源NanoARPES实验站，研究团队对新...

近日，上海科技大学iHuman研究所刘志杰/华甜课题组与合作者在国际学术期刊《细胞研究》（Cell Research）上发表了题为“Structural basis of stepwise proton sensing-mediated GPCR activation”的研究论文，揭示了质子感应G蛋白偶联受体（Proton-sensing GPCRs）GPR4和GPR65的结构基础及独特的分步激活机制。这一发现不仅深化了对pH感应GPCR的理解，还为开发针对炎症性疾病、癌症等pH相关疾病的靶向治疗提供了新思路。GPCRs是人体内最大的膜蛋白家族，广泛参与跨细胞膜生理信号传递，约40%的上市药物以其为靶点。pH感应GPCRs在细胞微环境感知和信号转导中发挥关键作用。其中，GPR4、GPR65、GPR68等受体能够直接感知细胞外质子浓度变化，在维持人体酸碱平衡、调控免疫反应、影响肿瘤微环境等方面发挥关键作用。目前对此类受体的质子感知及激活机制仍存在争议，有必要进行深入和全面的结构与功能分析。研究团队利用单颗粒冷冻电镜技术解析了在pH6.0至8.0范围内...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院Tomoyasu Sugiyama课题组在国际期刊《普洛斯遗传学》(PLOS Genetics)上发表了题为“The nuclear poly(A)-binding protein Pab2/PABPN1 promotes heterochromatin assembly through the formation of Pab2 nuclear condensates”的研究论文，报道了核多聚腺苷酸结合蛋白Pab2（PABPN1的同源物）在裂殖酵母Schizosaccharomyces japonicus中促进异染色质组装的分子机制。异染色质是一种紧密压缩的DNA形式，对维持基因组稳定性、调控基因表达以及确保细胞分裂过程中染色体正确分离具有关键作用。尽管其重要性已被广泛认可，但关于异染色质形成的分子机制仍未完全阐明。在真核细胞中，异染色质以特定的组蛋白修饰为标志，例如组蛋白H3第9位赖氨酸的甲基化（H3K9me），这种修饰会招募HP1等蛋白以建立转录沉默状态。异染色质组装的失调与基因组不稳定性、发育障碍和癌症密切相关。虽然RNA干扰（RNAi）通路在异染色质形成中的作用已...

近日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院华甜课题组与生命学院沈伟课题组合作在国际学术期刊《细胞报告》（Cell Reports）上发表了题为“Structural basis of oligomerization-modulated activation and autoinhibition of orphan receptor GPR3”的研究论文。该研究通过冷冻电镜技术解析了GPR3在单体、二聚体状态下与G蛋白复合物的三维结构，以及GPR3非激活态的二聚体结构，首次揭示二聚化调控的受体激活和自抑制的独特分子机制，为靶向GPR3的阿尔茨海默症（Alzheimer's disease，AD）和脂肪代谢相关疾病的药物开发提供了全新视角。GPR3是class A家族孤儿受体，因其在Gs信号通路中具有高本底活性而备受关注。研究表明，GPR3在阿尔茨海默症中通过促进淀粉样蛋白（Aβ）的生成参与调控病理进程，在脂肪细胞产热过程中也发挥重要作用。然而，其高本底活性及细胞信号调控的分子机制仍存争议。研究团队通过单颗粒冷冻电镜技术解析了GPR3在不同状态...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院高冠军课题组在国际学术期刊《基因组生物学》(Genome Biology）上发表题为“Recruitment and rejoining of remote double-strand DNA breaks for enhanced and precise chromosome editing”的研究论文，提出一种全新的染色体编辑策略——同源重组介导的重排 (HRMR)，为染色体层面的精准基因组编辑提供了强大的新工具。这一技术为解决染色体重排的核心难题开辟了新方向。 染色体重排（如易位、倒位和大片段缺失）是许多遗传疾病和癌症的重要驱动因素。然而，在体外模拟这些复杂的染色体重排事件面临巨大挑战，在实现高效率和高精准度方面尤为突出。传统的基因编辑方法（如非同源末端连接NHEJ）在处理染色体断裂时效率较低且错误率较高，限制了其在精准染色体重排工程中的应用。本研究开发的HRMR策略基于同源重组（HR）原理，通过引入同源供体模板，促进染色体断裂末端的靠近与精准修复，显著提升了染色体重排的效率和精...

上海科技大学信息科学与技术学院蔡夕然课题组（智能超声成像和治疗实验室）和虞晶怡课题组、张玉瑶课题组合作，提出一种基于隐式神经表达和弯曲射线追迹模型的超声CT成像方法（BentRay-NeRF）。该方法更好地克服了弯曲射线追迹超声断层声速图像重建的病态问题，可显著提高系统性噪声影响下的声速图像重建质量和鲁棒性，为疾病诊断提供更准确的图像。此项工作以“BentRay-NeRF: Bent ray neural radiance fields for robust speed-of-sound imaging in ultrasound computed tomography”为题在线发表于超声领域国际期刊《IEEE超声学、铁电体技术与频率控制汇刊》（IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control）。超声CT声速成像主要通过反演声传播物理模型重建图像，该反演问题高度病态（ill-posed），求解对噪声高度敏感且容易陷入局部最小值，导致重建结果不稳定。传统优化方法（如高斯-牛顿法）所重建的声速图像在非理想数据约...