绿色氢能技术是利用可再生能源制氢的技术，基于无机半导体的光电化学(PEC)与光催化(PC)分解水制备氢气工艺可实现源于太阳能的绿氢制备，具有零碳排放的优点。PEC系统通常包括一个可还原水产氢的p型半导体电极和一个可氧化水产氧的n型半导体电极，这一工艺在半导体选择和能量转化效率等方面具有优势，但电极的制备成本较高；相比之下，PC系统可采用单个半导体颗粒进行反应，虽然反应效率较低，但具有相对较高的光利用率以及更低的应用成本。因此，如果将一个p-n耦合的双电极系统微型化为一个光催化剂颗粒，则有望兼具PEC高活性和PC低成本的技术优势。近日，上海科技大学物质科学与技术学院马贵军课题组采用逐层组装工艺制备出微米尺寸的p-n耦合光电极，并成功用于光催化分解水。该工作首先采用Langmuir-Blodgett拉膜法组装出具有高晶面选择性的Mo:BiVO4（n型半导体）单颗粒基底，再溅射一层金属In作为导线和粘结剂，最后再于其上铺设一层Rh:SrTiO3（p型半导体）...

近日，上海科技大学物质学院刘巍课题组通过二元盐动态包覆策略，实现了在空气气氛中碳材料的制备，该方法能实现碳化过程产气的释放，并在随后创造一个密封的环境，使得碳材料不被氧化。这一方法还适用于各种碳前驱体。该成果发表于国际学术期刊Matter。由于具有物理化学性质丰富、孔结构和形貌多样、储量大及成本低等优点，碳材料在能量储存和转化、柔性可穿戴电子、环境污染、催化和生物领域得到广泛应用。由于碳在500 oC以上就会被氧化，其制备通常在惰性气氛中进行。在空气中制备碳材料可以降低成本，但如何实现仍是面临巨大挑战。刘巍课题组采用一种新的二元动态盐包覆方法，成功地实现了在无需惰性气体保护的条件下碳材料的制备。该方法将碳材料的前驱体和一种盐混合作为核，然后外面包覆溴化钾盐作为壳，核壳复合物经煅烧、水洗和干燥后就能得到相应的碳材料。该方法适用的碳源非常广泛，从小分子（葡萄糖）、大分子（聚偏氟乙烯、PVDF）、生物质（樟树叶...

作为便携式电子产品和电动汽车的主要电源，锂离子电池已广泛用于人们的日常生活。然而常规锂电池采用的易燃有机液体电解液为电池的安全性埋下了隐患。相比之下，固体电解质不易燃，相应固态锂电池的安全性远高于传统锂电池。在各种固体电解质中，石榴石型Li7La3Zr2O12（LLZO）氧化物电解质因其高离子电导率、宽电化学窗口和对锂金属的高化学稳定性而备受关注。美中不足的是，LLZO固体电解质的高电极-电解质界面阻抗和低临界电流密度 (即锂枝晶刺穿固体电解质层的最高电流密度，CCD)严重阻碍了其在固态里金属电池的发展。有研究发现，LLZO在空气中储存时会在表面形成疏锂的碳酸锂杂质，造成锂离子传输缓慢。许多研究提出采用亲锂界面层（Au、Sn、ZnO、MoS2、Al2O3等）修饰LLZO可以提高其对锂金属的润湿性，降低界面电阻，并提高CCD。然而，近期有研究发现，表面不含碳酸锂杂质的LLZO本身是亲锂的，另外多数关于界面改性的文章都未深入研究LLZO在包覆界面层前的表...

G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）在细胞信号转导中发挥重要作用，参与介导并调控人体的各类生命活动。这类受体与众多疾病密切相关，是目前最大的药物靶标蛋白家族，超过40%的上市药物作用途径与之相关。虽然近年来对GPCR的结构与药理学研究不断有重要成果产生，但至今仍有100余种GPCR的配体和信号转导通路未知。而针对孤儿受体类GPCR的相关研究更为匮乏，极大地制约了对于该类GPCR生理功能与信号转导机制的全面认识。因此，孤儿受体作为药物开发的“处女地”，有望为创新药物研发带来新机遇。 近日，中国科学院上海药物研究所吴蓓丽研究组、赵强研究组联合上海科技大学水雯箐研究组，在孤儿受体信号转导机制研究方面取得突破性进展：成功解析了两种黏附类GPCR（adhesion GPCR）ADGRD1和ADGRF1分别与G蛋白结合的复合物三维结构，并开展了深入的功能相关性研究，首次阐明这类孤儿受体自发激活的分子机制，为研究该类受体的信号转导机理和...

近日，上海科技大学免疫化学研究所、生命科学与技术学院刘佳团队研究发现，噬菌体来源的CRISPR多肽抑制剂（G8PPD）可调控碱基编辑器的活性并提升其特异性，提示其潜在的治疗相关应用。该成果在线发表于国际学术期刊《自然 通讯》（Nature Communications）。此前研究中，刘佳团队与合作者研究发现丝状噬菌体主衣壳蛋白（Gene VIII-encoded protein, G8P）及其周质结构域（G8PPD）编码的含20个氨基酸左右的多肽，可以变构调节的方式抑制 SpCas9 的活性。G8PPD是首个被报道的CRISPR 系统的首个多肽类抑制剂，亦是首个通过别构调节方式发挥作用的 CRISPR 抑制剂，这是我国在CRISPR调节性分子领域为数不多的原创性科研发现与成果。实验证明，多种丝状噬菌体来源的G8PPD均可对CRISPR-Cas9 的细胞内活性进行时像调控，从而提升其基因编辑的特异性。根据 G8PPD抑制 Cas9 的原理，研究人员推测其对基于 Cas9 构建的碱基编辑器（Base editor, BE）应具有同样的抑制效果。...

4月4日，上海科技大学免疫化学研究所姜标/杨异凤/刘佳研究团队与生命科学与技术学院邹燕课题组合作，通过交叉运用多种不同的技术手段，发现位于前体miR-27a（pre-mir-27a）上的功能性突变位点rs895819（C/T）与双相情感障碍具有相关性。rs895819能影响成熟体miR-27a的表达量，而miR-27a通过调控重要的神经发育基因NCAM1来实现这种关联作用，该研究为miRNA在双相情感障碍等精神疾病的作用机制提供了重要研究思路。目前该研究成果发表于Nature旗下的子刊Communications Biology。双相情感障碍又称躁狂抑郁症、躁郁症，是指患者既有躁狂或轻躁狂发作，又有抑郁发作的一类情感障碍。双相障碍是一种常见的精神障碍，流行病学调查显示双相障碍患病率1%～3%，发病年龄高峰期15～19岁，病因至今尚不十分明确。MicroRNA的异常表达或基因组突变与人类疾病密切相关。这项研究分析了miRNA基因变异与精神分裂症或双相情感障碍之间的关系。研究者对1584名受试者的总样本中的10...

近日，上海科技大学iHuman研究所Kurt Wüthrich课题组在《美国国家科学院院刊》（The Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS）发表论文，揭示了神经激肽1受体（NK1R）与小分子配体阿瑞匹坦（aprepitant）结合时正构口袋的大尺度运动。 G蛋白偶联受体（GPCR）是细胞膜上具有七次跨膜螺旋的一类蛋白质，它结合细胞外环境中的信号分子并传递信息到细胞内部，进而产生响应。近年来，科研人员通过X射线晶体学和冷冻电子显微镜技术解析了大量GPCR的三维结构。这些受体结合不同效应配体后，胞外侧的配体结合口袋及胞内侧跨膜螺旋有明显的构象变化。结合口袋的收缩或扩张与配体的类型及结合模式密切相关，是GPCR结构与功能研究的热点之一。通过19F核磁共振观测结合于神经激肽1受体正构口袋的配体阿瑞匹坦，发现阿瑞匹坦两个对称的三氟甲基处于不同的微环境并有多个亚状态。通过2D [19F, 19F]-EXSY和19F饱和转移实验，发现连接三氟甲基的苯环存在...

4月6日，上海科技大学免疫化学研究所研究员杨海涛与清华大学教授、上海科技大学免疫化学研究所特聘教授、中国科学院院士饶子和团队在国际著名期刊《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表研究论文，报道了新型冠状病毒的关键药靶——主蛋白酶在静息态、结合底物中间态和切割后状态的高分辨率晶体结构，以拍“全息照片”的方式精确地揭示了主蛋白酶催化底物水解的整个过程。同时，研究人员还发现新冠病毒主蛋白酶在识别病毒复制酶多蛋白过程中的关键特性：它能识别10个氨基酸残基长度的底物，但只对其中4个位点具有选择性。自2019年12月以来，新冠疫情暴发并且迅速席卷全球。新冠病毒属于β冠状病毒属，是一种正链RNA病毒。新冠病毒的一大特征是当病毒入侵宿主细胞后，首先需要利用宿主的翻译机器将病毒遗传物质翻译成多聚蛋白（polyprotein）。其中两条超长的复制酶多蛋白（pp1a和pp1ab）经过病毒自身的两个蛋白水解酶主蛋白酶（Mpro）和木瓜蛋白酶（PLpro）精确水解...

导向编辑系统（Prime Editing, PE）是能够在基因组的靶位点处实现任意碱基替换、小片段精准插入和删除的新型基因组编辑工具，是基因组编辑领域的重大变革。近日，上海科技大学生命学院陈佳研究组与黄行许研究组等合作在导向编辑系统的安全性评估和升级改造中接连取得突破性进展，相关成果分别发表于3月14日的国际学术期刊The CRISPR Journal，以及3月29日的国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。脱靶问题长期困扰着基因编辑技术的发展和应用——如果脱靶现象普遍发生，对被编辑细胞来说将产生无法预料的后果，也意味着该编辑系统无法应用到实际的治疗中去。尽管导向编辑系统（PE）相比早前的基因编辑系统在编辑功效方面有了显著的改进，但其在全基因组和全转录组水平的脱靶效应及在不同位点处的编辑效率差异制约着PE在基础科研和临床研究中的推广。虽然已有报道表明PE系统只会产生少量的pegRNA依赖性的脱靶突变，但是联合团队想要验证它们是否可...

近日，物质学院李健课题组利用合成生物学、化学及材料科学等多学科交叉技术开发出可调控的“即插即用”多功能催化材料，相关成果在线发表于国际知名学术期刊ACS Catalysis。在蛋白质-高分子聚合物的缀合物（protein-polymer conjugates）中，高分子聚合物以共价键结合到蛋白质上，可提高蛋白质的稳定性和生物相容性，同时也赋予蛋白质温度响应和自组装性能等特性，被广泛应用于生物医药、生物技术和纳米技术等领域中。为制备蛋白质-聚合物缀合物，人们通常采用原子转移自由基聚合等化学方法，使高分子聚合物与蛋白质进行耦合，但是这一耦合过程往往涉及较为苛刻的试剂与化学反应，会造成蛋白质（如酶）的功能或活性损失；此外，一旦蛋白质-聚合物缀合物被合成，它们的性质及功能也就固定了，难以再做进一步的功能化开发，限制了后续对该缀合物的更多潜在应用研究。针对上述问题，李健团队提出了一种制备蛋白质-聚合物缀合物的新策略，既可以最大程度地保护目标...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院于奕课题组成功实现锂电池中锂枝晶的室温电子显微结构表征。该研究工作以“Microstructure of Lithium Dendrites Revealed by Room-Temperature Electron Microscopy”为题于2月28日发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society，JACS），期刊于3月8日发表了题为“A Room-Temperature View of a Main Cause of Lithium Ion Battery Failure”的研究亮点（JACS spotlights），给予该工作重点评论。锂电池电化学循环过程中不可控的枝晶生长严重阻碍了锂金属负极的规模化应用，枝晶穿刺短路也是引发电池安全问题的重要原因。研究锂枝晶的微观结构是理解和调控枝晶生长的前提。由于金属锂对空气、水蒸气以及电子束辐照敏感的特性，如何将电池中的锂枝晶转移进入显微镜、并在电子束辐照下实现原子尺度成像一直是微观结构表征领域研究中的一个难题。利用低温冷冻转移并在低温下进行电子显微成像是之前唯一...

3月25日，上海科技大学免疫化学研究所杨海涛团队联合天津大学、重庆医科大学、耶鲁大学的科学家共同在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表研究论文，报道了通过设计沃尔巴克氏菌胞质不相容性因子，实现了人工操纵胞质不相容。这种本由细菌引发的胞质不相容性现象被用于控制蚊虫种群的数量，从而达到防治虫媒疾病的目的。此项研究成果是该团队近期继揭示胞质不相容性的分子机制之后，在抗蚊媒疾病研究领域取得的又一重要进展。沃尔巴克氏菌（Wolbachia）可通过诱导两性配子结合时的胞质不相容性现象（Cytoplasmic Incompatibility，CI）导致蚊虫“不孕不育”，从而达到控制蚊虫种群数量的目的，是一种高效绿色的生物防治方法。利用该技术可有效控制登革热、寨卡等蚊媒疾病在世界范围内的传播。胞质不相容性是由两种相互关联的蛋白导致的，分别被称为胞质不相容性因子A (CI factor A, CifA)和胞质不相容性因子B (CifB)。在先前的研究中，该联合研究团队...

3月25日，上海科技大学生命科学与技术学院管吉松课题组在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature communications）在线发表论文，揭示了海马结构体和大脑皮层在学习过程中的相互作用机制。研究人员发现，皮层不同功能区间的长距离伽马频段同步信号是受到海马调控的记忆索引信号，正是这个信号偶联不同脑区的记忆印迹细胞活动并介导皮层中记忆的存储与提取过程。该研究为海马结构体在记忆中的索引功能提供了明确的生物学证据。海马结构体与大脑皮层是哺乳动物中负责情景记忆的核心脑区。科学史上著名的失忆者H.M.（Henry Gustav Molaison）正是因为治疗癫痫而切除了双侧海马，进而导致了记忆的顺行性遗忘，即不能形成新的记忆。 但是关于海马结构体的具体功能一直存在着不同的假说：一种认为海马是短期记忆向长期记忆转化过程中的中转站，存储了记忆的相关信息；另一种假说认为海马无法保存如此多的信息，只是作为皮层中信息的索引存储脑区，在长期记忆形成之前辅助...

信息学院后摩尔中心娄鑫课题组成功研发出一款高性能、低功耗双目视觉处理器，并基于FPGA开展了原型验证。近日，相关成果论文发表于集成电路设计领域国际知名会议2022 IEEE Custom Integrated Circuits Conference（CICC）。CICC由电气电子工程师学会固态电路分会（IEEE Solid-State Circuits Society）举办，会议汇聚了国际集成电路领域顶尖专家与学者，交流与展示该领域最前沿研究成果，在领域有着重要影响力。  双目视觉作为模仿人眼的深度图像获取方法，被广泛应用于VR、AR、遥感、SLAM以及三维重建之中。与激光雷达等深度获取方案相比，双目视觉系统具有造价低、功耗小以及重量轻等优点。课题组提出的设计以超像素为基本运算单元，引入更接近于真实场景的平面倾斜假设。同时使用随机搜索作为标签更新的策略，通过算法、架构与电路的协同优化，在保持精度的同时，极大地降低了整个系统的运算复杂度。实验结果表明，该成果在处理速度、功耗以及整体能效...