中红外波段包含大气透明窗口和诸多分子吸收带，是实现空间光通信和气体吸收谱传感的重要波段。但中红外片上集成还处于发展初期，缺乏许多基本器件库的验证。作为光子芯片的最基本单元之一，波导阵列的密集度决定了片上系统集成度，也制约着很多关键器件的性能。受限于介质波导的束缚能力，提升中红外波导阵列密度具有很大的挑战性。近日，上海科技大学信息科学与技术学院邹毅课题组通过对波导轨迹形貌进行调制，利用贝塞尔曲线丰富的自由度和强大的构形能力，设计了基于贝塞尔型轨迹调制的超密集波导阵列（图1左），对半波长间隔波导阵列中近邻和次近邻的串扰进行了近完美的抑制（图1右）。该设计实现了在半波长间隔波导阵列中各通道的独立传输，有效地提升了波导阵列的密度，为后续实现中红外片上高密度集成、大视场片上光学相控阵和高密度空分复用打下了基础。相关成果以 “Morphology engineering enabled mid-infrared ultra-dense waveguide array with lo...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院杜迪军课题组与西北农林科技大学李朝飞课题组合作在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）发表了题为“Structural transition of GP64 triggered by a pH-sensitive multi-histidine switch”的研究论文，首次解析了III型病毒膜融合蛋白GP64融合前和融合早期中间状态的冷冻电镜（cryo-EM）结构，揭示了GP64介导病毒包膜与宿主细胞膜融合的分子机制。 包膜病毒（enveloped virus）通过与宿主细胞膜融合入侵宿主细胞。该融合过程通常由病毒表面的膜融合蛋白介导。基于结构特征，病毒膜融合蛋白可以分为I、II 和III型。不同的病毒膜融合蛋白采用不同的机制来触发膜融合反应，如受体结合、低pH诱导，或两者兼有，以及蛋白酶裂解触发。了解其分子机制，对于抗病毒药物和疫苗开发至关重要。GP64是一种III型病毒膜融合蛋白。在病毒入侵宿主细胞过程中，通过低pH诱导该蛋白构象变化来介导膜融合。GP64蛋白在膜...

内皮素（endothelin, ET）是由21个氨基酸组成的多肽，能激活内皮素受体（endothelin receptor, ETR）亚型ETA和ETB，对于维护血管张力和心血管稳态至关重要。ETA主要介导强效的血管收缩，ETB则主要通过一氧化氮诱导血管松弛，因此ETR是治疗心血管疾病的重要靶点。上海科技大学iHuman研究所与复旦大学附属中山医院心脏重症中心合作，对ETR进行了深入的结构生物学研究，相关成果于近期发表于国际学术期刊《细胞发现》（Cell Discovery）。肺动脉高压（Pulmonary artery hypertension, PAH）是由多种病因和发病机制所致的一种血流动力学紊乱的病理状态。在PAH的发展过程中，ETA受体介导的肺动脉收缩和重构是该疾病的核心病理过程之一。临床试验显示，Bosentan 和 Ambrisentan等拮抗剂通过阻断ET-1与ETA受体的结合，抑制其病理性信号通路，表现出了显著的治疗效果，已被批准用于治疗肺动脉高压。然而，由于缺乏对临床药物或治疗性抗体与受体之间相互作用的分子机制的...

作为肥胖症与II型糖尿病药物治疗的关键靶点，胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）在多个组织中广泛分布且具有细胞类型特异的生理功能。在胰腺中，GLP-1R主要调节胰岛素分泌和细胞增殖；在大脑中，它则具有抑制食欲、保护神经和抗炎等功能。鉴于受体的成熟、定位、激活、内吞等过程都受到蛋白质相互作用的影响，研究受体与细胞表面其他膜蛋白的相互作用对于深入理解GLP-1R的调控机制至关重要。但大部分膜受体表达量低、互作瞬时且微弱，因此针对内源性GLP-1R开展细胞膜蛋白的互作组研究，首先需要发展新的研究手段。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庄敏课题组，在国际学术期刊《自然-化学生物学》(Nature Chemical Biology)上发表了题为“Endogenous cell membrane interactome mapping for the GLP-1 receptor in different cell types”的研究论文。该工作发展了基于配体的邻近标记技术，实现对内源表达的GLP-1R的互作蛋白质...

作者：   基于非平衡组装体的耗散自组装（DSA）体系对于精细控制生命体的时空功能至关重要。近年来尽管在模拟这一过程方面取得诸多进展，但与真实复杂的生命体系相比，这些人工DSA体系仍显得过于简化。相较于目前的合成DSA体系（这些体系通常从可溶性前体开始，非平衡组装体为唯一功能组件），生命系统中的平衡态不仅是功能性非平衡组装体的前体，还额外参与一些生命活动，这一特性使得生命体系能以最低的材料成本实现复杂的功能集成。如何高效利用DSA体系中的物质实现复杂生物功能集成目前仍是一个挑战。相关研究不仅有助于深化科学家对生命体系中物质变化的理解，也有助于推动人造“活性”材料的发展。针对以上难题，上海科技大学物质科学与技术学院郑宜君课题组以手性芳酰基胱氨酸为研究对象，通过秋兰姆类化学燃料的设计，成功构建了可实现生物功能切换的DSA体系。在化学燃料驱动下，组装体可在手性纳米纤维和中空纳米球之间切换，分别实现...

C-糖苷分子骨架广泛存在于天然产物、药物以及生物体系中，以格列净类口服降糖药为例，这类药物通过抑制肾脏中的葡萄糖转运体，减少肾脏对葡萄糖的重吸收，在降血糖和增强心血管功能方面具有显著的治疗效果。然而，实现精准控制该类C-糖苷键的化学立体构型是一项高难度的合成挑战。在已有的前沿催化研究中，糖骨架的手性环境通常诱导了该化学键的异构立体选择性。如果能够摆脱糖分子骨架固有的手性，通过手性配体诱导实现高选择性获得两种异构C-糖苷，将大大加速推动其在生命健康等领域的应用。上海科技大学物质科学与技术学院叶柏华课题组专注于研究新型过渡金属催化合成生物活性分子的研究，领先建立了锆氮杂环丙烷介导的氧化还原转金属新机制(redox-transmetalation)。在此工作基础上，叶柏华课题组发展了新型锆氮杂环丙烷介导的开壳镍催化，首次实现了配体手性诱导合成系列手性C-糖苷化合物，近期以全文形式刊登在《美国化学会志》(Journal of American Chem...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院孙博课题组与广州医科大学附属妇女儿童医疗中心李卫课题组合作在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表题为“RPA transforms RNase H1 to a bidirectional exoribonuclease for processive RNA-DNA hybrid cleavage”（RPA转变RNase H1为双向核糖核酸外切酶，实现RNA-DNA杂合链的持续性降解）的研究论文，揭示了RNase H1独特的核酸外切酶活性。 核酸酶是催化核酸磷酸二酯键水解的一类蛋白，通过对核酸底物的特异性识别、降解，参与了包括DNA复制、修复及RNA转录、翻译等几乎所有核酸代谢过程，其功能缺失往往会导致遗传信息的不稳定及相应疾病的发生。根据切割模式的不同，核酸酶可为内切酶和外切酶：核酸内切酶从核酸分子内部切割，切割位点通常不连续，而核酸外切酶则从核酸分子末端切割，沿着核酸链连续切割核酸。根据切割方向，核酸外切酶又分为3’-5’和5’-3’两种。自发现以来，RNase H...

随着脑类器官在科研中的广泛应用，其构建方法也在不断发展，以便更好地模拟人脑。构建脑类器官的常用策略包括非定向分化和定向分化，它们在不同的研究场景中发挥着重要作用。人类大脑是一个复杂的系统，针对特定脑亚区及脑核团构建特异的脑类器官模型仍面临许多挑战。近年来，尽管多种基于定向分化的脑区特异类器官已成功建立，但国际上关于在体外重现具备核团特征的脑类器官的研究仍有限。8月28日，上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组在国际期刊Cell Stem Cell（《细胞-干细胞》）上发表题为“Generation of human region-specific brain organoids with medullary spinal trigeminal nuclei”的研究论文，报道了新的脑类器官构建方法。 图：SpV类器官及SpV-丘脑融合类器官的构建分析示意图后脑延髓在调控众多基本生命功能中发挥重要作用。然而，针对这一区域的脑类器官模型仍然缺乏，特别是在延髓特定核团的构建方面仍为空白。位于延髓的脊髓三...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院研究团队利用核磁共振技术，首次解析了鼠源RIPK1（mRIPK1）蛋白RHIM结构域淀粉样纤维的三维结构，并在此基础上表征了mRIPK1/mRIPK3复合物纤维结构，及两种蛋白在形成异质纤维过程中的结构变化。该成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications），论文题为“The structure of mouse RIPK1 RHIM-containing domain as a homo-amyloid and in RIPK1/RIPK3 complex”。 细胞凋亡（apoptosis）和细胞程序性坏死（necroptosis）是常见的两种程序性细胞死亡形式，其中受体相互作用蛋白激酶1（RIPK1）和受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3）在程序性细胞死亡信号通路中起关键作用。通过RIPK1和RIPK3，程序性细胞死亡参与了很多组织损伤、炎症和神经系统疾病的发生和发展。RIPK1是多种信号通路的重要上游调节因子，包括炎症、细胞凋亡和程序性坏死。RIPK1由N端的激酶结构域（KD）、中间结构域（ID）以及C端的死亡结构域（DD）组...

近日，上海科技大学生物医学工程学院彭畅课题组基于智能终端屏下指纹识别应用提出了一种多层介质声传播模型，解析了超声波在有机发光二极管（OLED）屏幕中的传播规律。进一步研发了一种用于屏下指纹识别的超声指纹传感器，具有高灵敏度、宽频带以及优异的空间分辨率，能够实现对屏下指纹局部细节进行成像。研究成果以“Theoretical analysis and validation of high-sensitivity and broadband ultrasonic sensors for under-display fingerprint imaging”为题发表于仪器测量领域国际期刊Measurement。生物识别技术包括指纹、面部和虹膜识别，其中指纹识别因其安全性和便利性最为普遍。传统的电容式和光学式指纹传感器虽然应用广泛，但电容式需要直接接触指纹无法用于屏下，而光学式容易受到假指纹或高质量照片的攻击、且对湿润或污染指纹敏感。相比之下，超声波传感器能够穿透水、油甚至薄手套，同时获取指纹的三维信息，极大提升了认证的安全性和可靠性。这...

上海科技大学信息科学与技术学院张海鹏课题组致力于数据挖掘的理论与应用研究，探索社交、科创、金融、人文等领域的大规模人类行为的规律、影响和机制，以支持相关领域的智能决策。近日，课题组在中国人名表征、人物行迹挖掘、有向图表征以及大语言模型泛化机制方面取得多项研究成果。一种创新的中国人名拼音表征与性别预测方法社会学、金融学以及智能营销等行为科学关注不同性别下的行为差异。许多研究通过记录中的人名来猜测性别。但是，现有的“名字-性别”猜测模型是针对西方名字设计的，对于汉语拼音名字的猜测效果并不理想，影响了相关研究的可靠性。事实上，如果将拼音关联到其可能对应的汉字，能够引入汉字所包含的性别倾向信息，来帮助判断拼音的性别倾向（图1）。课题组利用多任务学习，同时建模拼音的性别含义和拼音到汉字的模糊对应关系，为拼音赋予汉字的语义信息，并利用特征级和响应级的知识蒸馏，将汉字姓名的性别特征迁移到拼音姓名中（图2）...

不对称环氧化反应可以将双键转化为特定立体构型的含氧三元环，是一类引入连续手性中心的重要反应。2001年，美国著名化学家、两次诺贝尔奖得主Barry Sharpless教授因其在该领域的重大贡献获得他的首个诺贝尔化学奖。尽管该领域研究发展迅速，但现有方法适用的反应物依然有限。大多数有效反应都限于烯基醇类化合物，且常常面临环氧化催化剂活性低、反应时间长等挑战。上海科技大学物质科学与技术学院李智课题组致力于新型路易斯酸催化剂的设计合成，并深入探究其在合成化学和资源转化领域的应用潜力。近期，李智组发现手性铪路易斯酸可以利用底物中酰胺官能团的定位效应催化烯基酰胺环氧化，突破了烯基醇类化合物的限制。该催化体系的活性非常高，有效节约了反应时间，提高了反应效率。这项技术有望用于复杂天然产物和药物合成中，为手性分子的构建提供便捷高效的新方案，成果发表于国际学术期刊ACS Catalysis。 图1    铪—Salen催化烯...

上海科技大学信息科学与技术学院李权课题组（交互智能与可视分析实验室ViSeer LAB）致力于开发先进的交互和可视分析技术，旨在促进人、机器和数据之间的紧密互联，提高在实际应用中处理大量数据、复杂人工智能模型以及不同背景用户群体的数据探索效率。近日，课题组在生物医药可解释性、医学领域可视分析及人机交互叙事技术方面取得多项研究成果。SLInterpreter： 基于 GNN 的合成致死预测的探索性迭代人机协同系统合成致死（Synthetic Lethal, SL）关系在众多基因组合中十分罕见，但在癌症靶向治疗领域具有巨大潜力。近年来人工智能模型的显著提升仍未能充分满足领域专家对该任务模型可解释性和机制探索的需求。特别是在湿实验验证中，由于涉及大量资源及时间成本，对路径和机制的深入探索亟需更好地与特定领域知识相协调。图| SLInterpreter 由数据处理模块、后端引擎和交互式可视化共同组成迭代性的工作流程。为此，李权组提出了一个迭代式的人机协作框架，...

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)，...