近日，上海科技大学生物医学工程学院彭畅课题组成功开发出一款具有临床应用前景的柔性可穿戴螺旋超声贴片，为非侵入性治疗糖尿病神经性疼痛提供了全新解决方案。研究成果以“A wearable spiral ultrasound patch for focused ultrasound peripheral neuromodulation of diabetic neuropathic pain” 为题发表于Cell Reports Physical Science。这项创新技术与国际现有的药物和手术治疗方案相比，突破了现有疗法存在的药物依赖、手术创伤等诸多局限。研究团队采用独特的结构设计和先进的制造工艺，在仅3.5 cm × 4 cm ×1.5 mm的微型贴片中集成了41个谐振频率为1.5 MHz的超声换能单元（单个1.2 mm × 1.2 mm × 1.5 mm）。通过巧妙的螺旋叶序阵列排布方式，实现了三大技术突破：一是无需使用复杂的相控延时系统即可达到自然声波聚焦效果；二是聚焦性能较传统二维阵列提升；三是显著降低了困扰传统系统的栅瓣干扰问题。贴片整体重量控制在9.05 g，具备优异的柔韧...

智能手机和电动车无线充电需求激增，目前普及的Qi标准（100-300kHz）速度慢、距离短、易过热，更高频的AirFuel标准（6.78MHz）受限于目前的高频同步整流技术无法广泛应用。近日，上海科技大学信息科学与技术学院智慧电气科学中心（CiPES）傅旻帆团队提出了一种基于数字控制的高效同步整流方法，实现高效6.78MHz同步整流，大幅简化电路，降低成本与门槛。 图1 高频无线充电系统示意图整流电路作为无线充电系统（图1）最末级关键拓扑，用于将高频交流能量转换为设备所需的直流能量，在系统中起关键作用。然而目前广泛应用的高效同步整流方法无法应用于高频兆赫兹系统，低效的二极管被动整流方案制约了高频无线充电技术的发展。 图2 同步整流电路及其控制框架针对这一挑战，团队提出基于数字控制的高频同步整流方法，并研制60W同步整流器，峰值效率高达97.7%，比二极管方案提升超5%，系统最高温仅52.8°C。输入电压突变或负载剧烈跳变时响应平稳，输出电...

7月7日，上海科技大学免疫化学研究所张贺桥/Roger Kornberg研究团队（结构生物化学课题组）在国际学术期刊《细胞》（Cell）在线发表了题为“Structures of the measles virus polymerase complex with non-nucleoside inhibitors and mechanism of inhibition”的研究论文，报道了非核苷类抑制剂抑制麻疹病毒（Measles virus）和尼帕病毒（Nipah virus）RNA聚合酶复合物活性的分子机制。 麻疹病毒属于非节段负链RNA病毒（nsNSV），基本传染数（R0）可达12-18，即平均一名感染者可传染12-18人。这一数字高于新冠病毒奥密克戎毒株的R0 (8-10)及已灭绝的天花病毒的R0 (5-7)。据世界卫生组织（WHO）统计，仅2022年和2023年，麻疹病毒感染就导致约13.6万和10.7万人死亡，其中许多为5岁以下儿童。尽管目前已经有上市的麻疹病毒疫苗，但研究表明约5%的两剂疫苗接种者无法产生有效抗体。鉴于其极强的传染性和庞大的感染人群基数，麻疹病毒依然是全球重要的健康威胁...

代谢状态改变是癌症细胞的典型特征之一。代谢依赖性靶点通过靶向癌症特征性代谢状态变化实现对癌细胞的选择性杀伤抑制，系统发掘癌症细胞的代谢依赖性靶点目前依然是一个未解决的重要问题。 近日，上海科技大学生命科学与技术学院刘雪松课题组在国际学术期刊《细胞报告》（Cell Reports）上发表了题为“Precise metabolic dependencies of cancer through deep learning and validations”的研究论文，构建了基于图深度学习的癌症代谢依赖性预测模型“DeepMeta”，该模型依据转录组和代谢网络信息，首次实现癌症样本代谢依赖性靶点的精确预测（图1）。 图1.癌症代谢依赖性预测模型——DeepMeta 抗代谢药物是一类临床上广泛应用的癌症化疗药物，目前还没有很好的标志物用于其临床治疗效果预测。本研究应用DeepMeta预测了TCGA癌症样本的依赖性代谢通路，发现DeepMeta预测的嘧啶代谢通路依赖的癌症患者对抗嘧啶代谢药物（卡培他滨、培美曲塞、吉西他...

7月4日，上海科技大学生命科学与技术学院刘如娟课题组与合作者在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了题为“A cohort of mRNAs undergo high-stoichiometry NSUN6-mediated site-specific m5C modification”的研究论文，报道了人tRNA 5-甲基胞嘧啶（m5C）修饰酶NSUN6识别催化mRNA底物的分子机制，并阐明了其通过mRNA修饰活性促进乳腺癌细胞迁移的功能机制。RNA上已发现170多种化学修饰，广泛参与其生命周期调控。tRNA的修饰最为丰富，对其稳定性、翻译效率与准确性，以及tRNA来源小RNA的生成具有关键作用。随着RNA修饰检测技术的发展，近些年研究发现许多原本存在于tRNA上的修饰也出现在mRNA中。除了m⁶A外，大多数mRNA修饰缺乏专一的修饰酶，通常由tRNA修饰酶介导。然而，tRNA特有的倒“L”形三级结构与mRNA差异较大，目前对这些酶如何识别并修饰mRNA的机制仍了解甚少。此外，由于tRNA修饰酶具有多底物特性，存在复杂的串扰，进一步...

随着集成电路尺寸不断缩小，传统的铜互连因电阻尺寸效应严重而面临严峻的性能挑战。在10纳米线宽下，铜互连的电阻率可达块体材料的数十倍，严重制约芯片性能提升。寻找新一代互连金属及其加工方案成为行业迫切需求。Ir、Ru、Rh等金属因其电阻尺寸效应较弱、可靠性好，被称为有望取代Cu的“下一代互连金属”，然而这些金属材料的加工方案尚不成熟。在此背景下，上海科技大学物质科学与技术学院冯继成课题组成功开发出用于下一代芯片金属互连“自下而上”增材加工的新方案。相关研究成果以“Wafer-scale nanoprinting of 3D interconnects beyond Cu”为题发表于国际学术期刊ACS NANO, 并被选为增选封面（Supplementary Cover）。 本工作开发了不受材料限制，且兼具纳米级加工精度与晶圆级加工通量的新型金属互连方案，利用其加工的Au、Ir与Ru三维金属互连可达到理论预测的导电性能。该方法利用“人工闪电”创制等离子体氛围下的金属纳米颗粒，通过气流将其...

内质网转位是分泌蛋白和膜蛋白生物合成的关键步骤，确保这些蛋白质准确定位并发挥功能。然而，信号序列的多样性（体现在序列异质性、构象动态性和转运途径特异性上）对蛋白质转位系统提出了精确识别、高效分选和严格质控的挑战。近日，上海科技大学生命科学与技术学院邹燕与合作者在国际学术期刊《科学进展》（Science Advances）发表了题为“ATP13A1 engages SEC61 to facilitate substrate-specific translocation”的研究论文，报道了P5A型转运体ATP13A1能够协助携带高疏水性和/或缺乏N端正电荷的非典型信号序列的蛋白质通过SEC61通道完成内质网转位，鉴定出ATP13A1负责底物结合与选择的关键氨基酸残基，揭示了该蛋白在确保蛋白质精准高效分选和定位中的重要作用。 P型ATP酶（P-type ATPase）是维持细胞内阳离子和小分子物质不对称分布的重要转运体家族，根据序列特征和底物特异性分为5个亚家族（P1-P5）。其中，P5A亚家族（哺乳动物中为ATP13A1）在被...

转座子是一类能在基因组中跳跃的DNA片段，广泛存在于几乎所有物种，其中在人类基因组中占一半以上，其激活与跳跃与多种疾病相关，如结直肠癌、卵巢癌、血友病、杜氏肌营养不良症、神经纤维瘤等。然而，转座子编码的产物可能在跳跃发生之前已开始影响宿主，其具体影响与机制尚有待深入探究。 6月24日，上海科技大学生命科学与技术学院窦坤课题组在国际期刊《细胞报告》（Cell Reports）上在线发表题为“Retrotransposon 3S18 forms self-protective aggregates and prolongs mid-oogenesis”的研究论文。该研究揭示了果蝇卵巢中一类特殊逆转座子能够通过形成微米级别的大型聚集物，阻塞宿主物质运输进卵巢，并进一步引起卵子发育迟缓。 TARCO（Transposon-Associated Ribonucleic Compartments）示意图研究人员发现，转座子的激活会导致果蝇卵子发育中期卵母细胞显著变小，以及卵子发生过程延长，其中一种特定的长末端重复序列（Long Terminal Re...

结核病（Tuberculosis, TB）是由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）感染引起的慢性传染病。据世界卫生组织最新报告，结核病已成为全球头号传染病杀手。耐药结核病的高发是当前全球公共卫生领域的重大挑战。贝达喹啉（BDQ）是近40年来首个获得FDA批准的抗结核新药，在临床应用中已出现严重耐药问题，主要归因于外排泵MmpL5/MmpS5的作用。MmpL5/MmpS5还与另一耐多药结核病治疗药物氯法齐明（CFZ）的耐药性密切相关。同时，MmpL5/MmpS5系统与MmpL4/MmpS4系统一起介导结核分枝杆菌的铁载体外排，参与病原体关键营养素铁的摄取，这一过程对于结核分枝杆菌在宿主中的存活与致病性至关重要。然而，MmpL5/MmpS5系统外排药物及铁载体的具体机制仍不明确。近日，上海科技大学免疫化学研究所张兵/清华大学饶子和团队在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了题为“Structure and assembly of the MmpL5/MmpS5 efflux transporter fro...

过氧化物酶体（peroxisome）是真核细胞中广泛分布的单层膜细胞器，在脂质代谢和活性氧清除等关键生物学过程中发挥重要作用，其功能异常与多种遗传性代谢病、癌症及神经退行性疾病的发生发展密切相关。6月24日，上海科技大学生命科学与技术学院庄敏课题组在《自然-结构与分子生物学》（Nature Structural & Molecular Biology）上在线发表题为“PEX14 condensates recruit receptor and cargo pairs for peroxisomal protein import”的研究论文，揭示了PEX14蛋白通过形成生物凝聚体，高效招募被转运蛋白，并将其递送至过氧化物酶体转运孔道的分子机制。 过氧化物酶体功能的正常发挥依赖于将细胞质中合成的代谢酶精确转运至过氧化物酶体基质，使其在特定环境中执行催化任务。然而，过氧化物酶体的蛋白转运方式与其他细胞器（如内质网、线粒体、高尔基体等）截然不同，其独特之处在于能够将已完全折叠、具有完整三维结构的基质蛋白直接转运进入过氧化物...

6月24日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院华甜/刘志杰团队在《自然》(Nature) 上以“加速预览 (Accelerated Article Preview)”形式在线发表了题为 “Structural and functional characterization of human sweet taste receptor”的最新研究成果，报道了人类甜味受体在无配体 (apo)及结合人工甜味剂三氯蔗糖 (sucralose) 状态下的高分辨率三维结构，系统揭示了甜味受体独特的非对称二聚体结构特征和配体识别机制，为揭开甜味感知的分子之谜迈出了关键一步。对甜味的追求是人类与生俱来的本能。在人类进化过程中，作为五种基本味觉之一，甜味帮助人类祖先识别高糖、高能量的食物来源。然而，糖分过量摄入引发的肥胖、糖尿病等已成为现代社会日益突出的健康负担。既往研究表明，甜味刺激不仅可以激活大脑的“奖赏系统”产生愉悦感，还参与血糖调节和能量代谢等过程。与酸、苦、咸、鲜等其他基本味觉类似，甜味的感知起始于舌头味蕾中特定味觉细胞...

随着信息技术的迅猛发展，数据中心的能耗问题日益突出。据预测，到2030年，全球将有约8%的电力被数据中心消耗掉。而在实际运行中，许多数据中心的服务器平均仅使用了其额定功率的5%至15%，大部分时间处于待机或轻载状态。因此，如何在轻载条件下提升能源利用效率，成为实现绿色数据中心的关键。近日，上海科技大学信息科学与技术学院智慧电气科学中心（CiPES）王浩宇教授团队提出了一种适用于数据中心的新型负载点电源解决方案，显著提升轻载工况下的能效表现。 图1 数据中心供电架构示意图 跨电感电压调节器（Trans-inductor Voltage Regulator, TLVR）（图2）作为数据中心供电架构中最末级常用的电源拓扑，因其易于扩展和适合多相耦合的特点，广泛应用于大电流需求的负载点供电场景。服务器长期运行在轻载状态下，提升该工况下的转换效率显得尤为重要。虽然TLVR系统通常可以采用“切相（Phase Shedding）”技术来降低轻载时的损耗，但由于各相之间...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘伟民课题组通过可见和中红外波段飞秒瞬态吸收光谱，首次在MAPbI3钙钛矿中观测到具有6微米中红外辐射的深层表面缺陷态，为深入理解钙钛矿缺陷态的机制提供了新见解。研究成果发表于国际学术期刊《先进科学》（Advanced Science）。金属卤化物钙钛矿太阳能电池因其优异的光电性能备受关注，但溶液法制备的多晶薄膜存在表面/晶界缺陷问题。这些未配位的Pb2+、I-等缺陷导致载流子被捕获，引发陷阱辅助复合，严重制约器件效率。因此，缺陷钝化是减少缺陷态载流子捕获，增加钙钛矿光电转换效率的有效策略。尽管有机小分子钝化已被证实可降低缺陷密度，但其作用机制与性能提升的内在关联仍需深入探究。                                                          &n...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院许超课题组在钠离子电池正极材料方向取得重要进展，研究成果在国际学术期刊《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)上在线发表。钠离子电池（SIBs）因其成本效益和可持续性，正成为锂离子电池的有力替代品，但实现长期循环稳定性和高能量密度的挑战依然存在。在众多被探索的正极选项中，O3型层状过渡金属氧化物因其高初始钠含量和高理论容量而受到青睐。O3-Na[NixFeyMn1-x-y]O2（NFM）正极包含丰富的过渡金属，原材料成本低。但这类材料对水分敏感，且循环寿命短，这两种失效模式都与它们的结构特性密切相关。针对上述科学挑战，许超课题组深入探讨层状正极材料NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）在低荷电态（SOC）下的相变。通过1C倍率下的原位同步辐射X射线衍射，发现低SOC下的O3-P3相变涉及层间滑移和显著的晶格失配，且随着放电深度（DOD）的增加，晶格失配加剧 (如图1所示)。这种相变导致严重的形态和界面退...