近日，上海科技大学iHuman研究所/生命科学与技术学院赵素文课题组在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）上发表题为“Discovery and biosynthesis of a novel diaminopropane-modified thymine in phage DNA”的研究论文，报道了在鲍曼不动杆菌噬菌体SH-Ab 15599中发现一种新型胸腺嘧啶超修饰——α-（1,3-二氨基丙基）胸腺嘧啶（α-1,3-diaminopropanylthymine，简称dapT），并揭示了其生物合成通路、关键酶的底物选择机制及其在噬菌体抵御宿主防御中的作用。 DNA除A、T、C、G四种经典碱基外，还存在多种修饰碱基。噬菌体基因组中的DNA修饰尤为丰富，这些修饰能够帮助噬菌体抵御宿主的限制–修饰系统、CRISPR-Cas系统及其他细菌防御系统。近年研究发现，噬菌体编码的α-GPT-Pplase2酶家族能够利用不同的小分子供体，将多样化的基团连接至经磷酸化活化的5-羟甲基尿嘧啶（5hmdU）上，形成胸腺嘧啶超修饰（图1）。该家族还能够催化生成哪些未知修饰，仍有待...

近日，上海科技大学生物医学工程学院罗宗化课题组构建了一种靶向尿激酶型纤溶酶原激活物受体（uPAR）的双环肽PET探针[68Ga]Ga-HT448，实现了肺纤维化的早期分子成像与治疗反应监测，为克服当前临床诊断手段的局限性提供了新策略。该成果以“Engineering a Bicyclic Peptide-Based Positron Emission Tomography Probe Targeting Urokinase-Type Plasminogen Activator Receptor Enables Early Sensing and Therapeutic Monitoring of Pulmonary Fibrosis”为题发表于国际期刊ACS Sensors。 图1：双环肽uPAR PET 探针用于肺纤维化模型的早期诊断和疗效监测当前肺纤维化的临床诊断主要依赖高分辨率 CT，但 CT 仅能识别已形成的结构性损伤，无法捕捉早期的分子活动，导致患者常在不可逆损伤后才被确诊。针对这一临床难题，研究团队以高亲和力双环肽 HT416 为基础，成功构建了靶向 uPAR 的 PET 探针 [68Ga]Ga-HT448。该探针亲和力达纳摩尔级别，体内稳定...

随着量子计算等技术的发展，低温计算系统对高效数据存储与搜索的需求日益增长。近似搜索提供了一种颇具吸引力的解决方案，它允许查询与存储数据之间存在差异，有助于减少系统数据搬运开销。针对现有低温搜索电路汉明距离可调范围有限、功能模式较为单一等问题，上海科技大学信息科学与技术学院哈亚军课题组联合南京航空航天大学等合作单位，提出了一种基于嵌入式动态随机存储器（eDRAM）的低温汉明距离可调内容寻址存储器CTH-CAM。近日，研究成果以“CTH-CAM: A Cryogenic eDRAM-Based CAM With 1–26 Tunable Hamming Distance”为题发表于集成电路领域国际学术期刊IEEE Journal of Solid-State Circuits（JSSC）。设计面向77 K 低温环境，可在统一存储阵列中支持数据读写、汉明距离可调的近似内容寻址搜索、存内逻辑运算及矩阵转置等功能，为量子纠错译码等应用提供了一种高效的存算融合电路方案。JSSC是IEEE固态电路学会（IEEE Solid-State Circuits Society...

9月22日，上海科技大学生命学院沈伟团队联合上海交通大学医学院松江研究院赵政东团队、浙江大学杨鸿斌团队，在学术期刊《神经元》(Neuron)发表题为“Anterior zona incerta to ventral tegmental area circuit controls compulsive eating in a binge-eating-disorder mouse model”的研究论文。该工作发现未定带（ZI）前部一群特异性神经元（aZIT）及其投射腹侧被盖区（VTA）的环路，是驱动强迫性暴食的“核心引擎”：暴食增强aZIT神经元的食物响应，并重塑其与VTA的突触连接，通过减弱直接抑制、增强间接去抑制，促进伏隔核多巴胺释放，使小鼠在惩罚或厌恶条件下仍持续觅食与摄食；并发现分子标记Nrsn2参与暴食形成，从细胞、环路与分子层面为理解进食失控提供了新的机制线索。暴食障碍患者常在惩罚威胁或厌恶刺激下仍无法停止觅食和摄食，临床常与抑郁、焦虑及肥胖共病，机制长期未明。未定带（zona incerta, ZI）是丘脑底部的异质性核团，已知参与摄食、捕...

近日，上海科技大学生物医学工程学院程冰冰课题组在工程领域国际期刊《通讯-工程》（Communications Engineering）上发表题为“Image-guided cardiac focused ultrasound neuromodulation regulates heart rate”的研究论文，创新性地开发了一种影像引导的心脏聚焦超声（cardiac focused ultrasound, cFUS）神经调控技术，利用毫米级聚焦超声对心脏外周自主神经进行无创、精准调控，实现了在维持正常窦性节律的前提下调节心率，为心动过缓等心血管疾病提供了一种无需植入电极或起搏器且无需注射外源性物质的非侵入式精准神经调控新策略。  图1. 影像引导的聚焦超声心脏神经调控无创精准调节心率示意图 维持稳定的心率对于保障全身的血液灌注至关重要。严重创伤、脊髓损伤以及自主神经功能异常等情况可能导致交感神经张力下降，引发症状性心动过缓，严重时可造成脑灌注不足、晕厥甚至心脏骤停。目前，临床主要依赖阿托品等药物或经皮/植入式心脏...

近日，上海科技大学生物医学工程学院彭畅课题组研制出用于膀胱容量监测的十字形组合超声阵列贴片（CCUA-Patch）。该贴片结合固定双平面成像、纵向图像拼接与自粘水凝胶耦合，实现免手持、非侵入式膀胱容量测量，为连续监测提供了新的技术路径。相关成果以“A Cross-Shaped Combined Ultrasound Array Patch for Continuous Bladder Volume Monitoring”为题发表于Photoacoustics期刊。 图1. CCUA-Patch的结构与工作原理示意图。膀胱容量是评估下尿路功能的重要指标。导尿法具有侵入性，并存在感染风险；常规超声虽安全便捷，但依赖操作者手持探头寻找合适截面，并反复调整位置和角度，难以满足居家、连续监测需求。此外，膀胱高度充盈时，单个线阵探头视野有限，可能无法完整显示膀胱轮廓，影响容量测量。针对上述问题，团队将三组各含64个阵元的线阵按十字形排布。其中，两组纵向阵列位于同一矢状平面，通过轮廓分割、特征识别与图像拼接扩展成像视野；一...

随着5G/6G通信和Wi-Fi 6/7等无线通信标准的快速发展，系统对小数锁相环（Fractional-N PLL）的相位噪声、抖动和杂散性能提出了越来越严苛的要求。与此同时，量子计算、低温高性能计算等新兴领域对工作在低温环境（如液氦和液氮温区）下的低抖动时钟源也提出了迫切需求。然而，小数锁相环中Delta-Sigma调制器（DSM）产生的高频量化噪声难以被环路完全抑制，成为制约其性能提升的关键瓶颈。传统解决方案如数字-时间转换器（DTC）或数模转换器（DAC）虽能实现量化噪声抵消，但往往需要复杂的校准和自适应算法，增加了设计难度与功耗开销。针对上述挑战，上海科技大学信息科学与技术学院寇煦丰教授课题组与复旦大学合作者提出了一种基于采样相位检测器（SPD）旁路技术的相位域过采样噪声与杂散消除方案（P-OSNSC）。该成果以“A -251.4dB FoM Calibration-Free Fractional-N Cascaded PLL with Wideband Oversampling Noise-and-Spur Cancellation”为题，近日发表...

神经系统由中枢神经系统和外周神经系统两部分构成，现有体外类器官模型多侧重于中枢或外周神经谱系的独立构建，难以充分再现二者在体内协同发育与相互作用的动态过程，限制了其在神经发育调控机制解析、发育异常相关疾病建模及药物作用评估等方面的应用。9月18日，上海科技大学生命科学与技术学院向阳飞课题组在《发育细胞》（Developmental Cell）上发表题为“Self-organizing human dual neural organoids model regional disease defects and teratogenicity”的研究论文，利用人类多能干细胞首次成功构建了中枢-外周神经自组织共发育类器官，为体外研究人类神经发育提供了新的模型平台。 研究通过联合调控Wnt、FGF2、BMP及视黄酸等关键发育信号，成功驱动中枢与外周神经谱系的共分化，并通过自组织形成感觉神经节样（外周）和背侧神经管样（中枢）两个区域，二者在明场显微镜下即可从形态上加以区分。该工作首次在单个人源类器官中实现了外周与中枢神...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院孙兆茹课题组联合青岛大学、山东大学、中国科学院高能物理研究所研究团队，在掺杂萤石氧化物结构演化研究中取得重要进展。他们发现，碱土金属掺杂能够诱导传统萤石氧化物发生一种此前未被认识的非晶多态（polyamorphic）转变，形成金属亚晶格有序而氧亚晶格非晶化的新型半有序非晶（Semi-ordered Amorphous, SA）结构。相比传统连续随机网络非晶，该结构同时具有更高的热力学稳定性、更宽的带隙以及更高的介电常数，为高性能非晶介电材料设计提供了新的结构范式。相关成果以“Doping-induced Polyamorphic Transitions in Fluorite Oxides”为题发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。在实际应用中，人们通常希望材料保持非晶状态，以获得更加均匀的界面和更稳定的器件性能。但传统非晶氧化物普遍存在“稳定性与介电性能难以兼顾”问题：提高非晶稳定性往往伴随着介电常数下降，而提高介电性能又容易诱导材...

固体核磁共振技术是一种无损表征手段，能够在原子/分子尺度获得材料的结构、动力学及相变演化信息。近日，上海科技大学物质学院刘海铭研究员与合作者利用¹³C固体核磁共振方法取得两项进展：实现了MOF材料中多个转子运动的同步定量测量；直接揭示了锂-石墨插层化合物的阶段相变动力学与不均匀脱锂机制。两项成果发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society，JACS）。金属-有机框架（MOF）可通过刚性骨架集成可旋转的连接体（“转子”），获得兼具晶态长程有序与局部分运动特性的“两亲动态性”，在气体存储、吸附分离、智能传感等领域前景广阔。然而，精准获取转子运动的核心参数——活化能（Ea）与运动频率（ν）——一直是理解与利用该类动态行为的关键瓶颈。针对此，上科大刘海铭-章跃标合作团队以原创多基元MOF储气材料ST-3为模型，绕开同位素标记障碍，基于天然丰度¹³C固体核磁共振技术，通过精确测量各转子信号的动态宽化过程并结合横...

近日，上海科技大学生物医学工程学院沈定刚团队联合上海联影智能、北京联影智能等机构，在Nature 旗下期刊 《npj 数字医学》（npj Digital Medicine) 上在线发表了题为 “Learning Like a Radiologist: A Medical Vision-Language Model for Radiological Image Analysis via Curriculum Learning” 的研究论文。联合团队开发了一种面向放射影像分析的医学视觉语言模型 RadiSim-CL，旨在提升模型在 MR、CT、DR 等多模态影像及不同层级诊断任务中的泛化能力，为医学视觉语言模型走向复杂放射诊断推理提供了新的路径。 图1官方页面文章图放射影像是疾病诊断和治疗评估的重要依据，但快速增长的影像数据给放射科医生带来了持续增加的阅片压力。现有医学视觉语言模型虽然在医学图像理解中展现出潜力，但在训练数据质量、适用范围和评价方式上与真实临床需求仍存在差距。该研究创新性地从放射科医生的学习和阅片逻辑出发，将数据构建、模型训练和模型验证设计为...

近期，上海科技大学信息科学与技术学院任无畏团队联合上海交通大学等单位，在医学影像领域国际期刊《IEEE医学影像汇刊》（IEEE Transactions on Medical Imaging，IEEE TMI）发表题为“µNeuFMT: Background-Optical-Property-Adaptive Fluorescence Molecular Tomography via Implicit Neural Representation”的研究论文。针对荧光分子断层成像（Fluorescence Molecular Tomography, FMT）中组织光学参数难以准确获取、模型误差制约三维重建质量这一关键问题，团队提出融合隐式神经表示与可微分物理模型的自监督重建方法µNeuFMT，可在重建三维荧光分布的同时，自适应优化背景组织的吸收与散射参数，从而提升复杂组织活体荧光成像的重建精度。FMT通过组织表面荧光测量反演体内荧光探针的三维空间分布，具有灵敏度高、无电离辐射、成本较低等优势，在肿瘤检测、药物研发、淋巴结示踪及荧光手术导航等领域具有广阔应用前景。然而，光在生物组织中传播时会经历复杂...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院陈佳课题组与合作者针对变形式碱基编辑器（transformer base editor, tBE）在不同遗传背景下临床治疗β-血红蛋白病的研究取得重要进展。合作团队基于自主开发的tBE发展的碱基编辑疗法成功应用于治疗镰刀型细胞贫血病（SCD）患者以及来自东南亚和南亚的β-地中海贫血（TDT）患者，实现了持续稳定的高效编辑，确保了临床治疗的有效性和安全性。相关成果以“Clinical base editing for β-hemoglobinopathies across different genetic backgrounds”为题，在国际学术期刊《细胞·干细胞》（Cell Stem Cell）上发表。 图1 | 碱基编辑技术tBE在不同遗传背景下对β-血红蛋白病的临床应用研究概览 β-血红蛋白病是世界上最常见的单基因遗传病之一，镰状刀型细胞贫血病每年影响超过30万名新生儿，β-地中海贫血每年影响超过4万名新生儿。传统CRISPR-Cas9核酸酶技术通过诱导DNA双链断裂实现基因编辑，虽然已在临床中取得...

结核病由结核分枝杆菌（简称结核杆菌，Mycobacterium tuberculosis, Mtb）感染引起，是目前全球传染病头号杀手，每年造成千万人感染、百万人死亡。由于其感染致病机制复杂，抗结核药物研发缓慢，过去五十余年间只有三个小分子药物获批上市。其中两个为硝基咪唑类药物：德拉马尼（Delamanid）和普托马尼（Pretomanid），二者在结核病特别是耐药结核病（DR-TB）治疗中具有不可替代的作用。德拉马尼和普托马尼均为前药（pro-drug）：进入结核杆菌后，经病原体特有的还原酶Ddn代谢，发生脱硝基反应。此前较为明确的机制是，前药经代谢激活后脱去的硝基基团，以活性氮形式在缺氧条件下杀伤非活动期结核菌。然而杀伤活动期结核菌的机制尚不明确，目前仅知其以某种激活药形式作用于细胞壁合成通路中的DprE2蛋白。DprE2是细胞壁阿拉伯糖基供体DPA合成的终末步骤关键酶，与上游蛋白DprE1共同催化DPR（核糖）向DPA（阿拉伯糖）的差向异构反应。DprE2是目前唯一已知的德拉...