近日，上海科技大学生命科学与技术学院刘冀珑课题组在学术期刊eLife上在线发表研究论文，揭示了磷酸核糖焦磷酸合成酶（PRPS）以六聚体为基本单位聚合形成两种纤维状结构的组装机制（纤维状结构进一步聚合成束形成细胞蛇）。这是首次在体内和体外证实了原核生物中PRPS细胞蛇的存在。同时，这项研究也首次解析了PRPS纤维状结构的高分辨结构，揭示了纤维状结构调节PRPS的变构调控，表明纤维状结构的形成可能为细胞代谢提供更多层次的调控。磷酸核糖焦磷酸盐(PRPP)是细胞多种代谢途径的重要中间体，它被用于嘌呤和嘧啶核苷酸、组氨酸和色氨酸以及辅因子NAD和NADP的生物合成。PRPP合成酶(PRPS)的异常调节与多种人类疾病相关。酶活性的降低可能导致如Arts综合征、非综合征性感音神经性耳聋2型、腓骨肌萎缩症5型和视网膜营养不良等神经系统疾病。活性升高则有可能导致神经感觉缺陷、高尿酸血症或痛风性关节炎。同时，人体中PRPS1或PRPS2的活性和表达异常也在结直肠癌、...

随着全球气候变暖趋势的加剧，极端高温成为制约世界粮食生产安全的最为主要的胁迫因子之一。现如今情况因上海科学家的努力而有了不同——上科大特聘教授、中国科学院分子植物科学卓越创新中心林鸿宣研究团队与上海交通大学林尤舜研究团队合作挖掘了高温抗性基因资源，探究了高温抗性分子机制，培育了抗高温作物品种。该重磅研究成果近日在国际顶尖学术期刊《科学》（Science）上发表。上海科技大学和中科院分子植物科学卓越创新中心联合培养2017级博士研究生张海为本文第一作者，他今年即将携这份惊喜的“毕业礼物”迎来毕业季。温度是一个复杂的物理信号，植物面对环境温度变化时，需要及时有效地将这一物理信号“解码”成生物信号，从而实现对温度胁迫的快速应答。目前鉴定到的植物温度感受器多为调节植物在温暖环境下的形态变化或发育转换过程，关于植物抵抗极端高温的温度感受器还未曾被报道过。一直以来，通过正向遗传学方法定位克隆高温抗性相关复杂数量性...

安全多方计算(MPC)是实现隐私保护的重要技术手段。它是指允许一组相互独立的数据所有方在互不信任且不信任任何公开第三方的条件下，以各自的秘密为输入联合完成某个函数的计算。开发MPC程序需要实现MPC协议, 涉及到诸多密码原理, 为了降低开发MPC程序的负担, 帮助非密码专业人员快速开发和部署MPC应用程序, 出现了许多封装了MPC协议的MPC开发框架。为了提高性能，近年来的MPC开发框架允许开发者利用秘密类型来指定需要保护的变量。然而在实践中，指定秘密变量对非专家来说既困难又十分重要，声明太多秘密变量会降低性能，声明太少秘密变量则可能有泄露隐私的风险。如何帮助非密码专家的开发人员开发既安全又高性能的MPC程序? 如何在不损害隐私保护能力的前提下，尽可能地声明尽量少的秘密变量? 信息学院宋富课题组就这一问题展开了长期深入的研究，并取得了重要成果。现有的秘密类型系统过于保守, 声明秘密变量受到秘密类型系统的约束, 却无视秘密类型系统的警...

开关型功率转换电路是典型的强非线性动态系统，精确求解这些电路的动态响应通常需要借助较复杂的数学模型。在构建生产实际电路前，工程师往往需要借助电子设计自动化（EDA）工具对所设计的电路进行动态仿真，并以此为参考优化输出功率、转换效率等工作指标。因此准确高效便捷的电路仿真工具对电路设计和参数优化至关重要。信息学院智慧电气科学中心（CiPES）梁俊睿课题组围绕开关型功率转换电路的高效仿真和多目标优化等实际工程需求，对该课题组前期首创的扩展阻抗法（EIM）进行了新的改进，使之更具一般性地适用于具有非线性元件的电路的稳态仿真分析。以往针对非线性电路的传统时域或频域仿真算法皆从电路整体角度出发进行数学建模。不同于这些方法，梁俊睿组从元器件的角度出发，通过拓展“阻抗”这一针对交流电路元件动态特性的概念内涵和数学形式，更直观地以“阻抗组合网络”的形式构建非线性电路的数学模型，进而实现更高效省时的频域仿真。通过把“阻...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘巍课题组在固态锂金属电池方向取得系列进展，相关工作分别发表于国际期刊Advanced Materials、Cell Reports Physical Science和Materials Today Energy。作为下一代储能体系，全固态锂金属电池有望提供较传统锂电池更好的安全性和更高的能量密度。这其中，氧化物陶瓷电解质具有较高的离子电导率、较宽的电化学窗口和较高的化学稳定性，是一种极有前景的固体电解质体系。然而常规烧结氧化物陶瓷电解质往往需要高温(>1100 °C)和较长时间（>10小时），往往导致杂质产生和无法实现固体电解质和电极间稳定和充分的界面接触。刘巍课题组开发了一种可用于多种陶瓷电解质的微波辅助超快速烧结技术。该技术通过超快烧结过程有效抑制了锂元素的挥发，并能实现电极-电解质一体化结构的超快速共烧结。所制备的全固态锂金属电池由于致密的电极-电解质界面和受抑制的元素互扩散，获得了良好的电化学性能。相对于传统的烧结技术...

近日，上科大生命学院孙博课题组在学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为“The convergence of head-on DNA unwinding forks induces helicase oligomerization and activity transition”（DNA解旋叉的对向聚合诱导解旋酶的寡聚及活性转换）的研究论文，报道了一种解旋酶通过蛋白聚集状态的改变来调整活性及功能的新路径。DNA解旋酶是从原核生物到真核生物都高度保守的多功能马达蛋白。这类蛋白参与了DNA复制、修复、重组及端粒维持等几乎所有DNA代谢过程，其功能的缺失可直接导致遗传信息的不稳定及疾病的发生。例如，RecQ家族的Bloom syndrome helicase（BLM）解旋酶在同源重组修复过程中主要通过解旋双链DNA促进同源重组的进行。此外，BLM能够破坏已经形成的RAD51-单链DNA核蛋白丝，发挥抗重组功能，进而避免不良同源重组事件的发生。该蛋白基因突变导致遗传性的染色体断裂和重排，致使布卢姆综合征甚至癌症的发生。然而，多功能解旋酶BLM如...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院陈宇林/柳仲楷组在拓扑半金属材料NbSixTe2研究中取得重要进展，实现了狄拉克费米子速度和维度的可控调节。该成果在线发表于学术期刊npj Quantum Materials。由于量子限域效应，电子被局域在低维度（点、线、面等）运动时会表现出一系列有趣而重要的物理特性，比如在一维量子系统中能够出现自旋电荷分离、手性无耗散输运、Peierls相变等性质，因而相关材料成为基础研究和电子学器件应用的重要研究对象。新型拓扑半金属NbSixTe2提供了研究一维电子特性的理想平台。此前研究揭示了这种材料具有一维金属链(NbTe2)结构（图1a），随着Si元素比例x的变化 ，一维金属链间距可从十几埃米（Å）调节到无穷远。本研究中，课题组利用角分辨光电子能谱技术，系统研究NbSixTe2电子结构的演化。研究发现其中的特征拓扑电子结构一维狄拉克费米子(图1b)与NbTe2一维金属链存在密切联系：Si元素比例x较大时，较大的金属链间距让电子波函数...

近日，上海科技大学物质学院凌盛杰课题组成功制备出具有多级结构的海藻酸钙纤维（AHIF），实现了对其力学、电学性能的灵活可调，有望用以匹配不同的生物应用场景；并进一步开发了一种非接触式电信号识别模型，在结合机器学习后，其能够准确识别可植入AHIF器件状态。该成果发表于期刊Materials Horizons。 图1 湿法纺丝（A）结合机械训练（B）制备海藻酸钙纤维可植入材料与生物组织器官之间力学及电学性能的匹配对于可植入器件研究至关重要，良好的匹配可有效降低免疫反应，有助于发挥生物信号调节作用。本项研究中，研究人员在AHIF湿法纺丝过程中同时采用了离子螯合和机械训练技术。利用该方法制得的AHIF中保留了高取向分子网络结构，具有稳定的分子网络取向与宏观取向的多级微纤结构（图1，2），实现了优异力学性能。图2 AHIF的形貌及结构表征通过实验和计算机模拟，研究人员系统验证了机械训练诱导下AHIF的硬化、强化以及增韧效果及机制，成功实现...

近日，上海科技大学iHuman研究所华甜课题组与程建军课题组及中国科学院分子细胞科学卓越创新中心汪胜课题组合作，在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上在线发表研究论文，揭示了乙酰胆碱受体M4R的选择性配体调控及信号转导分子机制，对新型抗精神分裂症及阿兹海默症等药物设计具有重要的指导意义。乙酰胆碱是一种基本的兴奋性神经递质，在维持意识清醒和学习记忆中起着重要作用。毒蕈碱型胆碱受体(muscarinic acetylcholine receptor, mAChRs)作为非常重要的一类乙酰胆碱受体，属于G蛋白偶联受体 (G protein-coupled receptor, GPCR)家族。 mAChRs包括五种亚型，M1R至M5R，在调节人体心率和许多中枢神经系统功能中起着重要作用，其中M1R和M4R是治疗多种神经退行性疾病及精神分裂症的理想靶标。但目前针对mAChRs的很多药物都因为对受体选择性差等问题而产生一定的副作用。因此，基于结构的药物设计对开发靶向mAChRs家族的新型选择性配体药物...

深度学习模型在代码领域的优秀表现造就了一大批高质量的AI应用，有效地提高了开发者的生产力。AI代码模型的训练需要大量训练数据，开源代码便是其重要来源。例如，Github Copilot，一个用于代码生成的商业应用，使用Github上所有的开源代码进行了大规模训练。但这类应用引发了大量来自开源开发者的质疑，即使用开源代码训练商业应用是否合理？训练数据中的不安全代码如何避免？这些质疑对于Copilot及其相似产品的发展有着不可避免的重要影响。为了促进AI应用在代码领域的健康发展，信息学院宋富课题组与合作者就这一问题展开了长期深入的研究。近日，他们在开源代码版权保护研究中取得重要进展。研究人员认为，解决这些问题的关键在于目前缺乏一个有效的制约机制来阻止未经授权的AI模型来学习开源代码，因此研究人员提出了基于数据投毒的开源代码保护机制。这一机制是将预先制作的带毒样本植入开源代码库中并基于固定的规范声明代码库带毒，从而对侵权行为起到...

感应式无线充电技术因其便捷、安全及自带的物理隔离属性被广泛应用于电动汽车、植入式医疗设备和手机手表等消费电子设备。近年来，科技发展和市场需求使得多负载无线充电成为研究热点之一。在利用单一或多个发射线圈同时给多个用电设备提供电能时，如何给不同用电设备准确提供所需电能是该研究的主要内容。近日，信息学院智慧电气科学中心（CiPES）傅旻帆团队针对上述问题的研究取得重要进展，相关成果发表在电力电子领域国际学术期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics。研究团队以单发射多接收无线充电系统为例（系统框架图如图1所示），基于输入输出稳态特性分析，提出以副边DC/DC变换器控制输出功率，原边逆变控制输入激励电流的控制策略，解决了在满足输出需求的同时保证系统效率最大化的关键问题；此外进一步将提出的最优激励电流与现有文献中的最优负载进行对比（实验结果如图2所示），论证了最优激励电流是特定功率需求下的有效控制变量，为多...

近日，信息学院后摩尔器件与集成系统中心陈佰乐团队首次利用单个光电探测器，在室温下实现了从紫外、可见光、近红外到延长短波红外的超宽光谱响应。相关成果在半导体器件领域国际期刊IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS发表。由于不同气体具有不同吸收特征峰，从紫外到红外的全光谱探测有助于实现多种气体的检测。目前全光谱探测技术通常利用多个分立的不同波段探测器，系统相对复杂，实现高性能超宽光谱光电探测器将极大地简化探测系统。目前报导的宽光谱探测器往往性能较差、暗电流高、响应光谱鲜有跨越多个波段。为了实现具有更宽的光谱响应、更低暗电流、可室温工作的全光谱探测器，研究团队经过探索，成功实现InP基InGaAs和InGaAs/GaAsSb二类超晶格材料宽光谱探测器新方案，器件的探测波段在长波方向可到延长短波红外。此外，还在50nm厚度的P区创新性地设计了AlAsSb电子阻挡层和InAlAs过渡层，将光电探测器的探测波段短波方向延伸至紫外波长。图1.(a) 器件剖面...

近日，上海科技大学物质学院赵爱迪教授与南开大学胡振芃教授以及中国科学技术大学吴长征教授合作，在二维磁性范德华材料的研究中取得新的突破：研究人员利用分子束外延方法首次制备出了单层和双层的CrTe3超薄膜，并在此基础上制备出原子级锐利的CrTe3/CrTe2的面内金属-半导体肖特基异质结。该成果发表于《先进材料》(Advanced Materials)。上图：单层CrTe3的结构模型、扫描隧道显微学图像以及CrTe2/CrTe3磁性面内异质结的制备。下图：CrTe2/CrTe3异质结的高分辨原子力显微学成像、结构模型及其肖特基势垒能带图。近年来，随着以石墨烯和过渡金属硫族二维材料为代表的二维材料研究的兴起，带有本征磁性的二维范德华材料引起了广泛关注。由于单层的范德华材料是真正的二维体系，其磁性在原子级受限维度下依然保持长程磁序且易于通过外场和层间耦合效应调控，因此二维范德华材料有望被用于构建新型的量子自旋器件和拓扑磁性器件。从磁性分类来看，二维磁性材料可以...

5月13日，上科大生命学院范高峰课题组在国际学术期刊eLife上在线发表，首次鉴定出非受体酪氨酸激酶FER的新型底物IRS4，并系统揭示了该激酶底物调节促进卵巢癌发生发展的分子机制。卵巢癌致死率在妇科癌症中排名第一，在所有癌症中排名第五。目前学术界对卵巢癌发生发展和扩散转移的分子机制尚不清楚，这成为严重制约卵巢癌治愈率的关键因素。由酪氨酸激酶和磷酸酶参与的酪氨酸磷酸化信号通路以时空依赖的方式精准调控细胞的多层信号网络，这种蛋白质翻译后修饰的异常调节与卵巢癌疾病发生发展密切相关。范高峰组此前研究表明，非受体酪氨酸激酶FER在卵巢癌中上调，其敲降减弱了肿瘤细胞的转移。有趣的是，FER的表达也与卵巢癌肿瘤细胞的增殖表型有关。然而由于FER的已知底物数量有限，其促增殖活性的分子基础仍是未知的。 本研究通过质谱分析和生化验证相结合，系统揭示了FER在卵巢癌肿瘤细胞中的新型作用底物IRS4，并深入研究了FER-IRS4激酶底物调节在卵...