6月4日，上海科技大学生物医学工程学院马智炜课题组（转化神经影像实验室），联合上海中医药大学许琪、吴晓俊课题组，在Nature旗下期刊npj Science of Food上发表标题为“Green tea catechin EGCG attenuates hippocampal atrophy and cognitive impairment in obesity via autophagy signaling”的研究论文。针对肥胖导致海马体萎缩及认知功能减退的问题，这项工作将英国生物库（UK Biobank）人群队列的影像学、营养学信息，与动物模型影像学和分子机制研究结合起来，揭示了绿茶有效成分的神经保护作用。 肥胖是一种常见的慢性健康问题，不仅会增加心血管疾病风险，还会对大脑结构与功能造成损害。多项影像学研究表明，海马体萎缩是认知下降的早期、敏感标志物。因此，探寻能够安全有效逆转肥胖相关海马体萎缩的天然活性成分，已成为当前临床与公共卫生领域的重要方向。 为此，研究团队构建了从人群队列到动物模型验证的跨物种研究新范式。团队首先...

近日，上海科技大学免疫化学研究所干细胞生物学实验室在哺乳动物卵母细胞发育与早期胚胎调控机制研究中取得重要进展。研究团队揭示了PIWIL3-piRNA通路在兔卵母细胞成熟及胚胎早期发育中的关键作用，并建立了更接近人类生殖特征的兔模型，为理解女性不孕及早期胚胎发育异常提供了新的理论基础。相关成果以“PIWIL3-piRNA pathway controls rabbit oogenesis and embryogenesis via broad regulation of the transcriptome and proteome”为题发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。 卵母细胞质量缺陷和早期胚胎发育失败是导致女性不孕的重要原因，但其背后的分子调控机制长期未被深入解析。PIWI-piRNA通路被认为是真核生殖细胞中维持基因组稳定的重要调控系统，过去对其功能的认识主要来源于小鼠模型。然而，小鼠在进化过程中缺失了表达在卵巢里的PIWI基因，使得PIWI-piRNA通路在哺乳动物卵子发育中的真实功能长期难以研究。研究发现，兔子有四个P...

近日，上海科技大学生命学院孙博课题组、孙亚东课题组联合上海交通大学生命学院冯雁课题组在细菌免疫机制研究领域取得重要进展。通过单分子操纵、共聚焦成像、结构预测与生物化学等实验手段，系统解析了细菌防御系统DdmDE识别并清除外源质粒的动力学分子机制。相关成果以“The DdmDE defense system eradicates plasmids by target-centered bidirectional ssDNA loop extrusion and site-specific cleavage”为题，在国际学术期刊《分子细胞》（Molecular Cell）上发表。 细菌免疫系统通过识别并清除外源遗传元件，在调控水平基因转移（Horizontal Gene Transfer, HGT）及限制抗生素耐药基因传播的持续博弈中发挥核心作用。作为细菌免疫系统的重要组成部分，原核Argonaute（pAgo）系统近年来已成为生命科学领域研究热点。与CRISPR-Cas相比，基于pAgo的防御系统展现出更为灵活的生化特性。首先，pAgo系统通常无需PAM序列，能够实现对任意序列的精准识别，...

随着移动终端、机器人及低空经济的快速发展，无线电能传输（WPT）技术正加速迈向高频化、小型化与高功率密度方向。然而，在MHz频段下，器件寄生参数、开关过渡过程及负载波动会显著影响系统软开关与整流性能，成为制约高效率无线供电系统发展的关键瓶颈。围绕上述问题，上海科技大学信息科学与技术学院傅旻帆团队多年来持续开展MHz高频电能变换研究，近期在高频同步整流与宽负载无线电能传输系统方面取得系列突破，在国际期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics发表两项成果。针对MHz系统中同步整流驱动易受寄生参数影响、相位失配严重的问题，第一项工作提出了一种基于谐振栅极驱动的MHz同步整流方法，可直接从接收端谐振网络提取同步信号，无需额外通信，实现高频条件下的高精度同步整流控制。实验结果显示，该方案在5MHz下峰值效率达到97.5%，并可在宽负载范围内保持稳定高效运行。相关成果以“Megahertz Synchronous Rectifier Based on Resonant ...

生命体如何从一个受精卵发育为完整个体？成体组织在损伤后又如何启动再生修复？Wnt信号通路在这些过程中发挥着核心“开关”作用。这个“开关”究竟如何被启动，是生命科学领域长期关注的重要科学问题。北京时间5月27日，上海科技大学生命科学与技术学院许文青教授团队在国际学术期刊《细胞》（Cell）在线发表题为“Structural basis of Wnt signalosome extracellular complex assembly”的研究论文，首次解析了高分辨率的Wnt信号体胞外复合物三维结构，系统揭示了天然Wnt配体启动经典Wnt信号通路的分子机制。这一科学谜题的解答，为理解发育、再生和疾病发生提供了关键结构基础，也为结直肠癌、肝癌、骨质疏松、组织纤维化和代谢性疾病等Wnt通路相关重大疾病的治疗，以及再生医学工具开发提供了重要蓝图。Wnt信号通路在细胞增殖、迁移、分化及凋亡等关键生物学过程中发挥重要作用，广泛参与胚胎发育、组织再生与稳态维持。该通路失调可导致发育缺陷、组织纤维...

近日，上海科技大学拓扑物理实验室/量子功能材料全国重点实验室张石磊课题组与中国科学院物理研究所于国强课题组联合发展了一种全新的自旋动力学表征方法——X射线磁矩时序重构技术（XMVC），在超快时间尺度下实现了自旋时空演化过程的完备观测，磁矩矢量的角度分辨率达到0.1˚。该成果以“Reconstruction of the Magnon Eigenfunctions by X-Ray Magnetic Vector Chronoscopy”为题发表在《自然-纳米技术》（Nature Nanotechnology）。在磁性体系中，自旋动力学通常由一组复值本征函数描述，即体系的动态响应可以表示为若干具有确定频率和相干相位关系的矢量场进动模式。然而，传统磁学表征方法主要测量体系的本征频率/本征值，难以获取本征模式/本征函数，即磁矩矢量的时空演化信息。这导致动力学相位、进动轨迹及模式间相干关系等关键信息缺失，成为复杂磁学问题研究的瓶颈。例如，在经典的人工合成反铁磁结构(SAF)中，磁振子之间的耦合与杂化过程决定了系统的...

近日，上海科技大学甄家劲课题组与麻省理工学院Heather J. Kulik团队在机械力驱动的非平衡超分子体系研究中取得重要进展。研究创新性地通过机械力引入能量，驱动配位自组装偏离平衡态，并与热驱动的重组过程相耦合，成功构建非平衡限域催化系统，从而有效规避了传统热力学控制下超分子催化的产物抑制问题。相关成果发表于国际学术期刊《化学》（Chem）。生命体系本质上是一类依赖持续能量输入维持低熵有序状态的非平衡耗散系统，其结构与功能通过不断与环境进行能量交换得以维持，例如ATP合成酶、肌肉收缩和DNA复制等过程均依赖分子层面的精密“机器”在非平衡状态下运作。相比之下，传统合成化学体系通常遵循热力学规律自发趋向平衡，难以实现类似生命体系中持续、可控的非平衡行为，其主要挑战在于如何通过持续能量输入使体系远离平衡态。因此，拓展新的能量输入方式成为该领域的关键科学问题。目前发展的非平衡分子体系主要依赖光、电或化学燃料作为能量来源...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院谢琎课题组、郑帆课题组与北京高压科学研究中心董洪亮博士在高能量密度锂离子电池正极材料研究领域取得重要进展，相关研究成果以“Unraveling Synergistic Dual-Element Doping Mechanisms in Solid-State Synthesis via Atomic Layer Deposition-Enabled Model Systems”为题，发表于国际学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society, JACS）。该工作围绕高镍层状氧化物正极材料固相合成中的多元素掺杂机制展开研究，为理解元素掺杂行为、提升高电压正极材料循环稳定性提供了新的研究思路。 图1. 传统物理混合的固相反应界面与ALD模型体系中的固相反应界面差异 外源离子掺杂是提升高镍正极材料结构稳定性和电化学性能的重要策略，但传统依赖物理混合进行掺杂的固相合成方法中，掺杂剂、前驱体和锂源之间容易因混合不均发生局部副反应，导致掺杂元素真实分布与作用机制难以精准解析。针...

生命系统能够将单次的化学信号输入转化为多阶段、时间有序的功能程序。这种复杂的时间编程能力，源于系统内部精密耦合的动力学路径与物质循环。在人工合成化学体系中，目前大多数化学燃料驱动的材料系统仅能实现“单次事件”响应，缺乏多阶段功能的集成与循环再生能力，复制这种功能面临巨大挑战。针对这一挑战，上海科技大学物质科学与技术学院郑宜君课题组设计并构建了一种基于N-甲基哌嗪二硫代氨基甲酸酯（DTC）的闭环化学反应网络（CRN）。该系统打破了常规局限，仅需一次二硫苏糖醇（DTT）燃料脉冲，即可自主触发两个时间分离的凝胶窗口，并最终完全重置回初始前体分子状态，成功实现了可循环的多阶段功能输出。相关成果近日发表于国际学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie-international Edition）。 图|单次燃料脉冲驱动自主双窗口凝胶的闭环化学循环网络     该系统通过内部资源循环设计，将单次燃料脉冲转化为...

拓扑光子学被认为是光子世界里的“量子霍尔”革命。如同电子可在拓扑绝缘体边缘无阻碍传导一样，光在拓扑光学结构中也能以边缘态的形式传播，展现出极强的抗干扰单向传播鲁棒性和集成光学应用前景。在集成光芯片中实现光学非线性效应的拓扑调控和高效输出，是该领域的一个重点与难点。因此，探索可拓扑的二阶非线性集成光学器件，成为一个日益凸显的前沿科学问题。近日，上科大物质学院沈晓钦课题组在学术期刊《通讯-物理学》(Communication Physics) 上发表了题为“Broadband nonlinear microresonator arrays enable topological second harmonic generation”的研究论文。首次提出了一个基于微环谐振腔二维阵列的拓扑二次谐波产生理论方案，为进一步在先进集成光学平台上开发具有拓扑保护的非线性器件、可编程逻辑门和量子光源提供了关键的理论基础。研究人员提出的“双频拓扑带隙工程”理论方案，巧妙借鉴了理想拓扑阵列中倍频光“拓扑失效”的关键问题，使...

上海科技大学物质科学与技术学院刘朋昕课题组在溶液化学研究中取得突破性进展，重新厘清了水溶液中钛(IV)离子物种的结构鉴定，修正完善了长达50余年的传统认识。该研究还首次揭示钛(IV)离子的动态簇合行为，为钛溶液化学的基础研究与工业应用提供全新理论支撑。研究成果以 “Dynamic Clustering of Aqueous Ti (IV) Cations” 为题发表于中国化学会期刊CCS Chemistry（《中国化学会会刊》英文）。审稿人一致认为该研究“提供了新的认识，有望更新教科书。”钛是地壳中丰度第九的元素，过渡金属中丰度第二的元素。钛元素广泛存在于岩石、土壤、水体及生物体内。自然条件下，钛元素的最稳定状态为正四价阳离子Ti (IV)，其溶液化学是钛元素分布和转化的核心，也是钛基工业品生产过程的基础。例如，钛元素的矿物提取、白色颜料的工业合成、光催化与光伏材料的制备等关键过程都与钛的溶液化学密切相关。自上世纪50年代起，学界围绕Ti (IV)在水溶液中的存在形式争论不...

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科大iHuman研究所周宁团队、瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）Michael Unser团队，在光学领域国际期刊 《激光与光子学评论》（Laser & Photonics Reviews）上发表了题为“High-Fidelity Miniature Fluorescence Microscopy Using Zernike-Based Point-Spread-Function Modeling and Hardware-Assisted Calibration”的研究论文，提出一套基于自研微型化荧光显微镜（Miniscope）系统的通用图像增强框架（MiniZSV），系统性解决了Miniscope成像面临的像差与背景荧光耦合问题，显著提升在自由活动动物中进行神经与血管成像的信号保真度和空间分辨率。Miniscope紧凑、可头戴的设计，使得神经科学研究者能够记录动物在自由活动下的神经活动。然而，其光学设计结构大幅简化带来了两个相互交织的成像瓶颈：一是空间变化的光学像差导致图像分辨率严重下降；二是组织散射和离焦的背景荧光使得信噪比进一步降低。更...

近日，上海科技大学2060研究院王慧团队及合作者在绿色甲醇高值化利用的关键催化反应研究中取得重要突破，先后在国际学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）和《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上发表研究成果，系统揭示了乙烯甲氧羰基化的新型多相催化机理，并在此基础上成功设计出高性能双单原子催化剂。将绿色甲醇转化为高附加值化学品是实现碳资源循环利用的重要途径。其中，乙烯甲氧羰基化是制备有机玻璃单体MMA（甲基丙烯酸甲酯）的关键步骤。长期以来，该反应主要依赖均相催化体系，存在催化剂分离困难、需使用强酸助剂等问题。发展高效、稳定且无需强酸助剂的多相催化技术，是推动该过程绿色化、工业化的核心挑战。针对这一挑战，研究团队首先从反应机理源头取得突破。在《美国化学会志》发表的工作中，团队通过深入研究，颠覆了该反应长期沿袭自均相催化的“金属氢化物”机理认知，首次提出...

5月19日，上海科技大学生物医学工程学院沈定刚团队在国际学术期刊Nature旗下子刊《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）上发表重要研究成果，提出了AI辅助乳腺癌无创诊断新方法。论文题目为“A deep learning system for non-invasive breast cancer diagnosis with multimodal data”（基于多模态数据的乳腺癌无创诊断深度学习系统）。 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，早期准确诊断对改善患者预后至关重要。临床常采用多模态影像对病灶进行初步风险评估，并通过穿刺活检明确病理性质。然而，穿刺活检属于有创操作，不仅会带来额外医疗成本，更可能加重患者身心负担。基于多模态影像精准区分乳腺病灶良恶性、减少不必要活检，已成为乳腺癌诊断中的关键临床问题。 乳腺癌临床诊断流程及本文提出的多模态乳腺癌诊断模型框架 为此，研究团队提出了乳腺癌智能无创诊断系统BINDS。该系统整合超声、钼靶和磁共振等多模态影像数据...