近日，上海科技大学物质科学与技术学院陈刚课题组研发了弹性可压缩的还原氧化石墨烯海绵（rGO-S），构建了高效稳定的锂金属电池，相关成果发表于国际知名学术期刊Nano Letters。该研究揭示了镀锂产生的内应力对锂枝晶生长的影响，并通过构建弹性可压缩的基底释放镀锂内应力，实现了无枝晶的锂沉积。锂金属具有超高的比容量（3860 mAh g−1）和低的电极电位，是实现下一代高能量密度电池的理想负极材料。然而在充电过程中，锂倾向于以枝晶的形式沉积生长，破坏了形成的固态电解质中间相（SEI）并带来电池体积膨胀，导致电池性能衰减且存在安全隐患。传统铜集流体坚硬且不可压缩，镀锂过程产生的应力无法通过其底部释放，导致应力在顶部积聚，促使锂枝晶的形成。针对这些问题，陈刚教授团队提出了构建弹性可压缩的基底来释放镀锂过程产生的内应力，从而抑制锂枝晶的生成。他们以聚苯乙烯微球为牺牲模板、氧化石墨烯为主体材料，研制出弹性可压缩的rGO-S电极。以rGO...

基于声空化效应的聚焦超声治疗方法，可非侵入地暂时性开放生物屏障（例如，血-脑屏障、血管-肿瘤屏障），促进药物在病灶内富集，或碎片化清除病变组织（如肿瘤），在脑疾病和肿瘤疾病的治疗中有重要的应用价值。被动空化成像是可视化声空化活动，确保治疗安全和有效的关键技术。当前，被动空化成像主要基于逐像素点对超声信号延时求和的波束形成方式重建图像，在需要使用凸阵探头进行大视野范围成像的场景中面临着算法复杂度过高的问题。为解决这个难题，信息科学与技术学院智能医学信息研究中心（SMIRC）蔡夕然课题组提出了一种新型的基于螺旋波谱传播的快速被动空化成像方法，实现了毫秒级的图像重建速度。在柱坐标下，该方法首先计算凸阵探头所在柱面测量的螺旋波谱，并利用已知的传递函数依次向外传播计算其他柱面的螺旋波谱，每次传播可计算一个柱面的时谐声场，实现图像的快速重建（图1），并在仿真和离体实验中得到了验证。图1基于螺旋波谱传播的快速被...

1月17日，上海科技大学生命科学与技术学院戚炜课题组在学术期刊Advanced Science上在线发表题为“BMP-ACVR1 Axis is Critical for Efficacy of PRC2 Inhibitors in B-Cell Lymphoma” 的研究论文，阐明了PRC2抑制药物通过激活BMP-ACVR1通路抑制B细胞淋巴瘤生长的新机理。多梳抑制复合物2（Polycomb Repressive Complex 2，PRC2）是组蛋白甲基转移酶，介导组蛋白H3第27位赖氨酸的甲基化修饰（H3K27me1/2/3），在癌症相关基因异常沉默中起到非常重要的作用。PRC2的催化亚基EZH2可发生功能激活型点突变（EZH2Y641F等），是促进B细胞淋巴瘤发生的重要因素，在弥散性大B淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma, DLBCL）和滤泡性淋巴瘤（follicular lymphoma, FL）中多发。尽管PRC2抑制剂他泽司他（Tazemetostat）已经上市并用于淋巴瘤的治疗，但对其药理机制缺乏系统的阐释。戚炜课题组长期研究表观遗传蛋白机器PRC2在肿瘤及其他重大疾病中的病理机制和功能, 并进行...

上海科技大学人文科学研究院于2019年6月成立，旨在提高学生的人文素养，养成学生的健全人格，树立学生的人文情怀和价值理念，培养他们对复杂世界的理解和批判能力。借助张江综合性国家科学中心的区位优势，探索常态化科学与人文对话与相互促进的机制，促进上科大学风、格调、气度的形成。人文科学研究院是一个小规模、高水平、国际化的教学科研单位，是上科大文科建设的基础和起点，是上科大文科教学与科研的平台，人文院在大力构建上科大人文通识课程体系的同时，逐步建立以学科交叉融合为特色的新文科学科体系，制定支撑人文教育发展的各项制度，逐步形成上科大人文教育的格调和特色。本期内容，回顾人文科学研究院2023年部分科研成果（根据发表时间顺序）。乔戈在《现代哲学》发表科研成果1月，人文院教学副教授乔戈于《现代哲学》第186期发表论文《祛魅的启蒙限度 ——马克思反思宗教批判的一条线索》。马克思的宗教批判包含了对黑格尔理性宗教与青年黑...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院高得伟课题组实现了链状、非连续1,3-立体中心的1,2-双硼酸酯的不对称合成。该工作解决了亲核试剂远离手性环境时构建非连续手性中心的难题，发展了偕二硼酸酯新的不对称催化反应模式，避免了两种经典阴离子中间体所导致的副产物生成。相关成果发表于国际化学领域代表期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。药物与生物活性分子中普遍存在链状、非连续的1,3-立体中心，例如降血脂药物Rosuvastatin及降血压药物Aliskiren均含有该类手性骨架，但是围绕该类立体中心的直接构建一直进展缓慢（图1a）。近年来，不对称催化特别是利用协同催化策略在构建1,2-连续手性中心方面取得了长足进展。该反应往往利用有机小分子催化剂或Lewis酸催化剂控制亲核试剂的进攻方向，同时利用过渡金属和手性配体调控亲电试剂的立体选择性，高效构建四个立体异构体。但如果亲核试剂没有与有机小分子催化剂或者Lewis酸作用...

钙钛矿是目前最具前景的新型太阳能电池材料。基于钙钛矿的超高效太阳能电池被《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）评价为“2024年十大突破技术”。目前常用的铅钙钛矿太阳能电池已实现了较高的光电转换效率，但铅钙钛矿在环境友好性和光谱吸收范围方面还有所不足。与铅钙钛矿相比，锡基钙钛矿具有较高的环境友好性以及更宽的光谱响应范围。近年来锡基钙钛矿太阳能电池以及基于锡基钙钛矿的叠层电池迅速成为一种极具前景的新型薄膜太阳能电池结构。然而，锡基钙钛矿中的二价锡离子容易发生氧化生成四价锡离子，导致薄膜中缺陷密度增加，从而限制了载流子的传输和扩散。这是目前阻碍锡基钙钛矿电池效率提升的关键症结。近日，上海科技大学物质科学与技术学院宁志军教授团队提出了一种通过“拉电子型配体调控钙钛矿表面电子结构”的策略，利用配体的拉电子效应降低锡基钙钛矿的能级位置，类似于对此钙钛矿表面进行了“冷冻处理”，有效抑制了表面氧化反...

1月5日，上海科技大学生命科学与技术学院刘如娟教授与瑞典隆德大学Cristian Bellodi教授受邀在国际学术期刊Nature Reviews Molecular Cell Biology 在线发表了题为“Roles and regulation of tRNA-derived small RNAs in animals”的综述，总结了tRNA来源的小RNA(tRNA-derived RNAs, tdRs)在动物中的发生机制和分子功能，讨论RNA修饰对tdRs的生成和功能调控的作用，进一步展望tdRs在人类健康和疾病诊疗中的潜在作用。tdRs的发现可以追溯到20世纪70年代晚期，在一些癌症患者的体液中发现未知功能的tRNA片段。1990年发现在噬菌体感染时tRNA被切割成tdRs。随着高通量测序技术的发展，众多tdRs被发现并鉴定，成为一大类新的非编码调控型RNA。目前，tdR的作用和生物学功能在生命医学领域引起广泛关注。研究发现tdRs不是tRNA降解的副产物，而是能在转录、翻译和转录后调控等方面发挥重要功能的小RNA，对各种生理和病理过程产生广泛影响。因此，深入了解tdRs的生...

1月5日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院徐菲课题组联合复旦大学附属眼耳鼻喉科医院白内障与晶状体屈光手术学科竺向佳课题组，在《细胞发现》（Cell Discovery）上发表了题为“A framework for Frizzled-G protein coupling and implications to the PCP signaling pathways”的研究成果，解析了卷曲受体（Frizzled receptors, FZDs）的激活机制以及与平面细胞极性（Planar cell polarity, PCP）调控的相互关系。卷曲受体是Wnt信号传导的关键细胞表面“接收器”，在调控胚胎发育和肿瘤发生发展中发挥着重要作用。不同于传统的G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR），卷曲受体信号通路主要分为β-catenin依赖的经典通路以及PCP通路和Ca2+通路为代表的非经典通路。其中PCP通路调控细胞的定向迁移和细胞极化，例如晶状体上皮纤维分化及纤维细胞高度有序的排列，其紊乱会导致多种疾病如系统性肿瘤和白内障。过去的研究表明，F类GPCR家族...

1月2日，生命科学与技术学院刘如娟课题组与合作者在学术期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）在线发表题为“THUMPD2 catalyzes the N2-methylation of U6 snRNA of the spliceosome catalytic center and regulates pre-mRNA splicing and retinal degeneration”的研究论文，发现了一种新型U6 snRNA修饰酶THUMP domain-containing protein 2 (THUMPD2)。这项工作揭示了人源THUMPD2 在甲基转移酶激活辅助蛋白（TRMT112）的协助下，催化高等真核生物U6小核RNA（U6 snRNA）上保守的第72位核苷的N2-甲基鸟苷酸（N2-methylguanosine，m2G）修饰（下文称“U6 m2G72修饰”）。该位点参与构成剪接体的剪接催化中心。本工作解析了甲基转移酶THUMPD2复合物的催化位点及作用形式，阐释了THUMPD2以酶活力依赖的方式调控前体信使RNA （pre-mRNA）剪接效率，为U6 m2G72修饰的生物学和病理学功能的研究提供了分子基础。生物机体内，pre-mRNA剪接加工成为成熟的mRNA的复...

1月4日，上海科技大学生命科学与技术学院范高峰/王皞鹏课题组在Nature Structural & Molecular Biology上发表题为“THEMIS is a substrate and allosteric activator of SHP1, playing dual roles during T cell development”的研究论文，揭示T细胞发育调控基因THEMIS的具体作用机制，解决了该领域长期以来的争论。T细胞是获得性免疫系统中主要的功能执行者，负责识别抗原并做出免疫应答，而胸腺是T细胞发育和分化的场所。T细胞发育受到胸腺微环境和信号转导控制，这些过程在多个水平上受到精确的时空调控，其中酪氨酸磷酸化在T细胞信号级联中的调控尤为重要。为了揭示酪氨酸磷酸酶在T细胞中的底物谱图，本研究结合邻近标记技术PUP-IT和酪氨酸磷酸酶底物捕获突变体机制，开发了新技术PEPSI (PUP-IT Enhanced PTP Substrate Identification)用于高通量鉴定磷酸酶作用底物。研究人员通过PEPSI技术在T淋巴细胞中开展酪氨酸磷酸酶SHP1的底物鉴定，发现了SHP1的...

近日，上海科技大学信息科学与技术学院王成课题组成功开发出基于级联光注入锁定半导体激光芯片的深度储备池光计算机。该成果以“Deep photonic reservoir computing recurrent network”为题在国际知名期刊Optica上发表。 目前，人工智能的发展主要依赖于基于深度学习的神经网络架构。以ChatGPT为代表的大规模神经网络对基于冯诺依曼架构的计算机算力提出了巨大挑战。相较于数字计算芯片，模拟计算芯片具有高能效比、低时延等优势。在这一背景下，开发硬件模拟储备池计算机成为微电子和光电子领域的研究热点。然而，目前大部分硬件储备池计算机仅具有单层深度，尚无法处理现实世界中的复杂任务。因此迫切需要开发可拓展的深度储备池计算机。图一深度储备池光计算机架构 王成课题组基于级联光注入半导体激光芯片实现了首例全光深度储备池计算机。该储备池光计算机具有四层深度，每层由一个半导体激光芯片和光学反馈环构成（图一）。层与层之间通过光注...

近日，上海科技大学信息科学与技术学院智能医学中心的任无畏教授团队在荧光成像领域取得多项进展，在宏观和微观两个层面分别提出创新性的成像仪器系统，为肿瘤诊断和神经科学研究提供可靠而有力的工具。应用于淋巴结定位的多功能光学断层扫描系统宏观扩散光学断层扫描（Diffuse Optical Tomography, DOT）是一种无创的三维成像方法，可获取三维的生物组织内部的固有光学性质或外源性荧光分子分布。DOT的图像重建是一个高度病态的反问题，引入包括被测物表面结构在内的先验信息将极大改善该重建问题的病态性从而提高重建精度。研究团队提出了一套带有提取表面信息功能的紧凑光学断层成像系统 (SHMOT)，并使用统一的小孔建模描述三维表面点云提取的照明和检测过程，重建出的表面结构先验信息被用于改善荧光三维重建问题的病态性。仿体和小鼠活体实验表明，SHMOT能够实现高保真的表面信息提取，且仿体表面重建误差最小约为0.1毫米，并辅助生成可靠的高精度的荧光分...

铜绿假单胞菌是一种具有代谢多样性的革兰氏阴性机会致病菌，其复杂转录因子网络可调节细胞代谢状态，以快速适应不断变化的环境。这一能力使其成功耐受抗生素和逃避宿主免疫防御，成为一种会造成多种感染的多重耐药菌。目前铜绿假单胞菌的基因转录调控、代谢状态和抗生素耐受性之间的联系仍不明确。近日，上海科技大学物质科学与技术学院季泉江课题组的研究揭示了铜绿假单胞菌氨基糖苷类抗生素耐受性与RccR（一种 RpiR 家族的转录调控因子）介导的中心碳代谢调控的联系，阐明了RccR感应代谢中间体2-酮-3脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）的分子机制，成果发表于《核酸研究》（Nucleic Acids Research）。图1：转录因子RccR的碳代谢通路调控及抗生素耐受性机制示意图 研究人员利用抗生素筛选铜绿假单胞菌中基于CRISPR-Cas12k构建的转录因子突变文库，发现rccR是氨基糖苷类抗生素耐受性的主要遗传决定因子，rccR基因的突变体显著增强了细菌对氨基糖苷类抗生素的耐...

近日，国际人工智能会议2023年神经信息处理系统大会（Neural Information Processing Systems, NeurIPS）在美国新奥尔良召开，上海科技大学智能感知与人机协同教育部重点实验室共有10篇论文入选，内容涵盖无监督医学成像、文本视频生成、开放世界视觉理解、视觉-语言基础模型、鲁棒深度学习、有约束强化学习等方向，展示了重点实验室在多模态场景感知与生成、多模态学习推理和负责任的人工智能理论方向上的高水平学术成果。一、场景感知与生成Free-Bloom: Zero-Shot Text-to-Video Generator with LLM Director and LDM Animator大语言模型执导、扩散模型作画的零样本的文本到视频生成方法针对文本到视频生成（T2V）需求，研究提出了一个无需视频数据和任何训练的文本到视频生成框架Free-Bloom，利用具有强大图片生成能力的潜在空间扩散模型（LDMs）作为“原画师”（Animator），大语言模型（LLMs）丰富的世界知识作为“导演”（Director），生成多样的视...