记忆的形成是神经生物学领域的一个中心问题。日常生活经验告诉我们，许多关联性和场景性的记忆在接收到相关感觉信息的时候就已经浮现出来。比如在牌类游戏中，初学者可以通过几轮观察很快学会如何对比牌面的大小；而社交场合的环境气氛与衣着打扮的“第一印象”则会很大程度塑造个人的形象记忆。那么记忆过程是如何把瞬时感知转化为存储的信息呢？4月16日，上海科技大学生命科学与技术学院管吉松课题组在《细胞报告》（Cell Reports）在线发表题为“Hippocampus alters visual representation to encode new memory”的研究论文，揭示了海马体在关联性刺激的记忆编码阶段调控大脑皮层记忆编码特征的现象，挑战了“记忆需先短暂存储于海马再逐步固化至皮层”的理论。研究提出，皮层在记忆形成早期即可快速通过海马体输入的实时协作直接存储关联记忆，为海马索引假说提供了全新实验支持，并为长期记忆的神经编码机制开辟了新视角。一种经典的记忆理论认为，海马体...

近日，上海科技大学信息科学与技术学院刘松教授团队与香港理工大学王钻开教授团队合作，提出了一种全新的超亲水表面液滴操控方法“声致去润湿（Acousto-dewetting）”，突破了液滴操控对疏水界面的依赖，彻底改变了液滴微流控技术长期以来必须依赖表面改性的范式，为其在复杂实际环境中的应用打开了新的可能性。相关论文以“Acousto-dewetting enables droplet microfluidics on superhydrophilic surfaces”为题发表于国际学术期刊《自然-物理》（Nature Physics）。 液滴微流控是一项关键的基础技术，凭借其高效处理微升至纳升级液体的能力，在生物诊断、化学分析和材料合成等前沿领域应用广泛。现有液滴操控方法多通过界面改性或施加外部物理场（如光、电、热、声等），借助润湿性梯度实现驱动。但在无法对界面进行改性的超亲水表面上，这些策略难以产生有效驱动力。因此，如何在无需改变表面性质的前提下实现液滴的高效操控，成为制约微流控技术进一步...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院冯继成教授课题组受邀综述“Nanoscale 3D printing for empowering future nanodevices”在《先进材料技术》（Advanced Materials Technologies）上发表。文章概述了从3D纳米打印到原子制造的相关基础原理和挑战，讨论了3D纳米打印如何与光刻主导的微纳制造进行对接，甚至有望取代基于光刻加工策略的主导地位。此外还进一步展望了如何将AI并入3D纳米打印和原子制造，剖析了工业化应用过程中的技术瓶颈，为3D纳米制造技术发展提供了新思路和新指引。纳米尺度3D打印技术采用了一种“自下而上”的制造方法，与传统的“自上而下”的光刻技术截然相反。这种创新技术通过精确操控材料的定向沉积，突破了传统工艺在分辨率、材料多样性和空间几何复杂度上的局限，在下一代微纳器件的原型设计和多功能结构构建等领域，展现出广泛的应用潜力。作为当前研究热点，3D纳米打印技术已取得诸多突破性进展，但仍面临产业化应用瓶颈，...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院拓扑物理实验室在二维材料电子结构调控领域取得了新的突破：在菱方堆垛多层石墨烯中，首次系统观测到从薄层到接近体相极限的拓扑相变，揭示出样品中由表面平带演化为三维狄拉克节点呈螺旋线分布的独特电子结构；在双层石墨烯与六方氮化硼（hBN）对齐形成的莫尔超晶格结构中，实现了带隙的协同调控，并深入揭示了其形成机理。相关研究分别发表于国际知名期刊Science Bulletin和Advanced Science。近年来，基于堆垛方式、转角构筑等新型石墨烯材料体系成为凝聚态物理的研究热点。这类体系不仅蕴含着强电子关联、超导、铁磁、铁电以及拓扑等新奇量子相态，而且在新型量子器件、拓扑量子计算等领域展现出重要的应用前景。由于传统实验方法的局限性，对这些新型石墨烯材料电子结构的直接实验研究目前仍十分有限。在与上海同步辐射光源的紧密合作下，依托拓扑物理实验室自主建设的上海同步辐射光源NanoARPES实验站，研究团队对新...

近日，上海科技大学iHuman研究所刘志杰/华甜课题组与合作者在国际学术期刊《细胞研究》（Cell Research）上发表了题为“Structural basis of stepwise proton sensing-mediated GPCR activation”的研究论文，揭示了质子感应G蛋白偶联受体（Proton-sensing GPCRs）GPR4和GPR65的结构基础及独特的分步激活机制。这一发现不仅深化了对pH感应GPCR的理解，还为开发针对炎症性疾病、癌症等pH相关疾病的靶向治疗提供了新思路。GPCRs是人体内最大的膜蛋白家族，广泛参与跨细胞膜生理信号传递，约40%的上市药物以其为靶点。pH感应GPCRs在细胞微环境感知和信号转导中发挥关键作用。其中，GPR4、GPR65、GPR68等受体能够直接感知细胞外质子浓度变化，在维持人体酸碱平衡、调控免疫反应、影响肿瘤微环境等方面发挥关键作用。目前对此类受体的质子感知及激活机制仍存在争议，有必要进行深入和全面的结构与功能分析。研究团队利用单颗粒冷冻电镜技术解析了在pH6.0至8.0范围内...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院Tomoyasu Sugiyama课题组在国际期刊《普洛斯遗传学》(PLOS Genetics)上发表了题为“The nuclear poly(A)-binding protein Pab2/PABPN1 promotes heterochromatin assembly through the formation of Pab2 nuclear condensates”的研究论文，报道了核多聚腺苷酸结合蛋白Pab2（PABPN1的同源物）在裂殖酵母Schizosaccharomyces japonicus中促进异染色质组装的分子机制。异染色质是一种紧密压缩的DNA形式，对维持基因组稳定性、调控基因表达以及确保细胞分裂过程中染色体正确分离具有关键作用。尽管其重要性已被广泛认可，但关于异染色质形成的分子机制仍未完全阐明。在真核细胞中，异染色质以特定的组蛋白修饰为标志，例如组蛋白H3第9位赖氨酸的甲基化（H3K9me），这种修饰会招募HP1等蛋白以建立转录沉默状态。异染色质组装的失调与基因组不稳定性、发育障碍和癌症密切相关。虽然RNA干扰（RNAi）通路在异染色质形成中的作用已...

近日，上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院华甜课题组与生命学院沈伟课题组合作在国际学术期刊《细胞报告》（Cell Reports）上发表了题为“Structural basis of oligomerization-modulated activation and autoinhibition of orphan receptor GPR3”的研究论文。该研究通过冷冻电镜技术解析了GPR3在单体、二聚体状态下与G蛋白复合物的三维结构，以及GPR3非激活态的二聚体结构，首次揭示二聚化调控的受体激活和自抑制的独特分子机制，为靶向GPR3的阿尔茨海默症（Alzheimer's disease，AD）和脂肪代谢相关疾病的药物开发提供了全新视角。GPR3是class A家族孤儿受体，因其在Gs信号通路中具有高本底活性而备受关注。研究表明，GPR3在阿尔茨海默症中通过促进淀粉样蛋白（Aβ）的生成参与调控病理进程，在脂肪细胞产热过程中也发挥重要作用。然而，其高本底活性及细胞信号调控的分子机制仍存争议。研究团队通过单颗粒冷冻电镜技术解析了GPR3在不同状态...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院高冠军课题组在国际学术期刊《基因组生物学》(Genome Biology）上发表题为“Recruitment and rejoining of remote double-strand DNA breaks for enhanced and precise chromosome editing”的研究论文，提出一种全新的染色体编辑策略——同源重组介导的重排 (HRMR)，为染色体层面的精准基因组编辑提供了强大的新工具。这一技术为解决染色体重排的核心难题开辟了新方向。 染色体重排（如易位、倒位和大片段缺失）是许多遗传疾病和癌症的重要驱动因素。然而，在体外模拟这些复杂的染色体重排事件面临巨大挑战，在实现高效率和高精准度方面尤为突出。传统的基因编辑方法（如非同源末端连接NHEJ）在处理染色体断裂时效率较低且错误率较高，限制了其在精准染色体重排工程中的应用。本研究开发的HRMR策略基于同源重组（HR）原理，通过引入同源供体模板，促进染色体断裂末端的靠近与精准修复，显著提升了染色体重排的效率和精...

上海科技大学信息科学与技术学院蔡夕然课题组（智能超声成像和治疗实验室）和虞晶怡课题组、张玉瑶课题组合作，提出一种基于隐式神经表达和弯曲射线追迹模型的超声CT成像方法（BentRay-NeRF）。该方法更好地克服了弯曲射线追迹超声断层声速图像重建的病态问题，可显著提高系统性噪声影响下的声速图像重建质量和鲁棒性，为疾病诊断提供更准确的图像。此项工作以“BentRay-NeRF: Bent ray neural radiance fields for robust speed-of-sound imaging in ultrasound computed tomography”为题在线发表于超声领域国际期刊《IEEE超声学、铁电体技术与频率控制汇刊》（IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control）。超声CT声速成像主要通过反演声传播物理模型重建图像，该反演问题高度病态（ill-posed），求解对噪声高度敏感且容易陷入局部最小值，导致重建结果不稳定。传统优化方法（如高斯-牛顿法）所重建的声速图像在非理想数据约...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院刘一凡教授、李健教授、原物质学院凌盛杰教授（现复旦大学）课题组合作，在高通量筛选技术平台开放方向取得重要进展，研究成果以“AI-driven high-throughput droplet screening of cell-free gene expression” 为题在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上在线发表。高通量筛选被广泛应用于生命科学和生物医药领域。目前，高通量筛选平台主要基于多孔板（96-1536孔）反应体系，并依赖于高通量移液工作站和移液机器人进行移液操作。此类平台的单个反应体积较大（通常为微升量级），这意味着在进行大规模筛选时会消耗大量生物试剂，产生高昂成本。在药物开发中，高通量筛选的花费可达总开发成本的20%。此外，在构建组合筛选等较为复杂的筛选体系时，繁杂的移液操作会浪费大量的时间，进而影响整体筛选效率。因此，亟需构建反应体积更小、移液效率更高的下一代高通量筛选技术平台。 针对上述需求和挑...

近日，上海科技大学大科学中心江玉海教授团队开发了一种新型实验方法，成功测量了极化铷原子在光电离过程的末态波函数的相位差与振幅比。该研究不仅为光电离动力学领域提供了“全测量”的范例，还为阿秒时间尺度下的超快电子动力学研究开辟了新途径。相关研究成果以“Complete Characterizations of Intermediate and Final State Wave Functions with Photoionization of Polarized Rb”为题，在线发表于国际学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。2023年诺贝尔物理学奖再次引发了学术界对光电效应时间尺度的关注。光电子发射的微小时间延迟（Eisenbud-Wigner-Smith时间延迟），主要源于电子逃离原子势时与能量相关的散射相移。为了全面理解这一动力学过程，精确测定不同电离通道的振幅与相对相位至关重要，这被称为“全测量”。光电离过程的全测量实验最先是在同步辐射上展开的，然而，这些实验多集中于共振光电离过程及内壳层电子研究，需考...

近日，上海科技大学生命科学与技术学院李剑峰课题组与物质科学与技术学院乔博课题组在国际期刊《德国应用化学》 (Angewandte Chemie International Edition)发表了题为“Precise PBAEs: A Highly Efficient Single-Molecularly Defined Gene-Delivery System”的研究论文，报道了一种全新的具有精确分子量、化学结构和拓扑结构的聚β氨基酯（PBAE）合成方法，为基因治疗递送载体的设计提供新策略。 作为重要的基因递送载体，PBAE具有核酸包封能力强、细胞摄取和溶酶体逃逸效率高等优点。由于其合成原料易得，结构多样性丰度且生物相容性高，目前被广泛应用于pDNA、mRNA和siRNA等多种核酸的体内外递送。传统的PBAE是通过迈克尔加成反应得到，这种方法缺乏对材料结构的有效控制，反应批次差异可能导致转染效率、靶向性和毒性等的波动。因此，开发单分散PBAE并深入研究分子量、化学以及拓扑结构对基因递送性能的影响十分必要。针对上述挑战，联合团队采...

近日，上海科技大学大科学中心和伦敦大学学院纳米技术中心团队合作，利用上海软X射线自由电子激光成像实验站，探索了一种新型飞秒衍射成像方法，该成果2025年3月以“Single-shot X-ray imaging of two-dimensional strain fields in colloidal crystals”为题发表于国际晶体学联合会(International Union of Crystallography，IUCr )期刊IUCrJ。二维超晶格凭借其可调控的机械、电子与光学特性，可通过单分散胶体颗粒自组装形成有序结构，实现成分与性能的精准设计，为研究声子行为及相变机制提供了理想平台，其中缺陷（如位错、向错）在六方相形成和二维熔融过程中具有关键作用，相关理论成果推动了凝聚态物理的突破性发展。然而，缺陷的动态演化机制及其对材料宏观性能的定量调控规律仍不明确，如何实现缺陷的定向构筑与动态追踪成为该领域亟待解决的核心问题。布拉格相干衍射成像（BCDI）作为一种具有纳米级灵敏度的无损成像技术，可实现晶格应变与缺陷的原位...

新兴的RNA编辑技术为纠正致病基因突变提供了新方法和新策略。与DNA编辑不同，RNA编辑只会瞬时改变由DNA转录产生的RNA转录本，避免了DNA编辑脱靶所带来的长期安全性风险。目前已报道有两种腺苷脱氨酶ADAR（adenosine deaminase acting on RNA）依赖的靶向RNA腺苷至肌苷（A-to-I）的编辑系统，但分别有高脱靶、编辑范围和编辑效率受限的问题。近日，上海科技大学生命科学与技术学院陈佳团队和复旦大学杨力团队合作在《自然-生物技术》（Nature Biotechnology）在线发表了题为“Specific and efficient RNA A-to-I editing through cleavage of an ADAR inhibitor ”的研究论文，报道了一种高效、精准且具有广泛编辑范围的RNA变形式腺苷碱基编辑系统RtABE（RNA transformer Adenosine Base Editor）。本研究对ADAR2脱氨结构域（ADAR2DD）具有潜在抑制作用的蛋白结构域进行了筛选，发现某些胞苷脱氨酶家族APOBEC的脱氧胞苷脱氨酶抑制结构域（deoxycytidine dea...