近日，上海科技大学iHuman研究所Kurt Wüthrich课题组在《美国国家科学院院刊》（The Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS）发表论文，揭示了神经激肽1受体（NK1R）与小分子配体阿瑞匹坦（aprepitant）结合时正构口袋的大尺度运动。 G蛋白偶联受体（GPCR）是细胞膜上具有七次跨膜螺旋的一类蛋白质，它结合细胞外环境中的信号分子并传递信息到细胞内部，进而产生响应。近年来，科研人员通过X射线晶体学和冷冻电子显微镜技术解析了大量GPCR的三维结构。这些受体结合不同效应配体后，胞外侧的配体结合口袋及胞内侧跨膜螺旋有明显的构象变化。结合口袋的收缩或扩张与配体的类型及结合模式密切相关，是GPCR结构与功能研究的热点之一。通过19F核磁共振观测结合于神经激肽1受体正构口袋的配体阿瑞匹坦，发现阿瑞匹坦两个对称的三氟甲基处于不同的微环境并有多个亚状态。通过2D [19F, 19F]-EXSY和19F饱和转移实验，发现连接三氟甲基的苯环存在...

4月6日，上海科技大学免疫化学研究所研究员杨海涛与清华大学教授、上海科技大学免疫化学研究所特聘教授、中国科学院院士饶子和团队在国际著名期刊《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表研究论文，报道了新型冠状病毒的关键药靶——主蛋白酶在静息态、结合底物中间态和切割后状态的高分辨率晶体结构，以拍“全息照片”的方式精确地揭示了主蛋白酶催化底物水解的整个过程。同时，研究人员还发现新冠病毒主蛋白酶在识别病毒复制酶多蛋白过程中的关键特性：它能识别10个氨基酸残基长度的底物，但只对其中4个位点具有选择性。自2019年12月以来，新冠疫情暴发并且迅速席卷全球。新冠病毒属于β冠状病毒属，是一种正链RNA病毒。新冠病毒的一大特征是当病毒入侵宿主细胞后，首先需要利用宿主的翻译机器将病毒遗传物质翻译成多聚蛋白（polyprotein）。其中两条超长的复制酶多蛋白（pp1a和pp1ab）经过病毒自身的两个蛋白水解酶主蛋白酶（Mpro）和木瓜蛋白酶（PLpro）精确水解...

导向编辑系统（Prime Editing, PE）是能够在基因组的靶位点处实现任意碱基替换、小片段精准插入和删除的新型基因组编辑工具，是基因组编辑领域的重大变革。近日，上海科技大学生命学院陈佳研究组与黄行许研究组等合作在导向编辑系统的安全性评估和升级改造中接连取得突破性进展，相关成果分别发表于3月14日的国际学术期刊The CRISPR Journal，以及3月29日的国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。脱靶问题长期困扰着基因编辑技术的发展和应用——如果脱靶现象普遍发生，对被编辑细胞来说将产生无法预料的后果，也意味着该编辑系统无法应用到实际的治疗中去。尽管导向编辑系统（PE）相比早前的基因编辑系统在编辑功效方面有了显著的改进，但其在全基因组和全转录组水平的脱靶效应及在不同位点处的编辑效率差异制约着PE在基础科研和临床研究中的推广。虽然已有报道表明PE系统只会产生少量的pegRNA依赖性的脱靶突变，但是联合团队想要验证它们是否可...

近日，物质学院李健课题组利用合成生物学、化学及材料科学等多学科交叉技术开发出可调控的“即插即用”多功能催化材料，相关成果在线发表于国际知名学术期刊ACS Catalysis。在蛋白质-高分子聚合物的缀合物（protein-polymer conjugates）中，高分子聚合物以共价键结合到蛋白质上，可提高蛋白质的稳定性和生物相容性，同时也赋予蛋白质温度响应和自组装性能等特性，被广泛应用于生物医药、生物技术和纳米技术等领域中。为制备蛋白质-聚合物缀合物，人们通常采用原子转移自由基聚合等化学方法，使高分子聚合物与蛋白质进行耦合，但是这一耦合过程往往涉及较为苛刻的试剂与化学反应，会造成蛋白质（如酶）的功能或活性损失；此外，一旦蛋白质-聚合物缀合物被合成，它们的性质及功能也就固定了，难以再做进一步的功能化开发，限制了后续对该缀合物的更多潜在应用研究。针对上述问题，李健团队提出了一种制备蛋白质-聚合物缀合物的新策略，既可以最大程度地保护目标...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院于奕课题组成功实现锂电池中锂枝晶的室温电子显微结构表征。该研究工作以“Microstructure of Lithium Dendrites Revealed by Room-Temperature Electron Microscopy”为题于2月28日发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society，JACS），期刊于3月8日发表了题为“A Room-Temperature View of a Main Cause of Lithium Ion Battery Failure”的研究亮点（JACS spotlights），给予该工作重点评论。锂电池电化学循环过程中不可控的枝晶生长严重阻碍了锂金属负极的规模化应用，枝晶穿刺短路也是引发电池安全问题的重要原因。研究锂枝晶的微观结构是理解和调控枝晶生长的前提。由于金属锂对空气、水蒸气以及电子束辐照敏感的特性，如何将电池中的锂枝晶转移进入显微镜、并在电子束辐照下实现原子尺度成像一直是微观结构表征领域研究中的一个难题。利用低温冷冻转移并在低温下进行电子显微成像是之前唯一...

3月25日，上海科技大学免疫化学研究所杨海涛团队联合天津大学、重庆医科大学、耶鲁大学的科学家共同在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表研究论文，报道了通过设计沃尔巴克氏菌胞质不相容性因子，实现了人工操纵胞质不相容。这种本由细菌引发的胞质不相容性现象被用于控制蚊虫种群的数量，从而达到防治虫媒疾病的目的。此项研究成果是该团队近期继揭示胞质不相容性的分子机制之后，在抗蚊媒疾病研究领域取得的又一重要进展。沃尔巴克氏菌（Wolbachia）可通过诱导两性配子结合时的胞质不相容性现象（Cytoplasmic Incompatibility，CI）导致蚊虫“不孕不育”，从而达到控制蚊虫种群数量的目的，是一种高效绿色的生物防治方法。利用该技术可有效控制登革热、寨卡等蚊媒疾病在世界范围内的传播。胞质不相容性是由两种相互关联的蛋白导致的，分别被称为胞质不相容性因子A (CI factor A, CifA)和胞质不相容性因子B (CifB)。在先前的研究中，该联合研究团队...

3月25日，上海科技大学生命科学与技术学院管吉松课题组在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature communications）在线发表论文，揭示了海马结构体和大脑皮层在学习过程中的相互作用机制。研究人员发现，皮层不同功能区间的长距离伽马频段同步信号是受到海马调控的记忆索引信号，正是这个信号偶联不同脑区的记忆印迹细胞活动并介导皮层中记忆的存储与提取过程。该研究为海马结构体在记忆中的索引功能提供了明确的生物学证据。海马结构体与大脑皮层是哺乳动物中负责情景记忆的核心脑区。科学史上著名的失忆者H.M.（Henry Gustav Molaison）正是因为治疗癫痫而切除了双侧海马，进而导致了记忆的顺行性遗忘，即不能形成新的记忆。 但是关于海马结构体的具体功能一直存在着不同的假说：一种认为海马是短期记忆向长期记忆转化过程中的中转站，存储了记忆的相关信息；另一种假说认为海马无法保存如此多的信息，只是作为皮层中信息的索引存储脑区，在长期记忆形成之前辅助...

信息学院后摩尔中心娄鑫课题组成功研发出一款高性能、低功耗双目视觉处理器，并基于FPGA开展了原型验证。近日，相关成果论文发表于集成电路设计领域国际知名会议2022 IEEE Custom Integrated Circuits Conference（CICC）。CICC由电气电子工程师学会固态电路分会（IEEE Solid-State Circuits Society）举办，会议汇聚了国际集成电路领域顶尖专家与学者，交流与展示该领域最前沿研究成果，在领域有着重要影响力。  双目视觉作为模仿人眼的深度图像获取方法，被广泛应用于VR、AR、遥感、SLAM以及三维重建之中。与激光雷达等深度获取方案相比，双目视觉系统具有造价低、功耗小以及重量轻等优点。课题组提出的设计以超像素为基本运算单元，引入更接近于真实场景的平面倾斜假设。同时使用随机搜索作为标签更新的策略，通过算法、架构与电路的协同优化，在保持精度的同时，极大地降低了整个系统的运算复杂度。实验结果表明，该成果在处理速度、功耗以及整体能效...

相比传统太阳能电池，钙钛矿太阳能电池具备高效率和低成本的特点，被认为是最具前景的下一代太阳能电池。但是目前广泛使用的铅钙钛矿材料带隙较宽，限制了其理论最高效率。近年来，基于宽带隙和窄带隙钙钛矿电池叠加的叠层太阳能电池由其较高的理论光电转换效率获得了大量关注。对于钙钛矿叠层电池来说，铅锡混合结构的高效窄带隙电池的制备极其关键。 虽然锡铅混合结构的带隙较窄，但是其效率多低于铅钙钛矿电池。此外，三维结构钙钛矿表面容易产生缺陷，且二价锡容易氧化，进一步增加了钙钛矿薄膜表面的缺陷，影响器件性能。利用卤素铵盐后处理形成表面低维结构是钝化钙钛矿薄膜表面缺陷常用的策略，然而，这种方法制备的低维结构的层数难以控制，尤其是单层结构的带隙较大，这使界面的载流子传输需要跨越较高的势垒。因此，全面的表面钝化和有效的界面载流子转移相结合是制备高效锡铅混合钙钛矿太阳能电池的关键。 图. TEAI盐和TEASCN盐分别对锡铅混合钙钛矿...

党的十八大以来，我国脱贫攻坚战取得全面胜利，开启全面推进乡村振兴新征程。但由于多年城乡隔离下二元经济带来的机会不平等，仍有庞大的低收入阶层聚集在农村，这将是探索扎实推进共同富裕一系列措施的关键着力点与困难点。什么样的发展模式可以让农村低收入者也从经济增长中受益？如何在经济增长的过程中缩小不同社会阶层之间的差距？回答这些问题对我国努力实现全体人民共同富裕的社会体系有重要意义。 近日，上海科技大学创业与管理学院助理教授杨锡怡，与英国伦敦布鲁内尔大学教授郭迪、诺丁汉大学教授姜坤以及帝国理工学院教授许成钢合作研究发现，由大量中小企业集聚形成的产业集群能显著提高当地的农民收入，并降低农村居民之间的收入不平等。该成果发表于经济发展领域权威期刊World Development，杨锡怡教授为通讯作者。 自80年代的改革开放，我国沿海乡镇地区涌现出了大量的专业化产业集群，并向内陆延伸：大量中小企业在这些集群中聚集，并占据了全...

非正交多址接入技术是下一代无线通信技术6G的潜在无线空口技术。近日，信息学院毛奕婕团队在该研究领域的相关成果发表在通信领域权威期刊IEEE Transactions on Wireless Communications和IEEE Transactions on Communications。毛奕婕教授与英国帝国理工学院Bruno Clerckx教授合作提出了一种新型非正交多址接入技术——速率分拆多址接入（Rate-Splitting Multiple Access, RSMA）。该技术通过在发端对用户信息拆分和重构以及在用户端使用串行干扰消除技术，使得用户获得了部分解码干扰，实现了频谱效率和能量效率的显著提升，并能够满足6G密集场景下低成本、高可靠和低时延的接入需求。基于速率分拆多址接入的多天线广播信道，研究团队提出了全新波束赋形策略来联合优化系统的频谱效率和能源效率。该算法比现行算法收敛速度更快。最重要的是，在众多场景下，相比传统的空分多址接入和功率域非正交多址接入技术，速率分拆多址接入技术实现了更优的频谱效率和能量效...

信息学院视觉与数据智能中心屠可伟课题组专注于自然语言处理与计算语言学领域的研究，近日课题组在领域顶级会议——The 60th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics (ACL 2022) 同时发表3篇主会论文以及1篇Findings子刊论文，聚焦句法解析算法及其在嵌套命名实体识别任务中的应用。ACL同时也是人工智能领域最重要的学术会议之一。 句法解析，主要分为依存句法解析和成分句法解析，研究如何自动解析出句子的内在结构（例如主谓宾结构、各类短语结构、词汇之间的从属并列关系等）。句法解析是自然语言处理中的基础任务，能够为自然语言处理的各类下游任务提供有用的信息。 在主会论文“Headed-Span-Based Projective Dependency Parsing”中，课题组提出了一种全新的基于headed span的依存句法解析方法（如图I所示），并设计了一种立方时间复杂度的动态规划算法来进行解析。因为headed span包含了整棵句法解析树的子树的单词信息，...

3月15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上发表研究论文，首次揭示了四个双功能酶吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）分子为单位形成双螺旋纤维结构的组装机制，双螺旋纤维进而成束形成细胞蛇。这是自从1951年建立从谷氨酸到脯氨酸的转化、1980年检测到P5CS活性、1992年发现P5CS基因以来，全长P5CS蛋白的首次结构解析。在此数据基础上，刘冀珑团队还进一步提出了P5CS双螺旋结构促进酶催化反应的新思路。 P5CS是脯氨酸和鸟氨酸生物合成的关键酶，该代谢途径将人体内重要的三羧酸循环、尿素循环以及脯氨酸合成代谢联系起来。P5CS基因（ALDH18A1）的致病突变会导致人类神经皮肤综合征等罕见病。在植物中，P5CS的缺乏会严重损害植物抵抗逆境的能力。因此，P5CS在人类健康和农业生产中均发挥着重要作用。 2010年,刘冀珑首次发现胞苷三磷酸合成酶（CTPS）在果蝇细胞中形成蛇状无膜细胞器，并将这种结构命名为“细胞蛇”。其团队后续发现并报道了...

近日，我校物质学院李健课题组开发出基于丝氨酸整合酶（serine integrase）的合成生物学新技术，相关成果在线发表于国际知名学术期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)。 丝氨酸整合酶通常来源于噬菌体。在噬菌体侵染宿主细胞的过程中，丝氨酸整合酶催化DNA之间发生位点特异性重组反应，促使噬菌体DNA整合至宿主的基因组内。近年来，丝氨酸整合酶被广泛运用于基因组编辑、线性DNA重组、基因线路设计等合成生物学领域。李健组借用生态学领域“共生”的概念，将丝氨酸整合酶、基因线路设计与合成生物学元件等紧密结合，在体内和体外两种应用场景下，实现了对启动子、终止子和表达基因等合成生物学相关元件的精准操控，为合成生物学领域提供了一种基于丝氨酸整合酶的新型遗传操作手段。 研究人员设计了一种“锁-钥契合”模型，将启动子、终止子、丝氨酸整合酶识别位点等合成生物学元件进行排列组合，开发出“锁”模块，将丝氨酸整合酶视为“钥匙”模块，当“锁...