在过去几十年间，分子束外延(MBE)及脉冲激光沉积(PLD)等先进薄膜制备技术的发展促进了材料科学研究的繁荣。如今科学研究以及器件应用已不断深入到材料的表面和界面层次，这就对高质量平整薄膜的制备提出了更高的要求。而当前薄膜粗糙度的定量分析主要依赖于非原位的表征手段，如原子力显微镜、扫描透射电子显微镜等，这样相对较低的薄膜制备和质量反馈效率不仅限制了科学研究的效率，一定程度上也制约了薄膜工业的发展。因此，如何实现薄膜粗糙度的原位定量分析是当前亟待攻克的一大技术难题。 反射式高能电子衍射仪(RHEED)是薄膜制备的一个很重要的辅助设备，被广泛应用于薄膜层厚及外延质量的原位监测。然而此前研究并没有将RHEED与薄膜粗糙度定量关联在一起。上海科技大学物质学院翟晓芳课题组从RHEED的基本原理出发，构建了RHEED衍射斑尺寸及不对称性与薄膜粗糙度的定量关系（图1），提出了一套基于RHEED的原位实时定量分析薄膜粗糙度的方法，并通过非原位...

信息学院智慧能源中心（CiPES）王浩宇教授及其指导的电力电子与可再生能源实验室（PEARL）致力于研究电力电子学科在交通电气化、可再生能源系统、物联网、数据中心等新兴领域的应用。实验室利用先进拓扑、功率器件、磁性材料和控制算法来寻求更加高效、高功率密度、高可靠性的电源管理方案，实现科研与产业的紧密融合。近日，该团队在电力电子领域代表性学术期刊IEEE Trans. Ind. Electron.（TIE）上发表两项最新研究成果，分别针对“如何提升双有源桥变换器的动态响应性能”及“如何实现单输入双输出隔离谐振功率变换”提出了新的解决思路。 PEARL合照（王良：左四；束冬冬：右二）改善双有源桥动态性能的新型通用四移相调制方法在直流微网应用中，分布式可再生能源，如风能、太阳能等易受环境因素影响，无法持续产生稳定的电能。因此，通常需要利用储能系统作为电能缓存单元，使得系统维持高效稳定的工作。在储能系统和直流电网之间需要安装双向DC/DC变换器，...

近日，上海科技大学免疫化学研究所白芳课题组与中国科学技术大学物理系汪骞研究员、中科院武汉病毒所张磊砢副研究员合作，通过计算模拟预测与实验验证结合，揭示了新冠病毒刺突蛋白动态变构分子机制，探索并提出了潜在的变构抑制剂设计策略。该成果以“Probing the Allosteric Inhibition Mechanism of a Spike Protein Using Molecular Dynamics Simulations and Active Compound Identifications”为题，于8月20日在学术期刊Journal of Medicinal Chemistry上在线发表。  冠状病毒通过其跨膜刺突蛋白(Spike protein，S)介导入侵宿主细胞。S蛋白为附着在病毒粒子表面的三聚体蛋白，由S1和S2两个亚基组成，其与宿主受体的识别结合的结构域RBD则位于S1亚基上。冷冻电子显微镜研究表明，刺突蛋白具有多种不同的构象状态，在RBD处于“向下”的非激活状态构象和“向上”的激活状态构象之间不断的转变，只有当其处于“向上”的状态时，才能与宿主的受体结合。因...

信息学院郑杰课题组与合作者提出了基于知识图谱和图神经网络的新型人工智能模型KG4SL，在合成致死（synthetic lethality，简称SL）基因关系预测问题上取得突破，有望加速癌症药物靶点发现，促进AI制药技术的发展。该成果在近期召开的第29届分子生物学智能系统会议和第20届欧洲计算生物学会议（The 29th Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology and 20th European Conference on Computational Biology,ISMB/ECCB）作为正式论文发表，题为“KG4SL: Knowledge Graph Neural Network for Synthetic Lethality Prediction in Human Cancers”，郑杰教授作口头报告。该论文已被生物信息学领域核心期刊《生物信息学》（Bioinformatics）的ISMB/ECCB 2021会议特刊收录。期刊论文截图复杂的生物系统通过基因相互作用的形式进行运作。合成致死是基因之间相互作用的一种关系。如果两个基因同时失活会导致细胞死亡，而只有其中一个基因失活则不会对细胞...

近日，上海科技大学物质学院杨晓瑜课题组在叔醇和α-叔胺动力学拆分领域取得系列进展，相关工作分别以“Asymmetric Enamide-Imine Tautomerism in the Kinetic Resolution of Tertiary Alcohols”和“Kinetic Resolution of α-Tertiary Propargylic Amines through Asymmetric Remote Aminations of Anilines”为题发表于国际权威学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）和美国化学会旗下催化领域旗舰期刊ACS Catalysis。 叔醇及α-叔胺是醇羟基或者氨基α-位具有一个手性叔碳中心的醇及胺类化合物，该类结构广泛存在于具有生理活性的天然产物以及小分子药物之中，然而该两类手性化合物的不对称催化合成却是有机合成中的难题。动力学拆分是从消旋化合物得到手性化合物的一种有效手段，但是传统的动力学拆分反应往往只适用于仲醇和α-肿胺底物（醇羟基或者氨基α-位具有一个手性仲碳中心），同时发展的方法大多局限于利用羟基以及...

8月10日，上海科技大学生命科学与技术学院范高峰实验室与王皞鹏实验室在Cell Reports 杂志上联合发表了题为NAD+ supplement potentiates tumor killing function by rescuing defective TUBBY-mediated NAMPT transcription in tumor infiltrated T cells的文章，揭示了肿瘤浸润T细胞内TUBBY-NAMPT-NAD+调控信号通路的重要作用以及提高NAD+水平对于肿瘤免疫治疗的协同促进效果。 癌症免疫治疗，包括CAR-T细胞治疗和免疫检查点阻断，是较为有效的临床治疗方法。然而，这些免疫疗法的受益人群仍旧有限。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是氧化还原反应的辅酶，能直接间接影响细胞的代谢途径、DNA修复、染色质重塑、细胞衰老等关键细胞功能。NAD+如何影响抗肿瘤免疫反应仍有待了解。这需要对免疫细胞内NAD+水平的分子调控机制有更深的理解，还需要对如何有效安全地提高NAD+水平、提高NAD+水平是否会对肿瘤免疫治疗产生有益影响等进行深入研究。通过全基因组sgRNA...

近日，上海科技大学物质学院凌盛杰课题组将机械训练促使微观结构重排的方法应用于丝蛋白基材料中，制备出力学自增强的高水合丝基材料。这些材料比由二元溶剂诱导构象转变制备的丝蛋白水凝胶强度提高了6.7 倍，硬度提高 3.3 倍，是已报道的最强的高水合丝基材料之一。研究中，丝蛋白在机械训练中的结构演变，以及相应的结构-力学关系也被系统地研究证明，并通过粗粒化分子动力学模型合理地描述和预测。所制备出的材料不仅在力学性能方面具有显著的优势，还表现出类似动物丝的双折射和湿度响应驱动等特性。相关研究成果以“Mechanical Training-Driven Structural Remodeling: A Rational Route for Outstanding Highly Hydrated Silk Materials”为题发表在纳米和微尺度研究领域学术期刊Small上，并被选为期刊封底。 期刊封底示意图天然丝由于独特的介观结构，其力学性能超过了大多数合成纤维。但高水合状态下的丝基材料力学强度一般都较差，难以满足实际应用中...

上科大信息学院许岚课题组、虞晶怡课题组2018级本科生张龙文、张启煊以共同第一作者身份投稿的论文 “Neural Video Portrait Relighting in Real-time via Consistency Modeling”被IEEE国际计算机视觉大会（IEEE International Conference on Computer Vision，IEEE ICCV 2021）接收。 成果流程图论文提出了一种全新的人像视频重照明方法，仅使用单个RGB肖像图和新的目标高动态范围（HDR）照明环境作为输入就能实现更换背景重打光，不仅在动态光线变化下仍能保持时序连续性，还能在移动端上实现实时渲染。据悉，该项技术将应用在虚拟VLOG、虚拟拍摄、线上会议、人像光照编辑等多个场景中。 虚拟VLOG Demo善其事，利其器“如果从监督学习的角度来看待单图人像重打光这个问题，最大的难点其实是数据集。” 张龙文表示，“我们需要同一人像在大量不同光照下的对应数据，在现实中实拍几乎是不可能的。”幸运的是，两位同学所在的多学科人工现实实验室（Multidiscip...

7月23日，上海科技大学生命学院刘冀珑实验室在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了研究论文 “CTP合酶配体结合模式的结构基础”（Structural basis for ligand binding modes of CTP synthase）。这项研究以近原子分辨率（2.48埃和2.65埃）揭示了三磷酸胞苷合酶（CTP合酶）配体结合模式，是近70年的CTP合酶研究中，第一次用可靠的电子密度图精确定位该代谢酶结构中的所有配体。 研究团队通过近原子分辨率的结构信息，不仅揭示了四种不同核苷酸及底物谷氨酰胺与CTP合酶的精准相互作用，也完善了人们对CTP合酶变构调节及CTP合成的潜在机制的理解。 CTP合酶是生物化学教科书上解释酶与底物相互作用的经典案例，它催化从头CTP生物合成的最后一步和限速步骤，其配体包括ATP、GTP、UTP和CTP这四种基本核苷酸以及谷氨酰胺和谷氨酸这两种氨基酸。 CTP合酶在促进活跃的细胞代谢中起着关键作用，特别是在增殖细胞（如干细胞、如淋巴细胞和癌细胞）中，其表达和活...

上海科技大学iHuman研究所水雯箐课题组长期发展生物质谱技术，应用于G蛋白偶联受体（GPCR）的配体筛选与功能蛋白质组学研究，促进新结构、新活性的GPCR配体发现与新药靶的挖掘。近日，水雯箐课题组与上科大胡霁课题组、钟桂生课题组合作，系统性绘制小鼠多脑区跨膜蛋白质组图谱，通过对疾病动物模型的脑蛋白质组学研究揭示出两种抑郁样行为的GPCR类新调控因子，为抗抑郁药物研发提供潜在新靶点。该成果于7月21日在学术期刊Science Advances上发表，论文题为“Multiregional profiling of the brain transmembrane proteome uncovers novel regulators of depression”。 大脑是生物体内结构和功能最复杂的组织。近年来蓬勃发展的脑蛋白组学研究是绘制大脑功能分子图谱、全面理解大脑生理病理机制的必经途径。以G蛋白偶联受体、离子通道和转运体为代表的跨膜蛋白家族在突触信号传递和神经可塑性调节中扮演重要角色，许多跨膜蛋白与精神类疾病和神经退行性疾病的...

7月22日，中国科学院上海光学精密机械研究所、上海科技大学等联合研究团队基于激光加速器的小型化自由电子激光研究成果，作为封面文章刊登于国际顶尖学术期刊《自然》（Nature）。中科院上海光机所研究员，上海科技大学党委书记、副校长，中科院院士李儒新是该论文的通讯作者之一。 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，利用自行研制的具有国际领先综合性能的超强超短激光装置，在基于激光加速器的小型化自由电子激光研究方面取得突破性进展。研究团队通过显著提升激光尾波场加速的电子束品质，并结合创新设计的紧凑型束流传输与辐射系统，实验上首次实现了基于激光加速器的自由电子激光放大输出，典型激光波长27nm，最短激光波长可达10nm级，单脉冲能量可达100nJ级，国际率先完成了台式化自由电子激光原理的实验验证，对于发展小型化、低成本自由电子激光器具有重大意义。《自然》期刊封面（图片制作：刘卓佳）自由电子激光是实现X射...

近日，上海科技大学物质学院宁志军课题组提出一种以低维钙钛矿诱导三维钙钛矿生长的方法，并基于该方法制备出了低维无机锡钙钛矿太阳能电池。相关研究成果以“Low-Dimensional Inorganic Tin Perovskite Solar Cells Prepared by Templated Growth”为题发表于国际学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。该项工作入选了Angewandte Chemie International Edition的Very Important Paper (VIP),并作为封面文章进行Highlight，期刊也对作者宁志军教授进行了专题介绍（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202107321）。 Very Important Paper作者专题介绍期刊封面锡钙钛矿太阳能电池近年来性能发展迅速，有望成为新一代的低成本、环保、高效薄膜太阳能电池。目前的挑战之一是锡钙钛矿容易发生氧化，造成器件效率下降。在前期的工作中，宁志军组开发了低维杂化结构锡钙钛矿薄膜，其低维结构较好的热力学稳定性和表面...

近日，上海科技大学物质科学与技术学院李智课题组开创性地设计、合成和命名了一类新型的含有磺酰胺基团的手性联萘二磺酸（XieBINSA）。研究团队将XieBINSA应用在未活化烯烃的不对称氢烷氧基化反应中，实现了温和条件下高对映选择性分子内氢烷氧基化，并首次报道了该反应中催化剂的详细作用机理。该工作由李智教授指导、2021届博士研究生谢文斌独立完成，近期发表于催化化学领域顶刊ACS Catalysis。值得一提的是，这一类新型质子酸类化合物由谢文斌的姓氏命名，成为了他本人最好的毕业礼物。 左起：李智教授、谢文斌同学联萘二磺酸是一类新型手性强酸催化剂，但由于合成非常困难，目前仅有BINSA型L1~L4以及SPISA型L5见于文献报道。研究团队以(R)-BINOL为初始原料，通过改进合成方法，能够在11步内以高达37%的总收率制得L6~L13等多种XieBINSA磺酸，大大扩充了磺酸的种类，为该领域更多新反应的发现提供了工具。 图1. 手性二磺酸BINSA，SPISA和XieBINSA手性醚类化...

上科大信息学院高飞课题组（混合成像系统实验室）两名本科生以第一作者身份投稿的两篇会议论文被IEEE国际超声论坛（IEEE International Ultrasonics Symposium ，IEEE IUS 2021)接收。两篇论文在基于模型的光声图像重建方面分别提出了两种不同的解决方案。 计算机科学与技术专业大四本科生龚嘉礼针对光声图像迭代的重建问题提出新的算法：通过深度学习的方式计算迭代的梯度下降中的正则项。该方法在仿真数据集上有良好的表现，提高了重构图像的清晰度和准确度。论文题为“Deep Learning Regularized Acceleration for Photoacoustic Image Reconstruction”。 图：通过计算当前图像与其数据一致项的梯度信息，经过CNN模型学习约束，进而提高图像质量。与传统方法比较，在3个迭代后即可超越传统方法，并达到非常好的定量结果。生物医学工程专业大三本科生李卓安提出一种在基于模型的光声图像重建中使用深度学习的方法来代替复杂的参数调整过程，并通过构建卷积神...