金沙2004

近日，金沙2004物质科学与技术学院黄逸凡课题组通过原位光谱观察到Au上光电化学水氧化反应的质子耦合电子转移反应中间体，该发现极大增进了人们水氧化反应动力学的理解，成果发表于国际学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。图1 原位光谱技术用于研究光电化学水氧化质子耦合电子转移反应的示意图 水氧化反应是裂解水产生氢气和氧气、实现清洁能源储能的重要步骤。它包含四个质子-电子转移步骤，统称为质子耦合电子转移反应，质子、电子转移的耦合与否会极大影响水氧化反应势垒及反应动力学。通常认为，质子、电子的转移遵循耦合转移机理，而近期有研究表明质子、电子的转移可能分步依次进行。以往针对水氧化反应中质子-电子转移步骤的研究主要集中在电极材料结构的表征方面，缺乏在分子水平上关于质子、电子转移步骤中间体的直接证据。黄逸凡课题组采用基于超微电极的电化学表面增强拉曼光谱技术和近常压光电...

近日，金沙2004iHuman研究所水雯箐课题组和上海交通大学董佳家课题组及美国Scripps研究所Barry Sharpless课题组合作，在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of the Sciences, PNAS）发表了题为“Affinity Selection of Double-Click Triazole Libraries for Rapid Discovery of Allosteric Modulators for GLP-1 Receptor”的研究论文，通过建立点击化学与亲和质谱联用技术，设计、合成并筛选模块化三氮唑分子库，发现了一组靶向胰高血糖素样肽-1受体的新型别构调控剂。胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R））属于G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）家族，是治疗II型糖尿病和肥胖症的明星靶标。其天然肽激动剂的衍生物作为上市药物具有显著的降血糖、减体重的效果且副作用低，目前针对该靶标的小分子药物开发如火如荼，竞争激烈。为挖掘新的化学空间，水雯箐团队与其合作者独辟蹊径，利用双点击化学反应...

3月8日，金沙2004生命科学与技术学院王皞鹏课题组联合复旦大学附属眼耳鼻喉科医院吴海涛团队、中科院分子细胞科学卓越创新中心许琛琦实验室、上海市第一人民医院宋献民课题组在《细胞研究》（Cell Research）上发表了题为“Tuning Charge Density of Chimeric Antigen Receptor Optimizes Tonic Signaling and CAR-T Cell Fitness” （调节CAR电荷密度优化基底信号与CAR-T抗肿瘤能力）的研究论文，并被杂志列为精选论文（Featured Article）。该论文阐明CAR-T细胞中基底信号形成机制，并开发了基于基底信号调控的CAR理性设计平台， 为推进CAR-T细胞治疗实体瘤提供新策略。CAR-T细胞治疗是通过在T细胞上表达嵌合型抗原受体（Chimeric Antigen Receptor, CAR），使其在患者体内识别并杀伤肿瘤细胞的一种肿瘤免疫疗法。CAR-T疗法在血液肿瘤的治疗中展现出显著效果，多种CAR-T细胞产品已获批上市，但在治疗实体瘤方面一直疗效不佳，其...

近日，金沙2004生命科学与技术学院刘雪松课题组在权威生物信息学期刊《生物信息学简报》(Briefings in Bioinformatics)发表了题为“The repertoire of copy number alteration signatures in human cancer”的研究论文，揭示了新型肿瘤基因组拷贝数变异模式，为深入研究肿瘤发生发展开辟了新角度，并为肿瘤精准诊断预测提供了全新的标志物体系。肿瘤是由体细胞基因组DNA变异导致的复杂疾。庑┍湟炜梢杂跋熘琢鱿赴纳、增殖和转移等生物学特性，同时也可以影响肿瘤细胞对治疗的敏感性和耐药性。变异包括小规模变异和大规模变异。小规模变异包括单个碱基替换（single base substitution，SBS）、小插入和缺失（Insertions and deletions, INDEL）。大规模变异，即结构变异。拷贝数变异（copy number alteration, CNA）是结构变异的主要类型，在人类癌症中普遍存在。相比小规模变异，大规模变异是肿瘤细胞区别于正常细胞的关键分水岭。然而由于拷贝数变...

金沙2004iHuman研究所徐菲课题组在孤儿受体研究上再传捷报，继2020年在Nature发表首个孤儿受体GPR52三维结构后，其研究团队又通过冷冻电镜技术首次解析了孤儿受体GPR21和孤儿受体GPR20的三维结构，分别以“Cryo-EM Structures of Orphan GPR21 Signaling Complexes”和“The activation mechanism and antibody binding mode for orphan GPR20”为题，先后于学术期刊《自然?通讯》（Nature Communications）和《细胞发现》（Cell Discovery）上在线发表。孤儿受体是一类特殊的GPCR，因其内源性配体尚未被发现而得名，在整个GPCR家族中约有90种。寻找并鉴定其对应的内源性配体的过程即为脱孤。近年来，越来越多的研究报道了孤儿受体在参与介导人体生命活动中的重要生理功能，但由于其内源性配体尚未被发现、相关的工具配体较为缺乏，且孤儿受体与已知结构的GPCR同源性较低，针对孤儿受体的功能探索和结构分析都受到很大的限制，相关研究往往滞后于非孤儿受体...

金沙2004物质科学与技术学院刘巍教授团队长期致力于新能源材料的开发和应用，为高性能、高安全性的下一代电化学器件作出了重要贡献。近日，刘巍教授课题组在电致变色和固态锂金属电池领域又取得新进展。基于铌钨氧材料的水系Zn2+/Al3+电致变色电池电致变色储能器件(EESDs)融合了电致变色和类似电池的电能存储功能，可直观显示储能水平，有望用于下一代新型透明电池。然而，由于光学对比度小、循环稳定性和储能性差等不足，EESDs在实际应用中仍受到诸多限制。针对如上问题，刘巍课题组设计了一款 “自供能可视化电池”。该电池可应用在智能窗领域，通过不同颜色状态下对光和热的有效调节，帮助减少空调、照明系统的能源损耗，实现节能环保。同时，不同颜色状态之间的切换可通过正负极的短接（着色）和断开（褪色）实现，无需外部电场的驱动，极大扩展了器件的使用场景。着褪色过程中伴随着能量输出（褪色→着色）和回收（着色→褪色）的功能，其中输出...

近日，金沙2004物质科学与技术学院陆卫教授课题组在光子-磁子相互作用及强耦合调控方向取得重要进展。研究团队首次在铁磁绝缘体单晶中发现了一种全新的磁共振，命名为光诱导磁子态，此项发现为磁子电子学和量子磁学的研究打开了全新的维度。研究中揭示的新型磁子强耦合物态，能极大改变铁磁单晶的电磁特性，为光子与磁子的纠缠提供新的思路，这对推动磁子在微波工程和量子信息处理中的应用具有重要作用。区别于传统的磁子态，光诱导磁子态有效自旋数受泵浦光调控展现出优异的调谐性和非线性，这些优势有望推进新型量子混合物态功能器件的设计和无电荷噪声的磁子频率梳的发展，对于高灵敏光电探测、相干信息转化具有重要的实用价值。该成果发表于物理学领域旗舰期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。电荷和自旋是电子的两个基本内禀属性。近几十年利用电子电荷属性发展的微电子器件，已经引发了信息产业的革命。同时，面对抑制器件功...

2023年2月，金沙2004生命科学与技术学院Yuu Kimata课题组与英国邓迪大学Jens Januscheke教授团队合作，在学术期刊EMBO Reports杂志发表题为“APC/C-dependent degradation of Spd2 regulates centrosome asymmetry in Drosophila neural stem cells” 的论文，揭示了细胞周期关键蛋白APC/C对其底物Spd2的降解在果蝇神经干细胞有丝分裂中期调控中心体不对称分裂中具有重要功能。中心体（centrosome）是动物细胞中一种重要的细胞器。在各种早期胚胎和干细胞中，中心体在调节细胞不对称分裂时起着关键作用。中心体功能的障碍与各种人类疾病有关，包括癌症、小头症和纤毛病等。了解中心体的功能和调控机制不仅有助于进一步理解多细胞生物学，对解析相关疾病的发病机理也至关重要。中心体成分的各种翻译后修饰与中心体周期及细胞周期紧密相关，其中，泛素化被认为是调控中心粒复制的关键。然而，对泛素化的研究多数仅限于控制中心体数量，而其他方向的研究仍有待...

阳光初升时的朝霞、夕阳西下的晚霞、朦胧的月光、雨后的彩虹，这都是自然界的光。从光学角度，自然光是不直接显示偏振现象的光，是各向同性的。当自然光通过一个线偏振片后，会变成线偏振光 再通过一个1/4波片，线偏振光会变成圆偏振光。圆偏振光具有手性特性，可分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，类似于人的左手和右手。圆偏振光在3D显示和成像、信息存储、自旋电子学、光电器件等方面都有潜在应用。但圆偏振光探测器通常需要光学元件和探测器相结合，这导致器件构成高度复杂，也限制了器件的探测性能。高效的直接型圆偏振光探测器件可有效简化器件结构，但其开发难度大，仍面临挑战。 近年来，低维结构有机无机杂化卤素钙钛矿在圆偏振光探测领域受到了广泛关注，通过结合有机分子的手性特性和无机晶体结构优异的载流子传输特性，杂化钙钛矿展现出优异的圆偏振光吸收性质和较高的光电响应。虽然基于杂化钙钛矿的直接型圆偏振光探测器的性能不断提高，但继...

近日，金沙2004生命科学与技术学院胡霁团队在神经科学领域著名期刊Molecular Psychiatry（《分子精神病学》）上在线发表了题为“Atypical antipsychotics antagonize GABAA receptors in the ventral tegmental area GABA neurons to relieve psychotic behaviors”的研究论文，揭示了非典型抗精神病药物的新作用靶点。精神疾病患者常出现幻觉或妄想。它可以由多种疾病和外部因素引起，例如精神分裂症、双相情感障碍、严重抑郁症、创伤或滥用药物等，对患者的学习、工作和社会适应性都产生了极大影响。目前临床上，非典型抗精神病药物通常被推荐为首选治疗策略。然而，随着这类药物的广泛应用，其对内分泌和代谢系统的不良反应越来越突出，如体重增加、血糖升高、脂质代谢异常等。精神病的症状具有多发性和多样性，与脑部情感行为的部位以及认知部位密切相关，进一步深入探讨精神病的环路机制，挖掘选择性更高的治疗靶点，是精神病研究的重...

下一代无线通信与卫星网络需要低成本、低功耗、大口径、宽角扫描的相控阵技术，以实现空天地一体化的连续空间覆盖、混合近远场波束赋形、多用户定位传感和全息多入多出（MIMO）通信与感知。现有相控阵天线系统因受射频收发组件带宽、成本、制程工艺、热设计等多方面的限制，难以适用于民用无线通信系统。可重构电磁超构表面技术有望解决上述瓶颈，但在栅瓣角度、最高工作频率、可扩展规模、极化自由度等多方面受到制程的限制，极大制约了该技术在基站天线、卫星相控阵天线和中继散射通信系统中的应用。针对以上问题，信息学院林丰涵课题组提出并验证了一种基于光控微波超构表面的光子微波相控阵天线新架构：以微带反射天线阵为验证对象，在原理上兼顾基站、卫星和中继散射通信系统的共性技术需求，采用激光来代替大规模的控制导线实现对控制信号的无线传输，同时通过激光信号的变化对反射阵集成的光电开关二极管状态实行无线控制，从而实现了辐射方向图的重构。...

近日，金沙2004信息学院后摩尔中心（PMICC）寇煦丰课题组与复旦大学车仁超团队合作，利用窄禁带半导体异质结InSb/CdTe界面的对称性破缺和Rashba效应，设计了能在室温工作手性自旋电子器件，实现了电场对非互易传输电流的有效调控，相关研究成果以“Room-Temperature Gate-Tunable Nonreciprocal Charge Transport in Lattice-Matched InSb/CdTe Heterostructures”为题发表于国际知名学术期刊Advanced Materials（《先进材料》）。在传统的半导体材料中，电流在其中的传导严格遵守欧姆定律，其电阻值不随电流反向而改变。但如果在系统中合理引入对称性破缺，就可以诱导其电子能带的自旋劈裂，从而产生电子的非互易输运，即二阶整流效应。在前期工作中，寇煦丰组利用半导体InSb与CdTe晶格匹配的特点，通过分子束外延生长技术制备了高质量的3英寸InSb/CdTe异质结薄膜。在此基础上，研究人员利用高分辨电子全息成像技术确认了在InSb/CdTe异质结中由界面对称性...

光声成像作为一种新兴的基于光学和超声融合的医学成像方法，在多种生物医学应用中具有很大的潜力，尤其是可以通过揭示功能和分子信息提高医疗诊断的准确性。然而，光声图像重建质量常常受到光声信号噪声干扰的影响。近日，信息学院2020级本科生胡天衢和黄子浩提出了一种自适应的光声信号滤波算法，相关成果在Wiley旗下学术期刊Journal of Biophotonics 在线发表，该工作在信息学院高飞课题组完成。针对光声显微成像系统采集的光声信号信噪比低的问题，信息学院2020级本科生黄子浩和胡天衢通过改进传统卡尔曼滤波算法，提出一种将一维的卡尔曼滤波效果扩展至二维的参数整定方案，更好地还原了传感器接收到的真实光声信号。尽管利用差分滤波来过滤同频噪声的方法已经具备一定普适性，但是这一过程常常会受到背景噪声的影响，导致噪声被进一步放大，而改进后的卡尔曼滤波成像方法则为差分滤波发挥更好效果奠定了基础。该论文的发表是基于信息学院本科生课程《...

1月24日 ，金沙2004生命科学与技术学院刘艳芬课题组和白云课题组合作，在国际知名学术期刊Autophagy（《自噬》）在线发表了题为“Stress granule homeostasis is modulated by TRIM21-mediated ubiquitination of G3BP1 and autophagy-dependent elimination of stress granules”的研究论文，揭示了生理性和病理性应激颗粒稳态调节的内在机制，为ALS等神经退行性疾病的治疗提供了新的潜在靶点。应激颗粒是一种由RNA和RNA结合蛋白形成的无膜细胞结构，在细胞受到压力的情况下，通过液液相分离（Liquid-liquid phase separation）存在于细胞质中。应激颗粒的形成与解聚是高度动态变化的过程，其通过调控细胞内蛋白质翻译和RNA加工的动态平衡以促进细胞在不利条件下存活。近年来，应激颗粒被发现与神经退行性疾。缂∥跣圆嗨饔不⒌让芮邢喙，显示了它们在机体中的重要性。目前，对于应激颗粒的内平衡调控机理、病理性应激颗粒沉积形成及其促发神经退行...