上个月，复旦人有哪些科技新突破？ – 科研速递（复旦大学科技学院）

上新啦！

复旦大学科技工作者

近期又取得多项成果和突破

小编为你整理

2023年12月部分科研成果

一起来看看吧！

数学物理领域

1.物理学系吴赛骏课题组实现冷原子体系共振光偶极近场二体弛豫系数测量

图1. 探测随机气体中的光学自旋波弛豫。

12月20日，物理学系及应用表面物理国家重点实验室吴赛骏课题组与周磊课题组，西班牙ICFO (Institute of Photonic Sciences) Darrick E. Chang 课题组合作，运用光偶极自旋波调控手段研究了光学波段近场偶极弛豫，相关成果以“Superradiant Detection of Microscopic Optical Dipolar Interactions”为题发表于Phys. Rev. Lett. 。

新闻链接：

https://phys.fudan.edu.cn/d0/d7/c7609a643287/page.htm

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.253602

2.现代物理研究所马余刚院士课题组在原子核5凝聚理论方向取得新进展

图1.20Ne原子核的基态(单粒子运动为主)激发到5α凝聚态(团簇运动为主)示意图(Nat. Commun. 14, 8206 (2023))

12月11日，现代物理研究所马余刚院士课题组在原子核5α凝聚理论方向取得重要进展，研究成果以“The 5α condensate state in 20Ne”为题发表在Nature Communications。该研究还进一步预测，未来的实验可以进一步测量该态的单极跃迁和α衰变宽度，以揭示5α凝聚态与4α凝聚态之间的衰变联系。这一发现表明，作为3α凝聚态的Hoyle态的存在并非偶然，在类似条件下，更重的原子核中也可能发现类似的凝聚态。

新闻链接：

https://imp.fudan.edu.cn/cb/60/c38557a641888/page.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43816-9

化学材料领域

1.化学系邓勇辉课题组揭示“溶剂分子对”表面活性剂助力聚合物-团簇可控共组装和制备有序介孔金属氧化物材料库

图1. 合成路线总结

12月21日，邓勇辉教授团队首次提出了一种“溶剂分子对”表面活性（Solvent Pair Surfactant）概念，发现某些溶剂对（如DMF/H2O）能够像表面活性剂那样介导并促进亲水组装单元与两亲性嵌段共聚物之间的组装。相关工作以“Solvent-Pair Surfactants Enabled Assembly of Clusters and Copolymers towards Programmed Mesoporous Metal Oxides”为题发表在Nature Communications上。

新闻链接：

https://chemistry.fudan.edu.cn/d1/a3/c21871a643491/page.htm

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-44193-z

2.化学系胡可报道受自然启发的红光催化裂解偶氮键–低能光子合力实现高需能催化反应

图1. 天然光酶启发的红光催化偶氮键裂解及光催化剂结构。

图片来源：J. Am. Chem. Soc.

12月11日，化学系胡可青年研究员及合作成员受自然界中天然光酶（DNA光裂合酶）修复受损伤DNA机制的启发，提出光催化剂逐次累积红光光子能量以达到高能激发态的策略，实现红光催化裂解偶氮键，并成功应用于乏氧细胞内的红光生物正交偶氮前药激活。该研究成果以“Nature-Inspired Photocatalytic Azo Bond Cleavage with Red Light”为题在线发表于J. Am. Chem. Soc.。

新闻链接：

https://chemistry.fudan.edu.cn/fb/01/c21871a654081/page.htm

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-44193-z

3.材料科学系梅永丰课题组报道自卷曲单晶硅纳米薄膜偏振光电探测器

图1. 硅锗外延界面的透射电子显微镜图像(A)，以及相应的应变分布图(B)。

12月18日，材料科学系梅永丰教授课题组在Advanced Materials上发表题为“Self-rolled-up ultrathin single-crystalline silicon nanomembranes for on-chip tubular polarization photodetectors”的研究工作。该研究探索了锗上外延硅纳米薄膜系统中外延界面处的应变分布，并提出一种非破坏性湿法选择性刻蚀释放外延硅纳米薄膜来制备自卷曲硅微管。然后计算了外延硅纳米薄膜厚度与微管管径之间的关系，并研究了不同厚度硅纳米薄膜自卷曲微管中的应力分布。基于该方法可以制备高速、高灵敏、宽波段和多功能的三维管状光电探测器，为异质外延纳米薄膜在光电探测领域提供新的应用途径和机遇。

新闻链接：

https://mse.fudan.edu.cn/04/ab/c22913a656555/page.htm

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202306715

4.高分子科学系俞麟课题组借助有机非金属催化剂实现PLA等聚酯和聚碳酸酯的高效水解与回收

图1. DPP介导的废弃PLA的化学回收

12月23日，高分子科学系俞麟教授首次将一种廉价的有机非金属化学物——磷酸二苯酯（DPP）用于加速PLA的水解并实现了材料的闭环回收。无需惰性气体保护、施加外部压力以及使用有机溶剂，仅在3.5 wt%的DPP和少量水的作用下，多种PLA工业粒料和市售产品在160 ℃下、1.5小时内可通过随机水解迅速转化为分子量不足500 g/mol的低聚物。相关研究成果以“Cheap organocatalyst diphenyl phosphate for efficient chemical recycling of poly(lactic acid), other polyesters and polycarbonates”为题发表于Chemical Engineering Journal。

新闻链接：

https://polymer.fudan.edu.cn/fb/2b/c31392a654123/page.htm

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723068638

地球科学领域

1.环境科学与工程系王玉涛课题组在《自然》发表首篇关于造纸行业净零排放的研究论文

图1. 1961-2019年造纸相关全球温室气体排放量

12月18日，环境科学与工程系、复旦丁铎尔中心王玉涛课题组领衔与合作者在Nature在线发表题为“Country-specific net-zero strategies of the pulp and paper industry”（《制浆造纸行业的国家差异化净零排放策略》）的研究论文（Article），首次从系统视角揭示了全球主要造纸生产与消费国家造纸行业温室气体排放特征，提出了2050年不同国家实现该行业净零排放目标的差异化策略。

新闻链接：

https://polymer.fudan.edu.cn/fb/2b/c31392a654123/page.htm

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723068638

2.大气与海洋科学系/大气科学研究院占瑞芬课题组揭开ENSO和西太台风之间关系的模拟不确定性的面纱

图1. ENSO年西北太平洋台风模拟的不确定性。EOF前两模态表征的模式模拟台风的不确定性。第一模态方差贡献为23.4%；第二模态方差贡献为14.1%。

12月19日，大气与海洋科学系/大气科学研究院占瑞芬联合南京信息工程大学赵久伟副教授、美国夏威夷大学王玉清教授、美国普林斯顿大学Hiroyuki Murakami研究员、美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校Scripps物理海洋研究所谢尚平教授等揭示了气候模式模拟ENSO影响西北太平洋台风生成频数的不确定性源，并通过对不确定性源进行条件约束显著改善了模式模拟性能，这一发现对于深入理解模式模拟台风的不确定性和提高台风季节预测水平具有重要意义。该成果以“Atmospheric modes fiddling the simulated ENSO impact on tropical cyclone genesis over the Northwest Pacific”为题，在线发表于npj Climate and Atmospheric Science。

新闻链接：

https://aos.fudan.edu.cn/d2/b5/c14817a643765/page.htm

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41612-023-00537-6

3.大气与海洋科学系/大气科学研究院温之平课题组发现AMOC对南印度洋中纬度海-气耦合系统的多年代际变率的影响

图1. 西南印度洋海-气耦合系统多年代际变率形成过程的示意图

12月15日，大气与海洋科学系/大气科学研究院温之平课题组张芮洁通过分析观测资料和CMIP6工业革命前参照试验（piControl）模拟发现，位于西南印度洋厄加勒斯流系地区的海-气耦合系统存在显著的多年代际尺度的变率，并表现为准正压的高（低）压异常置于暖（冷）水之上的暖脊（冷槽）结构，并伴随着西风急流向极地（赤道）地区移动。相关成果以“Relationship between the AMOC and the Multidecadal Variability of the Midlatitude Southern Indian Ocean,”为题发表于 Journal of Climate。

新闻链接：

https://aos.fudan.edu.cn/cf/be/c14817a643006/page.htm

论文链接：

https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/24/JCLI-D-23-0198.1.xml

信息领域

1.计算机科学技术学院CodeWisdom课题组研究论文获ACM SIGSOFT Distinguished Paper Award

近日，计算机科学技术学院CodeWisdom团队（软件工程实验室）的研究论文《Recommending Analogical APIs via Knowledge Graph Embedding》在美国旧金山举办的国际会议ACM Joint Meeting on European Software Engineering Conference and Symposium on the Foundations of Software Engineering (ESEC/FSE 2023)中获得杰出论文奖（ACM SIGSOFT Distinguished Paper Award）。ESEC/FSE是CCF推荐的A类国际会议，也是软件工程领域的重要国际会议。本次举办的ESEC/FSE 2023是第31届大会，共吸引了470篇论文的投稿，最终录用127篇。

新闻链接：

https://cs.fudan.edu.cn/ce/39/c24256a642617/page.htm

2.微电子学院陈之原课题组在压电能量采集技术领域取得重要研究成果

图1. 提议的SPDC技术的三阶段操作示例

12月19日，微电子学院陈之原领导的研究组在压电换能器阵列的研究中提出了一种创新的设计方案，特别是在交流至直流（AC-DC）转换领域。该团队提出了一种基于多输入压电换能器阵列的自翻转技术。研发的高集成高能效压电能量采集芯片以“Piezoelectric Energy Harvesting Interface Using Self-bias-flip Rectifier and Switched-PEH DC-DC for MPPT”为题，发表于集成电路设计领域的期刊IEEE Journal of Solid-state Circuits。

新闻链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/nkZgsMSoxPDrfeEdwdmeUw

论文链接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/10365390

生命医学领域

1.生命科学学院王陈继合作综述线粒体DNA耗竭综合征13亚型的致病机理和潜在靶向治疗策略

图1. MTDPS13相关症状、机制

12月20日，生命科学学院王陈继课题组和上海市第一妇婴保健院高昆团队应邀在Trends in Molecular Medicine杂志发表了题为“Excessive BNIP3/BNIP3L-dependent mitophagy drives FBXL4 mutation-caused mitochondrial DNA depletion disease”的综述，概括了MTDPS 13亚型（MTDPS13）致病基因FBXL4突变导致线粒体自噬过度激活的内在分子机制，并讨论了这种致命遗传疾病的潜在治疗策略。

新闻链接：

https://life.fudan.edu.cn/cf/d2/c28140a643026/page.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.molmed.2023.11.017

2.基础医学院孟丹课题组揭示BACH1调控肝脏胰岛素抵抗的新机制

图1. BACH1促进小鼠肝脏胰岛素抵抗的机制示意图

12月21日，基础医学院孟丹教授团队在Nature Communications杂志在线发表了题为“BACH1 Controls Hepatic Insulin Signaling and Glucose Homeostasis in Mice”的最新研究成果。该项工作表明靶向抑制肝脏BACH1能够明显改善高脂饮食喂养小鼠和db/db糖尿病小鼠的肝脏胰岛素敏感性，改善葡萄糖耐量和糖代谢的异常以及肝脂肪变性。研究阐明了BACH1作为胰岛素信号通路的负调控因子，在调控肝脏胰岛素敏感性和葡萄糖代谢中的重要作用，为胰岛素抵抗相关疾病的防治提供了新的靶点

新闻链接：

https://basicmed.fudan.edu.cn/d1/27/c36398a643367/page.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-023-44088-z

3.脑科学研究院郑平课题组发现场景重新激活成瘾记忆的新分子通路

图1. 毒品成瘾鼠戒断示意图

12月26日，脑科学研究院/脑功能和脑疾病全国重点实验室郑平课题组研究发现场景重新激活成瘾记忆的新分子通路。相关研究成果于以“Different projection neurons of basolateral amygdala participate in the retrieval of morphine withdrawal memory with diverse molecular pathways”为题在线发表于Nature杂志旗下期刊Molecular Psychiatry。课题组还研究了多巴胺D1受体对这类神经元谷氨酸兴奋性输入通路的作用，发现多巴胺D1受体信号通路可协同增强谷氨酸AMPA受体的作用，从而提出场景通过双重输入途径提取成瘾记忆的新假说。

新闻链接：

https://news.fudan.edu.cn/2023/1227/c2474a138810/page.htm

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41380-023-02371-x

4.脑科学转化研究院李伟广合作发展遗传编码的光催化小分子释放技术实现神经元精准调控

图1 利用遗传编码光催化小分子释放技术解析活体动物感觉传递调控通路。

12月17日，脑科学转化研究院李伟广研究员与中国科学院上海有机化学研究所陈以昀研究员团队、上海交通大学医学院徐天乐教授团队合作，在ACS Central Science上在线发表题为“Genetically Encoded Photocatalysis Enables Spatially Restricted Optochemical Modulation of Neurons in Live Mice”的研究论文。该研究成功开发了一种遗传编码的光催化小分子释放技术用于神经元精准调控。该技术通过生物正交光催化硼酸去笼反应，空间特异性地光控释放生物活性小分子，进而在活细胞、离体神经元和活体小鼠中实现了亚细胞特异性、神经投射特异性及细胞类型特异性的神经元光化学调控。

新闻链接：

http://itbr.fudan.edu.cn/info/1623/3980.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acscentsci.3c01351

5.生物医学研究院徐彦辉课题组系统描绘转录起始连续动态全过程

图1. 解析的16个转录复合物结构

12月22日，生物医学研究院徐彦辉课题组在Science杂志上在线发表题为“Structural visualization of transcription initiation in action”的研究长文（Research Article）。该项研究首次用结构重现出了转录从头起始的16个连续动态全过程，揭示了通用转录因子(GTFs)和转录泡协同RNA聚合酶Pol II调控转录起始向转录延伸转变的分子机制。

新闻链接：

https://news.fudan.edu.cn/2023/1222/c2474a138696/page.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1126/science.adi5120

6.代谢与整合生物学研究院任若冰课题组揭示S1P转运蛋白Spns2跨膜转运S1P的结构基础和抑制机制

图1. 结合S1P的Spns2的冷冻电镜结构和Spns2介导的S1P转运生化特性

12月20日，代谢与整合生物学研究院青年研究员任若冰课题组与青年研究员陈立课题组、青年研究员戴薇课题组合作，在Cell Research杂志在线发表了文章“Molecular basis of Spns2 facilitated sphingosine-1-phosphate transport，”报道了S1P转运蛋白Spns2跨细胞膜转运S1P的结构基础和抑制机制。研究发现正电荷残基R227和R119对S1P转运至关重要，并可作为“支架”促进S1P的磷酸基团从细胞内侧翻转到细胞外侧。疾病相关残基R200可能在稳定NTD构象中发挥重要作用。

新闻链接：

https://imib.fudan.edu.cn/d0/59/c22759a643161/page.htm

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41422-023-00908-x

7.药学院蒋晨课题组总结肿瘤代谢调控中的智能递送系统新进展

图1. 最新的智能给药系统（DDS）显示出独特的优势，包括精确传感、可编程性、反馈控制和内在活性。这些特性有助于促进以代谢调节为基础的多维治疗方法。

12月17日，药学院蒋晨课题组针对肿瘤代谢过程中的几个特征，归纳总结智能药物递送系统在实现代谢微环境多级调控中的新进展，以期提供一种新的肿瘤治疗范式。相关成果以“ Intelligent Delivery Systems in Tumor Metabolism Regulation: Exploring the Path Ahead ”为题，在线发表于国际期刊Advanced Materials。通过合理设计的递送系统有望提高代谢调节策略的治疗效率。智能递送系统具有精准感知、程序性、反馈控制递送等优势，可以为基于代谢的多维度治疗策略提供支持。

新闻链接：

https://news.fudan.edu.cn/2023/1220/c2474a138667/page.htm

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202309582

8.公共卫生学院余宏杰课题组在基于基因数据的传染病时空溯源领域发表综述

近期，公共卫生学院余宏杰课题组在Lancet Microbe 在线发表题为“Approaches and challenges to inferring the geographical source of infectious disease outbreaks using genomic data”的综述文章，该综述概述了广泛用于重建感兴趣的爆发的地理来源的系统发生生物地理学方法。这些方法可以分为祖先性状重建法（ancestral trait reconstruction）和结构群落法（structured population），其中结构群落法则分为结构溯祖法（structured coalescent）和结构出生-死亡法（structured birth-death）。该综述还描述了与测序技术、监测策略、数据共享和分析框架相关的主要挑战，这些挑战在近年来大规模基因组数据的产生过程中变得明显。

新闻链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/e6MjwUud2xsnjUQU_8RG2Q

论文链接：

https://www.thelancet.com/journals/lanmic/article/PIIS2666-5247(23)00296-3/fulltext

9.附属中山医院樊嘉院士课题组在肝癌研究领域再获新突破

12月14日，附属中山医院肝癌研究所樊嘉院士课题组与上海科技大学张力烨团队及上海顿慧医疗合作，于肿瘤学期刊Cancer Cell在线发表了题为“Integrated multi-omics profiling to dissect the spatiotemporal evolution of metastatic hepatocellular carcinoma”的研究成果。该研究整合分析多组学数据，在国际上首次系统刻画了肝癌转移的时空演进全景图谱，揭示了肝癌转移的复杂进化轨迹和克隆选择机制，为研发肝癌转移预测的新标志物和治疗新靶点提供了宝贵的数据和理论基础。

新闻链接：

https://news.fudan.edu.cn/2023/1215/c2474a138598/page.htm

论文链接：

https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(23)00401-4

10.附属中山医院葛均波院士课题组揭示心肌梗死促进动脉粥样硬化进展的新机制

图1. 机理模式图（图源自European Heart Journal）

12月12日，附属中山医院葛均波院士课题组在European Heart Journal期刊在线发表了题为“Myocardial infarction drives trained immunity of monocytes, accelerating atherosclerosis”的研究论文。该项最新研究揭示了心肌缺血如何触发造血干细胞或单核细胞中的一种免疫训练状态，从而加速心肌缺血后动脉粥样硬化的发展。

新闻链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/hgt2b_UuRuLMNVvwL_oIVQ

论文链接：

https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehad787

11.附属儿科医院黄瑛课题组诊治全球罕见病例登上《柳叶刀》杂志

12月9日，The Lancet第402卷的clinical picture模块刊登了附属儿科医院消化科黄瑛教授团队的临床病例文章“Acute pancreatitis as a key to diagnosis of hyperhomocysteinemia in a 12-year-old boy caused by CBS gene mutation。”该高同型半胱氨酸血症病例为全球罕见疾病，以急性胰腺炎作为主要表现而被发现、诊治的病例更屈指可数，该病例的发表具有相当重要的临床意义。

新闻链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/hgt2b_UuRuLMNVvwL_oIVQ

论文链接：

https://doi.org/10.1016/S0140-6736(23)02714-9

交叉科学领域

1.类脑智能科学与技术研究院原致远研究组合作建立空间组学标准化数据读取与分析流程

图1. Pysodb整体框架

12月22日，类脑智能科学与技术研究院原致远联合中国科学院计算技术研究所赵屹研究员，建立空间组学标准化数据读取与分析流程，研究成果“Streamlining spatial omics data analysis with Pysodb”以72页长文发表于Nature Protocols期刊。该工作还系统性评估了Pysodb和各类计算方法的交互性在其他组学数据上的适用性。例如在三阴性乳腺癌病人空间蛋白组数据中识别出Vimentin蛋白对于肿瘤结构的指示性。这些应用启发生物信息学家为新兴空间组学数据构建量身定制的方法，以适应其独特的数据特征。

新闻链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/oMrIC1Ay-m6n-TOZlrkN8A

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41596-023-00925-5

2.科技考古研究院文少卿合作重建河西走廊人群历史，证实重大历史事件对该地区人群的影响

图1. 最新的智能给药系统（DDS）显示出独特的优势，包括精确传感、可编程性、反馈控制和内在活性。这些特性有助于促进以代谢调节为基础的多维治疗方法

12月16日，科技考古研究院文少卿、生命科学学院金力课题组联合厦门大学王传超团队及甘肃省文物考古研究所首次获取25例来自河西走廊中部的黑水国汉代墓地和河西走廊西端敦煌佛爷庙湾曹魏-唐代墓地的古基因组数据，并整合已发表的河西走廊及其周边人群的古基因组和现代人的全基因组SNP芯片数据进行了群体遗传学分析。相关研究成果以“Inferring the demographic history of Hexi Corridor over the past two millennia from ancient genomes”为题在Science Bulletin上发表。该研究通过古基因组比较分析，重建了近两千年以来河西走廊的人群遗传历史，以科技考古手段证实了重大历史事件对河西走廊人群的影响。

新闻链接：

https://news.fudan.edu.cn/2023/1218/c5a138634/page.htm

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927323008873

来 源｜科学技术研究院

组 稿｜校融媒体中心

责 编｜章佩林

编 辑｜赵雯欣