复旦5月科研成果一览来了 | 科研速递

作者:摄影: 视频: 来源:科学技术研究院发布时间:2022-06-06

上新啦!复旦大学科研团队近期又取得了数项成果和突破,小编为你整理了2022年5月部分科研成果,快一起来看看吧!

数学物理领域

1.数学科学学院、智能复杂体系实验室林伟教授团队提出动力学因果的数学框架及检测方法

复旦大学数学学院、智能复杂体系基础理论与关键技术实验室林伟教授团队从因果关系的数学刻画——变量间的动力学迭代函数关系出发,基于分析学基础和动力学理论,提出了动力学因果框架——连续性标度,以动力学迭代函数本身的连续性来严格度量动力学因果关系。成果以“Continuity Scaling: A Rigorous Framework for Detecting and Quantifying Causality Accurately”为题于2022年5月4日发表于Research(Volume 2022,Article No. 9870149)期刊上。这一数学刻画化解了一直以来该领域的疑问:“为什么在动力学因果关系探测中‘用果投射因’,而在传统时间序列因果分析中‘用因评价果’?”。

新闻链接:https://news.fudan.edu.cn/2022/0513/c40a131299/page.htm

2.物理系黄吉平课题组在热超构材料中揭示了扩散菲索拖曳现象及机制

近日,复旦大学物理学系/应用表面物理国家重点实验室黄吉平教授课题组与新加坡国立大学仇成伟教授课题组合作,在时空热超构材料中揭示了扩散菲索拖曳现象(即:温度场向前和向后的传播速度不同的现象)并提出了热威利斯耦合机制(即:给出了适用于时空热超构材料的修正傅里叶定律)。相关成果以“Diffusive Fizeau Drag in Spatiotemporal Thermal Metamaterials”为题发表于《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 128, 145901 (2022)]。

新闻链接:https://phys.fudan.edu.cn/c0/8d/c7609a442509/page.htm

化学材料领域

1.化学系张凡教授团队在《自然·纳米技术》受邀发表评述文章

《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)期刊2022年5月30日以《深组织光学传感》“A Deep Tissue Optical Sensing”为题发表了复旦大学化学系张凡教授团队受邀撰写的评述文章。该评述文章提出了影响活体光学传感信噪比的两个重要因素是生物组织对光信号的吸收散射和生物组织自身产生的荧光背景干扰。文章归纳了目前克服这两个因素的主流策略可以分为光谱滤波(通过在特定荧光窗口中收集所需光信号以滤除背景荧光从而提高信噪比)和时间滤波(通过时间分辨荧光获取光信号从而提高信噪比)。

新闻链接:https://chemistry.fudan.edu.cn/ca/28/c21871a444968/page.htm

2.化学系胡可课题组揭示可见光激发创造微秒级长寿命超强还原剂

近日,复旦大学化学系胡可课题组与北卡罗来纳大学教堂山分校Gerald Meyer教授合作,将PDI光敏剂通过水杨酸基团锚定在介孔纳米晶二氧化锆(ZrO2)(常被看作绝缘体)表面,可见光激发下,2(PDI•–)*的高能电子注入ZrO2导带中,形成的电荷分离态ZrO2(e–)|PDI使高能电子的寿命延长至~53 μs。相比PDI•–的激发态寿命,提升了近6个数量级。该研究成果以“Visible Light Generation of a Microsecond Long-Lived Potent Reducing Agent”为题在线发表于Journal of the American Chemical Society,并被选为正面封面文章(Front Cover Paper)。

新闻链接:https://chemistry.fudan.edu.cn/c8/3c/c21871a444476/page.htm

3.化学系黎占亭教授团队利用三维超分子有机框架抑制光动力治疗药物的光敏副作用

近期,复旦大学化学系黎占亭团队构筑了孔径大小为2.1 nm的三维超分子有机框架材料(SOF),并通过PDT后注射SOF的方式来清除残余的临床上使用的三种卟啉类光敏剂卟吩姆钠、海姆泊芬和他拉泊芬钠。这项工作采取PDT后直接注射SOF的策略,极大提高临床使用 PDA 的安全性。构建的减轻PDT后残余PDA光敏作用的方法简单,没有改变PDA的存在形式,符合临床治疗过程,不会影响PDA的抗肿瘤效果,可操作性强。该研究成果以“Supramolecular organic frameworks improve the safety of clinically used porphyrin photodynamic agents and maintain their antitumor efficacy”为题在线发表于《生物材料》(Biomaterials, 2022, 284, 121467)。

新闻链接:https://chemistry.fudan.edu.cn/c8/27/c21871a444455/page.htm

4.化学系熊焕明教授课题组用红光碳点喂养家蚕获得明亮的荧光蚕丝

熊焕明教授课题组以桑叶为原料制备深红色发光的碳点(R-CDs),所制备的R-CDs的主发射峰位于676 nm,肩峰位于725 nm,半峰宽仅有20 nm, 量子产率高达73%,是目前已知的最亮的深红色发光碳点。激发光波长从紫外变化到红光区,R-CDs都能发射强烈的红色荧光,甚至在阳光下的荧光都是肉眼可见的!用R-CDs喂养的蚕也在绿光照射下就能进行高清晰的荧光成像,避免了通常紫外灯光照的伤害。上述研究成果以“Mulberry-Leaves-Derived Red-Emissive Carbon Dots for Feeding Silkworms to Produce Brightly Fluorescent Silk”为题发表于国际一流学术刊物《先进材料》上(Adv.Mater.2022,34,2200152)。

新闻链接:https://chemistry.fudan.edu.cn/c2/7c/c21871a443004/page.htm

5.化学系李晔飞和刘智攀确定了场效应晶体管中Si/SiO2界面的极限最小稳定结构

近期,化学系李晔飞和刘智攀提出了一种基于机器学习计算的界面结构预测方法(ML-interface),解决了不同晶体间界面结构预测的难题。该方法基于唯象理论、图论、全局势能面搜索和机器学习势函数等理论计算方法,仅需不同材料体相晶胞的晶体结构作为输入参数,即能可靠预测任意可能界面的原子结构。李晔飞和刘智攀从数千个候选结构对象中解析出了所有稳定 Si/SiO2界面结构。相关研究成果以《基于机器学习的全局势能面搜索方法确定可抑制量子隧穿的最小稳定的Si/SiO2界面》(“Smallest stable Si/SiO2 interface that suppresses quantum tunneling from machine-learning-based global search”)为题在线发表于最新一期《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett.)。

新闻链接:https://chemistry.fudan.edu.cn/c1/51/c21871a442705/page.htm

信息领域

1.信息学院王俊课题组在人工准粒子晶格的量子模拟和涡旋激光阵列研究中取得重要进展

近期,复旦大学信息科学与工程学院光科学与工程系王俊副研究员与清华大学熊启华教授及新加坡南洋理工大学Timothy C.H. Liew教授课题组合作在激子极化激元(Exciton Polariton)人工晶格中的室温光量子模拟与可控涡旋激光阵列方面取得重要进展。研究成果以“Controllable vortex lasing arrays in a geometrically frustrated exciton-polariton lattice at room temperature”为题在线发表于国际知名期刊National Science Review

2.信息学院马炯/糜岚课题组提出新型高密度生物荧光图像重构方法

2022年5月9日,复旦大学光科学与工程系马炯/糜岚课题组在期刊ACS Photonics以Article形式在线发表题为“Achieving Increased Resolution and Reconstructed Image Quality with Intensity and Gradient Variance Reweighted Radial Fluctuations”的文章。该研究在荧光涨落超分辨技术中首次引入梯度统计方差分析,形成一种新型的超分辨显微成像技术VRRF,该技术大幅提高了生物荧光图像重构质量和分辨率。

3.软件学院CodeWisdom团队研究论文获得ACM SIGSOFT Distinguished Paper Award

软件学院CodeWisdom团队(复旦大学软件工程实验室)的研究论文《Predicting Change Propagation between Code Clone Instances by Graph-based Deep Learning》近日在在线举办的国际会议International Conference on Program Comprehension (ICPC 2022)中获得优秀论文奖(ACM SIGSOFT Distinguished Paper Award)。ICPC是CCF推荐的B类国际会议,是软件程序理解领域的重要国际会议。

新闻链接:https://software.fudan.edu.cn/c8/a7/c29332a444583/page.htm

地球科学领域

1.大气系穆穆院士团队在北极海冰影响乌拉尔阻塞次季节预报研究中取得新突破

近日,大气系穆穆院士团队针对持续时间较长的强乌拉尔阻塞事件,将条件非线性最优边界扰动方法运用到复杂大气环流模式(CAM4)中,通过数值求解北极海冰密集度影响冬季乌拉尔阻塞事件的非线性最优化问题,从次季节尺度研究了北极海冰对乌拉尔阻塞事件可预报性的影响。上述研究成果有助于理解次季节时间尺度上北极海冰影响中纬度大气的物理机制,并且为通过北极海冰目标观测与集合预报,提高乌拉尔阻塞的次季节预报水平,提供了理论指导。相关研究成果发表在国际学术期刊Journal of Geophysical Research: Atmospheres上,并被选为该期刊当期的研究亮点论文。

新闻链接:https://aos.fudan.edu.cn/c8/70/c14817a444528/page.htm

2.环境系张立武课题组揭示微液滴中光化学反应加速机制

近日,环境科学与工程系张立武教授团队对微液滴中的光化学反应进行探索,发现微液滴可显著加速光化学反应速率,最高可达两个数量级,原因主要包括气体反应物O2获取加速,微液滴的聚光效应以及气液界面反应物富集。研究成果于近期以“Significantly accelerated photochemical and photocatalytic reactions in microdroplets”为题发表于Cell Press旗下期刊Cell Reports Physical Science 上。该研究工作对大气化学、光化学和光催化等研究具有重要指导意义。

新闻链接:

https://environment.fudan.edu.cn/ca/a4/c26494a445092/page.htm

生命医学领域

1.黄荷凤团队和徐国良团队研究揭示雌性配子源性成年疾病的重要机制

2022年5月19日,Nature在线发表了主要由黄荷凤教授与徐国良教授领衔、由浙江大学、复旦大学、中科院上海生命科学院与交通大学等多家单位合作完成的研究工作的最新研究成果“Maternal inheritance of glucose intolerance via oocyte TET3 insufficiency”。该研究揭示了孕前期的高糖环境可诱导卵母细胞中母源效应因子DNA双加氧酶TET3 (tet methylcytosine dioxygenase 3) 表达降低和功能减弱,改变胚胎DNA甲基化谱式,进而引发子代成年后胰岛素分泌相关基因等表达受限,最终导致子代呈现葡萄糖耐受不良。该工作提示卵母细胞TET3的正常功能可决定子代长期健康。

新闻链接:https://shmc.fudan.edu.cn/news/2022/0519/c1892a131394/page.htm

2.生命科学学院徐书华团队建立重构性别偏向性族群融合历史的新方法MultiWaverX

2022年5月23日,生物信息学专业期刊Briefings In Bioinformatics在线发表了复旦大学生命科学学院徐书华团队的研究成果“MultiWaverX: Modeling latent sex-biased admixture history ”。该项工作提出了一种新方法MultiWaverX,可推断人群性别偏向性混合历史,并应用该方法分析和重构了中亚地区、中东地区以及美洲大陆的17个人群的性别偏向性基因交流历史。

新闻链接:https://life.fudan.edu.cn/c8/51/c28140a444497/page.htm

3.生命科学学院王鹏飞/附属华山医院张文宏等团队评估奥密克戎多种亚型毒株的免疫逃逸能力

2022年5月8日,Cell Host & Microbe在线发表了复旦大学生命科学院王鹏飞、张文宏以及胡子欣团队题为:Antibody Evasion of SARS-CoV-2 Omicron BA.1, BA.1.1, BA.2 and BA.3 Sub-lineages的研究论文。该研究使用基于VSV的假病毒研究发现接种两剂灭活疫苗(BBIBP-CorV)的个体血清对于Omicron,显示出非常弱或几乎没有中和活性,而同源的灭活疫苗加强针或蛋白亚单位疫苗(ZF2001)的异源加强针则能显著改善针对所有Omicron变体的中和滴度。

新闻链接:https://life.fudan.edu.cn/c1/de/c28140a442846/page.htm

4.生命科学学院周兆才团队发现Hippo激酶抑制DNA损伤修复并研发新型合成致死抗肿瘤策略

2022年5月2日,周兆才团队在Journal of Clinical Investigation在线发表了 Combinatorial targeting of Hippo-STRIPAK and PARP elicits synthetic lethality in gastrointestinal cancers 的研究论文。首次发现并解析了STRIPAK复合物感知并动态调控DNA双链断裂(DSB)损伤修复的功能作用与分子机制,揭示了Hippo激酶活性、DNA损伤修复能力与消化系统肿瘤耐药性之间的病理联系,并研发了双靶向STRIPAK组装和PARP的合成致死抗肿瘤策略。

新闻链接:https://mp.weixin.qq.com/s/umJBfuRFV9TXf7y67v1V9A

5.代谢研究院赵同金团队揭示DDB1在调控棕色脂肪组织应对急性冷刺激下快速产热的生理作用

2022年5月13日,复旦大学代谢与整合生物学研究院赵同金课题组在Life metabolism杂志上发表了题为DDB1 Prepares Brown Adipocytes for Cold-Induced Thermogenesis 的研究论文,发现了棕色脂肪细胞中DDB1通过释放暂停的Pol II开启即时响应产热基因转录事件的分子机制,揭示了DDB1在调控棕色脂肪组织应对急性冷刺激下快速产热的生理作用。

新闻链接:https://imib.fudan.edu.cn/c6/ab/c22759a444075/page.htm

6.航空航天系王盛章课题组提出一种基于动态CTA影像数据识别主动脉壁材料参数的方法

近期,复旦大学航空航天系心脑血管生物力学实验室王盛章课题组与附属中山医院血管外科董智慧教授课题组合作,基于猪主动脉的动态CTA影像数据,提出了一种血管壁材料参数识别的方法;利用该方法对猪胸主动脉近端和远端的材料参数,并通过单轴拉伸实验对识别结果的准确性进行了验证。相关成果以标题“Material parameter identification of the proximal and distal segments of the porcine thoracic aorta based on ECG-gated CT angiography”发表在生物力学领域顶级期刊Journal of Biomechanics上。

新闻链接:https://aero-mech.fudan.edu.cn/c0/27/c17627a442407/page.htm

7.生物医学研究院胡维国课题组发现补体C5a/C5aR1信号在结直肠癌发生中发挥关键作用

2022年5月31日,生物医学研究院胡维国团队在Cell Reports杂志在线发表了题为“Intracellular complement C5a/C5aR1 stabilizes β-catenin to promote colorectal tumorigenesis”的研究论文。该工作报道了在肠上皮细胞内也存在补体C5的激活,所产生的活性产物C5a与其受体C5aR1结合,在细胞内调控关键分子β-catenin的蛋白稳定性,从而促进CRC的发生发展。上述研究结果为结直肠癌的预防和治疗提供了新的思路。

新闻链接:https://ibs.fudan.edu.cn/c9/a2/c35420a444834/page.htm

8.生物医学研究院罗敏/卢智刚团队在JITC上报道瘤内注射激活STING的纳米疫苗提高抗肿瘤免疫效果

2022年5月27日,生物医学研究院罗敏/卢智刚团队和德克萨斯大学西南医学中心高金明团队合作,在Journal for ImmunoTherapy of Cancer发表“Intratumoral Administration of STING-Activating Nanovaccine Enhances T Cell Immunotherapy”论文。该研究发现,和传统的皮下注射疫苗(S.C.)相比,利用目前临床可行的瘤内注射技术进行疫苗免疫(I.T.),能够在瘤内形成髓系细胞/CXCL9-T细胞/IFNγ正反馈循环,显著促进T细胞向肿瘤募集,从而优化了肿瘤微环境,并对远端转移肿瘤也产生更为有效的治疗效果。这一研究结果为肿瘤纳米疫苗的应用提供了新的治疗方式,并为无法手术或术后原位免疫清除的癌症病人提供了免疫治疗新策略。

新闻链接:https://ibs.fudan.edu.cn/c9/a1/c35420a444833/page.htm

9.生物医学研究院屈前辉课题组与合作者揭示糖基磷脂酰肌醇转酰胺酶复合物的结构与底物识别机制

2022年5月12日,生物医学研究院屈前辉课题组与中科院分子细胞卓越创新中心(上海生化与细胞所)的李典范课题组、四川大学生物治疗国家重点实验室苏昭铭团队合作在Nature Communications期刊上,在线发表了题为“Molecular insights into biogenesis of glycosylphosphatidylinositol anchor proteins”的研究工作,解析了人源GPI-T酶复合物的高分辨率冷冻电镜结构,结合大量生化实验,分析探讨了GPI-T识别底物GPI糖脂分子的作用机制。

新闻链接:https://ibs.fudan.edu.cn/c6/9b/c35420a444059/page.htm

10.基础医学院王明伟团队揭示GLP-1受体小分子激动剂拟肽效应的的分子机制

2022年5月14日,复旦大学基础医学院王明伟团队携手中国科学院上海药物研究所杨德华团队在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)在线发表了题为“Structural basis of peptidomimetic agonism revealed by small-moleculeGLP-1R agonists Boc5 and WB4-24”的研究成果。这篇由2012年诺贝尔化学奖得主Robert J. Lefkowitz教授主审的直投(PNAS Direct Submission)论文报道了全球首个具有体内疗效的胰高血糖素样肽-1受体(Glucagon-like peptide-1 receptor, GLP-1R)非肽类激动剂Boc5及其衍生物WB4-24发挥拟肽效应的结构基础和分子机制,对基于该靶点的药物研发具有重要的指导意义。

新闻链接:https://basicmed.fudan.edu.cn/c4/ba/c30925a443578/page.htm

11.附属妇产科医院王红艳团队及生命科学学院赵健元合作揭示法洛氏四联症发生的表观新机制

近日,复旦大学附属妇产科医院王红艳教授团队和复旦大学生命科学学院赵健元研究员合作研究发现,在人胚胎发育早期,miR-222通过表观抑制microRNA成熟中负责第二步的关键酶DICER1和AGO2表达,阻滞心脏microRNA的成熟加工并诱发TOF。2022年5月30日,研究成果以“Master MicroRNA-222 Regulates Cardiac MicroRNA Maturation and Triggers Tetralogy of Fallot”为题在线发表于Signal Transduction and Targeted Therapy

新闻链接:https://news.fudan.edu.cn/2022/0530/c40a131492/page.htm

12.附属华山医院神经外科吴劲松团队合作研究揭示汉语句法和语义加工神经机制

近日,深圳市神经科学研究院、暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院谭力海教授团队与复旦大学附属华山医院神经外科吴劲松/路俊锋教授团队(复旦大学神经外科研究所脑功能实验室)联合中国社会科学院语言研究所胡建华教授合作采用毫米级别的高密度皮质脑电技术(high-density ECoG),首次发现汉语句法和语义加工在左侧额下回存在显著的时间和空间分离,为理解语言句法加工的神经机制提供了新的见解。2022年5月26日晚,研究成果以《句法和语义处理在人脑额下回的不同时空表征》(Distinct spatiotemporal patterns of syntactic and semantic processing in human inferior frontal gyrus)为题,在线发表于Nature Human Behaviour

新闻链接:https://news.fudan.edu.cn/2022/0530/c40a131480/page.htm

13.附属肿瘤医院叶定伟教授牵头的尿路上皮癌临床研究获突破

复旦大学附属肿瘤医院叶定伟教授领衔团队开展卡瑞利珠单抗联合苹果酸法米替尼治疗尿路上皮癌(UC)多中心、开放、单臂Ⅱ期研究,相关研究成果近日在线发表于肿瘤免疫治疗学会官方期刊Journal for ImmunoTherapy of Cancer。该研究率先探索国产卡瑞利珠单抗联合法米替尼在晚期尿路上皮癌的治疗疗效并取得突破,填补了免疫联合抗新生血管靶向这一组合方案在中国晚期尿路上皮癌治疗领域的空白,开启了国人晚期尿路上皮癌治疗新篇章。

新闻链接:https://news.fudan.edu.cn/2022/0515/c5a131319/page.htm

14.附属眼耳鼻喉科医院卢奕教授团队在中国小眼球家系中发现三个新的突变基因

近日,《表型组学》(Phenomics)在线发表了复旦大学附属眼耳鼻喉科医院卢奕教授课题组题为“Three Novel Mutations of Microphthalmos Identified in Two Chinese Families”的研究论文。该研究不仅对临床医师指导患者的治疗和预后有所帮助,还拓展了PXDN-和CRYBB2-相关小眼球的表型谱,增强了我们目前对小眼球遗传基础的认识。

新闻链接:https://mp.weixin.qq.com/s/mmQBaSISZxiX0gmLpgnDhw

制图:实习编辑:王越责任编辑:李斯嘉

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