Cell丨南科大胡宇慧課題組與合作團(tuán)隊(duì)構(gòu)建果蠅三維時(shí)空單細(xì)胞多組學(xué)發(fā)育圖譜

　　南方科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系副教授胡宇慧科研團(tuán)隊(duì)與華大生命科學(xué)研究院合作構(gòu)建果蠅三維時(shí)空單細(xì)胞多組學(xué)發(fā)育圖譜。相關(guān)研究成果以“A Drosophila single-cell 3D spatiotemporal multi-omics atlas unveils panoramic key regulators of cell type differentiation”為題在Cell期刊上發(fā)表。

　　這項(xiàng)研究生成的果蠅單細(xì)胞時(shí)空多組學(xué)圖譜Flysta3D-v2為果蠅發(fā)育研究領(lǐng)域提供了豐富的數(shù)據(jù)資源。通過整合單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和單細(xì)胞染色質(zhì)可及性信息，研究人員能夠以前所未有的精度解析果蠅發(fā)育過程中的細(xì)胞分化、組織形成和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并為后續(xù)的多模態(tài)綜合分析提供理論與方法基礎(chǔ)。

　　此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅有助于深入了解果蠅組織發(fā)育的精細(xì)調(diào)控過程，也為研究其他組織和器官的細(xì)胞分化機(jī)制提供了重要的參考和借鑒。該研究對(duì)于深入闡釋發(fā)育過程中的分子機(jī)制以及相關(guān)疾病的病理生理過程具有重要意義，為探索新的疾病治療靶點(diǎn)和策略提供了潛在的方向。

景志成團(tuán)隊(duì)在洋島玄武巖的成因機(jī)制研究中取得進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)地球與空間科學(xué)系副教授景志成團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球深部物質(zhì)研究團(tuán)隊(duì)在全球洋島玄武巖的成因機(jī)制研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“Deep evolution of carbonated magmas controls ocean island basalt chemistry”為題在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》(Nature Communications)上在線發(fā)表。

　　研究團(tuán)隊(duì)聚焦地幔含碳原始巖漿的深部演化過程，提出原始巖漿在巖石圈底部所經(jīng)歷的高壓結(jié)晶分異過程是造成堿性洋島玄武巖貧硅富鐵特征的主要原因。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步建立了定量模型，估算得到地球內(nèi)部碳通過洋島火山作用向外流出的通量約為20-170 Mt/yr，這意味著地球內(nèi)部碳具有較高的凈流出量或者有巖漿脫出的碳被儲(chǔ)存在巖石圈中。

廖茂富課題組揭示植物ABCB轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的構(gòu)象動(dòng)態(tài)及小分子抑制機(jī)制

　　南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院化學(xué)生物學(xué)系講席教授廖茂富團(tuán)隊(duì)在Science Advances上發(fā)表題為“Conformational cycle and small-molecule inhibition mechanism of a plant ABCB transporter in lipid membranes”的研究論文。

　　本研究系統(tǒng)性解析了植物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ABCB19 在類生理脂質(zhì)膜環(huán)境中的構(gòu)象變化與功能機(jī)制，首次重建了其行使功能和受抑制劑阻斷的全過程。研究為深入理解植物激素運(yùn)輸機(jī)制提供了新視角，也為基于結(jié)構(gòu)和分子機(jī)制來開發(fā)高效植物生長(zhǎng)調(diào)控劑奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。

魏志毅團(tuán)隊(duì)解析神經(jīng)突觸核心結(jié)構(gòu)的組裝機(jī)制

　　由南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)系副教授魏志毅領(lǐng)銜，聯(lián)合德國(guó)海德堡大學(xué)、瑞典哥德堡大學(xué)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，近日在《公共科學(xué)圖書館-生物學(xué)》(PLOS Biology)雜志發(fā)表最新研究成果。

　　該研究從原子層面解析了突觸活性區(qū)核心復(fù)合物 liprin-α/RIM 的組裝機(jī)制，揭示其通過“液-液相分離”動(dòng)態(tài)調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)釋放進(jìn)程。這項(xiàng)研究是魏志毅課題組在突觸活性區(qū)組裝研究的最新進(jìn)展，為解開突觸組裝謎題提供了關(guān)鍵線索，也將該復(fù)合物缺陷與自閉癥、智力障礙等神經(jīng)發(fā)育疾病直接關(guān)聯(lián)，為未來靶向治療提供了新思路。

郭芷琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)研究揭示飲食轉(zhuǎn)變可推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)

　　南方科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授郭芷琳課題組在Nature Food發(fā)表題為“Changes in meat consumption can improve groundwater quality”的研究論文。該研究揭示了傳統(tǒng)肉類生產(chǎn)對(duì)地下水污染的長(zhǎng)期影響，并提出通過適度改變?nèi)藗兊牡鞍踪|(zhì)攝入來源，有望顯著改善地下水環(huán)境質(zhì)量，助力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

　　該研究系統(tǒng)評(píng)估了傳統(tǒng)肉類生產(chǎn)對(duì)地下水硝酸鹽污染的影響，進(jìn)一步模擬了替代蛋白策略，結(jié)果表明，該替代策略可使氮肥使用量減少3.4%，糞肥減少10.7%，水資源足跡降低4.5%；同時(shí)，地下水硝酸鹽濃度超標(biāo)(>10 mg/L)的風(fēng)險(xiǎn)可降低約20%。此外，研究發(fā)現(xiàn)替代蛋白策略的效果具有顯著的地域差異性。

宋愛民團(tuán)隊(duì)在二維材料共振隧穿晶體管領(lǐng)域取得進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)納米科學(xué)與應(yīng)用研究院講席教授宋愛民團(tuán)隊(duì)在高性能二維材料共振隧穿晶體管的制備中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果以“Toward high-current-density and high-frequency graphene resonant tunneling transistors”為題發(fā)表在Nature Communications上。

　　負(fù)微分電阻是一種特殊的電學(xué)特性，表現(xiàn)為電流隨電壓升高而減小，這種反常規(guī)行為使其在振蕩器、多值邏輯電路及存儲(chǔ)器等領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。該現(xiàn)象可通過共振隧穿晶體管等量子隧穿器件實(shí)現(xiàn)，其中隧穿結(jié)的能帶工程對(duì)特性調(diào)控起關(guān)鍵作用。

戴建生院士團(tuán)隊(duì)在機(jī)器魚肌肉激活機(jī)制研究中取得新進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系講席教授、英國(guó)皇家工程院院士戴建生和碩士研究生吳彪、博士研究生黃超逸(香港大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng))與深圳技術(shù)大學(xué)中德智能制造學(xué)院副教授劉思聰，以“Rhythm-based power allocation strategy of bionic tail-flapping for propulsion enhancement”為題，在機(jī)器人領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊IEEE Transactions on Robotics發(fā)表研究成果。

　　研究提出了基于機(jī)器魚節(jié)律性肌肉激活機(jī)制的功率分配策略(Power Allocation Strategy, PAS)，顯著提升了機(jī)器魚的推進(jìn)性能和能效，在仿生推進(jìn)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。

Aung Ko Ko Kyaw課題組在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率和穩(wěn)定性研究方面取得進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)電子與電氣工程系副教授Aung Ko Ko Kyaw課題組在國(guó)際能源期刊Advanced Materials上發(fā)表了題為“Adhesively Bridging Co‐Self‐Assembled Monolayer and Perovskite Via In Situ Polymerization for Enhanced Stability of Inverted Perovskite Solar Cells”的研究論文。該研究創(chuàng)新提出了一種協(xié)同界面工程策略，顯著提升了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率和穩(wěn)定性。

　　這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三重突破：首先，聚合物層有效調(diào)控鈣鈦礦結(jié)晶過程；其次，通過形成多重氫鍵錨定有機(jī)陽(yáng)離子，抑制鹵素離子遷移，產(chǎn)生"分子焊接"效應(yīng)；最后，顯著增強(qiáng)界面粘附力?；谠摬呗灾苽涞墓谲娖骷晒?shí)現(xiàn)了26.25%的光電轉(zhuǎn)換效率(第三方認(rèn)證效率26.04%)，開路電壓達(dá)1.2V，填充因子提升至85.2%。在最大功率點(diǎn)跟蹤連續(xù)光照1000小時(shí)((ISOS-L-2I標(biāo)準(zhǔn))后，未封裝的器件仍保持95.6%的初始效率，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐濕性和操作穩(wěn)定性。在150℃高溫加速老化測(cè)試中，鈣鈦礦薄膜下方未出現(xiàn)明顯孔隙，克服了有機(jī)陽(yáng)離子逃逸導(dǎo)致的缺陷問題。

研究團(tuán)隊(duì)成功研制兼具隔熱和力學(xué)性能的仿生熱防護(hù)材料

　　南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系博士后張振邦及所在研究團(tuán)隊(duì)研制了一種具有類珍珠母結(jié)構(gòu)的仿生多孔陶瓷，可以實(shí)現(xiàn)隔熱性能和力學(xué)性能的完美結(jié)合。相關(guān)論文以“Anisotropically Thermal-Protective Porous Ceramics Enabled by Nacre-Like Framework”為題發(fā)表在國(guó)際期刊Advanced Materials上。

　　該項(xiàng)工作提出了一種自下而上的組裝策略，以制備大尺寸仿珍珠母多孔陶瓷。這種仿生多孔陶瓷材料內(nèi)部具有獨(dú)特的層狀連續(xù)多孔結(jié)構(gòu)，使其兼具較好的力學(xué)性能和隔熱性能。此外，該材料還具有各向異性的導(dǎo)熱性能，在有效隔熱的同時(shí)，可以避免熱量在材料外表面的局部集中。這些優(yōu)勢(shì)使得這種仿珍珠母多孔陶瓷有望作為承載-隔熱一體化材料應(yīng)用于多種熱防護(hù)領(lǐng)域。

電子系陳樹明課題組在高性能量子點(diǎn)發(fā)光二極管的研究中取得新進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)電子與電氣工程系教授陳樹明團(tuán)隊(duì)在高性能量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)的器件工程及器件物理的研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果分別以“Micrometer-scale-thick quantum-dot LEDs with notably enhanced stability and ultra-high brightness”和“Eliminating Positive Aging in Quantum Dot Light‐Emitting Diodes by H2O‐Treatment”為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)和《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。

　　研究提出了水處理ZnMgO電子輸運(yùn)層的新方法，有效鈍化了ZnMgO的缺陷，并顯著提高了ZnMgO的導(dǎo)電性，實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)厚度及發(fā)光穩(wěn)定的高性能QLED。

張文清團(tuán)隊(duì)在AI4Materials研究領(lǐng)域取得系列進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系講席教授張文清團(tuán)隊(duì)相繼在Proc. Natl. Acad. Sci.、Phys. Rev. B、npj Comput. Mater.、J. Chem. Theory Comput.等期刊上發(fā)表系列論文成果。

　　研究面向復(fù)雜體系模擬的機(jī)器學(xué)習(xí)勢(shì)函數(shù)開發(fā)、高效數(shù)據(jù)集采樣方法、有機(jī)聚合物功能材料的基元化表示方法及新材料設(shè)計(jì)篩選、無(wú)機(jī)微波介質(zhì)介電性質(zhì)機(jī)器學(xué)習(xí)等AI4Materials研究領(lǐng)域取得一系列研究進(jìn)展。

姬生健課題組在RNA修飾調(diào)控神經(jīng)發(fā)育、功能和衰老領(lǐng)域取得系列研究進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)系副教授姬生健課題組在RNA修飾調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、功能和衰老的作用領(lǐng)域取得一系列進(jìn)展，相關(guān)成果分別發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊 PLOS Biology、Development、Aging Cell 上。

　　研究成果包括：1.m?閱讀器 Ybx1 通過促進(jìn)祖細(xì)胞周期進(jìn)程，調(diào)控胚胎大腦皮層神經(jīng)發(fā)生。2.Ybx1 通過調(diào)控軸突中的局部翻譯從而控制軸突生長(zhǎng)。3.Ythdf2 缺失可保護(hù)衰老視網(wǎng)膜免受視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞樹突萎縮及視力下降的影響。

黃安誠(chéng)團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)抗HIV活性分子雷公藤福定異源生物合成

　　南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授黃安誠(chéng)課題組在國(guó)際期刊Nature Communications 發(fā)表題為“Divergent multifunctional P450s-empowered biosynthesis of bioactive tripterifordin and cryptic atiserenoids in Aconitum implies convergent evolution”的研究論文。

　　研究揭示了雷公藤福定生物合成在毛茛科黃花烏頭與衛(wèi)矛科雷公藤植物中的趨同進(jìn)化以及烏頭屬二萜的化感作用及其作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的開發(fā)應(yīng)用潛力，為烏頭屬植物復(fù)雜結(jié)構(gòu)二萜生物堿的下游生物合成通路解析奠定了基礎(chǔ)。

侯圣陶課題組研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期40 Hz光閃爍可顯著提升空間學(xué)習(xí)能力

　　南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院侯圣陶教授團(tuán)隊(duì)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域取得重要突破，揭示了40 Hz節(jié)律性光閃爍通過激活海馬DG區(qū)PV中間神經(jīng)元，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生并改善空間學(xué)習(xí)能力的機(jī)制。相關(guān)研究成果以“Parvalbumin Interneuron-dependent Hippocampal Neurogenesis Evoked by Prolonged Rhythmic Light Flicker”為題，發(fā)表于國(guó)際期刊 Advanced Science。

　　這項(xiàng)研究表明，長(zhǎng)期40 Hz光閃爍可以激活海馬DG中的PV中間神經(jīng)元，并通過增強(qiáng) GABA 能信號(hào)對(duì)分裂后神經(jīng)元突觸整合的支持作用，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生。此外，40 Hz光閃爍不會(huì)引發(fā)壓力和焦慮水平的改變，并能顯著改善小鼠空間學(xué)習(xí)能力。未來該技術(shù)有望成為治療人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在臨床療法。

張福才團(tuán)隊(duì)在寬光譜衍射成像研究中取得新進(jìn)展

　　南方科技大學(xué)電子與電氣工程系副教授張福才課題組提出了一種適用于色散樣品的超寬帶無(wú)透鏡衍射成像方法(Ultra-broadband ptychography)。相關(guān)成果以“Ultra-broadband ptychography for dispersive samples”為題發(fā)表在Nature Communications上。

　　針對(duì)寬譜照明下的無(wú)透鏡成像問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種適用于色散樣本的超寬帶成像方法，解決了當(dāng)前寬帶魯棒算法中的核心挑戰(zhàn)之一。該方法將結(jié)構(gòu)照明與團(tuán)隊(duì)所提出的Joint Deconvolution算法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了色散樣品的高分辨率、高保真度定量相位恢復(fù)，而無(wú)需任何單色器的濾波。

閆凱歌團(tuán)隊(duì)為III型糖原累積癥研究提供新見解

　　南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院化學(xué)生物學(xué)系助理教授閆凱歌團(tuán)隊(duì)在Nature Communications期刊發(fā)表了題為“Molecular Architecture and Catalytic Mechanism of Human Glycogen Debranching Enzyme”的研究成果。研究團(tuán)隊(duì)利用冷凍電鏡三維重構(gòu)技術(shù)，解析了糖原去分支酶(GDE)的蛋白結(jié)構(gòu)，揭示了其底物結(jié)合機(jī)制，為理解III型糖原累積癥(GSD III)的病理機(jī)制提供了重要的分子基礎(chǔ)。

　　在本研究中，研究團(tuán)隊(duì)成功解析了GDE的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了GDE中不同催化結(jié)構(gòu)域的相互作用及相對(duì)位置。結(jié)合分子模擬實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)深入分析了GDE如何選擇性識(shí)別糖原并將其有效轉(zhuǎn)移至GT結(jié)構(gòu)域催化區(qū)域。通過對(duì)已知GSD III患者突變的了解和對(duì)GDE結(jié)構(gòu)的深入研究，研究團(tuán)隊(duì)還通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生化分析手段，為揭示GSD III復(fù)雜性提供分子層面解釋。

高振團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)三維光學(xué)拓?fù)浣^緣體中的狄拉克渦旋態(tài)

　　南方科技大學(xué)電子與電氣工程系高振副教授課題組首次在三維光學(xué)拓?fù)浣^緣體中實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到拓?fù)涞依藴u旋傳輸態(tài)。相關(guān)成果以“Topological Dirac-vortex modes in a three dimensional photonic topological insulator”為題發(fā)表在 Nature Communications 上。

　　研究團(tuán)隊(duì)的工作不僅將光學(xué)拓?fù)涞依藴u旋態(tài)從二維擴(kuò)展到三維，還為探索由三維拓?fù)涔庾泳w中的拓?fù)渚Ц袢毕菟呱男路f物理現(xiàn)象和實(shí)際應(yīng)用提供了一個(gè)理想的平臺(tái)。