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Cell丨南科大胡宇慧課題組與合作團隊構建果蠅三維時空單細胞多組學發育圖譜

　　南方科技大(da)學(xue)醫學(xue)院藥理學(xue)系副教授胡宇慧(hui)科研團隊與華大(da)生(sheng)命科學(xue)研究院合作構建果蠅三維時(shi)空單細胞(bao)多組學(xue)發(fa)育(yu)圖譜。相關研究成果以(yi)“A Drosophila single-cell 3D spatiotemporal multi-omics atlas unveils panoramic key regulators of cell type differentiation”為題在(zai)Cell期(qi)刊上發(fa)表。

　　這項(xiang)研(yan)(yan)究生成的果蠅單細胞(bao)時空多組學圖譜Flysta3D-v2為(wei)果蠅發育研(yan)(yan)究領(ling)域提供(gong)了(le)豐富的數據資源(yuan)。通過整(zheng)合單細胞(bao)空間轉(zhuan)錄(lu)組、單細胞(bao)轉(zhuan)錄(lu)組和單細胞(bao)染色質可及(ji)性信息，研(yan)(yan)究人員能夠以前所未有的精(jing)度解析果蠅發育過程中的細胞(bao)分化、組織形成和基因調控網絡，并為(wei)后續的多模態綜合分析提供(gong)理(li)論與方法基礎。

　　此(ci)項發現不(bu)僅有助于深入(ru)了(le)解果蠅組織發育(yu)的(de)(de)精(jing)細(xi)調控(kong)過(guo)程，也為研究其他組織和(he)器官的(de)(de)細(xi)胞(bao)分(fen)化(hua)機制(zhi)提供了(le)重(zhong)要的(de)(de)參考和(he)借鑒。該研究對于深入(ru)闡釋發育(yu)過(guo)程中的(de)(de)分(fen)子機制(zhi)以(yi)及相關(guan)疾病的(de)(de)病理(li)(li)生理(li)(li)過(guo)程具有重(zhong)要意義，為探索新的(de)(de)疾病治療靶點和(he)策略提供了(le)潛在的(de)(de)方向。

景志成團隊在洋島玄武巖的成因機制研究中取得進展

　　南方(fang)科技大(da)(da)學(xue)地球與空間(jian)科學(xue)系副教授景志成(cheng)團隊聯合中國(guo)地質(zhi)大(da)(da)學(xue)(武漢)地球深部(bu)物質(zhi)研究團隊在(zai)全球洋島玄武巖的成(cheng)因機制(zhi)研究領域取得重要進展，相關成(cheng)果以“Deep evolution of carbonated magmas controls ocean island basalt chemistry”為題(ti)在(zai)國(guo)際學(xue)術期刊《自然(ran)-通訊》(Nature Communications)上在(zai)線發表。

　　研(yan)究團(tuan)隊聚焦地幔含碳(tan)原始(shi)巖(yan)(yan)漿的深(shen)部演化(hua)過(guo)程(cheng)，提出原始(shi)巖(yan)(yan)漿在巖(yan)(yan)石圈(quan)(quan)底部所經歷的高(gao)壓結晶分異過(guo)程(cheng)是造成堿(jian)性洋島玄武巖(yan)(yan)貧硅富鐵特征的主要原因(yin)。團(tuan)隊進一步建(jian)立了定量模型(xing)，估算得到地球內部碳(tan)通過(guo)洋島火(huo)山作用向外(wai)流出的通量約為20-170 Mt/yr，這意味(wei)著地球內部碳(tan)具有(you)較(jiao)高(gao)的凈流出量或者有(you)巖(yan)(yan)漿脫出的碳(tan)被儲(chu)存在巖(yan)(yan)石圈(quan)(quan)中。

廖茂富課題組揭示植物ABCB轉運蛋白的構象動態及小分子抑制機制

　　南方(fang)科(ke)技(ji)大學(xue)生命科(ke)學(xue)學(xue)院化學(xue)生物學(xue)系講席(xi)教授廖茂富團隊在(zai)Science Advances上(shang)發(fa)表題為“Conformational cycle and small-molecule inhibition mechanism of a plant ABCB transporter in lipid membranes”的研(yan)究論文。

　　本研(yan)究系統性(xing)解析了植物(wu)轉運蛋白 ABCB19 在類生理脂質(zhi)膜環(huan)境中(zhong)的(de)構象變化與功(gong)能機(ji)制(zhi)，首(shou)次重(zhong)建了其行使功(gong)能和受(shou)抑制(zhi)劑(ji)阻斷的(de)全過(guo)程。研(yan)究為深入理解植物(wu)激素運輸機(ji)制(zhi)提供(gong)了新視角，也為基于結構和分子機(ji)制(zhi)來開發(fa)高效(xiao)植物(wu)生長調控劑(ji)奠定了知識基礎。

魏志毅團隊解析神經突觸核心結構的組裝機制

　　由南(nan)方科技(ji)大學(xue)(xue)生(sheng)(sheng)命科學(xue)(xue)學(xue)(xue)院神經生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)系副教授魏志毅領銜，聯合德(de)國海(hai)德(de)堡大學(xue)(xue)、瑞典哥德(de)堡大學(xue)(xue)的國際研究團隊，近(jin)日在《公共科學(xue)(xue)圖(tu)書館-生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)》(PLOS Biology)雜志發表(biao)最新(xin)研究成果。

　　該研(yan)究從原子層面解析了(le)(le)突(tu)觸活(huo)性(xing)區(qu)核心復合(he)物(wu) liprin-α/RIM 的組裝(zhuang)機制，揭示(shi)其通過“液-液相分(fen)離(li)”動態調控神經遞質釋放進程(cheng)。這(zhe)項研(yan)究是魏志毅課題組在突(tu)觸活(huo)性(xing)區(qu)組裝(zhuang)研(yan)究的最新進展，為(wei)解開突(tu)觸組裝(zhuang)謎題提供了(le)(le)關鍵線索(suo)，也(ye)將該復合(he)物(wu)缺(que)陷(xian)與(yu)自(zi)閉癥、智力障礙等神經發育疾病(bing)直接(jie)關聯，為(wei)未來(lai)靶向治(zhi)療提供了(le)(le)新思路。

郭芷琳團隊研究揭示飲食轉變可推動可持續發展目標

　　南方科(ke)技大學(xue)(xue)環境(jing)科(ke)學(xue)(xue)與工程(cheng)學(xue)(xue)院副教授郭芷琳(lin)課題(ti)(ti)組在Nature Food發(fa)表題(ti)(ti)為“Changes in meat consumption can improve groundwater quality”的研究論文。該(gai)研究揭示(shi)了傳統(tong)肉類生產對地(di)下水污(wu)染的長期影響，并提出通過適度改變(bian)人們的蛋白質攝入來源，有望(wang)顯著(zhu)改善(shan)地(di)下水環境(jing)質量，助力實現可持續發(fa)展目(mu)標。

　　該研究(jiu)系統(tong)評估了傳統(tong)肉類生產對地(di)下(xia)水(shui)硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)污染的影響，進(jin)一(yi)步模擬(ni)了替(ti)代(dai)蛋(dan)白(bai)策略，結(jie)果表(biao)明，該替(ti)代(dai)策略可使氮肥使用(yong)量減少3.4%，糞肥減少10.7%，水(shui)資源足跡降低4.5%；同時(shi)，地(di)下(xia)水(shui)硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)濃度超標(>10 mg/L)的風險可降低約20%。此外，研究(jiu)發現替(ti)代(dai)蛋(dan)白(bai)策略的效果具(ju)有顯著(zhu)的地(di)域差異性(xing)。

宋愛民團隊在二維材料共振隧穿晶體管領域取得進展

　　南方科(ke)技(ji)大學(xue)納米科(ke)學(xue)與應用(yong)研究院講席教(jiao)授宋愛民(min)團(tuan)隊在(zai)高性能二維材料共振(zhen)隧穿(chuan)晶體管的制備中取得(de)新進展(zhan)，相關成果(guo)以“Toward high-current-density and high-frequency graphene resonant tunneling transistors”為題發表在(zai)Nature Communications上。

　　負微分電阻是(shi)一(yi)種特(te)殊(shu)的電學(xue)特(te)性(xing)，表現(xian)為電流隨電壓升高而減小(xiao)，這(zhe)種反常規行為使(shi)其(qi)在振蕩器(qi)、多值邏輯電路(lu)及存儲器(qi)等(deng)領(ling)域(yu)展(zhan)現(xian)出獨(du)特(te)應用價值。該(gai)現(xian)象可(ke)通過共振隧(sui)穿晶體管等(deng)量(liang)子(zi)隧(sui)穿器(qi)件實現(xian)，其(qi)中隧(sui)穿結的能帶工程對(dui)特(te)性(xing)調(diao)控起關鍵作用。

戴建生院士團隊在機器魚肌肉激活機制研究中取得新進展

　　南(nan)方科技(ji)大學(xue)機(ji)械與(yu)能源工(gong)程系(xi)講席教授、英國(guo)皇家工(gong)程院(yuan)院(yuan)士(shi)戴建生(sheng)和碩士(shi)研(yan)究生(sheng)吳彪、博士(shi)研(yan)究生(sheng)黃超逸(香(xiang)港大學(xue)聯合培養(yang))與(yu)深圳(zhen)技(ji)術大學(xue)中德智能制造學(xue)院(yuan)副教授劉思(si)聰，以(yi)“Rhythm-based power allocation strategy of bionic tail-flapping for propulsion enhancement”為(wei)題，在機(ji)器人(ren)領域國(guo)際頂級期(qi)刊IEEE Transactions on Robotics發表研(yan)究成果。

　　研(yan)究(jiu)提(ti)(ti)出了基于機(ji)器魚(yu)節律性(xing)(xing)肌肉(rou)激(ji)活機(ji)制的功率分(fen)配策(ce)略(lve)(Power Allocation Strategy, PAS)，顯著提(ti)(ti)升(sheng)了機(ji)器魚(yu)的推進(jin)性(xing)(xing)能和能效，在(zai)仿生推進(jin)領域取(qu)得了重要(yao)進(jin)展。

Aung Ko Ko Kyaw課題組在鈣鈦礦太陽能電池效率和穩定性研究方面取得進展

　　南(nan)方科技大學電子(zi)與(yu)電氣(qi)工程(cheng)系副(fu)教授Aung Ko Ko Kyaw課題組(zu)在國際能(neng)源(yuan)期刊Advanced Materials上發表了題為“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。該研究創新(xin)提出了一種協同(tong)界(jie)面工程(cheng)策略(lve)，顯著提升了鈣鈦礦太陽能(neng)電池的效率和穩定性。

　　這(zhe)一(yi)技術實(shi)現(xian)了三重(zhong)突破：首先，聚合物層有效(xiao)調控鈣(gai)鈦礦(kuang)結(jie)晶(jing)過程；其次，通過形成(cheng)多重(zhong)氫(qing)鍵錨(mao)定有機(ji)陽(yang)離(li)子(zi)，抑制鹵素(su)離(li)子(zi)遷移，產生"分子(zi)焊接"效(xiao)應；最后，顯著增強界(jie)面粘附力。基于(yu)該(gai)策略制備的(de)冠(guan)軍器件成(cheng)功實(shi)現(xian)了26.25%的(de)光電轉換效(xiao)率(第三方(fang)認證效(xiao)率26.04%)，開(kai)路電壓達1.2V，填(tian)充因子(zi)提升至85.2%。在(zai)最大功率點(dian)跟蹤(zong)連續光照1000小時(shi)((ISOS-L-2I標準)后，未(wei)封裝的(de)器件仍(reng)保持(chi)95.6%的(de)初始效(xiao)率，表現(xian)出(chu)(chu)優異的(de)耐濕性和操作穩定性。在(zai)150℃高溫加速老化測試(shi)中，鈣(gai)鈦礦(kuang)薄膜下方(fang)未(wei)出(chu)(chu)現(xian)明顯孔隙，克服了有機(ji)陽(yang)離(li)子(zi)逃逸導致的(de)缺陷問題。

研究團隊成功研制兼具隔熱和力學性能的仿生熱防護材料

　　南(nan)方科(ke)技大學材(cai)料(liao)科(ke)學與(yu)工程系博士后張(zhang)振(zhen)邦及所在研究團(tuan)隊研制了一種具有類(lei)珍珠(zhu)母結構的仿生(sheng)多孔陶瓷，可以實(shi)現隔熱(re)性能(neng)和力學性能(neng)的完(wan)美結合。相關論文以“Anisotropically Thermal-Protective Porous Ceramics Enabled by Nacre-Like Framework”為題(ti)發表在國際期刊Advanced Materials上。

　　該項(xiang)工作(zuo)提出(chu)了(le)一種(zhong)自下而上(shang)的(de)(de)組裝策略，以制(zhi)備(bei)大(da)尺寸仿(fang)珍珠母(mu)多孔(kong)陶(tao)瓷。這種(zhong)仿(fang)生(sheng)多孔(kong)陶(tao)瓷材(cai)料內部具有(you)(you)獨特的(de)(de)層狀(zhuang)連續多孔(kong)結構(gou)，使其兼(jian)具較好(hao)的(de)(de)力學性(xing)能和隔(ge)熱性(xing)能。此外(wai)，該材(cai)料還具有(you)(you)各向異(yi)性(xing)的(de)(de)導熱性(xing)能，在有(you)(you)效隔(ge)熱的(de)(de)同時，可以避免熱量在材(cai)料外(wai)表面的(de)(de)局部集(ji)中。這些優勢使得這種(zhong)仿(fang)珍珠母(mu)多孔(kong)陶(tao)瓷有(you)(you)望作(zuo)為(wei)承載(zai)-隔(ge)熱一體化(hua)材(cai)料應(ying)用于多種(zhong)熱防(fang)護領域。

電子系陳樹明課題組在高性能量子點發光二極管的研究中取得新進展

　　南(nan)方科(ke)(ke)技大學(xue)(xue)電子與電氣工(gong)程系教(jiao)授陳樹明團(tuan)隊在高性能(neng)量(liang)子點發光二極(ji)管(guan)(QLED)的(de)器件工(gong)程及器件物(wu)理的(de)研究中取得新進(jin)展(zhan)，相關成果分別以“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(wei)題發表在《科(ke)(ke)學(xue)(xue)進(jin)展(zhan)》(Science Advances)和《先進(jin)材(cai)料》(Advanced Materials)上。

　　研(yan)究(jiu)提出了(le)(le)水處理(li)ZnMgO電子輸運層的新方法，有效鈍化了(le)(le)ZnMgO的缺陷，并顯著提高了(le)(le)ZnMgO的導電性，實(shi)現了(le)(le)微(wei)米級厚度及發光穩定的高性能QLED。

張文清團隊在AI4Materials研究領域取得系列進展

　　南方科(ke)技大學(xue)材料科(ke)學(xue)與工(gong)程系講席教授張(zhang)文清團(tuan)隊相繼(ji)在Proc. Natl. Acad. Sci.、Phys. Rev. B、npj Comput. Mater.、J. Chem. Theory Comput.等期刊上發表(biao)系列論文成(cheng)果。

　　研(yan)究(jiu)面向復(fu)雜體系模(mo)擬的機(ji)器(qi)學(xue)習勢函數(shu)開發(fa)、高(gao)效數(shu)據(ju)集采樣方法、有機(ji)聚合物功能材料的基元化表示(shi)方法及新材料設(she)計篩選、無機(ji)微波介質(zhi)介電(dian)性質(zhi)機(ji)器(qi)學(xue)習等AI4Materials研(yan)究(jiu)領域取得一系列研(yan)究(jiu)進展。

姬生健課題組在RNA修飾調控神經發育、功能和衰老領域取得系列研究進展

　　南方科技大學(xue)(xue)生(sheng)命科學(xue)(xue)學(xue)(xue)院(yuan)神(shen)經(jing)生(sheng)物學(xue)(xue)系副教(jiao)授姬生(sheng)健課題組在RNA修飾(shi)調控神(shen)經(jing)系統發育、功能和衰老的作用(yong)領(ling)域取得一(yi)系列進展(zhan)，相關(guan)成果分別發表在學(xue)(xue)術期刊 PLOS Biology、Development、Aging Cell 上。

　　研究(jiu)成果包括：1.m?閱讀器 Ybx1 通(tong)過促進祖細(xi)胞(bao)周期進程，調控(kong)胚胎大腦皮層神經(jing)發(fa)生。2.Ybx1 通(tong)過調控(kong)軸(zhou)(zhou)突(tu)中(zhong)的局部翻譯從而控(kong)制軸(zhou)(zhou)突(tu)生長(chang)。3.Ythdf2 缺(que)失可(ke)保(bao)護衰老(lao)視網(wang)膜(mo)免受視網(wang)膜(mo)神經(jing)節細(xi)胞(bao)樹突(tu)萎縮及視力(li)下降的影響。

黃安誠團隊成功實現抗HIV活性分子雷公藤福定異源生物合成

　　南方科技大學生命科學學院副教授黃安誠課題組在(zai)國際期刊Nature Communications 發表題為(wei)“Divergent multifunctional P450s-empowered biosynthesis of bioactive tripterifordin and cryptic atiserenoids in Aconitum implies convergent evolution”的研究論文。

　　研究(jiu)揭示了雷(lei)公藤(teng)(teng)福定(ding)生(sheng)(sheng)(sheng)物合成在毛茛科黃(huang)花烏(wu)頭(tou)與衛矛科雷(lei)公藤(teng)(teng)植物中的趨(qu)同進化(hua)以及烏(wu)頭(tou)屬二萜的化(hua)感作用及其(qi)作為植物生(sheng)(sheng)(sheng)長調(diao)節劑的開發(fa)應(ying)用潛力(li)，為烏(wu)頭(tou)屬植物復雜(za)結構二萜生(sheng)(sheng)(sheng)物堿的下游(you)生(sheng)(sheng)(sheng)物合成通路解(jie)析奠定(ding)了基礎。

侯圣陶課題組研究發現長期40 Hz光閃爍可顯著提升空間學習能力

　　南方科技大學(xue)生命科學(xue)學(xue)院侯(hou)圣(sheng)陶教授團隊在(zai)神(shen)經(jing)科學(xue)領域(yu)取得重要突(tu)破，揭(jie)示了40 Hz節律性光閃(shan)爍通(tong)過激(ji)活海(hai)馬(ma)DG區PV中(zhong)間(jian)神(shen)經(jing)元，促進神(shen)經(jing)發生并改善空間(jian)學(xue)習能力的(de)機(ji)制(zhi)。相關研究成果以“Parvalbumin Interneuron-dependent Hippocampal Neurogenesis Evoked by Prolonged Rhythmic Light Flicker”為題，發表于國際期(qi)刊 Advanced Science。

　　這項研究表明，長(chang)期40 Hz光(guang)閃(shan)爍可以(yi)激活海馬DG中(zhong)的(de)PV中(zhong)間神(shen)經元，并通過(guo)增強 GABA 能(neng)(neng)信號對分裂后神(shen)經元突觸整合的(de)支持作用，促(cu)進(jin)神(shen)經發生。此外，40 Hz光(guang)閃(shan)爍不會引發壓力和焦慮水平的(de)改(gai)變，并能(neng)(neng)顯著改(gai)善小鼠空間學習(xi)能(neng)(neng)力。未(wei)來(lai)該技術有(you)望成為(wei)治療人類神(shen)經系統疾病的(de)潛在臨床療法。

張福才團隊在寬光譜衍射成像研究中取得新進展

　　南方科(ke)技大學電子與電氣工程系(xi)副教授張福(fu)才課題組提出了一種適用于色(se)散樣品的超寬帶無透鏡(jing)衍射成(cheng)像(xiang)方法(Ultra-broadband ptychography)。相(xiang)關成(cheng)果以“Ultra-broadband ptychography for dispersive samples”為(wei)題發表在Nature Communications上。

　　針對寬(kuan)譜(pu)照明(ming)下(xia)的(de)無(wu)透鏡成像問題，研(yan)究團隊(dui)提出(chu)了一種(zhong)適(shi)用于色散樣本的(de)超寬(kuan)帶成像方法(fa)，解決了當前寬(kuan)帶魯(lu)棒算法(fa)中的(de)核(he)心挑(tiao)戰之一。該方法(fa)將結(jie)(jie)構照明(ming)與團隊(dui)所提出(chu)的(de)Joint Deconvolution算法(fa)相(xiang)結(jie)(jie)合，實現了色散樣品的(de)高(gao)分辨率、高(gao)保真度定量相(xiang)位恢復，而(er)無(wu)需任何單(dan)色器的(de)濾波。

閆凱歌團隊為III型糖原累積癥研究提供新見解

　　南方科技大學(xue)生命科學(xue)學(xue)院化學(xue)生物學(xue)系助理教授閆凱歌團隊(dui)在(zai)Nature Communications期刊發(fa)表了(le)題(ti)為(wei)“Molecular Architecture and Catalytic Mechanism of Human Glycogen Debranching Enzyme”的(de)研究成(cheng)果。研究團隊(dui)利用冷凍(dong)電鏡三維(wei)重構(gou)技術，解(jie)析了(le)糖(tang)原去分(fen)(fen)支酶(mei)(GDE)的(de)蛋白結構(gou)，揭示了(le)其底(di)物結合機制，為(wei)理解(jie)III型糖(tang)原累積癥(GSD III)的(de)病理機制提供(gong)了(le)重要的(de)分(fen)(fen)子基礎(chu)。

　　在本研究(jiu)中，研究(jiu)團(tuan)隊(dui)成功解析了GDE的高分辨率冷凍電鏡結(jie)(jie)構，揭(jie)示(shi)了GDE中不同(tong)催化結(jie)(jie)構域(yu)的相互作用及相對(dui)位置(zhi)。結(jie)(jie)合分子模(mo)擬實驗，研究(jiu)團(tuan)隊(dui)深入分析了GDE如何選擇性(xing)識別糖原并將其有效轉移至(zhi)GT結(jie)(jie)構域(yu)催化區域(yu)。通過對(dui)已知GSD III患者(zhe)突變的了解和(he)對(dui)GDE結(jie)(jie)構的深入研究(jiu)，研究(jiu)團(tuan)隊(dui)還通過結(jie)(jie)構生(sheng)物學和(he)生(sheng)化分析手段(duan)，為揭(jie)示(shi)GSD III復雜性(xing)提供分子層面解釋。

高振團隊首次實現三維光學拓撲絕緣體中的狄拉克渦旋態

　　南(nan)方(fang)科技大學(xue)電(dian)子與電(dian)氣工程系高振副教(jiao)授課(ke)題(ti)組首(shou)次在三(san)維(wei)光(guang)學(xue)拓(tuo)撲絕緣體(ti)中實驗觀測到(dao)拓(tuo)撲狄拉克(ke)渦旋傳輸態(tai)。相關成(cheng)果以“Topological Dirac-vortex modes in a three dimensional photonic topological insulator”為題(ti)發表在 Nature Communications 上。

　　研(yan)究團隊的(de)工作不僅(jin)將光(guang)學拓(tuo)撲狄(di)拉克渦旋態從二維擴(kuo)展到(dao)三(san)維，還為探索由三(san)維拓(tuo)撲光(guang)子晶(jing)體中的(de)拓(tuo)撲晶(jing)格缺陷所(suo)催生(sheng)的(de)新穎物(wu)理現象和實際應用提(ti)供了一(yi)個(ge)理想的(de)平臺。