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(fā)育圖譜

　　南方科技大學醫(yī)學院藥理學系副教授胡宇慧科研團隊與華大生命科學研究院合作構建果蠅三維時空單細胞多組學發(fā)育圖譜。相關研究成果以“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。

　　這項研究生成的果蠅單細胞時空多組學圖譜Flysta3D-v2為果蠅發(fā)育研究領域提供了豐富的數(shù)據(jù)資源。通過整合單細胞空間轉錄組、單細胞轉錄組和單細胞染色質(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)育過程中的細胞分化、組織形成和基因調(diào)控網(wǎng)絡，并為后續(xù)的多模態(tài)綜合分析提供理論與方法基礎。

　　此項發(fā)現(xiàn)不僅有助于深入了解果蠅組織發(fā)育的精細調(diào)控過程，也為研究其他組織和器官的細胞分化機制提供了重要的參考和借鑒。該研究對于深入闡釋發(fā)育過程中的分子機制以及相關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和策略提供了潛在的方向。

景志成團隊在洋島玄武巖的成因機制研究中取得進展

　　南方科技大學地球與空間科學系副教授景志成團隊聯(lián)合中國地質(zhì)大學(武漢)地球深部物質(zhì)研究團隊在全球洋島玄武巖的成因機制研究領域取得重要進展，相關成果以“Deep evolution of carbonated magmas controls ocean island basalt chemistry”為題在國際學術期刊《自然-通訊》(Nature Communications)上在線發(fā)表。

　　研究團隊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。團隊進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存在巖石圈中。

廖茂富課題組揭示植物ABCB轉運蛋白的構象動態(tài)及小分子抑制機制

　　南方科技大學生命科學學院化學生物學系講席教授廖茂富團隊在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)性解析了植物轉運蛋白 ABCB19 在類生理脂質(zhì)膜環(huán)境中的構象變化與功能機制，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輸機制提供了新視角，也為基于結構和分子機制來開發(fā)高效植物生長調(diào)控劑奠定了知識基礎。

魏志毅團隊解析神經(jīng)突觸核心結構的組裝機制

　　由南方科技大學生命科學學院神經(jīng)生物學系副教授魏志毅領銜，聯(lián)合德國海德堡大學、瑞典哥德堡大學的國際研究團隊，近日在《公共科學圖書館-生物學》(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)核心復合物 liprin-α/RIM 的組裝機制，揭示其通過“液-液相分離”動態(tài)調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)釋放進程。這項研究是魏志毅課題組在突觸活性區(qū)組裝研究的最新進展，為解開突觸組裝謎題提供了關鍵線索，也將該復合物缺陷與自閉癥、智力障礙等神經(jīng)發(fā)育疾病直接關聯(lián)，為未來靶向治療提供了新思路。

郭芷琳團隊研究揭示飲食轉變可推動可持續(xù)發(fā)展目標

　　南方科技大學環(huán)境科學與工程學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)對地下水污染的長期影響，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，助力實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。

　　該研究系統(tǒng)評估了傳統(tǒng)肉類生產(chǎn)對地下水硝酸鹽污染的影響，進一步模擬了替代蛋白策略，結果表明，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，地下水硝酸鹽濃度超標(>10 mg/L)的風險可降低約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。

宋愛民團隊在二維材料共振隧穿晶體管領域取得進展

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

　　負微分電阻是一種特殊的電學特性，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器等領域展現(xiàn)出獨特應用價值。該現(xiàn)象可通過共振隧穿晶體管等量子隧穿器件實現(xiàn)，其中隧穿結的能帶工程對特性調(diào)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

　　南方科技大學機械與能源工程系講席教授、英國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(香港大學聯(lián)合培養(yǎng))與深圳技術大學中德智能制造學院副教授劉思聰，以“Rhythm-based power allocation strategy of bionic tail-flapping for propulsion enhancement”為題，在機器人領域國際頂級期刊IEEE Transactions on Robotics發(fā)表研究成果。

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

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

　　南方科技大學電子與電氣工程系副教授Aung Ko Ko Kyaw課題組在國際能源期刊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能電池的效率和穩(wěn)定性。

　　這一技術實現(xiàn)了三重突破：首先，聚合物層有效調(diào)控鈣鈦礦結晶過程；其次，通過形成多重氫鍵錨定有機陽離子，抑制鹵素離子遷移，產(chǎn)生"分子焊接"效應；最后，顯著增強界面粘附力?；谠摬呗灾苽涞墓谲娖骷晒崿F(xiàn)了26.25%的光電轉換效率(第三方認證效率26.04%)，開路電壓達1.2V，填充因子提升至85.2%。在最大功率點跟蹤連續(xù)光照1000小時((ISOS-L-2I標準)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℃高溫加速老化測試中，鈣鈦礦薄膜下方未出現(xiàn)明顯孔隙，克服了有機陽離子逃逸導致的缺陷問題。

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

　　南方科技大學材料科學與工程系博士后張振邦及所在研究團隊研制了一種具有類珍珠母結構的仿生多孔陶瓷，可以實現(xiàn)隔熱性能和力學性能的完美結合。相關論文以“Anisotropically Thermal-Protective Porous Ceramics Enabled by Nacre-Like Framework”為題發(fā)表在國際期刊Advanced Materials上。

　　該項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)部具有獨特的層狀連續(xù)多孔結構，使其兼具較好的力學性能和隔熱性能。此外，該材料還具有各向異性的導熱性能，在有效隔熱的同時，可以避免熱量在材料外表面的局部集中。這些優(yōu)勢使得這種仿珍珠母多孔陶瓷有望作為承載-隔熱一體化材料應用于多種熱防護領域。

電子系陳樹明課題組在高性能量子點發(fā)光二極管的研究中取得新進展

　　南方科技大學電子與電氣工程系教授陳樹明團隊在高性能量子點發(fā)光二極管(QLED)的器件工程及器件物理的研究中取得新進展，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”為題發(fā)表在《科學進展》(Science Advances)和《先進材料》(Advanced Materials)上。

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

張文清團隊在AI4Materials研究領域取得系列進展

　　南方科技大學材料科學與工程系講席教授張文清團隊相繼在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。

　　研究面向復雜體系模擬的機器學習勢函數(shù)開發(fā)、高效數(shù)據(jù)集采樣方法、有機聚合物功能材料的基元化表示方法及新材料設計篩選、無機微波介質(zhì)介電性質(zhì)機器學習等AI4Materials研究領域取得一系列研究進展。

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

　　南方科技大學生命科學學院神經(jīng)生物學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域取得一系列進展，相關成果分別發(fā)表在學術期刊 PLOS Biology、Development、Aging Cell 上。

　　研究成果包括：1.m?閱讀器 Ybx1 通過促進祖細胞周期進程，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。3.Ythdf2 缺失可保護衰老視網(wǎng)膜免受視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞樹突萎縮及視力下降的影響。

黃安誠團隊成功實現(xiàn)抗HIV活性分子雷公藤福定異源生物合成

　　南方科技大學生命科學學院副教授黃安誠課題組在國際期刊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化以及烏頭屬二萜的化感作用及其作為植物生長調(diào)節(jié)劑的開發(fā)應用潛力，為烏頭屬植物復雜結構二萜生物堿的下游生物合成通路解析奠定了基礎。

侯圣陶課題組研究發(fā)現(xiàn)長期40 Hz光閃爍可顯著提升空間學習能力

　　南方科技大學生命科學學院侯圣陶教授團隊在神經(jīng)科學領域取得重要突破，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，促進神經(jīng)發(fā)生并改善空間學習能力的機制。相關研究成果以“Parvalbumin Interneuron-dependent Hippocampal Neurogenesis Evoked by Prolonged Rhythmic Light Flicker”為題，發(fā)表于國際期刊 Advanced Science。

　　這項研究表明，長期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 GABA 能信號對分裂后神經(jīng)元突觸整合的支持作用，促進神經(jīng)發(fā)生。此外，40 Hz光閃爍不會引發(fā)壓力和焦慮水平的改變，并能顯著改善小鼠空間學習能力。未來該技術有望成為治療人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的潛在臨床療法。

張福才團隊在寬光譜衍射成像研究中取得新進展

　　南方科技大學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透鏡衍射成像方法(Ultra-broadband ptychography)。相關成果以“Ultra-broadband ptychography for dispersive samples”為題發(fā)表在Nature Communications上。

　　針對寬譜照明下的無透鏡成像問題，研究團隊提出了一種適用于色散樣本的超寬帶成像方法，解決了當前寬帶魯棒算法中的核心挑戰(zhàn)之一。該方法將結構照明與團隊所提出的Joint Deconvolution算法相結合，實現(xiàn)了色散樣品的高分辨率、高保真度定量相位恢復，而無需任何單色器的濾波。

閆凱歌團隊為III型糖原累積癥研究提供新見解

　　南方科技大學生命科學學院化學生物學系助理教授閆凱歌團隊在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。研究團隊利用冷凍電鏡三維重構技術，解析了糖原去分支酶(GDE)的蛋白結構，揭示了其底物結合機制，為理解III型糖原累積癥(GSD III)的病理機制提供了重要的分子基礎。

　　在本研究中，研究團隊成功解析了GDE的高分辨率冷凍電鏡結構，揭示了GDE中不同催化結構域的相互作用及相對位置。結合分子模擬實驗，研究團隊深入分析了GDE如何選擇性識別糖原并將其有效轉移至GT結構域催化區(qū)域。通過對已知GSD III患者突變的了解和對GDE結構的深入研究，研究團隊還通過結構生物學和生化分析手段，為揭示GSD III復雜性提供分子層面解釋。

高振團隊首次實現(xiàn)三維光學拓撲絕緣體中的狄拉克渦旋態(tài)

　　南方科技大學電子與電氣工程系高振副教授課題組首次在三維光學拓撲絕緣體中實驗觀測到拓撲狄拉克渦旋傳輸態(tài)。相關成果以“Topological Dirac-vortex modes in a three dimensional photonic topological insulator”為題發(fā)表在 Nature Communications 上。

　　研究團隊的工作不僅將光學拓撲狄拉克渦旋態(tài)從二維擴展到三維，還為探索由三維拓撲光子晶體中的拓撲晶格缺陷所催生的新穎物理現(xiàn)象和實際應用提供了一個理想的平臺。