科大資訊|近期科研成果速覽（上）

本期目錄

1.中國科大揭示Lon蛋白酶在單個蛋白水解位點對底物進行持續(xù)切割

2.中國科大精確測量中子電磁結(jié)構(gòu)，成果作為封面文章發(fā)表《自然物理》

3.中國科大實現(xiàn)深亞波長電磁場的局域和檢測

4.中國科大在解析本能防御行為的神經(jīng)環(huán)路方面取得新進展

5.中國科大首次實現(xiàn)超越No-go定理的超輻射相變模擬

6.中國科大在地球和行星早期揮發(fā)性元素增生和演化方面取得重要進展

7.中國科大揭示銥基鈣鈦礦在酸性水氧化反應(yīng)中的活性層結(jié)構(gòu)演化

8.中國科大合作團隊提出空間等離子體中合聲波掃頻機制新模型

9.中國科大研制了丙烯空氣環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷高選擇性催化劑

10.中國科大合作團隊發(fā)現(xiàn)神經(jīng)調(diào)控囊泡分泌與代謝穩(wěn)態(tài)的GPCR通路新信使IP₇

01

中國科大揭示Lon蛋白酶在單個蛋白水解位點對底物進行持續(xù)切割

2021年11月10日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張凱銘研究組和臺北中央研究院張崇毅研究組再次合作在Sciences Advances雜志發(fā)表文章。論文解析了Lon復(fù)合體和水解底物的結(jié)合結(jié)構(gòu)，揭示了Lon蛋白水解的作用機制。

圖：Lon的蛋白水解機制。a.MtaLonA的2.4-冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。b.位于蛋白水解活性位點上的底物多肽冷凍電鏡密度（洋紅色）。

斯坦福大學(xué)Wah Chiu院士為該研究工作提供了寶貴意見。本研究獲得了Stanford-SLAC電鏡平臺、臺北中央研究院電鏡平臺和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)細胞動力學(xué)教育部重點實驗室及冷凍電鏡平臺的大力支持。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)為該工作的第一完成單位，生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部李珊珊副研究員和臺北中央研究院博士后謝侃言為共同第一作者。張凱銘、張崇毅研究員為共同通訊作者。

原文鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/doi/10.1126/sciadv.abj9537

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77509.htm

02

中國科大精確測量中子電磁結(jié)構(gòu)，成果作為封面文章發(fā)表《自然物理》

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)與德國美因茨亥姆霍茲研究所和華南師范大學(xué)等單位組成的聯(lián)合研究團隊，對類時空間中子的電磁結(jié)構(gòu)進行了精確的測量，實驗結(jié)果解決了長期存在的光子-核子耦合問題，還觀測到中子電磁形狀因子隨質(zhì)心能量變化的周期性振蕩結(jié)構(gòu)。該結(jié)果于2021年11月8日作為封面文章發(fā)表在《自然·物理》雜志（Nature Physics 17, 1200–1204 (2021)）。

該研究工作中科大團隊發(fā)揮了領(lǐng)導(dǎo)作用，黃光順教授和鄢文標副教授與高能所的胡海明研究員共同提出實驗計劃并成功完成取數(shù)，周小蓉副教授主導(dǎo)了該過程的實驗分析工作，李佩蓮博士和彭海平對反中子在飛行時間探測器的重建做出重要貢獻，實驗得到趙政國教授的支持。該研究受到國家自然科學(xué)基金委、國家科技部、中科院項目資助。

新聞評論：

https://網(wǎng)址未加載/10.1038/s41567-021-01349-2

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77508.htm

03

中國科大實現(xiàn)深亞波長電磁場的局域和檢測

我校郭光燦院士團隊在納米尺度量子傳感研究中取得重要進展。該團隊孫方穩(wěn)教授課題組將量子傳感技術(shù)與光學(xué)超分辨成像技術(shù)相結(jié)合，研究納米尺度電磁場的超小局域和高精度探測，實驗實現(xiàn)了百萬分之一波長尺度電磁場局域�；�于該發(fā)現(xiàn)，進一步將局域電磁場能量和與物質(zhì)相互作用強度分別提升了8個和4個量級。該成果于11月4日發(fā)表在國際知名期刊《自然·通訊》上。

圖：納米線-蝴蝶結(jié)天線結(jié)構(gòu)對自由空間電磁場的局域和增強。

文章第一作者為中科院量子信息重點實驗室副研究員陳向東博士，通訊作者為孫方穩(wěn)教授。該工作得到了科技部、基金委、中國科學(xué)院和安徽省的資助。

論文鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41467-021-26662-5

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77405.htm

04

中國科大在解析本能防御行為的神經(jīng)環(huán)路方面取得新進展

11月4日，中國科大生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部及第一附屬醫(yī)院熊偉教授課題組在Nature Communications期刊發(fā)表研究論文，揭示了耳蝸核-腦橋尾側(cè)網(wǎng)狀核-脊髓運動神經(jīng)元這條神經(jīng)環(huán)路在調(diào)控驚跳反射行為中的重要作用。

圖：聲音刺激誘發(fā)驚跳反射時，小鼠RtTg內(nèi)谷氨酸能神經(jīng)元被激活

熊偉教授課題組郭薇薇博士和范思佳博士為本文共同第一作者，熊偉教授為通訊作者。研究過程中，我校薛天團隊、周逸峰團隊以及北京大學(xué)李毓龍團隊給予了協(xié)作與支持。該研究得到了基金委、科技部、中科院和中國科大的大力支持。

文章鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41467-021-26723-9

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1055/77370.htm

05

中國科大首次實現(xiàn)超越No-go定理的超輻射相變模擬

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國科學(xué)院微觀磁共振重點實驗室彭新華研究組和華中科技大學(xué)呂新友教授合作，在超輻射相變量子模擬的實驗研究中取得重要進展。該合作研究組通過引入反壓縮操作，借助于高精度的量子控制技術(shù)，首次成功地在核磁共振量子模擬器上實驗實現(xiàn)了超越No-go定理的平衡態(tài)超輻射相變，推動了量子相變理論和量子模擬領(lǐng)域的發(fā)展，為量子精密測量提供了新的途徑。相關(guān)研究成果于11月1日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上[Nat. Commun. 12, 6281 (2021)]。

圖 ：(a)自旋體系到Rabi模型的對應(yīng)方案。(b)包含矢勢平方項和反壓縮項的Rabi模型相變示意圖。

中國科學(xué)院微觀磁共振重點實驗室博士研究生陳希（已畢業(yè)）和吳澤為該文共同第一作者，彭新華教授和呂新友教授為該文共同通訊作者。該研究得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委和安徽省的資助。

論文鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41467-021-26573-5

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77406.htm

06

中國科大在地球和行星早期揮發(fā)性元素增生和演化方面取得重要進展

我校地球和空間科學(xué)學(xué)院吳忠慶教授課題組2019年博士畢業(yè)生王文忠博士（現(xiàn)為英國倫敦大學(xué)學(xué)院和美國卡耐基科學(xué)研究所聯(lián)合博士后）與李春輝博士（前中科大特任副研究員，現(xiàn)為成都理工大學(xué)副研究員）合作，通過第一性原理計算，發(fā)現(xiàn)在太陽星云環(huán)境下，行星增生早期星胚（部分）熔融和揮發(fā)過程是地球貧揮發(fā)性元素的主因，為研究類地行星揮發(fā)性物質(zhì)增生和演化提供重要啟示。

圖：早期星胚熔融揮發(fā)和月球形成過程中硫揮發(fā)導(dǎo)致的硫同位素效應(yīng)。

該項研究成果發(fā)表在國際著名期刊Nature Geoscience上，第一作者為王文忠博士，通訊作者為王文忠博士和李春輝博士，中國科大為論文第一單位。合作者包括美國內(nèi)華達大學(xué)拉斯維加斯分校黃士春教授和李敏博士、英國倫敦大學(xué)學(xué)院John Brodholt教授、美國卡耐基科學(xué)研究所Michael Walter教授、中國科大黃方教授和中國地質(zhì)大學(xué)（北京）王水炯教授。該項研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、中國自然科學(xué)基金委、中央高�；�本科研專項資金、美國自然科學(xué)基金委、UCL-Carnegie Postdoctoral Scholarship的支持，部分理論計算在中國科大超算中心完成。

論文鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41561-021-00838-6

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77358.htm

07

中國科大揭示銥基鈣鈦礦在酸性水氧化反應(yīng)中的活性層結(jié)構(gòu)演化

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室閆文盛教授課題組和美國威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校金松教授課題組合作，通過液相煅燒和強酸預(yù)處理成功合成出1 nm IrO_x顆粒組裝的活性層均勻錨定在9R-BaIrO₃表面，結(jié)合同步輻射吸收譜、光電子能譜與掃描透射電鏡聯(lián)用，成功系統(tǒng)性的揭示了研發(fā)的高活性9R-BaIrO₃酸性水氧化電催化劑的表面活性層結(jié)構(gòu)及其演變過程。相關(guān)研究成果于10月25日發(fā)表在《美國化學(xué)會志》雜志 。

圖：1 nm IrO_x顆粒均勻錨定在9R-BaIrO₃表面的HADDF-STEM圖（左）及其水氧化示意圖（右）

論文共同第一作者是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李娜博士后和已畢業(yè)博士生蔡亮。該項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金，合肥大科學(xué)中心高端用戶培訓(xùn)基金和中國博士后科學(xué)基金等專項經(jīng)費資助，也得到了合肥國家同步輻射實驗室、上海和北京同步輻射裝置測試機時的支持。

論文鏈接：

https://pubs.網(wǎng)址未加載/doi/10.1021/jacs.1c04087

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77324.htm

08

中國科大合作團隊提出空間等離子體中合聲波掃頻機制新模型

中國科大地球和空間科學(xué)學(xué)院陶鑫教授聯(lián)合意大利ENEA研究所Fulvio Zonca教授，浙江大學(xué)陳騮教授聯(lián)合提出空間等離子體中合聲波的新激發(fā)理論模型--TaRA模型。該結(jié)果發(fā)表在空間物理專業(yè)雜志《Journal of Geophysical Research – Space Physics》上，并被推薦為美國地球物理學(xué)會研究亮點。

圖：衛(wèi)星觀測到的合聲波頻譜所展現(xiàn)出的掃頻結(jié)構(gòu)

該文第一及通迅作者為陶鑫教授。研究受到自然科學(xué)基金重點項目，面上項目，中科院行星先導(dǎo)專項，以及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)重要方向項目培育基金的支持。美國地球物理學(xué)會進行了報道。

論文鏈接：

https://agupubs.onlinelibrary.網(wǎng)址未加載/doi/full/10.1029/2021JA029585

AGU報道鏈接：

https://網(wǎng)址未加載/research-spotlights/unifying-models-of-chorus-wave-frequency-chirping

新聞鏈接：

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77325.htm

09

中國科大研制了丙烯空氣環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷高選擇性催化劑

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心/化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院黃偉新教授和武漢大學(xué)顧向奎研究員合作研究，發(fā)現(xiàn)小尺寸Cu₂O立方體納米晶在丙烯空氣環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷反應(yīng)中表現(xiàn)出高選擇性，并明確了其Cu₂O{110}邊位是催化活性位和理解了催化反應(yīng)機理。研究成果發(fā)表在Nat. Commun.2021, 12,5921。

文章第一作者是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士研究生熊偉，共同第一作者是武漢大學(xué)顧向奎研究員。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、教育部、武漢大學(xué)等的支持。

論文鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s41467-021-26257-0

新聞鏈接；

http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77326.htm

10

中國科大合作團隊發(fā)現(xiàn)神經(jīng)調(diào)控囊泡分泌與代謝穩(wěn)態(tài)的GPCR通路新信使IP₇

我校細胞動力學(xué)教育部重點實驗室王朝團隊與南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院饒楓團隊合作，在Nature Metabolism在線發(fā)表研究論文。報道了一個新的GPCR信使：IP₇，以及其感應(yīng)副交感神經(jīng)信號刺激胰島素分泌的功能和分子機制。

圖: 5-IP7與Ca²⁺作為乙酰膽堿受體GPCR通路下游的“共發(fā)”信使(coincident messenger)刺激胰島素囊泡釋放的作用模式圖。

南方科技大學(xué)饒楓課題組博士生張曉哲，博士生李娜、碩士生張雋、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王朝課題組博士生張彥申、以及饒楓課題組科研助理楊曉麗為本論文的共同第一作者。王朝教授和饒楓教授為本文的共同通訊作者。該研究獲得了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)細胞動力學(xué)教育部重點實驗室、微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心、雙一流建設(shè)專項資金，及國家自然科學(xué)基金、重點研發(fā)計劃等的資助。

論文鏈接：

https://www.網(wǎng)址未加載/articles/s42255-021-00468-7

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http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77128.htm

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來源：中國科大新聞網(wǎng)、中國科大出版社

本期編輯：韓雪梅