科研动态 | 南科大近期科研情况速递
盛夏时节
阳光灿烂，耀眼夺目
阳光下南科大的科技工作者们砥砺前行
不断探索，不断创新
让南科大的科研成果熠熠生辉
近期南科大高水平学术成果
在多个方面取得重要进展
一起来看看吧
南科大近期科研成果速览
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在Nature上发文阐述核孔复合物转运核糖体前体的分子机制
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在Nature发表有关高熵合金纳米颗粒合成与生长机理的研究成果
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在Science发文揭秘可变形生物矿物硬组织耐疲劳机制
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自主研发的海洋地震-电磁一体化探测技术及设备“OBSEM-V1”顺利完成海洋试验
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多个高难度天然产物首次全合成
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近四十年陆地风速频率的变化及其对风力发电潜力的影响
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揭示全球地幔过渡带结构和物质成分
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在自旋波电子学物理基础研究方面取得系列进展
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首次揭示阻塞原子绝缘体的电子结构
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在软件安全、测试和修复领域取得重要进展
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报道全新巯基亚硝基化蛋白组学研究方法
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揭示我国戈壁地区草地恢复机制
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在微腔中的能量传递研究方面取得重要进展
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收入对幸福感因果影响的研究成果
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发表多源数据同化改进亚洲地区臭氧模拟
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一种基于一维纳米材料组装体的太阳光辐射调控智能窗户
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发现糖尿病等代谢性疾病促进癌症发生的重要机制
*以上排序按照新闻发布顺序排列
隋森芳院士团队在Nature上发文阐述核孔复合物转运核糖体前体的分子机制
南方科技大学生命科学学院、冷冻电镜中心隋森芳院士团队在国际顶尖期刊Nature上发表了题为“Nuclear export of the pre-60S particles through nuclear pore complex”的最新研究成果，该成果解析了处于核孔复合物（NPC）孔道内核糖体前体（pre-60S）的高分辨结构，展示了pre-60S通过NPC孔道过程中的构象和组成变化，阐述了NPC协助pre-60S进行出核转运的分子机制，为进一步理解NPC转运生物大分子的生理功能提供了重要的理论依据。
这些研究结果为进一步完善核糖体的加工成熟、深入理解NPC核质转运的强大生理功能提供了坚实的结构基础，对核糖体和NPC两大热点、难点领域的交叉研究具有重大的促进作用，同时对理解相关疾病的发病机制以及研发相应的治疗方案和特异性药物也具有重要意义。
林君浩团队合作在Nature发表有关高熵合金纳米颗粒合成与生长机理的研究成果
南方科技大学物理系、粤港澳大湾区量子科学中心林君浩副教授课题组与武汉大学化学与分子科学学院付磊教授课题组、电气与自动化学院郭宇铮教授课题组合作，在高熵合金纳米颗粒（HEA NPs）的合成与生长机理研究方面取得突破性进展。相关研究成果以“液态金属合成高熵合金纳米颗粒（Liquid metal for high-entropy alloy nanoparticlessynthesis）”为题发表在国际顶级期刊《自然》（nature）上。
高熵合金的合成一般需要高温淬火等苛刻的实验条件。为了克服这个问题，武汉大学付磊和曾梦琪教授团队发展了一种全新的液态金属辅助高熵合金纳米颗粒合成方法，能在较温和的实验条件下获得多种元素均匀互溶的高熵合金纳米颗粒。付磊课题组、林君浩课题组和郭宇铮课题组分别通过原位同步辐射、原位环境球差电镜和理论计算研究了其生长机理。
俞书宏院士团队在Science发文 揭秘可变形生物矿物硬组织耐疲劳机制
南方科技大学材料科学与工程系/化学系、创新材料研究院讲席教授俞书宏院士团队在国际顶尖学术期刊Science发表了题为“Deformable hard tissue with high fatigue resistance in the hinge of bivalve Cristaria plicata”的最新研究成果，该成果成功揭示了双壳纲褶纹冠蚌铰链内的可变形生物矿物硬组织的耐疲劳机制，提出了一种多尺度结构设计与成分固有特性相结合的耐疲劳设计新策略，为未来耐疲劳结构材料的合理创制发展提供了新的见解。
这项研究揭示了含脆性基元的生物矿物材料在较大形变下的耐疲劳设计新机制，填补了国际上含脆性组元的仿生耐疲劳材料设计的空白，所提出的整合跨尺度结构特征与功能特性的设计策略，能够在不同尺度上充分发挥每种成分的固有特性，从而实现材料整体性能的优化。这种兼顾变形性和耐疲劳性的跨尺度设计原则有望为未来功能材料的仿生设计和创制提供了崭新思路。
南科大地空系自主研发的海洋地震-电磁一体化探测技术及设备“OBSEM-V1”顺利完成海洋试验
2023年6月，南科大海洋地震-电磁探测系统研发团队在南海北部珠江口海域开展海上试验，凭借最新研制的地震-电磁一体化探测系统和地震-电磁联合反演软件，率先成功完成4个测点地震-电磁一体化数据采集。
经过三年的潜心攻关，我校地球与空间科学系主任陈晓非院士、何展翔研究教授带领海洋地震-电磁探测系统研发团队，研制出地震-电磁一体化探测系统和地震-电磁联合反演软件，可为深海目标提供“B超+CT”联合的多参数探测。与传统海洋勘探方法相比，一次性探测获得的数据和效率均提高了2.5倍，能够有效识别含油气目标，消除非唯一性和多解性，为今后海洋资源和海洋科学研究提供了新的方法技术。
李闯创课题组连续发布三篇文章报道多个高难度天然产物首次全合成
近日，南方科技大学化学系教授李闯创课题组在国际顶级化学期刊Journal of the American Chemical Society（简称JACS）上，连续发表三篇Communication论文，报道了多个高难度天然产物在世界范围内的首次全合成，其关键策略均为独特的[5+2]环加成反应。
课题组一直致力于活性天然产物全合成，发展了独特的[5+2]反应，首次全合成生物碱DaNB，首次全合成生物碱Daphgraciline，首次全合成甾体Bufogargarizins。课题组首创的新型[5+2]反应具有独特性、普适性、实用性（Acc. Chem. Res. 2020, 53,703），以该反应作为关键策略，此前已成功应用于多个挑战性极高的活性天然产物全合成中。
南科大学子赵雅楠发文探讨了近四十年陆地风速频率的变化及其对风力发电潜力的影响
南方科技大学环境科学与工程学院副教授曾振中团队2020级本科生赵雅楠以第一作者身份在环境科学与生态学领域的国际知名期刊Environmental Research Letters上发表论文。该论文题为“Global assessment of spatiotemporal changes of frequency of terrestrial wind speed”，深入探讨了近四十年陆地风速频率的变化及其对风力发电潜力的影响。
本研究通过构建数学模型来探究有效发电风速的时空变化。基于1981-2021年间全球1511个气象站点的风速数据，依据风力发电的有效风速以及风速的百分位数得到的分段标准，把风速按大小分为九个区间，并分析这些区间风速的频率变化。该研究揭示了陆地平均风速显著提升背景下，风速频率的时空变化及其对风力发电的影响。这项研究凸显了风速频率变化研究的重要性，旨在为风能开发提供参考。
俞春泉课题组揭示全球地幔过渡带结构和物质成分
南方科技大学地球与空间科学系副教授俞春泉与合作者在全球地幔过渡带结构和物质成分方面取得重要研究进展，相关成果以“Seismic evidence for global basalt accumulation in the mantle transition zone”为题在Science Advances期刊发表。
长久以来，学界一直在争论地幔内部是否存在物质成分的径向分层，以及是否或者如何影响地幔对流的模式和尺度。俞春泉及其合作者分析了分布于全球的大量SS和PP前驱波观测数据，利用最新发展的台阵处理技术有效压制了干扰震相和随机噪声并大大拓展了数据可用范围，在此基础上通过振幅AVO分析方法获得了地幔过渡带上下边界处的速度和密度跳跃值，进一步结合矿物物理热动力学模拟约束了界面处的物质成分。研究结果表明，地幔过渡带中富集玄武岩成分并且在过渡带底部达到峰值。
量子研究院在自旋波电子学物理基础研究方面取得系列进展
南方科技大学量子科学与工程研究院陈济雷助理研究员带领的自旋波量子计算团队长期致力于自旋波电子学（磁子学）的研究，近期两篇相关研究工作发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)，一篇于近发表在《物理评论X》(Physical Review X)。
发表在Physical Review Letters的“Nonlocal Detection of Interlayer Three-Magnon Coupling”（层间三磁子耦合的非局域探测）工作利用自旋波的非线性效应将一个磁子分裂成具有一半能量和相反动量的两个磁子。发表在Physical Review Letters的“Long-Distance Coherent Propagation of High-Velocity Antiferromagnetic Spin Waves”（高速反铁磁自旋波的长距离相干传播）则聚焦在单晶赤铁矿（α-Fe2O3）材料中实现的反铁磁自旋波的相干激发和探测。发表在Physical Review X的“Observation of Spin-Wave Moiré Edge and Cavity Modes in Twisted Magnetic Lattices”（魔角磁晶体中观测自旋波摩尔边缘态与腔态）工作首次在实验中观测到磁子在纳米尺度摩尔晶体中的边缘态（传播性）与腔态（局域性）。
物理系刘畅课题组首次揭示阻塞原子绝缘体的电子结构
南方科技大学物理系副教授刘畅课题组与南方科技大学物理系副教授赵悦、刘奇航课题组合作，在阻塞原子绝缘体电子结构研究中取得进展，相关成果以“Spectroscopic signature of obstructed surface states in SrIn2P2” 为题发表在期刊《自然·通讯》(Nature Communications) 上。
该工作首次揭示了阻塞原子绝缘体的电子结构，并发现了实空间局域的表面电子态，对未来阻塞原子绝缘体的进一步研究和新的表面催化剂开发具有指导意义。
计算机系软件工程研究团队在软件安全、测试和修复领域取得重要进展
南科大计算机系软件工程研究团队在软件安全、测试和修复领域取得重要进展，数篇论文被国际软件工程大会旗舰会议ICSE 2023（CCF A类会议）接收。我校计算机系刘烨庞、张煜群、陈馨慧三位老师带领多位同学参加会议，为被录用的有关软件安全、测试和修复等领域的多篇论文进行宣讲。
刘烨庞老师指导的研究，针对机器学习模型在剪枝（pruning）和量化（quantization）产生的bug（Model Optimization Bug, MOB）系统性地进行归类和分析的工作，归纳出了4种错误症状和5种根本原因。张煜群老师在模糊测试领域、微服务测试和污点分析领域发表4篇文章，围绕针对目前主流的混合模糊测试技术、模糊测试器JITfuzz、基于系统Trace数据提取和异常相关特征及非侵入式的污点分析工具MirrorTaint等主题进行分析研究。陈馨慧老师指导研究利用自动程序修复（Automated Program Repair）技术修复大语言模型（Large Language Models）生成错误代码的可行性，发现Codex-edit模式在修复bug上比同类模式有着更好的效果，并建议未来的APR技术研究重点应该工设计修复模式转向使用程序合成/程序语义为基础的方法。
王鹏程团队报道全新巯基亚硝基化蛋白组学研究方法
南方科技大学前沿生物技术研究院教授王鹏程团队在Nature Communications杂志发表题为“FAT-switch-based quantitative
S-nitrosoproteomics reveals a key role of GSNOR1 in regulating ER functions”的研究论文，报道了新的巯基亚硝基化（S-nitrosylation）蛋白质组学研究方法，首次实现植物巯基亚硝基化修饰组的高精度定量检测，并发现巯基亚硝基化在内质网胁迫调控过程中的核心作用。
团队开发了一种氟亲和标签置换（Fluorous affinity tagSwitch，FAT-switch）的化学蛋白质组学方法，用于富集和检测巯基亚硝基化肽段。与传统的生物素置换（Biotin-switch）相比，灵敏度和肽段鉴定效率分别增加约7.4和10倍。FAT-switch方法是目前已报道的最高效的S-亚硝基化蛋白组学方法，并首次实现了植物S-亚硝基化修饰组的高精度定量检测。
郑一课题组利用深度学习揭示我国戈壁地区草地恢复机制
南方科技大学环境科学与工程学院教授郑一团队在地球科学领域顶级期刊Geophysical Research Letters发表“Ecological Flow Management Identified as Leading Driver of Grassland Greening in the Gobi Desert Using Deep Learning”一文，将深度学习方法创新性地用于草地演化预测，并揭示Earth Greening（全球变绿）在内陆干旱区的新机制。
本研究以2001-2015年生长季获取的Landsat-7 ETM+图像为数据源进行草地覆盖度遥感解译。利用HEIFLOW生态水文模型和RIEMS区域气候模式提供的驱动数据，构建卷积长短时记忆神经网络（ConvLSTM）深度学习模型，实现对黑河流域（我国第二大内陆河流域）下游戈壁地区草地盖度的时空动态预测。本研究定量揭示了生态流量管理和跨界水文影响的内陆干旱区草地恢复机制，扩展了对全球绿化的认知，也展示了基于大数据的人工智能在生态水文学研究中的巨大潜力，成果对于干旱区植被恢复、水资源管理等具有重要意义。
Georg Engelhardt合作在微腔中的能量传递研究方面取得重要进展
南科大量子科学与工程研究院助理研究员Georg Engelhardt和麻省理工学院教授Jianshu Cao在微腔中的能量传递研究方面取得新的进展。研究团队在理论上通过考虑在热动力学极限下的无序多重Tavis-Cummings 模型，解释了微腔中能量快速传输的原因。相关研究成果于5月24日以“Polariton Localization and Dispersion Properties of Disordered Quantum Emitters in Multimode Microcavities”为题发表在国际知名学术期刊Phys. Rev. Lett. 上。
在本研究中，研究团队在极化激元的理论描述中迈出了关键一步，他们在没有过于简化光场的情况下，找到了极化激元动力学的精确解，解释了在什么条件下极化激元可以快速传输并传输得很远。进一步揭示了极化激元中的光子贡献如何帮助克服能量的局域性。一般的，在没有微腔的情况下，当系统中的无序度增加时，能量更多地被困在分子中；相反，开发新的理论研究表明，微腔中更多的无序度甚至可以帮助加速能量流动。因此，这些详细的理论发现将有助于指导未来新型极化激元技术的设计。
叶茂亮合作在PNAS发表收入对幸福感因果影响的研究成果
南方科技大学商学院应用经济学系副教授叶茂亮以第一作者身份与浙江大学教授张俊森、斯坦福大学教授李宏彬合作撰写的论文“Twins, income, and happiness: Evidence from China”在美国科学院院刊（PNAS）发表。
该文估计的收入影响远高于文献的传统估计值：将收入翻倍使得四分制的幸福感平均提高0.26分（相当于0.37个标准差），或使得“常常有快乐情绪”的可能性增加16.3个百分点。收入的影响在男性和中年群体中更为明显。此结论在政策含义上强调了收入保障对维持生活质量和提升个人福利的核心支撑作用，对快速变化的发展和转型社会具有重要启示；在方法论上则提醒研究社会经济因素对幸福感的影响时需要全面考虑各类因素可能造成的估计偏差。
朱雷课题组发表多源数据同化改进亚洲地区臭氧模拟相关研究成果
南方科技大学环境科学与工程学院助理教授朱雷课题组在大气科学领域著名期刊Atmospheric Chemistry and Physics发表了题为“Improving ozone simulations in Asia via multisource data assimilation: results from an observing system simulation experiment with GEMS geostationary satellite observations”的最新研究成果。
本研究基于观测系统模拟实验（OSSE）方法，应用了两个独立大气化学传输模式（GEOS-Chem和WRF-Chem）和卡尔曼滤波同化方法，针对同化的观测数据（GEMS、LEO卫星和地面观测）和同化步长（1 h和3 h）设计了多组敏感性试验，定量评估了多源观测数据同化对夏季近地面和对流层臭氧模拟的影响。这项研究综合评估了应用GEMS观测数据的多源观测数据同化对亚洲地区夏季近地面和对流层臭氧模拟的改进作用，能够为今后亚洲地区臭氧模拟研究提供重要参考。
俞书宏院士团队报道了一种基于一维纳米材料组装体的太阳光辐射调控智能窗户
南方科技大学创新材料研究院、材料科学与工程系/化学系讲席教授、俞书宏院士团队报道了一种基于一维功能纳米基元组装体的智能窗户制备新策略，可实现对不同波段太阳光辐射的动态调控，相关论文以“Nanowire-based smart windows combining electro- and thermochromics for dynamic regulation of solar radiation”为题发表在Nature Communications上。
这项研究提出了一种基于多组分功能纳米基元的共组装策略实现了可用于太阳光谱调控智能窗户的快速构筑，通过调制多类型材料的组分和结构显著改善窗户的光学性能。这种共组装策略具有操作简便且易于大规模制备的优势，为今后新型电致变色和热致变色智能窗户的设计、制备和应用提供新的解决方案。
生命科学学院饶枫课题组发现糖尿病等代谢性疾病促进癌症发生的重要机制
南方科技大学生命科学学院副教授饶枫课题组联合天津医科大学基础医学院教授赵丽团队与北京生命科学研究所王凤超团队在Molecular Cell上发表了题为“Glucose-induced CRL4COP1-p53 axis amplifies glycometabolism to drive tumorigenesis”的研究论文。
该研究阐释了糖尿病等代谢性疾病促癌的重要机制：肿瘤细胞通过CRL4COP1-p53信号轴感知环境葡萄糖丰度，动态调整p53蛋白水平，进而反馈增强葡萄糖吸收和糖酵解，同时该正反馈循环可固化瓦博格效应导致癌症发生。这是饶枫课题组继2020年报道IP6调控CRL泛素连接酶活性的组装机制并筛选靶向IP6合成的CRL活性抑制剂 、2021年报道CRL4COP1-ETV5蛋白降解通路参与胰岛β细胞葡萄糖感知和胰岛素分泌的功能之后，在CRL E3泛素连接酶研究领域再次取得的重要成果。
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