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科研快报 | 中山大学近期科研进展速览16

2022/12/7 17:25:07  阅读:744 发布者:

编者按:

科技兴则民族兴,科技强则国家强。为了更好的展现学校科研动态,增强广大科研工作者的认同感、归属感、自豪感,激发科研创新活力、促进学科交叉融合,科学研究院将持续汇总报道校内各单位重要科研进展,诚邀各单位积极来稿。

内容速览

1.  材料科学与工程学院王成新教授/孙勇副教授团队在新型二维材料方向取得重要进展

2. 中国语言文学系(珠海)屠友祥教授于《文学评论》发表论文《Aufheben:钱锺书和黑格尔核心观念熔铸的考察》

3. 海洋科学学院易梅生教授研究团队于海洋新噬菌体分离纯培养及其对宿主的调控机制研究取得新进展

4. 地球科学与工程学院博士后刘晓惠与合作导师高锐院士在GR上发表文章揭露青藏高原中部地壳增厚与新生代隆升机制

5. 医学院刘甘强教授团队首次揭示线粒体单倍型群与帕金森病认知障碍进展的遗传关联

6.公共卫生学院(深圳)杨燕教授团队在国际TOP期刊发表魔芋多糖调节肠道微生物组失调的研究

7.农学院硕士生王文青在镁铝层状双氢氧化物(LDHs)对土壤中丰富的有机磷-植酸的固持与缓释机制方面取得进展

01

材料科学与工程学院王成新教授/孙勇副教授团队在新型二维材料方向取得重要进展

二维层状非范德华铋氧硫族化合物 (Bi2O2X, X = S, Se, Te)具有良好的环境稳定性、高载流子迁移率和丰富的物理性质,近年来受到广泛关注。但由于二维Bi2O2Te结构生长的热力学、动力学窗口很窄,多年来制备高质量产品一直是一个瓶颈,对Bi2O2Te物性的研究多停留在理论层面。

近期中山大学材料科学与工程学院王成新教授/孙勇副教授研究团队在前期Bi2O2Se研究工作的基础上(Small Methods, DOI10.1002/smtd.202200347),采用低压化学气相沉积方法,首次制备了高质量的二维Bi2O2Te纳米片和大面积晶体薄膜。霍尔器件测试表明,在低温和9 T磁场下Bi2O2Te纳米片呈现非常大的非饱和各向异性磁阻(~1133%)和Shubnikovde Haas (SdH)量子震荡现象。更有趣的是,通过压电响应力显微镜(PFM)测量,揭示了Bi2O2Te纳米片中的室温面外铁电性,验证了理论预测的准确性,为有限的二维铁电体家族增添一位新成员。更难能可贵的是,该材料同时具备了高磁阻和室温铁电性(窄带隙半导体较难实现铁电性)。这些成果说明,作为具有高载流子迁移率和高磁阻的超窄带隙二维铁电半导体,Bi2O2Te有望在低能耗器件、红外光能量采集/转换等方面具有潜在应用价值。相关研究以“Coexistence of Anisotropic Large Magnetoresistance and Ferroelectricity in Two-Dimensional Narrow-Bandgap Bi2O2Te”为题发表在ACS旗下期刊ACS Nano上。

1 二维Bi2O2Te纳米片的制备以及相关物性研究。(a)纳米片;(b)薄膜; (c) 光刻工艺形成的有序阵列;(d)高分辨透射电镜表征;(e)不同温度下磁阻测试;(d)各向异性磁阻;(g)面外铁电性。

来源:中山大学材料科学与工程学院

“王成新教授/孙勇副教授团队在新型二维材料方向取得重要进展”

02

中国语言文学系(珠海)屠友祥教授于《文学评论》发表论文《Aufheben:钱锺书和黑格尔核心观念熔铸的考察》

屠友祥教授于《文学评论》2022年第6期发表论文《Aufheben:钱锺书和黑格尔核心观念熔铸的考察》。此文凭借钱锺书提及的诸多中国传统思想,展现其与黑格尔Aufheben理论的熔铸过程,同时以此为桥梁,通过阐释中国传统思想,展露其内蕴的Aufheben和思辨语句的特性,进一步指向更具普遍性的理论问题。

钱锺书提出了一条在情境之中“一词正反诸义同时合训”的基本原理,这条原理是钱锺书创造性地熔铸黑格尔Aufheben 理论与中国传统思想的产物,是钱锺书学术思想的第一基本原理,具有普遍性的理论意义和思想史意义。这种相反诸义同时并用和合训之所以能够存在而且必须存在,完全是因为唯有对立方才导致扬弃,也唯有扬弃,才导致完整性(真理性)的产生。这种完整性包含了一切存在特性,因而是一种无限性。“易”一名超越了“易简”“变易”“不易”三义的对立,但同时又保持了它们之间的差异。这种转化环节展现出的不是对“易”本身的明确界定,而是对“易”的圆转无定、笼罩一切的思考。思辨真理是不能用判断的形式(主词和谓词之间的同一性联系)来表达的,须以思辨语句(思辨命题)同时含纳同一性联系和非同一性联系来展现。“易”之类思辨词实则是思辨语句的凝缩。思辨语句内主体与客体处于不断相互易位的往返运动之中,主体经由扬弃和消解自身,折返成为自身的客体,同理,客体经由扬弃和消解自身,折返成为自身的主体,从而让内容自主体的真理性显露出来。思辨语句是对主体→客体单向运动的扬弃,也是对语言牢笼和束缚的扬弃,依傍了语句规则、实现了语句的主体,同时又思维了语言规则的束缚,进而超越了语言规则的束缚,实现了思维主体,由此形成双向的完整真理意义运动系统。

来源:中山大学中国语言文学系(珠海)

“文珠学术 | 我系屠友祥教授于《文学评论》发表论文《Aufheben:钱锺书和黑格尔核心观念熔铸的考察》”

03

海洋科学学院易梅生教授研究团队于海洋新噬菌体分离纯培养及其对宿主的调控机制研究取得新进展

分布广泛且具有高度分化和生态适应性的噬菌体,在其宿主细菌代谢、水平基因转移和生物地球化学循环过程中发挥着至关重要的作用。其中,丝状噬菌体是广泛存在于海洋中的一类温和噬菌体,在海洋生态系统中扮演着重要角色,但是目前人们对它的了解仍然非常有限。

近日,海洋科学学院易梅生教授研究团队依托中山大学科考航次,首次从南海西沙群岛附近海域海水中分离并纯化了一株隶属于Inoviridae科的ssDNA丝状噬菌体(ϕAFP1),发现该噬菌体可感染广泛分布于海洋中的A. abrolhosensis菌株;基因组系统发育和序列分析表明,ϕAFP1不隶属于Inoviridae科下的任何一个已知属,而是代表一个新属,其基因序列与RalstoniaStenotrophomonas两种噬菌体有较高的同源性;进一步的调控研究表明,ϕAFP1感染A. abrolhosensis能够诱导7.78%的宿主基因差异表达,并且参与宿主翻译过程、核糖体途径、氨基酸降解途径和细菌运动等相关过程的调控(图2)。该研究结果有助于我们更好地理解海洋丝状噬菌体的进化过程,并为噬菌体/宿主互作关系和海洋病毒等领域的研究提供新方向。

2丝状噬菌体ϕAFP1对宿主Alteromonas abrolhosensis的调控分析

上述研究成果以A novel inovirus reprograms metabolism and motility of marine Alteromonas”为题发表于国际著名微生物期刊Microbiology Spectrum。贾坤同副教授为论文第一作者,易梅生教授和自然资源部第三海洋研究所董西洋研究员为共同通讯作者。

来源:中山大学海洋科学学院

“海院科研动态(70| 海洋新噬菌体分离纯培养及其对宿主的调控机制研究取得新进展”

04

 地球科学与工程学院博士后刘晓惠与合作导师高锐院士在GR上发表文章揭露青藏高原中部地壳增厚与新生代隆升机制

青藏高原的形成与生长一直以来都是国际地学的研究热点。高原中部新生代的构造演化对于认识高原的生长起着重要作用。前人在青藏高原上开展的大量古高度研究结果显示,古近纪期间,青藏高原中部发育了一条东西向的低海拔盆地带,被称为古近纪中央谷地。然而,该盆地带的演化历史与高原隆升过程之间的关系尚不清楚。刘晓惠博士后在我校高锐院士和中科院青藏所丁林院士的共同指导下,对青藏高原中部的伦坡拉盆地新生代地层开展了盆地物源分析,进而探讨青藏高原中部地壳增厚、地表隆升历史及深部动力学机制。

      伦坡拉盆地碎屑锆石U-Pb年代学表明,其新生代地层物源包括,拉萨地块古–中生代沉积岩、拉萨地块北部白垩纪火成岩和羌塘地块古–中生代沉积岩。盆地砂岩的碎屑颗粒组成分析表明其源区为再旋回造山带,中始新世期间碎屑组分中的火山岩成分有所增加,石英颗粒含量呈脉冲式的变化趋势,指示白垩纪多巴组和班戈岩体的碎屑物质输入,为改则-色林错逆冲断裂上盘的被动剥露作用所致。锆石微量元素的铕异常(Eu/Eu*)记录了地壳厚度演化信息,这与前人在该盆地做的古高度研究结果相一致。

研究进一步讨论了该期间地表隆升的深部动力学机制。伦坡拉盆地南北分别以改则-色林错逆冲断裂(GST)和狮泉河-改则-安多逆冲断裂(SGAT)为界(图1)。前人对这两条断裂的低温热年代学研究显示,二者均于40Ma后停止逆冲活动,加之伦坡拉盆地地震剖面显示新生代地层变形不明显。因此,本研究认为地壳缩短作用并非伦坡拉盆地始新世中期地壳增厚和地表抬升的主要原因。前人地球化学研究显示,由于始新世高原中部地壳处于干热环境,无法形成下地壳流。因此,本研究认为青藏高原中部地壳增厚及地表隆升可能是岩石圈地幔对流拆沉与岩浆底侵作用共同导致的结果(图3)。

3 青藏高原中部伦坡拉盆地地壳增厚与地表抬升模式图

      上述研究成果以Detrital zircon U-Pb geochronology of the Lunpola basin strata constrains the Cenozoic tectonic evolution of central Tibet. Gondwana Research.”为题发表于Gondwana Research

来源:中山大学地球科学与工程学院

“科研动态 | 我院博士后刘晓惠与合作导师高锐院士在GR上发表文章揭露青藏高原中部地壳增厚与新生代隆升机制”

05

医学院刘甘强教授团队首次揭示线粒体单倍型群与帕金森病认知障碍进展的遗传关联

帕金森病(PD)作为常见的神经退行性疾病,疾病的发生发展因人而异。线粒体功能障碍被认为与PD密切相关,已有研究报道特定线粒体基因组单倍型群/变异可增加PD发病风险,然而线粒体基因组变异与帕金森病进展关联并未完全阐明。

      学术期刊Brain杂志在线发表了医学院刘甘强教授课题组与美国哈佛医学院/布莱根妇女医院Clemens Scherzer教授课题组合作题为“Mitochondrial haplogroups and cognitive progression in Parkinsons disease”的研究报道,揭示了特定线粒体单倍型群与帕金森病认知障碍的遗传关联。研究人员通过4000多例帕金森病患者临床随访队列临床和遗传数据的整合,发现欧洲人群中JTU#型帕金森病患者同常见的H型相比,疾病进展过程发生认知障碍的风险下降41%。对线粒体特定单核苷酸突变分析表明m.2706A>G,携带GPD患者与较慢的认知能力下降显著相关,风险比为0.68(95% CI 0.56-0.81),该风险位点与核基因组中已知的PD认知障碍风险位点并不相关:m.2706A>GGBAAPOEɛ4突变存在叠加效应。研究中并未发现线粒体单倍型与帕金森病患者运动障碍相关。综上,该工作通过对线粒体基因组的遗传生存研究表明,线粒体单倍群可能与帕金森病患者的认知进展有关。

来源:中山大学医学院

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公共卫生学院(深圳)杨燕教授团队在国际TOP期刊发表魔芋多糖调节肠道微生物组失调的研究

抗生素是最常用的处方药之一,可降低大量感染性疾病的发病率和死亡率。然而,近年来抗生素对肠道微生物组的副作用引起了越来越多的关注。抗生素治疗引起的生态失调或肠道微生物组失衡可能与许多其他并发症有关,例如慢性代谢性疾病、过敏、腹泻等。因此,亟需寻找有效的预防治疗抗生素引起的肠道微生物组紊乱的方法。膳食纤维可选择性刺激肠道中共生菌或益生菌的生长,从而发挥调节肠道菌群的作用。

在前期研究中,杨燕教授团队研究了不同分子量魔芋多糖(konjac glucomannanKGM)对抗生素引起的粪便微生物组紊乱的影响,发现在两种常见抗生素存在的情况下,低分子量魔芋多糖在体外可显著增加双歧杆菌科的比例,且同时降低肠杆菌科的比例。此外,各分子量的魔芋多糖都抵消了抗生素对短链脂肪酸产生的不利影响。为了进一步验证魔芋多糖在体内的作用,杨燕教授团队进一步评估了魔芋多糖对C57BL/6J小鼠肠道微生物组保护抗生素干扰的作用。结果表明,天然魔芋多糖更好地保持了小鼠粪便微生物多样性和组成,在抗生素干扰下增加了粪便和血清中短链脂肪酸的含量。其中,具有高分子量的魔芋多糖可有效保护肠道微生物组免受抗生素引起的不良反应。总而言之,该研究为膳食改善抗生素引起的肠道微生物组失调提供了新的解决办法和思路。

5 高分子量魔芋多糖可更有效保护肠道微生物组免受抗生素引起的不良反应

     杨燕教授团队的以上成果,于2021818日和2022412日分别以“Effects of konjac glucomannan with different molecular weights on gut microflora with antibiotic perturbance in in vitro fecal fermentation”和“Protective effects of konjac glucomannan on gut microbiome with antibiotic perturbation in mice”为题,分别在食品学科国际TOP期刊Carbohydrate Polymers在线发表。两项研究均由中山大学公共卫生学院(深圳)杨燕教授为通讯作者,博士后毛钰蘅为第一作者,中山大学为第一单位和通讯作者单位。

来源:中山大学公共卫生学院

“公共卫生学院(深圳)杨燕教授团队在国际TOP期刊发表魔芋多糖调节肠道微生物组失调的研究”

07

农学院硕士生王文青在镁铝层状双氢氧化物(LDHs)对土壤中丰富的有机磷-植酸的固持与缓释机制方面取得进展

      1020日,农学院2020级硕士研究生王文青在导师姜晓谦副教授的指导下,在国际重要期刊Journal of Cleaner Production发表了题为“Transport, retention and release of phytate in soil with addition of MgAl layered double hydroxides”的研究论文。

该论文研究了镁铝层状双氢氧化物(LDHs)对土壤中丰富的有机磷-植酸的固持与缓释机制,以实现土壤有机磷高效可持续利用的目的。研究发现,植酸在LDHs上的吸附机理与磷酸盐并不相同,只包含静电吸引和表面络合作用,没有层间离子交换机制。通过土柱淋溶实验结合数值模拟,系统研究了植酸在添加和不添加LDHs的天然土壤中的迁移、滞留和释放行为,以及有机磷和无机磷的共迁移机制。

研究表明,植酸在添加LDHs土壤中的固持受到离子强度(IS)、阳离子类型和碳酸盐的强烈影响,而其释放只受磷酸盐共存的影响。植酸在高离子强度土壤条件下的迁移还伴随有机质的共迁移。本论文的成果可用于更好地评价LDHs在减少土壤有机磷流失和提高其可持续利用方面的环境应用。

来源:中山大学农学院

“我院硕士生王文青在国际重要学术期刊发表研究成果”

转自:“中大科研”微信公众号

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