2023/5/23 16:04:39 阅读：182 发布者：
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内容速览
1.电子与信息工程学院（微电子学院）明方飞副教授团队发现硅基手性超导
2.大气科学学院范绍佳教授团队关于大气甲烷源汇反演研究成果在PNAS上发表
3.生态学院杨宇晨副教授团队揭示外源植物生长抑制剂对石榴矮化作用的分子机制
4.材料科学与工程学院王山峰教授团队关于增强链柔性和3D可打印性并减少打印收缩应力的可降解光固化多嵌段共聚物取得新进展
5.测绘科学与技术学院惠凤鸣教授团队在北极海冰湍流热通量资料和模型评估研究中取得新进展
6.肿瘤防治中心张力、赵洪云团队最新研究成果为晚期肺癌、鼻咽癌、宫颈癌患者双免疫治疗提供新证据
01
电子与信息工程学院（微电子学院）明方飞副教授团队发现硅基手性超导
超导体可以在没有电阻或能量耗散的情况下传导电流，被广泛地用于产生强磁场，服务于科学设施、医学成像以及高速轨道交通等领域，同时在降低器件功耗方面被寄予厚望。随着电子信息技术的发展，超导体被赋予了更重要的功能——制备量子比特和量子计算机。硅是当前电子信息产业的基础材料，但在未来新型电子器件的研究中它常被当作“传统”或“被替代”材料，部分原因是人们认为在具有弱互相作用的sp电子体系中难以实现新颖量子效应。
研究团队通过巧妙设计硅表面的二维结构和掺杂方法，实现了硅基非传统超导。所制备的系统如图2所示：在Si(111)的终止表面引入1/3单层、同为四价的锡原子形成稀疏三角晶格，实现具有强关联电子性的二维结构；进一步通过将硼元素置于亚表层并规则排列，实现了对稀疏晶格的高浓度且无损的空穴掺杂。掺杂后结构由摩特绝缘体转变为超导体，同时超导强度也显著的随掺杂浓度变化。尽管其超导温度（≤9 K）仍显著低于液氮温度(77 K)，但其超导物理特性与高温超导是非常类似的，属于非传统超导。
另一方面，这一硅基二维晶格具有三重对称性，其超导最低能态可由两种不同的d波序参量叠加而成，而根据叠加方式不同呈现不同的手性特征，即手性d波超导态。研究团队利用扫描隧道显微镜在超低温和磁场条件下对超导特性进行高精度的测量，获得了手性d波超导的有力证据。这是一种人们渴望实现的新颖拓扑物态，具有制备量子比特和实现量子计算方面潜力，而在硅系统中实现此物态将可能帮助量子技术走向大规模应用。
硅（111）表面1/3单层的锡原子构成的稀疏三角晶格结构：Sn/Si(111)-(√3×√3)R30°。STM图像显示这一结构在掺杂后仍高度均匀。相图显示类似于铜氧化物高温超导体的特性：通过掺杂摩特绝缘体获得超导性
以上成果以“Evidence for chiral superconductivity on a silicon surface”为题，近期以封面文章形式发表于 Nature Physics ，明方飞副教授为该论文的第一作者，中山大学为第一完成单位。
来源：中山大学电子与信息工程学院
“中山大学电子与信息工程学院（微电子学院）在物理学顶级刊物 Nature Physics发表封面文章——发现硅基手性超导”
02
大气科学学院范绍佳教授团队关于大气甲烷源汇反演研究成果在PNAS上发表
大气甲烷是重要的温室气体，在20年时间尺度上，单位甲烷的全球变暖潜势是二氧化碳的80倍，同时，甲烷也是对流层背景臭氧的重要前体物。控制大气甲烷排放已被认为是应对短期气候变化的有效手段，也有助于减缓臭氧污染。然而，大气甲烷的来源复杂，当前“自下而上”排放清单对全球不同区域和部门甲烷排放总量和空间分布估算仍存在很大不确定性，其年际变化趋势尚不清楚。
研究团队基于全球大气化学传输模型GEOS-Chem构建了反演系统，利用卫星和近地面甲烷浓度观测“自上而下”对北美洲地区大气甲烷排放进行多年高分辨率（约50km）反演研究。结果显示，2010-2017年间，基于观测约束的美国、加拿大和墨西哥的人为甲烷排放量分别为36.9（32.5-37.8）、5.3（3.6-5.7）和6.0（4.7-6.1）百万吨/年，比上述三国基于“自下而上”方法编制的国家清单结果高20-41%。国家清单的低估主要出现在美国中南部、加拿大西部和墨西哥东南部，均为各国主要的油气甲烷排放区。对排放趋势的分析结果表明加拿大和墨西哥的人为甲烷排放在2010-2017年间存在下降趋势，但美国甲烷排放并无显著趋势，这与美国环保署（EPA）官方报告的2010-2017年间甲烷排放下降的趋势并不一致。同时，反演结果也显示美国东南部湿地甲烷排放存在上升趋势并与当地降水量年变化存在显著相关，反映了气候变化对湿地甲烷排放的影响。
研究团队进一步应用反演方法对2010-2019年美国油气行业甲烷排放和驱动因子进行了研究。反演结果估计2010-2019年间美国油气甲烷排放的平均值为14.8（12.4-16.5）百万吨/年，这比美国EPA官方报告的数据高出70%，这表明美国油气甲烷排放占全球排放的比重已高达28%。在区域上看，美国最大的6个油气生产盆地中，有5个在2010-2019年间甲烷排放存在上升趋势。研究进一步通过各区域石油/天然气产量、活跃井数、新钻井井数等活动水平指标分析了甲烷排放年际变化的驱动因子，发现2014年至2017年排放的下降很可能来自于新钻井井数的减少，而2017年至2019年甲烷排放的激增很可能来源于油气产量的上升。伴随着油气产量的提升和减排措施的实施，几乎所有美国油气生产盆地的油气甲烷排放强度（单位油气产量的甲烷排放量）呈现下降趋势。然而，由于单位甲烷的变暖潜势远大于二氧化碳，当前的油气甲烷排放强度仍大于预期的通过使用天然气替代煤炭能获得瞬时气候效益的最大甲烷强度。
基于地面和卫星观测“自上而下”反演得到的2010-2019美国主要油气盆地甲烷排放年平均总量和十年变化趋势
以上研究成果以“Observation-derived 2010-2019 trends in methane emissions and intensities from US oil and gas fields tied to activity metrics”为题发表于美国科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS），南海及周边地区大气环境研究团队卢骁副教授为上述两篇论文的第一作者和通讯作者，大气科学学院和南方海洋实验室（珠海）为论文第一单位。
来源：中山大学大气科学学院
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03
生态学院杨宇晨副教授团队揭示外源植物生长抑制剂对石榴矮化作用的分子机制
植物矮化栽培具有节约土壤肥力、提升光能利用率、提高果实产量、降低劳动力成本等优点，是现代农业的重要栽培策略之一。近年来，植物生长抑制剂（Plant growth retardants，PGR）在植物矮化栽培方面广泛应用。石榴（Punica granatum L.）是我国重要的经济作物，具有很高的营养和药用价值，如何有效地利用矮化栽培技术对石榴进行增产是大家一直以来关心的问题。但目前尚缺乏系统性的研究，对石榴矮化生长的分子机制仍有待进一步的了解。
为了探究这一问题，中山大学生态学院杨宇晨副教授团队利用三种常见的PGR，多效唑（paclobutrazol）、丁酰肼（B9）及甘露醇（mannitol），对石榴幼苗进行矮化处理，并通过比较转录组学解析了转录及转录后调控机制在揭示了PGR诱导的石榴矮化性状背后的分子机制。
结果表明，三种PGR均可显著抑制石榴植株的生长，导致石榴植株矮化。比较转录分析发现三种PGR主要通过抑制生长素合成、茎尖分生组织维持等生物过程从而导致石榴植株矮化。除了上述共有的调控外，不同PGR的处理还能通过各自特有的机制诱导石榴的矮化生长。结果还显示，PGR处理存在着明显的剂量效应。如与细胞分裂、发育生长等过程相关的基因表达随着甘露醇处理浓度的增加而持续下调，但过高的浓度也会造成细胞死亡，对植株的正常生理活动造成不利影响。
在此基础上，团队进一步从转录后层面讨论了PGR诱导石榴矮化的分子机制。通过转录组数据，进行了全基因组范围内的可变多聚腺苷化（Alternative polyadenylation，APA）分析，与正常生长的植株相比，PGR诱导的矮化植株中与生长素极性转运、茎尖分生组织特性维持、叶片发育等过程相关的基因的3'末端poly(A)位点使用存在显著变化，表明APA事件广泛参与了石榴的生长调控。值得注意的是，大多数基因特异性地受到基因表达或APA调控，仅少部分基因受二者的共同调控。尽管如此，团队仍旧发现APA事件所造成的3'末端增长会引入额外的microRNA靶点，进而可通过microRNA介导的 mRNA 裂解来调节基因表达，实现对石榴矮化生长的精细调控。
具有延长/缩短的 3' UTR 的 DAG 概览
以及在多效唑处理下靶向延长的 3' UTR 的推定 miRNA
以上研究结果分别以“Molecular Dissection Unveiling Dwarfing Effects of Plant Growth Retardants on Pomegranate”和“Genome-wide Alternative Polyadenylation Dynamics Underlying Plant Growth Retardant-induced Dwarfing of Pomegranate”为题发表在植物科学期刊Frontiers in Plant Science。19级本科生任文絮和23级硕士研究生夏鑫慧分别为两篇论文的（共同）第一作者，杨宇晨副教授为两篇论文的通讯作者。
来源：中山大学生态学院
“杨宇晨副教授团队揭示外源植物生长抑制剂对石榴矮化作用的分子机制”
04
材料科学与工程学院王山峰教授团队关于增强链柔性和3D可打印性并减少打印收缩应力的可降解光固化多嵌段共聚物取得新进展
面投影微立体光刻技术（PμSL）具有高分辨率、可成型复杂三维结构且具有优异表面质量等优点。PμSL要求树脂具有较低的粘度和优异的光交联性能，目前可用于PμSL的聚合物种类较少。PPF是一种可注射、可光固化、可降解不饱和聚酯，在组织工程具有优异应用前景。目前已有多种PPF基多嵌段共聚物被用于软硬组织修复，然而多嵌段共聚物链结构与物理性质以及打印性能间关系还有待揭示。
本工作设计了12种不同组成或链长的PPF-co-PTMC多嵌段共聚物，结合实验与分子动力学模拟发现：向非缠结分子链中引入柔性PTMC链段，可显著加快链弛豫，降低活化能。共聚物链柔顺性与PTMC组成（fPTMC）呈正相关，而PPF和PTMC链长对其无显著影响。PPF-co-PTMC共聚物玻璃化转变温度Tg、零剪切粘度h0、固化速度和光固化收缩应力FN值随fPTMC升高而降低。为满足打印所需树脂零剪切粘度h0上限10 Pa·s，使用更高fPTMC的共聚物可以获得具有更高聚合物浓度的树脂。当fPTMC为80%时，树脂中聚合物占比可高达82%。本论文通过强调聚合物分子链结构对其物理性能的影响，为调控树脂粘度提供了有效途径。此外，通过调控PPF-co-PTMC共聚物链结构可进一步在超广范围控制其交联网络性能包括力学性能、降解性能以及相应的体内外细胞组织响应，揭示了力学信号在体外干细胞命运和体内软硬组织再生中的关键作用。
（a）富马酸丙二醇酯（PF）和三亚甲基碳酸酯（TMC），以及PPF-co-PTMC多嵌段共聚物的化学结构示意图。（b）PPF-co-PTMC多嵌段共聚物链结构与热学性能关系
以上研究成果以“Simultaneously Enhanced Chain Flexibility, Three Dimensional Printability, and Reduction of Shrinkage Stress in Biodegradable and Photocurable Multiblock Copolymers”为题发表在国际著名期刊Macromolecules上，论文第一作者为博士研究生成肖鹏，其导师王山峰教授为独立通讯作者。
来源：中山大学材料科学与工程学院
“王山峰教授团队《Macromolecules》：增强链柔性和3D可打印性并减少打印收缩应力的可降解光固化多嵌段共聚物”
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测绘科学与技术学院惠凤鸣教授团队在北极海冰湍流热通量资料和模型评估研究中取得新进展
北冰洋表面热量收支是研究北极海冰物质平衡和北极气候变化的关键要素，其中，湍流热通量变化将显著影响大气边界层内的海-冰-气热量和水汽交换，对冬季“北极放大”具有重要贡献。卫星观测数据和再分析资料常被用于区域和全北极尺度的能量收支研究，但卫星数据对北冰洋冰区湍流热通量的刻画能力仍是未知，且其相对再分析资料、实测资料的不确定性也有待探究。
测绘科学与技术学院极地与海洋遥感团队基于两种遥感观测的表面温度和辐射通量产品（CERES和APP-X），结合ERA5气象参数、PIOMAS冰/雪厚度等数据估算了2015年1-6月北极海冰表面湍流热通量，并与同期N-ICE2015冰站实测数据和ERA5资料进行了对比评估。研究使用了两种湍流热通量模型，分别为块体公式模型（结合SHEBA参数化方案）和最大熵生产（MEP）模型。
结果表明：1）相比MEP，块体公式能更好地刻画湍流热通量的变化和趋势，且对夏季感热通量的刻画优于冬季，潜热通量则相反；2）对于块体公式模型，基于CERES的估算结果优于APP-X，但ERA5优于两种遥感估算结果（感热RMSE为18 W m-2，潜热RMSE为7 W m-2），而基于MEP的卫星估算结果在RMSE上与ERA5相当；3）个例分析和总体分析均表明，块体公式模型主要依赖于冰-气间的温度/湿度梯度，而MEP模型主要由表面辐射收支驱动；4）不确定性分析显示，遥感/再分析资料的表面和近表面温度/湿度偏差对块体公式估算结果不确定性的贡献最大（接近50%），而净辐射通量的偏差是MEP估算结果不确定性的最主要来源（>50%）。
遥感估算、再分析资料和实测的表面感热通量和潜热通量对比
该研究首次利用同步观测的大气、海冰数据对基于遥感数据估算的北极海冰表面湍流热通量进行了评估，揭示了现有卫星观测和再分析资料湍流热通量的可靠性和误差来源，为利用遥感数据开展北冰洋湍流热通量变化监测、改进现有遥感/再分析资料大气和海冰参数精度、深入理解北极海冰表面热量收支和热力学过程提供了重要参考。
以上研究成果以“On the turbulent heat fluxes: A comparison among satellite-based estimates, atmospheric reanalyses, and in-situ observations during the winter climate over Arctic sea ice”为题发表于Advances in Climate Change Research。中山大学测绘科学与技术学院极地与海洋遥感团队博士研究生张智伦为文章第一作者，团队核心成员惠凤鸣教授为文章通讯作者。
来源：中山大学测绘科学与技术学院
“科研动态 | 博士研究生张智伦在北极海冰湍流热通量资料和模型评估研究中取得新进展”
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肿瘤防治中心张力、赵洪云团队最新研究成果为晚期肺癌、鼻咽癌、宫颈癌患者双免疫治疗提供新证据
程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）抗体联合细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白-4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein-4,CTLA-4）抗体的双免疫治疗已批准用于多种晚期实体瘤的治疗。然而，双免疫治疗产生的毒性明显增加。因此，探索新型的高效低毒的双免疫治疗手段十分必要。
QL1706由PD-1抗体IgG4和CTLA-4抗体IgG1按照固定的比例组成。药物中的CTLA-4抗体成分经过改造，半衰期缩短。因此，QL1706可以在体内维持正常PD-1抗体暴露量的同时，降低CTLA-4抗体的暴露量，有望成为毒性更低、耐受性更佳的双免疫疗法。
本研究分为I期和Ib期两部分。I期部分为剂量递增与扩展，运用3+3研究设计，起始剂量为0.3mg/kg，最高剂量为10.0mg/kg，患者每3周接受1次治疗，综合评估各项数据确定II期研究推荐剂量为5mg/kg。在Ib期部分，患者按照RP2D接受QL1706治疗，每3周1次，直至达到疾病进展等停止治疗的标准。
本研究共入组518例患者，治疗相关不良事件的发生率为74.9%，其中≥3级治疗相关不良事件的发生率为16%。30例（占5.8%）患者因为出现治疗相关不良反应退出，最常见的治疗相关不良事件为皮疹（占19.7%）、甲状腺功能减退(占13.5%)和瘙痒(占13.3%)。免疫相关不良事件的发生率为46.1%，其中≥3级免疫相关不良事件的发生率为8.1%。
共468例患者接受了5mg/kg QL1706治疗，其中79例患者观察到客观缓解（1例完全缓解），客观缓解率为16.9%。中位缓解持续时间为11.7个月。QL1706在非小细胞肺癌、鼻咽癌和宫颈癌患者中的客观缓解率分别为14%,24.5%和27.3%。在既往未接受过免疫治疗的非小细胞肺癌、鼻咽癌、宫颈癌中，QL1706也显示出卓越的疗效，客观缓解率分别为24.2%,、38.7%和28.3%。
QL1706在既往未接受过免疫治疗的非小细胞肺癌（A和B）、鼻咽癌（C和D）、宫颈癌（E和F）中的抗肿瘤活性及治疗持续时间
与既往的双免疫治疗研究相比，本研究显示QL1706的不良反应的发生率明显降低，并且在在非小细胞肺癌、鼻咽癌和宫颈癌等瘤种中显示出良好的抗肿瘤活性，值得进一步开展临床研究和进行生物标志物（biomarker）的探索，目前，QL1706联合化疗的II期和III期研究正在进行当中。以上研究成果以“First-in-human phase l/lb study of QL1706 (PSB205), abifunctional PD1/CTLA4 dual blocker, in patients withadvanced solid tumors”为题发表于Journal of Hematology&Oncology杂志，张力教授、赵洪云教授为该论文的共同通讯作者。赵媛媛副主任医师、马宇翔副主任医师等为该论文的共同第一作者。
来源：中山大学材肿瘤防治中心
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