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科大资讯|近期科研成果速览（上）
本期目录
1.中国科大揭示Lon蛋白酶在单个蛋白水解位点对底物进行持续切割
2.中国科大精确测量中子电磁结构，成果作为封面文章发表《自然物理》
3.中国科大实现深亚波长电磁场的局域和检测
4.中国科大在解析本能防御行为的神经环路方面取得新进展
5.中国科大首次实现超越No-go定理的超辐射相变模拟
6.中国科大在地球和行星早期挥发性元素增生和演化方面取得重要进展
7.中国科大揭示铱基钙钛矿在酸性水氧化反应中的活性层结构演化
8.中国科大合作团队提出空间等离子体中合声波扫频机制新模型
9.中国科大研制了丙烯空气环氧化制环氧丙烷高选择性催化剂
10.中国科大合作团队发现神经调控囊泡分泌与代谢稳态的GPCR通路新信使IP7
01
中国科大揭示Lon蛋白酶在单个蛋白水解位点对底物进行持续切割
2021年11月10日，中国科学技术大学张凯铭研究组和台北中央研究院张崇毅研究组再次合作在Sciences Advances杂志发表文章。论文解析了Lon复合体和水解底物的结合结构，揭示了Lon蛋白水解的作用机制。
图：Lon的蛋白水解机制。a.MtaLonA的2.4-冷冻电镜结构。b.位于蛋白水解活性位点上的底物多肽冷冻电镜密度（洋红色）。
斯坦福大学Wah Chiu院士为该研究工作提供了宝贵意见。本研究获得了Stanford-SLAC电镜平台、台北中央研究院电镜平台和中国科学技术大学细胞动力学教育部重点实验室及冷冻电镜平台的大力支持。中国科学技术大学为该工作的第一完成单位，生命科学与医学部李珊珊副研究员和台北中央研究院博士后谢侃言为共同第一作者。张凯铭、张崇毅研究员为共同通讯作者。
原文链接：
https://www.网址未加载/doi/10.1126/sciadv.abj9537
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77509.htm
02
中国科大精确测量中子电磁结构，成果作为封面文章发表《自然物理》
中国科学技术大学与德国美因茨亥姆霍兹研究所和华南师范大学等单位组成的联合研究团队，对类时空间中子的电磁结构进行了精确的测量，实验结果解决了长期存在的光子-核子耦合问题，还观测到中子电磁形状因子随质心能量变化的周期性振荡结构。该结果于2021年11月8日作为封面文章发表在《自然·物理》杂志（Nature Physics 17, 1200–1204 (2021)）。
该研究工作中科大团队发挥了领导作用，黄光顺教授和鄢文标副教授与高能所的胡海明研究员共同提出实验计划并成功完成取数，周小蓉副教授主导了该过程的实验分析工作，李佩莲博士和彭海平对反中子在飞行时间探测器的重建做出重要贡献，实验得到赵政国教授的支持。该研究受到国家自然科学基金委、国家科技部、中科院项目资助。
新闻评论：
https://网址未加载/10.1038/s41567-021-01349-2
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77508.htm
03
中国科大实现深亚波长电磁场的局域和检测
我校郭光灿院士团队在纳米尺度量子传感研究中取得重要进展。该团队孙方稳教授课题组将量子传感技术与光学超分辨成像技术相结合，研究纳米尺度电磁场的超小局域和高精度探测，实验实现了百万分之一波长尺度电磁场局域。基于该发现，进一步将局域电磁场能量和与物质相互作用强度分别提升了8个和4个量级。该成果于11月4日发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。
图：纳米线-蝴蝶结天线结构对自由空间电磁场的局域和增强。
文章第一作者为中科院量子信息重点实验室副研究员陈向东博士，通讯作者为孙方稳教授。该工作得到了科技部、基金委、中国科学院和安徽省的资助。
论文链接：
https://www.网址未加载/articles/s41467-021-26662-5
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77405.htm
04
中国科大在解析本能防御行为的神经环路方面取得新进展
11月4日，中国科大生命科学与医学部及第一附属医院熊伟教授课题组在Nature Communications期刊发表研究论文，揭示了耳蜗核-脑桥尾侧网状核-脊髓运动神经元这条神经环路在调控惊跳反射行为中的重要作用。
图：声音刺激诱发惊跳反射时，小鼠RtTg内谷氨酸能神经元被激活
熊伟教授课题组郭薇薇博士和范思佳博士为本文共同第一作者，熊伟教授为通讯作者。研究过程中，我校薛天团队、周逸峰团队以及北京大学李毓龙团队给予了协作与支持。该研究得到了基金委、科技部、中科院和中国科大的大力支持。
文章链接：
https://www.网址未加载/articles/s41467-021-26723-9
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/77370.htm
05
中国科大首次实现超越No-go定理的超辐射相变模拟
中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华研究组和华中科技大学吕新友教授合作，在超辐射相变量子模拟的实验研究中取得重要进展。该合作研究组通过引入反压缩操作，借助于高精度的量子控制技术，首次成功地在核磁共振量子模拟器上实验实现了超越No-go定理的平衡态超辐射相变，推动了量子相变理论和量子模拟领域的发展，为量子精密测量提供了新的途径。相关研究成果于11月1日在线发表于国际学术期刊《自然·通讯》上[Nat. Commun. 12, 6281 (2021)]。
图 ：(a)自旋体系到Rabi模型的对应方案。(b)包含矢势平方项和反压缩项的Rabi模型相变示意图。
中国科学院微观磁共振重点实验室博士研究生陈希（已毕业）和吴泽为该文共同第一作者，彭新华教授和吕新友教授为该文共同通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。
论文链接：
https://www.网址未加载/articles/s41467-021-26573-5
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77406.htm
06
中国科大在地球和行星早期挥发性元素增生和演化方面取得重要进展
我校地球和空间科学学院吴忠庆教授课题组2019年博士毕业生王文忠博士（现为英国伦敦大学学院和美国卡耐基科学研究所联合博士后）与李春辉博士（前中科大特任副研究员，现为成都理工大学副研究员）合作，通过第一性原理计算，发现在太阳星云环境下，行星增生早期星胚（部分）熔融和挥发过程是地球贫挥发性元素的主因，为研究类地行星挥发性物质增生和演化提供重要启示。
图：早期星胚熔融挥发和月球形成过程中硫挥发导致的硫同位素效应。
该项研究成果发表在国际著名期刊Nature Geoscience上，第一作者为王文忠博士，通讯作者为王文忠博士和李春辉博士，中国科大为论文第一单位。合作者包括美国内华达大学拉斯维加斯分校黄士春教授和李敏博士、英国伦敦大学学院John Brodholt教授、美国卡耐基科学研究所Michael Walter教授、中国科大黄方教授和中国地质大学（北京）王水炯教授。该项研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、中国自然科学基金委、中央高校基本科研专项资金、美国自然科学基金委、UCL-Carnegie Postdoctoral Scholarship的支持，部分理论计算在中国科大超算中心完成。
论文链接：
https://www.网址未加载/articles/s41561-021-00838-6
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77358.htm
07
中国科大揭示铱基钙钛矿在酸性水氧化反应中的活性层结构演化
中国科学技术大学国家同步辐射实验室闫文盛教授课题组和美国威斯康辛大学麦迪逊分校金松教授课题组合作，通过液相煅烧和强酸预处理成功合成出1 nm IrOx颗粒组装的活性层均匀锚定在9R-BaIrO3表面，结合同步辐射吸收谱、光电子能谱与扫描透射电镜联用，成功系统性的揭示了研发的高活性9R-BaIrO3酸性水氧化电催化剂的表面活性层结构及其演变过程。相关研究成果于10月25日发表在《美国化学会志》杂志 。
图：1 nm IrOx颗粒均匀锚定在9R-BaIrO3表面的HADDF-STEM图（左）及其水氧化示意图（右）
论文共同第一作者是中国科学技术大学李娜博士后和已毕业博士生蔡亮。该项研究工作得到了国家自然科学基金，合肥大科学中心高端用户培训基金和中国博士后科学基金等专项经费资助，也得到了合肥国家同步辐射实验室、上海和北京同步辐射装置测试机时的支持。
论文链接：
https://pubs.网址未加载/doi/10.1021/jacs.1c04087
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77324.htm
08
中国科大合作团队提出空间等离子体中合声波扫频机制新模型
中国科大地球和空间科学学院陶鑫教授联合意大利ENEA研究所Fulvio Zonca教授，浙江大学陈骝教授联合提出空间等离子体中合声波的新激发理论模型--TaRA模型。该结果发表在空间物理专业杂志《Journal of Geophysical Research – Space Physics》上，并被推荐为美国地球物理学会研究亮点。
图：卫星观测到的合声波频谱所展现出的扫频结构
该文第一及通迅作者为陶鑫教授。研究受到自然科学基金重点项目，面上项目，中科院行星先导专项，以及中国科学技术大学重要方向项目培育基金的支持。美国地球物理学会进行了报道。
论文链接：
https://agupubs.onlinelibrary.网址未加载/doi/full/10.1029/2021JA029585
AGU报道链接：
https://网址未加载/research-spotlights/unifying-models-of-chorus-wave-frequency-chirping
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77325.htm
09
中国科大研制了丙烯空气环氧化制环氧丙烷高选择性催化剂
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心/化学与材料科学学院黄伟新教授和武汉大学顾向奎研究员合作研究，发现小尺寸Cu2O立方体纳米晶在丙烯空气环氧化制环氧丙烷反应中表现出高选择性，并明确了其Cu2O{110}边位是催化活性位和理解了催化反应机理。研究成果发表在Nat. Commun.2021, 12,5921。
文章第一作者是中国科学技术大学博士研究生熊伟，共同第一作者是武汉大学顾向奎研究员。该项研究得到了国家自然科学基金委员会、中国科学院、教育部、武汉大学等的支持。
论文链接：
https://www.网址未加载/articles/s41467-021-26257-0
新闻链接；
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77326.htm
10
中国科大合作团队发现神经调控囊泡分泌与代谢稳态的GPCR通路新信使IP7
我校细胞动力学教育部重点实验室王朝团队与南方科技大学生命科学学院饶枫团队合作，在Nature Metabolism在线发表研究论文。报道了一个新的GPCR信使：IP7，以及其感应副交感神经信号刺激胰岛素分泌的功能和分子机制。
图: 5-IP7与Ca2+作为乙酰胆碱受体GPCR通路下游的“共发”信使(coincident messenger)刺激胰岛素囊泡释放的作用模式图。
南方科技大学饶枫课题组博士生张晓哲，博士生李娜、硕士生张隽、中国科学技术大学王朝课题组博士生张彦申、以及饶枫课题组科研助理杨晓丽为本论文的共同第一作者。王朝教授和饶枫教授为本文的共同通讯作者。该研究获得了中国科学技术大学细胞动力学教育部重点实验室、微尺度物质科学国家研究中心、双一流建设专项资金，及国家自然科学基金、重点研发计划等的资助。
论文链接：
https://www.网址未加载/articles/s42255-021-00468-7
新闻链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/77128.htm
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来源：中国科大新闻网、中国科大出版社
本期编辑：韩雪梅
