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交大2016年3月11日Science雜志為全球讀者帶來一期聚焦上海交通大學科研成果的?？篜ushing the boundaries of scientific research: 120 years of addressing global issues，展現(xiàn)了一所充滿古典和時代氣息，敢為人先，勇于創(chuàng)新，始終把學術研究推向世界，并引領國際前沿的全新的上海交大。上海交大的科學家們都在做些什么？他們又會對我們的生活產(chǎn)生怎樣的影響？讓我們跟隨小編一起看看這本雜志中都有哪些不容錯過的看點。
《Science》雜志全媒體關注上海交大科研進展
交大作為國際最權威的學術期刊之一，Science聚焦于重要的原創(chuàng)性科學研究和科研綜述。近年來中國高校的科研成果取得了矚目進展，吸引了Science、Nature等頂尖學術刊物對中國學術界的極大關注。包括上海交通大學在內(nèi)的中國知名高校所取得的一系列重大科研進展，是Science此次給予高度關注的重要原因。
交大上海交大即將迎來雙甲子誕辰，?？耐瞥鰺o疑是對交大120周年校慶隆重的學術獻禮：其聚焦于國際學術焦點問題，收錄了23篇上海交大科研團隊的研究成果，涵蓋了工程技術、物理、數(shù)學、生物農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學和經(jīng)濟等六大學科領域；同時通過《Science》雜志在國際學術界的影響力，集中呈現(xiàn)上海交大120年來持之以恒的學術追求精神，回應“學在交大”的深刻內(nèi)涵。
交大《Science》雜志是國際上著名的自然科學綜合類學術期刊，發(fā)行量在國際學術刊物中居首位，周發(fā)行量達13萬冊，每期印刷版讀者人數(shù)70余萬，每期網(wǎng)絡版瀏覽人數(shù)達1560萬。讀者多為來自發(fā)達國家的學者及高級知識分子，其中67%的人擁有博士學位。雜志面向全球范圍發(fā)行，其中北美及歐洲地區(qū)占總發(fā)行量的80%。
交大此次交大120周年校慶?？瘜⑴c《科學》雜志正刊一起全球發(fā)行。卷首文Seizing opportunities, fighting for change全面介紹了上海交大在新時代下勇于抓住機遇，大膽進行改革取得的一系列成就，并從教育教學、社會貢獻、創(chuàng)新進步、文化傳承四大方面進行了系統(tǒng)性的回顧和總結。
6大領域的23篇科研文章都包含哪些內(nèi)容？請聽我們細細道來：
交大?？骶嶴ean Sanders博士在卷首介紹中高度評價了上海交大深厚的科研基礎及實力，認為上海交大在自然科學、工程技術及醫(yī)學等方面擁有研究優(yōu)勢，并對上海交大所取得的前沿性成果做了提綱挈領式的介紹，看似寥寥數(shù)語卻言簡意賅，從其優(yōu)美的文筆中讀者看到的是一個既古老又現(xiàn)代，既歷經(jīng)滄桑，卻又朝氣蓬勃，敢為人先，敢于創(chuàng)新，始終把學術研究推向并引領國際最前沿的一個全新的上海交大。Sanders博士指出，上海交大的科學家們從自然界中汲取了無盡的靈感，如啟迪于蝶翅鱗片的遺態(tài)材料研究；他對上海交大科研團隊在國際上的領軍作用表示肯定，如暗物質(zhì)研究、強激光技術及應用等，對上海交大在植物雄性不育、青蒿素生物合成、干細胞及腫瘤研究等諸多領域所做出的先驅(qū)性探索表達了自己的贊賞和期待，也堅信在下一個百年，上海交大必將續(xù)寫輝煌。
叫撒工程技術（Engineering）領域共收錄了8篇文章。機械動力與工程學院鄭平院士課題組刊文：Microscale surface effects in boiling and condensation heat transfer，該文聚焦于微尺度相變傳熱領域。他們構建了Gong-Cheng格子Boltzmann方法汽液相變數(shù)值模型，首次通過模擬獲得從自然對流區(qū)至膜態(tài)沸騰區(qū)的沸騰曲線；建立了非均相成核熱力學模型、凝結傳熱理論模型以及適用于粗糙結構表面的臨界熱流密度理論模型。這些理論研究成果闡明了微尺度界面效應（表面親疏水性以及微納結構）對相變傳熱的影響，對微電子芯片冷卻技術的發(fā)展以及高熱流密度散熱系統(tǒng)的設計具有重要的指導意義。
交大材料科學與工程學院丁文江院士課題組刊文“Wrapped by graphene”: An efficient way to achieve high-capacity, reversible hydrogen storage through nanoencapsulated hydrid。他們在研究中發(fā)現(xiàn)，基于高容量固態(tài)儲氫材料通常面臨著放氫溫度高、吸放氫速度慢甚至不可逆的缺陷，對此課題組采用納米限域的方法首次合成了石墨烯納米膠囊裝載硼氫化鈉的復合可逆儲氫材料，它具有良好的吸放氫性能且多次循環(huán)后仍能保持高吸放氫容量（>7wt%）。該方法未來或可應用于其他儲氫或儲能材料體系，對該領域的發(fā)展具有重要意義。
交大材料科學與工程學院鄧濤教授課題組刊文Thermal energy materials: Learning from nature，在文中他們提出基于仿生學原理研究新型熱能材料：制備了基于三維多層微梁結構的高靈敏、非制冷型仿生熱探測材料；構筑了基于黑蝴蝶儲熱御寒原理的新型太陽能熱儲存材料體系；研制了具有超潤濕性仿生微納結構的高性能熱能傳輸系統(tǒng)；設計開發(fā)了基于界面蒸發(fā)的仿生高效熱能轉化系統(tǒng)。
交大材料科學與工程學院張荻教授課題組刊文Morphogenetic materials inspired from butterfly wing scales，在啟迪于蝶翅鱗片的遺態(tài)材料研究中他們闡述了“遺態(tài)材料”學術思想，秉承“天人合一”設計準則，課題組借用經(jīng)億萬年自然優(yōu)化生物自身多層次、多維、多尺度本征結構為模板，通過物化手段，利用生物精細結構與人工組分之間耦合關系，制備既遺傳自然生物精細形態(tài)，又有人為賦予特性新材料，這類具有自然生物精細分級構型功能材料在環(huán)境與能源方面具有高效優(yōu)異的性能。
交大化學化工學院車順愛教授課題組刊文Chirality within chirality—multioptical activities of hierarchical nanostructures，她們的研究成果為手性光學材料的設計合成以及光學性質(zhì)的調(diào)控提供了新的可能性。光學活性——對左右手性圓偏振光的選擇性響應——是手性物質(zhì)的基本屬性也是手性材料的應用基礎。特殊性質(zhì)的無機材料的多維、多尺度、“手性疊手性”的多級手性膜結構，具有基于不同機理的多重光學活性，并且其間協(xié)同作用極大地增強材料對光響應的手性選擇性。
交大化學化工學院崔勇教授課題組刊文Engineering metal-organic framework materials for enantioselective chemical processing。如何制備具有手性誘導功能的多孔材料一直是研究的重點和難點，課題組通過手性分子的功能設計和金屬導向的配位組裝，合成了一系列具有大的比表面積、豐富的晶內(nèi)孔道及手性活性位點的金屬-有機框架（MOFs），成功應用于手性化學品和藥物的不對稱催化合成與分離中，揭示了固體材料中手性誘導、傳遞與放大的一些特點和規(guī)律。
交大電子信息與電氣工程學院過敏意教授課題組刊文Dynamic task scheduling for modern large-scale parallel architectures。 目前，大規(guī)模并行計算機已經(jīng)廣泛應用在包括生物醫(yī)藥，物理模擬，計算化學，航空航天等幾乎所有的前沿科學研究領域。然而由于缺乏高效的資源管理技術，計算機硬件的利用效率較低，并浪費了大量的能源。針對主流的并行計算機結構，課題組研究了高性能和低功耗的任務調(diào)度系統(tǒng)。通過在并行計算機中使用該系統(tǒng)，能夠顯著提升計算機的資源使用效率，明顯優(yōu)化應用性能，并同時大量減少計算機的能量消耗。
交大環(huán)境科學與工程學院周保學教授課題組刊文：Applying nanophotoelectrocatalytic oxidation of organic pollutants to COD sensing，該文聚焦于環(huán)境污染物的快速檢測技術?；瘜W需氧量（COD）作為水污染監(jiān)控的關鍵指標，存在著測定時間長、污染嚴重、難以測量難降解有機廢水和低濃度水的問題，基于納米光電催化的研究，該課題組發(fā)展了二氧化鈦納米管陣列COD傳感技術和光電催化COD檢測新方法，為實現(xiàn)COD的快速、準確、綠色化檢測奠定了工作基礎。
自然科學（Physics & Mathematics）
交大物理（Physics）和數(shù)學（Mathematics）等自然科學領域共收錄4篇文章。上海交通大學張杰院士課題組刊文：Laser-driven plasma accelerators and ultrafast radiation sources。激光等離子體加速產(chǎn)生的電子束和輻射源具有短脈寬、高亮度、小型化、精確同步等特點，在科學研究、醫(yī)療、工業(yè)等領域具有廣泛應用前景。上海交大激光等離子體實驗室圍繞其核心科學技術問題開展了深入的研究，從原理上解決了長期困擾該領域的穩(wěn)定性、可控性和束流品質(zhì)等瓶頸，為超快電子束和輻射源的實用化做出了重要貢獻。
交大船舶海洋與建筑工程學院廖世俊教授課題組刊文：Steady-state resonant water waves with time-independent wave spectrum。波浪在自然界普遍存在，波浪譜研究對諸如船舶、海洋石油勘探平臺、波能發(fā)電等具有重要的理論價值。而波浪共振對波浪譜的演化具有重要影響。傳統(tǒng)理論認為，共振波系的波浪譜總是隨時間周期變化，因為傳統(tǒng)方法無法獲得波浪譜不隨時間變化的共振波系。該課題組應用廖世俊教授提出的“同倫分析方法”，首次在理論上獲得定常共振波系，并首次在實驗室觀察到定常共振波。該研究豐富和加深了人類對共振水波的理解和認識，顯示了“同倫分析方法”的原創(chuàng)性和潛力。
交大物理與天文系季向東教授課題組刊文：PandaX: A direct search for dark matter。由上海交大領導的PandaX國際合作組在四川錦屏地下實驗室開展了中國首個大型液氙暗物質(zhì)探測實驗。PandaX一期實驗建造了120公斤級的高靈敏度液氙探測器，在實驗運行期間內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的信號，澄清了世界上其它合作組至今發(fā)表的所謂暗物質(zhì)“疑似事例”的性質(zhì)。現(xiàn)階段PandaX正在進行500公斤級的二期實驗的準備工作，有望將目前的暗物質(zhì)探測靈敏度提高一個數(shù)量級。
交大數(shù)學系蔡申甌教授課題組刊文“Adaptation：The optimization of biological transport networks”。根據(jù)他們的研究，大型生物需要通過血管、葉脈等輸運網(wǎng)絡實現(xiàn)物質(zhì)的有效輸送。這一網(wǎng)絡結構在有效能耗意義下的優(yōu)化能使生物獲得競爭優(yōu)勢，從而在自然選擇中保存下來。課題組回顧了其建立的局部刺激驅(qū)動的生物輸運網(wǎng)絡演化模型。該演化機制能自動實現(xiàn)網(wǎng)絡結構的優(yōu)化。在沒有流量分布漲落的情況下，最優(yōu)網(wǎng)絡為樹狀結構，而足夠強的流量分布漲落能使得最優(yōu)網(wǎng)絡包含圈結構。該模型已成功的應用于預測胚胎期斑馬魚腦血管剪裁現(xiàn)象和解釋少量圈結構的穩(wěn)定性，并說明血管剪裁使得血管系統(tǒng)更有效。
生物農(nóng)業(yè)（Bioagriculture）
交大生物農(nóng)業(yè)（Bioagriculture）領域收錄了2篇文章。生命科學技術學院張大兵教授課題組刊文：Improving food security: Using male fertility for hybrid seed breeding，該研究致力于回應糧食安全問題。雄性不育遺傳資源的發(fā)現(xiàn)及其在雜交育種中的利用是提高糧食產(chǎn)量、解決糧食安全的重要途徑。課題組總結了近年來人們利用遺傳學和基因組學手段鑒定了雜交種生產(chǎn)上使用的細胞質(zhì)和細胞核雄性不育系分子機理；另外，總結了在水稻花藥發(fā)育和花粉形成方面相關的轉錄因子、信號傳導分子等方面研究進展，展望了利用生物技術手段控制作物雄性不育和雜交制種的新手段。
交大農(nóng)業(yè)與生物學院唐克軒教授課題組刊文：Improving artemisinin content in Artemisia annua by transcription factor regulation，該文旨在探究通過轉錄因子調(diào)控策略來提高青蒿中的青蒿素含量。青蒿素是治療瘧疾的特效藥，但其在青蒿中的含量很低，因此如何提高青蒿素含量一直是該領域的研究熱點。課題組建立了青蒿基因共表達分析策略和RNA-seq高通量測序分析策略，篩選出了能正調(diào)控青蒿素生物合成的轉錄因子AaORA和AabZIP1，并由此成功培育出了高產(chǎn)青蒿素的青蒿株系。
交大生物醫(yī)學（Biomedicine）領域共收錄8篇文章。醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院戴尅戎院士課題組刊文：Enrichment techniques of autologous bone marrow stem cells for bone regeneration: Translational medicine from bench to bedside，該文主要探索如何實現(xiàn)干細胞技術向臨床應用的轉化。戴尅戎院士領導的研究團隊從骨髓干細胞離心富集技術入手，通過自主創(chuàng)新，研發(fā)出適合臨床（骨）組織修復的骨髓干細胞快速篩選富集復合循環(huán)系統(tǒng)(SECCS)，利用干細胞技術修復節(jié)段性骨缺損，促進骨愈合。該產(chǎn)品能在手術同期使用，無需體外細胞培養(yǎng)，已在國家食品藥品監(jiān)督管理局批準下，開始了多中心的臨床試驗，取得了滿意的療效。
交大基礎醫(yī)學院陳國強院士課題組刊文：Hypoxia-inducible factor 1 in solid tumors and leukemia，他們認為，調(diào)節(jié)細胞對腫瘤微環(huán)境——低氧反應的重要蛋白質(zhì)是低氧誘導因子-1（HIF-1）。他們的研究顯示多梳蛋白4(CBX4)通過類泛素化修飾HIF-1a蛋白，增加其轉錄功能，進而促進腫瘤新生血管生成。HIF-1能夠抑制凋亡誘導因子AIF的表達，后者保護抑癌蛋白PTEN不被氧化修飾，參與腫瘤細胞的內(nèi)皮-間質(zhì)細胞轉化。然而，與實體瘤不同，低氧通過穩(wěn)定HIF-1a有利于急性髓系白血病細胞分化成熟。
交大生物醫(yī)學工程學院徐學敏教授課題組刊文：Thermo-immune therapy: A noveltreatment for metastatic cancer，基于他們過去十年的研究工作，徐學敏研究團隊提出了通過局部熱物理作用激發(fā)全身抗腫瘤免疫響應的新型治療方法，并進行了大量動物實驗。結果表明，通過該熱物理免疫治療方法，不僅能有效破壞原位腫瘤細胞，而且還能激活釋放足夠的抗腫瘤免疫因子，建立持久的機體抗腫瘤免疫能力，抑制腫瘤轉移。該治療方法一旦成功應用于臨床，將對于腫瘤治療產(chǎn)生具有里程碑式的意義。
交大醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院謝玉才教授課題組刊文：Tracing stem cell homing through live imaging，他們首次利用雙光子顯微鏡建立了動態(tài)追蹤歸巢的造血干細胞的方法，結合此方法，首次發(fā)現(xiàn)了移植的帶有綠熒光的造血干細胞傾向于歸巢到骨小梁的骨內(nèi)膜區(qū)，該區(qū)既包括成骨微環(huán)境也包括血管微環(huán)境，兩者密不可分。骨內(nèi)膜區(qū)在骨髓損傷時促進了造血干細胞的擴增。該文同時總結了近年來監(jiān)測干細胞和微環(huán)境的不同方法及其進展。
交大醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院張軍教授課題組刊文：Strengthening clinical research in China，該文深入剖析了我國目前臨床研究的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，闡述了國家政策對臨床醫(yī)學研究的支持和推動，論證了中國臨床醫(yī)學研究擁有的巨大資源與潛力，為開展和繼續(xù)推動臨床醫(yī)學研究給出了指導性建議，為國家政策扶持和海內(nèi)外交流研究提供了極大的幫助。
交大附屬第一人民醫(yī)院黃倩研究員課題組刊文：Caspase 3, friend or foe in cancer therapy? 該文總結了課題組近十年的研究成果，圍繞腫瘤再增殖研究放化療后腫瘤復發(fā)的機制，創(chuàng)新性提出細胞凋亡的終結者——Caspase3的激活除引起細胞凋亡可起到治療腫瘤的目的以外，激活的Caspase3還可通過切割與其結合的其他蛋白分子，使其活化，刺激腫瘤細胞增殖，導致腫瘤復發(fā)。發(fā)現(xiàn)不依賴鈣的磷脂酶(iPLA2)、蛋白激酶PKC-delta等是Caspase3下游的關鍵分子，并首次描述了Caspase3-iPLA2-AA-PGE2信號通路，以及Caspase3- PKC-delta-Akt/p38-VEGF信號通路在腫瘤再增殖過程中起重要作用，揭示了一種涉及腫瘤復發(fā)的全新機制。
交大醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院劉穎斌教授課題組刊文：Whole exome and targeted gene sequencing identifies recurrent ERBB3 mutations in gallbladder cancer。該文探討了膽囊癌預防和治療的新途徑。膽囊癌是膽道系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，預后極差。該研究團隊通過全基因外顯子組測序和靶向測序，在國際上首次發(fā)現(xiàn)了膽囊癌體細胞突變以C>T顛換最為常見，并且鑒定出ERBB3在膽囊癌病人中發(fā)生高頻突變（11.8%）。進一步功能學實驗證實了ERBB3點突變在膽囊癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要功能。
交大藥學院周虎臣教授課題組刊文：Targeting protein-protein interactions in Rho GTPase regulation using small molecules，該研究聚焦在癌癥治療方面。 蛋白-蛋白相互作用在所有生物調(diào)節(jié)機制中起核心作用，但是其干擾劑的研究由于存在諸多挑戰(zhàn)而滯后。Rho GTPases中的Cdc42對癌細胞的侵入性偽足的生成和游走密切相關，是一個潛在的阻斷癌癥轉移的治療靶點。課題組通過分析它與ITSN的相互作用，發(fā)現(xiàn)ZCL278作為第一個有效的Cdc42抑制劑，能夠有效抑制成纖維細胞的偽足形成和前列腺癌細胞的游走。
交大環(huán)境科學與工程學院耿涌教授課題組刊文：Sustainability, well-being, and the circular economy in China and worldwide. 文章指出，循環(huán)經(jīng)濟強調(diào)經(jīng)濟發(fā)展從傳統(tǒng)的線性模式向“減量化、再利用和再循環(huán)”的模式轉變，以實現(xiàn)資源利用效率的最大化和環(huán)境排放的最小化，因此已經(jīng)成為中國創(chuàng)建生態(tài)文明的重要舉措。由于發(fā)展階段的不同，應對日益突出的污染問題仍然是中國循環(huán)經(jīng)濟的主要動力，而西方國家的循環(huán)經(jīng)濟已經(jīng)轉向提高資源效率。在此背景下，中國循環(huán)經(jīng)濟需要從重視數(shù)量向重視質(zhì)量轉變，建立科學的評價指標核算資源價值和生態(tài)系統(tǒng)服務價值，政府通過綠色采購引導綠色消費，盡快啟動綠色產(chǎn)品及服務的認證，并利用西部地區(qū)的后發(fā)優(yōu)勢推動循環(huán)經(jīng)濟在西部地區(qū)的實施。
本文轉自“上海交通大學”，由“集沙成塔”專欄整理。
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