今年是浦东开发开放三十周年。习近平总书记指出，“浦东发展的意义在于窗口作用、示范意义，在于敢闯敢试、先行先试，在于排头兵的作用。”三十年来，浦东发生了沧桑巨变，巨大成就举世瞩目。

4 月 17 日，《人民日报》头版头条刊发了题为《浦东勇担使命再出发》的报道，聚焦改革创新、展望未来发展。文章指出，作为浦东的 “优等生”，张江综合性国家科学中心发挥“场效应”，打造国际一流的大科学设施，让顶尖科学家近悦远来。报道中刊登了我校印杰副校长接受采访的内容：“‘大科学装置光源二期，活细胞成像、软X射线自由电子激光等设施，明年都能完成，超强激光已投入使用。’印杰展望：未来 5 年，上科大自由电子激光建成，再

加上中科院上海高研院、上海交大、复旦、中医药大学……在张江约 2 平方公里的大科学设施群，有望容纳几万名一流科研工作者。”

2013 年，上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设了上海科技大学。学校依托有利资源，立足科技创新，探索基于科技创新的解决方案。作为张江综合性国家科学中心的重要组成部分，学校致力于服务国家经济社会发展战略，培养科技创新创业人才，推动科教融合，积极投身高等教育改革、参与上海科创中心建设，努力建设一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

2019 年，上海科技大学积极投身上海科创中心和张江综合性国家科学中心建设，顺利推进学校承担的大科学装置的建设任务：作为法人单位承担了硬 X 射线自由电子激光和活细胞成像平台建设；参与上海光源二期、软 X 射线自由电子激光和超强超短激光建设；活细胞成像平台进入最后调试阶段；硬 X 射线自由电子激光装置样机研制取得了明显进展，关键核心部件研制取得突破，建安工程按计划安全有序实施。站在新的历史时点，上海科技大学将继续与中国科学院在张江共建科教融合平台，立足张江，服务张江科学城，力争为上海科创中心建设做出重要贡献。

立志　成才　报国　裕民

2020年 4月 25日

第56 期

总第 56 期　校报编辑部编　上海市连续性内部资料准印证（B）0262　内部资料　免费交流

上科大两项成果同在《科学》发表——依托浦东张江，科教深度融合，高水平成果竞相涌现

北京时间 4 月 24 日凌晨，国际顶尖学术期刊《科学》同时在线发表了上海科技大学均为第一完成单位的两项重要研究成果。免疫化学研究所科研团队成功解析分枝杆菌关键的阿拉伯糖基转移酶复合体的“药靶 - 药物”三维结构，首次揭示一线抗结核药物乙胺丁醇作用于该靶点的精确分子机制（研究长文）；iHuman 研究所科研团队在肥胖症药物靶点研究上获重要突破，首次解析人源黑皮质素受体 4 的原子分辨率晶体结构（研究报告）。今年上科大作为第一完成单位和主要完成单位分别在《科学》、《自然》、《细胞》上已经发表 6 项重要成果后，我校研究人员在人类健康基础研究领域再添两项重量级研究成果。

24 日上午，学校新闻中心举行媒体通气会，校领导，免疫化学研究所和 iHuman研究所领导、教职员工，科技发展处负责人等出席会议，就两项成果作了情况介绍。校党委书记李儒新院士就学校坚持依托浦东张江、科教深度融合办学情况作了介绍。

上海科技大学免疫化学研究所饶子和院士研究团队经过长达六年的攻坚研究，在国际上首次成功解析了分枝杆菌关键的阿拉伯糖基转移酶复合体 EmbA-EmbB 和EmbC-EmbC 的“药靶 - 药物”三维结构，揭示了一线抗结核药物乙胺丁醇作用于该靶点的分子机制。此项研究是自乙胺丁醇问世半个多世纪以来，科学家首次从分子水平上破解这一抗结核“传统老药”的抑菌机制，为解决结核病耐药问题、研发新型抗结核药物奠定了重要基础。上科大访问学者、南开大学张璐博士、上科大饶子和组博士研究生赵耀为文章的共同第一作者。上科大特聘教授饶子和院士、英国伯明翰大学 Gurdyal S. Besra 教授、上科大副研究员李俊、助理教授王权为论文共同通讯作者。

本项工作的完成标志着饶子和团队通过多年努力，基本攻克了结核病关键药靶领域已知仅剩的几大战略高地。目前，研究团队正充分利用上海科技大学和张江生物医药产业基地的优势，全力推动抗结核新药的研发，加快基础研究成果的转化。

上海科技大学 iHuman 研究所在肥胖症药物靶点研究上获重要突破，首次解析 人 源 黑 皮 质 素 受 体 4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R） 与 环 形 多 肽 配 体SHU9119 复合物 2.8 埃分辨率的晶体结构。研究人员首次观察到功能性 Ca2+ 与 GPCR

的结合模式，发现 Ca2+ 有助于稳定受体 -候选药物复合物，并使内源性激动剂 α- 黑素细胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的亲和力和效力得到了极大的提高。上科大 Stevens 课题组博士研究生于静为文章的第一作者，iHuman 研究所创始所长 Raymond C. Stevens 和密歇根大学 Roger D. Cone 教授为共同通讯作者。

研究表明某些 MC4R 带有基因突变的个体会患早发性肥胖症，针对 MC4R 结构与功能的研究及药物研发一直充满挑战。该成果对于开发针对此受体的肥胖症药物有重要的参考价值。

此次两项重要研究成果同时发表，使今年以来上科大作为第一完成单位和主要

完成单位分别在《科学》、《自然》、《细胞》发表的人类健康基础研究领域重要成果达到 8 篇。这是上科大建校六年多来厚积薄发、开拓创新的结晶，也是上科大与国家和区域的战略布局与发展密不可分，坚持依托浦东、融入张江创新发展的重要成果体现。

2013 年，上海市人民政府和中国科学院在浦东张江这片科技创新涌动的热土上，共同举办和建设了上海科技大学。上科大的发展得益于深度参与上海科创中心建设，得益于全面融入浦东开发开放和张江综合性国家科学中心建设，还得益于科教融合的办学理念与创新优势。

张江综合性国家科学中心集中了一大批科技创新的重大项目、设施和高校、研究所，汇聚了生物医药、人工智能、集成电路等高科技产业，也吸引了大批高层次创新创业人才，从而使张江作为中国创新浓度最高的区

域，充满着创新激情和活力。作为张江综合性国家科学中心建设的重大任务，2016 年、2018 年上科大与中科院上海应用物理所、中科院上海光机所和中科院上海高等研究院团队紧密合作，先后承担了活细胞成像、软X 射线自由电子激光、超强超短激光装置及硬 X 射线自由电子激光装置等国家重大科技基础设施建设。这些新建设施将与已有的上海光源、国家蛋白质（上海）设施等一起，成为全球领先的生命、物质、能源等多领域的尖端研究平台集群。近期，学校在生命科学领域，特别是在基于结构生物学的新药研发方面竞相涌现的高水平成果也得益于这些重大科技基础设施的强有力支撑。

上科大生命科学与技术学院、免疫化学研究所和 iHuman 研究所三家生命科学单位组成“上科大生命复合体”。2016 年以来学校以第一完成单位在《科学》、《自然》、《细胞》等国际顶级学术期刊上发表了共计14 篇重要研究成果，其中 9 篇聚焦于 G 蛋白偶联受体（GPCR，目前市场上超过 30%的在售药物都以 GPCR 为靶点）结构功能研究，2 篇聚焦于结核病新型药靶机制研究。这些成果已形成一系列有体系、高水平的连续突破，张江已成为具有国际先进水平的GPCR 研究高地，并正在打造国际结核病机制与抗结核新药研究高地。

我校六年多的创新发展，离不开“三个始终坚持”。一是始终坚持“小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学”的办学定位，做到有所为、有所不为，面向世界科技前沿、面向国家和上海重大战略需求，完善学科和科研布局，在生命科学、物质科学、信息科学等领域开展前沿性和原创性的研究；二是始终坚持科教融合办学，紧紧依托中科院的国家战略创新力量和上海科创中心建设，建立起与中科院各研究所联合科技攻关、平台共建共享、学生联合培养，以及专家互聘等深度合作机制，让上科大在短短六年多时间里实现高起点、跨越式地发展。三是始终坚持改革创新，探索建立符合世界一流大学建设规律的现代大学治理体系。特别是在人才队伍建设上，上科大从建校开始，就坚持不唯“帽子”、不唯名气，打破论资排辈，建立起自己的聘任制度、晋升制度、考核制度，给年轻教师以充分的信任、充分的机会、充分的条件、充分激励，让青年人才华和潜能充分释放出来。

新冠肺炎疫情发生后的清明节，全国举行哀悼活动，意义深远。上午 10 时，山河沉寂，举国默哀 3 分钟，汽车、火车、舰船呜咽，防空警报鸣响。今日，上海科技大学校园降半旗志哀，致敬英雄，缅怀同胞。多少人用生命守护生命，英烈为家国舍生忘死，守护山河无恙。愿逝者安息，生者奋发！

上海科技大学降半旗志哀

《人民日报》聚焦浦东发展三十周年

上海科技大学科教融合、服务张江受到关注

肥胖症药物靶点——人源黑皮质素受体 4（本图由 Yekaterina Kadyshevskaya 设计绘制）

（左）EmbA-EmbB-AcpM2 与乙胺丁醇复合物结构（右）EmbC2-AcpM2 与乙胺丁醇复合物结构

为共同记录和展示这个不同寻常的疫情时期，促进同学间抗疫活动及学习生活方面的交流，丰富我校校园文化，共青团上海科技大学委员会联合校学生会及Geekpie 社 团， 精 心 策 划 了 2020年线上文化周活动。本次文化周共征集到 30 件来自不同板块的作品，其中 14 件作品同时参与了抗疫专区展示。近日，此次活动圆满落幕，不少优秀文艺作品脱颖而出。

本次线上文化周共设四个板块四个主题，分别为视频板块的

“家宅温情”、诗画板块的“情”、文学板块的“光”及抗疫专区的“明天会更好”，并设有“最佳人气奖“、“最受欢迎 vlogger”、“诗歌六君子”、“神笔马良”、“逐光暖行文学比赛优秀作品奖”、

“参与奖“等奖项。活动从 2 月16 日开始征集作品，3 月 1 日起在 Geekpie 社团制作的文化周官网上进行作品展示，3 月 15 日起进入作品的投票及评分环节。我校同学们积极参与，纷纷展示出了自己的抗疫生活以及所思所想。经过线上投票，综合点赞以及创艺教学教授王搏老师的专业评分，活动组评选出 21 件获奖作品。

此次活动展示了上科大学子丰富多样的抗疫生活，也在这众志成城的特殊时期鼓舞士气、振奋精神，传递温情与光芒、传播正能量。繁花正盛，疫情待散，在春学期远程教学活动有序进行的同时，上科大学子仍将携手战“疫”，践行上科大学子的创造精神、奋斗精神和团结精神，书写更多春天的故事。

2 版 2020 年 4 月 25 日

E-mail: news@shanghaitech.edu.cn 新闻·动态

我校春学期在线教学课程开展40 天来，教师们本着高度的责任心，克服困难，不断学习积累、实践创新，在线教学质量稳步提升，从“开出课”顺利进入到“上好课”的新阶段。教学发展中心根据教师们在不同时期所面临的挑战，以多种方式、分阶段、有层次地为教师提升在线教学能力出谋划策，并全力提供资源支持。

在线上课程的筹备阶段，为协助教师迅速了解在线教学特点和视频录制须知，教发中心联合相关部门，牵头编撰并发布了《2020 年春学期远程教学课程录制快速指南》和《疫情条件下上科大线上教学方案与课程建设培训手册》。

在线上教学正式启动后，为及时高效地帮助教师解决在线教学过程中出现的问题，教发中心组建了“春学期线上教学答疑微信群”（共 181 人参与，春学期课程覆盖率 100%），全天候 24 小时为教师们实时答疑解惑，并不定期推送各类优质的文字和视频教学资源；针对一些共性问题，比如有效组织在线考试、如何快速准备视频课件等，还专门制作了相关帮助文档。为充分发挥助教在教学中的作用，教发中心通过学校慕课平台以私有课程SPOC 模式开展了线上助教培训，春学期 382 名助教中 90% 以上全程完成培训学习。由教发中心组织筹建的全自动一体化互动录播智慧教室，也在春学期线上教学的课程录制中发挥了积极作用，总计协助 72 人次录制完成共405段视频节，反响良好。

在线上教学开展两周后，为协助教师顺利从“开出课”到“上好课”的阶段过渡，教发中心牵头在全校范围内开展了分别面向任课教师、学生和一线教学管理人员的多维度匿名问卷调研，回收问卷总数达4180 份。根据问卷反馈形成的《2020年春学期线上教学调研分析报告》，从多角度尽可能立体全面地呈现了我校线上教学目前已取得的成绩和面临的挑战，帮助一线教师和教学

管理人员及时调整改进。实践出真知，教师们在一线教

学中积累的宝贵经验，需要系统化的积累和梳理，形成集体智慧和财富。近日，教发中心通过在线直播的方式成功举办了“教学‘主播’开讲啦”在线教学分享会，由中心副主任洪洁教授主持，邀请李刚、寇煦丰、司唯、庄敏四位教授作为嘉宾，与多位参会教师远程互动，分享他们关于在线教学的做法、心得和思考。

【教学心得互动分享精彩回放】

李刚：物质科学与技术学院课程：《计算物理》 | 话题：“录播教学+腾讯会议直播互动交流”

针对如何促进学生思考、互动、提升线上学习主动性等问题，李刚教授分享了包括物质学院多位教师在内一起讨论总结的在线教学小技巧。

在线教学妙招：——对于学生在微信群、QQ 群

提出的问题，最好采用线上语音的方式进行答疑，以避免刷屏而错过；请助教及时进行备份并发给学生，避免讨论内容在退出软件后丢失。

——线上答疑时可以首先总结前一次课的重点，这部分可以让学生完成，调动学生积极性；也可以考虑随机提问，指定学生作答，但这类问题应注意难度，增强学生自信，保持兴趣。

——对于复杂的大问题，在课堂上由教师带领逐步拆分成若干小问题，再由学生来完成小问题的回答（John A.McGuire 老师提供）。

——在 Blackboard 平台建立匿名讨论版，但要注意维护，确保及时解答学生问题（薛加民老师提供）。

——对于全校基础课，可在答题过程中按照学院计分激发学生的学院荣誉感，让学生更加积极地参与互动（孙兆茹老师提供）。

——录播视频无需面面俱到，可有针对性地讲解关键知识点，然后

在线上教学阶段，对知识点进行进一步深化与阐述（米启兮老师提供）。

——线上教学时再把 PPT 温习一遍，深入探讨一些问题，通过详解例题的方式，加深学生对知识点的理解（柯友启老师提供）。

——将签到变得更加有趣。例如在录播视屏中插入一页 PPT 或在Blackboard 平台设置一个问题，需要密码登录回答等等，提高学生观看视频的注意力（李智老师提供）。

寇煦丰：信息科学与技术学院课程：《数字集成电路设计I》 | 话题：“录播教学+腾讯会议直播互动+课后在线office hour”

为了提高学生的学习主动性，寇 煦 丰 教 授 巧 妙 采 用 了“Bonus Points”额外加分的方式鼓励学生积极参与在线学习。

在线教学妙招：——课前为了促进学生自主学

习，提前一周上传的视频内含有 3-4道 bonus question。仔细预习的同学可以主动在课上展示分享答案，获得额外加分。

——课中为了深化学生对于知识点的理解与掌握，会抛出很多bonus question 请学生来进行讲解，同时鼓励其他学生进行补充，最后由老师进行补充点评。

——线上互动授课主要强调关键知识点和难点，尽量避免与录播内容有过多重复。

——课后设置固定时间的在线Office Hour，由教师和助教在不同时段进行在线答疑。

司唯：创业与管理学院课程：《经济学导论》 | 话题：“慕课视频+腾讯会议线上答疑”

《经济学导论》本学期共开设四个平行班，授课教师也组成了教研组，保持沟通互动，共同探讨平行班慕课教学的课程设计方法。

在线教学妙招：

上海科技大学与上海市第一人民医院科研合作项目落地

3 月 31 日，上海科技大学与上海市第一人民医院举行科研合作签约仪式。上海科技大学党委书记兼副校长、中科院院士李儒新，副教务长、免疫化学研究所执行所长江舸，生命科学与技术学院教授黄行许；上海市第一人民医院院长郑兴

东 , 副院长、国家眼部疾病临床医学中心常务副主任孙晓东；上海眼视觉与光医学工程技术研究中心主任汪枫桦等出席签约仪式。签约仪式由上海市第一人民医院科研处处长祝延红主持。

郑兴东院长致欢迎辞，并介绍

了上海市第一人民医院的科研重点及发展规划。李儒新书记介绍了上科大的办学理念和办学特色以及在生命医学领域的重点研究方向，强调了科研与临床合作的重要意义。孙晓东副院长和江舸所长分别介绍了上海市第一人民医院和免疫化学研究所的合作背景以及在基因治疗、干细胞治疗等合作方向的研究基础，希望双方优势互补、强强联手，在面向重大疾病的关键问题上开展临床驱动的创新型合作，以取得突破性进展。双方参会教授、研究员和科室带头人还就相关研究方向与合作需求进行了交流讨论。

此次签约仪式的成功举行，标志着上科大和第一人民医院科研合作项目的正式落地。双方将在科研与教学方面进一步深化合作，促进医疗与科研的融合，实现合作共赢，同时加速生物医药创新和产业转化，从而实现服务国家发展战略和改善人类健康的目标。

近日，我校免疫化学研究所生物医学大数据平台推出新冠病毒每日简报，为新冠病毒肺炎战疫提供即时科研信息服务。

新冠病毒每日简报于 3 月 19日启动，由生物医学大数据平台主办，联合免化所高通量平台及分析化学平台。新冠简报制作团队充分利用成员的知识背景，发挥交叉学科优势，对新冠讯息做出专业解读。团队成员每天会对新冠疫情发展、科学研究进展，药物研发动态、疾病诊断等多个领域进行全面的文献检索和信息筛选，通过讨论、翻译解读和分类汇总，最终形成全面、及时、动态的科研信息简报。另外，团队也邀请上科大的教授专家就其研究领域的新冠重要问题制作专题。在过去的两周，免化所及其他院所的更多老师主动请缨或推荐学生加入到简报的工作中。

新冠简报每日及时向上科大

师生提供更新内容，为各专业师生科学认识新冠病毒、及时跟进科研进展提供了科学有效的途径，为全民科学战疫贡献力量。同时，制作团队还为一线科研攻关团队及临床合作伙伴提供新冠资讯服务，以减轻一线团队跟踪最新研究进展的负担，集中精力科研攻关和临床战疫。

新冠简报推出后，得到了师生及科研人员的欢迎以及大力的支持。简报团队表示，非常高兴这项工作对大家能有帮助，感谢大家的支持和鼓励，也欢迎更多老师和同学加入团队。团队会继续提供即时科研信息服务，并进一步丰富内容和形式，后续工作会加入文本挖掘、知识图谱绘制、数据归总分析等相关工作，欢迎有相关经验和兴趣的老师同学们踊跃加入，共同为新冠病毒肺炎战疫贡献一份力量。

我校免疫化学研究所推出新冠病毒每日简报

传递温情与光芒，线上文化周活动圆满落幕从“开出课”到“上好课”——教学发展中心开展教师直播交流等活动提升线上课程质量

——慕课资源 + 补充内容录制：这门课采用的慕课视频是由创管学院 9 位教授于 2019 年合作录制的，与课程目标贴合度比较高。除使用慕课视频为课程主要资源外，建议适当录制一些补充短视频，以充实完善课程内容。

——Lecture Notes 详 细 且 多 例题：发给学生预习用的 Lecture Notes可以内容多一些，尽量把知识点写详细，提供较多的例题，保证学生的自学效果。

——借助国外教材的配套题库：将国外教材的配套题库上传到Blackboard 平台，安排学生每周课后通过 Blackboard 平台进行在线测试，随机出题，每位学生有两次答题机会，取最高分。

——分散答疑结合集中答疑：为减轻学生负担，学生可在课程前半段观看慕课教学视频，有问题的学生随时进入腾讯会议室进行提问和答疑，并在课程的后半部分集中进行答疑。

——资源共享：对于有多个平行班的大课，建议各个班级的老师增加交流，资源共享，提高效率。

庄敏：生命科学与技术学院课程：《生物化学II》 | 话题：“课前发布PPT预习+直播授课+录屏分享资料”

对于人数不多的小班课程，直播授课的方式比较不容易给网络造成太大负担，庄敏教授在了解了学生的网络条件后，采用“腾讯会议”开展直播教学，取得了良好成效。

在线教学妙招：——预习 + 直播两套课件：建

议课前发给学生预习使用的 PPT 可以内容多一些，让学生预习得更加充分；直播时使用的 PPT 课件内容要精炼、突出重点，这种做法会让学生在直播时更专注于“听”，而不是忙于看PPT课件上的文字内容。

——开放式题目检验学习效果：除正常的作业外，会再给学生布置一道与目前新冠肺炎相关的开放式题目。这类题目很难找到标准答案，需要学生花时间、用心做，能鼓励学生主动自主学习，效果颇佳。

——直播录屏供复习：直播课程及时录屏，课后发给学生作为复习资料。

3版E-mail: news@shanghaitech.edu.cn

2020 年 4 月 25 日科研·动态

北京时间 4 月 9 日下午 5 点，经国际权威学术刊物 Nature 邀请投稿，上海科技大学饶子和 / 杨海涛团队与合作者组成的“抗新冠病毒攻关联盟”在该期刊上联合发表了新冠病毒的重要研究成果“Structure of Mpro from COVID-19 virus and discovery of its inhibitors”，率先在国际上成功解析新型冠状病毒关键药物靶点——主蛋白酶（Mpro）的高分辨率三维空间结构，并综合利用三种不同的药物发现策略，找到针对新冠病毒的抑制剂。

这也是今年以来上科大在国际顶尖学术期刊发布的第三篇重大科研成果。今年 1 月 31 日，我校 iHuman 研究所执行所长刘志杰研究团队在人源大麻素受体结构与功能的最新研究成果，在 Cell 上

在 线 发 表；2 月 20 日，iHuman 研究所徐菲课题组与合作组解析首个孤儿受体三维结构的科研成果，在Nature 上在线发表。

截 至 4 月 8 日， 全 球 累 计 确诊新冠肺炎约 150 万人，死亡人数超过 8.7 万人，已覆盖全球 200 多个国家和地区。新型冠状病毒与严重急性呼吸道综合征冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征冠 状 病 毒（MERS-CoV） 具 有 较近的亲缘关系，因缺乏特效药和疫苗，针对新型冠状病毒的药物靶点科研攻关及新药研发迫在眉睫。

新型冠状病毒非常“狡猾”，在入侵细胞后，会立即利用细胞内的物质合成自身复制必需的两条超长复制酶多肽（pp1a 和 pp1ab）。这两条复制酶多肽需要被剪切成多

个零件（如 RNA 依赖的 RNA 聚合酶、解旋酶等等）；这些零件进一步组装成一台庞大的复制转录机器，然后病毒才能启动自身遗传物质的大量复制。两条复制酶多肽的剪切要求异常精确，因此病毒自身编码了一把神奇的“魔剪”——主蛋白酶（Mpro）。这把“魔剪”在复制酶多肽上存在至少 11 个切割位点，只有当这些位点被正常切割后，这些病毒复制相关的“零件”才能顺利组装成复制转录机器，启动病毒的复制。由于主蛋白酶这把“魔剪”在病毒复制过程中起到至关重要的作用，且人体中并无类似的蛋白质，因此主蛋白酶就成为一个抗新冠病毒的关键药靶。

其实在过去 30 年间至少出现了 30 种 新 发 传 染 病（ 如 SARS、

4 月 10 日 晚 10 点， 由 饶 子和 院 士 / 娄 智 勇 教 授 / 王 权 教 授等组成的“抗新冠病毒联合攻关团 队” 在 Science 杂 志 发 表 题 为“Structure of the RNA-dependent RNA polymerase from COVID-19 Virus” 的 研 究 论 文（doi:10.1126/science.abb7498）， 发 布 了 团 队 率先在国际上成功解析新型冠状病毒“RdRp（RNA 依赖的 RNA 聚合酶）-nsp7-nsp8 复合物”近原子分辨率三维空间结构的研究成果。该研究揭示了该病毒遗传物质转录复制机器核心“引擎”的结构特征，为开发针对新冠肺炎的药物奠定了重要基础。

这也是今年以来上科大在国际顶尖学术期刊发布的第四篇重大科研成果。

1 月 31 日，我校 iHuman 研究所执行所长刘志杰研究团队在人源大麻素受体结构与功能的最新研究成果，在 Cell 上在线发表。

2 月 20 日，iHuman 研 究 所 徐菲课题组与合作组解析首个孤儿受体三维结构的科研成果，在 Nature上在线发表。

4 月 9 日，免疫化学研究所饶子和 / 杨海涛团队与合作者组成的“抗新冠病毒攻关联盟”在 Nature

上联合发表了新冠病毒的重要研究 成 果“Structure of Mpro from COVID-19 virus and discovery of its inhibitors”，率先在国际上成功解析新型冠状病毒关键药物靶点——主蛋白酶（Mpro）的高分辨率三维空间结构。

新 型 冠 状 病 毒 RdRp-nsp7-nsp8 聚 合 酶 复 合 物 2.9 Å 分 辨 率电子显微结构（Coulomb potential map）。螺旋状分子为类比同类机制聚合酶判断的 RNA 模版链（灰色）与新生链（红色）的位置和走向；瑞德西韦预期以效应分子（GS-443902）的形式结合于催化反应中心阻断 RNA 合成；背景为新型冠状病毒冷冻电子显微照片及聚合酶复合物处于不同视角下的分子形态。

截至 4 月 10 日，全球累计确诊新冠肺炎 156 万人，死亡 9.2 万人 ，对全人类产生了空前的影响 。引起新冠肺炎的病原体是一种新型冠状病毒，它与此前大家熟悉的严重急性呼吸道综合征冠状病毒（SARS-CoV）和中东呼吸综合征冠 状 病 毒（MERS-CoV） 具 有 较近的亲缘关系，被感染的患者会以发热、乏力、干咳为主要临床表现，严重者快速进展为急性呼吸窘迫综

合征，甚至死亡，目前为止尚无特效药和疫苗批准上市。

新型冠状病毒在入侵宿主细胞后，便开始大量复制，这其中又以遗传物质 RNA 基因组的转录和复制两个过程为核心。遗传物质的转录将最终经过翻译形成新生病毒的结构组成蛋白质，而其复制将形成新生病毒的 RNA 基因组。病毒RNA 依赖的 RNA 聚合酶（RNA-dependent RNA polymerases，RdRp），也被称为第 12 号非结构蛋 白（non-structural protein 12， nsp12），能够与其他多个非结构蛋白质组装形成一台高效的 RNA合成“机器”，完成这两大过程。RNA 聚合酶作为这台转录复制机器的核心部件，是最重要的抗病毒药物靶标之一，破坏其功能预期将能够阻止病毒的复制，最终达到治疗的目的。针对新型冠状病毒的药物靶点特别是RNA聚合酶的研究，对此类靶向药物的研发和药效机制的验证至关重要，迫在眉睫。

在本研究中，由饶子和院士 /娄智勇教授 / 王权教授等组成的“上海科技大学 - 清华大学抗新冠病毒联合攻关团队”，率先在国际上成功解析了新型冠状病毒转录复制机器 核 心 单 元“RdRp-nsp7-nsp8”

复合体的三维空间结构，整体分辨率达到 2.9 埃（Å）。

研究解析的复合物结构显示，新型冠状病毒的 RNA 聚合酶具有其 它 病 毒 RNA 聚 合 酶 的 保 守 特征，并含有套式病毒（Nidovirus）的 NiRAN（Nidovirus RdRp-associated nucleotidyltransferase） 特征结构域；同时病毒 RNA 聚合酶与病毒的非结构蛋白 nsp7 和 nsp8组成了转录复制机器的核心单元。令人兴奋的是，研究人员还首次在新型冠状病毒的 RNA 聚合酶的 N端发现了一个独特的“β 发卡”结构域，这一结构域的发现为阐明新型冠状病毒 RNA 聚合酶的生物学功能提供了新的线索。研究团队又通过对该原子分辨率结构的深入分析，发现了新型冠状病毒 RNA 聚合酶行使功能的关键氨基酸残基，并通过与“丙型肝炎病毒聚合酶ns5b- 索非布韦（Sofosbuvir）效应分子”复合物结构进行比对，提出了瑞德西韦和法匹拉韦的效应分子（即代谢后的最终产物）抑制新型冠状病毒 RNA 聚合酶的可能作用模式。本研究首次精细描绘出了新型 冠 状 病 毒“RdRp-nsp7-nsp8”转录复制机器的内部构造，并为瑞德西韦和法匹拉韦等候选药物的

效应分子如何精确靶向抑制病毒RNA 合成进而发挥药效活性提出了合理的机制解释，这为深入研究新型冠状病毒复制的分子机理奠定了重要的理论基础，并为开发抗新冠肺炎的特效药开辟了新途径。

在疫情期间，上海科技大学在人员队伍、科研条件、工作环境以及团队成员的身心健康保障等方面为攻关团队提供了全方位的支持，全力保障了攻关任务的顺利进行，为项目的快速推进提供了良好的条件。

3 月 17 日，上述成果的预印本即以“Structure of RNA-dependent RNA polymerase from 2019-nCoV, a major antiviral drug target”为题在bioRxiv（一个生物科学的开放式预印本存储库）在线发表，第一时间与同行和公众分享成果信息。为了方便科技工作者、特别是药物研发人员分析使用，本研究的分子结构坐标数据亦已投递至蛋白质结构数据库（Protein Data Bank, PDB）, 并开放给公众，登记编号为 6M71 和7BTF。同时，两个结构坐标数据文件亦已投递至国家微生物科学数据中心（http://nmdc.cn），提供公开下载，登记编号为 NMDCS0000002和 NMDCS0000003。

上科大等新冠联合攻关团队科研成果荣登 Science——解析新冠病毒 RNA 依赖的 RNA 聚合酶三维精细结构

平显著抑制新冠病毒的复制。值得一提的是，依布硒已用于治疗听力障碍等多种疾病的临床试验（完成临床二期），并具有很好的安全性表现。上述研究成果，为迅速开发具有临床潜力的抗新冠肺炎的药物奠定了重要基础。

上海科技大学、清华大学联合培养博士研究生靳振明、杜小宇为论文并列第一作者，上海药物所许叶春研究员、军事科学院军事医学研究院邓永强副研究员、武汉病毒所博士研究生刘美琴为论文的并列第一作者，上海药物所研究员兼上海科技大学免疫化学研究所特聘教授蒋华良院士、清华大学教授兼上海科技大学免疫化学研究所特聘教授饶子和院士、上海科技大学免疫化学研究所课题组长杨海涛研究员（兼生命科学与技术学院副教授）为共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。“抗新冠病毒攻关联盟”由上海科技大学 - 清华大学饶子和 / 杨海涛团队、中科院上海药物所蒋华良团队、军事科学院军事医学研究院秦成峰团队以及中科院武汉病毒所石正丽团队、肖庚富团队等组成。国家蛋白质科学中心（上海）主任兼上海科技大学生命科学与技术学院教授许文青、澳大利亚昆士兰大学的 Luke W. Guddat教授参与了此项研究。

攻关“联盟”中的饶子和院士研究团队自从 2003 年 SARS 暴发以来，在 17 年间一直致力于冠状病毒关键药靶的研究及抗病毒新药的研发。研究团队在 SARS 暴发期间，就曾在世界上解析了首个 SARS 病毒蛋白质（主要蛋白酶）的三维空间结构，为抗 SARS 药物的研发提供了关键结构依据；随后研究团队又设计和开发出首个抑制所有冠状病毒的广谱抑制剂。这些前期的研究都为本研究的顺利开展奠定了基础。

上科大等新冠联合攻关团队科研成果荣登Nature——解析新冠病毒主蛋白酶三维结构，并发现多个抑制剂

MERS 等），如何能在疫情期间迅速找到具有临床潜力的药物仍然是一个重大挑战。为解决这一难题，攻关“联盟”首先瞄准了“老药”，即成药、临床试验药物以及天然产物；其次攻关“联盟”同时开展了从头设计、计算机虚拟筛选和高通量筛选三种不同的研究策略，三管齐下。

在从头设计的研究策略中，攻关“联盟”发现迈克尔受体 N3 是一个主蛋白酶的强效抑制剂，并率先解析了 2.1Å 的“主蛋白酶 -N3”的高分辨率复合物结构（随后又提高至 1.7Å），这也是世界上第一个被解析的新冠病毒蛋白质的三维空间结构。为方便相关的科技工作者第一时间开发以该酶为靶点的抗病毒药物，攻关“联盟”第一时间公开了研究成果，并在 PDB 蛋白质结构数据库（Protein Data Bank, PDB）公开了结构坐标。自 1 月 26日起，团队已为国内外 300 多家高校、研究机构及企业的实验室直接提供了数据。该结构被 PDB 蛋白质结构数据库选为 2020 年 2 月的明星分子（February Molecule of the Month），并被 PDB 撰文报道。

此 后， 攻 关“ 联 盟” 继 续 联合利用虚拟筛选和高通量筛选策略相结合的方式，对 10000 多个老药、临床药物以及天然活性产物进行筛选，发现了数种对主蛋白酶有显著抑制作用的先导药物，其中包括双硫仑（disulfiram）、卡莫氟（carmofur）、依布硒（ebselen）、紫 草 素（shikonin）、Tideglusib 和PX-12 等。后续的抗新冠病毒实验显示，依布硒和 N3 均能在细胞水（左）新冠病毒主蛋白酶 - 抑制剂 N3 的复合物结构；（右）冠状病毒主蛋白酶的底物结合口袋是一个保守药物设计靶点

4 版 2020 年 4 月 25 日

E-mail: news@shanghaitech.edu.cn 科研·动态

免疫化学研究所召开新冠病毒研讨会

生命学院与合作者发表文章揭示 TDP-43 蛋白片段的结构转变机制

我校物质学院宁志军课题组

以胶体量子点材料为基础，制备

出一种新型、低成本、高探测率

的红外上转换器件，展示了红外上

转换器件在生物成像和可穿戴电

子器件领域良好的应用前景。今

日， 该 成 果 以“Solution-processed

upconversion photodetectors based on

quantum dots”为题发表在 Nature 子

刊 Nature Electronics 上。

近红外光电探测与成像器件在

生物检测、信息通讯、军事、气象

等领域中有重要作用。传统的成像

器件需要红外光电探测器与读出电

路集成，复杂的集成工艺限制了红

外成像系统的发展。红外上转换器

件作为一种替代的解决方案，具有

工艺简单、无需与读出电路集成的

优点，可以将红外光直接转化为可

见光成像。也就是说通过红外上转

换器件，我们可以直接“看见红外

光”。将红外光电探测器和可见光

LED 结合起来，通过“光 - 电 - 光”

的线性转化过程，将红外光转换为

可见光，被认为最适用于红外成像

领域的探测器结构。然而，受限于

红光光电探测器部分较低的光子 -

电子转化效率，红外上转换器件的

整体光子 - 光子转换效率较低。此

外，目前已报道的红外上转换器件

大多需要用高成本的真空沉积方法

制备，且已报道的红外上转换器件

的工作电压很高，不利于制备柔性

器件。

针对以上问题，宁志军课题组

以胶体量子点材料为基础，制备出

一种新型、低成本、高探测率的红

外上转换器件。这种红外上转换器

件的红外吸收层和可见光发射层均

采用了胶体量子点材料。受益于胶

体量子点可溶液法处理的特性，除

了最上面的电极，整个红外上转换

器件全部采用溶液法制备，极大简

化了器件的制备。

为了提高红外上转换器件的

光子对光子转换效率，研究人员在

ZnO 电子传输层中引入了银纳米

粒子。在无红外光入射的情况下，

ITO 电极和氧化锌之间有较大的势

垒，空穴无法从 ITO 注入到 ZnO

中，电流很小；在有红外光入射

时，光生电子会被 Ag 纳米粒子捕

获并在 ITO 和 ZnO 的界面处聚集，

界面聚集的电子增加了器件界面的

能带弯曲，减少了势垒宽度，这样

ITO 中的空穴大量隧穿注入到 ZnO

中，实现电流倍增。基于这种增益

机制的胶体量子点红外探测器外量

子效率可以达到 8000%, 探测率达到

6×1012Jones，响应速度在毫秒量级，

与目前已报道的胶体量子点红外光

电探测最高性能相当。

研究团队进一步将这种高效率

的红外光电探测器和胶体量子点发

光二极管结合起来，制备了红外上

转换器件并取得了 6.5% 的光子转换

效率。这在溶液法制备的两端红外

上转换器件中是最高的，而且器件

启动电压仅为 2.5V。研究人员探索

了该器件在生物医学成像领域的应

用，通过用红外光照射小鼠乳腺组

织，在红外上转换器件的帮助下，

正常组织和癌变组织可以清晰地分

辨出来，展示了红外上转换器件在

生物成像领域良好的应用前景。此

外，该工作还首次制备了柔性红外

上转换器件，有望应用于可穿戴电

子器件。

论文第一作者为周文佳助理

研究员，通讯作者为宁志军教授。

上科大为第一完成单位。该成果得

到了加拿大多伦多大学 Edward H.

Sargent 教 授、F. Pelayo García de

Arquer 博士和上海药物所黄锐敏课

题组的大力帮助。上海科技大学物

质学院分析测试中心、信息学院陈

佰乐课题组为分析测试提供了支持。

该成果也得到了科技部重点研发计

划、国家自然科学基金和上海市科

委的支持。

3 月 30 日， 国 际 学 术 期 刊

Nucleic Acids Research（《核酸研究》）

在线发表了我校生命学院刘如娟课

题组与特聘教授王恩多课题组 [ 中

科院分子细胞科学卓越创新中心（上

海生物化学与细胞生物学研究所）]

最新研究成果“Molecular basis of the

multifaceted functions of human leucyl-

tRNA synthetase in protein synthesis

and beyond”（人类亮氨酰 -tRNA

合成酶在蛋白质合成及其它多方面

功能的分子基础）。

人胞质亮氨酰 -tRNA 合成酶

（hcLRS）是由 10 个结构域组成的

复杂的多功能蛋白质氨基酰 -tRNA

合成酶（aaRS）。该酶催化 tRNA

氨基酰化，为蛋白质合成提供原

料。除此之外，hcLRS 还可以作为

亮氨酸感受器与 RagD 直接作用来

调控雷帕霉素复合物1（mTORC1）

信号通路，并参与细胞质多氨酰

基 -tRNA 合成酶复合物（MSC）

的组装。然而，hcLRS 多功能的分

子基础和参与 MSC 组装的机制（特

别是 hcLRS 如何在感受亮氨酸后从

氨基酰化功能转换到结合 RagD 去

调控亮氨酸感受器），目前还不清楚。

该工作首次解析了 hcLRS 高分

辨率晶体结构。结合生物化学实验

和酶学动力学研究，研究人员发现

tRNA 和 RagD 都结合到 hcLRS 的

同一个结构域，并且它们与 hcLRS

的结合是互相排斥的。这个发现为

hcLRS 发挥 tRNA 氨基酰化的经典

功能和非经典功能的转换提供分子

基础。此外，本项研究还阐释了靶

向 hcLRS 不同结构域的多种小分子

化合物的结合方式并提供了优化这

些化合物结构的方案。研究结果为

hcLRS 的生物学功能和靶向 hcLRS

药物的合理设计提供了新的认识。

刘如娟教授和王恩多教授为本

文的共同通讯作者，上海科技大学

为第一完成单位。刘如娟教授和中

科院分子细胞科学卓越创新中心（上

海生物化学与细胞生物学研究所）

的龙韬博士、博士生李浩为共同第

一作者。来自欧洲分子生物学中心

（EMBL，Grenoble，France）、 复

旦大学和安徽大学等单位的合作者

参与此项研究。该研究工作得到了

国家重点研发计划、国家自然科学

基金、上科大科研启动经费以及中

科院青促会基金的经费支持。

宁志军课题组制备高效量子点上转换探测器，让我们“看见红外光”

生命学院阐明亮氨酰 -tRNA 合成酶调控机制

3 月 24 日， 为 进 一 步部 署 抗 击 新 型 冠 状 病 毒 肺 炎（COVID-2019）攻关科研项目，推进新冠科研攻关及药物研发进程，我校免疫化学研究所召开了新冠病毒研讨会。

研讨会由上科大副教务长、免疫化学研究所执行所长江舸主持。上科大副校长兼教务长印杰，上科大免疫化学研究所课题组长、中科院院士饶子和，上科大免疫化学研究所课题组长、中科院院士蒋华良，上科大生命学院教授、国家蛋白质上海设施主任许文青，上科大免疫化学研究所的各课题组长以及平台负责人等参加会议。

会上，印杰副校长对新冠病毒

攻关团队取得的成果以及奉献精神表示赞赏，并传达了学校对科研团队的支持与肯定。上科大免疫化学研究所的研究团队分别介绍了课题组的项目进展。饶子和院士介绍了在新冠关键药靶蛋白质结构及基于结构的药物研发领域的总体进展，并代表科研团队对学校及研究所在疫情期间提供的科研条件和支持表示感谢；杨海涛教授和王权教授就课题组攻克的新冠病毒蛋白质结构，进行了药物靶点以及作用机制的探讨；蒋华良院士介绍了抗新冠肺炎的药物筛选与活性分析，并介绍了临床应用及验证方面的进展；白芳教授、范国平教授、张宏恺教授、马培翔副研究员、

刘佳副研究员、赵简教授及杨贝副研究员分别汇报了课题组围绕新冠肺炎开展的计算生物学分析、蛋白工程设计、抗体文库构建及小分子设计等方面的工作。此外，许文青教授介绍了国家蛋白质上海设施为各高校及科研单位开通的新冠肺炎快捷绿色通道及承担的蛋白抑制剂的设计工作。与会人员及远程参会者们认真聆听报告，并就新冠研究的项目设计、工作进展及合作方向展开了热烈讨论。

此次新冠病毒研讨会促进了新冠病毒研究团队之间的交流，增进了不同研究方向的相互了解，为病毒攻关提供了新的研究思路及合作方向。

我校生命学院陆珺霞课题组与中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所胡红雨课题组合作， 近 日 在 知 名 学 术 期 刊 Journal of the American Chemical Society（美国化学会志）上在线发表题为“Solid-state NMR reveals the structural transformation of the TDP-43 amyloidogenic region upon fibrillation”的研究论文。

TDP-43（TAR DNA binding protein-43）作为一种多功能的核酸结合蛋白，在细胞内广泛参与 RNA的调控。课题组研究了带有融合蛋白的 TDP-43（311-360）片段的纤维化过程，揭示液液相分离（liquid-liquid phase separation，LLPS） 是TDP-43 蛋白纤维化的中间步骤。该研究还利用固态核磁共振（Solid-state Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ,SSNMR）等技术发现在蛋白聚集过程中的结构转变，并识别出一系列稳定蛋白质纤维结构的关键位点。研究人员通过对这一纤维化过程的深入研究，了解诱导TDP-43 蛋白纤维化的关键位点和相互作用，可以对今后的药物设计抑制蛋白纤维化和由此引发的神经退行性疾病提供潜在的靶标。

TDP-43 在患者细胞如神经元和神经胶质细胞内以淀粉样形式存在，是肌萎缩侧索硬化症和额颞叶变性运动神经元疾病的主要病理标志性蛋白之一。正常情况下，TDP-43 在细胞应激环境下能参与形成应激颗粒，以应对细胞环境变化。应激颗粒是通过可逆的液液相分离聚集成的无膜结构，但是错误的聚集会导致不可逆的淀粉样蛋白沉淀。

了解这些蛋白沉淀的形成过程和结构特征，将为神经退行性疾病的药物研发提供新思路。

此 前 的 研 究 发 现 全 长 TDP-43 或 C 末 端 具 有 液 液 相 分 离 现象，在本研究通过微分干涉差显微镜（Differential Interference Contrast Microscope，DIC）和透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）发现带有融合蛋白的 TDP-43（311-360）片段也能够经历液液相分离过程，并逐渐转变为纤维形态。在获得 TDP-43（311-360）片段结构均一的蛋白纤维样品后，研 究 人 员 利 用 TEM 和 X-Ray 多晶衍射发现纤维状的蛋白的确具有cross-β 淀粉样纤维结构。同时，该研究重点利用魔角旋转（Magic Angle Spinning，MAS）固态核磁技术进一步发现在纤维二级结构中，每一个单体中具有 5 个 β-strands，形成具有平行规则排列的 cross-β

构象。一些神经退行性疾病如 ALS，

也称渐冻人症，常被认为是“比癌症还残忍的绝症”，但目前还没有有效的治疗药物，其药物的研发道路仍然困难重重。该工作聚焦于TDP-43蛋白结构，由结构带来启发，蛋白纤维化过程的揭示有助于了解致病原因；关键氨基酸的发现有助于药物靶点设计的研究。

本论文的第一作者为上科大生命学院 2016 级硕士研究生卓晓凤，陆珺霞教授和胡红雨教授为共同通讯作者，上科大为第一完成单位。该工作得到了科技部国家重点研发项目、国家自然科学基金、上海市扬帆计划的资助。本论文工作完全在上科大完成，上海科技大学生命学院分子成像平台、生物核磁平台、分子和细胞生物学平台、物质学院分析仪器中心和学校生物电镜平台提供了设备和支持。

蛋白聚集过程结构变化模拟图

作为“十四五”信息技术产业发展的重点方向，集成电路是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。当前，全球集成电路产业正处于一个重大调整的变革期，随着“超越摩尔定律”时代的到来，探索和利用新材料、新物理、新技术以解决器件的能量损耗，进而突破传统计算能效瓶颈，是未来新型信息化应用的主要研究方向。我校信息学院后摩尔器件与集成系统中心致力于新型器件、电路和系统的研究和应用，以实现高能效计算服务新型应用为目标。中心依托与上海集成电路研发中心、华力微电子、兆芯集成电路有限公司合作成立的上海科技大学微电子中心平台，近期在新型器件领域开展了多项研究工作，并取得了重要进展。

寇煦丰教授课题组与上海集

成电路研发中心胡少坚博士团队合作，对采用华力微电子 40 纳米低功耗工艺的 CMOS 逻辑器件进行了全尺寸的变温测试实验，在分析其低温行为的基础上，对该工艺节点进行建模，开发了一套具有自主知识产权、能够覆盖 10K至 298K 全温区全尺寸的 BSIM 集约化模型与工艺设计套件。该项工作为低温 CMOS 集成电路设计和应用奠定了坚实的基础，相关研 究 成 果 以“Temperature-Driven Gate Geometry Effects in Nanoscale Cryogenic MOSFETs”为题发表在IEEE Electron Device Letters 上。 寇煦丰课题组 2019 级博士研究生王泽伟和 2016 级本科生唐志东为文章的共同第一作者，信息学院 2016、2017 级多名本科生参与工作，充分展现了信息学院本科生扎实的基本功与创新思维。项目获得了上科大

启动基金、科技部国家重点研发计划、中科院战略先导科技专项（A类）、国家自然科学基金面上 / 青年项目、以及上海市青年科技英才扬帆计划的大力支持。

同时，作为低温电子学另一重要研究方向，氮化镓肖特基二极管器件具有电子迁移率高、泄漏电流小等优异特性，未来有望应用于空间站等极端环境下的电子设备，大数据存储中心及低温超导电路等领域。邹新波教授课题组针对低温环境下工作的新型氮化镓肖特基势垒 二 极 管（GaN SBD） 器 件 提 出了一种修正的热电子发射扩散模型。该方法从热电子发射扩散模型的物理公式出发，考虑了理想因子在极低温下增大的情况，提出了一种描述低温环境下肖特基二极管正向导通特性的物理机制，并解释了 I-V 法和 C-V 法提取出肖特基

势垒高度不一致的原因。同时在反向漏电机制方面，基于大范围温度下获取的 J-V-T 曲线，研究人员分别用三种物理机制精确地进行分区描述。该工作还采用深能级瞬态谱仪，原位获取了该器件的四个陷阱能级，并讨论了他们在低温下对漏电的抑制作用。相关研究成果以“Electrical characterization of GaN Schottky barrier diode at cryogenic temperatures” 为 题 近 期 在 Applied Physics Letters 上发表。邹新波课题组 2019 级硕士硕士生陈嘉祥是第一作者，2019 级硕士生朱敏为第二作者。本项研究得到了上海科技大学启动资金，上海市浦江人才计划及中科院先导科技专项（A类）的支持。

此外，在带间级联激光器激光物理领域，王成教授课题组一方面首次提出带间级联激光器的速率方程模型。速率方程是广泛应用于

5版E-mail: news@shanghaitech.edu.cn科研·动态 2020 年 4 月 25 日

系统优化提高缬氨霉素的无细胞生物合成产量

近日，我校物质学院李健课题组在复杂天然产物体外生物全合成工作中取得了重要进展，首次利用无细胞合成生物学（Cell-free synthetic biology） 实 现 了 非核 糖 体 多 肽 类 抗 生 素 缬 氨 霉 素（Valinomycin） 的 体 外 生 物 全 合成。 相 关 成 果 以“Total in vitro biosynthesis of the nonribosomal macrolactone peptide valinomycin”为题，在合成生物学和代谢工程领

域的国际知名学术期刊 Metabolic Engineering 上在线发表。

自然界生物体（如微生物和植物等）中存在非常丰富的天然产物，它们是临床药物比如抗生素药物的重要来源。近年来，超级耐药致病菌等的出现对人类健康产生了很大威胁，因此，从自然资源中发现和开发新的天然产物，用于治疗人类疾病具有十分重要的意义。传统的方法主要是从天然宿主（如植物）

中直接提取天然产物，或者利用发酵的方法培养微生物宿主进行生产，但是这些方法的生产周期长、产量偏低、纯化困难。另外，由于大部分天然产物结构复杂，化学合成也极为困难。为此，李健课题组提出利用无细胞合成生物学策略来实现复杂天然产物的生物合成。

为了实现上述目标，研究人员选取具有抗菌、抗病毒和抗癌等活性的非核糖体多肽类抗生素缬氨霉

素作为研究对象，利用无细胞蛋白合成和无细胞代谢工程等技术手段，实现了缬氨霉素合成基因簇（>19 kb）的体外活性表达（这是目前已报道的能够在无细胞体系中表达出的最长基因簇），并成功检测到终产物缬氨霉素。通过系统的优化策略，缬氨霉素的最大产量达到了 30 mg/L 左右，这一产量也显著高于已报道的自然和异源宿主的产量。鉴于无细胞体系反应条件可

我校免疫化学研究所大分子药物递呈实验室刘佳副研究员与功能筛选实验室马培翔副研究员合作，发现了首个能以变构方式抑 制 CRISPR-Cas9 活 性、 来 源 于丝状噬菌体的天然多肽 G8PPD。该 研 究 成 果 以《Allosteric inhibition of CRISPR-Cas9 by bacteriophage-derived peptides》为题，于近期在国际知名学术期刊 Genome Biology 上在线发表。

作为新兴技术，CRISPR-Cas9在人类疾病治疗中具有广泛的应用

前景。临床方案中，CRISPR-Cas9通常为组成型表达，而过度的 Cas9核酸酶积累会导致其脱靶效应升高，成为治疗中的安全隐患。此前已经发现了来源于噬菌体自身的、与细菌 CRISPR 系统具有“军备竞赛”性质的抗 CRISPR 蛋白（Anti-CRISPR proteins, Acrs）。实验证明，这些 Acr 蛋白能通过时像调控增加CRISPR-Cas9 靶 向 的 特 异 性。 同时，高通量筛选也鉴定了一系列具有 CRISPR-Cas9 抑制活性的小分子化合物。本研究发现的丝状噬菌体

多肽，有别于此前报道的 CRISPR-Cas9系统的小分子和蛋白质抑制剂，能通过变构调节来抑制 Cas9 活性，因此在已知的 CRISPR-Cas9 抑制剂中显得尤为独特。

在该研究中，研究人员首先意外发现 M13 噬菌体本身能够抑制 SpyCas9 核 酸 酶 的 体 外 切 割 活性；随后进一步研究发现，噬菌体对 SpyCas9 活性的抑制来源于噬菌体的主要外壳蛋白 G8P 的周质结 构 域（periplasmic domain）， 即G8PPD。 体 外 切 割 显 示，G8PPD

多肽只能抑制 apo 形式的 SpyCas9（无 DNA 和 sgRNA），而这种抑制并非是通过与 sgRNA 的直接竞争实现。后续的质谱和突变分析表明，G8PPD 与 SpyCas9 的结合位点在 PAM interacting（PI）结构域，远离 sgRNA 及 DNA 结合位点，故此G8PPD 很可能是通过变构调节来实现对 SpyCas9 的抑制。与体外实验一致，G8PPD 在人细胞中对 SpyCas9活性的抑制需要在 Cas9/sgRNA 转染前提前进行过表达；而 G8PPD 与Cas9/sgRNA 同时转染时，可通过对

SpyCas9 的时像调控提升其在人细胞中的特异性，这为开发用于精准基因编辑的新一代 CRISPR-Cas 抑制剂提供了思路。上海科技大学免疫化学研究所为第一完成单位，博士研究生崔炎濡和大分子药物递呈实验室工程师王少杰为共同第一作者，刘佳副研究员与马培翔副研究员为共同通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金的支持，上海科技大学免疫化学研究所抗体化学实验室、分析化学平台和高通量筛选平台对本项研究提供了大力支持。

免化所发现首个CRISPR-Cas9 的天然多肽抑制剂，为实现精准基因编辑提供新思路

控、反应速率快、产物产量高、无细胞毒害作用等优势，无细胞合成生物学将为天然产物药物的发现及合成提供了新途径。该方法具有高通量的特点，也将大大简化对未知（新）天然产物合成基因簇的研究和鉴定过程。

该论文的研究工作全部在上海科技大学完成，学校 2019 届本科毕业生校长奖获得者庄蕾和 2018级硕士研究生黄曙惠为论文共同第一作者，李健为通讯作者，上科大为第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、上海市“浦江人才计划”以及上科大科研启动基金等项目的支持。

物质学院李健课题组利用无细胞合成生物学在复杂天然产物全合成方面取得进展

信息学院后摩尔器件与集成系统中心在新型器件领域多项研究工作取得重要进展

研究激光器行为的有力理论工具。但是自 1997 年带间级联激光器问世以来，一直缺少相应的速率方程模型。这一模型的提出对于激光器的物理机制、性能研究和优化设计领域具有极其重要的意义。另一方面，课题组首次提出了带间级联激光器的线宽增加因子。研究发现其小于传统量子阱激光器的线宽增加因子，但是大于量子级联激光器的数值。线宽增加因子是半导体激光器的最重要最基本的物理参数之一，决定了包括光谱线宽、频率啁啾、非线性动力学在内的很多性能。揭示该参数的大小对于设计气体光谱检测系统有重要的指导意义。相关研究成果分别以“Rate equation modeling of interband cascade lasers on modulation and noise dynamics” 和“Linewidth broadening factor of an interband cascade laser”为题发表在IEEE Journal of Quantum Electronics和 Applied Physics Letters 上。 王 成课题组 2018 级硕士生邓禹为两篇论文的第一作者，相关研究得到了国家自然科学基金和上海浦江学者项目的资助。

(A、B) 缬氨霉素生物合成酶催化合成缬氨霉素；(C) 无细胞生物合成缬氨霉素策略

我 校 iHuman 研 究 所 在肥 胖 症 药 物 靶 点 研 究 上 获 重要 突 破， 首 次 解 析 人 源 黑 皮质 素 受 体 4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R） 与 环 形多 肽 配 体 SHU9119 复 合 物2.8 埃 分 辨 率 的 晶 体 结 构。该 成 果 以“Determination of theMelanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding” 为题，于 4 月 24 日凌晨在国际顶级学术期刊 Science 在线发表。上海科技大学 Stevens 课题组博士研究生于静为文章的第一作者，iHuman 研 究 所 创 始 所 长Raymond C. Stevens 和 密 歇 根大学 Roger D. Cone 教授为共同通讯作者，上海科技大学是第一完成单位。

世界卫生组织报告显示，全球肥胖症患者自 1975 年以来几乎增加三倍。我国成人和儿童肥胖率以及因肥胖导致的经济成本上升非常显著。同时，肥 胖 症 也 增 加 了 其 它 并 发 症的患病风险，如二型糖尿病、心 血 管 疾 病 等 的 患 病 风 险。iHuman 研究所 Stevens 实验室专注于多肽配体调控的 G 蛋白偶联受体（GPCR）及与肥胖症和代谢类疾病相关受体研究。

黑皮质素受体 4（MC4R）主要在下丘脑中表达，参与控制食物摄取、能量消耗、体重维持等。实验和临床证据表明，MC4R 是肥胖症治疗的重要靶点。但针对 MC4R 结构与功能的研究及药物研发一直充满挑战。通过博士研究生于静与密歇 根 大 学 Roger Cone 实 验 室以及南加州大学合作者的不懈努力，最终解析了人源 MC4R与 环 形 多 肽 配 体 SHU9119 复合物 2.8 埃分辨率的晶体结构。

研 究 团 队 发 现 钙 离 子（Ca2+） 结 合 在 MC4R 正 构结合口袋中，同时与受体及候选 药 物 形 成 相 互 作 用， 这 也

是首次观察到功能性 Ca2+ 与GPCR 的结合模式。同时，他们发现 Ca2+ 有助于稳定受体 -候选药物复合物，并使内源性激 动 剂 α- 黑 素 细 胞 刺 激 激素（α-melanocyte stimulating hormone,α-MSH） 的 亲 和 力和效力分别提高了 37 倍和 600倍，但 Ca2+ 对内源性拮抗剂刺 鼠 相 关 蛋 白（Agouti related protein, AgRP）却无类似的作用效果。

“MC4R 是 一 个 神 秘 而有 趣 的 蛋 白 分 子， 还 有 许 多未 被 发 现 的 故 事。MC4R-SHU9119-Ca2+ 复合结构让我们第一次揭下了 MC4R 的神秘面纱。”于静说，“将对活化状态的结构、MC4R 与 G 蛋白、与其它蛋白之间的相互作用，以及同源 / 异源二聚体形成等方面进一步研究。”

iHuman 研究所 PI/ 生命科学与技术学院助理教授赵素文认为，MC4R 的结构极大地促进了我们对黑皮质素信号机制的理解，有助于针对这一受体设计抗肥胖症药物，对于有肥胖症遗传倾向的人而言这些信息尤其重要。

iHuman 研 究 所 执 行 所长 刘 志 杰 教 授 评 论 道：“ 破解 MC4R 的 三 维 精 细 结 构 是Stevens 实验室聚焦人体代谢类疾病研究的又一项重要成果。在上科大浓郁的学术氛围和‘立志、成才、报国、裕民’育人理 念 的 激 励 下，iHuman 研 究所在过去三个月内持续发力，已连续发表了三篇顶级研究成果， 首 次 实 现 了 Cell、Nature和 Science‘大满贯’。”

这项工作由上科大生命科学与技术学院和 iHuman 研究所 的 Raymond Stevens 与 赵 素文团队、密歇根大学的 Roger Cone 实验室以及南加州大学的科研人员共同开展，得到了上海科技大学、上海市政府和GPCR 研究联盟的支持。

近日，我校信息学院高飞教授混合成像系统实验室（HISLab, www.hislab.cn）的大四本科生王怡韵以第一作者身份向国际会议 IEEE EMBC 2020 投稿的论文被接收（论文 题 目：Frequency-domain Dual-contrast Photoacoustic Imaging with Chirp Modulation）。这是王怡韵同学在国际会议上发表的第二篇科研论文，她曾在 2019 年以第二作者身份发表 IEEE BioCAS (oral)。

精准的医学影像可以为疾病的准确诊断和有效治疗提供必要支持。随着光声成像技术的发展，人们不仅可以通过影像分析生物组织的光吸收性质，从而获取血氧饱和度等重要生理信息，还可以通过频域光声进一步探索组织的固有特性。在该文章中，研究人员提出基于自设计激光系统扫频调制的频域双对比度光声成像，同时对仿体的光吸收度和以仿体黏弹性为主导的混合机械特性进行成像及分析，未来可为疾病的诊断提供多维信息的支持。

IEEE EMBC（IEEE 生 物 医 学工程国际会议）由 IEEE 生物医学工程协会（EMBS）每年定期举办一次。该会议涵盖生物医学工程前沿研究和创新、医疗技术研发、转化临床研究、技术转让和创业以及生物医学工程教育等多个主题，是IEEE 生物医学工程领域规模最大的高水平国际会议，享有很高的学术声誉。

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2020 年 4 月 25 日 科研·动态

免疫化学研究所召开新冠病毒研讨会

信息学院本科生在国际顶级会议 IEEE EMBC 发表论文

4 月 24 日 凌 晨， 国 际 顶 尖学术期刊《Science》以研究长文（Research Article） 形 式， 在 线发表上海科技大学免疫化学研究所饶子和院士研究团队与合作者 的 题 为“Structures of cell wall arabinosyltransferases with the anti-tuberculosis drug ethambutol” 的研究论文。该项工作在国际上首次成功解析了分枝杆菌关键的阿拉伯糖基转移酶复合体 EmbA-EmbB 和 EmbC-EmbC 的“药靶 -药物”三维结构，首次揭示了一线抗结核药物乙胺丁醇作用于该靶点的精确分子机制，为解决结核病耐药问题，研发新型抗结核药物奠定了重要基础。

结核病是全球十大致死疾病之一，是单一传染病中的“头号

杀手”（排名超过艾滋病和疟疾）。据世界卫生组织报告，全世界约四分之一人口潜伏感染结核病。目前，治疗结核病的一线药物均为上世纪 40-60 年代开发，使用已长达半个多世纪。耐药性问题随之产生并且日趋严重，甚至无药医治，给结核病防治和公共卫生安全带来了前所未有的压力。因此，针对抗结核药物靶点的研究以及新药的研发迫在眉睫。

结核分枝杆菌是引起结核病的病原菌，其细胞壁极为特殊，主要成分包括分枝菌酸（MA）、阿拉伯半乳聚糖（AG）、肽聚糖

（PG）和脂阿拉伯聚糖（LAM）等，对结核菌起到天然保护作用。抑制细胞壁成分的合成被认为是合理的抗结核新药研发思路。当前

使用的一线抗结核药物异烟肼、乙胺丁醇等均是通过抑制细胞壁合成发挥作用的。研究表明，乙胺丁醇靶向参与 AG 和 LAM 合成的阿拉伯糖基转移酶 EmbA，EmbB 和 EmbC。但是自该药物问世以来，其分子机制一直未被解开，也就无法对乙胺丁醇这一“传统老药”进行更新换代，以解决其日益严重的耐药性问题。

饶子和院士团队长期以来致力于针对结核病重要靶点的研究及新药开发。此前，曾先后解析了临床药物 Q203 靶点——呼吸链超级复合体 CIII2CIV2SOD2 结构（2018 年《Science》），临床药 物 SQ109 靶 点 ——MmpL3 的多个“靶点 - 药物”复合物结构（2019 年《Cell》）。 今 年， 研

究团队再获重大突破，解析了一线药物乙胺丁醇靶点——EmbA-EmbB 和 EmbC-EmbC 两种复合物的三维结构，揭示了乙胺丁醇作用于靶点的精确分子机制。该项成果的取得历经 6 年漫长的时光，研究团队不畏艰难，相继克服了蛋白样品不表达、晶体衍射分辨率差、相位解析困难、底物难以合成、活性检测体系缺失等诸多难题，最终利用 X 射线晶体学技术和冷冻电镜三维重构技术，成功解析了 EmbA-EmbB，EmbC-EmbC 分别与底物（Ara2，DPA）和药物乙胺丁醇（EMB）复合物的结构，破解了困扰研究人员长达半个多世纪的抗结核药物机制难题。

（下转第 7 版）

我校研究团队关于肥胖症药物靶点的最新成果在 Science 在线发表

饶子和团队重要成果再登 Science——解析“药靶 - 药物”三维结构，揭示一线抗结核药物精确作用机制

今年高飞课题组共有三篇文章被 EMBC 2020 接收，这三篇文章均以上海科技大学为第一且唯一完成单位。2017 年 1 月，高飞教授回国后创立了混合成像系统实验室，现已形成包括工程师、博士生、硕士生、本科生在内近 30 人的科研团

队。三年来，该团队已发表高水平期刊和国际会议论文 60 余篇，申请发明专利 10 余项，获批多项包括国家自然科学基金在内的科研项目。实验室十分重视学生培养，尤其重视包括本科生在内所有组员的批判性思维和创新思维能力的提升。

近日，我校物质学院马延航课题组提出了一种使用电子显微镜确认晶体手性的新方法。该方法基于球差校正扫描透射电子显微镜原子分辨成像，通过拍摄单颗手性晶体沿不同带轴的高分辨图像，结合结构模型和图像模拟，成功实现了在原子尺度上直接确认晶体的左右手性。此项成果以“Atomic-level handedness determination of chiral crystals using aberration-corrected scanning transmission electron microscopy” 为 题 发 表 在 Nature Communications 上。

手性在自然界中非常常见。两个化学组分完全相同的手性异构体，其性质却可能完全不同。一个典例就是手性沙利度胺（Thalidomide），一种对映体是有效的镇静剂，而另一种则可能导致胎儿畸形。因此，有效的手性判定对于手性材料的研究开发有着重要意义。传统的手性

判定主要依赖于单晶 X 射线衍射，但该方法需生长大尺寸且高质量的单晶，对于纳米晶体及结晶性较差材料的手性判定仍是巨大挑战。此前， 马 延 航 教 授 和 Osamu Terasaki教授等研究团队开发了系列透射电子显微高分辨图像和旋进电子衍射的电子显微晶体学方法，成功用于纳米分子筛晶体的手性确认（Nat Mater. 2017, 16, 755-760），并因其在手性分子筛表征工作中的重大贡献获得了 2019 年度国际分子筛学会最高荣誉奖 Donald W. Breck 奖。

在该工作中，研究人员首先选择了具有 P3121 和 P3221 空间群的手性碲（Te）晶体作为研究对象，在结构模型中可以看出，沿 [010] 方向左右手性结构的投影相同，而将结构模型沿 c 轴逆时针旋转至 [120]带轴时，两个手性结构的投影就不再相同。通过拍摄 [010] 和 [120] 带轴方向的系列倾转扫描透射电子显

微镜高分辨图像，结合 [120] 方向中 Te 原子排列在水平方向上的弯曲方向，可以判定该颗晶体为左手手性。研究人员也选用了具有 P6222和 P6422 空 间 群 的 手 性 二 硅 化 钽（TaSi2）作为研究对象，进一步验证了该方法的可行性和普适性。

上海科技大学为该研究成果的唯一完成单位，物质学院 2018 级硕士研究生董卓雅为第一作者，马延航教授为通讯作者。物质学院电镜中心主任 Osamu Terasaki 教授提出了有益的建议并给予大力支持，该成果也得到了英国 Cardiff 大学 Kenneth D.M. Harris 教授的帮助。上科大物质学院电镜中心为实验提供了仪器及技术支持，实验主要在物质学院电镜中心的球差校正扫描透射显微镜 GrandARM 300F 上完成。该项工作也受到了上海浦江人才计划、中国晶体学会青年人才托举工程、国家自然科学基金的资助。

Te 晶 体 左 (P3221) 右(P3121) 手性结构的系列倾转结构模型

机体系这门课程。我认为，对于计算机科学与技术专业的学生来说，真正了解计算机如何从晶体管、集成电路、CPU 设计汇编到高级编程语言的执行程序非常重要。制作优质的在线课程对所有相关人员（学生、行政管理人员和教授）都是新的挑战。与课堂教学相比，我花了更多时间准备讲座。一方面，我尽可能地把视频做得更好，以便以后可以作为教学课件使用。为此我在视频讲座中添加了英语字幕，让仍在提高英语水平的学生可以更好地理解内容。另一方面，我还为每个讲座准备至少两个测验，一个测验用于 zoom 的实时教学，而另一个测验录制成视频，鼓励学有余力的学生自学。”

【线性代数在信息科学中的应用——By Manolis Tsakiris】

线性代数在信息科学中的应用是一门本科生课程。主要涉及线性代数及其在数据科学、机器学习、计算机视觉、信号处理和控制系统中的应用。

【 机 械 设 计 导 论 ——By Andre Rosendo】

机械设计导论和机电一体化两门课程教授学生如何成为工程师，拥有人工智能和机械构造相结合的良好背景，使他们能够在当前就业市场具备更强有力的竞争力，从而将信息科学带进我们的生活中。

Laurent：“在线授课这个突然

（上接第6版）结 构 研 究 表 明，EmbA 和

EmbB 以异源二体形式，而 EmbC则 以 同 源 二 体 形 式 发 挥 生 理 功能。一个令人意外的发现是，参与 细 胞 壁 MA 合 成 的 AcpM 蛋 白结合于每个 Emb 蛋白的胞内侧，分 别 形 成 EmbA-EmbB-AcpM2和 EmbC2-AcpM2 复 合 体。 每 个Emb 蛋白结构均可划分为一个 15次 跨 膜 结 构 域 和 两 个 含 有 jelly-roll 折叠形式的胞外结构域，活性

口袋则位于跨膜结构域和胞外结构域之间。研究分析了阿拉伯糖供体（DPA）和二糖（Ara2）在活性位点的精确结合方式。进一步研究发现，乙胺丁醇同样结合于 EmbB和 EmbC 的活性口袋，其结合位点分别占据了催化氨基酸 Asp 两侧的 底 物 结 合 位 置（D-site 和 A0-site），从而同时阻断了阿拉伯糖供体和受体的结合，最终抑制了细胞壁 AG 和 LAM 的合成。通过分析乙胺丁醇临床耐药突变位点，

团队成员发现大部分位点均位于EmbB 和 EmbC 的药物结合位置附近。相关位点氨基酸的突变可直接或者间接影响到乙胺丁醇的结合。因此，对于解决耐药性问题，需要在新药设计时考虑到避免这些位点的空间影响。以上研究成果将为乙胺丁醇的优化和靶向 Emb 蛋白的新药开发奠定坚实的结构理论基础。

本项工作的完成标志着饶子和团队通过多年努力，基本攻克了结

核病关键药靶领域已知仅剩的几大战略高地。目前，研究团队正充分利用上海科技大学和张江生物医药产业基地的优势，通过全面合作，全力推动抗结核新药的研发，加快基础研究成果的转化。上科大访问学者、南开大学张璐博士，上科大 2014 级博士研究生赵耀为论文共同第一作者。清华大学教授兼上科大免疫化学研究所特聘教授饶子和院士、英国伯明翰大学 Gurdyal S. Besra 教授、上科大

免疫化学研究所副研究员李俊、上科大免疫化学研究所课题组长兼生命科学与技术学院助理教授王权为论文共同通讯作者，上科大是第一完成单位。晶体衍射数据收集得到上海同步辐射光源和国家蛋白质（上海）设施帮助，电镜数据收集在上科大生物电镜平台完成。本项研究得到了科技部重点研发项目、国家自然科学基金和中科院战略性先导科技专项的支持。

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2020 年 4 月 25 日共同·战疫

我校信息学院“翻转课堂”上线五周，开设了 25 门本科生课程和 20 门研究生课程，均采用课前自学，课上重难点答疑以及课后模拟训练的教学模式。授课以录播为主， 采 用 了 PIAZZA、ZOOM、腾讯会议等多媒体开展线上交流互动。经过前期不断地沟通、调整和磨合，学生们逐渐适应了“自学 -反思 - 互动 - 反馈”联动的新型教学模式。

学院采购了 10 个可供 300 人在 线 会 议 的 Zoom 账 号， 优 先 提供给基础重点课程和大课的任课老师使用。信息学院在线授课的顺利开展离不开教师们和助教的辛苦筹备，他们不畏困难、精益求精的工作态度保障了在线授课的质量和效果。学院专门为教授建立微信群，由院长、特殊助教、相关行政人员和支撑老师一起随时解决相关问题。特殊助教每日对当日课程的开设、考勤、课程视频录制和上传、学生和老师在线课堂遇到的问题等情况进行反馈。

自动化及机器人中心致力于自动化与机器人领域的高级研究与应用智能算法、软件与系统开发，研究方向涉及计算机科学与人工智能、控制与优化、计算机视觉等各个方面。本期专题特邀自动化及机 器 人 中 心 四 位 教 授 ——Laurent Kneip、Sören Schwertfeger、Manolis Tsakiris & Andre Rosendo，分享他们的课程以及授课心得。

【即时定位与地图构建——By Laurent Kneip】

即时定位与地图构建这门课程介绍了使智能移动设备能够在给定环境中跟踪其自身位置所需的技术和算法。学生需要从课程中掌握即时定位与地图构建（简称 SLAM）的历史、问题的相关性以及重要的解决方案，例如基于2D 或 3D Lidar 的 SLAM，单眼或立体视觉 SLAM 或带有消费者深度 相 机 的 SLAM， 例 如 Microsoft的 Kinect。本课程最后还会提到很多最新的研究课题，例如密集SLAM、非刚性环境中的 SLAM 和语义 SLAM。

尽管上这门课程的有许多本科生，但它是具有挑战性的硕士课程，需要一定的编程和数学技能，它要求学生解决类似于小型项目的作业，从而培养真正的创造力。我希望学生能从这门课程中获得市场上新型智能设备制造必需的基本知识。

【 计 算 机 体 系 结 构 I——By Sören Schwertfeger】

计算机体系结构（CA）是所有计算机科学专业的学生必修的一门 6 学分的课程。今年上课的学生有 201 名。 Schwertfeger 教授说：“尽管我的研究重点是移动机器人的人工智能，但是我非常喜欢教授计算

gradecope 来评分，还会用 Piazza 来进行讨论和随堂测验。当然还会用到各种线上的软件包。在线授课中，我最喜欢学生能随时将问题写在聊天框中，我也可以随时给予解答。在我看来，在线授课也是一种不错的授课方式。”

Manolis：“ 对 我 来 说 在 线 授课是一种新的形式，需要提前准备好授课要点和录制视频，为此我在Piazza 中提出了一种新的 Q&A 的机制鼓励学生更积极地参与到课堂讨论中。”

2017 级 研 究 生 黄 帅：“ 这 是我上过的最好的在线课程。我会通过老师录制的视频提前学习课程内容。在线课程中，跟着 Laurent教 授 解 决 重 点 和 难 点 部 分。 当Laurent 通过共享屏幕用 sketchpad进行画图时，我仿佛就像坐在黑板前一样。录制的视频、在线课程和笔记极大地方便了我们下课后的复习过程。此外，我与 Laurent 有了更多互动。在课堂教学中，害羞的学生很难大声提出问题，尤其是有时坐在教室后面的时候。现在，我们可以方便地进行在线交流，即使我问了‘愚蠢’的问题，也没有人知道我长什么的样子 :) 感觉就像我们现在有一位私人导师！我们知道，老师录制一个小时的视频可能需要花费几个小时，而在线课程也会增加助教的负担。我要衷心感谢Laurent、TA 和其他人员所做的巨大努力，使我们的在线课程变得如此出色。”

2018 级本科生逄白：“Sören教授的 CA 课程主页内容非常详尽，上面有所有过去课程的课件、录课视频、未来两周的课程大纲以及每项作业的具体内容和截止时间。每节课前，学生被要求自学教材内容以及观看两到三个录课视频，其中第一个是前一节线上授课内容的回顾，其他几个则要求完全自行掌握。未来的线上教学不会重新讲授这些内容，而是视作已掌握知识直接使用。从结果来看，这学期的 CA 课程和正常学期相比甚至有更长的课时，对学生的自学能力提出了很高的要求，充满了挑战。”

2016 级本科生尤晓雯：“这门课帮助我巩固了线性代数的知识。课程中还涉及许多抽象的数学概念和符号，并且教给我们许多证明的方法和技巧，对我们将来的学术科研很有帮助。”

为了更好地协助和配合老师们顺利开展教学活动，学院在特殊时期增设了教学辅导员（简称特殊助教），他们会协助各位教授提前录制课程、随同上课记录学生的出勤率以及学生的互动情况，课后跟导师一起开会讨论后续课程的开展和录制。他们是最了解课程情况的老

师，我们也邀请到他们来分享一下他们眼中的“翻转课堂”。

特 殊 助 教 李 敏：“ 我 们 的SLAM 课程是纯英文授课，我的任务是协助 Laurent 准备，协调课程的教学以及学院、教授与学生之间的交流。我基本每节课都旁听，负责考勤，有时候也提一些建议使教学质量更好。课前学生都会提前自学课程 video，教授非常认真，准备一个 video 要花很长时间。上课时间是用 zoom 进行讲解与回答问题，课堂互动良好。旁听了两节课之后，我就觉得这么好的课程与讲解只在课堂上听一次太可惜了，就向 Laurent建议说，能不能把 zoom 课堂内容也录下来，与他算是不谋而合吧，他当 场 就 说‘Yes，Let’s do this’。总的来说，online teaching 是一次全新的尝试，需要各方努力。教授希望在课堂上与学生有更多互动，学生希望与教授有更多实质性的交流。我希望学生不要太 shy, 有问题要积极地和老师以及助教联系，这样我们才能更好地学习这门课。”

特殊助教沈永霞：“受疫情的影响，本来应该在教室上的课程搬到了网络。今年我也因此多了一个新的身份——特殊助教（计算机体系结构 ICS110 和计算机体系结构I 实验课程 CS110S.P）。在这次协助 教 授 Sören Schwertfeger 的 过 程中，我深深地被教授认真工作、细致解答问题的态度所感动。教授设计了一系列课前预习、课中随堂问答、课后测试和作业步骤帮助学生学好这门课。而且他还会在 Piazza上耐心地回复所有学生提出的问题。这是一个超过 200 人的大课，回复学生问题就会花费教授大量时间，但是他都认真阅读学生的提问并一一进行了回复，重点问题会在线上课堂分享。学生都说 Sören Schwertfeger 是一位非常认真负责的老师，这门课专业性很难，但是因 为 是 Sören Schwertfeger 教 的，他们学得懂。”

特殊助教时倩：“疫情防控的特殊时期，学校开启了网络授课，这对于全体师生来说，既是一次特殊的经历，也是一次全新的挑战。作为 Andre 教授两门课程的特殊助教，我从学院筹备录课开始，就认真完成每一项任务，及时解决教授遇到的各种问题。开课期间详细记录授课情况及学生反馈，积极与教授、助教和支撑团队的其他老师沟通、协调，解决相关问题，并协助教授优化网络授课细节，以确保所负责的课程可以更好地开展。经过几周的适应与磨合，学生听课质量较第一周有明显提高，师生互动也更加活跃。”

学生助教姚蕴珍：“担任助教虽然具有挑战性，但我喜欢这种挑战。我不仅能从别的学生身上学到很多东西，也让我意识到自己所肩负的责任，从而激励自己更好地提高自身能力，为他人提供帮助。”

助教有话说

课程信息一览

教授有话说

学生有话说

的转变给教师和学生都带来了一些新的挑战和压力，但是我们也要看到在线授课也有它的优势。学生可以通过‘重播’以及‘暂停’的方式调整授课的节奏。而我也有机会停下来去听自己录制的视频。根据视频效果做进一步调整，为学生能有更好的听课体验而不断努力。另外一个优势在于我们发掘了画板等其他常用的辅助工具。以前我们都是用白板，现在则更多的是使用画板，即使是我在和学生开组会的时候也会常常用到。总而言之，现在这个特殊的时期对我们来说是一个挑战，但是我坚信，我们为应对这次挑战所付出的努力可以使我们更加坚强和团结。”

Sören：“幸运的是，这是一门计算机科学的课程，学生们可以通过电脑来一起工作和做实验。在授课过程中，非常感谢 17 位助教的帮助，没有他们的协调和配合，我不可能顺利的进行授课。他们用 zoom 软件进行线上实验讨论，帮助学生们答疑解惑、批改学生们的作业并且编写课程字幕。除了他们各自负责的讨论外，我们每周还会有一个课程会议集中讨论和准备授课内容。在授课中，我们还会用到各种工具：我们用 gitlab 让学生可以实现小组项目讨论，用 autolab来进行课程作业发布和提交，用

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2020 年 4 月 25 日 共同·战疫

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新冠肺炎疫情的蔓延，给今年的生涯指导和毕业就业工作带来不小的挑战。为缓解学生“宅”居期间的焦虑，尽可能减小疫情对毕业就业的冲击和影响，我校学生事务处生涯与发展中心从 2 月初就开始寻找应对疫情的生涯指导和就业服务举措，帮助毕业年级的同学们渡过难关。

生涯“云领航 ”疫情伊始，为了使毕业生在家

也能合理规划大学生涯，学生事务处生涯与发展中心从校内外相关单位收集了大量优质的生涯教育资源，精心整理汇编成《在线生涯教育指导手册》，通过邮件和网站公布给全体学生，手册内容涵盖职业规划网课、生涯公益讲座、留学申请指南、考研考公辅导、求职训练辅导，以及测评系统（生涯测评系统、求职强化系统），倡导同学们在隔离期也要思考自身发展，提升规划能力，以便未来更从容地应对升学和求职。同时，

学校全天开放在线生涯咨询服务，由来自各学院和职能部门的 8 位生涯咨询师为学生一对一进行答疑解惑。

此次疫情，也让我校首次开创了线上生涯指导活动模式。截至目前，生涯与发展中心通过自主策划或依托专业机构，已成功举办在线生涯指导活动 12 场，主题包括：在线求职训练营、制造业行业认知、人际交往能力提升、公职类就业指导、考研初试复试指导、英语简历文书指导等，从各方面帮助学生提升生涯规划和求职能力。此次在线活动得到在校生甚至校友们的积极响应，累计活动人数超过千余人次。参与者在问答环节踊跃提问，在线实战面试演练也深受青睐。

生涯与发展中心根据参与学生反馈，持续对活动内容和形式进行优化，依托上科大企业导师和优秀校友资源，不仅形成“老青结合”的生涯教育工作特色，还积极搭建覆盖从大一至博士的全过程生涯教育指导体系。

就业“云助力 ”学校在充分调研学生诉求及企

业需求的基础上，搭建空中宣讲平台 , 本学期已有 27 家用人单位进行了空中宣讲。学生生涯与发展中心充分用好教育部、上海市教委等就业资源，持续主动对接用人单位，源源不断地向学生推送各类招聘信息，为同学们有针对性地推荐就业岗位，本学期已推送招聘信息 146 条，发布用人单位招聘岗位423 个。同学们可通过“学生生涯与发展中心”网页关注各类招聘、宣讲活动的预告，以及招聘信息的更新推送。

学校还举办了在线“求职训练营”，内容包括疫情下的春招变化和备战攻略、简历优化与网申指导、线上群面实战演练、1V1 线上单面演练等四个课程模块，全方位满足了毕业生疫情期间在线求职的需要，为疫情下的 2020 届毕业生指点迷津、助力起航。来自各学院的 200 余名本研毕业生全程参加了线上直播培训。

生命学院科研行政保障团队疾风知劲草，疫情见担当

疫情期间，在学校的统一部署下，我校生命学院在稳步推进线上教学任务的同时，学院教学科研行政保障团队纷纷克服生活上的困难，根据全年 365 天不停歇的各类模式生物的饲养和维护需求，齐心协力，保障学院正常的科研运行。他们为奋战在病毒结构、检测试剂盒、药物筛选等攻关项目一线的教授团队提供支撑服务，在默默无闻的工作岗位上做出了不平凡的贡献。

疫情爆发时恰逢寒假，学院师生大部分都已离校。家住上海的顾京辉老师，作为生命学院负责实验

室安全与建设、学院安全管理的主管，在第一时间担任起了全院安全管理联系人的关键角色。对于假期留校进行科研任务的师生，顾京辉帮助他们进行跨单位、跨部门沟通协调。随着疫情的逐步缓解，顾京辉根据防疫需要，承担了大量繁琐细致的返校审核把控工作。他表示，对于党员来说，更多的就是要敢于冲上前去，担起责任，真正起到先锋队的作用。

因课题组的同事和学生无法按时返回实验室，为避免工作计划被严重耽搁，李玲老师主动承担了课

今年春学期，数学科学研究所的老师们在教务处和教学发展中心的指导与帮助下，及时调整设计授课形式、板书内容和互动方式，力求保障线上教学的质量与效率。从 3 月 2 日线上开学至 4 月 20 日，数学所在线录播授课课程达 151 门次，直播授课28 门次，授课教师 13 人，参与课堂互动的学生总计约 5260 人次。

线上教学对内容安排的针对性和课堂互动的有效性有更高要求。数学所教务员每周向同学们发放调查问卷，征集同学们对于所有课程教学录像以及线上互动的感受和意见。任课老师对同学们每周反馈的问题及时进行沟通。线上课程调查问卷显示，超过 90% 的学生互动前观看了整个视频，约 50% 的学生全部理解视频中的内容，30% 的学生理解大部分内容，互动后 95% 的学生全部理解课程内容。

张子宇老师为学生准备了多个提问交流的渠道：每一次在线互动结束后，接受学生的个别提问，直到所有学生的问题都得到解答；鼓励学生在任何时间将问题通过电子邮件发给他，并尽快回复；在问卷星上创建问卷，为羞于提问的学生提供匿名互动交流的机会。

孙伟老师在本学期担任数学分析 II 的授课教师，他在线上教学中采用简练的教学语言，提高同学们的注意力和学习自主性。在互动教学中，孙伟老师的板书干净、排版精心，使学生学得轻松、学得明白、学得愉快。

涂君武老师教授的《拓扑数据分析导论》旨在将数据科学中最新的理论和方法介绍给有志于在这一新领域从事工作和研究的同学。选课的学生既有本科生也有研究生，他们对这门课“又爱又怕”，一方面是对课程内容的浓厚兴趣，另一方面是于背景知识的薄弱储备。通过与同学们交谈、课上互动、批改作业，涂老

师增加了集合论等基础知识的传授，穿插了实际应用案例，学生可以快速理解课程内容，教学效果明显提升。

STEM 一 词 由 科 学（Science）、技术（Technology）、工 程（Engineering） 和 数 学（Mathematics） 英 文 首 写 字 母组成。STEM 教育越来越强调这些领域之间的有机联系，其目的不仅要使学生将所学知识融会贯通，更要培养他们拔新领异的能力。 数 学 无 疑 是 贯 穿 STEM 的纲绳。在数学教育中，人们往往把数学当成科技和工程的工具及描述自然规律的语言。殊不知，数学教育不仅限于语言和工具的传授，更重要的是智力的开发、潜力的挖掘、能力的训练，和最重要的——数学修养的培育。这正是上科大数学所信奉的教学理念，从课程设置、教材选取到授课方式，都在努力践行这一理念。

结合同学们专业背景各异、基础宽厚不一的实际情况，数学所要求新生入学时参加《数学分析》分层测试，然后依照测试成绩将他们编入四个不同的班级。尽管教学内容和考试标准一样，四个班的授课课时不尽相同，授课方式也因班而异。分别由孙伟老师和姚成建老师任教的两个班级，6 学时授课、2 学时习题课；由张子宇老师任教的班级，授课 6 学时、习题课 4 学时；而陈克应老师教授的那个班，授课则为 8 学时、习题课为 2 学时。所有班级都注重夯实基础，打牢同学们的基本功，注重提高同学们的数学修养。数学所根据班级的不同情况设计有针对性的教学方案，让学生的能力得到最大挑战，潜能得到最深挖掘，创新思维得到充分激活。在生物学里， Stem Cell 常被描述成“万能细胞”。STEM 教育固然不是万能，但它在培养现代科技人才中的地位则不容低估。数学所师生将担任起大 M 的角色，笃志寄身古翰墨，绘就数形新丹青。

数学科学研究所春学期教学掠影立足融会贯通，追求拔新领异

稳学生就业、促生涯发展——我校多措并举为 2020 届毕业生助力起航

题组大量实验工作，其中包括实验室所有小鼠的饲养工作。课题组一位研究生于春节前挑取了十多块 96孔板细胞单克隆实验，但因为疫情无法返岗继续完成。还有一位研究生的课题面临激烈竞争，需要尽快完成实验等相关工作并投稿。家住上海的李玲主动提出承担这两位研究生实验的全部后续工作。在研究生的电话帮助下，李玲在很短的时间内就掌握了 Northern、RNA 建库等一系列相关实验技术，保质保量地完成了实验任务。

任晓越老师负责的流式细胞分选仪 BD AriaIII 和流式细胞分析仪BD Fortessa 的使用需求量比较大，寒假期间，她远程解答学生们的使用问题。在 3 月 2 日学院平台复工当天，任晓越彻底清洁了流式细胞仪的房间，保养并检测了流式细胞分选仪和分析仪的状态，为仪器的使用做好准备工作。任晓越不但认真协助师生操作使用 BD AriaIII、BD Fortessa、超速离心机和超声破碎仪等各类仪器进行科研实验，还为学生及时提供相关仪器的使用培训。碰到不能解决的问题，她积极想办法联系工程师来校辅助用新装机仪器 Biosorter 分选果蝇胚胎。

吴培青老师在疫情期间迎难而上，保障了学院实验器皿的清洗灭菌服务和危废回收工作。他还在相关课题组因为疫情无人返校的情况下，完成斑马鱼房水处理的维护保养工作，确保了科研工作的顺利开展，体现出一名共产党员的模范带头作用。疫情期间影像平台有两位工程师正在休产假，李晓明老师一个人毅然扛起整个平台服务工作的重担，保障学院科研工作十几台大型显微镜的使用。针对师生的不同需求，她分门别类地提供个性化的服务解决方案。

疾风知劲草，烈火炼真金。生命学院教学科研行政团队将爱岗敬业、勇于担当、善于作为的凝聚力和战斗力，写就在疫情期间的每一项工作中，完成了一份重实效、负责任的高分答卷。