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兴奋性稳态调控的分子机制
团队合作发现了兴奋性稳态调控的分子机制。课题组使用钠通道阻断剂（TTX）阻断动作电位以模拟神经元兴奋性的长期降低。在TTX撤除后，动作电位的持续时间显著延长，神经元兴奋性代偿性增加，提示神经元出现了兴奋性稳态调控现象。机制研究发现，上述兴奋性稳态调控是由于Nova-2介导的钾通道（BK通道）mRNA选择性剪切降低所致。值得注意的是，该研究发现长时间TTX处理神经元时，虽然神经元胞体不会产生动作电位，但是神经元突触却产生了明显去极化，足以激活突触部位的L-型钙通道。后者通过其下游的钙调蛋白激酶（βCaMKK和CaMKIV）将信息传递入细胞核，引起Nova-2磷酸化并向核外迁移，导致其介导的BK通道mRNA选择性剪切下降 上述研究为近30年前提出的“稳态反馈环路”假说提供了完整证据（图2）。考虑到该信号通路中多个分子（AMPA受体、L-型钙通道、钙调蛋白激酶家族、Nova-2、BK通道）与自闭症、精神分裂症、抑郁症等神经/精神疾病密切相关，提示该通路的异常可能是上述疾病发生的重要机制。
中山大学
2021-04-13
激光诱导模量调控的应变诱导
提出了激光诱导模量调控的应变诱导的新思路，并取得了一系列的研究成果。以前期的研究成果为基础（Guo et al. Advanced Materials 2012, 24, 3010-3014），合作团队发展了一种“2D打印，3D成型”的新技术，可用来制备各种复杂的三维表面结构；并以此作为掩模，实现单掩模、多图形的制造。该法具有工艺简单、成本低、可精准设计和可控加工、易于大批量制造、与成熟的平面制造工艺相兼容等优点。
南方科技大学
2021-04-13
数字矿山无线通信管理系统
数字矿山综合无线通信管理系统利用802.11无线局域网络，设计、构建了一个数字矿山综合无线数字局域网络，集成了煤矿井下无线语音通信、无线视频通信、人员定位、设备控制、环境监测等功能；将传统分散的、重复建设的煤矿井下不同功能的系统融为一体；所有的监测、监控、通信和定位等系统功能共存于同一个网络系统，各系统共用统一的数字通信平台和协议；系统设计、构建、安装和维护简单，成本低；各系统之间信息共享，协调配合，从系统工程的整体角度对矿山生产、安全进行统一的自动化调度管理，构建了新一代全数字矿井综合的无线通信、监测、监控、管理系统平台，为矿山生产、调度、管理、安全进行统一的协调、管理。 本项目的建设目标是实现一个数字化、综合化、信息化的矿山无线通信、监测、监控、管理系统，集无线语音通信、无线视频通信、人员定位、机车定位和导航、设备控制、环境监测、紧急呼救等功能于一体，各系统信息共享，架构统一。 建设内容包括： （1）数字矿山无线局域网络建设； （2）数字矿山无线语音通信系统； （3）数字矿山人员定位、机车定位和导航系统； （4）数字矿山设备控制、环境监测、短消息收发和紧急呼救系统。 主要应用范围： 按照国有重点煤矿和国有地方煤矿作为计算依据，其数量总共有2500个左右，每个矿山根据地质条件、产量、采掘方法不同，井下巷道长度不同，在此以平均每个20km的主要巷道计算，则通信、监控范围共计约50000km，而安装无线的人员、设备和机车的定位系统；无线/有线的语音通信系统；无线/有线的视频监控系统、无线/有线的设备监测、控制系统；瓦斯、湿度、温度等环境监测系统；紧急呼救系统；短消息指令收发系统和生产管理系统，我们按照20万/km计算，则总计至少将会有100亿元的市场规模，如果加上我国国有非煤矿山10904座，以及超过2.6万个乡镇企业、个人所有煤矿，数字矿山综合无线通信管理系统项目的市场规模将是非常巨大的。 数字矿山无线通信管理系统可应用于煤矿/非煤矿山井下、隧道、地铁、货运轮船、工业生产等的无线通信、监测、监控需求，市场应用广阔。
北京交通大学
2021-04-13
一种智能调控排痰装置
本发明公开了一种智能调控排痰装置，包括扣背机构、扣背位置调节机构和扣背控制机构；扣背机构用于实现对待扣背部位实施预设力度的扣击动作；扣背位置调节机构用于实现按照实际需要来调节扣背机构的扣击位置；扣背控制机构用于实现向扣背机构和扣背位置调节机构发出扣击力度控制信号和扣击位置控制信号；通过采集患者胸廓前后径、胸椎后凸、体质指数、骨密度和通过呼气气流速度计算气道阻塞程度，最后计算扣背力量，将扣背力量转化为扣击力度控制信号；本发明根据患者胸廓前后径及呼吸受阻程度计算出患者扣背力量，从而驱动扣背装置进行个体化扣背动作，满足了卧床患者的排痰需求；提高了扣背或振动的排痰效果，排痰通畅；患者感觉舒适。
浙江大学
2021-04-13
高集成度光通信芯片
哈尔滨工业大学（深圳）电子与信息工程学院的徐科副教授、姚勇教授与其合作者，针对光通信芯片集成度受限的问题，通过光波导模场的精细调控，在实现多模波导低损耗和低串扰的同时，将关键器件的尺寸缩小了1-2个数量级。芯片支持3×112 Gbit/s高速模分复用信号的任意紧凑布线，使多模光学系统的大规模片上集成成为可能。该成果将进一步助力集成光子芯片在光通信、人工智能、高性能计算、量子信息等众多高新领域中加速发展和应用。
哈尔滨工业大学
2021-04-14
稻米品质形成机理与栽培调控技术
该成果曾获教育部科技进步奖二等奖。该成果建立了以稀播控水旱育壮秧与宽行栽插技术、实时实地精确施肥技术、精确定量节水灌溉技术等为关键技术的水稻优质高产高效的栽培技术体系。
扬州大学
2021-04-14
低通信开销的分布式学习
目前，训练机器学习模型依赖于海量的数据，当以集中方式训练时，会带来很大的计算成本。因此，现在普遍的共识是，未来的机器学习应该以分布式方式实施。通常，分布式学习是以server-worker模式中进行的，其中server利用从workers收集的信息更新学习参数，然后将这些参数广播给workers。 但是，随着worker数量的增加，通信开销也会大幅
南方科技大学
2021-04-14
无线传感器网安全通信系统
Ø 无线传感器网作为以数据为中心的任务型网络，要进行数据的采集、传输、融合、处理等工作。如果直接部署，而不采取有效地安全通信措施，攻击者可以获取传感器的各种信息并进行篡改；可以通过DoS攻击瘫痪整个网络；也可以在俘获一个节点之后，冒充原节点，阻塞真实信息、传输虚假信息，这都严重的威胁着整个无线传感器网的安全性与采集数据的真实客观性。本项目在传感器节点上实现了基于椭圆曲线密码体制的加密算法、数字签名算法、密钥协商协议、群组密钥协商协议。并通过同态加密技术实现无线传感器的安全数据融合。
北京理工大学
2021-04-14
揭示光系统II生物发生调控机制
通过系统筛查，研究人员鉴定到一个高等植物特有的PSII生物发生调控因子——LPE1（LOW PHOTOSYNTHETIC EFFICIENCY 1）。通过生理学、分子生物学、生物化学和遗传学等手段研究发现，LPE1基因突变导致PSII活性剧烈降低，PSII生物发生严重受阻；同时光PSII核心蛋白D1的合成明显受损。值得注意的是，LPE1编码一个叶绿体PPR蛋白，直接与D1编码基因psbA mRNA的5'UTR结合，从而招募核糖体并启动D1蛋白的翻译。更重要的是，LPE1同时与已知的D1翻译因子HCF173（HIGH CHLOROPHYLL FLUORESCENCE 173）互作，促使HCF173与psbA mRNA结合，协同参与调控PSII生物发生。 更有趣的是，该研究发现光可以诱导D1蛋白的表达，并且主要在翻译水平实现控制。光诱导结合实验分析发现，光可以促进LPE1与psbA mRNA的5'UTR结合。进一步研究发现，光可能通过改变叶绿体中的氧化还原状态，调节LPE1的分子内二硫键及蛋白结构，从而影响其与psbA mRNA的结合活性。 该工作首次鉴定到高等植物中D1翻译调控过程中psbA mRNA的直接结合因子，揭示了PSII生物发生的光调控机制，对于理解植物光合作用与生长发育调控机理具有重要的理论价值。
中山大学
2021-04-13
在真核生物的翻译调控机制
发现20年以来的第一个晶体结构，证实SLFN是一个新型的核酸内切酶家族，通过破坏蛋白翻译机器调控真核生物的翻译进程，能够有效控制HIV病毒的复制和包装。课题组人员还提出了对真核生物在应激状态下翻译调控机制的见解，并进一步阐明了SLFN家族可能的抗肿瘤机制，为SLFN的临床应用奠定了基础。 课题组解析了SLFN13的N端结构域（SLFN13-N）的三维晶体结构，揭示了其独特的U型枕样的类二聚体折叠，可分为N端部分（N-lobe），C端部分（C-lobe）和中间连桥部分（bridge domain，BD）。SLFN13-N的U型凹槽可以识别tRNA/rRNA分子碱基配对的RNA结构，由三个酸性氨基酸组成的催化三联体执行酶切。体外酶切实验发现SLFN13可以在tRNA的3’端酶切11 nt，即tRNA 3’接收臂的末端，这是真核生物中第一个被鉴定可以在该位置酶切的核酸内切酶。过表达后细胞质定位的SLFN13可以酶切细胞内的成熟的tRNA和rRNA，破坏蛋白质翻译机器，进而抑制细胞中的蛋白合成，降低细胞代谢水平。SLFN13还展现了酶活依赖的多阶段多层次的高效HIV病毒监管方式。因此，课题组将SLFN13命名为RNA酶S13。同时，研究人员提出了对真核生物翻译机制调控的见解，认为SLFN对肿瘤细胞增殖的抑制很可能是通过破坏细胞内蛋白翻译机器或调控其它关键核酸底物的活性进而调控细胞代谢水平来实现。
中山大学
2021-04-13