几乎所有高等动物都是二倍体，即生物拥有分别来自父本和母本的两套基因组。人类的二倍体基因组一般以形态、结构基本相同的同源染色体呈现。因为同源染色体序列高度相似，常见研究一般不区分同源染色体的父本和母本。这样研究得到的结果是这两套基因组的均值，忽略了同源染色体间的差异。同时，没有同源染色体相互作用信息就无法构建真正的三维基因组，无法研究其对基因表达的影响。该研究利用远亲杂交产生后代携带大量杂合位点的优势来区分同源染色体的父本和母本。

西安交大刘明教授课题组实现了具有强自旋轨道耦合和反常霍尔效应的Pt/Co/Ta异质结构组成的三维磁场传感器。

西安交通大学法医学院朱永生课题组围绕外周免疫如何影响中枢神经活动这一关键问题，试图阐明外周免疫与成瘾行为之间的关联及其机制。

日前，由清华大学机械工程系与精准医研院、北京清华长庚医院联合研发的体外膜肺氧合器，成功小批量试制样机，并顺利完成动物预实验。

不论肿瘤的来源、位置和种类，对其进行特异选择性成像与给药而不影响正常组织是癌症诊疗面临的重大挑战。北京师范大学范楼珍教授课题组研发了一种结构类似大的氨基酸的碳量子点（LAAM CQDs)有望解决这一问题。 这项研究发现，LAAM TC-CQDs的边缘具有多个游离的α-氨基酸基团，通过大中性氨基酸转运体1（LAT1）介导内吞高选择性地进入肿瘤细胞。由于LAT1 在大多数肿瘤细胞中过表达而只在少数组织 (血脑屏障、胎盘、脾脏、睾丸和结肠等)表达，因此，LAAM TC-CQDs对癌细胞具有广谱的精准靶向性。LAAM TC-CQDs在700 nm处发射荧光，成功用于多种肿瘤细胞的成像以及荷瘤鼠体内荧光和光声双模态成像。通过共聚焦荧光显微镜图像可以观察到LAAM TC-CQDs被HeLa 和A549等多种癌细胞摄取，但是在同样的条件下却几乎不被正常体细胞摄取，细胞流式实验结果同样印证了这一发现。活体成像可以发现，LAAM TC-CQDs可以高效在肿瘤富集而几乎不在正常器官富集。LAAM TC-CQDs作为化疗药物拓扑替康（TPTC）的载体，仍然能够精准靶向肿瘤，成功将药物选择性地递送至肿瘤组织。作为TPTC的载体，LAAM TC-CQDs的化疗效率远远超过了游离的TPTC以及已经商业化脂质体载体。更有意义的是，由于血脑屏障是为数不多的过表达LAT1的正常组织之一， LAAM TC-CQDs可以成功穿过血脑屏障，实现了脑肿瘤成像并成功将抗癌药物靶向递送至脑肿瘤。

不论肿瘤的来源、位置和种类，对其进行特异选择性成像与给药而不影响正常组织是癌症诊疗面临的重大挑战。北京师范大学范楼珍教授课题组研发了一种结构类似大的氨基酸的碳量子点（LAAM CQDs)有望解决这一问题。 这项研究发现，LAAM TC-CQDs的边缘具有多个游离的α-氨基酸基团，通过大中性氨基酸转运体1（LAT1）介导内吞高选择性地进入肿瘤细胞。由于LAT1 在大多数肿瘤细胞中过表达而只在少数组织 (血脑屏障、胎盘、脾脏、睾丸和结肠等)表达，因此，LAAM TC-CQDs对癌细胞具有广谱的精准靶向性。LAAM TC-CQDs在700 nm处发射荧光，成功用于多种肿瘤细胞的成像以及荷瘤鼠体内荧光和光声双模态成像。通过共聚焦荧光显微镜图像可以观察到LAAM TC-CQDs被HeLa 和A549等多种癌细胞摄取，但是在同样的条件下却几乎不被正常体细胞摄取，细胞流式实验结果同样印证了这一发现。活体成像可以发现，LAAM TC-CQDs可以高效在肿瘤富集而几乎不在正常器官富集。LAAM TC-CQDs作为化疗药物拓扑替康（TPTC）的载体，仍然能够精准靶向肿瘤，成功将药物选择性地递送至肿瘤组织。作为TPTC的载体，LAAM TC-CQDs的化疗效率远远超过了游离的TPTC以及已经商业化脂质体载体。更有意义的是，由于血脑屏障是为数不多的过表达LAT1的正常组织之一， LAAM TC-CQDs可以成功穿过血脑屏障，实现了脑肿瘤成像并成功将抗癌药物靶向递送至脑肿瘤。

国际微生物学权威期刊PLOS Pathogens在线发表了我校杀菌剂生物学团队周明国和张峰教授为通讯作者、周俞辛博士研究生为第一作者的最新研究成果《Structural basis of Fusariummyosin I inhibition byphenamacril》。这是南京农业大学杀菌剂生物学团队在获得2018年国家科学技术进步二等奖成果的基础上取得的又一新进展。 我校杀菌剂生物学团队参与江苏省农药研究所自主创制的镰刀菌专化性杀菌剂氰烯菌酯，代表了人类追求安全、高效的选择性杀菌剂发展方向，并采用现代生物学技术，团队发现了氰烯菌酯的作用靶标肌球蛋白-5（I型），这也是杀菌剂发展史上继发现酶蛋白和骨架蛋白后，国际上发现的第三类马达蛋白首个杀菌剂新靶标，并指出肌球蛋白的遗传分化是其抑制剂的选择性基础，同时研发了小麦赤霉病和水稻恶苗病高效、安全防控及抗药性治理系列新技术。 揭示杀菌剂作用靶标蛋白结构及其与小分子化合物亲和互作的精细结构特征，是发展颠覆性靶向杀菌剂的重要前提。杀菌剂生物学团队张峰教授利用先进的结构生物学方法，在解析了茉莉酸诱导植物抗病性的受体蛋白JAZ通过结构转换控制植物免疫与脱敏反应的机制基础上（Nature, 2015; PNAS, 2017），参与并指导研究生开展了氰烯菌酯与其作用靶标肌球蛋白-5的复合物三维结构研究，首次获得小麦赤霉病菌肌球蛋白分辨率为2.65 Å的晶体结构（PDBID：6UI4），揭示了植物病原丝状真菌肌球蛋白与其抑制剂的互作特征。研究发现氰烯菌酯结合在肌球蛋白马达结构域一个新的变构腔中，该位点与哺乳动物肌球蛋白抑制剂Blebbistatin结合在II型肌球蛋白马达结构域疏水口袋的位置非常接近，表明氰烯菌酯与Blebbistatin可能存在相同的氨基酸结合位点。 研究揭示了氰烯菌酯抑制肌球蛋白ATP酶活性的分子机制。氰烯菌酯结合的变构腔顶部也是与肌动蛋白（F-actin）结合的裂隙，在肌球蛋白的ATP酶循环中，该裂隙会特征性地闭合和开启以介导与肌动蛋白的结合，释放Pi和ADP，完成ATP酶循环。晶体结构清楚的显示了小分子氰烯菌酯占据了该裂隙关闭的空间位置，与Switch II 的Y409位点互作阻止了Switch II loop结构从开放裂隙向关闭裂隙的转变，阻断了Pi的释放和肌动蛋白的动力冲程，从而干扰了肌球蛋白ATP酶的循环过程，抑制了蛋白的马达作用。基于三维结构，研究还发现了新的与氰烯菌酯结合的氨基酸位点，并证明其中重要的氨基酸位点M375在不同真菌中的遗传分化决定了肌球蛋白对氰烯菌酯的敏感性，氰烯菌酯对禾谷镰刀菌M375K突变体肌球蛋白-5 的ATP酶活性抑制作用大幅降低，而将对氰烯菌酯不敏感的稻瘟菌肌球蛋白-5突变为K375M后，氰烯菌酯则能强烈抑制该稻瘟菌突变体的肌球蛋白ATP酶活性，同时稻瘟菌K375M突变体对氰烯菌酯变为高度敏感。提出了针对肌球蛋白K375设计对稻瘟病菌等具有高活性的新型广谱肌球蛋白抑制剂的可能性。 团队的以上创新性研究为肌球蛋白抑制剂的创制发展奠定了重要的科学基础。该研究解析的杀菌剂与靶标复合物晶体三维结构是首个直接针对病原物研究的科学探索成功案例，对于推动农业有害生物的农药受体结构生物学研究和靶向农药创制具有引领性作用。

观测活细胞内生物大分子的动力学过程和信号小分子对生物大分子的调控作用对于探索生理病理新机制及疾病治疗新方法具有重要的科学意义。 我校物质科学与信息技术研究院张忠平课题组（张瑞龙、田肖和、韩光梅、刘正杰），针对上述关键科学问题，通过设计一系列多响应、多重定位的新型光学探针，实现了活细胞内信号分子对蛋白/酶活性的调控以及遗传物质动力学的分子影像分析，在理解细胞内生物分子动力学领域取得了重要科学发现。代表性进展主要包含：（1）气体信号分子对细胞内酶活性的调控； (2）膜穿透性碳点对活体内DNA和RNA结构及动力学的超分辨影像分析；（3）超分辨成像揭示活性氧调控线粒体核蛋白动力学；（4）超分辨STED和电镜关联成像对细胞微管蛋白超精细结构的分析。 上述进展解决了生物探针对细胞内多种组分和细胞器的特异性识别问题，不仅有效避免了荧光光谱的重叠，还同步结合电镜对生物大分子精细结构的进行研究，为我校双一流学科生物医学探针和成像方向再添新成果。

面向高密度储能体系的需求，金属锂负极由于具有最高的理论容量和最低的标准电极电势的优点而广受关注。但同时它也存在易产生枝晶和库伦效率低等问题，极大的阻碍了锂金属电池的商业化。针对这一问题，赖老师课题组首次明确提出了“疏锂排斥”的金属锂负极保护机制。该工作被JACS的审稿人评价为“a very interesting and impressive technique”和“commercially available, environmentally benign andjust needs small amount”，在锂金属电池中展现了较高的应用价值。该论文第一作者为我校2015级硕士研究生戴宏柳。 　　此外，赖老师课题组与南开大学梁嘉杰和陈永胜老师课题组合作，设计了一种三维多层次三维孔结构骨架，即连续的银纳米线被组装到互相连接的3D石墨烯骨架上，形成双网络结构。在这种独特的双网络结构中，可有效约束锂的沉积过程，并极大的缓解金属锂负极长循环过程中体积膨胀问题。该项研究工作发表于Advanced Materials后, 引起了广泛的关注，被科技日报以《锂电池“长寿密码”找到》头版、人民网和新华网等媒体广泛报道。该论文第一作者为我校2016级硕士研究生薛攀。