在最近的三天里，清華大學分別在Nature和Science上發(fā)布了6項科研成果。除了一篇Nature封面文章和一篇Nature網(wǎng)站在線發(fā)布的文章(報道:同一天有兩篇Nature文章！清華大學兩個團隊最新的科研突破！)，其他四項結(jié)果如下:

Nature

清華大學化學系副教授劉強課題組在手性識別和不對稱催化研究方面取得了新的進展。

2.清華大學水利水電工程系副教授楊雨亭團隊系統(tǒng)地揭示了河流徑流過程對下雪變化的復雜響應機制，闡明了冬季下雪對徑流季節(jié)性的影響規(guī)律。

清華大學生命科學學院副教授劉俊杰、副教授陳春來與北京大學生命科學學院白洋研究員合作，發(fā)現(xiàn)CRISPR免疫增效子，建立Cas9核酸酶生長進化模式。

Science

清華大學航空航天學院、柔性電子技術(shù)實驗室張一慧教授課題組提出了一種具有三維結(jié)構(gòu)的新型電子皮膚(簡稱“3DAE”-Skin”)。

01在手性識別和不對稱催化領(lǐng)域取得新進展

在北京時間5月29日，化學系劉強研究小組的相關(guān)研究表明，用“細微差別烷基代替酮亞胺化合物的不對稱氫化”(Asymmetric hydrogenation of ketimines with minimally different alkyl groups)《自然》在線發(fā)布問題(Nature)網(wǎng)站。

Nature 站點論文截圖

研究小組在酮亞胺化合物的不對稱氫化反應中，通過設計和構(gòu)建具有精細可調(diào)限域結(jié)構(gòu)的陽離子錳氫催化活性中間體，成功實現(xiàn)了精確的手性識別細微差別烷基替代基。

這項研究不僅為高效手工催化劑的設計提供了新的思路，也為在不對稱催化反應中獲得極具挑戰(zhàn)性的手工識別提供了有利的參考。

論文鏈接：www.nature.com/articles/s41586-024-07581-z

細微差別烷基替代基之間的手性識別：存在的挑戰(zhàn)和催化劑設計

副教授劉強(前排左三)研究組合影

02揭示下雪變化對徑流季節(jié)的復雜影響

水利水電工程系楊雨亭團隊于北京時間5月30日在《自然》中(Nature)站點在線發(fā)布題為“雪量降低世界徑流季節(jié)”(Streamflow seasonality in a snow-dwindling world)本文系統(tǒng)地揭示了河流徑流過程對下雪變化的復雜響應機制，明確了冬季下雪減少對徑流季節(jié)的影響規(guī)律。

Nature 站點論文截圖

根據(jù)北半球3000多個受雪影響流域(1950-2020)的長期水文氣象觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)冬季降雪導致春季融雪時間普遍提前，降雨質(zhì)心時間延遲。由于不同流域的徑流發(fā)生時間對融雪和降雨的敏感性不同，冬季降雪比例較高的流域?qū)е聫搅魈崆皽p少；但在降雪比例較低的流域，冬季降雪導致徑流延遲。以上兩種相反的變化趨勢中有一個下雪比例的閥門值，即多年平均下雪比例約為40%，相應的閥門值海拔約為1500米。研究還發(fā)現(xiàn)，下雪導致暖季徑流和年徑流峰值明顯下降，從而降低了徑流的季節(jié)特異性。與此同時，降雪增強了徑流季節(jié)特異性和徑流質(zhì)心在年際上的變化。

該研究系統(tǒng)揭示了融雪徑流在氣候變暖背景下的響應規(guī)律，改寫了“降雪、提前融雪、提前徑流”的傳統(tǒng)認知，為降雪對徑流過程的影響提供了新的機制認識。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07299-y

冬季下雪減少對徑流質(zhì)心時間的影響

副教授楊雨亭(左三)、楊大文教授(右一)帶領(lǐng)學生參觀黃河源野外。

03發(fā)現(xiàn)CRISPR免疫增效子建立Cas9核酸酶生長進化模型

北京時間5月30日，劉俊杰，清華大學生命科學學院(Jun-Jie Gogo Liu)研究小組與北京大學生命科學學院白洋研究小組、清華大學生命科學學院陳春來研究小組在《自然》中(Nature)該網(wǎng)站發(fā)布了題為《CRISPR免疫增效子PcrIIC1增強細菌Cas9系統(tǒng)免疫力》的網(wǎng)站。(Pro-CRISPR PcrIIC1-associated Cas9 system for enhanced bacterial immunity)研究論文。

Nature 站點論文截圖

這項研究開發(fā)了一套基于結(jié)構(gòu)的SGT進化軌跡分析，以識別II-C亞型Cas9的進化趨勢。通過二聚化Cas9效應器，首次發(fā)現(xiàn)一種新型的CRISPR免疫增效子可以提高Cas9活性。這些結(jié)果不僅有助于進一步了解CRISPR系統(tǒng)的進化過程，也為R&D基于CRISPR免疫增效子的高效基因編輯工具奠定了基礎(chǔ)。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07486-x

結(jié)構(gòu)性生長軌跡分析方法(左)和II-Cas9的生長軌跡圖(右)

副教授(右)和劉俊杰的學生正在欣賞結(jié)構(gòu)模型

副教授陳春來(左六)和研究團隊

04提出了一種具有三維結(jié)構(gòu)的新型電子皮膚

北京時間5月31日，在《科學》中，航空航天學院、柔性電子技術(shù)實驗室張一慧教授課題組(Science)該雜志發(fā)表了題為《模仿人類皮膚機械感知功能的三維結(jié)構(gòu)電子皮膚》的雜志(A Three-Dimensionally Architected Electronic Skin Mimicking Human Mechanosensation)研究論文。這份工作被選中了 Science 網(wǎng)站焦點照片。

關(guān)于張一慧教授成果的報道被選中 Science 站點焦點照片

Science 站點論文截圖

該研究小組提出了一種具有三維結(jié)構(gòu)的新型電子皮膚(簡稱“3DAE”-Skin")，其結(jié)構(gòu)中的力和應變傳感器的三維分布模仿了Merkel細胞和Ruffini小體在人體皮膚中的空間布局，使該裝置能夠從物理上解耦地測量壓力、剪切力和應變?；谠撛O備(3DAE)的研究小組-Skin)，結(jié)合深度學習算法，開發(fā)出先進的觸感系統(tǒng)，只需觸摸即可同時測量物體模量和局部主曲率，展示了其在判斷食物新鮮度等真實場景中的應用，并對其在物理量定量測量(如摩擦阻力等)進行了深入探討。).、關(guān)鍵應用領(lǐng)域的潛力，如人機交互。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk5556

基于新型電子皮膚設備開發(fā)的觸感系統(tǒng):定量測量時空投影和模量曲率

研究組合影，張一慧教授(前排左)

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