软件学院创新团队在人工智能制药领域取得新进展
近日，软件学院创新团队针对止痛、代谢、抗肿瘤等一系列新兴靶点进行候选化合物的筛选和优化工作，发现的部分候选分子，在细胞实验中，观察到令人鼓舞的药物活性。这是软件学院创新团队依托计算机科学与技术一级学科，在计算机与网络空间安全学院张朝晖、赵书良教授指导下的创新成果，该成果提出了一种基于图神经网络的蛋白质与小分子配体化合物亲和力预测模型，模型是分子对接和创新药物筛选的基础模型，经过多维度实验验证，在基准数据集上表现出的预测能力处于行业领先地位，可高效应用于创新药物候选分子的虚拟筛选。此项成果以“SS-GNN:ASimple-StructuredGraphNeuralNetworkforAffinityPrediction”为题发表在SCI期刊《ACSOmega》上。
此项进展是软件学院和计算机与网络空间安全学院开展两院融合发展的重要成果，也是软件学院围绕国家战略和市场需求进行人才培养和科研攻关体系建设的阶段性进展。
近年来，软件学院在巩固校企合作的基础上，深度整合学校优势学科资源和企业丰富实践经验，积极推进信息化、数字化和人工智能在生物医药、乡村振兴、教师教育等领域的技术创新，集中优质资源合力推进关键核心技术攻关。今后，学院将进一步努力提高科技创新能力和服务社会发展能力，为学校学科建设和地方经济产业升级贡献力量。
相关链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsomega.3c00085
（供稿：软件学院；编辑：网络新闻编辑部）
最新进展，早知道！
原创点赞中国科学院大学
科研攻关有突破
成果喜报传捷报
近期，国科大师生
在人工智能、基础医学、生物学
生态学、考古学、地质学等方面取得进展
跟着国晓薇一起看看！
目录
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01在全景图像深度估计研究方面取得进展
02在碱金属离子电池锰基层状正极材料取得进展
03在离子液体催化丁烯可控齐聚研究中取得进展
04在溶剂热法制备的NiMoAl基催化剂用于丙烯酸甲酯加氢反应取得进展
05提出特提斯系统演化的“多引擎驱动”模型
06利用陶器脂质分析揭示西周西北边疆生计策略
07揭示唐代铸镜业面貌
08合作揭示异位脂积累介导飞蝗肌肉衰老可塑
09发现流感病毒NS1和NS2蛋白参与精细调控病毒RNA的转录与复制
10在早期断奶导致小肠上皮发育不良的机制研究取得进展
11在斑马鱼肠黏膜免疫细胞分析方法上取得进展
12研究显示1987-2017年间北极和青藏高原多年冻土区湖泊面积变化特征
13研究显示中国北方荒漠草原过渡带植物叶片碳氮磷化学计量特征及其影响因素
14合作揭示线粒体翻译损伤通过激活线粒体UPR延长线虫寿命
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在全景图像深度估计研究方面取得进展
国科大人工智能学院副院长肖俊团队针对自监督场景下的全景图像深度估计任务取得了新进展，成功地将Transformer模型与全景成像几何模型相结合，以利用全景图像的几何信息引导Transformer模型提取整个场景的全空间结构。同时，提出了一种基于预滤除的新视角图像合成算法，通过合成无混叠图像有效地去除了自监督深度估计结果的边缘伪影。该研究成果实现了高精度的自监督全景深度估计结果，能够广泛地应用于室内、室外等通用场景的重建、理解等任务，对推动全景图像在实际生产生活的进一步推广使用具有重要意义。
相关研究以“SPDET:Edge-AwareSelf-SupervisedPanoramicDepthEstimationTransformerWithSphericalGeometry”为题发表于IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence。国科大博士生庄传青、博士后卢政达为共同第一作者，肖俊为通讯作者。
在碱金属离子电池锰基层状正极材料取得进展
国科大材料科学与光电技术学院教授肖小玲团队围绕过渡金属层局域结构调控，分别从非键O2p态的分布状态、面内阳离子排列的有序程度和局域晶格结构的对称性三个方面对阴离子氧化还原反应行为实现了有效调控，为设计高性能正极材料提供了新的见解。
相关研究分别以“De-clusterednonbondingoxygenstateinhibitsoxygendimerizationforhighlyactivatedandstableanionicredoxinsodium-basedlayeredcathodes”为题发表于ChemicalEngineeringJournal，论文第一作者为国科大博士生李娜，通讯作者为肖小玲；以“Clarifyingeffectsofin-planecationic-orderingdegreeonanionicredoxchemistryinNa-ionbatterylayeredoxidecathodes”为题发表于ChemicalEngineeringJournal，国科大博士生焦健悦为第一作者，肖小玲为通讯作者。
在离子液体催化丁烯可控齐聚研究中取得进展
国科大化学工程学院教授李增喜团队和国科大博士生导师、中科院过程工程研究所研究员王慧团队合作，采用酸性功能化离子液体基催化剂对异丁烯齐聚反应过程进行探究，获得了离子液体多酸位点调控规律，实现低共熔离子液体与微乳液强化传质耦合，在较温和条件下双位点低共熔离子液体基微乳液高效催化异丁烯选择性二聚。
相关研究以“Dual-siteeutecticionicliquidsbasedmicroemulsionforboostingselectivedimerizationofisobutene”为题发表于ChemicalEngineeringScience。国科大博士生陈健为第一作者。
在溶剂热法制备的NiMoAl基催化剂用于丙烯酸甲酯加氢反应取得进展国科大化学工程学院教授李增喜团队和国科大博士生导师、中科院过程工程研究所研究员李春山团队以溶剂热法制备的非贵金属NiMoAl基催化剂对丙烯酸甲酯加氢反应进行了研究，获得了活性组分粒径尺寸对催化剂活性的影响规律，阐明了焙烧温度对催化剂粒径尺寸的影响关系，提高了镍基催化剂在温和环境下的催化活性。
相关研究以“AHighlyActiveNiMoAlCatalystPreparedbyaSolvothermalMethodfortheHydrogenationofMethylAcrylate”为题发表于catalysts。国科大博士生孙涛略为第一作者。
提出特提斯系统演化的“多引擎驱动”模型
国科大地球与行星科学学院教授李忠海团队以大洋板块的生命周期为主线，将特提斯系统演化分解为四个关键动力学过程：大陆裂解、俯冲起始、洋脊俯冲、大陆碰撞，并系统分析了每个关键过程的控制因素和驱动力，并基于相关关键动力学过程及其驱动力的整合，提出了特提斯演化的“多引擎驱动”模型——即多期次特提斯大洋板块的北向俯冲提供了地体北漂的主要驱动力。李忠海等提出，在地体碰撞拼合或洋脊俯冲等关键动力学节点上，俯冲板片断离导致板片拉力短缺，而洋脊推力和大尺度地幔流牵引力等可诱发新的板块俯冲起始，从而驱动特提斯系统的持续、单向裂解-聚合过程。
相关研究以“KeygeodynamicprocessesanddrivingforcesofTethyanevolution”为题发表于ScienceChinaEarthSciences。李忠海为第一作者和通讯作者，国科大是论文唯一单位。
利用陶器脂质分析揭示西周西北边疆生计策略
国科大人文学院考古学与人类学系与宁夏回族自治区文物考古研究所合作，利用气相色谱‒质谱联用（GC-MS）及气相色谱‒燃烧炉‒同位素比值质谱（GC-C-IRMS）技术对宁夏姚河塬遗址出土陶器开展脂质残留物分析，探讨农牧交错带的经济形态发展及西周王朝在领土扩张中的文化差异性。
相关研究以“NewinsightsintothesubsistencestrategiesofthenorthwestfrontieroftheWesternZhouDynasty(1046–771BCE)throughpotterylipidanalysis”为题在线发表于ArchaeologicalandAnthropologicalSciences。国科大博士生孙诺杨为第一作者。
揭示唐代铸镜业面貌
国科大人文学院考古学与人类学系教授罗武干、特别研究助理陈典与北京联合大学教授黄可佳及西安市文物保护考古研究院老师王艳朋合作，收集了在西安地区出土的一些唐代铜镜，包括非常珍贵的唐仿汉镜，揭示其合金技术特点和金属原料信息。基于科学分析证据和历史文献记录，本研究还深入讨论了唐代社会中存在的地方或私人铸镜产业，为了解唐代手工业提供了科学依据。本研究不仅丰富了我们对中国古代手工艺的认识，也显示了科学分析在揭示历史文物潜藏信息中的力量。
相关研究以“Centralproductionandlocalcasting:somenewperspectivesonthemirrorindustryoftheTangDynastyfromthebronzemirrorsexcavatedinXi’ancity,Shaanxiprovince,centralChina”为题发表于ArchaeologicalandAnthropologicalSciences。
合作揭示异位脂积累介导飞蝗肌肉衰老可塑
国科大博士生导师、中科院动物研究所研究员王宪辉与国科大生命科学学院院长康乐院士在NatureEcology&Evolution以封面文章形式，发表题为“PLIN2-inducedectopiclipidaccumulationpromotesmuscleageingingregariouslocusts”的研究论文，揭示了衰老可塑的全新机制。
NatureEcology&Evolution期刊为本文同时配发评论文章（News&Views）。该评论高度肯定本项工作在衰老新模型建立和衰老可塑机制方面的重要价值，指出该研究可以为人类运动延缓肌肉衰老提供指导。评论认为表型可塑性和衰老都是受基因与环境信号整合调控的极端复杂生物学现象，这一工作扩展了人们对于遗传和环境互作机制的认识。
发现流感病毒NS1和NS2蛋白参与精细调控病毒RNA的转录与复制
国科大博士生导师、中科院微生物研究所研究员邓涛团队研究揭示了流感病毒早期表达蛋白NS1和后期表达蛋白NS2参与精细调控病毒RNA的动态合成，研究结果对阐明流感病毒RNA动态合成的调控机理提供了理论依据，同时也为进一步利用结构生物学手段解析病毒RNA合成调控的分子机制提供了新的研究方向。该研究表明在病毒感染周期中，病毒自身编码蛋白NS1和NS2的表达水平差异参与精细调控流感病毒RNA的转录与复制动态。
相关研究以“FineRegulationofInfluenzaVirusRNATranscriptionandReplicationbyStoichiometricChangesinViralNS1andNS2Proteins”为题发表于JournalofVirology。国科大博士生张磊为第一作者，国科大存济医学院院长高福院士、国科大博士生导师邓涛为共同通讯作者。
在早期断奶导致小肠上皮发育不良的机制研究取得进展
国科大博士生导师、中科院亚热带农业生态研究所印遇龙院士团队姚康研究员课题组从小肠干细胞层面解析了早期断奶期间小肠上皮发育不良的新机制。研究发现，早期断奶可抑制小肠干细胞的自我更新活性和驱动小肠上皮细胞的再生功能。原代小肠类器官培养实验也表明，早期断奶抑制了小肠干细胞驱动肠道上皮再生的能力；该研究也阐明了早期断奶可引起小肠上皮萎缩的动态过程；在分子机制方面，该研究发现早期断奶减弱了小肠干细胞Wnt信号通路的活性，从而抑制了小肠干细胞驱动肠上皮再生的能力。该研究从小肠干细胞角度为缓解早期断奶引起的肠道损伤提供了理论依据。
相关研究以“Earlyweaningcausessmallintestinalatrophybyinhibitingtheactivityofintestinalstemcells:involvementofWnt/β-cateninsignaling”为题发表于StemCellResTher。国科大博士生田军权为第一作者，国科大博士生导师、中科院亚热带农业生态研究所研究员姚康为通讯作者。
在斑马鱼肠黏膜免疫细胞分析方法上取得进展
中科院水生生物研究所鱼类功能基因组学学科组科研团队创新了斑马鱼肠黏膜免疫细胞悬液的制备操作方法，开发了一套快速简单的操作方法，用于制备来自肠粘膜的免疫细胞悬液。本方法可应用于水产肠炎病理研究，还可提供在细胞水平上的研究手段支持。
相关研究以“Themanipulationofcellssuspensionfromzebrafishintestinalmucosacontributestounderstandingenteritis”为题发表于FrontiersinImmunology，并被收录于鱼类黏膜免疫研究的热点专题“MucosalBarrierinTeleostFish:PhysicalBiochemicalandImmuneNature”。本研究由国科大硕士生赵旭阳、刘宇航、谢家元等共同完成，国科大博士生导师、中科院水生生物研究所研究员夏晓勤和国科大硕士生导师、中科院水生生物研究所副研究员吴南为共同通讯作者。
研究显示1987-2017年间北极和青藏高原多年冻土区湖泊面积变化特征
中科院西北生态环境资源研究院科研团队基于30米分辨率的水体面积遥感产品，对1987年至2017年间北极西西伯利亚、阿拉斯加和青藏高原地区共七个流域多年冻土区（约428万平方公里）的湖泊面积变化进行了详细对比，探讨了地表水平衡变化对不同多年冻土、地形和气候环境条件湖泊面积变化的不同影响。
相关研究以“RemotelysensedlakeareachangesinpermafrostregionsoftheArcticandtheTibetanPlateaubetween1987and2017”为题发表于ScienceoftheTotalEnvironment。国科大博士生苏阳为第一作者，国科大博士生导师、中科院西北生态环境资源研究院研究员冉有华为通讯作者，国科大博士生导师、中科院青藏高原研究所研究员张国庆和李新为共同作者。
研究显示中国北方荒漠草原过渡带植物叶片碳氮磷化学计量特征及其影响因素
中科院西北生态环境资源研究院科研团队以内蒙古荒漠草原过渡带47个植物群落为研究对象，测定并分析了61种植物叶片C、N、P生态化学计量特征的变化机制。研究强调了土壤含水量作为模拟旱地植物-土壤系统生物地球化学循环关键参数的重要性，有助于更好地理解干旱和半干旱地区叶片碳氮磷化学计量模式，以及物种对个体和群落尺度影响因素的适应性。
相关研究以“UntanglingtheinfluenceofabioticandbioticfactorsonleafC,N,andPstoichiometryalongadesert-grasslandtransitionzoneinnorthernChina”为题发表于ScienceoftheTotalEnvironment。国科大博士生卢建男为第一作者，国科大博士生导师、中科院西北生态环境资源研究院研究员赵学勇为通讯作者。
合作揭示线粒体翻译损伤通过激活线粒体UPR延长线虫寿命国科大博士生导师、中科院分子细胞科学卓越创新中心研究员周小龙团队与国科大博士生导师、中科院生物物理研究所研究员陈畅团队合作，鉴定首例由一个编码基因，通过mRNA翻译重起始产生细胞质与线粒体两种苏氨酰-tRNA合成酶；揭示线粒体翻译缺陷通过激活线粒体未折叠蛋白反应延长线虫寿命；揭示氨基酰-tRNA合成酶缺陷相关线粒体翻译功能受损激活UPRmt具有普遍性与物种间的保守性。
相关研究以“MitochondrialtranslationaldefectextendslifespaninC.elegansbyactivatingUPRmt”为题发表于RedoxBiology。国科大博士生郭苗苗、李子涵，中科院生物物理所高级工程师乔新华、博士后王圆圆为共同第一作者，陈畅、周小龙为共同通讯作者。
栉风沐雨，砥砺前行
为国科大老师同学们点赞！
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中国首位！国科大教授获阿勒福赞奖！
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人工智能技术在徐汇医疗领域最新进展及其局限性调研
2023年6月15日，比尔·盖茨在全球健康药物研发中心发表特别演讲，主题为《以创新之力，应对全球挑战》。比尔·盖茨表示，科学技术在解决难题方面展现出了前所未有的潜力；如mRNA疫苗技术就使预防结核病和疟疾等疾病的疫苗成为可能。他强调说：“为了抗击这些疾病，我们需要更新、更好的预防工具”。“坚信包括人工智能在内的技术进步将在卫生保健和教育等领域带来快速突破，使更多人能够获得拯救生命的工具和更好的发展机会”。
第一财经日报在六月十五日当天，就对比尔·盖茨在中国首都的这场专题演讲进行了全方位报道。一财报道主题就是——《人工智能等技术进步将在卫生保健和教育等领域带来快速突破》。上海市徐汇区是一财日报读者集聚区，尤其以产业界和医疗界为集中。为此笔者于六月下旬就人工智能技术在徐汇医疗领域最新进展及其局限性进行专题调研，收获颇丰。
首先，我遇到了位居住在徐汇的一财日报青年读者、现就读上海对外经贸大学会计学院的席皓洋同学。对于一财的比尔·盖茨专题报道，他的读后感是：“在如今的世界中，我们不难看到科技已经对我们的生活产生了重大的改变。就像比尔盖茨所说的：当全世界把健康公平作为首要任务以后，儿童死亡率下降了很多，更别说现今发明的RNA疫苗等让我们能够预防很多疾病，但是当今世界仍然面临许多问题需要解决，就比如说气候问题等。但令我感到骄傲的是，比尔盖茨在报告后面提出了中国所做出的成就，如袁隆平的杂交水稻，甚至中国有希望研发一款能够从根源上就能预防疟疾出现的药物，这无疑给世界都带来了很大的贡献。我希望在将来能看到：中国和世界上别的国家一起利用科技能给全社会做出更大的贡献”。
同时需要说明的是：徐汇区是上海和长三角区域人工智能技术研发和运用的先行区，这个区域也集中了人工智能的世界级研发机构和新兴企业，相关思维的探讨总能产生共鸣。包括计算机、互联网行业中的一财读者，都非常关注徐汇区境内的人工智能成果运用场景。在调研中笔者就明确感知：徐汇区正在立足上海、对标国际，正在加紧研究打造通用大模型生态集聚和创新应用高地。未来二、三年间，徐汇区还将积极开展大模型关键技术研究，加速拓展标杆场景应用，结合上海新赛道布局及徐汇特色产业，尤其支持大模型+数字文娱、生命健康、金融科技、智能终端、绿色低碳等场景探索。笔者调研中，尤其关注生命健康主题。
如笔者注意到：上月，第二届长三角科技产业创新论坛暨AI大模型产业应用高峰论坛就是在徐汇区举行。上海市经信委副主任张宏韬在论坛致辞时就明确表示：“人工智能是上海重点部署的三大先导产业之一，其中，超大规模预训练模型是人工智能从专业智能走向通用智能的关键技术”。对此，一财日报读者、上海市第八人民医院陈晨女士就认为：“从专业智能走向通用智能”，将有利于医疗、康养领域产生新兴的生产力元素，有望赋能全民健康和社区预防性干预“。目前，无论城乡就地求医还是远程医疗体系，也确实需要新技术加持！
陈晨告知笔者：其服务的八院多年来就一直在探索新技术的赋能和求诊者的获得感。如在打造高效智慧优质医疗服务方面：八院就推行“一站式服务”，不断优化就诊流程，让患者就医办事更方便。特别是全面实施门诊全预约挂号、住院部分时段结算、智慧停车等便民措施，缩短患者排队等候时间，让患者就诊更舒心；构建AI随访管理云平台，利用云客服对门诊、出院患者进行定期随访，了解患者就医体验，不断提升患者满意度水平。笔者更感兴趣的是：八院在探索中完成了——“便捷就医服务”2.0版中医疗收费电子票据与基于区块链技术的中药代煎配送二大应用场景的建设，以开展连续、准确、有效的互联网医疗健康服务。
当然，随着人工智能的快速发展，应用场景也会更为丰富。预计依托于AI技术，医生得以从繁琐的数据、影像处理工作中解放出来，将更多的精力投入到精准诊疗中，而患者也将拥有更加智能与全面的就医体验。在调研中，笔者还了解到：徐汇外资医院嘉会医疗与人工智能企业商汤科技近日已经达成战略合作协议，即未来将以人工智能赋能医疗服务、实现智慧医疗在临床领域的更广泛应用；并实现对智慧医院全面赋能，助力医院实现高质量发展。
不过，人工智能技术在医疗和健康领域的赋能也不是“法力无边“的。换言之，它像任何高兴技术一样都会有相应的局限性。我在和复旦校友也是一财读者的八院护理部主任刘华华的交流中，对方明确给我的答案就是：人工智能不能替代的角色是精确护理和医学领域特别强调的人文关怀！至少在二零三五年之前的阶段，”精确护理和人文关怀“更需要专业性的培训，而不是去谋求如何被人工智能新技术所替代。”我则认为：这其实也是上海及周边城市老龄化社会、以及深度老龄化社会所无法回避的挑战；医患之间、人对人的精湛服务，在健康战略中是永不可缺的核心元素。就是在专业科普中，也需要面对面交流而不能托付给语音和抖音。何况目前已出现良莠不济的所谓智能科普网，甚至成为推销高额就医品种的扩音器。
刘华华对笔者强调的是：精确护理和人文关怀是相辅相成的，新时代更是需要精湛护理技术和充满爱心的敬业精神。她向我推荐了一篇青年护士在繁忙工作之余的心灵体会，我读后也深受感动。而在这篇题为《跨越伤口的热爱》的心灵刻录中，青年白衣天使相当自然地原生态描述说：“去医院伤口造口门诊跟班第一感受是臭，本以为见识过臭的伤口，那点臭没什么。但是造口伤口的粪臭、糖足伤口的腥臭、感染伤口的恶臭、深度压力性损伤伤口的腐臭，各种伤口的味道在一块狭小的区域内一股脑儿的冲向你的天灵盖，久久萦绕在你的鼻尖，充斥在你的周围，甚至会让你的思维有一瞬间的停滞。更不要说：做到面不改色的近距离处理这些伤口“。而她的第二个感觉是“烂”，“就没见过这么多烂伤口。久治未愈的糖足伤口、下肢静脉溃疡伤口；大面积复杂的压力性损伤患者；肿瘤伤口；各种造口问题。这些伤口往往需要付出更多的时间和耐心来处理，且需要长期换药，于是很多病人就成了每周必见的老病人“。年青的姑娘”一度吐槽相关必要的护理操作，觉得又脏又累“；但是“老师只回答我：我们干净舒服了，伤口就干净不了，患者就舒服不了。然后我发现这些老病人换药换着换着就成了老朋友，宁愿多乘几站路也要来这里求诊问药”。读到这么朴素的文字，我更理解什么是人民医院、以及为什么中国社会离不开公立医疗体系了？而私人诊所更在乎利润。
年青的姑娘、新一代的白衣天使，在《跨越伤口的热爱》的结语中是这样表白的：“我一直觉得伤口换药很简单，但是越学习越觉得没那么简单。在一次次跟班学习中，我想我学习到的不光是换药技术，还有前辈老师们对待患者的初心——‘以人为本，以患者为中心’。因为在医院里，我们所面对的不只是伤口，而是带着伤口的患者；我们最终的目的，是提高患者的舒适度”。而当我听完这位新一代白衣天使其“心中的护理、其需要学习的榜样、以及她和伤口的故事”，深切的敬意自然油然而生。与此同时，我也更认定人工智能绝不是万能的！
（作者为上海社会科学院上海国际经济交流中心研究员）