重要进展！湖南大学最新研究成果，登上Nature子刊！（重要进展!湖南大学最新研究成果,登上nature子刊了吗）
近日，湖南大学化学化工学院聂舟教授团队取得最新研究进展，开发了一种创新的DNA功能化人工机械力受体（AMR），为机械生物学和生物医学应用开辟了新的可能性。
机械力信号在细胞通讯中扮演着至关重要的角色，它影响细胞的稳态维持、发育进程和病理变化。2021年诺贝尔生理医学奖的获奖成果之一——机械力受体Piezo的研究，凸显了细胞机械响应在生命科学中的关键作用。细胞通过天然机械力受体（如整合素、钙粘蛋白、T细胞受体和Notch受体）感知并响应外部力信号，从而启动一系列信号转导过程，调控细胞特定行为。
聂舟教授团队开发了一种从头设计的人工机械力受体（AMR），它是一种模块化的DNA-蛋白质嵌合平台，包含通用的机械感知和传递DNA（GMD）纳米器件。AMR能够将原本不具备机械力感应功能的细胞表面受体（如受体酪氨酸激酶，RTKs）重新编程，使其对特定力刺激产生响应。与传统的基因工程改造方法相比，AMR通过化学合成的DNA纳米器件，以一种无需基因改造的非遗传方式对天然细胞表面受体进行调控，展现了很高的适用性和独特优势。
研究团队利用原子力显微镜、共聚焦激光扫描显微镜和dSTORM超分辨成像技术，展示了AMR在细胞膜上的力响应和信号激活性能。该研究发现通过对DNA序列进行简单编程，可以精确调控AMR的力响应阈值，实现在生理条件下皮牛（pN）范围内的精确控制。此外，AMR展现出优秀的通用性，能够灵敏地感知多种细胞产生的力，并调节不同的非机械响应性细胞表面受体。
AMR的设计不仅在细胞力学信号系统重编程方面展现出巨大潜力，还在神经干细胞（NSCs）的干性维持中证明了其生物学功能。通过AMR介导的FGFR1信号通路重编程，在无需外源生长因子的情况下，仅通过细胞间的粘附力就可以维持NSCs的干细胞特性，为优化NSCs的体外培养及其临床应用提供了新思路。AMR策略为深入探索力学生物学原理以及在再生医学领域开发新型细胞疗法提供了全新的化学工具，具有重要的科学和临床应用价值。
相关研究成果以“DNA-functionalized Artificial Mechanoreceptor for de novo Force-responsive Signaling”为题发表在Nature Chemical Biology杂志上。湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室聂舟教授为唯一通讯作者，湖南大学为唯一通讯单位。化学化工学院博士研究生杨思慧为文章的第一作者。
该工作得到了中国科学院力学研究所龙勉研究员和吕守芹研究员团队在原子力显微镜测试和成像实验方面的技术支持、中国科学院大连化学物理研究所陆瑶研究员团队在高密度微孔阵列芯片制备方面提供的技术协助、中国科学院长春应用化学研究所王宏达研究员团队在dSTORM成像和数据分析方面提供的技术协助。该工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。
作为湖南大学办学历史最悠久的学院之一，化学化工学院办学历史可追溯至1908年岳麓书院改制设湖南高等实业学堂所开设的分析化学课。学院师资力量雄厚，现有中国科学院院士3人，国家级教学名师2人，国家级高层次人才60余人次。其中，化学学科是国家“双一流”建设学科，ESI排名全球前5
‱，学院本科招生专业为化学（强基计划）、化学类、化学工程与工艺、化学生物学。其中，2021年设立“化学拔尖班”，2022年设立“化学强基班”，2022年化学生物学专业开始招生。
2024开年，湖南大学化学化工学院在不同的领域前沿取得多项成果和突破。
宋国胜教授、张晓兵教授和谭蔚泓院士团队成功开发出一种创新的“超声发光分子成像”技术，利用超声波激发荧光分子在活体内产生光学信号，实现了高强度的光学信号输出的成像新方法，为生物医学成像技术的发展开辟了新的可能性。相关研究成果发表在国际顶级期刊Nature Photonics上。
梁宵教授团队基于前期构建的卤素四电子转移电化学反应，利用电极的络合效应协同水系电解液中的盐析效应，有效提升了多电子转移卤素电池的循环稳定性，构建了本征安全、低成本、长寿命的高比能锌溴电池和锌碘电池。为开发高比能、本征安全和低成本的水系电池提供了新思路和新策略。两项研究成果发表在Joule和Chemical Science等国际顶刊。
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自建系建院以来，化学化工学院培桃育李，英才辈出，艰苦创业，硕果累累。今天，化学化工学院已建设成湖南大学重点院系之一，逐步成为机械行业和湖南省化学化工学院类高等技术人才的培训基地，为社会主义经济建设做出了较大的贡献。
学院每年都承担多项国家重大研究计划、国家自然科学基金重大、重点与面上项目、国家重大军工项目。近年来年均发表SCI源刊物论文500多篇，篇均被引36次；年申请国家专利数十项，现保有专利417项。曾获国家自然科学奖5项、国家科技进步奖3项、国家技术发明奖2项。
化学化工学院学术氛围浓厚，学术环境和谐自由，科研与实践教学支撑条件优越，是广大有志青年学习深造和科学研究的理想之地。
学院聚焦国家和地方人才战略需求，开展基础学科拔尖人才培养改革，发挥国家级高层次人才学历背景优势，主导人才培养新模式的探索。学院聚焦学科交叉融合，承担湖南大学理科试验班试点建设，探索构建基础学科交叉创新人才培养体系和机制。2023年，湖南大学基础学科拔尖人才培养改革成荣获国家级教学成果二等奖。
5年来，化学化工学院国家级青年高层次人才作为负责人或主要团队成员共获得国家级一流课程3门、省级一流课程2门、校级一流课程1门，获国家级课程思政示范课程1门、省级课程思政示范课程1门、校级课程思政示范课程2门；作为主编或副主编出版教材4部、学习指导书1部，即将出版1部；承担与参与教指委教改课题1项、基础学科拔尖学生培养计划2.0研究课题1项、省级教改课题8项；发表教改论文9篇。
多年来，化学化工学院始终坚持和加强党对人才工作的全面领导，积极推进“引育用”靶向发力，聚焦人才教学能力和科研能力提升，不断提高人才队伍建设水平，着力为学校“双一流”建设提供有力人才支撑。
“惟楚有材，于斯为盛”，从古代书院到近代学堂再到现代大学，湖南大学坚持追求卓越，始终处在中国高等教育的第一方阵。为早日建成富有历史文化传承的中国特色世界一流大学、培养更多堪当民族复兴大任的建设者和接班人，湖南大学会一直努力奋进。
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素材来源：湖南大学官微/官网、湖南大学化学化工学院官网
