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基于TECM网络架构的染色质互作预测新方法TECM-ChI:多编码融合与注意力机制驱动的三维基因组学研究
在探索生命奥秘的征程中,染色质的空间组织方式一直是科学家们关注的焦点。这种被称为"染色质互作(Chromatin interactions)"的物理接触关系,不仅决定着基因的调控方式,还与癌症等疾病的发生发展密切相关。传统上,科学家们依赖Hi-C、ChIA-PET等技术来捕捉这些微观互动,但这些方法不仅成本高昂、耗时费力,还只能应用于少数几种细胞系。更棘手的是,现有的计算方法又面临着数据严重不平衡(正负样本比达1:10)和预测准确率低下的双重挑战。面对这些困境,获得国家自然科学基金(No. 72301060)支持的科研团队开发了名为TECM-ChI的创新性解决方案。这项发表在《Gene》上的研
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基于功能数据分析的纵向微生物组距离计算方法LorDist及其在表型区分中的应用
方法创新:LorDist算法框架针对纵向微生物数据的高维、稀疏和时序自相关特性,LorDist采用三阶段计算策略:首先通过B样条或傅里叶基函数(K=√nt)拟合个体微生物特征曲线,将离散观测值转化为连续函数x̂ij(t)=∑l=1Kcijlϕl(t);继而进行功能主成分分析(FPCA),提取表征时序变异模式的ξijr得分;最终构建加权距离矩阵dj(Si,Si′)=[∑r=1Rλjr(ξijr-ξi′jr)2]1/2,整合200+微生物特征形成全局距离度量。性能验证:突破60%缺失阈值在模拟数据测试中,LorDist展现出卓越的鲁棒性:抗稀疏性0.05)和TCAM(P=0.061)时序适应性:在
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-07-12
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综述:解锁奥秘:脂肪组织功能障碍与动脉粥样硬化——机制与创新治疗策略
范式转变:脂肪组织作为多功能内分泌器官传统认知中被动储能的脂肪组织,如今被重新定义为动态的内分泌器官。当肥胖或代谢紊乱导致其功能障碍时,脂肪细胞会异常分泌瘦素(leptin)、脂联素(adiponectin)等脂肪因子,同时激活c-Jun激酶等炎症通路,形成胰岛素抵抗与异位脂质沉积的恶性循环。这种内分泌失衡直接关联动脉粥样硬化的起始与发展。肥胖中脂肪组织扩张的病理机制白色脂肪(WAT)在能量过剩时通过增生(adipocyte hyperplasia)和肥大(hypertrophy)两种方式扩张。其中肥大性增长会诱发缺氧和ER应激,激活NLRP3炎症小体,促使巨噬细胞向M1型极化,释放IL-6、
来源:Atherosclerosis
时间:2025-07-12
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基于碳同位素示踪技术的土壤有机磷分离方法创新及其动态解析
土壤作为地球关键生态系统组成部分,其磷循环机制一直是环境科学研究的核心命题。有机磷(Organic Phosphorus, OP)占土壤总磷库的90%,是植物磷营养的重要来源,但其转化动态长期笼罩在"黑箱"中。传统放射性磷同位素(32P/33P)示踪技术受半衰期短(14-25天)、辐射危害等限制,难以揭示OP的长期周转规律。更棘手的是,磷元素缺乏类似碳氮的多种稳定同位素,使得研究者们如同在迷宫中失去了指南针。这一困局被Marie Spohn团队的研究打破。研究人员独辟蹊径,将目光投向OP分子中的碳骨架——既然无法直接追踪磷,何不通过其碳同位素(δ13C)特征来间接破译OP的代谢密码?这种创新思
来源:Soil Biology and Biochemistry
时间:2025-07-12
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机器学习驱动的串联质谱相似性预测评估新方法:解决代谢组学数据解析的关键瓶颈
在代谢组学和天然产物研究领域,串联质谱(MS/MS)技术已成为小分子分析的重要工具。随着高通量质谱技术的发展,科学家们能够快速获取海量MS/MS数据,但如何有效解析这些数据却成为新的挑战。目前,分子网络(molecular networking)等计算方法被广泛用于组织相似分子,但其核心瓶颈在于MS/MS谱图比较的准确性。传统算法如余弦相似度(cosine similarity)和修正余弦相似度(modified cosine similarity)虽有一定效果,但在预测结构相似性方面仍有局限。近年来,机器学习(ML)方法展现出超越传统算法的潜力,但缺乏标准化评估框架,难以比较不同模型的性能,
来源:BMC Bioinformatics
时间:2025-07-12
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综述:基于倏逝波的光学生物传感器在创新、医学应用及未来展望中的进展
引言倏逝波(EW)光学生物传感器通过将生物相互作用转化为可测量的光学信号,成为实时、无创、超灵敏检测的利器。其核心由三部分组成:选择性捕获靶分子的生物识别元件(BRE)、将生化事件转化为光学信号的换能器,以及数据分析单元。当BRE与靶分子结合时,传感表面折射率(RI)的变化会被倏逝波捕获,进而引起相位、偏振或共振波长改变。这种技术对复杂样本中的表面结合相互作用具有独特优势,为精准医疗开辟了新途径。SPR传感器作为首个商业化的EW传感技术,SPR通过金属-电介质界面表面等离子体(SP)的激发实现检测。经典的Kretschmann棱镜耦合构型可实现10-7 RIU的体相RI分辨率和1 pg/mm2
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-07-12
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基于细菌人工染色体(BAC)技术解析新型深绿木霉和哈茨木霉中木质纤维素降解基因簇的靶向研究
基因组区域靶向与BAC技术应用研究采用细菌人工染色体(BAC)技术,从深绿木霉CBMAI 0020(TA0020)和哈茨木霉CBMAI 179(TH0179)中靶向筛选富含水解酶基因的基因组区域。BAC文库构建后,通过PCR筛选获得24个(TH0179)和44个(TA0020)非冗余区域,大小分别为1.9 Mb和4.7 Mb。与参考基因组比对显示,TH0179序列与哈茨木霉CBS226.95的匹配率达95.5%,而TA0020与深绿木霉IMI 206040的匹配率为87.3%,表明后者基因组变异更高。基因簇结构与功能注释通过多工具联合分析,研究鉴定出TH0179的59个CAZymes、27个T
来源:Mycologia
时间:2025-07-12
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纳米结构脂质载体共载辛伐他汀与胸腺醌协同增强乳腺癌治疗效果的创新研究
这项研究聚焦于辛伐他汀(SIM)和胸腺醌(THY)的协同抗癌潜力,通过纳米结构脂质载体(NLCs)进行共封装,以提升乳腺癌治疗效果。研究人员成功制备了球形SIM-THY-NLCs,平均粒径105.6±4.2 nm,PDI 0.214±0.03,zeta电位-28.6±2.1 mV,展现出高封装效率(SIM 89±1.59%, THY 91±1.45%)。体外释放实验证实24小时缓释特性(SIM 40%, THY 65%)。在MCF-7和MDA-MB-231乳腺癌细胞系中,NLCs显著增强细胞毒性(IC50值分别降至2.56 µg/ml和1.23 µg/ml),并通过荧光显微镜可视化细胞摄取,同
来源:Journal of Microencapsulation
时间:2025-07-12
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综述:超广角眼底成像技术对早期家族性渗出性玻璃体视网膜病变的诊断价值
背景家族性渗出性玻璃体视网膜病变(Familial Exudative Vitreoretinopathy, FEVR)是一种严重损害患者视功能的遗传性视网膜血管疾病,其有效治疗依赖于早期诊断。传统诊断金标准——标准眼底荧光素血管造影(Fundus Fluorescein Angiography, FFA)存在侵入性风险,而超广角成像技术的崛起为FEVR早期诊断开辟了新路径。目的本文聚焦四大超广角技术——超广角光学相干断层扫描(Ultra-Widefield Optical Coherence Tomography, UWF-OCT)、超广角扫描激光检眼镜(Ultra-Widefield Sc
来源:Ophthalmic Genetics
时间:2025-07-12
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基于UPLC-QTOF-MS/MS和分子对接技术的玫瑰红景天提取物Keap1–Nrf2通路调控机制研究
玫瑰红景天提取物(RRE)作为传统抗氧化剂,其分子机制一直未被阐明。最新研究采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术(UPLC-QTOF-MS/MS)从RRE中鉴定出91种植物化学成分,包括黄酮类、三萜类和生物碱等10类关键活性物质。通过分子对接(Molecular docking)技术惊喜地发现,3-trans-p-香豆酰基轮叶酸、没食子儿茶素-(4→8)-表儿茶素以及人参皂苷Rf能精准结合Keap1蛋白的Kelch结构域,就像"分子钥匙"般阻断Keap1对Nrf2的降解作用。研究人员还构建了Nrf2基因缺陷型斑马鱼(nfe2l2adl703/dl703),证实RRE通过Nrf2依赖性
来源:Natural Product Research
时间:2025-07-12
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超临界流体萃取技术提取甘松挥发/非挥发性成分:与常规水蒸馏及天然低共熔溶剂法的提取率、成分及抗菌效能对比研究
这项突破性研究采用环境友好的超临界流体萃取(SFE)技术,从珍稀药用植物甘松(Nardostachys jatamansi)根部成功捕获两类活性宝藏:高价值的挥发油浓缩物(SFE-VC)得率高达6.06%(v/w),以及得率1.91%(w/w)的极性组分(SFE-P)。科研团队通过气相色谱(GC)将SFE-VC与传统水蒸馏(C-HD)和六种天然低共熔溶剂(NADES)辅助水蒸馏(N-HD)产物进行全方位PK,超高效液相色谱-质谱联用(UHPLC-MS)则揭开了SFE-P的神秘化学面纱。更令人振奋的是,所有提取物在抗菌擂台赛中对大肠杆菌(E. coli)和枯草芽孢杆菌(B. subtilis)均
来源:Journal of Essential Oil Research
时间:2025-07-12
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黑水虻幼虫转化过期猫粮罐头废弃物的生物转化技术及其可持续价值研究
这项突破性研究揭示了黑水虻幼虫(Black Soldier Fly larvae, BSFL)在有机废弃物升级再造(waste valorisation)中的卓越潜力。实验采用市售过期猫粮罐头作为唯一饲料基质,在28±1℃、70%相对湿度条件下,BSFL展现出惊人的生物转化效率——每公斤干重猫粮废弃物可产出约300克高蛋白虫体生物量(粗蛋白含量42.3±1.8%)。通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析发现,幼虫体内中链脂肪酸(MCFAs)含量显著提升,特别是月桂酸(C12:0)占比达35.6%,这种特殊脂肪酸在抗菌和免疫调节方面具有重要价值。研究还采用生命周期评估(LCA)方法证实,相
来源:Italian Journal of Animal Science
时间:2025-07-12
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综述:组织切片术:一种有前景的癌症治疗新方法
Abstract组织切片术(Histotripsy)作为革命性的非热消融技术,其核心在于利用毫秒级超声脉冲产生106-109 Pa级负压波,诱导靶区液态组织发生惯性空化。当瞬态空化泡坍塌时产生的微射流和冲击波可导致细胞膜不可逆机械损伤,这种独特的"组织液化"效应不同于传统热消融,能完整保留细胞外基质框架。作用机制1 GPa压力;③ 微秒级剪切力破坏细胞骨架。值得注意的是,该过程产生的活性氧(ROS)不足热消融的1/20,显著降低炎症反应。临床优势在肝细胞癌(HCC)临床试验中,3 mm精度可消融距胆管2 mm内的病灶。前列腺癌治疗显示,与放疗相比,尿失禁发生率从15%降至3%。动物模型证实,该
来源:Current Cancer Therapy Reviews
时间:2025-07-12
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综述:癌症治疗中潜在生物靶点识别方法的重要性全面评述
癌症的本质与治疗挑战恶性肿瘤的特征是体细胞异常增殖失控(Uninhibited Proliferation of Aberrant Cells)。传统化疗药物因缺乏特异性,常导致健康组织受损,凸显了精准识别生物靶点(Biological Targets)的重要性。靶点识别技术进展实验验证方法• 体外筛选(in vitro Screening):通过细胞模型高通量筛选化合物库• 动物实验(in vivo Studies):验证靶点生物学功能及药物有效性生物信息学突破基于生物靶点-蛋白互作网络(Target-Protein Interaction Network),结合疾病-基因关联分析(Dise
来源:Current Cancer Therapy Reviews
时间:2025-07-12
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基于自旋-轨道耦合结构光的超高精度双折射检测技术实现10-11级测量突破
在光学材料表征领域,双折射现象犹如一把双刃剑——它既是揭示材料内部结构和分子取向的重要探针,又是高精度光学系统(如引力波干涉仪和光学原子钟)的性能限制因素。传统检测技术如法布里-珀罗腔干涉法(Δn~10-6)和弱测量放大技术(Δn~10-8)已接近灵敏度极限,主要受制于光子传播路径优化困难和材料厚度不均等系统性误差。如何突破10-9量级的检测瓶颈,成为困扰学界十余年的技术难题。中山大学的研究团队独辟蹊径,将量子体系中著名的拉比振荡现象引入经典光学系统。通过构建由正交偏振本征态(R=exp(+iℓφ)(x̂+iŷ)/√2和L=exp(-iℓφ)(x̂-iŷ)/√2)组成的光子"双能级系统",
来源:Nature Communications
时间:2025-07-12
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供应链循环性综合指数(SC3I):基于物质流分析的闭环性能量化评估新方法
在全球资源紧缺和环境压力日益加大的背景下,传统"获取-制造-废弃"的线性经济模式已难以为继。尽管循环经济(CE)理念已被广泛接受,但现有评估指标存在明显缺陷:要么数据需求过高难以实施,要么局限于单一产品层面,无法反映复杂供应链中的真实物质流动情况。更棘手的是,90%现有指标过度关注回收环节,却忽视更高效的材料再利用途径,这种碎片化的评估体系严重制约了产业界向循环模式的转型。为突破这些瓶颈,研究人员创新性地开发了供应链循环性综合指数(SC3I)。这项发表在《Sustainable Production and Consumption》的研究,通过系统性的方法整合了物质流分析(MFA)与几何平均算
来源:Sustainable Production and Consumption
时间:2025-07-12
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中红外光谱技术在匈牙利佩斯县土壤调查中的应用:快速评估土壤有机碳与质地的创新方法
土壤,这颗蓝色星球上最珍贵的非可再生资源,正面临着前所未有的挑战。随着全球人口增长和气候变化加剧,如何快速、准确地获取土壤属性数据,成为实现可持续农业和生态管理的关键。然而,传统的土壤分析方法犹如"老牛拉破车"——不仅需要繁琐的样品前处理,使用危险化学试剂,还耗时耗力,难以满足大规模土壤调查的需求。这就像试图用显微镜来观测足球场,显然力不从心。在这样的背景下,研究人员将目光投向了中红外光谱技术(MIR)。这项技术就像给土壤做"CT扫描",通过分析土壤分子振动产生的特征光谱,就能快速获取多种土壤属性信息。特别是在2500-25000纳米的光谱范围内,MIR能够捕捉到矿物质和有机物的基础振动信号,
来源:Soil Advances
时间:2025-07-12
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多TE扩散磁共振成像数据集:探索扩散-弛豫联合方法在微结构成像中的应用价值
在神经科学研究领域,扩散磁共振成像(dMRI)犹如一把打开大脑微观世界大门的钥匙。然而这把钥匙存在明显缺陷——传统单TE(回波时间)采集方式就像戴着固定色差的眼镜观察组织,无法区分信号变化究竟源于微结构差异还是T2弛豫效应。这种局限性导致FA(各向异性分数)、NDI(神经突密度指数)等重要参数出现TE依赖性波动,严重制约了研究成果的临床转化。浙江大学医学院附属医院的科研团队在《Scientific Data》发表的研究,通过精心设计的3T多TE dMRI数据集破解了这一难题。研究人员采用西门子Prisma扫描仪,对3名健康志愿者进行10个TE会话(62-132ms)采集,每个会话包含30个梯度
来源:Scientific Data
时间:2025-07-12
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基于碘氧化还原循环的高效低成本生物培养系统灭菌技术及其在眼虫培养与副淀粉生产中的应用
食品与制药工业中微生物培养面临严峻的污染防控挑战。这项研究开创性地构建了基于碘氧化还原循环的灭菌-中和系统:0.3 mM碘化钾(KI)与0.0006 wt%次氯酸钙(Ca(OCl)2)反应生成的活性碘组分(I2/I3-/次碘酸HOI)发挥灭菌作用,随后0.032 mM连二亚硫酸钠(Na2S2O4)可在1分钟内实现快速中和。在纤细裸藻(Euglena gracilis)培养及功能性多糖副淀粉(paramylon)生产中,该技术展现出五大优势:灭菌剂中和速率快如闪电;有毒化学品用量极低;碘蒸气可覆盖生物反应器上表面实现非接触灭菌;通过重复氧化还原反应形成多级屏障灭菌;避免高温对培养基关键成分的破坏
来源:Journal of Applied Phycology
时间:2025-07-12
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不同制粒技术下休耕生物质颗粒的产量与能源效率研究:可持续生物能源生产的新策略
随着全球耕地撂荒面积突破8000万公顷(欧盟占1800万公顷),如何实现"不与人争粮"的生物质能源生产成为关键科学问题。传统农业单一追求粮食安全的模式正在向兼顾生态服务、能源生产的多功能转型,而休耕地的合理利用正是这一转型的重要突破口。波兰奥尔什丁瓦尔米亚玛祖里大学(University of Warmia and Mazury in Olsztyn)的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表的研究,通过长达12年的田间试验,首次系统评估了休耕生物质制粒的能源平衡,为边际土地资源的高值化利用提供了创新解决方案。研究团队采用随机区组设计,设置四种休耕模式:自然
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-07-12