-
基于质谱技术的拓扑替康治疗小鼠结直肠癌异种移植模型的分子特征研究
结直肠癌(CRC)是全球最常见的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率居高不下,尤其令人担忧的是,近年来年轻患者的发病率显著上升。尽管筛查项目的推广提高了早期诊断率,但仍有约25%的患者确诊时已处于晚期,治疗效果不佳。目前,5-氟尿嘧啶(5-FU)等标准化疗方案对晚期CRC的响应率仅为10-15%,即使采用FOLFOX等联合方案,响应率也只能提升至40-50%,且伴随明显的毒性反应。因此,寻找更有效的治疗策略和早期诊断标志物成为当务之急。在此背景下,来自University of Sharjah的研究团队选择拓扑替康(topotecan)作为研究对象。拓扑替康是一种拓扑异构酶I(Top I)抑制剂,临
来源:Toxicology Reports
时间:2025-06-18
-
基于像素-碱基编码本与中值滤波的DNA存储高保真图像重建技术研究
随着现代信息技术爆发式增长,全球数据量预计2025年将达1.75×1014GB,亟需突破性存储方案。DNA因其超高密度和稳定性成为最具潜力的介质,但合成与测序过程中的碱基错误(包括替换、插入和缺失)导致信息丢失,传统纠错码可能引入冗余或扩大错误。尤其对于图像数据,常规方法在高错误率下重建质量急剧下降,例如现有技术HL-DNA在0.5%错误率时SSIM仅0.55。针对这一挑战,东南大学等机构的研究团队在《Synthetic and Systems Biotechnology》发表研究,提出DNA-CTMF方法。该方法创新性地将计算机图像处理技术与DNA存储结合,通过像素直接映射碱基序列、动态校正
来源:Synthetic and Systems Biotechnology
时间:2025-06-18
-
综述:从反应物到产物:生物合成途径设计的计算方法
生物合成途径设计的计算革命Abstract合成生物学的核心目标之一是通过酶催化途径将前体转化为高附加值化合物。传统人工设计生物合成途径耗时费力,而计算方法的介入显著提升了这一过程的效率。本文从生物大数据、逆合成分析和酶工程三大维度,系统梳理了当前最前沿的计算工具及其应用场景。1. Introduction合成生物学借鉴工程学模块化思想,通过理性设计生物系统解决实际问题。代谢工程作为其重要分支,致力于改造微生物以合成高价值分子(如抗癌药物、生物燃料)。然而,生物系统的复杂性和未知相互作用迫使研究者反复进行DBTL循环。以抗疟疾前体青蒿素为例,其开发耗费150人年工作量。计算方法的引入正逐步改变这
来源:Synthetic and Systems Biotechnology
时间:2025-06-18
-
基于NLP类深度学习技术鉴定多种细菌中硫代亚磺酸盐耐受基因簇的结构与功能研究
ABSTRACT硫代亚磺酸盐(如大蒜素)是葱属植物产生的强效抗菌物质,对植物病原菌构成挑战。传统方法因基因簇(alt)结构多样性和水平转移特性难以有效鉴定。研究采用自然语言处理(NLP)类深度学习技术(如DeepBGC),将基因簇视为“语言序列”,通过模式识别挖掘潜在alt簇。实验验证了Pantoea ananatis、Burkholderia gladioli和Pseudomonas syringae中的alt样簇,并通过比较基因组学、蛋白结构预测和异源表达证实其功能。INTRODUCTION植物通过硫代亚磺酸盐等小分子抵御病原体。大蒜素通过消耗谷胱甘肽(glutathione)和修饰蛋白巯
-
基于嗅探器的气体排放测量系统故障检测:一种针对复杂噪声环境下随机信号的无模型检测方法
畜牧业甲烷排放监测是应对气候变化的关键环节,而基于嗅探器(sniffers)的气体测量系统因其低成本、大容量等优势成为主流技术。然而,这类系统在农场复杂环境中常因管道堵塞、设备位移等问题产生故障数据,且采集信号受动物呼吸、环境噪声等多重干扰,形成具有非高斯性、多模态特性的复杂噪声。传统故障检测方法依赖系统正常运行状态的先验知识,而嗅探器系统缺乏明确的故障-free模型定义,亟需开发适应随机动态特性的新型检测方案。针对这一挑战,丹麦的研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表研究,提出基于Karhunen-Loeve(KL)展开的无模型故障
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-18
-
基于腹部曲线拟合的幼鱼饱食度指数智能检测方法研究
在水产养殖领域,科学投喂直接影响经济效益和生态可持续性。传统人工观察法存在反馈滞后、主观性强等问题,而现有基于摄食行为或残饵量的检测方法仅能在投喂时段生效。更棘手的是,幼鱼个体小、密度高,其腹部形态变化与营养状态的量化关系尚未建立。这些瓶颈严重制约了精准养殖的发展。南京农业大学的研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表的研究中,开创性地将计算机视觉与深度学习相结合。该团队首先构建了改进的YOLOv8s-ALL模型,集成多尺度空洞注意力(MSDA)和混合SDS卷积技术,使鱼体目标与腹部关键点检测精度分别达到95.03%和92.76%。针对
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-18
-
基于SwinIR超分辨率重建与Semantic-SAM模型的烟粉虱发育阶段智能检测方法
在烟草种植领域,烟粉虱(Bemisia tabaci)堪称"隐形杀手"。这种体长不足1毫米的害虫不仅通过吸食汁液直接危害烟草,更会传播植物病毒并诱发煤污病。传统依赖人工镜检或粘虫板的方法存在明显局限:专家需耗时分辨虫体微小(卵仅0.2mm)、体色与叶片相近的若虫,且不同龄期形态差异细微,导致种群密度统计误差高达30%-40%。尽管Chen等学者曾用U-Net网络实现蚜虫95.63%的检测精度,但针对烟粉虱全发育阶段的自动识别始终是农业AI领域的空白点。河南省科技厅资助的研究团队开创性地构建了"超分辨率重建-语义分割-形态计量"三级检测体系。研究人员首先通过手机显微镜头采集烟草叶片背面虫体图像,
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-06-18
-
基于多模态对比表征学习的lncRNA-miRNA互作预测模型MCRLMI:突破单模态局限的生物信息学新方法
在生命活动的精密调控网络中,长链非编码RNA(lncRNA)与微小RNA(miRNA)的相互作用(LMIs)如同分子对话的密码本,调控着基因表达与疾病进程。研究表明,肝癌中miR-125b通过抑制致癌lncRNA HOTTIP影响肿瘤发展,而明星分子HOTAIR则通过与多种miRNA互作参与癌症演进。这些发现凸显了LMIs在疾病诊断和治疗中的巨大价值。然而,传统湿实验方法耗时费力,难以应对海量数据的分析需求;现有计算方法又受限于单模态信息利用,无法捕捉多源数据间的互补关联,成为制约LMI预测精度的关键瓶颈。针对这一挑战,东北林业大学与郑州大学的研究团队在《Briefings in Bioinf
来源:Briefings in Bioinformatics
时间:2025-06-18
-
基于PageRank中心性的图模型PRCFX-DT:基因组序列特征选择与分类的新方法及其在病毒变异分析中的应用
研究背景与意义近年来,病毒性疾病如COVID-19的爆发凸显了基因组分析的重要性。传统方法依赖文本挖掘或信号处理技术,但难以捕捉序列的拓扑特征。病毒变异监测需要兼顾高精度与可解释性,而现有深度学习模型存在"黑箱"局限。伊朗大不里士大学与肯塔基大学的研究团队提出了一种融合图论与机器学习的创新方法,相关成果发表于《BMC Bioinformatics》。关键技术方法研究团队从NCBI数据库获取173,228条病毒基因组序列,涵盖30种病毒类型。通过构建64节点(对应密码子)的完全概率图模型,利用马尔可夫链计算PageRank中心性作为特征向量。采用决策树分类器进行特征选择与分类,通过十折交叉验证评
来源:BMC Bioinformatics
时间:2025-06-18
-
基于采后生理评价与X射线计算机断层扫描技术的Picota甜樱桃新品种选育研究
甜樱桃作为蔷薇科高价值果树,其Picota类型因无果柄采收的传统工艺和独特风味备受市场青睐,但长期面临果实偏小(传统品种仅6.7-8.3 g)、内果皮过大、采后易损伤等瓶颈。更棘手的是,消费者偏好与种植效益的矛盾日益突出——市场追求大果型,而Picota品种的农艺特性又要求果柄易脱离(Pedicel-Fruit Retention Force, PFRF≤7.5 N),这种性状间的负相关使得育种改良举步维艰。西班牙农业研究机构CICYTEX自2006年启动育种计划,通过杂交传统Picota品种(如'Ambrunés')与国际栽培种(如'Utah Giant'),试图打破这一僵局。为系统评估新品
来源:Postharvest Biology and Technology
时间:2025-06-18
-
综述:蜱传病毒多表位亚单位疫苗开发与评价的研究进展及方法探索
Abstract蜱传病毒(TBVs)引发的出血热和脑炎等疾病对全球公共卫生构成严峻挑战。传统防治手段存在局限性,而多表位亚单位疫苗通过精准筛选病原体抗原蛋白中的免疫优势表位,可同时激发体液免疫(B细胞)和细胞免疫(T细胞),兼具安全性与广谱保护潜力。该领域研究依托计算生物学工具,从克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)的糖蛋白到西尼罗河病毒(WNV)的NS3蛋白,系统挖掘能结合多型MHC分子的保守表位,并通过分子动力学模拟验证其稳定性。尽管现有in silico研究显示良好前景,但亟需动物实验和临床试验推进转化。Introduction气候变化与人类活动扩张导致蜱媒疾病流行加剧。传统防控如杀螨
来源:Veterinary Microbiology
时间:2025-06-18
-
基于网络毒理学-分子对接联用技术揭示展青霉素通过氧化应激-凋亡轴诱发肾损伤的分子机制
在食品安全日益受到关注的今天,真菌毒素污染成为全球性挑战。展青霉素(PAT)作为苹果等水果中常见的霉菌毒素,虽已有吸附降解技术应对,但其多器官毒性机制仍不明确。尤其值得注意的是,作为主要解毒器官的肾脏对PAT异常敏感,但现有研究多局限于体外实验,缺乏系统性机制解析。这种认知空白直接影响了PAT安全标准的制定和防护策略的开发。针对这一科学瓶颈,青岛理工大学联合甘肃中医药大学的研究团队在《Toxicon》发表创新性研究。该工作首次采用"干湿结合"策略,通过生物信息学预测、计算机模拟与动物实验三重验证,揭示了PAT通过氧化应激-凋亡双途径导致肾损伤的分子网络。研究不仅发现了关键靶点CASP3和SOD
-
基于三种体外替代方法联合评估医疗器械材料的皮肤致敏性危害
医疗器械的安全性问题一直备受关注,特别是与人体直接接触的材料可能引发的皮肤致敏反应。传统评估依赖动物实验如豚鼠最大化试验(GPMT),但存在伦理争议和技术局限。更棘手的是,医疗器械多为复杂混合物,现有体外方法主要针对单一成分验证,导致评估体系存在巨大空白。如何建立适用于医疗器械材料的非动物测试策略,成为亟待突破的科学难题。为此,来自国内某研究机构的研究团队在《Toxicology in Vitro》发表创新研究,首次系统评估了三种体外方法联合检测医疗器械材料皮肤致敏性的可行性。研究人员选取九种典型医疗器械材料,通过有机溶剂提取制备测试溶液,分别采用ADRA(检测KE1关键事件:化学物质与蛋白质
来源:Toxicology in Vitro
时间:2025-06-18
-
阴道壁刺激(VWS)联合药物诱导促进牛分娩时效性与安全性的创新研究
研究背景与意义在现代化畜牧业中,牛的分娩管理直接影响生产效率和动物福利。传统药物诱导分娩(使用PGF2α、地塞米松、雌激素等)虽广泛应用,但诱导至分娩时间(ICT)波动大,可能导致夜间分娩或难产(dystocia)风险增加。催产素(OXT)作为关键激素,其分泌受Ferguson反射调控——胎儿压迫阴道壁触发内源性OXT释放,但外源OXT过量可能引发子宫过度收缩。如何稳定ICT并保障安全性,成为亟待突破的难题。研究方法与技术日本奈良县畜产技术中心的研究团队以30头超预产期的日本黑牛为对象,分为对照组(仅药物诱导)和VWS组(药物诱导后24小时实施阴道壁刺激)。通过对比两组ICT、难产率及犊牛活力
来源:Theriogenology
时间:2025-06-18
-
牙买加果蝠精子渗透耐受性与冷冻保存技术研究:为濒危蝙蝠物种保护及生物医学模型建立提供新策略
蝙蝠作为占据哺乳动物多样性24%的关键物种,在生态平衡和疾病研究中具有不可替代的价值。然而全球已有9种蝙蝠灭绝,119种濒危,栖息地丧失使情况持续恶化。尽管辅助生殖技术(ART)在保护濒危物种方面潜力巨大,但蝙蝠生殖生理研究严重滞后——此前仅有一篇关于塞巴短尾蝠精子冷冻的报告。科罗拉多州立大学团队选择与人类疾病模型密切相关的牙买加果蝠(Artibeus jamaicensis)为研究对象,系统探索其精子对冷冻关键环节的耐受性,并开发高效冷冻方案。研究采用四大关键技术:1) 渗透耐受性测试:通过0-1200 mOsm梯度溶液处理结合流式细胞术评估膜完整性;2) 计算机辅助精液分析(CASA):定
来源:Theriogenology Wild
时间:2025-06-18
-
基于YOLOv8-FishDetect检测计数算法的户外池塘养殖精准投喂技术研究
水产养殖业长期面临"投喂困境":人工投喂易造成饲料分布不均,过量投喂引发水质富营养化,不足投喂则抑制鱼类生长。传统解决方案多局限于室内环境或特定鱼种,而户外自然场景因水体浑浊、光照多变、鱼群复杂等特点成为技术"盲区"。如何实现户外多鱼种精准投喂,成为推动水产养殖智能化升级的关键难题。安徽省农业科学院水产研究所团队在《Aquacultural Engineering》发表研究,提出基于改进YOLOv8算法的户外精准投喂方案。研究人员在54.5×33.7米的实验池塘中,以草鱼为主(1.5-3kg),混养鳙鱼(900g-2kg)和鲫鱼(200g-400g)为对象,通过1273张现场图像构建数据集。针
来源:Aquacultural Engineering
时间:2025-06-18
-
急诊科血培养阳性结果的临床意义回顾性分析:基于MALDI-TOF MS技术的单中心研究
在急诊科的日常诊疗中,血培养结果犹如一把双刃剑——既是诊断血流感染的金标准,又常因污染问题带来临床困扰。随着MALDI-TOF MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)等新技术的普及,微生物鉴定的速度和精度已今非昔比,但令人惊讶的是,近40年来血培养污染率仍居高不下,维持在2.3%-22.5%的水平。这种状况不仅导致不必要的抗生素使用、延长住院时间,更加剧了全球抗生素耐药危机。尤其对于凝固酶阴性葡萄球菌(CoNS)这类既可能是污染菌又可能是致病菌的"双面特工",临床医生常陷入治疗与否的两难境地。为破解这一难题,来自UMass Chan Medical School的研究团队在《Open For
来源:Open Forum Infectious Diseases
时间:2025-06-18
-
仿生纤维素结构色自粘附贴片:光子皮肤在智能医疗与健康监测中的创新应用
自然界中变色龙(chameleon)的动态变色机制与章鱼(octopus)吸盘的强效粘附能力,为新型光子皮肤(photonic skin)的研发提供了绝妙灵感。研究人员巧妙地将羟丙基纤维素(hydroxypropyl cellulose, HPC)自组装形成的胆固醇液晶(cholesteric liquid crystal, CLC)与仿生章鱼吸盘微结构相结合,创造出一种革命性的结构色(structural color)自粘附贴片。这种智能贴片具有双重神奇特性:一方面,HPC形成的CLC相能产生高饱和度结构色,并能对外界温度、机械应力等刺激产生灵敏的变色响应;另一方面,精密切刻的仿生吸盘结构赋
-
座头鲸在自然海洋噪声环境中的掩蔽听觉阈值测定——行为观察听力学新方法的突破性应用
在浩瀚的海洋中,声波是鲸类最重要的感知手段,然而关于这些海洋巨人的听觉能力,科学界仍存在巨大认知空白。特别是对于须鲸类(baleen whales),由于体型庞大难以圈养研究,其听力范围长期依赖解剖学模型推测。座头鲸作为典型的须鲸物种,先前研究基于耳蜗基底膜测量建立的"鼓膜模型"(TM)和"鼓骨模型"(TB)预测其最佳听力范围在1-6 kHz,但对更高频率的听力能力存在争议。随着人类海洋活动增加,准确了解鲸类听觉特性对评估水下噪声影响至关重要——这直接关系到海洋保护政策的科学基础。来自澳大利亚的研究团队在《Communications Biology》发表了一项开创性研究。他们创新性地将临床用
来源:Communications Biology
时间:2025-06-18
-
大肠杆菌中任意拷贝数质粒DNA的简单高效体内工程化技术开发
在分子生物学发展的半个多世纪里,质粒DNA操作始终是基因工程的核心技术。从Joshua Lederberg首次命名质粒以来,这些环状DNA分子已成为从基础研究到mRNA疫苗开发的关键载体。然而随着合成生物学对复杂遗传回路需求的增长,传统依赖限制性内切酶和连接酶的体外克隆方法日益显现出局限性——耗时耗力、成功率低,且难以处理大片段DNA。特别是在多拷贝质粒体系中,重组过程中常出现多聚体形成和亲本质粒混杂等问题,严重制约了高效基因操作的实现。针对这些技术瓶颈,来自丹麦的研究团队在《Communications Biology》发表了一项突破性研究。他们巧妙地将噬菌体λ-Red重组系统与三重选择标记
来源:Communications Biology
时间:2025-06-18