• 自监督机器学习方法在蛋白质设计中提升采样效率但未显著改善高适应性变体识别

  蛋白质设计领域正经历机器学习（ML）的革命性变革。传统生物物理方法如Rosetta虽成功设计出首个从头蛋白质、酶和抗体，但面临采样（sampling）与评分（scoring）两大核心挑战。本研究构建了集成Rosetta的ML标准化工具箱，实现ProteinMPNN、ESM-2和MIF-ST等16种模型的并行比较。在采样性能评估中，ML模型展现出显著优势。以GB1蛋白为例，ProteinMPNN结合FastRelax协议生成的候选变体中，高适应性（fitness>1.5）变体数量是Rosetta FastDesign的3倍。值得注意的是，ESM在温度参数T=1.5时，76%的抗体变体保持H

  来源：SCIENCE ADVANCES

  时间：2025-02-13

• 基于可重编程化学流体皮肤的软面罩实现人体伪装与表情变化的创新研究

  ### 研究背景人类通过面部进行伪装和表情表达备受关注，如利用面部表情传达情绪、通过妆容或戴面具伪装等。在科幻电影中，动态变脸场景常见，其在军事、舞台表演和日常生活中应用前景广阔。但现实中，人们只能通过一次性的面具、妆容或整容改变外貌，无法实现多次动态变脸。自然界为软机器人的发展提供了诸多灵感，许多生物通过皮肤变形或颜色变化实现伪装和信息表达。例如，河豚吸入液体使身体和皮肤变形以抵御敌人，章鱼利用皮肤变色和变形融入环境，变色龙通过变色隐藏自身并传递信息。然而，现有的普通面具无法主动变形和变色，机器人面部研究也局限于表情控制，不能改变面部形状和颜色特征，且刚性驱动组件不适用于人体面部穿戴。因此，

  来源：SCIENCE ADVANCES

  时间：2025-02-13

• 隐私保护视角下的新冠数据共享：平衡隐私与效用的创新之道

  新冠疫情如一场全球性的风暴，席卷了世界的每一个角落，对人类的生活、经济和健康都造成了巨大的冲击。在这场与病毒的较量中，数据共享成为了至关重要的一环。大量的研究需要依赖真实、全面的数据来深入了解新冠病毒的传播机制、临床特征，从而制定出更有效的防控策略。然而，随着数据共享的推进，一个棘手的问题逐渐浮出水面 —— 个人隐私保护。当涉及到医疗健康数据时，每一个数据背后都是一个个鲜活的个体，一旦隐私泄露，将会给个人带来严重的影响。比如，患者的病情信息被不当获取，可能会导致其在就业、保险等方面遭遇歧视。因此，如何在保障个人隐私的前提下，实现数据的高效共享，成为了科研领域亟待解决的难题。在这样的背景下，来自

  来源：Scientific Data

  时间：2025-02-13

• 多模态数据集助力室内 3D 无人机精准追踪：突破技术瓶颈，开启智能导航新时代

  在如今科技飞速发展的时代，无人机的身影越来越频繁地出现在人们的生活中。从精彩刺激的无人机竞技比赛，到工业领域高效的数据采集，再到维护安全的重要防线，无人机都发挥着不可或缺的作用。然而，当无人机进入室内环境时，却遭遇了诸多挑战。室内空间环境复杂，GPS 信号微弱甚至完全消失，这使得传统依赖 GPS 的定位追踪技术瞬间 “失灵”。在这种情况下，如何精准地追踪无人机的位置，确保其在室内安全、高效地运行，成为了亟待解决的难题。为了攻克这一难题，波兰 - 日本信息技术学院（Polish-Japanese Academy of Information Technology）等机构的研究人员展开了深入研究。

  来源：Scientific Data

  时间：2025-02-13

• fruit-SALAD：解锁图像嵌入相似性感知的创新数据集

  在计算机视觉的奇妙世界里，图像之间的相似性判断就像一把神奇的钥匙，开启了诸多应用的大门，比如图像检索、分类等。然而，这把 “钥匙” 却被一个棘手的问题困扰着 —— 缺乏可靠的基准数据集。在探索模型如何感知图像相似性时，没有合适的数据集，就如同航海时没有精准的地图，研究人员常常迷失方向。目前，已有的基准图像数据集存在各种局限性。有的主要聚焦于特定任务，如零样本评估；有的虽然利用合成图像，但规模有限，难以全面反映图像相似性的复杂本质。而且，在计算模型中，相似性通常简单定义为数据点在度量空间中的距离，忽略了相似性感知的多面性。在实际应用中，像判断生成图像的主题保真度时，不同模型对相似性的侧重点不同，

  来源：Scientific Data

  时间：2025-02-13

• HarmonizR：创新数据调整策略提升组学数据分析效能

  在生命科学的研究领域，组学数据（如基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等）就像是打开生物奥秘之门的钥匙，被广泛用于探索健康与疾病状态下的分子变化。然而，单个队列测量往往因实验室流程或测量技术的限制，缺乏足够的统计效力。就好比用一把小尺子去测量一个大物体，总是难以准确把握全貌。为了弥补这一缺陷，科学家们常常采用数据整合的方法，扩大队列规模。可新的问题又出现了，数据整合会引入内部偏差，也就是批次效应。想象一下，用不同的秤去称同一样东西，每次得到的结果可能都会有些差异，这些差异就类似批次效应。在蛋白质组学等领域，这个问题尤为突出。蛋白质组高度动态，实验差异大，而且常用的串联质谱标签（TMT）定量

  来源：BMC Bioinformatics

  时间：2025-02-12

• 共振声流变技术：评估出血患者血浆凝血的新利器

  在医疗领域，出血患者的止血问题一直是个棘手的挑战。想象一下，在急诊科、重症监护室以及手术室里，患者因严重出血而生命垂危，此时准确且快速地评估止血情况就显得尤为关键。然而，现有的一些止血检测方法却不尽人意。像凝血酶原时间（PT）、国际标准化比值（INR）、部分凝血活酶时间（PTT）、冯・克劳斯纤维蛋白原测定（CFA）以及血小板计数等，它们在为临床医生提供及时的止血评估方面存在诸多限制。例如，临床常用的冯・克劳斯纤维蛋白原测定，在许多机构可能需要长达两小时才能出结果，对于急需救治的大出血患者来说，这个时间实在是太慢了，根本无法为医生提供有效的决策依据。而且，一些病理状况，比如严重的酸血症，还会干扰

  来源：Scientific Reports

  时间：2025-02-12

• 利用 fNIRS 技术探索下肢不同部位刺激时的疼痛机制：开启疼痛研究新视角

  在人体复杂的生理机制中，疼痛的发生是一个涉及多方面的心理生理过程。以往的神经成像研究表明，疼痛刺激会引发大脑皮质和皮质下网络的一系列反应，大脑中多个区域都参与到疼痛的处理过程中，像初级（S1）和次级（S2）躯体感觉皮层、前额叶皮层（PFC）等。然而，目前用于研究疼痛相关大脑机制的功能磁共振成像（fMRI）存在不少局限，比如成本高昂、有金属植入物的人无法使用、对实验环境和参与者状态要求苛刻等。在这样的背景下，功能近红外光谱（fNIRS）技术崭露头角，它是一种非侵入性的脑成像技术，具有便携、使用限制少等优点，能实时测量氧合血红蛋白（HbO2）和脱氧血红蛋白（HbR）浓度变化，从而反映大脑活动的血流

  来源：Scientific Reports

  时间：2025-02-12

• 利用磷回收技术矿物源饲养黑水虻幼虫的微生物特征解析及其意义

  在当今资源循环利用备受关注的时代，农业领域对于如何高效利用废弃物、建立可持续的营养循环，成为了科研人员重点攻克的难题。污水污泥富含磷（P）、钙（Ca）等矿物质，本可作为宝贵的肥料来源，然而其中的重金属和病原体却限制了其在农业中的直接应用。与此同时，黑水虻幼虫（Black Soldier Fly Larvae，BSFL）因其能将多种底物转化为富含蛋白质、脂质和矿物质的生物质，在废弃物处理和饲料生产方面展现出巨大潜力，逐渐进入人们的视野。但目前对于不同底物，尤其是添加源自污水污泥的矿物后，对 BSFL 肠道和粪便微生物群的影响，仍知之甚少。为了深入探究这一问题，德国农业动物生物学研究所（Resea

  来源：Animal Microbiome

  时间：2025-02-12

• 基于PPI多跳邻域序列化与可解释人工智能的图Transformer蛋白质功能预测方法SEGT-GO

  随着高通量测序技术的发展，已知蛋白质序列数量呈爆炸式增长，但通过传统生化方法获得功能注释的比例不足0.002%。这种"序列-功能"注释缺口严重制约了生命科学研究和药物开发。虽然基因本体(GO)数据库已收录超过42,000个功能术语，但现有计算方法在捕捉蛋白质相互作用网络(PPI Network)中远距离蛋白质的功能关联时仍面临挑战——基于图卷积网络(GCN)的方法因过平滑问题难以有效学习多跳邻域信息，而直接应用图Transformer又会遭遇计算复杂度爆炸的瓶颈。哈尔滨工业大学（威海）计算机科学与技术学院的研究团队在《BMC Bioinformatics》发表的研究中，提出了创新性的SEGT-

  来源：BMC Bioinformatics

  时间：2025-02-11

• 对话化学领域杰出女性：探索功能纳米多孔材料在可持续能源中的创新之路

  在当今时代，能源问题已成为全球关注的焦点。传统能源的逐渐枯竭以及对环境造成的压力，使得可持续能源的开发与利用迫在眉睫。储氢作为可持续能源发展的关键环节，面临着诸多技术难题。目前，寻找高效、安全且可大规模应用的储氢材料成为科研人员亟待攻克的难关。同时，在化学研究领域，女性科研人员的占比相对较低，她们在职业发展过程中面临着独特的挑战 。在这样的背景下，开展相关研究对于推动能源领域进步、促进科研领域性别平等具有重要意义。澳大利亚国立大学的研究人员在 Valeska Ting 教授的带领下，对功能纳米多孔材料用于可持续能源（如储氢）展开了深入研究。研究发现，通过对功能纳米多孔材料的探索，有望为可持续能

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-02-11

• RS - Coreset：利用小规模数据预测反应产率的创新方法

  在化学的奇妙世界里，反应优化就像一把神奇的钥匙，能够开启高效合成的大门，无论是在学术研究领域，还是工业生产的大舞台上，都有着举足轻重的地位。然而，探索一个庞大的反应体系时，确定高产量的反应条件就如同大海捞针。传统的研究方法需要化学家们进行大量繁琐的实验，耗费大量的时间和精力，而且实验结果还在很大程度上依赖于实验者的专业知识，这就导致一些潜在可行的反应条件很容易被遗漏。比如在著名的 Buchwald - Hartwig 偶联反应研究初期，就因为实验的局限性，只推荐了有限的反应条件，很多可能的组合被忽视了。为了解决这个棘手的问题，中国科学技术大学的研究人员挺身而出，展开了一项意义非凡的研究。他们提

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-02-11

• 德国医疗辅助技术的利用现状与医护人员认知：提升医疗效率的关键探索

  在现代医疗领域，科技正以前所未有的速度融入其中，辅助技术（Assistive Technology，AT）成为了改善医疗服务的关键力量。然而，在德国，医护人员（Healthcare Workers，HCWs）对 AT 的使用情况却存在诸多问题。一方面，随着人口老龄化加剧，德国医疗系统面临着巨大压力，2040 年将迎来老年护理需求高峰，同时年轻可就业的 HCWs 数量减少，且 2022 年德国医疗支出占 GDP 的 12.7%，位居经合组织（OECD）第二 ，这使得提高医疗效率变得刻不容缓。另一方面，虽然 AT 在理论上能提升 HCWs 工作效率，改善患者护理效果，但相关研究却十分有限，HCWs

  来源：BMC Health Services Research

  时间：2025-02-11

• 利用碱基编辑技术纠正小鼠线粒体 DNA 致病突变：开启线粒体疾病治疗新希望

  线粒体疾病通常由线粒体 DNA（mtDNA）突变遗传导致，目前针对这些病理突变引发的多种生理功能障碍，仅能进行姑息治疗。Barrera - Paez 等人利用线粒体 DddA 衍生的胞嘧啶碱基编辑器（DdCBE），在携带线粒体转运 RNA（tRNAAla）基因突变的小鼠模型中进行校正研究。原本的 m.5024C→T 突变（mt - tRNAAla中 G→A）破坏了 tRNAAla的氨酰茎，研究人员设计了 m.5081G→A 的补偿性编辑（mt - tRNAAla中 C→T）来恢复 tRNAAla氨酰茎的二级结构。首先在 m.5024C→T 突变细胞系中测试 DdCBE 基因构建体，编辑后细胞中

  来源：Science Translational Medicine

  时间：2025-02-10

• CyanoTag 技术：开启光合原核生物蛋白质功能研究的新大门

  研究背景蓝藻在维持地球大气和生态系统方面发挥着至关重要的作用。它们对全球 CO2固定、O2产生和营养循环贡献巨大，还通过古老的内共生事件影响了真核生物叶绿体的进化，许多光合基因和核心代谢过程在蓝藻和真核叶绿体中保持保守。此外，蓝藻的多样性、遗传可操作性和光合能力使其成为绿色生物技术应用的有前景的底盘。然而，尽管蓝藻具有重要的全球意义且在研究中广泛应用，但被表征的蓝藻蛋白比例却很小。在模式生物如酵母、线虫、果蝇和人类细胞等的研究中，大规模标记方法已带来重要的见解，但在细菌系统尤其是光合细菌中，大规模标记的应用还很有限，内源性、无痕荧光蛋白标记在光合系统中的大规模应用也尚未实现。因此，开发一种用于

  来源：SCIENCE ADVANCES

  时间：2025-02-10

• 近红外 II 区 / 短波红外发光纳米颗粒平台构建新冠疫苗的创新探索

  ### 引言2019 年出现的新冠病毒（SARS-CoV-2）引发全球大流行，死亡人数众多。现有疫苗，如 mRNA 疫苗和蛋白亚单位疫苗，虽在抗疫中发挥作用，但存在各自弊端，如 mRNA 疫苗成本高、需超低温储存，亚单位疫苗免疫原性较低，常需佐剂增强免疫反应，且疫苗诱导的免疫力会随时间减弱，因此开发更高效、易获取、免疫反应持久的疫苗平台很有必要。新冠病毒的刺突蛋白是疫苗主要靶点，其受体结合域（RBD）能独立识别受体，基于 RBD 的亚单位疫苗研究不断推进，展现出潜在应用价值。此前研究发现，近红外 IIb（NIR-IIb，1500 - 1700nm）发光的稀土铒基纳米颗粒（pEr）可作为癌症疫苗

  来源：SCIENCE ADVANCES

  时间：2025-02-10

• 基于纤维堵塞技术的心血管导管瞬间可变刚度：微创心脏手术新突破

  ### 研究背景微创心脏手术（MIS），如用于治疗心律失常的心脏消融术，旨在以最小的创伤、更低的感染风险、更好的手术效果和更短的恢复时间为患者带来更安全的治疗。在这类手术中，微型手术器械 —— 导管发挥着关键作用。目前常用的远程磁导航（RMN）系统，通过围绕患者身体的多个电磁铁产生可控磁场，来引导磁性导管在患者体内移动，这使得医生可以远程操作手术，避免暴露于 X 射线，还减轻了医生的培训负担。然而，现有的磁性导管只能实现单曲率弯曲，这严重限制了其工作空间和灵活性。为解决这一问题，研究人员开发了具有可变刚度（VS）能力的多节段导管。这些导管通常由相变材料制成，通过热刺激来改变材料的刚度，从而实现

  来源：SCIENCE ADVANCES

  时间：2025-02-10

• 纳米X射线荧光技术揭示肺纤维化组织中钙锌硫铁代谢异常：慢性肺疾病研究新视角

  在慢性呼吸系统疾病领域，特发性肺纤维化(IPF)始终是困扰医学界的难题——这种以进行性肺组织瘢痕化为特征的疾病，患者中位生存期仅3年。尽管已知环境污染物(如臭氧O3、重金属颗粒)与IPF发病相关，但关于这些物质如何在细胞层面引发纤维化的分子机制仍存在巨大认知空白。更棘手的是，传统病理学技术难以捕捉纳米尺度的元素分布变化，而这可能是理解疾病发生的关键线索。来自瑞典MAX IV实验室和隆德大学的研究团队在《Cell Communication and Signaling》发表突破性成果。研究人员开创性地将同步辐射纳米X射线荧光(nano-XRF)技术应用于肺组织研究，以100 nm空间分辨率绘制了

  来源：Cell Communication and Signaling

  时间：2025-02-10

• 慢性阻塞性肺疾病与骨质疏松症的因果关系探究：孟德尔随机化结合文献计量学的创新研究

  随着全球老龄化进程加速，慢性阻塞性肺疾病(COPD)和骨质疏松症(OP)这两种"沉默杀手"的共病现象日益突出。COPD作为全球第三大死因，其特征性气流受限与OP的骨微结构破坏看似毫不相干，但临床观察却显示COPD患者骨折风险比常人高2-5倍。这种矛盾现象引发了学界激烈争论——究竟是吸烟等共同危险因素造成的假性关联，还是存在深层次的病理生理联系？传统观察性研究始终无法破解这个"鸡生蛋还是蛋生鸡"的难题，而甘肃中医药大学附属医院骨科团队在《Hereditas》发表的研究给出了突破性答案。研究人员创新性地采用孟德尔随机化(Mendelian randomization, MR)这把"基因剪刀"，结合

  来源：Hereditas

  时间：2025-02-10

• 多发性骨髓瘤早期复发检测新突破：液体活检联合新技术精准预警

  多发性骨髓瘤（Multiple Myeloma，MM）作为血液系统中第二常见的恶性肿瘤，严重威胁着人类健康。它是由浆细胞恶性增殖引发，这些浆细胞会在骨髓中大量浸润，同时产生单克隆免疫球蛋白。近年来，尽管 MM 患者的生存质量和寿命因治疗手段的进步有所提升，像单克隆抗体、双特异性抗体以及 CAR-T 细胞疗法等新治疗方法的出现，显著延长了患者的总生存期，但 MM 依旧是一种极难治愈的疾病，几乎所有患者都会面临复发的困境。而且，由于 MM 具有高度的异质性，患者复发的时间差异极大，从几个月到数年不等，目前还无法精准预测复发时间。这不仅给患者带来了沉重的心理负担，也让临床治疗陷入困境。所以，寻找能够

  来源：Cell Division

  时间：2025-02-10

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