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CeO2氧化还原调节剂的价态工程提升了Fe/Co双原子催化剂在氧气电催化中的性能
锌空气电池(ZABs)作为高能量密度可再生能源存储器件,其核心性能取决于空气电极催化剂的氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)活性与稳定性。本文以FeCo双原子催化剂为研究对象,系统探讨了其性能瓶颈并提出了创新解决方案。通过引入氧化还原活性调制的CeO₂纳米颗粒,构建了FeCo-N-C/CeO₂异质结构催化剂,成功实现了对双原子催化剂活性位点保护与电子调控的双重优化。### 一、技术背景与挑战分析传统双原子催化剂在氧电化学反应中面临两大核心挑战:**活性位点易受腐蚀性副产物破坏**和**电子转移效率不足制约氧化态转换**。Fe-N与Co-O双原子位点在ORR和OER过程中分别承担主要活性功
来源:Advanced Science
时间:2025-12-23
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利用原位制备的VS2@V2CTx MXene异质结构突破厚电极悖论,实现高面积容量电池
该研究针对锂离子电池负极材料在追求高比容量(mAh/g)和更高面积容量(mAh/cm²)过程中面临的“厚电极悖论”展开突破性探索。通过创新性气相转换技术,成功构建了VS₂@V₂CTₓ异质结构电极,在电极厚度提升333%(从80μm增至300μm)的同时,实现面积容量13.6mAh/cm²的突破性进展,并保持仅12.8%的比容量衰减。这一成果不仅刷新了MXene基电极的面积容量纪录,更开创了厚电极设计的新范式。在材料体系构建方面,研究团队通过氮气保护下700℃硫化处理,实现了V₂CTₓ MXene层状结构表面VS₂纳米片的原位生长。这种异质结构具有三重协同效应:VS₂的金属导电性(电导率2304
来源:Advanced Science
时间:2025-12-23
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晶圆级III族氮化物深紫外垂直腔面发射激光器,具备纳米级精度的腔长控制能力
近年来,III-氮化物基深紫外垂直腔面发射激光器(DUV VCSELs)因其独特的应用潜力备受关注。这类器件在光学原子钟、掩模光刻、高分辨率纳米打印等领域展现出重要价值。然而,传统制造工艺中存在两大核心挑战:一是如何实现高反射率分布式布拉格反射器(DBR),二是如何精确控制腔长以避免谐振波长与增益峰的失配。本文提出了一套基于GaN模板的集成化解决方案,通过创新工艺流程显著提升了DUV VCSEL的性能与制造一致性。### 技术背景与核心问题III-氮化物材料因其优异的光电特性成为短波长光电子器件的首选材料。然而,与成熟的AlGaAs/GaAs体系不同,AlGaN材料体系存在折射率差异小、晶格失
来源:Advanced Science
时间:2025-12-23
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通过ADP-核糖酰化酶合成双特异性结合物
该研究提出了一种创新的双特异性药物开发策略,通过整合CD38酶促反应系统与共价抑制剂偶联技术,成功构建了新型双功能人工抗体药物ARC-BsC。该策略在多个关键环节实现了技术突破,为双特异性药物研发提供了新范式。1. 靶向系统设计创新研究团队选择CD38作为核心酶促模块,该蛋白属于ADP-ribosyl cyclase家族,具有催化生成cADPR等活性分子的特性。通过基因工程技术将CD38的催化域与抗CD3 Fab片段融合,形成可自主激活的抗体-酶复合体。这种设计突破了传统双特异性抗体需依赖基因融合或化学偶联的局限性,通过酶促反应实现靶向配体的精准偶联。特别值得关注的是,融合过程中通过插入柔性G
来源:Advanced Science
时间:2025-12-23
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TAK1基因是癌症免疫治疗的关键刹车
澳大利亚研究人员发现,TAK1基因有助于癌细胞在免疫系统的攻击下存活下来,揭示了一种可能限制免疫疗法有效性的机制。癌症免疫疗法可以很好地发挥作用,但在某些情况下,由于肿瘤的内在生存过程帮助它们抵抗免疫系统的攻击,因此效果不佳。奥利维亚牛顿-约翰癌症研究所(ONJCRI)和WEHI的研究人员发现,TAK1基因就像一个安全开关,可以保护癌细胞免受CD8 + T细胞产生的强大信号的影响。TAK1是通过进行大型遗传筛选来寻找帮助癌细胞在CD8 + T细胞(我们免疫系统的关键杀伤细胞)的攻击下存活的基因来鉴定的。隶属于拉筹伯大学癌症医学院的ONJCRI博士后研究员Anne Huber博士说:“我们知道T
来源:La Trobe University
时间:2025-12-23
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将患有活动性乙型肝炎的捐赠者的肾脏移植给未患有活动性乙型肝炎的受者的传播风险:一项系统评价和荟萃分析
### 乙型肝炎病毒(HBV)活动性感染供体肾移植的传播风险与临床策略分析#### 一、研究背景与意义随着全球器官短缺问题的加剧,利用潜在供体资源(如HBV活动性感染者)已成为器官移植领域的重要研究方向。乙型肝炎病毒(HBV)是一种可导致肝硬化和肝癌的慢性感染性病原体,传统指南因担心病毒传播风险而严格限制HBV活动性感染者作为供体的使用。然而,近年来针对HBV感染供体的临床研究逐渐增多,部分案例显示在规范防控措施下,HBV传播风险可控。本研究的核心目标是通过系统性综述和Meta分析,量化HBV活动性供体至HBsAg阴性受体的病毒传播风险,评估现有防控策略的有效性,为临床决策提供循证依据。###
来源:TRANSPLANTATION
时间:2025-12-23
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高通量检测蓝细菌I型Rubisco组装过程
近年来,光合作用中关键酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶氧化酶(Rubisco)的工程化改良成为研究热点。该酶负责二氧化碳固定,但其催化效率低且容易发生光呼吸副反应,制约了植物光能转化效率的提升。传统改良策略包括:1)通过定向进化技术改造植物固有Rubisco酶的RbcL大亚基结构域;2)从其他物种(如蓝藻、古菌)中筛选高活性异源Rubisco进行异源表达。然而,无论是天然进化还是人工改造,都面临亚基折叠与组装过程中高度依赖生物体特有伴侣蛋白体系的挑战。### 一、Rubisco组装生物学基础与工程化难点Rubisco的活性形式为16亚基的异源复合体(8个RbcL+8个RbcS),其生物合成过程需
来源:ACS Synthetic Biology
时间:2025-12-23
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通过对甲虫具有防御性气味的臭腺功能相关基因的全基因组鉴定,发现Laccase2是一种负责合成有毒对苯醌的酚氧化酶
红 flour beetle(Tribolium castaneum)的防御腺体功能基因组学研究揭示了昆虫化学防御机制的复杂性和进化多样性。该研究通过整合RNA干扰筛选与转录组学分析,系统性地鉴定了与防御腺体功能相关的490个基因,并首次明确了苯酚氧化酶Laccase2在合成有毒对苯二醌过程中的关键作用。### 研究背景与意义防御腺体是甲虫等昆虫的重要适应性结构,其分泌物通过驱赶捕食者、抑制微生物生长或直接毒性实现自我保护。这类腺体在甲虫中多次独立进化,但传统研究多聚焦形态学或化学生态学分析,缺乏分子层面的系统性解析。红 flour beetle作为模式生物,具备完善的遗传工具和大规模RNA干
来源:PLOS Genetics
时间:2025-12-23
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通过稳定大肠杆菌的外膜并改变铁离子的稳态,重新编程EnvZ-OmpR双组分系统能够使其具备对乙醇的耐受性
该研究聚焦于通过适应性进化策略提升大肠杆菌(*Escherichia coli*)的乙醇耐受性,并揭示了EnvZ-OmpR信号转导系统在此过程中的核心作用。研究团队通过逐步增加乙醇浓度的适应性进化实验,筛选出16个高耐受性菌株,并基于基因组突变数据筛选出关键调控通路。最终发现,EnvZ蛋白周质域的L116P单点突变能够显著增强乙醇耐受性,其机制涉及外膜蛋白组成重构和铁离子代谢途径的调控。### 关键发现与机制解析1. **信号转导通路的适应性进化** 研究显示,EnvZ-OmpR双组分系统是乙醇耐受性提升的核心靶点。EnvZ作为压力传感器,其结构域的氨基酸突变(如L116P)改变了激酶
来源:PLOS Genetics
时间:2025-12-23
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植物中NRT2.1基因表达的个体间变异性的建立与维持
该研究聚焦于转基因植物在相同环境中表现出的形态与基因表达差异,重点解析了氮转运蛋白基因NRT2.1的转录变异及其生物学意义。研究采用单株分析策略,结合活体成像与转录组测序技术,揭示了多组学层面的调控机制。**核心发现与机制解析** 1. **NRT2.1基因的显著个体差异** 在1毫米硝酸盐浓度条件下,转基因植株NRT2.1的转录水平呈现高达19%的变异系数(CV),与已知的表型可变基因(HVG)特征一致。活体成像技术证实这种变异在种子萌发后7天即形成,并持续维持21天以上。值得注意的是,亲本植株的NRT2.1表达水平无法预测其后代的表达特征,表明存在表观遗传或转录重置机制。2. **转录
来源:PLOS Genetics
时间:2025-12-23
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组蛋白乳酸化:疟原虫(Plasmodium)中的一种新的表观遗传标记
疟原虫表观遗传调控新机制——组氨酸乳酸化的发现及其在致病性中的作用1. 研究背景与科学问题疟疾作为全球最致命的寄生虫病之一,其病理机制涉及复杂的宿主-寄生虫互作。近年研究发现,宿主血液中乳酸浓度异常升高(超过5mM)与疟疾重症患者死亡风险显著相关。本研究聚焦疟原虫对宿主代谢环境的响应机制,特别是表观遗传学层面的调控网络。已知疟原虫通过组蛋白乙酰化/去乙酰化等修饰调控基因表达,但新型表观遗传标记的探索尚未深入。2019年人类细胞中发现组氨酸乳酸化(KLa)修饰后,本研究首次系统揭示该修饰在疟原虫中的生物学功能。2. 关键实验设计与发现(1)表观遗传标记的物种特异性研究通过质谱技术首次鉴定出P.
来源:PLOS Genetics
时间:2025-12-23
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USPPAR是一种成本效益高、可扩展且灵敏度极高的单细胞RNA测序流程,适用于多种类型的样本
单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术因其对复杂生物样本的精细解析能力,已成为生命科学研究的核心工具。然而,现有高吞吐量方法普遍存在灵敏度不足、组织特异性适配困难等问题。2024年发表于《PLOS Biology》的USPPAR系统通过整合分池条形码策略、优化末端转移酶(TdT)反应体系及创新性核酸酶抑制技术,实现了高通量、高灵敏度的单细胞转录组分析,突破了传统技术的瓶颈。### 一、技术框架创新USPPAR系统构建了三阶段标准化流程(图1):**解离-条形码-扩增**。其核心突破在于:1. **分池条形码技术升级** 采用96孔板分池策略,通过三至四轮DNA ligase介导的条
来源:PLOS Biology
时间:2025-12-23
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细菌基因的5′端具有异常的突变率,这可能会误导选择性的检测结果
该研究系统探讨了细菌基因编码区5'端低同义突变率(Ks)现象的成因,挑战了传统认为这一现象主要由选择压力维持的观点,提出了突变率差异可能是关键因素的替代解释。一、研究背景与核心问题传统观点认为,同义突变(改变DNA序列但不改变蛋白质序列的突变)因不改变蛋白质结构而具有中性进化属性。但近年研究发现,特定基因区域(如原核生物基因前10个密码子)的同义突变率显著低于基因体,这一现象曾被归因于选择压力维持的高AT含量(低GC含量)以降低mRNA稳定性,从而调控翻译起始效率。然而,研究显示这种低Ks区域延伸至约60个密码子,远超传统认知的5'端影响范围,由此提出三个替代假设:基因重叠导致突变选择压力、翻
来源:PLOS Biology
时间:2025-12-23
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大多数研究人员如果通过文章层面的指标来评估,会比通过期刊层面的指标获得更多的认可
生物医学领域科研评估体系的结构性失衡及其改革路径一、研究背景与核心问题当前科研评估体系普遍存在"期刊崇拜"现象,主要表现为:1. 评审过程过度依赖《自然》《细胞》等顶级期刊的论文数量作为质量指标2. 63%的科研机构在晋升评审中明确将期刊影响因子作为核心参考标准3. 实际决策中存在"注意力瓶颈"——面对数百份申请材料,评审者难以进行深度文献分析这种评估机制导致双重问题:一方面大量具有同等影响力的研究成果被埋没,另一方面系统性歧视加剧了科研队伍的结构性失衡。研究团队通过构建"影响因子阈值-相对引用率"的复合评估模型,揭示了当前体系的深层缺陷。二、关键研究发现(一)期刊评估的严重失真1. 高影响力
来源:PLOS Biology
时间:2025-12-23
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转录后对先锋因子Zelda的抑制作用可保护成年果蝇的睾丸免受卵巢发育程序的激活
果蝇性别逆转机制中 pioneer转录因子Zld的调控作用研究【摘要】本研究发现果蝇睾丸中Chinmo蛋白缺失会触发Zld蛋白表达升高,进而通过激活Qkr58E-2和EcR两条通路实现雄性向雌性逆转。其中Qkr58E-2介导Transformer female亚型(TraF)的剪接,EcR通过抑制Chinmo表达维持雄性特征。该机制首次揭示了 pioneer转录因子通过microRNA调控网络实现性别决定的分子基础。【研究背景】果蝇作为模式生物在性别决定研究中具有独特优势。雌雄同体的果蝇成体组织(如睾丸和卵巢)需要维持性别特异性基因表达,这对生殖功能至关重要。既往研究已证实Chinmo蛋白对维
来源:PLOS Biology
时间:2025-12-23
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主要毒力调节因子PhoP通过控制沙门氏菌中的环腺苷酸(cAMP)合成来调控碳代谢过程
沙门氏菌(*Salmonella enterica* serovar Typhimurium)在宿主巨噬细胞内面临细胞内镁离子(Mg²⁺)浓度极低的环境,这种应激状态显著改变了其代谢途径和能量调控机制。本研究通过代谢组学、基因表达分析和酶活性检测,揭示了PhoP调控系统在Mg²⁺饥饿条件下如何通过协调Mg²⁺摄入与ATP合成来调控cAMP水平,进而影响CRP(cAMP受体蛋白)的活性,最终实现细菌对非糖类碳源的选择性利用。这一发现不仅阐明了沙门氏菌在宿主内的代谢适应性机制,还揭示了其抗生素耐受性的分子基础。### 一、研究背景与核心问题沙门氏菌在体外培养基中通常优先利用葡萄糖,但在宿主巨噬细胞
来源:PLOS Biology
时间:2025-12-23
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综述:重新出现的奥罗普切病毒感染:对母婴间相互作用、共感染以及日益严重的公共卫生威胁的洞察
Oropouche病毒(OROV)作为近年来在美洲及欧洲地区快速扩散的Orthobunyavirus属成员,其传播机制、母婴垂直感染及与其他病毒共感染等关键问题已成为全球公共卫生领域的重点研究课题。本文系统梳理了OROV的流行病学特征、母婴传播机制及多病毒共感染风险,揭示了这一病毒在疾病传播中的独特性及其对妊娠结局的威胁。一、OROV的流行病学特征与传播模式演变OROV最早于1955年在特立尼达和多巴哥发现,但其临床意义长期被低估。随着亚马逊雨林城市化进程加速,该病毒传播链呈现显著扩展态势。研究显示,OROV通过库蠓(Culicoides paraensis)和Culicoides sonor
来源:Current Opinion in Virology
时间:2025-12-23
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综述:折叠基因组中的增强子协同作用
这篇综述系统性地探讨了转录因子(TFs)与增强子之间的协同作用机制,以及三维染色体组织对基因调控网络的影响。研究首先指出,哺乳动物中约1600种TFs通过结合超过百万个增强子的调控序列,实现复杂细胞类型的精准基因表达调控。这种调控网络的特点表现为:增强子多位于基因上游的异染色质区域,且与靶基因物理距离可达数百万碱基;TF的结合位点通常具有低亲和力但高特异性,且往往形成多TF协同作用的增强子簇。在TF协同作用方面,研究揭示了三个主要机制:首先,TFs通过DNA结合域的物理相互作用形成复合体,例如某些TF二聚体结构可直接识别新型组合式作用元件。其次,TFs与染色质重塑复合体(如SWI/SNF家族)
来源:Current Opinion in Genetics & Development
时间:2025-12-23
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综述:整合机器学习与功能基因组学,研究跨物种基因调控的进化机制
Erin N Gilbertson | Steven K Reilly耶鲁大学医学院遗传学系,美国康涅狄格州纽黑文市自达尔文时代以来,理解物种间表型差异的遗传基础一直是进化生物学的长远目标。尽管最近哺乳动物基因组的测序工作提供了前所未有的物种间序列差异清单,但绝大多数差异存在于非编码区域,在这些区域将遗传变化与具体功能联系起来仍然具有挑战性。顺式调控元件(CREs)通过组合性、冗余性和依赖于上下文的相互作用来控制基因表达,这些特性使得它们容易发生进化变化,同时也使得其基因调控逻辑难以解读。比较基因组学、跨物种功能分析以及高通量干扰实验的最新进展已经开始揭示基因表达和CRE功能的物种间差异。与此
来源:Current Opinion in Genetics & Development
时间:2025-12-23
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综述:在拉丁美洲建立生物铸造厂所面临的挑战与机遇
巴西利亞生物再生能源國家實驗室(LNBR)與巴西材料科學與工程研究中心(CNPEM)聯合發表的《當代生物技術》期刊研究指出,拉美地區的生物製造基礎設施(Biofoundries)建設正處於關鍵轉折點。這類整合了系統生物學、合成生物學與可持续發展評估的跨學科平台,將成為破解區域生物經濟瓶頸的核心抓手。研究顯示,拉美地區在生物多樣性資源储备上占據全球38%的熱帶雨林生態系統,擁有約50萬種未經鑑定的微生物種群和超过2000種特有植物種類。但這些生物資源 conversions率不足0.5%,遠低於歐美國家5%-8%的技術轉化水平。為此,研究提出建立三级生物製造基礎設施體系:1. **核心研究層**
来源:Current Opinion in Biotechnology
时间:2025-12-23