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钙藻酸盐固定化小球藻在空间生命支持系统中生物量生产的评估:混合营养培养与工程优势的权衡
随着人类将目光投向更遥远、更持久的太空探索,如火星任务,一个巨大的挑战横亘在面前:如何在不依赖地球持续补给的情况下,维持宇航员的生命所需?氧气、水和食物是生存的基础,而将每公斤物资送上太空的成本超过1万美元,这使得从地球大量运输补给品变得极其昂贵且不可持续。因此,发展能够原位回收资源、再生必需物质的自主生命支持系统至关重要。在这一背景下,生物再生生命支持系统(BLSS)应运而生,其核心思想是利用生物组件(如植物和微生物)通过光合作用等过程,将宇航员呼出的二氧化碳和产生的废物转化为氧气、水和食物,形成一个近乎闭合的循环生态系统。在众多候选生物中,微藻,特别是小球藻(Chlorella vulga
来源:Bioresource Technology
时间:2025-10-21
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源自原发性硬化性胆管炎患者胆汁的细菌培养物诱导炎症和细胞死亡
ABSTRACT原发性硬化性胆管炎(PSC)是一种以胆道系统炎症和进行性纤维化为特征的慢性肝病。其发病机制尚不明确,且缺乏有效疗法。既往研究观察到肠道与胆道微生物组改变与PSC的关联。本研究旨在明确从PSC患者胆汁中培养的细菌分离株是否能诱导细胞出现疾病相关表型,包括细胞死亡、上皮通透性改变、炎症反应以及宿主保护性通路的变化。通过内镜逆行胆管造影收集PSC患者胆汁,并以接受胆囊切除术的非PSC患者作为对照。在厌氧条件下培养胆汁细菌,并通过16S测序对每个样本的50个菌落进行鉴定。非PSC对照组未分离出细菌,而大多数PSC患者胆汁中培养出细菌。与肠道或口腔相比,PSC胆汁微生物组多样性降低,以一
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APOE基因型与性别驱动人源化小鼠肠道微生物群标准化后的分化研究
摘要APOE4等位基因是散发性或晚发性阿尔茨海默病(LOAD)最明确的遗传风险因素。肠道微生物群(GMB)失调可能导致疾病预后恶化。性别、APOE基因型、炎症和肠道微生物之间的相互作用尚未被完全阐明。先前对人类和人源化APOE小鼠的研究已证实APOE基因型特异的GMB差异,但多数研究未能实现细菌物种水平的分辨。APOE基因型背景下GMB如何随年龄和性别变化仍不明确。本研究通过将携带APOE 2、3或4基因型的人源化雄性小鼠与相同的两只C57BL/6J雌鼠繁殖,以标准化各品系间的微生物群,并监测基于APOE等位基因的分化。在育种建立时收集粪便样本,并从杂合子(F1)和纯合子(F2)后代在断奶时和
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QuantiFERON-TB Gold Plus检测CD8+ T细胞反应在结核病接触者中的意义:活动性疾病与近期感染的生物标志物探索
ABSTRACTQuantiFERON-TB Gold Plus (QFT-Plus) 于2016年取代了QuantiFERON-TB Gold in-tube (QFT-GIT),旨在通过利用结核分枝杆菌特异性CD8+ T细胞在宿主应对结核感染中的作用来提高检测灵敏度。QFT-Plus在QFT-GIT的TB抗原管基础上增加了第四管。有证据表明,结核分枝杆菌特异性CD8+ T细胞优先识别重度感染的细胞,这引发了人们对QFT-Plus CD8+ T细胞反应作为结核病和近期结核感染标志物的兴趣。本研究回顾性分析了2018年1月至10月期间在新加坡结核病接触者诊所接受筛查的接触者的QFT-Plus结
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-10-21
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克氏锥虫TcI型株在体外感染中诱导滋养层细胞隔离与RNA剪接阻滞的双转录组学分析
评估滋养层细胞感染研究首先对两种克氏锥虫TcI株(MG和DA)的感染能力进行了生物学表征。结果显示,两种虫株均能侵入并在滋养层细胞内复制。MG株在感染72小时后达到峰值,每个细胞内可见多达36个无鞭毛体(amastigotes),并实现100%的细胞感染率。相比之下,DA株的感染峰值出现在96小时,每个细胞约20个无鞭毛体。在细胞衍生的锥鞭毛体(cell-derived trypomastigotes, CDTs)产量上,MG株(246,666 CDTs/mL)也高于DA株(180,000 CDTs/mL)。这些数据表明,即便在同一DTU内部,不同虫株间也存在显著的感染性差异,MG株展现出更强
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-10-21
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脑膜炎奈瑟菌通过甲基柠檬酸循环在特定条件下利用丙酸毒性及α-酮丁酸代谢的机制研究
ABSTRACT脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)是人类鼻咽部的特异性暂驻菌,偶尔引起侵袭性疾病。该菌能利用有限范围的化合物作为主要碳源,包括葡萄糖、麦芽糖、乳酸和丙酮酸,这些碳源在与其感染相关的微环境中浓度各异。此外,三羧酸循环(TCA cycle)中间体如琥珀酸、富马酸和苹果酸,以及谷氨酸等氨基酸也被用作补充碳源。值得注意的是,脑膜炎奈瑟菌还拥有一个功能性的甲基柠檬酸循环(MCC),使其能够同化丙酸并减轻其毒性。INTRODUCTION特定微生物在宿主体内占据特定生态位的能力,无论是否引起侵袭性疾病,都受多种因素调控,包括其代谢能力。对于奈瑟菌物种而言,其共生和致
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-10-21
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铜绿假单胞菌分泌的HQNO通过调控SrrAB与Rex促进金黄色葡萄球菌在共培养中的适应性存活
ABSTRACT铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是囊性纤维化(Cystic Fibrosis, CF)患者气道中常被分离出的两种主要细菌病原体。铜绿假单胞菌通过产生次级代谢产物来负向影响金黄色葡萄球菌的适应性,使其在共培养中占据主导地位。其中一些代谢物会抑制金黄色葡萄球菌的呼吸作用。SrrAB是葡萄球菌的一种双组分调控系统(Two-Component Regulatory System, TCRS),它通过响应呼吸状态的改变,帮助金黄色葡萄球菌在发酵代谢和呼吸代谢之间转换。INTRODUCTION囊性纤维
来源:Journal of Bacteriology
时间:2025-10-21
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综述:铋基催化剂在水介质中电催化CO2还原制甲酸盐
The bigger picture化石燃料的大量消耗导致大气中二氧化碳(CO2)持续排放和累积,引发了对能源资源枯竭和气候变化问题的担忧。电催化CO2还原反应(ECRR)可将CO2转化为有价值的化学品,为应对这些挑战提供了一条有前景的途径。在各种CO2还原产物中,甲酸盐/甲酸在市场电价和电力输入方面表现出最佳的经济可行性,而其传统的工业生产过程能耗高且复杂。如果由可再生电力驱动,这种电催化CO2至甲酸的转化技术具有巨大潜力,可实现甲酸的可持续生产,同时缓解气候变化。近年来,铋基电催化剂已成为电催化CO2至甲酸转化领域的主要候选材料,并取得了显著进展。本综述全面概述了这类电催化剂,涵盖了其整个
来源:Chem Catalysis
时间:2025-10-21
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综述:MOFs和COFs在光催化全反应中的应用
The bigger picture光催化技术能够将太阳能转化为化学能,为应对当前能源与环境挑战提供了一条充满前景的路径。然而,大多数研究集中于需要昂贵牺牲剂并浪费光生空穴的半反应。实现光催化全反应,作为一种变革性的绿色能源理想途径,在理论和实践上均面临挑战。近年来,金属有机框架(MOFs)和共价有机框架(COFs)这类结晶多孔材料,已成为全反应光催化的有力候选者。该综述系统总结了它们在多种全反应中的结构优势、优化策略及最新进展,旨在为合理设计下一代基于MOF和COF的高效、可持续光催化全反应过程提供全面的路线图。Summary太阳能是自然界最丰富的能源,这使得光催化成为解决全球能源和环境问题
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结构导向的木质纤维素资源化利用:从催化转化到能源与生物材料设计
植物每年通过光合作用固定约2000亿吨碳,其中木质纤维素作为最丰富的可再生生物质资源,被视为替代化石能源的关键原料。然而,其复杂的三维结构——纤维素微纤丝、半纤维素和木质素通过精细的界面组装形成抗降解屏障——长期制约了高效转化。传统处理方式(如酸水解或高温热解)往往破坏天然结构,导致产物选择性差、能耗高。如何在不破坏原生结构的前提下解析分子界面,并指导精准转化,成为领域内核心挑战。针对这一难题,美国密歇根州立大学、爱荷华州立大学及橡树岭国家实验室等团队在《Cell Reports Physical Science》发表前瞻性综述,系统总结了固态核磁共振(ssNMR)技术在木质纤维素结构解析中的
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-10-21
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光催化酰基化:将气态烷烃升级为大宗化学品的新策略
天然气,作为一种主要由甲烷、乙烷、丙烷等气态烷烃组成的化石燃料,是全球最丰富的碳基资源之一。然而,其传统利用方式,如直接燃烧供能或通过蒸汽裂解、重整等能耗极高的工艺进行转化,不仅缺乏可持续性,还导致了大量的温室气体排放。面对日益严峻的气候变化挑战,国际社会已设定目标,计划逐步淘汰天然气的直接燃烧。因此,开发能够将气态烷烃直接转化为高附加值的大宗化学品的技术,对于构建循环经济、降低对石油的依赖以及减少碳排放具有至关重要的意义。但是,这条道路充满挑战。气态烷烃分子中的C-H键具有极高的键解离能(99-105 kcal mol-1)、高电离电位(约12.5 eV)和低酸性(pKa ~50-51),化
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-10-21
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工程化细菌基生物混合微机器人:磁扭矩驱动控制在肿瘤靶向治疗中的突破
在精准医疗快速发展的今天,如何将治疗药物精准递送到病灶部位一直是生物医学工程领域的重大挑战。传统纳米药物载体往往受限于体内屏障穿透能力不足,而自然界中具有自主运动能力的微生物则为这一难题提供了全新思路。特别是大肠杆菌等益生菌,凭借其天然的肿瘤趋向性和强大的运动能力,成为理想的药物递送载体。然而,单纯依赖细菌自身的运动能力难以实现精确的外部控制,这就需要将生物系统与合成材料巧妙结合,开发新一代智能生物混合系统。磁性控制技术因其良好的组织穿透性和生物相容性,被视为实现微机器人精准操控的理想手段。早期的细菌基微机器人主要依赖静态磁场进行导向控制,或利用磁场梯度产生的拉力进行牵引。但这些方法存在明显局
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-10-21
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废塑料化学回收新策略:催化升级与循环经济路径
随着塑料制品在现代社会的广泛应用,其废弃量逐年激增,但全球回收率不足10%,大量塑料通过填埋或焚烧处理,导致温室气体排放和环境污染。塑料主要由碳、氢、氧元素构成,本可作为资源循环利用,但因聚烯烃(如聚乙烯PE、聚丙烯PP)的C-C键化学惰性高,传统机械回收易导致材料性能下降(即“降级回收”)。为实现塑料的高值化转化,化学回收策略通过催化反应将聚合物解聚为单体或升级为高值化学品,成为当前研究热点。本研究系统综述了废塑料化学回收的技术路径,重点包括闭路循环(再生为同类塑料)和开环升级(转化为化学品、燃料等)。关键方法涵盖热催化裂解、氢解反应、功能化改性,以及光催化、电催化、微波辅助和机械化学等新兴
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-10-21
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定制化Nylon 6乙二醇解聚策略实现高强粘合剂的升级回收
尼龙作为一种高强度聚酰胺,广泛应用于汽车、纺织和包装等领域,但其优异的耐久性也带来了回收难题。传统的机械回收仅能将废弃尼龙破碎成填料,性能大幅降低;化学回收虽能解聚为单体,但成本高昂且过程复杂。面对全球每年数亿吨塑料废弃物的压力,开发高效、低成本的尼龙升级回收技术迫在眉睫。本研究通过催化乙二醇解聚Nylon 6,精准调控寡聚体链长,并利用机械化学法将其转化为高性能粘合剂。研究团队采用1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(TBD)与三氟乙酸(TFA)催化体系,在二甲基甲酰胺(DMF)中实现均相解聚,通过调节乙二醇与尼龙重复单元的比例(10:1至0.5:1)和反应时间(2–16小时),获
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-10-21
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综述:癌症免疫治疗中的计算新抗原预测
Abstract癌症作为全球重大健康问题,对发病率和死亡率产生深远影响。癌细胞因遗传变异携带的新抗原(肿瘤特异性抗原)已成为个性化癌症治疗的理想靶点,包括癌症疫苗、T细胞过继疗法和免疫监测。这些抗原可能产生于基因组、转录组和蛋白组层面。当新抗原通过主要组织相容性复合体(MHC)被宿主免疫系统识别,并在树突状细胞等抗原呈递细胞提供足够共刺激信号时,可激活T细胞介导的抗肿瘤反应。计算新抗原分析工具正快速发展,预测准确性持续提升。生物信息学工具通过识别体细胞突变,并基于MHC结合亲和力与免疫原性评分筛选新抗原。经济高效的计算型人类白细胞抗原(HLA)分型技术利用测序数据,而结合免疫肽组学的蛋白基因组
来源:Genes & Immunity
时间:2025-10-21
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iTBS诱导心率减速与白质微结构:重度抑郁症治疗反应的新机制与生物标志物
在精神医学领域,重度抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)犹如一场席卷全球的"心灵风暴",其患病率持续攀升,给社会和个人带来沉重负担。尽管药物治疗和心理干预仍是主流手段,但仍有相当比例患者对传统疗法反应不佳,这促使研究者将目光投向神经调控技术这一新前沿。其中,间歇性θ脉冲刺激(intermittent Theta Burst Stimulation, iTBS)作为一种创新型的重复经颅磁刺激(repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS)模式,通过施加于左背外侧前额叶皮层(dorsolateral pref
来源:Translational Psychiatry
时间:2025-10-21
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综述:C反应蛋白在宫颈上皮内瘤变/宫颈癌中的作用
C反应蛋白在宫颈病变中的双重角色引言宫颈癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一,其发生发展始于高危型人乳头瘤病毒(HPV)感染诱导的宫颈上皮内瘤变(CIN)。在这一癌前病变过程中,持续的炎症反应是核心特征,其特征是免疫系统激活和C反应蛋白(CRP)水平升高。传统上,CRP被视为炎症的敏感标志物,但越来越多的证据表明,它本身也是一个活跃的效应分子,通过多种机制深度参与CIN向宫颈癌的演进。宫颈癌的发病机制:HPV与炎症的共舞宫颈癌的病理旅程通常从HPV感染开始。病毒侵入宫颈上皮的基底细胞,并将其基因组整合到宿主DNA中。病毒癌蛋白E6和E7是关键的“破坏者”:E6蛋白降解肿瘤抑制蛋白p53,E7蛋白则
来源:Pathology - Research and Practice
时间:2025-10-21
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内质网蛋白质合成过程中转位子重塑的全局分析揭示底物驱动的分子逻辑
选择性核糖体分析鉴定OST-A和MPT的共翻译客户为了全局定义OST-A、GEL、PAT和BOS复合物的共翻译相互作用,研究人员采用了一种近期描述的、针对低输入样本优化的核糖体分析方法。他们构建了稳定整合的HEK293细胞系,这些细胞系表达接近内源水平的Flag标记的OST-A亚基以及GEL、PAT和BOS复合物的亚基。从总膜组分和亲和纯化组分中制备核糖体保护的mRNA片段,并对每个细胞系进行生物学重复测序。通过比较分析两组数据集计算每个样本的富集比率,并使用DeepTMHMM对蛋白质进行注释。最终获得的高质量数据能够识别每个因子的天然客户及其相应的结合位点。OST48和RPN2的转录本富集高
来源:Nature Structural & Molecular Biology
时间:2025-10-21
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综述:空间农业发展的综合组学策略
空间农业发展的综合组学策略空间农业对于维持长期太空任务至关重要,它通过提供新鲜食物、氧气和废物回收能力,构成再生式生命支持系统的核心。然而,太空环境与地球的进化常态截然不同,植物在太空中面临着微重力、高剂量宇宙辐射以及有限的养分对流等独特挑战。这些因素共同引发了植物复杂的应激反应,使其在太空中的生长和发育难以预测。为了克服这些障碍,综合组学策略应运而生,为在分子层面系统解析植物的太空适应性提供了强大工具。基因组学和遗传策略在空间农业发展中的作用基因组学为了解和改造植物对太空环境的响应奠定了基础。太空飞行及模拟太空条件会直接作用于植物基因组,诱发DNA损伤、突变和表观遗传改变。宇宙辐射暴露已知会
来源:Liver Research
时间:2025-10-21
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围手术期使用 pembrolizumab 治疗局部晚期胸腺上皮肿瘤:一项单臂、II 期试验
这项研究聚焦于一种名为“胸腺上皮肿瘤”(Thymic Epithelial Tumors, TETs)的罕见疾病,旨在评估一种新型治疗方案——在手术前和手术后使用一种名为“帕博利珠单抗”(pembrolizumab)的免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitor, ICI)与标准化疗联合应用的效果。胸腺上皮肿瘤主要起源于胸腺的上皮细胞,位于前纵隔区域,占所有前纵隔肿块的约50%。这类肿瘤可以分为胸腺瘤(thymoma)和胸腺癌(thymic carcinoma)两种主要类型,其中高风险亚型如WHO B3型胸腺瘤和胸腺癌具有更侵袭性的临床行为、较差的预后,且通常难以完
来源:Journal of Thoracic Oncology
时间:2025-10-21