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探索与获胜:探索性动力学的成本与敏感性分析
在生命的基本运行过程中,细胞面临着一种看似矛盾的现象:它们需要持续消耗能量,即便在维持稳态的情况下。这种能量消耗并非徒劳,而是赋予了生物分子系统一种独特的能力——通过不断“探索”来寻找目标状态或位置。无论是核糖体在合成蛋白质时筛选正确的氨基酸,还是微管通过生长和缩短来定位染色体,这些系统都依赖于一种被称为“探索性动力学”(exploratory dynamics)的机制。它们没有一个中央指挥系统告诉它们该去哪里,而是通过随机采样多条路径,并在失败时重置重试,最终找到目标。然而,这种盲目的探索并非没有代价。每一次重置循环都需要消耗能量,将系统推离热力学平衡态。一个核心问题随之产生:这种能量消耗究
来源:Biophysical Journal
时间:2025-09-24
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双极性工程打破电荷转移动力学平衡实现空气中H2O2介导的硝酸盐高效光合成
这项突破性研究开创了直接从空气(氮气N2和氧气O2)中光合成硝酸盐肥料的新范式。传统哈伯-博世工艺能耗巨大,而本研究通过精巧设计无金属碳基催化剂,内置"电子高速公路"和"空穴超通道",成功攻克了困扰该领域的核心难题——载流子动力学失衡。研究团队将硫/氧双极性单元集成到缺电子萘二酰亚胺(NDI)基给体-受体(D-A)π框架中,实现了光生电子-空穴的时空分离。实验与理论分析表明,这种双极性架构形成了串联内建电场和强宏观极化效应,构建出空间分离的"电子平台"和"空穴超通道",显著降低复合率并加速氧化还原动力学。更关键的是,极化诱导的有序分子排列使反应物分子定向排布,大幅降低N≡N三键解离能垒,首次实
来源:Chem Catalysis
时间:2025-09-24
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双亲和性掺杂策略实现n型共轭聚合物有序微结构与电导率协同提升
研究人员开发了一种具有双亲和特性的C–H σ型掺杂剂(sigma-dopant),能够同时与共轭聚合物的主链骨架和烷基侧链产生特异性相互作用。这种创新设计显著提升了n型掺杂效果,使掺杂后的聚合物呈现出高度有序的微结构,并获得高达83 S cm−1的电导率,较传统掺杂剂1,3-二甲基-2-苯基苯并咪唑啉(N-DMBI)实现了40%–240%的性能突破。该研究的核心突破在于通过2-氨基苯并咪唑三氨基甲烷结构的pTAM掺杂剂,有效调控了掺杂剂抗衡离子(counterion)与聚合物链间的相互作用。这种分子设计策略既保持了共轭骨架的π-π堆叠有序性,又通过侧链亲和作用减少了微观相分离,从而在多个经典共
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利用原位拉曼光谱揭示沸石拓扑结构调控呋喃脱氧制芳烃的反应机制
随着全球对可持续能源解决方案的需求日益迫切,生物质的高效化学转化成为研究热点。催化快速热解(Catalytic Fast Pyrolysis, CFP)作为一种将木质纤维素生物质转化为高附加值化学品(如烯烃、含氧化合物和取代芳烃)的重要技术,具有替代石油基产品的潜力。然而,非催化热解产生的生物油通常氧含量高,性质不稳定,而CFP过程中通过脱水、脱羧和脱羰等反应能够显著改善油品质量。沸石催化剂在CFP中表现出关键作用,但其拓扑结构和性质对产物分布和催化剂寿命的影响机制尚未完全明确,特别是ZSM-5沸石为何在芳烃选择性和稳定性方面表现优异,仍是一个未解之谜。为了深入探究沸石拓扑结构对CFP反应路径
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-09-24
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抗阻训练预处理对心肌梗死后心脏重构的心脏保护作用及机制探究
研究表明,预先进行八周抗阻训练(Resistance Training, RT)能对心肌梗死(Myocardial Infarction, MI)后的心脏产生显著保护作用。通过对比 sedentary sham surgery(SSh)、sedentary MI(SMI)和 trained MI(TMI)三组大鼠发现,TMI 组的梗死范围、瘢痕面积、心房与右心室质量、心脏总重、左心房面积、E波流速及E/A比值均显著低于SMI组。在分子机制方面,与钙离子(Ca2+)处理相关的蛋白表达未因抗阻训练发生显著改变。功能上,TMI组最大负荷(Maximal Load, ML)能力优于SMI组,而所有心梗
来源:Archives of Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-24
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黑色素驱动延迟性环丁烷嘧啶二聚体形成不依赖黑色素生物合成通路
紫外线辐射是导致皮肤癌的主要环境因素,其中环丁烷嘧啶二聚体(cyclobutane pyrimidine dimers, CPDs)是最主要的DNA损伤形式。传统观点认为CPDs仅在紫外线照射过程中瞬时形成,但近年研究发现,在照射结束后数小时内仍会持续产生"延迟性CPDs(delayed CPDs, dCPDs)",这种损伤可占总CPD负荷的50%。更令人惊讶的是,这一过程与黑色素密切相关——紫外线诱导的过氧亚硝酸盐(peroxynitrite)能够氧化黑色素形成激发态中间体,进而通过能量转移导致DNA损伤。然而,一个关键问题尚未解决:dCPD的形成究竟需要活跃的黑色素生物合成过程,还是仅仅依
来源:Journal of Investigative Dermatology
时间:2025-09-24
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迈向与CODIS STR谱系记录匹配的最小SNP集:优化法医遗传学中的反向兼容性
在法医遗传学领域,短串联重复序列(short tandem repeats, STRs)长期以来一直是个体识别的金标准。全球法医数据库已积累数百万个包含13-20个STR位点的基因档案。然而STR分析存在明显局限性:需要较高质量的DNA样本,对降解样本的检测能力有限,且不同实验室之间的位点组合可能存在差异。与此同时,单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)展现出独特优势。SNPs在基因组中分布密集,适合高通量分析,基因分型错误率低,尤其重要的是能够从高度降解的微量DNA样本中获取可靠数据。随着SNP分型技术的快速发展,开发新一代法医SNP系统
来源:European Journal of Human Genetics
时间:2025-09-24
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拓展聚集蛋白聚糖病的分子谱系:基于24例ACAN显著变异患者的基因型-表型关联研究
短身材是儿童期常见的临床表现。虽然部分病因可通过常规生物学检测识别,但医生常难以确定潜在致病因素,最终诊断为特发性矮小症(ISS)。由ACAN基因编码的聚集蛋白(aggrecan)在软骨功能与骨骼生长中起关键作用。本研究旨在24例携带不同ACAN变异的患者中建立基因型-表型关联。研究团队对388名因矮小症和/或骨骼特征就诊的法国患者进行了包含82个遗传性骨骼疾病和/或矮小症相关基因的Panel测序分析,并对所有受试者进行基因型-表型关联分析。在阳性患者中,24例(约20%)携带分布于ACAN基因全长的致病性或可能致病性变异,其中20个为既往未报道的新变异。研究包括23例杂合突变和1例纯合单核苷
来源:European Journal of Human Genetics
时间:2025-09-24
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靶向I型猫冠状病毒的中和单克隆抗体Ya-NT-1的表征及其吸附后阻断机制研究
猫传染性腹膜炎(Feline Infectious Peritonitis, FIP)是一种由猫冠状病毒(Feline Coronavirus, FCoV)引发的致死性疾病。FCoV分为两种血清型,其中I型在自然感染中占主导地位。尽管该病具有重要临床意义,目前仍缺乏有效的预防和治疗手段。本研究通过传统杂交瘤技术制备出首个能够in vitro中和I型FCoV的单克隆抗体Ya-NT-1。该抗体特异性识别I型FCoV,不与II型交叉反应,但Western blot未能鉴定其靶向的病毒结构蛋白,提示其可能识别构象表位。进一步机制研究表明:当抗体在病毒吸附后(post-adsorption)而非吸附前(
来源:Archives of Virology
时间:2025-09-24
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基于高度简并引物的分子工具开发用于检测和分类细菌中四大类聚羟基脂肪酸酯合酶(phaC)基因
在塑料污染日益严重的今天,传统石油基塑料的不可降解性给全球环境带来了巨大压力。每年有超过80亿公吨的塑料被生产,其中聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)等材料因寿命短、回收困难,造成了严重的废弃物积累问题。尽管填埋、焚烧和回收等方法被广泛采用,但这些方法存在温室气体排放、微塑料生成和降级回收等局限性。为了应对这一挑战,寻找环境可持续的替代品已成为当务之急。聚羟基脂肪酸酯(PHA)作为一种由古菌和细菌合成的天然聚合物,因其生物可降解性和生物相容性而备受关注。近年来,海洋细菌因其抗污染性、低温生长能力和快速增殖特性,成为PHA生产的新兴资源。PHA在细胞内作为碳和能量
来源:Microbial Cell Factories
时间:2025-09-24
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短链羧酸作为碳源对四种PHA生产菌生长动力学及抑制特性的系统性研究
在追求可持续材料解决方案的浪潮中,聚羟基脂肪酸酯(PHA)作为一种完全生物降解的聚合物,正成为替代传统塑料的理想选择。这类由微生物合成的生物聚酯不仅能够通过生物质废弃物转化实现循环生产,还展现出优异的材料性能。特别是短链羧酸——这些来自有机废弃物厌氧消化或热解处理的低成本中间体,直接作为PHA生物合成的前体物质,为降低生产成本和提高可持续性提供了新途径。然而,短链羧酸对微生物细胞的毒性效应一直是制约其工业化应用的瓶颈。这些酸类物质能够穿透细胞膜,破坏细胞内pH平衡,抑制ATP生成,最终导致微生物生长受阻。尽管先前研究报道过个别PHA生产菌利用羧酸的现象,但缺乏系统性的生长动力学分析和抑制特性评
来源:Microbial Cell Factories
时间:2025-09-24
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TCF21通过PDE2A调控线粒体代谢影响子宫内膜癌预后的新机制与临床模型构建
尽管子宫内膜癌(Endometrial Cancer, EC)与糖尿病(Diabetes)和肥胖(Obesity)等代谢性疾病密切相关,但其预后标志物和代谢失调机制尚未完全阐明。研究人员从TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据库获取基因表达谱和临床数据,通过交叉分析与糖尿病、肥胖及EC预后相关的基因,鉴定出72个代谢调节基因(Metabolism-Regulating Genes, MRGs)。采用LASSO Cox回归构建MRG预后模型,该模型能有效区分EC高危和低危患者,并显示出色的预后预测能力。通过基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analy
来源:Molecular Carcinogenesis
时间:2025-09-24
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基于细胞遗传学与分子遗传学的急性髓系白血病初治疗效预测及预后评估模型构建
通过回顾性队列研究深入探讨细胞遗传学与分子遗传学特征对急性髓系白血病(AML)患者初次治疗反应及预后的预测价值。研究纳入921例成人AML患者(队列1)进行遗传学图谱绘制,并联合62例来自另一中心的患者(队列2)构建风险预测模型。采用多变量逻辑回归与Bootstrap验证方法,发现强化疗组中t(16;16)(p13;q22)、CEBPA bZIP框内突变及NPM1 type A突变是预后有利因素,而22三体、TET2突变、FLT3-ITD、FLT3 p.D835、ASXL1 rs750318549及TP53突变则提示不良预后。非强化疗组中正常核型与所有CEBPA突变均显示保护效应。模型校准曲线
来源:Genes, Chromosomes and Cancer
时间:2025-09-24
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综述:玉米饲料性状遗传改良的研究进展与展望
Abstract遗传学手段在玉米饲料性状改良中的应用正推动可持续畜牧业营养需求的实现。研究聚焦于筛选高产且营养丰富的青贮玉米遗传组合,通过全基因组关联分析(GWAS)和数量性状位点(QTL)定位解析复杂性状,发掘具有高生物量产量与优质饲用特性的基因型。本文综述了影响玉米饲料产量性状、品质特性及整体营养价值的多种因素,这些因素直接关联其作为 livestock 能量与蛋白质来源的有效性。未来展望包括基因组选择方法创新、性状特异性育种计划、营养管理策略优化以及新型遗传区域探索,这些进展对提升饲料品质、满足可持续畜牧业发展需求至关重要,最终支持动物生长、繁殖与产奶性能。遗传进展与目标玉米作为全球重要
来源:The Nucleus
时间:2025-09-24
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南瓜多糖抗消化特性与肠道发酵产物抗炎活性研究:益生元功能新视角
多糖因其益生元效应对人体健康具有重要影响。本研究探讨了纯化南瓜多糖(PPS3)的消化特性与肠道菌群调控作用。在模拟口腔、胃和肠道消化过程中,PPS3分子量保持稳定,还原糖与游离单糖未见显著增加,表明其具有强抗酶解能力。在48小时体外人类粪便微生物发酵中,PPS3被高效降解,还原糖含量降低66.7%,pH值显著低于空白对照组(无PPS3发酵培养基)。PPS3组短链脂肪酸(SCFA)总浓度较对照组(26.93±0.80 mM)提升24.29%(达33.47±0.99 mM)。PPS3选择性调节肠道菌群结构,降低厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidota)比值并富集有益菌属
来源:Chemistry & Biodiversity
时间:2025-09-24
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山芝麻叶甲醇提取物通过高含量芦丁与儿茶素展现卓越肝保护及抗氧化活性
氧化应激(Oxidative Stress)在肝损伤中扮演关键角色,而植物源性抗氧化剂正成为具有前景的肝保护剂。本研究首次揭示了山芝麻(Helicteres hirsuta Lour.)叶片甲醇提取物的肝保护潜力。通过DPPH、ABTS和总抗氧化能力(TAC)测定评估其抗氧化能力,并在对乙酰氨基酚(Paracetamol)诱导的肝损伤模型中开展体内肝保护效果验证。该提取物展现出强劲的抗氧化活性(DPPH的IC50 = 15.94 µg/mL;ABTS的IC50 = 18.52 µg/mL),效果约为姜黄素(Curcumin)的两倍,同时具有高总抗氧化能力(133.53 ± 0.35 mg GA
来源:Chemistry & Biodiversity
时间:2025-09-24
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处理完成
综述:现存即兴创作的结构规律揭示认知约束和运动关联
现存即兴创作的结构规律揭示认知约束和运动关联即兴创作作为一种在实时约束条件下构思的创造性行为记录,其结构规律能够揭示人类认知和运动系统的内在机制。Pressing的经典工作预测即兴创作会包含一系列连接的音乐手势或模式。对个体和团体爵士乐即兴者的分析确实显示了重复模式的强烈证据。在进一步观察结构规律时,发现语言中的一种现象——句子开头使用更容易的词汇——同样适用于即兴创作。对456个标志性爵士乐即兴创作集合的分析表明,音乐短语开始部分使用更频繁且复杂度较低的序列,这允许在同一短语的后续部分进行增量规划。Pressing还预测个体即兴者会发展出与相关运动动作关联的音乐模式词汇。通过比较一位艺术家级
来源:Annals of the New York Academy of Sciences
时间:2025-09-24
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异基因造血细胞移植治疗晚期系统性肥大细胞增多症(AdvSM)的疗效与生存分析:一项CIBMTR研究
一项由美国CIBMTR(国际血液与骨髓移植研究中心)开展的多中心研究,探讨了异基因造血细胞移植(alloHCT)在晚期系统性肥大细胞增多症(advanced systemic mastocytosis, AdvSM)患者中的应用效果。研究纳入2014至2021年间接受alloHCT的27例成年AdvSM患者(中位年龄58岁),其中93%为白人,63%为男性,70%伴有相关血液肿瘤(SM-AHN)。大多数患者接受外周血干细胞移植(89%)和非清髓性预处理方案。基因检测显示,87.5%(14/16)的患者存在KIT突变。约50%的患者采用移植后环磷酰胺(PTCy)进行移植物抗宿主病预防。移植后1年
来源:British Journal of Haematology
时间:2025-09-24
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MECOM重排急性髓系白血病预后新发现:融合伙伴与骨髓原始细胞比例的关键影响
针对MECOM基因重排(MECOM-r)这一急性髓系白血病(AML)的定义性特征,研究者深入解析了骨髓原始细胞比例与不同融合伙伴对患者预后的影响。通过对152例新诊断MECOM-r AML患者的临床分析,发现31%患者骨髓原始细胞<20%,69%≥20%;57%为经典GATA2::MECOM融合,43%为变异型融合。研究揭示关键预后指标:原始细胞≥20%患者中位总生存期(OS)仅9个月(95%CI 6-10),显著低于<20%组的17个月(p<0.01)。多变量分析证实高原始细胞比例是独立危险因素(风险比HR 1.9, p<0.01),且与年龄、融合伙伴类型、附加细胞遗
来源:British Journal of Haematology
时间:2025-09-24
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含MgO纳米颗粒的明胶/壳聚糖水凝胶涂层促进植入体软组织整合研究
研究团队开发了一种新型纳米复合水凝胶涂层体系,该体系由嵌入氧化镁(MgO)纳米颗粒的光交联明胶(Gelatin)/壳聚糖(Chitosan)水凝胶构成,并经NHS基团功能化,用于改性聚酞嗪酮醚酮(PPEK)植入体表面。X射线光电子能谱(XPS)和核磁共振氢谱(1H NMR)分析证实,NHS基团能介导与经等离子体活化的PPEK植入体及软组织表面胺基的共价键合,显著增强界面粘附力。该涂层展现出双重功能:广谱抗菌活性和持续释放镁离子(Mg2+)。释放的Mg2+呈现多相生物效应,包括增强L929成纤维细胞、人脐静脉内皮细胞(HUVECs)和人永生化角质形成细胞(HaCaT)的迁移能力,刺激HUVEC管
来源:Macromolecular Bioscience
时间:2025-09-24