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  • 植物病害定量流行病学的历史演进与现代发展:从Vanderplank奠基到机器学习应用

    1963:学科奠基的关键年1963年成为植物病害定量流行病学的里程碑,Vanderplank的专著《植物病害:流行与控制》首次系统提出基于感染速率(r)和初始接种量[y(0)]的流行病学分析框架。同年首届国际流行病学研讨会(IEW01)在法国波城召开,标志着学科从定性描述转向数学建模的起点。Vanderplank提出的微分延迟方程dy(t)/dt = κ[1-y(t)][y(t-τL)-y(t-τL-τI)]成为理论基石,尽管当时缺乏现代统计工具支持。统计与计算的协同演进1970-1980年代,随着IBM 360等大型计算机和统计软件(BMD、Genstat)的出现,线性回归和非线性模型(如l

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物病理学领域的杰出领导者:John M. McDowell的学术贡献与精神遗产

    植物病理学界深切缅怀John M. McDowell教授的卓越贡献。这位充满激情的学者自2022年起同时担任《植物病理学年鉴》(Annual Review of Phytopathology)编委会成员和联合主编,将毕生热忱倾注于植物病理学(Phytopathology)研究。尽管其主编任期因2024年12月的离世而中断,但他在该领域留下的印记将历久弥新。McDowell教授以独到眼光捕捉植物病理学各分支的前沿课题,为作者们提供既专业严谨又充满人文关怀的审稿意见。其治学特色在于将严谨的科学态度与跨学科的开放思维完美融合,在科学研究内外都展现出令人难忘的活力、幽默感和无限热忱。文末,Gwyn B

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 噬菌体侵染效力的量化新策略:基于细菌种群动态特征的高通量分析

    在病毒与细菌的永恒军备竞赛中,量化噬菌体(bacteriophage)对宿主的杀伤效力始终是研究热点。传统噬菌斑测定(plaque assay)等方法虽可靠却效率低下,严重制约大规模实验开展。这项研究另辟蹊径,将细菌生长曲线(growth curves)的动态特征转化为量化武器——通过微孔板读数仪捕捉的吸光度数据,结合数学模型精准解析噬菌体攻击下细菌种群的关键参数:生长速率(growth rate)、密度峰值(peak density)出现时间、消亡速率(death rate)乃至培养体系总生物量(area under the curve)。令人振奋的是,这些看似普通的生长曲线参数竟能像分子探

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-09-09

  • 化学自养型固氮微生物代谢模型构建及其在氮循环中的生态意义

    代谢生化模型构建背景氮气(N2)固定是全球氮循环的关键环节,但针对化学自养型固氮微生物(如硫氧化菌、产甲烷菌和甲烷氧化菌)的代谢模型研究长期缺失。传统模型多聚焦于异养型和光自养型固氮菌,而沉积物等复杂环境中化学自养菌的固氮机制尚不明确。本研究通过构建细胞通量模型(CFM-CNF),填补了这一空白。模型设计与反应体系研究整合了四类核心生化反应:电子供体反应(Rd)、电子受体反应(Ra)、固氮反应(Rn)和生物合成反应(Rc)。以硫化氢氧化为例(方程2),其与O2、NO3−或Fe3+的还原耦合,形成不同代谢路径。产甲烷菌则通过乙酸(方程3)或H2(方程4)氧化驱动固氮。甲烷氧化菌的模型特别关注了四

    来源:mSystems

    时间:2025-09-09

  • GEMsembler:跨工具基因组尺度代谢模型(GEMs)的共识组装与结构比较提升功能预测性能

    GEMsembler:跨工具代谢模型整合与功能优化生成跨工具共识模型GEMsembler通过四步流程整合不同工具构建的基因组尺度代谢模型(GEMs):首先统一代谢物、反应和基因的命名(如转换为BiGG数据库ID),随后将模型合并为超模型(supermodel),生成不同置信水平的共识模型(如core3表示至少3个工具支持的代谢特征),最后进行功能分析。超模型结构兼容COBRApy框架,保留各模型来源信息,支持反应方向性、GPR规则等属性的智能合并。例如,大肠杆菌四种工具模型(CarveMe、gapseq、modelSEED、AGORA)中,仅25%代谢物被所有工具共同识别,而GPR规则的一致性

    来源:mSystems

    时间:2025-09-09

  • 病原真菌荚膜组织胞浆菌碳代谢通路的首次13C代谢流分析揭示其感染关键能量枢纽

    碳代谢全景图:能量与生物合成的博弈通过定量分析荚膜组织胞浆菌酵母相的生物量组成,发现其碳元素主要分布于五大储库:蛋白质(49%)、细胞壁(23%)、甘露醇(15.5%)、脂肪酸(8.8%)和核酸(3.6%)。关键脂肪酸以棕榈酸(C16:0)和油酸(C18:1)为主,而蛋白质中谷氨酰胺占比高达23%。细胞壁葡萄糖单体占比89.5%,与半乳糖/甘露糖形成3:1特征比例。碳转化效率(CCE)测定显示,50.4%的摄入碳转化为生物量,49.6%以CO2形式释放,提示线粒体代谢的高度活跃性。同位素示踪揭示代谢网络动态采用双标记策略(80% [1,2-13C2]葡萄糖+20% [U-13C6]葡萄糖与10

    来源:mSystems

    时间:2025-09-09

  • 限制造血细胞中病毒复制延缓C57BL/6小鼠裂谷热病毒(RVFV)疾病进展的机制研究

    重组RVFVmiR-142的构建与体外验证研究团队通过反向遗传学技术,在裂谷热病毒(RVFV)S节段负链中插入4个miR-142靶序列,构建了造血细胞特异性复制受限病毒RVFVmiR-142,并以非靶向序列的RVFVmiR-MM作为对照。体外实验显示,RVFVmiR-142在表达miR-142的C57BL/6小鼠巨噬细胞和人类单核来源巨噬细胞(MDM)中复制显著受限,而在缺乏miR-142的NIH-3T3和Vero E6细胞中复制无差异。这种限制效应与miR-142的表达水平呈正相关,人类MDM中更高的miR-142表达导致更显著的病毒抑制。造血限制性病毒延缓小鼠疾病进程低剂量(2 TCID5

    来源:Journal of Virology

    时间:2025-09-09

  • 综述:利什曼原虫毒力因子对巨噬细胞信号通路的调控机制

    ABSTRACT利什曼原虫(Leishmania)是一种寄生在巨噬细胞内的寄生虫,通过表达毒力因子(如eEF-1α、LmjF_36_3850、LdTyrPIP_22和LmjMAPK4/12)选择性调控宿主激酶、磷酸酶和磷脂酰肌醇代谢,从而影响感染结局。例如,LmjF_36_3850通过干扰PKC(蛋白激酶C)激活抑制宿主免疫,而LdTyrPIP_22作为双特异性磷酸酶,参与鞭毛囊和囊泡中的磷酸肌醇信号传导。Introduction利什曼病由20多种利什曼原虫引起,全球每年新增70-100万病例。其临床表现包括皮肤型(CL)、黏膜皮肤型(MCL)和内脏型(VL)。病原体通过毒力因子(如LPG、G

    来源:Virulence

    时间:2025-09-09

  • 脐血单个核细胞冻存前后处理工艺对细胞治疗原料回收率及功能完整性的影响研究

    Highlight本研究亮点在于首次系统比较了脐血单位(CBUs)冻存前后处理策略对细胞治疗原料质量的影响,为公共脐血库(CBBs)资源转化应用提供关键技术支撑。Results冻存前单个核细胞(DG)分离相比常规体积浓缩(VR)未能提升冻存后CBMCs的集落形成单位(CFU)和代谢活性。冻存后处理中,磁珠分选(Beads)和EasySep™试剂盒(PBMC Isolation Kit)纯化效果最佳,但后者显著耗竭CD14+细胞导致T细胞增殖受限。创新性应用活细胞-非凋亡细胞(LAN)检测体系证实,磁珠法在5天培养中最佳维持细胞活力。Discussion研究揭示了脐血处理中的"纯度-得率-功能"

    来源:Cytotherapy

    时间:2025-09-09

  • 内质网转运体相关蛋白β亚基(TRAPβ/SSR2)通过MAPK和IRE1α通路调控结直肠癌细胞周期与凋亡的机制研究

    Highlight亮点发现TRAPβ/SSR2敲低抑制人结直肠癌细胞活力我们通过转染五种人结直肠癌细胞系(SW480、HCT116、DLD-1、SW620和RKO)的TRAPβ/SSR2 siRNA 48小时后,Western blot结果显示所有细胞系中TRAPβ/SSR2水平显著下降(图1A)。细胞活力检测显示,五种癌细胞活力均受到明显抑制(图1B)。其中SW480、HCT116和DLD-1细胞对基因敲除最为敏感,因此被选作后续深入研究的模型。Discussion讨论TRAP/SSR复合体作为内质网(ER)膜驻留蛋白,在蛋白质共翻译转运中起关键作用。但该复合体在蛋白质转运、未折叠蛋白反应(

    来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research

    时间:2025-09-09

  • 腺苷A2A受体平衡信号激活的结构基础:变构介导的跨膜域动态失序机制

    这项突破性研究像一部分子级别的侦探小说,揭开了腺苷A2A受体(A2AAR)激活的神秘面纱。科研团队巧妙地在GPCR中构建了基因编码的19F核磁共振(NMR)探针网络,这些分子"间谍"成功捕捉到跨膜域(TMD)核心区的结构动态变化。研究发现,当配体与受体结合时,会像多米诺骨牌一样引发一系列连锁反应:从细胞外正构结合位点开始,变构信号跨越整个TMD传递到胞内表面,最终触发G蛋白和阻遏蛋白的结合。其中最关键的"机关"在于TMD胞内半区发生的动态结构失序——就像精心编排的分子舞蹈,在保持整体架构的同时,局部区域出现多态性变化和速率过程。特别引人注目的是D522.50N突变体的表现:X射线晶体学显示其静

    来源:Cell Chemical Biology

    时间:2025-09-09

  • 综述:利用生物材料诱导的机械转导调控干细胞代谢

    干细胞命运的双重调控:机械力与代谢的共舞CELLULAR METABOLISM AND ITS ROLE IN STEM CELL FATE干细胞命运与能量代谢存在精妙的偶联关系。多能干细胞(PSCs)呈现独特的代谢特征:小鼠胚胎干细胞(mESCs)具备双向代谢能力,而人类ESC(hESCs)则主要依赖缺氧诱导因子HIF-1α驱动的糖酵解。这种"Warburg效应"不仅满足能量需求,更通过代谢中间产物主动调控表观遗传状态。例如,α-酮戊二酸(α-KG)作为组蛋白去甲基化酶的辅因子,乙酰辅酶A作为组蛋白乙酰转移酶的底物,共同维持干细胞多能性相关基因的"双价染色质"状态。重编程过程中代谢转换呈现双

    来源:Cell Biomaterials

    时间:2025-09-09

  • 感染过程中T细胞-单核细胞复合体展现独特免疫特征图谱

    在免疫应答过程中,细胞间的直接接触是传递信号的关键方式。经典的免疫突触形成于T细胞与抗原呈递细胞(APC)之间,通过T细胞受体(TCR)与主要组织相容性复合体(MHC)分子的相互作用启动免疫激活。然而,循环系统中存在的T细胞-单核细胞复合体是否具有类似的生物学特征,一直是免疫学领域的未解之谜。既往研究虽然通过流式细胞术在结核病、登革热等感染模型中检测到这类复合体,但其分子特征和功能意义仍不明确。为突破技术瓶颈,Ningxin Kang、Julie G. Burel等研究者开发了创新性实验流程:通过荧光激活细胞分选(FACS)物理分离复合体中的细胞组分,结合10X Genomics单细胞测序技术

    来源:iScience

    时间:2025-09-09

  • 人类microRNA功能性质疑:半数注释miRNA表达量低于生物学功能阈值

    在基因调控领域,microRNA(miRNA)作为重要的转录后调控因子已被广泛研究。然而随着miRBase数据库收录的"miRNA"数量突破2800个,学界对其真实功能产生两大争议:一是大量注释miRNA可能仅是RNA降解产物,二是多数研究依赖超生理剂量的外源表达来"证明"功能。这种现状导致文献中出现大量可能脱离生物学真实性的结论,例如超过6500篇论文以低表达miRNA(<100 CPM)作为研究对象。为破解这一困局,澳大利亚南澳大学Cameron P Bracken团队在《iScience》发表突破性研究。研究人员首先构建了具有完全互补结合位点的超敏感报告系统,这种设计能通过AGO2(Ar

    来源:iScience

    时间:2025-09-09

  • 耦合优化与软链接优化在德国工业与能源系统脱碳分析中的对比研究:揭示跨部门协同效应与资源分配策略

    在全球碳中和目标的紧迫背景下,工业与能源系统作为两大碳排放源,其协同脱碳面临严峻挑战。当前研究往往将这两个紧密关联的部门割裂分析,忽视了它们之间复杂的资源竞争与排放补偿关系。德国作为工业强国,其钢铁、水泥和高价值化学品(HVC)生产等能源密集型产业与能源系统的交互尤为显著。生物质、CO2存储和氢能等有限资源如何在部门间分配?跨部门碳循环如何设计?这些问题直接关系到脱碳路径的成本效益和技术选择。为解决这些关键问题,Célia Burghardt团队在《iScience》发表了创新性研究。研究人员构建了基于PyPSA框架的德国工业模型,涵盖钢铁、水泥和HVC生产等核心产业,并与欧洲能源系统模型Py

    来源:iScience

    时间:2025-09-09

  • 靶向TMPRSS2的单克隆抗体可广谱阻断所有SARS-CoV-2变异株感染

    新冠病毒(SARS-CoV-2)的持续变异给全球疫情防控带来严峻挑战。随着Alpha、Beta、Delta到Omicron等变异株的不断涌现,病毒表面的刺突蛋白(Spike)发生大量突变,导致现有疫苗和靶向Spike的单克隆抗体(mAbs)疗效显著下降。尤其Omicron变异株因其刺突蛋白的异常高频突变,已成为最具免疫逃逸能力的毒株。面对这一困境,科学家开始将目光转向病毒入侵过程中不可或缺的宿主因子——跨膜丝氨酸蛋白酶2(TMPRSS2)。该蛋白酶在病毒与宿主细胞膜融合过程中起关键作用,且作为人体自身蛋白不易产生突变,理论上可规避病毒变异带来的治疗失效风险。为验证这一理论,来自日本理化研究所等

    来源:iScience

    时间:2025-09-09

  • 单分子实时可视化重构转录揭示RNAPII在单个启动子上的激活机制

    基因表达调控是生命科学的核心问题之一,其中RNA聚合酶II(RNAPII)介导的转录过程尤为关键。虽然过去几十年对转录预起始复合物(PIC)的组成和功能有了深入了解,但关于RNAPII如何在启动子上被快速激活、转录爆发(bursting)如何调控等基本问题仍不清楚。活细胞成像研究表明转录呈间歇性爆发模式,但受限于细胞环境的复杂性,难以揭示分子机制。此外,近年来关于相分离(phase separation)在转录调控中的作用存在激烈争论,转录因子(TFs)和中介体复合物(Mediator)等含有大量内在无序区(IDRs)的蛋白能否通过形成生物分子凝聚体(condensates)来调控转录尚不明确

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • 复制竞争驱动果蝇卵巢中线粒体DNA选择性遗传的分子机制解析

    生命体的能量工厂线粒体拥有自己独特的遗传物质——线粒体DNA(mtDNA),这些环状基因组容易因自由基攻击积累突变,却很少将有害突变传递给后代。这个看似矛盾的现象背后,隐藏着精妙的生物学质量控制机制。在果蝇和人类等物种中,科学家们早已观察到生殖细胞会"筛选"掉有害的mtDNA变异,但具体如何实现这一过程始终是个谜团。线粒体通过母系单性遗传的特性,使得这种选择机制对物种进化具有决定性影响。发表在《Cell Reports》的这项研究,由美国国立卫生研究院的Cheng Zhang、Zhe Chen等科学家完成。他们创造性地开发了名为CAR(circular DNA amplification at

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • 白细胞通过内皮细胞膜隧道穿越血管壁的3D动态机制解析

    免疫系统防御感染的关键步骤是白细胞穿越血管壁到达炎症部位,这一过程称为白细胞跨内皮迁移(TEM)。传统理论认为,中性粒细胞通过内皮细胞连接处时,相邻内皮细胞会暂时分离形成通道。然而,这种"内皮细胞分离"假说与多项实验观察存在矛盾——为何内皮屏障能在白细胞穿越后快速恢复?为何迁移通道直径始终维持在5.5μm左右?这些未解之谜促使Werner J. van der Meer团队开展深入研究。研究人员运用多种前沿技术:1)转基因小鼠模型(Confetti/wtCdh5CreERT2)示踪不同血管床内皮膜重叠;2)马赛克内皮细胞培养体系结合双色膜标记(mNeonGreen/mScarlet-CaaX)

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-09

  • 中高纬度落叶阔叶林年龄依赖的叶片适应策略驱动植被绿化现象

    中高纬度地区的落叶阔叶林(Deciduous Broadleaf Forests, DBFs)正在上演一场关于"绿叶生存法则"的精彩博弈。卫星观测与地面数据联手揭晓:2002至2021年间,这些森林的年轻成员和老龄成员各自发展出截然不同的生存策略。年轻力壮的DBFs主要分布在东亚地区,它们选择"多快好省"的获取型策略(Acquisitive Strategy)——通过显著提升最大叶面积指数(Leaf Area Index, LAImax),同时保持生长季长度(Length of Growing Season, LOS)基本稳定。这些"新生代"树木擅长制造叶片质量面积比(Leaf Mass pe

    来源:Nature Plants

    时间:2025-09-09


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