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基于集成光子编码单元(PEU)的高效百万像素RGB图像处理芯片研究
光子计算(Photonic computing)在机器视觉等人工智能领域展现出超越传统冯·诺依曼架构的显著优势,具有更高运算带宽和更低能耗。然而现有架构受限于物理约束和控制复杂度,在处理高维张量输入时面临可扩展性挑战。这项研究提出了一种紧凑型光子编码单元(PEU),通过与片上衍射光学连接集成,实现了针对多样化视觉任务的优化设计。该PEU采用幅-相联合调制(amplitude-phase co-modulation)技术,支持高维张量的并行加载与处理。实验验证表明,该器件可同时执行单通道和多通道视觉处理任务,包括:灰度图像压缩与去噪、百万像素级彩色图像压缩(最高压缩比4.5:1)、基于CIFAR
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-08-31
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揭示自然历史收藏中的隐藏人物:通过数据侦查技能赋能学生实现科学贡献公平溯源
自然历史收藏的科学价值与溯源困境自然历史收藏(NHCs)作为记录地球生物多样性的重要宝库,保存着从植物、动物到微生物的各类标本及其关联数据。这些收藏不仅为物种分类学和系统发育研究提供基准材料,更是研究气候变化和物种分布变迁的珍贵时空胶囊。然而在数字化浪潮中,一个长期被忽视的问题逐渐浮现——标本标签上记录的采集者和鉴定者信息存在严重的溯源缺陷。姓名拼写变异、文化差异导致的命名惯例、婚姻状态变更等因素,使得科学贡献的准确归因变得异常困难。系统性偏见与历史隐没现象研究表明,自然历史收藏中普遍存在 attribution(溯源)不平等现象。以著名植物学家Elizabeth Gertrude Britt
来源:Natural Sciences Education
时间:2025-08-31
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为什么即使没有额外的卡路里,超加工饮食也会让你发胖
在过去的50年里,肥胖和2型糖尿病的发病率飙升,而精子质量却直线下降。推动这些变化的可能是超加工食品的日益普及,这些食品与一系列不良健康结果有关。然而,科学家们仍然不确定这是原料本身的工业性质,还是食品的加工过程,还是因为它们导致人们吃得比他们应该吃的多。一个国际科学家小组现在发现,即使摄入相同数量的卡路里,超加工饮食的人比低加工饮食的人增重更多。这项对人类的研究还表明,过量食用超加工食品会导致更高水平的污染物,而这些污染物会影响精子质量。研究结果发表在《细胞代谢》杂志上。“我们的研究结果证明,即使不过量食用,超加工食品也会损害我们的生殖和代谢健康。这项研究的主要作者杰西卡·普雷斯顿说:“这表
来源:University of Copenhagen
时间:2025-08-31
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可能永远改变巧克力的秘密科学
由于发酵科学的突破,巧克力令人无法抗拒的味道可能很快就会变得更加稳定,甚至更加美味。就像啤酒和奶酪通过控制发酵而发生革命一样,巧克力现在可能正处于自身的转变边缘——有望在全球范围内保持一致性、新口味和更高的质量标准。揭开巧克力风味的秘密研究人员确定了可可豆发酵过程中影响巧克力口味的关键因素。他们的发现有望为巧克力制造商提供一种可靠的方法,使其能够持续生产出高品质、口味浓郁的巧克力。
来源:scitechdaily biology
时间:2025-08-31
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HDAC1/HDAC2-SIAH2-JAK2V617F信号轴:骨髓增殖性肿瘤治疗的新靶点与机制
骨髓增殖性肿瘤(MPN)是一类以JAK2V617F突变为特征的血液系统恶性肿瘤,现有JAK抑制剂虽能缓解症状,但无法根除恶性克隆。这促使科学家将目光投向表观遗传调控因子——组蛋白去乙酰化酶(HDAC)。既往研究发现HDAC抑制剂(HDACi)对MPN患者具有显著疗效,但其分子机制始终成谜。德国美因茨大学Oliver H. Krämer团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》发表的研究,首次揭示了HDAC1/HDAC2通过乙酰化修饰调控SIAH2稳定性,进而触发JAK2V617F降解的精确分子开关,为开发选择性靶向疗法提供了理论依据。研究团队运用
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy
时间:2025-08-30
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Science:人工智能和常规实验室测试可以更准确地预测遗传疾病的风险
当基因检测发现一种罕见的DNA突变时,医生和患者常常对其真正含义一无所知。如今,西奈山伊坎医学院的研究人员开发出一种强大的新方法,可以确定携带突变的患者是否真的有可能患病,这一概念在遗传学中被称为“外显率”。该团队着手利用人工智能 (AI) 和胆固醇、血细胞计数和肾功能等常规实验室检测来解决这个问题。研究结果的详细内容刊登在 8 月 28 日的《科学》杂志在线版上。他们的新方法将机器学习与电子健康记录相结合,从而提供更准确、数据驱动的遗传风险视角。传统的遗传学研究通常依靠简单的“是/否”诊断来对患者进行分类。但许多疾病,例如高血压、糖尿病或癌症,并不能简单地归入二元类别。西奈山的研究人员训练了
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STAT3单倍剂量不足导致常染色体显性高IgE综合征的机制研究及其在小鼠模型中的验证
在免疫学领域,常染色体显性高IgE综合征(AD-HIES)是一种罕见的原发性免疫缺陷病,其特征包括反复皮肤和肺部感染、极高水平的血清IgE以及骨骼和结缔组织异常。长期以来,STAT3(信号转导和转录激活因子3)的显性负(DN)突变被认为是AD-HIES的主要病因,但关于STAT3单倍剂量不足(HI)是否会导致该疾病一直存在争议。这项发表在《SCIENCE ADVANCES》上的研究为解决这一关键科学问题提供了重要证据。研究人员首先在一个AD-HIES家系中发现了一个位于STAT3 SH2结构域的杂合无义突变(Y657*),该突变导致突变mRNA通过无义介导的衰变(NMD)途径降解,且突变蛋白极
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-08-30
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遗传混合模式揭示语言接触中跨场景的稳定借用率
语言作为人类文明的载体,其演化过程始终存在垂直继承与水平借用两条路径。传统研究认为核心词汇(如"母亲"在印欧语系中的同源词madre/Mutter/mère)主要通过代际传递,而语法结构等特征更易通过接触传播。然而,由于历史数据的缺乏,全球范围内语言接触导致的借用程度、不同语言特征的借用规律等问题长期存在争议。更关键的是,接触不仅会导致趋同(借用),还可能引发分化(schismogenesis),这两种相反效应如何平衡尚不清楚。为突破这一瓶颈,由多国学者组成的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表创新研究。他们巧妙利用遗传混合事件作为独立证据,首次在全球尺度量化了语言接触的结构性影
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-08-30
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前瞻性辟谣与可信信源纠错提升选举公信力:来自美国和巴西的实证证据
在当代民主国家,选举舞弊的虚假信息如同政治病毒般蔓延。从美国前总统特朗普(Donald Trump)的"大谎言"(Big Lie)到巴西总统博索纳罗(Jair Bolsonaro)对电子投票系统的无端指控,这些言论不仅动摇了民众对选举结果的信任,更引发了2021年美国国会山骚乱和2023年巴西国会袭击事件。当政治精英们持续质疑选举公正性时,一个紧迫的科学问题浮现:如何有效抵御这类破坏民主根基的虚假信息?《SCIENCE ADVANCES》刊发的这项跨国研究给出了创新性答案。研究团队设计了三项精巧的随机对照实验:研究1在美国2022年中期选举前后开展三波面板调查,比较共和党人"反党派立场"(co
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-08-30
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末次盛冰期以来北半球陆地碳库的剧烈流失与累积及其对大气CO2动态的影响
研究背景冰芯记录显示,过去80万年间大气CO2浓度在冰期-间冰期旋回中存在约100 ppm的波动。传统理论认为这种变化主要由南大洋碳循环驱动,但近期研究发现陆地碳库可能通过永久冻土退化、泥炭地扩张等过程产生显著影响。特别是在末次冰消期(21-11.7 ka),大气CO2的快速上升事件(如16.3 ka、14.8 ka和11.7 ka事件)与陆地碳释放的时空关联性尚未量化。理解这些自然过程对预测当前气候变暖背景下陆地碳库的反馈至关重要。关键技术方法2 m)、泥炭地等碳库的动态变化。永久冻土范围采用温度阈值法重建,并利用古环境观测数据校正。研究结果土壤碳储量基于生物群落重建显示,冰消期苔原向森林的
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-08-30
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核苷酸依赖性构象变化调控抗原加工相关转运体(TAP)的肽段转运机制
核苷酸依赖性构象变化调控抗原转运的分子机制ATP结合稳定NBD1/TMD界面在无ATP条件下,TAP呈现内向构象,其核苷酸结合域1(NBD1)因柔性而难以解析。当ATP结合后,NBD1的RecA样亚结构域发生8Å旋转,使退化ATP结合位点向分子中心靠近。这种旋转同时稳定了TAP1的耦合螺旋1(CH1)与NBD1的相互作用,通过Q-loop和螺旋亚结构域形成紧密界面。有趣的是,ATP结合诱导的构象变化仅影响NBD1,而跨膜域(TMD)和NBD2保持静止状态,暗示这是NBD二聚化前的预激活状态。外向构象中TMD的多重构型通过构建TAP2 E631Q突变体(EQ变体)抑制ATP水解,研究者捕获到50
来源:Immunity
时间:2025-08-30
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巨噬细胞源性VISTA通过LRIG1/PPARα轴阻碍结肠炎肠道上皮修复的机制研究
肠道上皮屏障破坏与修复障碍是结肠炎发生发展的关键因素。最新研究发现,T细胞活化抑制性V结构域免疫球蛋白(VISTA,由基因编码)作为免疫检查点分子,在炎症性肠病(IBD)患者和葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠模型中特异性高表达于巨噬细胞。通过基因敲除实验证实,-/--/-小鼠相比野生型表现出显著减轻的上皮损伤程度,且巨噬细胞清除实验证明该保护效应具有细胞特异性。有趣的是,缺失并不影响细胞因子谱或巨噬细胞分化,但能显著缓解巨噬细胞介导的上皮损伤,移植实验显示-/-巨噬细胞比野生型诱导更轻微的组织损伤。机制研究表明,巨噬细胞源性VISTA与肠道干细胞富含亮氨酸重复序列和免疫球蛋白样结构域1(
来源:Cellular & Molecular Immunology
时间:2025-08-30
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微管晶格间距的扩张与压缩竞争:探索细胞调控新机制
微管在细胞中展现出扩张或压缩两种状态,其晶格间距由αβ-微管蛋白二聚体(αβ-tubulin dimers)的排列决定。紫杉醇(paclitaxel)作为微管扩张剂,能以协同作用方式拉开晶格间距;而双皮质蛋白(doublecortin, DCX)则像“分子弹簧”般压缩微管,尤其偏好结合弯曲微管的凹陷区域。有趣的是,当两者在细胞内“角力”时,同一根微管上竟能同时存在扩张与压缩的“斑块”——高浓度紫杉醇迫使DCX撤退到压缩区域,但提高DCX表达量时,它又能逆袭重新压缩被紫杉醇撑开的微管。这种动态平衡造就了奇特的“三色微管景观”:DCX既成簇驻留于平直区段,又密集分布于弯曲位点,而部分区域则完全“放
来源:Current Biology
时间:2025-08-30
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从兼性共生到内共生的渐进式基因组演化:固氮硅藻-Richelia共生体系的基因组进化研究
在浩瀚的海洋中,微小的硅藻与蓝细菌Richelia形成的固氮共生体系,堪称海洋氮循环的"隐形引擎"。这类奇妙的共生关系呈现出从松散到紧密的连续谱系:有的像"房客"般附着在硅藻表面(epibiont),有的像"合租者"居住在硅藻细胞壁内侧(periplasmic symbiont),更有甚者直接"登堂入室"定居在宿主细胞质内(endobiont)。这种独特的共生梯度为科学家研究共生进化提供了天然实验室,但长期以来,人们对其基因组演化规律知之甚少。Vesna Grujcic团队在《Current Biology》发表的研究,首次系统揭示了Richelia共生菌从兼性共生到完全内共生的基因组进化轨迹
来源:Current Biology
时间:2025-08-30
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褪黑素通过PERK-ATF4未折叠蛋白反应通路诱导人绒毛膜癌细胞凋亡的机制研究
褪黑素与绒毛膜癌:从昼夜节律调节剂到抗癌分子的蜕变褪黑素,这个以调节昼夜节律闻名的吲哚胺,近年来在抗肿瘤领域大放异彩。从胃癌到肝癌,从宫颈癌到结直肠癌,褪黑素展现出广泛抗癌潜力。而在胎盘绒毛膜癌这一罕见但高度恶性的肿瘤中,褪黑素如何发挥作用?最新研究揭开了其通过内质网应激通路诱导癌细胞凋亡的神秘面纱。内质网应激:癌症治疗的双刃剑内质网(ER)这个多功能细胞器,负责蛋白质折叠、钙离子储存等关键生理功能。当营养缺乏、酸中毒或氧化应激等压力来袭时,内质网功能紊乱,未折叠或错误折叠蛋白堆积,触发未折叠蛋白反应(UPR)。UPR通过PERK、IRE1α和ATF6三条通路试图恢复细胞稳态,但持续应激会让U
来源:Journal of Pineal Research
时间:2025-08-30
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肾细胞癌患者免疫检查点抑制剂治疗中自身抗体的动态变化及其与免疫相关不良事件和临床疗效的关联研究
免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitors, ICI)彻底改变了癌症治疗格局,但伴随而来的免疫相关不良事件(irAEs)却成为临床管理的棘手难题。在肾细胞癌(RCC)治疗中,尽管PD-1/PD-L1抑制剂显著提升了疗效,约40%患者会因严重irAEs中断治疗。更令人困惑的是,既往研究对自身抗体能否预测irAEs存在巨大争议——有的显示抗甲状腺抗体预示甲状腺功能障碍,有的却认为抗核抗体(ANA)与irAEs无关。这种矛盾让临床医生陷入两难:该不该常规检测自身抗体?何时检测?德国耶拿大学医院的A. Fritzsch团队在《ESMO Open》发表的研究,通过TITA
来源:ESMO Open
时间:2025-08-30
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卡培他滨辅助治疗显著改善三阴性乳腺癌新辅助化疗后残留病灶患者的生存结局
在乳腺癌的凶险亚型中,三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达,被称为"最棘手"的类型。当这类患者接受新辅助化疗后仍存在残留病灶时,复发风险高达50%,就像体内埋下了定时炸弹。尽管CREATE-X临床试验显示卡培他滨辅助治疗能显著改善预后,但真实世界中该方案的普及程度和治疗效果仍存在巨大知识空白。为解答这个临床难题,由A. Strahan、Q. Jin等21位学者组成的跨国团队,在《ESMO Open》发表了这项涵盖美国三大癌症中心977例患者的大规模回顾性研究。研究人员收集了2016-2019年间接受NAC的I-III期TN
来源:ESMO Open
时间:2025-08-30
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Notch4特异性阴阳二聚化与生物分子凝聚体形成相关但独立于转录活性的机制研究
【Highlight】N4ICD在阴阳二聚化中展现竞争优势前期研究证实Notch细胞内域(NICD)可通过反平行方式形成不依赖锚蛋白的"阴阳二聚体"。Gazdik等发现N4ICD在所有Notch亚型中二聚化能力最强,提示其C端可能含有特殊调控元件。通过定量免疫共沉淀显示,N4ICD同源二聚体回收量是N1ICD的3.2倍,且在异源二聚组合中始终占据主导地位。【讨论】经典Notch激活需经历γ-分泌酶介导的膜释放和核转位过程。本研究揭示的非经典调控层面——包括阴阳二聚化和核斑形成,正在重塑我们对Notch信号的理解。特别值得注意的是,N4ICD的强二聚化倾向与其核斑形成能力呈正相关,但这种关联在N
来源:Cellular Signalling
时间:2025-08-30
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综述:类风湿性关节炎中的钙信号失调:与骨关节炎的比较视角
钙离子(Ca2+)作为细胞内重要的第二信使,在关节组织的生理和病理过程中扮演着关键角色。近期研究表明,Ca2+信号通路的失调与两种最常见的慢性关节疾病——类风湿性关节炎(RA)和骨关节炎(OA)的发病机制密切相关,尽管二者的病因和病理特征存在显著差异。钙信号调控的分子机制Ca2+通过多种通道实现其生理功能,包括电压门控钙通道(VOCCs)、受体操纵钙通道(ROCCs)和瞬时受体电位(TRP)通道等。其中,钙库操纵性钙内流(SOCE)机制尤为重要,它通过STIM1感知内质网钙库的耗竭,进而激活质膜上的ORAI通道。此外,线粒体钙单向转运体(MCU)介导的线粒体钙摄取在能量代谢和细胞凋亡中起关键作
来源:Autoimmunity Reviews
时间:2025-08-30
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基于沸石负载有机金属杀菌剂的新型海洋防污涂料的实境性能评估
Highlight本研究延续了团队前期关于ZSM-5沸石负载有机金属材料作为添加剂的研究工作[22],重点评估两种最具抗菌效能的组合:含8%铜的Z40Cu8沸石,以及同时含8%铜和1.5%辣椒素的Z40Cu8CPS1.5沸石。纯辣椒素(CPS)作为对照组参与测试。Results and discussion通过已验证的合成方案[22],铜纳米颗粒和辣椒素成功负载于ZSM-5沸石基质。XRD分析显示改性后的材料保留了ZSM-5特征衍射峰,MFI晶体结构保持完整。Conclusions经过四个月海水浸泡测试,含铜纳米颗粒和辣椒素的涂层显著减少海洋污损生物附着,抗污评级高于无杀菌剂对照组。共聚焦显微
来源:Progress in Lipid Research
时间:2025-08-30