-
酶催化性能的尺度不变耗散机制:揭示生物进化中能量耗散的主动调控
亮点酶催化中的能量耗散(Φ)与关键动力学参数(kcat和kcat/KM)呈现尺度不变的幂律关系,跨越酶类别、生物域和天然/工程酶。这一发现支持了Jensen假说——专一性酶兼具高效催化与高耗散特性,同时揭示了生物进化通过物理(耗散)与生物(适应)过程的协同塑造酶功能。数据集扩展研究将酶促反应数据集从58例扩展至75例(含20例突变酶),涵盖异构酶(EC 5类)等可逆催化反应。通过FORTRAN程序分析微观速率常数(ki)与底物/产物浓度,验证了log(Φ)与log(kcat/KM)的线性相关性(斜率b≠0,p<0.001),否定了"耗散与效率无关"的零假设。尺度定律的生物学意义1010 M-1
来源:BioSystems
时间:2025-08-25
-
蓝藻中果糖-1,6-二磷酸酶在异养生长和糖原代谢中的特异性功能解析
在自然界昼夜交替的韵律中,蓝藻作为光合原核生物的代表,需要不断切换其碳代谢模式——白天通过卡尔文-本森-巴沙姆循环(CBB循环)固定CO2合成糖类,夜间则降解储存的糖原维持生命活动。这种精妙的代谢转换背后隐藏着怎样的分子调控机制?特别是对于控制糖代谢流向的关键酶——果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase),其在蓝藻中的生理功能长期存在认知空白。传统认知中,蓝藻Synechocystis sp. PCC 6803被认为缺乏典型的糖酵解控制点,因其基因组编码两种特殊的ADP依赖型磷酸果糖激酶(PFK-A1/A2)和一种双功能F/SBPase。然而,该生物还拥有另一个神秘的slr0952基因编码的单功
来源:Journal of Experimental Botany
时间:2025-08-25
-
孤立皮层网络中的时间信息编码机制及其在感觉皮层时空转换中的作用
时间特征普遍存在于各类感觉刺激中,感觉皮层通过独特的空间和时间编码来表征这些刺激特征。最新实验研究揭示,局部皮层网络可能采用"储备池计算"(reservoir computing)这一巧妙机制,将时序信息转化为空间编码模式。研究团队创新性地采用离体大鼠初级皮层培养物,通过精密的模式化光遗传学刺激技术,向神经网络输入包含特定时间序列的刺激模式。令人惊叹的是,这些孤立培养的皮层网络展现出卓越的时间信息编码能力:不仅能准确记录输入序列信息长达1秒以上,时间分辨率更是达到惊人的100毫秒级精度。深入分析发现,这种时间编码主要依赖群体神经元活动(population code),而非单个神经元活动。网络
来源:Cerebral Cortex
时间:2025-08-25
-
膜联蛋白A2(ANXA2)在肝细胞癌中的诊断价值、预后意义及生物学功能:一项生物信息学与实验研究
这项研究聚焦膜联蛋白A2(ANXA2)——钙离子依赖性磷脂结合蛋白家族的重要成员,其在肝细胞癌(HCC)中的生物学特性犹如一把亟待解码的分子钥匙。通过多组学数据库(TCGA、GTEx、HCCDB等)的深度挖掘,研究者发现ANXA2在HCC组织中的表达水平显著高于正常组织,且与肿瘤T分期、组织学分级、残余肿瘤等临床病理特征呈正相关,犹如恶性肿瘤的"分子晴雨表"。蛋白质互作网络分析揭示ANXA2与S100A家族蛋白存在密切协作,这些分子搭档可能共同参与了肿瘤微环境的调控。更引人注目的是,基因富集分析(GO/KEGG/GSEA)显示高表达ANXA2的HCC样本中,上皮间质转化(EMT)过程异常活跃,
来源:Integrative Biology
时间:2025-08-25
-
综述:膜相关机制在植物非生物胁迫响应中的作用
膜相关机制在植物非生物胁迫响应中的作用膜脂重塑与非生物胁迫作为细胞与环境交互的第一道屏障,质膜(PM)通过动态调整脂质组成(如脂肪酸链长度和不饱和度)应对胁迫。高温胁迫下,膜脂不饱和脂肪酸(UFA)减少导致膜流动性增加;干旱则引发磷脂酶介导的磷脂降解,促使半乳糖脂(DGDG/MGDG)含量升高以维持光合膜稳定性。盐胁迫下,盐生植物通过增加硫脂(SQDG)和固醇(β-谷固醇、豆固醇)含量增强膜完整性,而敏感品种则出现膜通透性紊乱。关键膜蛋白的胁迫感知质膜嵌合蛋白构成精密的环境感知网络:OSCA1感知渗透压变化触发Ca2+信号,COLD1调控低温响应,SOS1通过Na+/H+交换缓解盐毒害。这些蛋
来源:Plant Science
时间:2025-08-25
-
膳食蛋白质与氨基酸调控对普通狨猴代谢及FGF21水平的影响研究
在追求健康老龄化的背景下,膳食限制作为改善代谢的有效策略备受关注。其中蛋白质限制的益处已在啮齿类动物中得到证实——通过肝脏激素FGF21(Fibroblast Growth Factor 21)的调控改善糖代谢并延长寿命。然而这一机制在灵长类中的保守性始终成谜,且人类研究中难以精确控制氨基酸摄入。更关键的是,现有灵长类模型(如猕猴)因高昂的氨基酸膳食成本限制了研究深度。这项发表于《Scientific Reports》的研究创新性地选用体重仅250-500g的普通狨猴(Callithrix jacchus),建立了可精确调控的膳食干预体系。研究团队通过设计等热量差异的30%蛋白(P30)与5%
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-25
-
坦桑尼亚基戈马地区医护人员HIV暴露后预防知识水平及相关因素研究
在全球公共卫生领域,人类免疫缺陷病毒(HIV)感染仍是重大挑战。据世界卫生组织(WHO)最新数据,2023年全球约有3990万HIV感染者,其中撒哈拉以南非洲(SSA)地区负担最重。医护人员(HCWs)由于职业特性面临较高感染风险,研究表明发展中国家约1-10%的医护人员会发生职业性血液/体液暴露。HIV暴露后预防(PEP)作为关键防护措施,在暴露后2小时内启动可使感染风险降低81%,但实际应用中存在知识不足、服务可及性差等问题。坦桑尼亚作为SSA地区HIV高负担国家,基戈马地区相关研究尤为缺乏,这正是Zekky Mussolini Lyatula团队开展此项研究的重要背景。14),卡苏鲁医院
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-25
-
恐惧效应下空间异质环境中个体流动性的延迟扩散SPIR传染病模型研究
在COVID-19等传染病大流行期间,恐惧心理会显著改变人群的流动模式——未感染者因恐惧而减少外出("居家隔离"),感染者则可能因就医需求增加活动范围。这种空间行为的异质性给传统传染病模型带来挑战。Ghilmani Sarmad等人在《Scientific Reports》发表的研究,创新性地将心理学因素与流行病学模型结合,构建了包含恐惧驱动流动性变化的SPIR(Susceptible-Protected-Infected-Recovered)延迟扩散模型。研究团队通过混合局部扩散(Laplacian算子Δ)和非局部扩散(积分算子H)分别刻画不同健康状态人群的空间行为:易感者(S)和保护者(P
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-25
-
质子疗法对头颈颅底肿瘤患者下丘脑-垂体功能的前瞻性评估及临床意义
研究背景与意义在头颈部、颅底和脑肿瘤的放射治疗中,下丘脑-垂体(Hypothalamic-Pituitary, HP)轴作为人体内分泌系统的"指挥中心",常常因肿瘤毗邻关系而被迫接受高剂量辐射。尽管早在上世纪80年代就发现放疗可导致垂体功能减退,但关于现代精确放疗技术(如质子治疗)对HP轴的影响仍缺乏系统性数据。更棘手的是,垂体前叶五种激素轴——生长激素(GH)、卵泡刺激素/黄体生成素(FSH/LH)、促甲状腺激素(TSH)、促肾上腺皮质激素(ACTH)和泌乳素——对辐射表现出差异敏感性,其功能障碍会引发从代谢紊乱到生育障碍等一系列健康问题。法国卡昂质子治疗中心的研究团队注意到,当前临床实践中
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-25
-
急诊科中基于机器学习的细菌尿症预测模型:提升尿路感染诊断准确性的新策略
尿路感染(UTI)是全球最常见的细菌感染之一,每年约有1.5-2.5亿病例,但临床诊断却面临巨大挑战。不同指南对UTI的定义存在显著差异——从103 CFU/mL到105 CFU/mL的阈值各不相同,导致28.7%的急诊患者被过度诊断为UTI后尿培养却显示阴性。更棘手的是,儿童、老年人和留置导尿管患者等特殊人群的症状往往不典型,使得准确诊断如同"大海捞针"。这种诊断不确定性直接导致了抗生素滥用,使UTI成为美国抗生素不当使用的最常见原因之一。为破解这一难题,Johnathan M. Sheele团队在《Scientific Reports》发表了一项开创性研究。他们设想:能否利用急诊科就诊时即
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-25
-
基于相位敏感生物电阻抗方程的骨骼肌质量评估模型开发与验证——以DXA为金标准
在运动医学和临床营养领域,精确评估骨骼肌质量(SMM)对监测肌肉衰减症、制定康复方案至关重要。传统磁共振成像(MRI)虽精准但成本高昂,而常用生物电阻抗分析(BIA)技术因依赖25年前的Janssen方程(仅基于电阻R)导致误差达3.65kg。更棘手的是,现有BIA设备已能测量相位角(PhA)和容抗(Xc)等新参数——这些指标与细胞内水分(ICW)高度相关,却未被充分利用。来自意大利帕多瓦大学的Francesco Campa团队在《Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases》发表研究,通过创新性整合生物电参数,开发出更精准的SMM预测模型
来源:Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases
时间:2025-08-25
-
综述:1969年至2022年欧洲机场/海港及本土疟疾的系统评价
背景疟疾作为由疟原虫(Plasmodia)引发的虫媒传染病,主要通过感染性雌性按蚊(Anopheles)叮咬传播。尽管欧洲自20世纪70年代已消除疟疾流行,但两类特殊传播模式持续存在:机场/海港疟疾指通过航空器或船舶将感染性按蚊从流行区输入非流行区,导致本地人群感染;本土疟疾则指完全在欧洲境内发生的本地传播链。研究方法研究严格遵循PRISMA指南,检索PubMed、Ovid MEDLINE等5大数据库,纳入1969-2022年间68篇文献(37篇机场/海港疟疾,31篇本土疟疾),涵盖27个欧盟国家及瑞士、英国等地区。采用PICO框架明确研究问题,重点分析病例分布、病原体类型、临床特征及预后。主
来源:New Microbes and New Infections
时间:2025-08-25
-
海洋细菌Halomonas aquamarina L-谷氨酰胺酶的抗癌潜力:从体外实验到计算机模拟的突破性发现
在肝癌治疗领域,肿瘤细胞对谷氨酰胺的异常依赖已成为重要的治疗靶点。谷氨酰胺作为癌细胞能量代谢和生物合成的关键底物,其分解酶L-谷氨酰胺酶(L-GLS)的调控备受关注。然而现有治疗手段面临两大挑战:人源L-GLS抑制剂缺乏选择性易导致毒副作用,而微生物来源的L-GLS又存在产量低、稳定性差等问题。这促使研究人员将目光投向海洋极端环境,寻找兼具高催化活性和选择性的新型L-GLS。为突破这些限制,来自埃及亚历山大大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项创新研究。他们从地中海沿岸采集15份海水样本,通过表型筛选和16S rDNA测序鉴定出一株高效产酶菌株Halomonas a
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-25
-
RnaXtract:基于Snakemake框架的RNA-seq多维度信息提取工具在肿瘤精准医疗中的应用
在当今组学时代,RNA测序(RNA-seq)仍然是转录组研究的主力军,每年产生海量的基因表达数据。然而令人遗憾的是,大多数分析流程就像"偏科生"——要么专注基因表达差异分析,要么侧重变异检测,鲜有能全面挖掘数据"矿藏"的工具。这种"数据浪费"现象在肿瘤研究中尤为突出,因为肿瘤微环境的异质性和基因组变异往往需要整合分析才能揭示疾病机制。Sophiane G. Bouirdenel等人在《Scientific Reports》发表的这项研究,正是要解决这个"盲人摸象"的困境。研究团队开发的RnaXtract工具堪称RNA-seq数据分析的"瑞士军刀"。这个基于Snakemake框架的自动化流程,巧
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-25
-
靶向序列捕获揭示Lasiopetaleae族(锦葵科)属间界限与杂交事件
Highlight靶向序列捕获技术为解析Lasiopetaleae族(锦葵科)复杂的系统发育关系提供了新视角。本研究利用Angiosperms353(A353)和OzBaits两种探针组,对144份样本的388个核基因位点进行捕获测序,通过HybPiper和SECAPR双管道组装数据,结合串联分析与溯祖模型,揭示了Guichenotia、Lasiopetalum等属的并系性质。主要发现1.属级分类的基因组证据:当前属的划分与基因组谱系存在冲突,例如Guichenotia属部分物种可能需独立成属。2.杂交信号检测:利用HybPhaser和相位组装技术,发现Thomasia × formosa等样
来源:Molecular Phylogenetics and Evolution
时间:2025-08-25
-
饮用水中低浓度六价铬暴露改变雄性大鼠饮食诱导的脂肪肝病变
亮点聚焦锌状态的决定因素本节探讨人类锌状态的主要决定因素,包括膳食锌摄入来源、环境暴露途径,以及通过血液、血清、尿液等生物标志物和新兴的锌同位素技术评估锌状态的方法。锌状态在2型糖尿病中的病理生理学意义在明确锌生物标志物的优势与局限后,我们将深入探讨当前关于锌稳态失调如何与T2DM病理生理相互作用的研究进展。胰岛β细胞中锌转运蛋白的异常是早期关键事件,特别是胰岛特异性锌转运体ZnT8的基因变异会导致胰岛锌水平升高,显著增加T2DM风险。T2DM和糖尿病前期人群的观察性研究基于病理机制讨论,我们重点分析人群研究中锌生物标志物变化与T2DM终点的关联。数十年来研究发现,T2DM患者普遍存在尿锌排泄
来源:Journal of Trace Elements in Medicine and Biology
时间:2025-08-25
-
基于琼脂干凝胶固定化黑曲霉粗纤维素酶及其在胡萝卜汁提取中的应用研究
这项研究探索了通过固态发酵(SSF)获得的黑曲霉(Aspergillus foetidus)粗纤维素酶的固定化策略。科研人员对比了三种方法:琼脂立方体包埋法、琼脂干凝胶(agar xerogel)吸附法,以及经戊二醛预处理的琼脂干凝胶吸附法。结果显示,三种方法的固定化效率分别达到90.80%、84.08%和84.23%,对应的酶活性为1.12 IU/g、1.52 IU/g和1.48 IU/g。固定化酶的特性分析发现,琼脂干凝胶吸附的纤维素酶最适温度从50℃提升至60℃,热稳定性显著增强。所有酶制剂在pH 4时均展现最佳活性。值得注意的是,固定化酶经过多次循环使用后仍保持可观活性,证实其优异的可
来源:Brazilian Journal of Microbiology
时间:2025-08-25
-
三价铬与铁混合血清转铁蛋白中铬(III)的流失机制及其生理意义
Highlight材料与方法铁游离的人血清转铁蛋白(Tf)购自Aldrich公司。所有实验使用双重去离子水。除非特别说明,试剂均直接使用。Cr(III)溶液采用Cr(III)Cl3·6H2O配制。通过280 nm处消光系数(ε=9.12×104 M−1cm−1)测定脱铁转铁蛋白(apoTf)浓度。混合Cr(III),Fe(III)-转铁蛋白的合成——Cr(III)C-端Fe(III)N-端-Tf采用改良Harris法制备N-端结合Fe(III)的单铁Tf。铬(III)与转铁蛋白结合的独特性质被充分利用:Cr(III)更易占据N-端位点,而Fe(III)等金属倾向结合C-端位点。当pH从中性降至
来源:Journal of Inorganic Biochemistry
时间:2025-08-25
-
5-氟尿嘧啶与嘧啶碱基及菲咯啉衍生物的金属介导碱基配对研究:DNA双链稳定性的新视角
在生命科学的前沿领域,DNA的金属介导碱基配对(Metal-mediated base pairs)正引发越来越广泛的关注。传统DNA双链依靠氢键维持碱基配对,而这一新兴领域通过金属离子的配位键彻底改写了碱基配对规则。德国明斯特大学的Florian Mai和Jens Müller团队在《Journal of Inorganic Biochemistry》发表的研究,系统探索了抗癌药物5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil, F)与天然嘧啶碱基及人工合成配体间的金属介导配对行为,为精准设计金属DNA功能材料提供了重要理论依据。当前该领域面临的关键挑战在于:异源金属碱基对的形成规律尚不明确,特
来源:Journal of Inorganic Biochemistry
时间:2025-08-25
-
IFN-β与ARTS缺陷协同促进雄性小鼠炎症消退期Ly6C+巨噬细胞的超强胞葬作用及其机制研究
在炎症消退的复杂过程中,巨噬细胞如何协调胞葬作用(efferocytosis)与表型转换一直是免疫学领域的核心问题。传统观点认为Ly6C+单核细胞会不可逆地分化为Ly6C-巨噬细胞,但Orly Zeituni-Timor等研究者通过雄性小鼠模型发现,成熟巨噬细胞竟能"返老还童"——在IFN-β刺激下重新获得Ly6C+表型,并展现出超乎寻常的清除凋亡细胞能力。这项发表在《Communications Biology》的研究,不仅改写了巨噬细胞分化的认知,更为慢性炎症疾病的治疗提供了全新视角。研究团队综合运用流式细胞术、基因敲除小鼠模型、共聚焦显微镜活细胞成像等技术,结合转录组分析和肝纤维化动物模
来源:Communications Biology
时间:2025-08-25