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综述:微生物组作为特应性皮炎治疗和预防的潜在靶点
微生物组在特应性皮炎中的失调皮肤微生物群落受pH值、温度和宿主特性等因素影响。特应性皮炎(AD)患者表现出明显的菌群失调,其中金黄色葡萄球菌S. aureus的过度增殖与表皮屏障破坏和炎症密切相关,而共生菌如表皮葡萄球菌S. epidermidis的减少进一步加剧病情。共生菌的保护作用及其缺失部分凝固酶阴性葡萄球菌(CoNS)能产生抑制S. aureus生长的细菌素(bacteriocins),并通过阻断agr群体感应系统降低其毒力。例如S. hominis A9可分泌抗菌肽,但AD患者的Th2炎症会选择性抑制这些有益菌。早期AD预防的微生物组靶点前瞻性队列研究表明,婴儿3月龄时S. aure
来源:Immunology and Allergy Clinics of North America
时间:2025-08-24
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电纺聚(3-羟基丁酸酯)负载脱镁叶绿酸衍生物纤维的结构与光动力特性及其抗癌应用研究
【Highlight】材料脱镁叶绿酸衍生物(PheoD)通过文献方法合成:mC3OH[48]、mC4[49]、mC2NH2[50]、mC2N/mC2N+[51]。聚(3-羟基丁酸酯)(PHB)采用BIOMER公司产品(分子量510 kDa,结晶度59%)。【对比PheoD与PHB-PheoD体系的吸收和荧光特性】脱镁叶绿酸及其衍生物以特有的氯素型吸收光谱著称,在红光区具有高消光系数——这正是组织透光性最佳的波段。图2a-b展示典型衍生物mC4的稳态激发与荧光光谱。值得注意的是,所有PHB-PheoD体系中的衍生物均保持相似吸收特征。PheoD嵌入PHB基质后,其荧光量子产率提升1.3倍,这归因
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-08-24
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X连锁低磷血症下肢畸形髓内钉矫正术:降低复发率与改善功能的有效策略
X连锁低磷血症(XLH)是一种罕见的遗传性代谢性骨病,由于PHEX基因突变导致成纤维细胞生长因子23(FGF23)过度活跃,引发低磷血症和骨骼矿化障碍。患者常出现严重的三维下肢畸形,如股骨和胫骨弯曲、膝内翻等,不仅影响行走功能,还可能导致早期骨关节炎。尽管传统手术如外固定架或锁定钢板可暂时矫正畸形,但复发率高达25%-90%,成为临床棘手难题。为解决这一困境,德国明斯特大学Gregor Toporowski团队开展了一项长达20年的回顾性研究,探索髓内钉(IN)在XLH下肢畸形矫正中的应用价值。研究纳入26例患者共45例下肢重建手术,通过多节段截骨(每肢2-5处)结合髓内钉固定,术后平均随访7
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甜菜青贮厌氧消化过程中泡沫形成的机制及控制策略:聚焦果胶降解与植物油抑泡效应
随着德国可再生能源发电占比突破62.7%(2024年数据),风电和光伏的间歇性对电网稳定性提出挑战。甜菜青贮(sugar beet silage, SBS)作为易降解底物,虽能实现灵活产电(on-demand biogas production),但其厌氧消化(anaerobic digestion, AD)过程中高达45%的泡沫发生率导致管道堵塞、屋顶抬升等严重问题,每年造成巨额经济损失。传统抑泡剂如菜籽油(rapeseed oil)需每日添加,但缺乏科学筛选依据。更棘手的是,灵活投料模式会升高挥发性脂肪酸(VFAs)浓度,进一步加剧泡沫风险。为破解这一难题,Frederik Bade团队通
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-24
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营养型豆科作物比较基因组分析揭示进化关系与抗逆机制
随着全球人口预计在2050年达到97亿,粮食安全面临严峻挑战。气候变化导致小麦、玉米等主粮作物减产10-25%/℃,而非洲等地区广泛种植的孤儿作物(orphan crops)如非洲山药豆(African yam bean, AYB)、四棱豆(winged bean)等因适应恶劣环境且营养丰富,成为解决粮食危机的潜在选择。然而这些豆科作物长期缺乏基因组研究,制约了其遗传改良。为揭示这些作物的进化关系与抗逆机制,Omena Bernard Ojuederie团队在《Biotechnology Reports》发表研究,通过比较AYB、绿豆(mung bean)、四棱豆和豇豆(cowpea)的基因组
来源:Biotechnology Reports
时间:2025-08-24
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微波辅助热解调控生物炭特性促进高有机负荷下的厌氧消化效能
Highlight生物炭在厌氧消化(AD)中的性能表现与其剂量和特性密切相关。最佳实验条件显示,采用最高微波功率(1750W)制备的生物炭以30 g/L剂量投加时,滞后期缩短59.4%,仅用35天即达到对照组70天累计甲烷产量的91.5%,显著提升消化效率。相比之下,750W制备的生物炭在10 g/L时效果最佳但高剂量性能下降,而1250W生物炭在所有剂量中表现最稳定,20 g/L时效果最优。此外,生物炭粒径对消化初期影响显著,小粒径颗粒表现更优,但其影响弱于剂量或热解条件。生物炭特性表4数据显示,微波功率水平与生物炭特性存在强关联:随着功率从750W升至1750W,生物炭产率从38.35%降
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-24
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基于废水处理污泥宏基因组的新型Rhizobacter sp.水解酶优化及其在复杂有机废水处理中微藻-细菌颗粒污泥形态与性能提升研究
随着全球塑料年产量突破3.5亿吨,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为第四大合成聚合物正面临严峻的回收挑战。传统热机械回收会导致聚合物链断裂,而现有生物酶解法又受限于IsPETase等酶的热不稳定性。更棘手的是,完全解聚为单体TPA和EG后,EG的纯化能耗高且质量不佳。这促使科学家们寻找既能耐受高温、又能选择性产生可再聚合寡聚体的新型水解酶。来自奥地利研究团队的Lukas Chalwatzis等人在《Bioresource Technology》发表的研究,从废水处理厂活性污泥这一"微生物宝库"入手,通过宏基因组挖掘获得Rhizobacter sp.水解酶(Rhb)。该酶天然携带三个已知能提升I
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-24
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太阳能-LED夜间补光优化微藻-细菌颗粒污泥性能以提升废水处理效果
塑料污染已成为全球性环境危机,其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为第四大合成聚合物,年产量超2500万吨,但回收率不足30%。传统热机械回收会导致PET链断裂,而现有生物解法如Ideonella sakaiensis PETase(IsPETase)虽能降解PET,却因热稳定性差难以在PET玻璃化转变温度(TG≈70-80°C)下工作。更棘手的是,完全解聚为单体对苯二甲酸酸(TPA)和乙二醇(EG)后,EG的提纯能耗高且质量差。这促使科学家思考:能否开发既能耐受高温、又能选择性产生可再聚合寡聚体的新型水解酶?《Bioresource Technology》发表的这项研究给出了创新方案。团队从
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-24
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活性污泥水解酶降解废弃与生物基聚酯:新型REPolymer的酶解机制与回收潜力
全球每年产生约2550万吨聚乙烯 terephthalate(PET)塑料,但传统热机械回收会导致聚合物链断裂,而完全解聚为单体又面临乙二醇(EG)提纯能耗高的困境。与此同时,生物基聚酯的开发需要兼顾可再生原料与可降解性。在这项发表于《Bioresource Technology》的研究中,Lukas Chalwatzis团队另辟蹊径,从香港污水处理厂活性污泥宏基因组中挖掘出一种天然优化的水解酶,为同时解决塑料回收与生物基材料开发提供了双赢方案。研究采用宏基因组筛选、蛋白质工程和生物反应器发酵等技术,结合LC/MS和HPLC-DAD多维度分析手段。关键实验包括:从六座污水处理厂活性污泥中鉴定R
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-24
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土壤-植物系统富集的镰刀菌菌株降解聚氨酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的生物降解途径解析
塑料污染已成为全球性环境危机,其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为第四大合成聚合物,年产量超2500万吨,但传统热机械回收会导致材料性能下降。更棘手的是,PET的耐久性使其在自然环境中难以降解,而现有生物解法如Ideonella sakaiensis PETase(IsPETase)又存在热稳定性差(Tm仅49°C)的缺陷,无法在PET玻璃化转变温度(TG≈70-80°C)下工作。与此同时,开发兼具生物可降解性和可回收性的新型聚酯(REPolymers)成为减少化石燃料依赖的关键策略。这项发表于《Bioresource Technology》的研究通过宏基因组挖掘,从污水处理厂活性污泥中发现
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-24
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挑战导电材料范式:砂在厌氧消化中提升甲烷产量的意外作用
在追求可持续能源的背景下,厌氧消化(Anaerobic Digestion, AD)技术因其能将有机废弃物转化为生物甲烷(CH4)而备受关注。然而,传统AD过程受限于低效的电子传递机制(如依赖氢/甲酸盐的种间转移IHT/IFT)和缓慢的底物降解速率,导致甲烷产量(Methane Production, MP)低下。近年来,导电材料(Conductive Materials, CM)如活性炭(Activated Carbon, AC)和纳米零价铁(nZVI)被广泛研究,但其高成本和复杂作用机制限制了应用。更令人意外的是,一些非导电材料如沸石(Zeo)和玻璃珠也显示出促进甲烷生成的潜力,这挑战了"
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-24
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死亡后血培养处理的临床价值:最佳实践、成本效益与医院感染防控新策略
Highlight血培养(BC)是脓毒症诊断的基石,作为高敏感性检测手段能识别微量病原体。即便采用分子检测等非培养方法,BC仍是确定抗菌药物敏感性的金标准。但BC存在假阳性风险,可能源于皮肤消毒不当(污染)或静脉导管采样(1,2,3)。阳性BC还可能反映黏膜屏障损伤(MBI)导致的细菌易位。美国医疗安全网(NHSN)虽制定了血流感染(BSI)和特定MBI(伴中性粒细胞减少的肠道病原体)的监测标准(4,5),但实际临床中黏膜损伤可发生于化疗、肠缺血、肝衰竭、严重烧伤及濒死期等多元场景(6-12)。Methods这项质量改进项目在宾夕法尼亚西部435床教学医院开展,经机构审查委员会批准(编号434
来源:Anaerobe
时间:2025-08-24
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基于氨基酸空间邻域的可解释性3Dn结构字母表在蛋白质局部搜索中的应用研究
随着AlphaFold预测的2.5亿个蛋白质结构数据涌入数据库,传统结构比对工具如TM-align和Dali已难以应对海量数据处理需求。虽然Foldseek开发的3Di字母表通过神经网络实现了高效搜索,但其"黑箱"特性导致字符难以解释,且仅考虑最近邻氨基酸的策略可能丢失重要结构信息。这种背景下,哈佛大学和塔夫茨大学联合团队在《Bioinformatics》发表的研究,开创性地提出了可解释的"3Dn"结构字母表。研究团队采用多学科交叉方法:首先建立以Cα原子为原点的参考坐标系,将15Å半径球体划分为250个等体积区域,结合4类二级结构(β折叠、右旋α螺旋、左旋α螺旋等)形成1000维n-hot向
来源:Bioinformatics
时间:2025-08-24
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基于全同态加密的PRISM框架:多机构协作下罕见病变异分析的隐私保护新方案
罕见疾病影响着全球数百万患者,但基因组数据的隐私限制和机构间数据孤岛现象严重阻碍了协作研究。现有安全多方计算(MPC)方案存在通信开销大、依赖非共谋服务器等局限,而传统同态加密(HE)难以支持复杂的遗传模型分析。这项发表于《Bioinformatics》的研究,通过创新性地结合阈值全同态加密(FHE)与并行计算技术,实现了跨机构罕见病变异分析的安全协作。研究团队开发了PRISM框架,其核心技术包括:1)基于BFV-RNS方案的阈值FHE系统,通过分布式密钥管理消除单点信任;2)针对隐性、显性和新生突变模型设计的MUL-IN/ADD-IN算法,后者通过减少乘法操作使效率提升17-22倍;3)利用
来源:Bioinformatics
时间:2025-08-24
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α7烟碱型乙酰胆碱受体(CHRNA7)激活调控缺氧诱导的人颗粒细胞炎症反应及胶原表达的研究
这项突破性研究揭示了α7烟碱型乙酰胆碱受体(CHRNA7)在人类卵巢颗粒细胞中的神秘作用。当科学家们用选择性激动剂PNU 282987激活这个受体时,细胞内钙离子(Ca2+)水平立即飙升,不过有个有趣的现象——不同细胞的反应强度各异,这可能与人类特有的CHRFAM7A变体这个"刹车装置"的表达量有关。在模拟排卵期卵泡低氧环境(1% O2)的实验中发现,CHRNA7就像个"消防员",能有效扑灭缺氧引发的炎症风暴,显著降低IL6、CXCL8和IL1B这些炎症因子的水平。更令人惊喜的是,蛋白质组学分析显示,激活CHRNA7还能像"分子剪刀"一样剪断多个胶原蛋白的表达,这些胶原蛋白很可能是评估卵母细胞
来源:Biology of Reproduction
时间:2025-08-24
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多靶向mRNA-CAR T细胞疗法在胶质母细胞瘤切除模型中的临床前疗效突破
胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的原发性脑肿瘤,标准治疗包括最大范围手术切除联合放化疗,但患者预后仍极差。尽管嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法在血液肿瘤中取得突破,其对抗实体瘤却面临多重障碍:肿瘤微环境(TME)的免疫抑制、靶抗原异质性表达、CAR T细胞浸润不足以及持久性差。尤其对于GBM,传统病毒载体CAR T存在插入突变风险、制造复杂等问题,而mRNA-CAR T凭借瞬时表达特性虽安全性更优,但受限于表达持续时间难以对抗大体积肿瘤。为突破这些限制,Oula K. Dagher等团队在《Molecular Therapy Nucleic Acids》发表研究,开创性地提出三管齐下策略:
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-08-24
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疾病进展对溶酶体贮积症大动物模型脑脊液定向AAV基因治疗疗效的影响研究
溶酶体贮积症是一类因酶缺陷导致代谢物异常贮积的遗传病,其中α-甘露糖苷酶缺乏症(Alpha-mannosidosis, AMD)因缺乏α-甘露糖苷酶(MANB)引发神经系统广泛损伤。现有疗法如酶替代疗法(ERT)无法穿透血脑屏障,造血干细胞移植(HSCT)风险高且疗效有限。更棘手的是,患者多在出现症状后才被确诊,此时病理损伤已不可逆。如何实现早期干预并有效治疗中枢神经系统(CNS)病变,成为领域内亟待突破的难题。为此,John H. Wolfe团队在《Molecular Therapy Methods & Clinical Development》发表研究,利用与人类病理高度相似的AM
来源:Molecular Therapy Methods & Clinical Development
时间:2025-08-24
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染色质动态特性揭示其三维折叠机制的关键原理
染色质的动态特性为理解其折叠原理提供了关键线索。尽管三维静态结构已被广泛研究,但染色质作为动态结构,其随时间变化的特性对生物功能至关重要。现有研究虽已确认染色质内相互作用和环挤出机制(loop extrusion)对染色质组织的重要性,但二者在时空组织中的具体分工仍不明确。通过模拟活性环挤出与染色质内相互作用的耦合模型,研究发现:在特定条件下,可测量的动态参数完全由环挤出机制主导,而群体平均接触图谱(population-averaged contact map)却可能仅反映染色质内相互作用——此时环挤出几乎不参与结构塑造。值得注意的是,环挤出作用下的动态标度指数(dynamic scalin
来源:Biophysical Journal
时间:2025-08-24
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小窝蛋白-1八聚体复合物(Caveolin-1 8S)介导膜重塑的分子机制与功能研究
作为小窝(caveolae)形成的关键支架蛋白,小窝蛋白-1(Caveolin-1)通过其独特的8S寡聚体复合物结构调控着细胞的内吞(endocytosis)、机械传感(mechano-sensing)和脂质代谢等过程。最新冷冻电镜解析的8S复合物结构为揭示其分子机制奠定了基础。研究团队采用粗粒化分子动力学(coarse-grain MD)模拟技术,系统比较了棕榈酰化(palmitoylated)与非棕榈酰化Caveolin-1在多组分膜体系中的行为。模拟显示,该复合物以浅表单拓扑(shallow monotopic)方式结合膜单层,在其周围引发显著的脂质重组现象。有趣的是,在囊泡(vesic
来源:Biophysical Journal
时间:2025-08-24
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多尺度模拟揭示RAS-RAF复合体动态特性与脂膜耦合机制
这项突破性研究通过革命性的多尺度模拟技术(包括MuMMI框架的机器学习耦合和全原子尺度扩展),首次系统揭示了RAS-RBDCRD复合体在膜表面的动态行为。研究团队完成了35,000次粗粒度和10,000次全原子分子动力学模拟,发现复合体会在膜上形成独特的构象状态,每种状态对应特异的脂质排布模式——这些脂质"指纹"的影响范围远超单独的KRAS4b蛋白。有趣的是,虽然RAS-RBDCRD复合体表现出强相互作用,但并未发现显著的蛋白-蛋白取向偏好性。这些发现暗示:特定的膜微环境可能通过空间共定位机制,显著提升信号复合体形成的概率,为理解RAS-RAF信号级联的启动提供了全新分子视角。
来源:Biophysical Journal
时间:2025-08-24