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时空大模型:连接多学科与人工智能的超级枢纽 —— 开启科学研究新范式
在当今科技飞速发展的时代,科学研究对于数据的分析和处理能力提出了越来越高的要求。智能时空数据分析,借助多元时间序列和地理信息等数据,为科研人员揭示多尺度模式、优化决策提供了有力工具。然而,传统的智能时空算法在实际应用中却面临着重重困境。一方面,这些算法依赖大量特定领域的专业知识,这意味着研究团队不仅要精通人工智能技术,还得对具体学科有深入了解,而同时具备这两种能力的研究人员少之又少,严重阻碍了智能时空分析技术在科研中的融合与发展。另一方面,将智能时空数据分析融入科研的过程复杂且耗时,从数据收集处理到模型设计、训练优化,再到部署和推理,每一步都充满挑战。而且,使用智能时空分析技术的科研群体之间存
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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智能聚合物电介质:电降解自指示材料的革新设计与应用前景
在自然界中,变色龙通过色素细胞释放分子实现皮肤颜色变化,这种智能响应机制启发了材料科学家的研究思路。随着现代电力系统复杂度提升,聚合物电介质作为电容器、变压器等设备的关键绝缘材料,其早期电降解监测面临重大挑战:传统光谱分析法存在成本高、易受干扰等缺陷,而现有自修复材料缺乏预警功能。重庆大学李健、尹志刚团队与北京工业大学尹明吉合作,受生物智能响应启发,开发出全球首款电降解自指示智能聚合物电介质。研究采用自由基化学指示策略,将螺恶嗪分子嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)、环氧树脂等基质。通过羟基化度计算、电子密度分布模拟和表面漏电流测量等技术,证实材料在高压交流电场(6-30 kV/50 Hz)下发生
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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稳态强磁场装置(SHMFF)42.02 T 强磁体:开启极端磁场科研新征程
在科学探索的奇妙世界里,高磁场就像是一把神奇的钥匙,能够打开众多未知领域的大门。在凝聚态物理、材料科学、化学、生物学、生命科学以及量子信息科学等诸多学科中,高磁场都是极为重要的极端实验条件。比如在凝聚态物理领域,科学家们借助高磁场深入研究强关联电子系统和拓扑材料;在材料科学中,高磁场能助力新材料的合成与表征,帮助科研人员了解材料的结构和缺陷;在研究分子结构时,利用高磁场下的核磁共振(NMR)和磁共振成像(MRI)技术,还能获得更高的灵敏度和分辨率。然而,要获得稳定且高强度的磁场并非易事,此前的技术面临着诸多挑战,如大电磁应力、高功率密度冷却等问题,这严重限制了高磁场在科研中的广泛应用和深入研究
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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MetaCity:数据驱动的复杂城市可持续发展框架——从多模态数据整合到智能决策优化
城市化进程正以前所未有的速度重塑人类文明图景。联合国预测到2050年全球70%人口将聚居城市,这些"混凝土森林"贡献着80%的GDP,却也排放着70%的温室气体。在光鲜的摩天大楼背后,城市正陷入效率悖论:交通信号灯徒劳地切换着红绿灯光,救护车被困在早高峰的车流中;贫民窟与豪宅区仅一街之隔,却仿佛存在于平行时空;电网在夏夜超负荷运转,而风电场的叶片在无风日静止如雕塑。这种系统性失调暴露了传统城市规划的致命缺陷——将城市视为机械拼图而非有机生命体。为破解这一困局,清华大学电子工程系Yunke Zhang、Yong Li团队联合中科院、上海交通大学等14家机构,在《The Innovation》发表
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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Self-calibrating Multiplexed Microneedle Electrode Array:开启糖尿病皮下多分析物实时监测新征程
在当今社会,糖尿病已成为严重威胁人类健康的慢性疾病。连续血糖监测(CGM)技术虽已获批用于糖尿病管理,但传统的较长植入式电极存在诸多弊端,如伴随疼痛、感染和组织炎症等问题。而且,仅监测血糖无法全面评估糖尿病及其并发症,监测多种生化标志物对于了解糖尿病患者的身体状况至关重要 。然而,目前能够同时、实时、原位监测皮下生物分析物浓度的技术却十分匮乏。在此背景下,中山大学的研究人员开展了一项重要研究,致力于开发一种创新的监测技术,以填补这一空白。该研究成果发表在《The Innovation》上。研究人员开发了一种自校准多路微针电极阵列(SC-MMNEA),它能够连续、实时地监测皮下空间中的多种生物分
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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新型硫醇-硫点击化学助力高性能锂-有机硫化物电池的开发
研究背景与意义传统锂硫(Li-S)电池因多硫化物溶解导致的“穿梭效应”和硫正极体积膨胀等问题严重制约其实际应用。虽然含硫聚合物(SCPs)作为正极材料可部分缓解这些问题,但现有合成方法多需高温条件且产物结构不可控。如何通过温和反应路径构建高性能SCPs成为领域内关键挑战。研究方法与技术路线兰州理工大学材料科学与工程学院团队提出碱催化硫醇与单质硫(S8)的点击化学反应新机制,在室温下快速合成新型聚合物聚二乙烯硫醚六硫化物(PDVTHS)。通过FTIR、TOF-SIMS、XPS等技术表征材料结构,结合原位拉曼光谱和UV-vis追踪电化学反应路径,系统评估其在锂-有机硫电池中的电化学性能。核心研究发
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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AI 助力柔性电子赋能仿人机器人头部:实现自然逼真面部表情的探索与突破
在科技飞速发展的当下,仿人机器人正逐渐走入人们的生活。从早期简单的机械装置,到如今具备一定智能的机器人伙伴,它们的进化令人瞩目。然而,想要让仿人机器人真正融入人类社会,拥有自然逼真的面部表情成为了关键难题。目前的仿人机器人在外观和动作上虽有进步,但面部表情往往生硬、不自然,这不仅影响了人机交互体验,还引发了 “恐怖谷效应”,让人在与机器人互动时产生不适感。为了攻克这一难题,澳门大学机电工程系及人工智能与机器人中心、华中科技大学智能制造装备与技术国家重点实验室等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《The Innovation》杂志上。研究人员采用了多方面关键技术方法。在机械结构设计上,
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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TOR信号通路介导的根系可塑性:解码植物在逆境中优化生长的分子机制
植物在复杂环境中如何实现最优生长?最新研究揭示了雷帕霉素靶蛋白(TOR)信号通路的核心调控作用。作为营养感知的中枢,TOR复合体(TORC1)通过Rho相关蛋白ROP2响应氮信号,并与蔗糖非发酵相关蛋白激酶1(SnRK1)、海藻糖-6-磷酸(T6P)形成动态调控网络。当碳源充足时,T6P抑制SnRK1并激活TOR,促进硝酸盐转运蛋白NRT1.1和转录因子NLP7的核定位,驱动侧根发育;而低氮条件下,SnRK1磷酸化NLP7将其滞留于胞质,抑制生长。研究还发现,TOR与脱落酸(ABA)通过SnRK2激酶形成"生长-抗逆"开关:正常条件下TOR磷酸化ABA受体PYR/PYL促进根系伸长,胁迫时Sn
来源:The Innovation
时间:2025-02-19
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肺组织驻留 c-Kit+细胞分化为微血管内皮细胞:缓解肺血管重塑的新希望
在人体的肺部,有一套精妙的血液循环系统,它就像一个庞大而复杂的交通网络,负责着氧气和二氧化碳等气体的交换运输。其中,微血管内皮细胞(mECs)是这个网络中至关重要的 “交通枢纽”,对肺血管的发育、再生以及维持血管和肺泡的稳定起着关键作用。然而,当 mECs 出现功能障碍时,就会引发肺血管重塑(PVR),进而导致肺动脉高压(PH)等一系列严重的呼吸系统疾病。这些疾病不仅会使肺部微血管网络受损,还会让血管壁增厚、肌肉化,严重影响肺部功能。目前,虽然对 PVR 和 PH 的研究不断深入,但仍存在许多亟待解决的问题。比如,肺 c-Kit+细胞在 PVR 中到底扮演着怎样的角色,其分化机制又是什么,这些
来源:Developmental Cell
时间:2025-02-19
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RIOK3 介导 40S 核糖体降解:解锁应激下核糖体稳态调控的关键机制
在细胞的微观世界里,核糖体就像一个个精密的 “小工厂”,负责蛋白质的合成工作。在正常情况下,这些 “小工厂” 有序运转,为细胞的生长、发育提供充足的 “原料”。然而,当细胞遭遇诸如氨基酸饥饿、蛋白质折叠应激等不良环境时,核糖体的正常工作就会受到影响。此时,细胞需要对核糖体进行调控,以适应环境变化,维持自身的生存和功能。但长期以来,科学家们并不清楚在这些应激条件下,核糖体是如何被降解的,这就像是在黑暗中摸索,找不到前行的方向。为了揭开这个谜团,来自复旦大学闵行医院、约翰霍普金斯大学医学院等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们聚焦于应激诱导 40S 核糖体降解这一关键问题,展开了深入研究。最终,他们
来源:Molecular Cell
时间:2025-02-19
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综述:《信号转导与靶向治疗》探索能量代谢:健康与疾病的关键纽带
信号转导与靶向治疗健康与疾病中的能量代谢Hui Liu1, Shuo Wang1, Jianhua Wang1, Xin Guo1, Yujing Song1, Kun Fu1, Zhenjie Gao1, Danfeng Liu1?, Wei He1?and Lei-Lei Yang 1?能量代谢对于维持生物体的生理功能至关重要,并在生理和病理条件下都起着关键作用。这篇综述广泛概述了能量代谢研究的进展,阐明了糖酵解、氧化磷酸化、脂肪酸代谢和氨基酸代谢等关键途径及其复杂的调节机制。这些过程的稳态平衡至关重要;然而,在神经退行性疾病、自身免疫性疾病和癌症等病理状态下,会发生广泛的代谢重编程,导致
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy
时间:2025-02-19
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《Genome Biology》解锁 T2T-CHM13:探秘现代人类体内尼安德特人基因的全新奥秘
在人类漫长的演化历程中,远古人类与现代人类的基因交融一直是科学家们热衷探索的神秘领域。尼安德特人(Neanderthal)和丹尼索瓦人(Denisovan)的基因测序数据让我们知晓,他们的基因在现代人类基因组中留下了独特印记 。如今,非非洲人身上大约携带 2% 的尼安德特人 DNA,而非洲人携带的尼安德特人血统也比之前认为的更多。大洋洲人则拥有 2 - 5% 的丹尼索瓦人血统,亚洲人群体中也存在少量丹尼索瓦人基因序列。这些远古基因的存在对人类的功能、表型和进化产生了深远影响,一些远古等位基因和单倍型在人类群体中具有适应性,并且高频存在。然而,在探寻远古基因奥秘的道路上,科学家们遇到了难题。过去
来源:Genome Biology
时间:2025-02-19
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新辅助免疫治疗联合或不联合化疗治疗局部晚期口腔鳞状细胞癌:一项具有重要突破意义的随机双臂 2 期试验
在头颈部肿瘤的大舞台上,口腔鳞状细胞癌(OSCC)是一位 “常客”,超过 60% 的患者确诊时已处于局部晚期。当前,标准治疗方案是手术切除后进行辅助放疗,可选择联合化疗。但现实很残酷,这些患者的预后依旧不佳,5 年总生存率(OS)不到 50%,高复发和转移风险像乌云一样笼罩着他们。传统的新辅助化疗虽然能引发病理反应,临床缓解率也还不错,可对患者长期生存的改善却不明显。免疫检查点抑制剂的出现曾带来希望,在复发和转移性头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)治疗中初露锋芒,但单药新辅助免疫治疗的主要病理反应(MPR)率较低,探寻更有效的治疗方案迫在眉睫。为了突破这一困境,武汉大学口腔医学院的研究人员挺身而出
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-02-19
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Disrupting AGR2/IGF1 Signaling Loop: A Promising Strategy for Pancreatic Cancer Therapy—— 靶向 AGR2/IGF1 信号环路:胰腺癌治疗的新希望
胰腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)是一种令人闻风丧胆的恶性肿瘤,它具有极高的侵袭性,而且在其发展过程中,会出现明显的间质增生(desmoplasia)现象。在肿瘤的微环境里,癌细胞与癌相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblasts,CAFs)通过各种信号通路紧密 “勾结”,它们之间复杂的相互作用极大地推动了肿瘤的生长,还让肿瘤的间质反应愈发严重。目前针对肿瘤与 CAFs 之间这种复杂相互作用的研究还不够深入,而且之前尝试抑制相关单一信号通路的治疗方法,比如抑制 Shh 通路或 IGF1R,都没能有效提高患者的生存率,
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-02-19
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鼻咽癌 N 分期新突破:咽后淋巴结外侵影像特征改写分期标准
鼻咽癌是一种常见的头颈部恶性肿瘤,在我国南方地区发病率较高。目前,肿瘤 - 淋巴结 - 转移(TNM)分期系统是评估鼻咽癌病情、预测预后和指导治疗的重要依据。然而,随着医学技术的发展,现有的 TNM 分期系统面临着一些挑战。一方面,磁共振成像(MRI)等先进检查手段的广泛应用,能够更精准地识别肿瘤范围和淋巴结受累情况,如颅底侵犯、结外侵犯(ENE)等,这使得原有的分期标准可能无法准确反映患者的真实病情;另一方面,新的治疗方法不断涌现,如诱导化疗联合同步放化疗加辅助节拍化疗、铂类双药化疗联合免疫治疗等,这些治疗手段显著改善了患者的生存状况,也要求分期系统与时俱进,以更好地指导临床实践。在这样的背
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-02-19
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戊肝疫苗对乙肝表面抗原阳性成人保护力超 70%,开启肝病防控新篇
在医学的广阔领域中,病毒性肝炎一直是全球关注的健康难题。其中,戊型肝炎病毒(HEV)是引发病毒性肝炎的重要 “元凶” 之一。虽说大部分 HEV 感染是自限性的,但对于那些本身就患有慢性肝病(CLD)的患者、免疫功能低下的人群以及孕妇来说,情况就没那么乐观了。一旦感染 HEV,他们很容易出现严重的并发症。据统计,慢性肝病患者如果再感染 HEV,发生肝衰竭的风险会大幅增加,死亡率也会显著上升 。更棘手的是,在许多亚洲国家,乙肝病毒(HBV)和 HEV 的流行区域有很大重叠。乙肝患者人数众多,慢性乙肝(CHB)患者的乙肝表面抗原(HBsAg)会持续呈阳性。HEV 感染对于慢性乙肝患者来说,简直是雪上
来源:Nature Communications
时间:2025-02-19
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CXCL8/MAPK/hnRNP-K信号轴:揭示呼吸道病毒复制新机制与广谱抗病毒靶点
呼吸道病毒每年导致全球数百万人死亡,但现有抗病毒药物面临病毒变异快、靶点单一的困境。更棘手的是,病毒常利用宿主免疫反应"反客为主"——例如细胞因子CXCL8(C-X-C motif chemokine ligand 8)本是宿主防御信号,却被某些病毒转化为"帮凶"。这种"寄生式"的宿主-病毒互作机制长期未被阐明,成为抗病毒药物开发的盲区。吉林大学第一医院的研究团队在《Nature Communications》发表突破性研究,首次揭示EV-D68、流感病毒和鼻病毒等呼吸道病毒共用的"劫持"机制:通过病毒结构蛋白VP4激活宿主Syk-PI3K-AKT通路诱导CXCL8分泌,进而激活CXCR1/2
来源:Nature Communications
时间:2025-02-19
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S100A12 如何 “勾结” ANXA5 加重心梗损伤,还能预测死亡风险?
在医学领域,急性心肌梗死(AMI)一直是严重威胁人类健康的重大疾病。尽管经皮冠状动脉介入治疗的进步大大降低了 AMI 患者的死亡率,可心力衰竭的患病率却仍在不断攀升。一旦发生 AMI,心肌细胞会迅速出现缺血损伤,这是导致长期心力衰竭的关键因素。因此,深入了解心肌细胞早期缺血损伤的机制,寻找有效的治疗靶点,成为改善 AMI 患者预后的迫切需求。S100A12 作为 S100 家族中一种新发现的钙调节蛋白,已被证实与多种炎症、代谢疾病以及心血管事件相关。之前的研究还表明,它可能是 ST 段抬高型心肌梗死(STEMI)早期诊断和预测的潜在生物标志物。然而,S100A12 是否通过调节中性粒细胞影响
来源:Nature Communications
时间:2025-02-19
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H19 编码的 GMRSP 蛋白 —— 主动脉夹层治疗的新希望
在医学领域,主动脉夹层(AD)是一种极其凶险的血管疾病,就像一颗随时可能引爆的 “炸弹”,严重威胁着人们的生命健康。它发病时,患者往往会突然感到剧烈的胸、背或腹部疼痛,而且病情发展迅速,致死致残率极高。目前,尽管科学家们已经知道细胞外基质的退化和血管平滑肌细胞(VSMC)的表型转变在主动脉夹层的发病过程中起着关键作用,但针对这一疾病,有效的药物治疗手段却非常有限。这就好比在与主动脉夹层这个 “病魔” 的战斗中,我们的武器库还不够强大。同时,代谢重编程在 VSMC 的表型转变中也扮演着重要角色,尤其是从氧化磷酸化(OXPHOS)转变为有氧糖酵解的过程。这个转变过程部分受到丙酮酸激酶 M1(PKM
来源:Nature Communications
时间:2025-02-19
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MAPK13通过磷酸化PHGDH并促进其通过分子伴侣介导的自噬降解在肝损伤中发挥关键作用
肝脏作为药物代谢的主要器官,常因药物毒性导致损伤。药物性肝损伤(DILI)已成为全球肝病相关死亡的第五大原因,占急性肝衰竭病例的50%以上。尽管临床常用药物如他汀类抗生素和免疫检查点抑制剂常引发肝毒性,但其分子机制尚不明确。代谢重编程在肝损伤中起关键作用,丝氨酸合成通路(SSP)连接糖酵解和一碳代谢,通过调控物质合成和氧化还原平衡维持细胞稳态。然而,SSP在DILI中的调控机制仍是未解之谜。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心的研究团队在《Cell Discovery》发表重要成果。研究人员发现氧化应激条件下,丝氨酸合成通路限速酶PHGDH蛋白水平显著降低,而mRNA水平不变。通过构建肝细胞特异
来源:Cell Discovery
时间:2025-02-19