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嗜冷蓝细菌Argonaute蛋白实现宽温程可编程DNA切割:新型基因编辑工具的突破
在基因编辑技术飞速发展的今天,科学家们一直在寻找比CRISPR-Cas系统更小巧、更灵活的新型基因编辑工具。原核Argonaute蛋白(pAgo)作为一种可编程核酸酶,能够通过短链向导分子特异性识别并切割靶标核酸,且不需要PAM序列的辅助,被认为极具应用潜力。然而,大多数已发现的pAgo来源于嗜热菌,它们在生理温度下活性较低,特别是在处理双链DNA时效率不佳,这严重限制了其在真核生物基因编辑中的应用。为了突破这一温度限制,研究人员将目光投向了耐冷微生物。俄罗斯科学院基因生物学研究所的Yuliya S. Zaitseva、Ekaterina V. Kropocheva、Andrey V. Kul
来源:Biochemistry (Moscow)
时间:2025-10-04
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沉香精油通过抑制脂质过氧化与调控菌群代谢缓解缺氧诱导的胃肠黏膜损伤
每年全球有数千万人前往海拔超过2500米的高原地区旅游、运动或工作,然而高原缺氧环境却可能给人体健康带来威胁,尤其是消化系统。许多人初到高原会出现食欲不振、恶心、呕吐、腹泻等胃肠道症状,这背后是低氧和氧化应激导致的胃肠黏膜损伤。近年研究发现,缺氧不仅直接造成组织损伤,还会引起肠道菌群紊乱和代谢物谱改变,进一步加剧疾病发展。在此背景下,Wang等人在《AMB Express》发表论文,探究了传统中药沉香所提取的精油(essential oils, EOs)在缓解缺氧所致胃与小肠损伤中的作用及机制。沉香来源于Aquilaria树的树脂,长期以来被用于治疗胃肠道疾病,其主要活性成分是具抗菌和抗氧化作
来源:AMB Express
时间:2025-10-04
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橙皮提取物介导的生态友好型氧化镁纳米颗粒:体外抗癌、抗菌及抗糖尿病潜力研究
在当今纳米生物技术领域,开发兼具高效生物活性和环境友好特性的纳米材料已成为研究热点。尤其对于残疾人群而言,他们常面临多重健康挑战:免疫缺陷导致的易感染性、活动受限引发的慢性创面、以及高发的糖尿病和癌症等合并症。传统治疗手段往往需要多种药物联合使用,不仅增加治疗复杂度,还可能带来不良反应。因此,亟需开发一种多功能纳米制剂,能够同时应对这些交织的健康问题。正是在这样的背景下,Mohamed K.Y. Soliman团队在《AMB Express》发表了创新性研究。他们巧妙利用废弃橙皮提取物(OPE)作为生物还原剂和稳定剂,通过绿色合成法制备出氧化镁纳米颗粒(MgO NPs),并系统评估了其在抗癌、
来源:AMB Express
时间:2025-10-04
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四联益生菌组合对绵羊瘤胃发酵、养分降解及甲烷排放的体外影响研究
随着全球人口增长和对动物蛋白需求的上升,反刍动物养殖在保障粮食安全中扮演着关键角色。然而,反刍动物生产过程中产生的甲烷(CH4)排放不仅加剧温室效应,还导致饲料能量损失,直接影响动物生产效率和环境可持续性。近年来,尽管通过日粮策略调控甲烷生成已取得一定进展,但利用益生菌这一天然、安全的替代方案调节瘤胃功能并降低甲烷排放,逐渐成为研究热点。以往研究多集中于单菌或双菌益生菌制剂,而多菌组合尤其是四联益生菌(quadric probiotic blends)的协同效应尚缺乏系统评估。在此背景下,Ali S. A. Saleem等研究人员在《AMB Express》上发表了一项体外研究,探讨了两种四联
来源:AMB Express
时间:2025-10-04
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腹主动脉瘤患者粪便、血液、血栓和血管壁真菌组特征揭示Malassezia促炎作用与Tomentella保护作用
腹主动脉瘤(Abdominal Aortic Aneurysm, AAA)是一种以肾动脉以下主动脉进行性扩张为特征的血管病变,直径可达正常相邻动脉的150%以上。其病理改变涉及免疫细胞介导的炎症反应和血管中层降解,早期无症状特性使其常被忽视直至面临破裂风险。吸烟、男性、高龄、高血压等是主要风险因素,但这些因素在人群中普遍存在,仅家族史可提示筛查重要性。近年来,微生物组在心血管疾病中的作用备受关注,尤其是肠道细菌组通过代谢产物和易位机制间接或直接影响血管壁炎症破坏。然而,作为人类微生物生态系统关键组成部分的真菌组(Mycobiome)在AAA中的作用却鲜有研究。尽管肠道真菌仅占微生物总群的不到1
来源:Mycopathologia
时间:2025-10-04
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枯草芽孢杆菌通过调控家蚕肠道菌群与氨基酸代谢促进生长及丝蛋白合成的机制研究
家蚕(Bombyx mori)作为重要的经济昆虫和鳞翅目模式生物,在丝绸产业和科学研究中具有不可替代的地位。随着人工饲料饲养技术的快速发展,家蚕养殖正逐步摆脱对桑叶的依赖,迈向规模化、标准化生产。然而,与取食天然桑叶的家蚕相比,人工饲料饲养的家蚕往往出现肠道微生物多样性降低、生长迟缓、抗病能力下降等问题,严重制约了其生产效率和养殖效益。研究表明,肠道微生物在宿主营养代谢、免疫调节及生长发育中扮演关键角色,因此,通过益生菌干预调节家蚕肠道菌群已成为改善其人工饲养性能的重要策略。在此背景下,Ren等人于《Animal Microbiome》发表了题为“Probiotic Bacillus subt
来源:Animal Microbiome
时间:2025-10-04
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季节性动态与竹叶营养调控红熊猫叶际-肠道菌群互作机制研究
在神秘的川西高原,生活着一种以竹子为主食的珍稀动物——红熊猫(Ailurus fulgens)。虽然属于食肉目动物,但它们几乎专食竹子,这种特殊的食性使得红熊猫必须依靠肠道微生物来消化高纤维的竹材。然而,与圈养个体相比,野生红熊猫的肠道微生物动态仍然是个未解之谜。更令人好奇的是,作为红熊猫主要食物来源的竹子,其叶片表面附着丰富的微生物群落(称为叶际微生物),这些微生物是否以及如何影响红熊猫的肠道菌群,是一个值得深入探究的科学问题。季节变化可能通过改变竹子的营养成分和叶际微生物组成,进而影响红熊猫的肠道菌群结构和功能。理解这种复杂的相互作用,不仅能够揭示红熊猫适应特殊食性的进化机制,还能为这一濒
来源:Animal Microbiome
时间:2025-10-04
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稳定单斜相HfO2基薄膜中反相边界诱导的稳健铁电性突破
在追求下一代电子器件的道路上,铁电材料因其独特的极化特性备受关注。传统钙钛矿型铁电材料虽性能优异,却面临尺寸缩放极限和与硅基半导体技术兼容性差的瓶颈。2011年掺杂氧化铪(HfO2)薄膜中铁电性的发现,犹如一道曙光打破了传统范式——这种二元结构材料不仅具备纳米尺度铁电性,更与现代金属氧化物半导体技术高度兼容。然而喜悦之余,科学家们很快陷入了新的困惑:主导铁电性的极性正交相(空间群Pca21)本质上处于热力学亚稳态,就像一座用沙子堆砌的城堡,虽然美丽却难以持久。这种不稳定性导致HfO2基铁电薄膜的性能难以控制,特别是在实际应用中普遍存在的多晶多相结构中,非极性单斜相的存在更让情况雪上加霜。面对这
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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界面化学驱动反应动力学与微观结构演化:锂基全固态电池中化学降解抑制与均质化机制的深入研究
随着电动汽车和可再生能源存储需求的不断增长,下一代电池技术已成为全球研究的焦点。全固态电池(All-Solid-State Batteries, ASSBs)因其高安全性和高能量密度被视为最有潜力的候选者。然而,ASSBs的商业化仍面临重大挑战,其中最关键的是电极与固态电解质界面处的化学和机械降解问题。与液态锂电池不同,ASSBs中的固态电解质与电极材料之间的接触是动态变化的,这会导致界面副反应、接触损失和微观结构演化,从而严重影响电池的性能和寿命。特别是在高能量密度的镍富集阴极(如LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2, NCM)与硫化物固态电解质(如Li6PS5Cl, LPSCl)的复合阴
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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多尺度工程铁电陶瓷实现卓越电卡性能:一种同步获得大ΔT和高电卡强度的新策略
随着气候和能源问题日益严峻,开发环保高效的新型制冷技术迫在眉睫。电卡效应(Electrocaloric effect, EC)作为一种通过施加和移除电场(E)引发可逆等温熵变(ΔS)或绝热温度变化(ΔT)的物理现象,为下一代热管理提供了极具前景的解决方案。电卡效应本质上源于极性系统的极化变化,在各类电介质中,钙钛矿型铁电陶瓷的极化最易改变,因而被广泛研究用于EC制冷。然而,传统工程方法难以同步实现大而灵活的极化变化,导致无法同时获得大ΔT和高电卡强度(ΔT/ΔE)。常规铁电-顺电(FP)相变虽能产生大ΔT,但往往发生在远高于室温的居里温度(Tc),且温度窗口窄;而通过化学掺杂形成的弛豫铁电体虽
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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基于无膜设计的聚合物电解质液固两相氧化还原液流电池实现高电压与高能量密度存储
随着可再生能源规模的不断扩大,开发高效、安全的大规模储能技术成为能源领域的迫切需求。氧化还原液流电池(RFBs)因其功率和容量可独立调节的特性,被视为电网级储能的重要解决方案。然而,传统液流电池仍面临诸多挑战:水性体系受限于窄电压窗口(<1.6 V),导致能量密度偏低(20–50 Wh/L);非水性体系虽可拓宽电压窗口至5.5 V,却因离子交换膜稀缺、与非水溶剂兼容性差、成本高昂等问题发展受阻。更令人头痛的是,锂金属负极虽具有高电压和高能量密度优势,却存在界面不稳定、电解液挥发和枝晶生长等风险。能否打破传统膜材料的束缚,构建一种无需离子交换膜的高性能液流电池?一项发表于《Nature Comm
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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室温里德堡原子气中多重时间晶相的观测:驱动耗散系统中的连续、次谐波与高次谐波时间晶体
在自然界中,晶体是原子在空间呈周期性排列的经典范例,例如日常生活中的盐和珠宝,乃至凝聚态实验中的块体材料,它们展现了空间平移对称性的自发破缺。受时空对等观念的启发,科学家们开始思考:时间平移对称性是否也能被自发打破,从而形成"时间晶体"?这一概念最初由Frank Wilczek于2012年提出,但随后在孤立量子系统中的实现被一系列"no-go"定理所禁止。转而,研究人员在周期性驱动的多体系统中发现了离散时间晶体(DTC),它通过打破离散时间平移对称性而稳定存在,其稳定性通常由无序诱导的多体局域化或高频Floquet驱动导致的预热化所维持。然而,在开放量子系统中,耗散提供了另一种稳定时间晶体序的
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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碲辅助在绝缘基底上生长晶圆级原子级薄绝缘非晶碳的突破性研究及其量子隧穿特性
在材料科学领域,二维材料的研究长期以来集中于晶体体系,如石墨烯(graphene)和六方氮化硼(hBN)。然而,非晶态二维材料——尤其是单层非晶碳(monolayer amorphous carbon, a-C)——因其独特的原子无序结构、优异的机械性能和可调的电子特性,近年来引起了广泛关注。自2020年首次成功合成以来,a-C已成为探索低维无序系统中电子输运、量子效应和机械行为的理想平台。尽管如此,该领域仍面临两大瓶颈:一是现有合成方法依赖金属(如铜)基底,需通过蚀刻转移至绝缘基片,这一过程易引入污染和损伤,且难以实现图案化与晶圆级制备;二是对其绝缘行为的表征多限于室温高阻测量,无法揭示低温
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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吸附响应型仿生光热离子泵实现可逆海水提锂新突破
随着可再生能源技术和电动汽车产业的迅猛发展,全球锂资源需求呈现爆发式增长。据预测,到2050年仅电动汽车领域就需要1,800万吨锂,而目前经济可行的陆地锂储量仅1.15亿吨,巨大的供需缺口迫使人们将目光投向蕴藏2,300亿吨锂的海水宝库。然而,海水中极低的锂浓度(<0.2 mg L-1)和高钠锂比(约19,000:1)构成了巨大挑战。现有吸附法使用的锂离子筛(LIS)材料在颗粒化过程中会出现吸附性能下降和锰溶解损失问题,且传统吸附技术依赖外部能源输入,能效较低。受到合欢树这种超富集植物的启发——它能够通过 specialized 离子泵和蒸腾作用从土壤中特异性吸收金属离子,其花朵在光照下绽放的
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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等离子体-电催化耦合策略:从空气和CO2绿色合成尿素的新范式
尿素作为化肥和化学品的关键氮载体,其传统生产依赖能源密集型的Bosch-Meiser工艺,导致巨大能耗和CO2排放。电催化C-N耦合(C-N coupling)为可持续尿素合成提供了新方向,但N2的强键能(941 kJ mol−1)和低溶解度限制了其效率。相比之下,氮氧化物(NOx)如NO2和NO3−具有更弱的N=O键(204 kJ mol−1)和更好水溶性,成为更有潜力的氮源。然而,当前NOx原料仍依赖高碳排放的Ostwald工艺,制约了电催化过程的可持续性。近期,非热等离子体技术(non-thermal plasma)的突破为尿素合成带来新范式。本研究提出等离子体-电催化(plasma-e
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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钌单原子锚定非晶态镍钼氧化物电催化剂促进并稳定析氧反应
在追求可持续氢能生产的道路上,水分解技术正成为关键突破口。然而,其中的析氧反应(OER)却像一个"慢半拍"的舞者——这个四电子转移过程动力学缓慢,严重制约了整个水分解过程的效率。虽然贵金属钌(Ru)和铱(Ir)氧化物展现出优异的固有OER活性,但它们的高成本和稀缺性让大规模应用变得遥不可及。科学家们不得不将目光转向非贵金属3d过渡金属(氢)氧化物,其中镍(Ni)基材料因其符合电催化剂设计的Sabatier原理而备受关注。近年来,非晶态氧化物展现出令人惊喜的电催化性能:它们通常具有更大的电化学表面积和更丰富的缺陷,能够促进中间体吸附并暴露更多的活性位点。镍钼基非晶态氧化物更因其易于合成(如室温制
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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基于TAD-吲哚点击化学快速构建具有可控力学性能与抗菌性的有机硅弹性体
1H NMR表征分析采用DMSO-d6作为氘代试剂,通过1H NMR确认TAD及其中间产物的结构。图2(a)显示二苯甲烷二氨基甲酸乙酯的峰1、2、3、4归属于乙基甲酸肼,峰5、6、7、8归属于二苯基二异氰酸酯(MDI)。图2(b)展示对二苯甲烷二脲唑的1H NMR谱图,除苯环和亚甲基质子峰外,在10.4 ppm处出现仲胺质子峰,且无其他杂峰,表明成功合成目标产物。结论本研究将TAD-吲哚点击化学引入有机硅体系,构建了新型交联有机硅弹性体。该材料制备方法简便,无需催化剂等额外条件,最大拉伸强度达1.07 MPa,断裂伸长率为122%。吲哚基团的存在使IC-PDMS-TAD-3具备完全抗紫外线性(
来源:European Polymer Journal
时间:2025-10-04
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综述:金属空气电池中的离域电子工程:形成机制、调控策略及应用
引言随着全球能源需求持续增长与环境污染问题加剧,高效、安全且可持续的能源存储技术成为能源科学与工程领域的核心研究方向。锂离子电池(LIBs)虽已广泛应用于消费电子与电动汽车领域,但其正极材料资源稀缺(如LiCoO2和富镍NCM)、锂金属地理分布不均、高温热失控风险以及制造成本逐年攀升等问题,限制了其进一步发展。因此,开发具有更高能量密度、更优安全性和更低成本的新型储能系统成为当前研究重点。在众多新兴储能技术中,金属空气电池(MABs)因其极高的理论能量密度、环境友好性和资源可持续性被视为下一代高性能储能技术的重要候选体系。与LIBs不同,MABs以环境中的氧气作为正极活性物质,降低了对正极材料
来源:Coordination Chemistry Reviews
时间:2025-10-04
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综述:线粒体靶向小分子荧光探针的研究进展:从原理设计到生物应用
响应机制与设计原理荧光探针通常由识别单元(Receptor)、信号单元(Fluorophore)和连接基团构成。其核心响应机制包括:•光诱导电子转移(PET):探针与分析物结合后,电子转移过程被阻断或激活,导致荧光强度变化。•荧光共振能量转移(FRET):通过供体与受体之间的能量转移实现比率型荧光响应,提升检测准确性。•分子内电荷转移(ICT):分析物与探针相互作用引起电子云分布变化,导致荧光波长偏移。•聚集诱导发光(AIE):特定结构在聚集状态下荧光增强,适用于高粘度环境监测。线粒体靶向策略线粒体靶向主要依赖脂溶性阳离子结构,利用线粒体膜电位(ΔΨm)实现富集:•三苯基膦(TPP+):经典靶
来源:Coordination Chemistry Reviews
时间:2025-10-04
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综述:多糖结合疫苗:从历史里程碑到未来策略
历史回顾细菌疫苗的研发从19世纪80年代路易·巴斯德的减毒炭疽疫苗启程,历经全细胞灭活疫苗(如伤寒、百日咳wP疫苗)时代。20世纪30年代,多糖疫苗的诞生标志着抗原纯化技术的飞跃,但纯多糖疫苗存在局限性:它们引发T细胞非依赖性应答,对婴幼儿效果不佳且保护期短。这一瓶颈在1980年代被突破——结合疫苗技术通过将荚膜多糖(CPS)与载体蛋白共价连接,成功转向T细胞依赖性免疫,持久保护得以实现。核心抗原:细菌多糖细菌多糖抗原主要分为荚膜多糖(CPS)与O抗原(O-Ag)。CPS形成致密胶囊,包裹于肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、脑膜炎奈瑟菌(Neisseria men
来源:Carbohydrate Polymers
时间:2025-10-04