• 综述：细菌视紫红质质子泵机制：计算方法的成果与挑战

  ### 细菌视紫红质（bR）质子泵机制研究概述细菌视紫红质（bR）是目前研究较为深入的质子泵。在过去约四十年间，对这个由光驱动的具有光循环特性的蛋白质的研究，极大地推动了膜蛋白研究领域关键实验和计算方法的发展。研究 bR 质子转移步骤的计算方法有着诸多成果与挑战，值得深入探讨。计算方法在研究 bR 质子转移步骤中的应用成果在研究早期光循环中间体的质子转移机制时，不同实验结果之间存在冲突。通过详细的量子力学 / 分子力学（QM/MM）计算，这一矛盾得到了解决。该计算方法得出的结果在十多年后也得到了进一步证实。这一成果的关键在于认识到，想要理解质子泵的工作原理以及质子的定向转移过程，不能孤立地看待

  来源：Biophysical Journal

  时间：2025-04-07

• 蒸汽冷凝传热中的增强效应与实际应用挑战：迈向工业级滴状冷凝技术的革新之路

  在蒸汽冷凝传热领域，滴状冷凝(DWC)技术通过消除膜状冷凝(FWC)固有的凝液膜热阻，展现出超高热传递系数(HTC)的潜力。然而过去一个世纪里，可规模化且耐用的DWC技术始终未能突破——非凝性气体(NCGs)的干扰使传统实验数据出现HTC随过冷度增加而降低的反常现象，与成核理论直接矛盾。研究团队发现，当前领域过度追求超高热传递增强，导致开发出脆弱且难以量产的复杂表面结构，却忽视了工业应用最关键的耐久性和可制造性。相比之下，制冷行业已验证的翅片管等技术反遭冷遇。创新性地，该研究提出采用红外测温技术(IR thermometry)实现冷凝过程中气液/固液界面温度的非侵入式测量，并结合基于物理机制的

  来源：Joule

  时间：2025-04-07

• 基于蜜蜂授粉的转基因油菜大规模监测新方法：花粉qPCR检测技术的应用

  随着转基因(GM)作物种植版图不断扩张，科研团队开发了一种创新监测策略：在转基因油菜田周边精准布置蜂箱，利用蜜蜂这种"天然采样器"收集花粉，通过高灵敏度的TaqMan定量PCR(qPCR)技术检测花粉中的转基因成分。数据显示，蜂群采集的花粉中，CaMV35S启动子、抗除草剂基因Bar、抗生素抗性基因NPTII和潮霉素磷酸转移酶基因HPT的平均Ct值分别为27.91、29.58、31.49和31.97。特别值得注意的是，距离油菜田100-200米范围内的蜂箱花粉样本，其四个标志性基因的ΔCt值(-0.35、1.66、2.58、5.06)显著低于300-1100米样本(2.85、4.01、6.66

  来源：Transgenic Research

  时间：2025-04-07

• 旱地土壤绿藻 Tetradesmus sp. strain 198 基因组的全新组装与注释：探索类胡萝卜素生物技术生产的潜力

  Tetradesmus sp. strain 198 是一种具有生物技术生产类胡萝卜素潜力的微藻。在本研究中，对其进行基因组测序，得到的基因组组装总长度为 149 Mbp，BUSCO 完整性为 91%，N50 为 783 kbp，注释出的基因总数为 19,841 个。Tetradesmus sp. strain 198 是新发现的绿藻纲（Chlorophyceae class）、栅藻科（Scenedesmaceae family）菌株，经鉴定属于 Tetradesmus bajacalifornicus 分支。它是在澳大利亚东海岸干旱地区的裸土样本中分离得到的。该菌株在装有 50 mL 改良

  来源：Microbiology Resource Announcements

  时间：2025-04-07

• 基于雷达视觉融合系统的新生儿胸腹呼吸分离监测技术：提升非接触式生命体征测量精度

  新生儿死亡率在全球范围内居高不下，约75%的死亡发生在出生后第一周，而呼吸频率(RR)和心率(HR)是新生儿复苏的关键指标。现有监测技术如心电图(ECG)存在电极贴附耗时、易致皮肤损伤等问题，而毫米波雷达虽能非接触测量，但传统方法主要针对成人胸式呼吸设计。新生儿因肋间肌薄弱而依赖腹式呼吸，胸壁运动信号信噪比(SIR)低，加之临床环境中医护人员活动干扰，导致现有雷达监测系统精度不足。为解决这一难题，中国科学院微波成像技术重点实验室联合北京大学第三医院团队在《Scientific Reports》发表研究，开发了基于雷达视觉融合系统(RVF)的胸腹分离测量方法(STAM)。研究采用62-69 GH

  来源：Scientific Reports

  时间：2025-04-07

• 利用视网膜血管特征无创早期预测妊娠期子痫前期：一项创新突破

  子痫前期（Preeclampsia，PE）是妊娠期一种严重的高血压疾病，如同隐藏在孕期中的 “定时炸弹”，严重威胁着母婴的生命健康。全球约 4.6% 的孕妇会受到它的影响，在中国，它更是位列孕产妇死亡原因的第二位，还会大幅增加早产（Preterm Birth，PTB）、小于胎龄儿（Small for Gestational Age，SGA）甚至死胎等不良妊娠结局的风险。目前，基于孕妇特征和产科病史的风险因素评估对 PE 的预测效果并不理想，无法精准量化患者的具体风险。而像胎儿医学基金会三联检测等新方法，虽然在不同人群中有一定的预测能力，但需要专业超声技师测量子宫动脉搏动指数（UtA - PI）

  来源：npj Digital Medicine

  时间：2025-04-06

• 基于微生物组数据的疾病预测：贝叶斯成分广义线性混合模型的创新突破

  在生命科学和健康医学领域，微生物组数据对于理解和预测疾病易感性至关重要。微生物组数据通常以成分数据的形式呈现，即各微生物物种的相对丰度。然而，传统的预测建模方法在处理这类数据时面临诸多挑战。一方面，成分数据的固定和约束特性，使得其在广义线性模型中无法直接应用，因为它不满足满秩条件，方差矩阵总是奇异的 。另一方面，现有方法大多基于高维稀疏假设，认为只有少数微生物组特征与疾病结局相关，而在实际情况中，大效应和小效应常常同时存在，忽视小效应会显著降低模型的预测性能。为了突破这些困境，来自美国福克斯蔡斯癌症中心（Fox Chase Cancer Center）、肯尼索州立大学（Kennesaw Sta

  来源：BMC Bioinformatics

  时间：2025-04-06

• 基于语言模型与深度学习的 TransBind：精准探测 DNA 结合蛋白及残基的创新突破

  在生命的微观世界里，基因的表达调控如同精密的交响乐，而 DNA 与蛋白质之间的相互作用则是这场交响乐中关键的音符。DNA 结合蛋白（能与 DNA 发生特异性结合的蛋白质）及其结合残基（DNA 结合蛋白中与 DNA 结合的特定氨基酸残基）在基因调控、DNA 复制、转录和翻译等重要生物过程中发挥着核心作用。准确识别它们，就像是掌握了打开生命奥秘之门的钥匙，有助于深入理解各种生命现象的本质，也为相关疾病的诊断、治疗和药物研发提供关键线索。然而，传统的实验方法，如基于微阵列的蛋白质微阵列测定、蛋白质结合微阵列和染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）等，虽然能够较为精确地识别 DNA 结合残基，但它们如

  来源：Communications Biology

  时间：2025-04-06

• 长读长测序技术助力解析癌症基因组：Severus 精准探测体细胞结构变异与复杂重排

  在癌症基因组中检测体细胞结构变异（SV）时，长读长测序相较于短读长测序，在可定位性和变异定相方面更具优势。然而，目前大多数长读长 SV 检测方法并不适用于分析具有复杂重排和异质性特征的肿瘤基因组。在此，研究人员提出 Severus，这是一种基于断点图的算法，用于从长读长癌症测序数据中识别体细胞 SV。Severus 可与匹配的正常样本配合使用，支持分析不平衡的癌症核型，能够描绘复杂的多断点 SV 模式，并生成单倍型特异性的检测结果。在一个综合多种技术的细胞系面板测试中，Severus 在 SV 检测的 F1 分数（精确率和召回率的调和均值）方面始终优于其他长读长和短读长方法。研究还表明，与长读

  来源：Nature Biotechnology

  时间：2025-04-05

• 基于击键动力学行为生物特征诊断帕金森病：创新技术开启个性化医疗新篇

  帕金森病（Parkinson’s disease，PD），这个隐匿在神经系统中的 “杀手”，正悄然影响着全球超 1000 万人的生活。它不仅给患者带来身体上的痛苦，还让家庭和社会背负沉重的经济负担。目前，PD 的诊断面临着重重困境。传统的诊断方法，如昂贵又繁琐的侵入性扫描，不仅过程麻烦，还可能给患者带来不良反应，像头痛、恶心等。而主观的临床评估，比如医生通过患者的自我描述进行诊断，容易受到主观因素的干扰，难以准确反映病情的细微变化。并且，现有的诊断手段无法实现对 PD 病情的连续监测，这就像在黑暗中摸索，医生难以实时掌握患者的病情进展，更无法精准地调整治疗方案。在这样的背景下，一项旨在突破困境

  来源：SCIENCE ADVANCES

  时间：2025-04-05

• 观测磁振子迪克超辐射相变：突破与量子技术新契机

  在量子世界中，两个能级的原子与单模腔光子超强耦合时，理论上会发生一种神奇的量子相变 —— 超辐射相变（SRPT）。在这个相变过程中，即使没有外部驱动，原子极化和光子场也会变得有限，就像微观世界里的一场奇妙 “魔法”。然而，由于抗磁项（diamagnetic term）的存在，一个 “禁止定理（no - go theorem）” 给这个相变的实现设下了重重障碍，使得它在热平衡状态下的出现一直备受争议。为了突破这个困境，探索量子世界更多的奥秘，研究人员踏上了寻找新途径实现 SRPT 的征程。此次研究由未知研究机构的研究人员展开，他们将目光聚焦在 ErFeO3这种材料上，致力于观测其中的磁振子超辐射

  来源：SCIENCE ADVANCES

  时间：2025-04-05

• 揭秘蓝藻中无辅因子磷酸甘油酸变位酶（iPGAM）的调控奥秘：为生物技术开辟新路径

  引言磷酸甘油酸变位酶（PGAMs）广泛存在于生物体内，连接多种糖代谢途径，可将 3 - 磷酸甘油酸（3 - PGA）转化为 2 - 磷酸甘油酸（2 - PGA），促进碳通量进入合成代谢途径。PGAMs 分为依赖 2,3 - 二磷酸甘油酸（2,3 - BPG）的 dPGAM 和不依赖 2,3 - BPG 的 iPGAM。iPGAM 在底物结合时，通过两步反应实现甘油酸核心磷酸基团的可逆转移，反应需两个锰离子参与，且高度依赖 pH。在蓝藻中，iPGAM 具有独特调控作用，尤其在应对氮饥饿时。以集胞藻（Synechocystis）为例，其有两个基因（slr1124 和 slr1945）编码 iPGA

  来源：mBio

  时间：2025-04-05

• 综述：探究细胞内力学的新兴机械生物学技术

  引言在生命科学领域，细胞就像一个个精密而复杂的微观工厂，执行着各种维持生命运转的功能。而这些功能的实现，很大程度上依赖于细胞自身以及所处环境的机械性能。机械生物学这一前沿学科，专注于探究细胞如何感知物理信号和力，并将机械信号转化为生化反应。过去，科学家们在细胞整体层面研究细胞力学方面成果颇丰，但随着技术的进步，如今深入到细胞内部，研究亚细胞水平的机械转导成为可能。这就好比从研究一座城市的整体布局，深入到探究城市中每一栋建筑内部的精细结构和运作机制。研究亚细胞成分（如细胞器和细胞质）的物理性质，对理解细胞力学至关重要。例如在癌症研究中，癌细胞的物理性质（如细胞粘度）变化与转移潜能增加密切相关。而

  来源：npj Biological Physics and Mechanics

  时间：2025-04-05

• DNA 折纸助力侧向流动免疫分析信号放大：提升检测灵敏度的创新策略

  在现代医学检测领域，快速、准确地检测生物标志物对疾病的诊断和治疗至关重要。侧向流动免疫分析（Lateral Flow Immunoassays，LFIAs）凭借其操作简便、可快速出结果等优势，成为全球广泛应用的诊断测试方法之一，在医疗现场检测（Point-of-Care，PoC）中发挥着重要作用。然而，LFIAs 的灵敏度却不尽人意，其检测限通常在微摩尔到 10 - 100 皮摩尔浓度范围内 ，与标准实验室免疫分析（如酶联免疫吸附测定 ELISA、电化学发光 ECL 等）可达的飞摩尔到皮摩尔检测限相比，差距明显。这就导致在许多关键的现场检测场景中，LFIAs 的初始检测结果往往需要借助复杂且耗

  来源：Nature Communications

  时间：2025-04-05

• 牛肺结核早期宿主应答特征研究：三维肺球模型与多组学技术的创新应用

  结核病（Tuberculosis，TB）是一种严重危害全球畜牧业经济和公共卫生的疾病，牛结核病（bovine TB，BTB）在许多国家广泛流行，给畜牧业带来巨大损失。牛分枝杆菌（Mycobacterium bovis）和结核分枝杆菌（M. tuberculosis）是导致牛结核病的主要病原体，近年来新发现的 M. orygis 也增加了人畜共患传播的风险。同时，耐药结核菌的出现使得结核病的根除工作更加复杂，牛可能成为耐药菌株的储存宿主。目前，在牛结核病研究方面存在诸多难题。在东南亚国家如印度，牛结核病发病率在 2 - 50% 之间，其复杂的流行病学、难以实施的根除政策以及缺乏有效的诊断方法和疫

  来源：Communications Biology

  时间：2025-04-05

• 利用放线菌降解草甘膦：可持续农业土壤修复的创新方案

  草甘膦作为全球用量最大的除草剂，其环境残留问题日益严峻。本研究创新性地利用四株放线菌（Streptomyces sp. SPA2、S. rochei IT、S. variabilis Herb和S. griseoincarnatus SC）开展生物降解实验。通过比色法测定发现，在pH 7.2、30°C、4%接种量的优化条件下，菌株Herb表现最突出，总有机碳(TOC)去除率高达82.06%。衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)分析显示，降解后草甘膦分子特征峰发生显著位移，证实其化学键断裂。这些"土壤清道夫"的发现，为发展绿色农业污染治理技术提供了重要菌种资源。

  来源：Brazilian Journal of Microbiology

  时间：2025-04-05

• 利用改良的包封叶状体技术实现浮萍（Lemna aequinoctialis）的长期保存：开辟新路径，解锁更多可能

  浮萍（Duckweeds），属于浮萍科（Lemnaceae family），广泛应用于农业、动物饲料、废水处理、生物燃料生产以及人类食品等众多行业，也备受科研人员关注。然而，由于浮萍生长发育迅速，且在存储过程中易受细菌和藻类污染，保存浮萍样本需要耗费大量时间和精力。为攻克科研中浮萍样本保存的难题，研究人员对 “人工种子” 程序进行改良，开发出一种浮萍存储方法。研究发现，将水生浮萍（Lemna aequinoctialis）完整叶状体包封在 3%、4% 和 5% 的海藻酸钠（Na-Alginate）以及 150mM、200mM 和 250mM 的氯化钙（CaCl2）中，有助于使其维持在代谢减缓的

  来源：Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)

  时间：2025-04-05

• 南非非洲裔人群掌骨测量直接与间接身高估计方法的建立与应用

  在法医人类学领域，身高重建是身份鉴定的关键环节。当面对残缺不全的遗骸时，传统的长骨测量方法往往无法实施。尤其在南非，高犯罪率导致的肢体毁损案件频发，亟需开发更多骨骼部位的身高估算方法。掌骨作为手部核心骨骼，虽在欧美、亚洲人群中已有相关研究，但非洲裔人群的数据始终空白。针对这一科学缺口，来自南非金山大学解剖科学系的Abduljali Adebesin团队开展了一项开创性研究。他们从Raymond A. Dart人类骨骼收藏中筛选出103具（53男50女）南非非洲裔成人骨骼，采用Raxter改良的解剖法计算总骨骼高度(TSH)，并系统测量五块掌骨的最大长度(ML)、基底宽度(BW)、基底高度(BH

  来源：Egyptian Journal of Forensic Sciences

  时间：2025-04-05

• 基于分子扩散与降维计算的空间转录组学阵列重建技术

  空间转录组学(Spatial Transcriptomics, ST)能精确定位组织内基因表达，但传统技术受限于成像设备的通量和成本。这项研究提出了一种革命性的"无成像"策略——通过追踪分子扩散轨迹结合降维算法(如t-SNE/UMAP)，逆向推算出原始空间条形码的分布。实验证实，该计算重建方法与光学成像的"金标准"高度吻合，且成功应用于厘米级大样本，突破了传统ST的尺度限制。这项技术将加速器官发育、肿瘤微环境等研究，让实验室无需昂贵设备即可开展大规模空间组学分析。

  来源：Nature Biotechnology

  时间：2025-04-04

• PANDORA测序技术：解锁小RNA宇宙的奥秘——高灵敏度鉴定与全面解析新策略

  在生命科学的微观宇宙中，小非编码RNA（sncRNA）如同繁星般多样——包括microRNA（miRNA）、PIWI互作RNA（piRNA）以及源自tRNA（转运RNA）、rRNA（核糖体RNA）等结构化RNA的衍生片段。然而这些分子复杂的末端结构和甲基化等修饰，就像加密的星际信号，让传统测序方法在接头连接和逆转录（RT）环节频频"失联"。科学家们为此打造了"潘多拉魔盒"——PANDORA测序技术：先让T4多核苷酸激酶（T4PNK）和去甲基化酶AlkB联手"拆弹"，清除5'-OH末端和m1A/m3C等修饰路障；再通过定制化建库方案和深度测序，捕获传统方法漏检的"暗物质"。获得的海量数据交由SP

  来源：Nature Protocols

  时间：2025-04-04

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