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利用集合模型方法预测气候变化下土耳其东方山毛榉(Fagus orientalis Lipsky)的潜在地理分布
摘要东方山毛榉(Fagus orientalis Lipsky)是一种具有生态和经济重要性的物种,占据了土耳其总森林面积的8.5%。然而,由于气温升高和降水量减少,气候变化威胁到了它的分布。本研究结合了地理空间信息学和集成建模(EM)技术,利用ShinyBIOMOD框架中的Biomod2模型,在未来气候情景下预测了F. orientalis的潜在地理分布(PGD)。该集成模型基于六个不同的模型构建(广义提升模型(GBM)、广义线性模型(GLM)、多变量自适应回归样条(MARS)、广义加性模型(GAM)、人工神经网络(ANN)和最大熵模型(MaxEnt),并使用了76条经过验证的分布记录和19个
来源:NATURWISSENSCHAFTEN
时间:2025-12-02
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基于引物特异性系统发育的扩增子序列分类新方法Parathaa:保留区域特异性歧义提升微生物群落分析精度
微生物组研究领域长期面临一个关键挑战:扩增子测序技术虽然成本低、通量高,但在物种级分类精度上存在明显局限。由于不同引物靶向的16S rRNA基因高变区(Hypervariable Regions)存在序列保守性差异,导致相近物种的扩增子序列无法区分,传统分类器往往被迫将序列归类到更高分类层级(如属水平),或直接标记为未分类。这种"非此即彼"的分类模式,忽视了生物学真实的序列歧义性,限制了研究人员对微生物群落功能的深入解析。针对这一瓶颈,哈佛大学研究团队在《Nucleic Acids Research》发表最新研究,开发出名为Parathaa(Preserving and Assimilatin
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-12-01
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通过微同源性介导的末端连接技术稳定番茄黄叶卷曲中国病毒(TYLCV)的传染性克隆
本文聚焦于植物环状单链DNA病毒(csDNA病毒)——番茄黄叶 curl 中国病毒(TYLCCNV)的感染性克隆稳定性问题,并通过开发新型修复技术解决了这一长期困扰病毒研究的难题。研究揭示了病毒在农杆菌中自发降解的分子机制,并提出了适用于所有植物DNA病毒的通用解决方案。### 一、研究背景与核心问题植物DNA病毒(如TYLCCNV)的感染性克隆构建是病毒学研究的基础技术。传统方法采用农杆菌介导的T-DNA转移系统,将双重复制病毒基因组导入载体后,通过农杆菌的自主复制释放单链病毒颗粒。然而,在连续培养过程中,感染性克隆会逐渐丢失病毒基因组单位(mer),导致感染率下降和症状严重性减弱。这一现象
来源:Plant Biotechnology Journal
时间:2025-12-01
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综述:通过单细胞多组学技术解析心脏代谢重编程:从机制到治疗应用
心脏代谢重编程是多种心血管疾病的核心病理机制,近年来单细胞多组学技术的突破为解析这一机制提供了全新视角。以下从代谢调控网络、疾病机制及治疗策略三个维度进行系统性解读。### 一、心脏代谢调控网络的重构传统研究认为心脏代谢以脂肪酸氧化为主,但单细胞技术揭示出细胞类型特异性代谢模式。健康心肌细胞中CPT1B介导的脂肪酸氧化占比达60-90%,其活性受AMPK/mTOR互作调控:AMPK磷酸化抑制mTOR,激活PGC-1α促进线粒体生物合成;而mTOR通过上调ACC增强脂肪酸合成,形成动态平衡。研究发现,心脏免疫细胞如巨噬细胞存在代谢异质性:促炎M1型依赖糖酵解(Warburg效应),而抗炎M2型偏
来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology
时间:2025-12-01
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基于侧扫声纳的地标辅助导航方法:一种应对测量起源不确定性的贝叶斯估计框架
在广阔的海洋中,精确导航一直是自主水下航行器(AUV)面临的核心挑战。由于GPS信号在水下无法传播,AUV通常依赖惯性测量单元或多普勒速度日志(DVL)等进行航位推算(DR)。然而,这些方法的定位误差会随时间累积,且不受限制地增长。虽然通过浮出水面接收GPS信号或部署水声应答器阵列(如长基线和超短基线定位系统)可以校正误差,但前者会减少有效作业时间,后者则成本高昂且限制了作业范围。因此,开发能够利用低成本传感器实现长时间、大范围精确水下导航的技术,对于海洋科学考察、资源勘探和环境监测等领域具有至关重要的意义。传统的导航方式存在明显局限,而利用海底已知地标进行辅助导航则展现出了巨大潜力。侧扫声纳
来源:IEEE Journal of Oceanic Engineering
时间:2025-12-01
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综述:通过高通量蛋白质组学技术识别2型糖尿病与正常血糖状态下的生物标志物:系统综述与荟萃分析
近年来,蛋白质组学技术为2型糖尿病(T2D)的早期诊断提供了新视角。本研究通过系统性综述与元分析,整合了27项高 throughput蛋白质组学研究,揭示了与T2D相关的关键生物标志物及潜在作用通路。研究发现,约85种蛋白质在8项以上研究中呈现一致性差异表达,这些蛋白通过免疫系统调控、脂质代谢异常、细胞粘附异常及线粒体功能障碍形成网络关联,为理解T2D的复杂病理机制提供了重要依据。在方法学层面,研究团队构建了严谨的筛选框架。首先通过三库联查(PubMed Central、Scopus、Web of Science)获得2422篇原始文献,经PRISMA流程筛选后保留27项高质量研究。质控采用改
来源:Journal of Proteome Research
时间:2025-12-01
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基于放射学特征和放射组学方法对非浸润性乳腺癌(NPM)和非浸润性乳腺癌的鉴别诊断
非妊娠期乳腺炎与无肿块乳腺癌的影像组学鉴别研究进展乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤之一,其诊断与鉴别诊断始终是临床关注的重点。非妊娠期乳腺炎(NPM)与无肿块乳腺癌在影像学特征上存在显著重叠,传统的BI-RADS评估体系存在主观性强、易产生误诊或漏诊等局限。近年来,影像组学技术通过定量分析影像特征,为乳腺癌的精准诊断提供了新思路。以下从研究背景、方法创新、技术突破、临床价值及未来方向五个方面展开分析。一、临床诊断的挑战与需求NPM与无肿块乳腺癌在影像学上均可能表现为微钙化、不对称致密影及结构扭曲等非特异性征象。传统诊断主要依赖放射科医师的BI-RADS分级(4A-5),但该体系存在明显局限性:首
来源:Frontiers in Oncology
时间:2025-12-01
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利用同步辐射软X射线断层扫描技术,实现了接近天然状态的植物细胞中亚细胞和亚细胞器结构的三维可视化
近年来,植物细胞超微结构研究在成像技术革新中取得重要突破。本文聚焦同步辐射软X射线断层扫描(SXT)技术在植物细胞三维成像中的应用,通过优化样本制备流程,成功实现了对拟南芥和比叶polygonum等不同物种原生质体的非破坏性三维成像,揭示了传统方法难以捕捉的亚细胞结构特征。### 技术背景与挑战植物细胞成像长期面临两大技术瓶颈:其一,传统电子显微镜(TEM)需对样本进行化学固定、脱水切片等处理,导致细胞原生超微结构变形;其二,共聚焦显微镜受限于光毒性、探针标记限制及样本穿透深度不足,难以完整观测细胞器动态互作。尽管冷冻电镜(cryo-EM)和冷冻电子断层扫描(cryo-ET)在无标记成像方面取
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-12-01
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批量RNA-seq反卷积技术用于分析配对胰腺癌人类样本中的异质性
胰腺癌分子分型与样本异质性研究:基于多组学数据的临床意义解析一、研究背景与科学问题胰腺导管腺癌(PDAC)作为消化系统恶性肿瘤的典型代表,其高度异质性导致临床诊疗面临重大挑战。最新流行病学数据显示,2021年全球新发病例达60,430例,美国死亡病例超过48,220例,欧洲预计2025年死亡人数将突破111,500人(Cai et al., 2021)。这种严峻的疾病负担与肿瘤微环境(TME)的复杂性密切相关,包括但不限于细胞类型动态平衡、空间异质性表达和分子通路互作网络。研究团队聚焦临床实践中关键问题:在现有技术条件下,能否通过单次组织活检获取足够基因组信息指导精准治疗?基于16例患者的配对
来源:Frontiers in Genetics
时间:2025-12-01
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基于iTRAQ技术的蛋白质组学分析:耐盐和盐敏感马铃薯(Solanum tuberosum)品种在盐胁迫下的差异表达
土壤盐渍化对农作物生长构成重大威胁,马铃薯作为全球重要粮食作物,其耐盐机理研究对农业可持续发展具有重要意义。本研究通过构建耐盐(M5008)与敏感(D516)马铃薯品种的蛋白质组学比较模型,系统解析了盐胁迫下 potato品种间的分子响应差异。实验采用iTRAQ定量蛋白质组学技术,结合生物信息学分析和qRT-PCR验证,发现耐盐品种M5008展现出多层次的适应性机制,而敏感品种D516的响应存在显著缺陷。**研究核心发现:**1. **蛋白表达差异图谱** 通过对比分析,M5008在盐胁迫下表现出456个差异蛋白(DAPs),其中糖代谢相关蛋白(如葡萄糖-6-磷酸脱氢酶G6PD1)和抗氧化酶
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-12-01
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通过多阶段乙醇-水生物精炼技术处理石榴渣副产物,能够实现脂肪酸、酚类物质及富含蛋白质的残余生物质的分级分离(该过程具有时间分辨能力)
该研究聚焦于利用食品级溶剂系统实现石榴副产物的高值化生物精炼,通过多阶段乙醇-水提取技术系统解析了工艺参数对产物组成与功能特性的影响机制。研究以巴西Campinas地区采购的'Wonderful'品种石榴为原料,采用机械破碎分离汁液与果渣,经50℃真空干燥获得含水量低于10%的干燥石榴副产物(PF)。实验创新性地构建了包含溶剂极性调控、过程强化技术与产物协同回收的三维研究框架,其核心突破体现在三个关键维度:在工艺体系设计层面,研究采用两阶段梯度提取策略实现产物定向富集。第一阶段通过调节乙醇-水比例(40:60至80:20)构建油相靶向提取环境,运用超声辅助(UAE)、静态搅拌(SLE)与加压萃
来源:Bioresource Technology
时间:2025-12-01
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酶促反应计算预测方法综述:结构、网络与多组学整合策略的前沿进展
随着高通量技术的飞速发展,科学家们发现了海量的蛋白质和代谢物,但我们对它们功能的理解却远远落后。例如,BRENDA数据库仅收录了约9万种有实验证据的酶,而预测具有酶功能的基因却超过1800万个,其中绝大多数功能未知。同时,人类代谢组数据库(HMDB)中检测到的代谢物已超过2.44万种,但在最全面的人类代谢模型Human1中,只有不到17%的代谢物与已知反应相关联。这种巨大的知识鸿沟严重限制了对生命过程的理解,也阻碍了在代谢工程、蛋白质工程和药物发现等领域的应用。酶反应分配是蛋白质功能注释的一个特殊案例,其核心目标是预测蛋白质催化底物分子转化为产物的反应。与蛋白质结构预测领域取得的巨大成功(例如
来源:Briefings in Bioinformatics
时间:2025-12-01
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基于精细调优MM/PBSA(GBSA)方法提升蛋白-环肽复合物结合亲和力与构象预测性能
环肽作为生物制药支架具有独特优势,其环状结构赋予高特异性、代谢稳定性和口服生物利用度等特性。2023年FDA批准的5种肽类药物中,3种为环肽药物,充分彰显其临床价值。然而,环肽与靶蛋白相互作用的高精度计算预测仍面临挑战:传统分子对接评分函数在蛋白-环肽复合物结合亲和力预测中表现不佳,最佳评分函数仅能达到Pearson相关系数0.378。为突破这一瓶颈,浙江大学侯廷军教授团队在《Briefings in Bioinformatics》发表研究,系统评估了分子力学泊松-玻尔兹曼表面积(MM/PBSA)和分子力学广义波恩表面积(MM/GBSA)方法在蛋白-环肽相互作用预测中的性能。研究团队构建了两个
来源:Briefings in Bioinformatics
时间:2025-12-01
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基于离散元方法(DEM)和多体动力学理论(MBD)的指夹式种子计量装置的振动特性研究
该研究聚焦于振动对指夹式种子计量装置性能的影响,通过耦合离散元法与多体动力学建模,结合台架实验验证,系统揭示了振动参数与种子计量质量之间的作用规律。研究采用三维扫描获取玉米种子形态学特征,建立非粘性接触模型模拟种子与部件的动力学交互,构建了包含21种结构组件的物理模型。通过双因素正交实验设计,在9-14 km/h作业速度、0-23.4 Hz振动频率、0-9.36 mm振幅范围内,发现垂直方向振动对合格率影响最为显著,其作用机制涉及惯性力与摩擦力的动态平衡。研究揭示振动参数存在最佳作用区间:当振动频率低于15.38 Hz且振幅小于3.42 mm时,适度振动可增强指夹抓持力,通过惯性离心效应有效清
来源:Smart Agricultural Technology
时间:2025-12-01
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从化学特征分析到生物活性研究:整合光谱-效应关系与活性验证方法,以发现五味青浊丸中的抗炎成分
传统蒙古医学制剂五味清毒丸(WQP)的质量控制研究揭示多组分协同作用与单成分检测的矛盾,为复杂中药制剂的标准化提供了创新性解决方案。研究团队通过整合体内药效学验证与全面化学指纹图谱分析,建立了首个基于疗效导向的质量评价体系。该体系突破传统以单一活性成分含量为标准的检测模式,创新性地运用灰色关联分析与正交偏最小二乘判别分析相结合的技术路线,成功解构了多组分协同作用与抗炎疗效的量化关系。在实验设计层面,研究采用19个不同生产批次的WQP制剂进行系统分析。通过建立高精度HPLC指纹图谱数据库,首次实现了该经典制剂在19个批次间的化学一致性验证。研究发现,不同生产批次之间虽然存在化学成分的微小波动,但
来源:Journal of Chromatography B
时间:2025-12-01
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五种他克莫司检测方法在移植受者中的比较评估:对优化治疗药物监测的启示
本研究针对 tacrolimus 治疗监测中的关键问题展开系统性分析,重点揭示了免疫分析(IA)与液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)检测平台间存在的显著差异及其临床影响。研究选取181份临床样本,涵盖肾、肝、心等多器官移植患者,通过跨实验室对比验证了检测方法间的不一致性,为临床用药监测提供了重要参考依据。### 一、检测方法对比分析研究构建了五维检测矩阵:包括罗氏Elecsys(ECLIA)、雅培ARCHITECT(CMIA)两种免疫分析平台,以及三套LC-MS/MS检测系统(Agilent A/B型与自建C型)。数据显示LC-MS/MS方法间r值均超过0.96,但CMIA与ECLIA存在
来源:Frontiers in Transplantation
时间:2025-12-01
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掌握机械测量技术
得知约亨·古克(Jochen Guck)教授突然离世,我感到非常震惊和悲痛。虽然我从未有机会与他当面交流,只是曾在几次会议上听过他的演讲,但他的研究对我的团队近期的大部分研究工作产生了深远的影响。我最初是在他攻读博士学位期间了解到他的。2001年,他在德克萨斯大学奥斯汀分校与约瑟夫·卡斯(Josef Käs)合作时,引入了“光学拉伸器”(optical stretcher)——一种能够捕获和操控细胞的双光束光学陷阱。(1)虽然多年前就有人描述过使用双光束光学陷阱捕获微观物体(尤其是亚瑟·阿什金(Arthur Ashkin)的研究),但利用光学力来改变或拉伸细胞等介电生物样本的方法尚未得到充分探
来源:ACS Sensors
时间:2025-12-01
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通过双光子激发光谱技术揭示了聚集结构中排序碳纳米管中稳定的激子结合能
本研究围绕单壁碳纳米管(SWCNT)聚集态激子结合能的调控机制展开,通过实验与理论计算相结合的方式,揭示了SWCNT结构纯度与聚集状态对激子稳定性的影响规律。以下从研究背景、实验方法、关键发现及科学意义四个维度进行系统解读。### 一、研究背景与科学问题1000 K)下仍能保持激子共振,为开发新型光电器件提供了可能基础。然而,实际应用需要宏观尺度的SWCNT组装体,而聚集过程可能改变激子介电屏蔽环境,进而影响结合能。当前研究存在两大瓶颈:其一,传统二光子激发光谱因激子淬灭难以在聚集态SWCNT中观测;其二,有效介电常数的确定缺乏直接实验验证。本研究通过制备高度结构纯的SWCNT薄膜,创新性地结
来源:ACS Nano
时间:2025-12-01
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东非地区对“推拉式”技术的采纳与弃用:基于生存分析和机器学习的证据
本研究聚焦于东非地区小农户采用和放弃Push-Pull Technology(PPT)技术的动态过程及驱动因素,通过跨国家、跨时点的面板数据分析和机器学习模型,揭示了农业技术推广中的复杂社会与技术互动机制。研究团队由肯尼亚、乌干达、坦桑尼亚等五国的农业科学家组成,其研究成果为全球发展中国家提供重要参考。一、研究背景与问题提出东非作为全球粮食安全最脆弱区域之一,持续面临三大农业威胁:一种是蛀茎害虫(Chilo partellus、Busseola fusca)导致的玉米减产达40%,另一种是Striga杂草引发的"自杀性发芽"现象(造成约35%的玉米损失),第三种是飞虱(Spodoptera f
来源:Crop Protection
时间:2025-12-01
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块状修剪(Block-stumping)作为一种高效且成本较低的修剪方法,能够有效减少夏威夷咖啡农场中咖啡果蛀虫(Hypothenemus hampei Ferrari)的侵害和造成的损害
本文聚焦夏威夷咖啡种植园中四种修剪技术对咖啡果小蠹虫(CBB)控制效果的实证研究,结合两年田间试验数据,系统评估了不同修剪模式对虫害治理、咖啡豆品质及经济效益的综合影响。研究团队通过对比分析发现,传统科纳式修剪(Kona style)与打顶式修剪(topping)存在显著缺陷,而贝蒙-福坎加式(Beaumont-Fukunaga)与块状断根式(block-stumping)具有更优的生态调控效果,其中块状断根式在虫害抑制与经济效益方面表现尤为突出。研究覆盖夏威夷两大核心咖啡产区——可纳(Kona)与考乌(Kaʻu)地区,选取25个不同规模(0.4-3.2公顷)的咖啡种植单元进行对照实验。所有试
来源:Crop Protection
时间:2025-12-01