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基于SingleM与Sandpiper的宏基因组微生物物种分类鉴定新技术揭示环境微生物群落中未知物种的主导地位
通过分析宏基因组数据中高度保守的通用标记基因区域,SingleM技术实现了微生物物种分类学鉴定与相对丰度评估。该研究突破性地发现,在大多数环境微生物群落中,未被基因组数据库收录的未知物种占据主导地位。配套构建的Sandpiper网络平台系统整合了来自248,559个公开宏基因组的数据资源,为微生物生态学研究提供了前所未有的物种分辨率。这种基于标记基因保守区的分析方法,有效克服了传统宏基因组研究中参考数据库覆盖度不足的技术瓶颈。
来源:Nature Biotechnology
时间:2025-07-17
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遗传与环境因素对学龄双胞胎特应性相关免疫特征的调控作用研究
特应性疾病(如哮喘、过敏性鼻炎)的发病机制长期困扰医学界,其典型特征包括T辅助2型细胞(TH2)免疫记忆激活、调节性CD4+T细胞(Treg)功能受损以及免疫球蛋白E(IgE)水平升高。尽管已知遗传和环境因素共同驱动疾病发展,但二者对免疫特征的具体调控机制仍不明确。尤其儿童时期作为特应性敏感化的关键窗口期,其免疫系统的可塑性更凸显研究价值。针对这一科学难题,西澳大利亚大学(University of Western Australia)的研究团队创新性地采用学龄双胞胎队列(中位年龄10.6岁),通过比较同卵(MZ)和异卵(DZ)双胞胎的免疫特征差异,首次系统解析了遗传与环境因素对特应性相关免疫
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-07-17
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全球尺度评估人类活动对陆生食肉动物的灭绝危机:保护地与土著领地的关键作用
地球正经历第六次生物大灭绝,而人类活动是主要推手。食肉动物作为生态系统的关键调控者,其生存状况直接反映生态健康。然而,这些物种因体型大、栖息地需求广、与人类冲突频繁,成为受威胁最严重的类群之一。全球范围内,食肉动物栖息地正被农业扩张、道路建设和城市化快速侵蚀,但保护地网络的有效性尚未得到系统评估。为填补这一空白,研究人员利用国际自然保护联盟(IUCN)的257种陆生食肉动物分布数据,结合人类足迹指数(Human Footprint)和三类保护地(IPLs、PAs、WAs)的空间信息,首次在全球尺度量化了人类压力与保护措施对食肉动物的影响。研究发表于《科学进展》(SCIENCE ADVANCES
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-07-17
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北美金针菇(Pleurotus citrinopileatus)入侵对本土真菌群落的影响及生态风险预测
北美森林正面临一场"金色入侵"——原产东亚的金针菇(Pleurotus citrinopileatus, GOM)通过园艺贸易逃逸至野外后,展现出惊人的扩张能力。这种白色腐朽真菌专性分解硬木,自2010年首次在北美被发现后,短短8年间已攻占25个州和1个加拿大省份的林地。科研团队以威斯康星州的枯死榆树为研究对象,运用高通量元条形码(metabarcoding)技术发现:被GOM定殖的树木上,本土真菌群落结构发生显著改变,物种丰富度平均下降达30%。就像"真菌界的殖民者",GOM通过资源竞争排挤本地物种,可能重塑整个分解者生态网络。更令人担忧的是气候模型的预测:随着全球变暖,GOM的适宜栖息地将
来源:Current Biology
时间:2025-07-17
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BPA通过线粒体功能障碍诱导人羊膜间充质基质细胞衰老与凋亡的机制研究
微塑料污染已成为全球性环境健康威胁,其降解产物BPA更因内分泌干扰特性引发广泛关注。2021年人类胎盘中微塑料的发现震惊学界,但BPA如何影响胎盘功能仍存知识空白。羊膜作为最接近胎儿的保护屏障,其基质细胞(hAMSC)对维持妊娠微环境至关重要。意大利天主教圣心大学再生医学研究中心的研究团队在《Cell Death Discovery》发表突破性成果,首次揭示BPA通过"线粒体-氧化应激-衰老"级联反应损害hAMSC功能的分子机制。研究采用胎盘捐赠者来源的原代hAMSC,通过流式细胞术、荧光显微成像、qPCR等技术系统评估了0.05-0.4μM环境相关浓度BPA的细胞毒性。MTT/ATP检测线粒
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-07-17
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全球自然植被覆盖替代方案:揭示火与草食动物对生态系统恢复的关键影响
随着《联合国生态系统恢复十年》决议的推进,全球范围内掀起了以植树为主的生态修复浪潮。然而这种"一刀切"的做法正在引发新的生态危机——在非洲萨赫勒地区,"绿色长城"项目导致地下水位下降;北欧地区植树反而因反照率效应加剧变暖;热带草原被外来树种取代造成生物多样性崩溃。这些教训暴露出当前恢复实践的关键盲点:我们缺乏对自然植被本底状态的系统认知,更忽视了火和草食动物等生态过程对植被格局的塑造作用。比利时列日大学Gembloux Agro-Bio Tech学院TERRA教研中心的Jean-Francois Bastin团队联合全球28个科研机构,在《Nature Communications》发表了一项
来源:Nature Communications
时间:2025-07-17
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尿素溶液喷射对生物质锅炉氮氧化物(NOx)排放的调控机制与优化策略研究
随着欧洲尤其是中东欧地区生物质锅炉使用量激增(2022-2024年市场增长显著),这些"绿色能源"设备却暗藏环境隐患——其排放的氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)正悄然破坏大气环境。更棘手的是,传统认为主要产生于高温工业锅炉的NOx,在燃烧温度仅1200 K的生物质锅炉中竟也大量存在,这主要源自生物质燃料中的"燃料氮"转化。波兰波兹南理工大学(Poznan University of Technology)的研究团队在《Biomass and Bioenergy》发表的研究,犹如一场"锅炉减排革命",他们巧妙移植工业级SNCR技术到家用锅炉,用看似普通的尿素溶液破解了这一环保困局。研究团队采用
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-07-17
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综述:迈向可持续的分析化学
摘要可持续性常被简单等同于绿色环保,但这一概念实则涵盖经济、社会与环境三大支柱的复杂平衡。分析化学作为环境监测与公共健康的核心工具,其高能耗、有毒试剂依赖等传统模式亟待转型。本文从理论框架到实践路径,揭示了如何通过系统思维打破线性经济(Take-Make-Dispose)桎梏,迈向真正的可持续分析化学。1. 引言分析化学在应对环境挑战中扮演关键角色,但其自身却面临生态代价:每年消耗大量非可再生资源,并产生持久性有毒废物。自1987年首次提出环境友好分析方法以来,绿色分析化学(GAC)的12项原则和绿色样本前处理(GSP)的10项准则虽推动了技术进步,但仅聚焦实验室阶段的环保优化。2022年提出
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-07-17
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综述:从提取到检测:塑料添加剂及其迁移的分析之旅
塑料材料作为现代社会的基石,其性能优化离不开各类添加剂。这些被称为"塑料伴侣"的小分子通过改善柔韧性(增塑剂)、延缓老化(抗氧化剂)或增强阻燃性(阻燃剂)等机制,赋予塑料多样化特性。然而,这些非共价结合的添加剂如同"隐形乘客",会从塑料基质向接触介质迁移,引发食品安全、环境污染和医疗安全等连锁反应。塑料添加剂的分子漫游指南塑料添加剂主要分为增塑剂、稳定剂、阻燃剂等六大类。其中增塑剂占比高达80%,尤以邻苯二甲酸酯(Phthalates)家族最受关注。DEHP(邻苯二甲酸二乙基己酯)作为典型代表,虽能显著提升PVC柔韧性,但其代谢产物会干扰内分泌系统。近年推出的替代品如DINCH(环己烷二羧酸二
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-07-17
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综述:固相微萃取技术在环境和生物基质中检测内分泌干扰物的研究进展
Abstract:内分泌干扰物(EDCs)因其持久性、生物累积性和毒性对生态系统和人类健康构成重大威胁。固相微萃取(SPME)作为一种绿色分析技术,凭借其无溶剂、高灵敏度和基质兼容性优势,成为复杂基质中痕量EDCs检测的有力工具。Introduction:EDCs涵盖农药、工业化学品(如PFAS、PBDEs)等,通过干扰内分泌系统引发跨代际健康效应,包括生殖障碍(如不育)、癌症和代谢疾病(肥胖/糖尿病)。其在极地等偏远环境的检出证实了全球迁移潜力,而中国12个城市水体及地中海金枪鱼肝脏中的超标案例凸显监管紧迫性。The application of SPME for detecting EDC
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-07-17
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马铃薯疮痂病严重程度与土壤细菌群落稳态失衡的生态机制解析
马铃薯疮痂病(PCS)是一种由链霉菌(Streptomyces spp.)引起的全球性土传病害,严重威胁马铃薯产业。传统观点认为病原菌丰度是决定病害严重程度的关键因素,但越来越多的证据表明,土壤微生物群落的结构和功能可能扮演更重要的角色。然而,微生物群落组装如何响应病害进展、其与病原菌的互作机制、以及群落水平变化对病害发展的定量贡献等问题,仍是未解之谜。山东农业大学等单位的研究人员针对这一科学问题,在山东滕州和胶州四个长期发生PCS的田块中,采集了不同发病程度(根据疮痂病斑覆盖面积分为H组≥4级和L组1-3级)马铃薯的块茎圈土壤(GS)和周边大田土壤(BS)。通过整合高通量测序、定量PCR、合
来源:npj Biofilms and Microbiomes
时间:2025-07-17
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灭绝物种"复活"技术争议:基因组杂交能否重塑生态功能?
当科学家宣布成功"复活"已灭绝1.3万年的恐狼时,公众的兴奋与学界的质疑形成了鲜明对比。这项由Colossal生物科技公司主导的研究,揭示了现代基因编辑技术重塑生命的惊人潜力,也引发了关于生态修复伦理的深层思考。在气候变化加剧、物种灭绝速率空前的背景下,"去灭绝"(de-extinction)技术被视为逆转生态灾难的可能方案,但其科学可行性与生态价值仍存在巨大争议。美国宾夕法尼亚州的Michael Eisenstein团队在《Nature Biotechnology》发表的这项研究,通过整合古DNA测序、比较基因组学和机器学习分析,从7.2万年前的恐狼化石中重建基因组。研究人员采用体细胞核移植
来源:Nature Biotechnology
时间:2025-07-17
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基于COSMO-RS溶剂化理论评估污染物大气远程传输对鲸类HPA轴的干扰机制
海洋生态系统正面临日益严重的化学污染物威胁,其中处于食物链顶端的鲸类动物因寿命长、脂肪组织丰富,成为污染物生物累积的"终极受害者"。尤其值得关注的是,大气远程传输使得持久性有机污染物(POPs)能够跨越地理屏障,影响偏远水域生态系统。这些污染物通过干扰下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴这一关键神经内分泌系统,可能严重影响海洋哺乳动物的应激反应和代谢平衡。巴西高等教育人才协调委员会(CAPES)资助的研究团队在《Chemico-Biological Interactions》发表的研究中,创新性地结合COSMO-RS溶剂化理论和呼吸基质分析技术,系统评估了污染物对鲸类HPA轴的影响机制。研究采用非
来源:Chemico-Biological Interactions
时间:2025-07-17
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生物炭强化浮根垫技术降低废水中难降解新兴污染物的效能研究
随着工业化和城市化的快速发展,废水中的新兴污染物(Contaminants of Emerging Concern, CECs)已成为全球性环境挑战。这类物质包括药物残留、内分泌干扰物等,具有难降解、易生物累积等特性,传统污水处理工艺对其去除效率有限。特别是一些具有复杂分子结构的有机污染物,在环境中持久存在并通过食物链富集,最终威胁生态系统和人类健康。当前主流的物理化学处理方法虽有一定效果,但存在能耗高、二次污染等问题,而生物处理技术又面临微生物降解效率低的瓶颈。针对这一技术难题,Novandri Tri Setioputro领衔的研究团队创新性地将生物炭(Biochar)与浮根植物修复技术相
来源:Bioresource Technology
时间:2025-07-17
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新型蓝藻Nostoc sp. PCC7120高效降解噻虫嗪的光合响应、酶策略与分子机制
随着农业扩张,新烟碱类农药在环境中持续累积,其中噻虫嗪(Thiamethoxam, THX)因高水溶性(4.1 g/L)易通过径流进入水体,对非靶标生物构成威胁。美国FDA 2021年监测显示THX位列常用农药残留第7位,其代谢产物如噻虫胺(Clothianidin, CLO)毒性更强。传统物理化学处理法存在二次污染风险,而蓝藻作为光合自养原核生物,兼具环境适应性与污染物降解潜力,但其与新烟碱类农药的互作机制尚不明确。针对这一科学问题,湖南大学环境科学与工程学院的研究团队以固氮蓝藻Nostoc sp. PCC7120为研究对象,系统探究了THX的降解机制及其生理影响。研究发现该菌株6天内可完全
来源:Bioresource Technology
时间:2025-07-17
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FATHHOME Trinion消毒器臭氧干法灭菌技术高效灭活BSL-2/3病原体的创新研究
在COVID-19大流行期间,全球个人防护装备(PPE)的激增需求暴露出供应链短缺和一次性废弃物污染的双重危机。传统消毒方法如化学消毒剂存在毒性残留,紫外线灭菌对复杂结构穿透力不足,而高压灭菌会损坏PPE材料。更棘手的是,医疗机构频繁接触的病原体涵盖从细菌(如金黄色葡萄球菌)到高致病性病毒(如SARS-CoV-2),其生物安全等级(BSL)从2级到3级不等,亟需开发兼顾高效、快速且环保的灭菌技术。臭氧(O3)因其强氧化性和自发分解为氧气的特性,被视为理想候选。但现有臭氧消毒设备普遍依赖高湿度环境或长达数小时的处理周期,难以满足临床快速周转需求。Lawrence Berkeley Nationa
来源:Biosafety and Health
时间:2025-07-17
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优化固体复合菌剂降解苯并[a]芘污染土壤的效果、微生物动态变化及机制
苯并[a]芘(BaP)作为典型的高分子量多环芳烃(HMW-PAHs),因其强致癌性和环境持久性成为土壤修复领域的"顽固分子"。现有微生物修复技术面临两大困境:液态菌剂存活率低导致运输存储成本高昂,土著微生物竞争抑制外源菌株定殖效率。更棘手的是,BaP的疏水性使其易吸附在土壤颗粒上,传统物理化学处理方法不仅成本高,还可能破坏土壤生态功能。针对这些挑战,国内某研究机构团队创新性地将真空冷冻干燥技术(VFDT)应用于环境修复领域。他们从煤化工污染场地筛选出三株高效降解菌——Achromobacter xylosoxidans BP1、Rhodococcus aetherivorans BW2和Lys
来源:Biochemical Engineering Journal
时间:2025-07-17
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基于喹唑啉衍生物的多功能荧光传感器SP55对Ru3+/Ir3+/Th4+/UO22+的高选择性检测及其环境应用
在核工业快速发展和电子废弃物激增的背景下,重金属(如钌、铱)和放射性金属(如钍、铀)污染已成为全球性环境健康威胁。这些金属离子即使微量存在也会通过生物富集作用危害生态系统,其中UO22+的水溶性和生物可利用性更使其成为饮用水安全的重要隐患。传统检测方法如质谱和色谱分析虽精准但设备昂贵,而现有荧光探针多存在选择性差、响应慢或不可逆等问题。针对这一技术瓶颈,Vellore Institute of Technology(印度韦洛尔理工学院)的研究团队设计合成了一种创新型喹唑啉衍生物荧光传感器SP55。该研究通过两步法合成2-(10-羟基苯并[h]喹啉-9-基)喹唑啉-4(3H)-酮,利用核磁共振(
来源:Sensors and Actuators Reports
时间:2025-07-17
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肠道衍生吲哚-3-丙酸通过调控内质网应激与凋亡通路改善高糖诱导的睾丸间质细胞功能障碍
随着全球糖尿病患病率持续攀升,其并发症已延伸至男性生殖健康领域。高血糖状态会破坏睾丸间质细胞功能——这些位于睾丸中的"微型激素工厂"负责合成睾酮,其功能障碍直接导致精子发生异常和性腺功能减退。更棘手的是,现有治疗手段对糖尿病相关的生殖系统损伤收效甚微。与此同时,科学家们逐渐意识到肠道菌群与宿主健康的密切关联,特别是其代谢产物吲哚类物质展现出惊人的多效性调节能力。在此背景下,克尔曼沙医科大学与沙希德·查姆兰大学兽医学院的研究团队将目光投向了一种特殊的肠道菌群代谢物——吲哚-3-丙酸(IPA)。这种小分子化合物在糖尿病患者体内含量显著降低,却具有抗炎、抗氧化和降糖等多重功效。但关键问题在于:IPA
来源:Reproductive Toxicology
时间:2025-07-17
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青少年铅暴露对脑功能的影响:基于中国队列的P300事件相关电位研究
铅污染作为全球公共卫生问题,尽管含铅汽油等主要污染源已被控制,但电子垃圾、含铅涂料等新型污染仍威胁着儿童健康。世界卫生组织数据显示全球约8亿儿童血铅超标,中国儿童更面临电子废物回收、含铅中药等多重暴露风险。传统研究多关注铅对幼儿智力的影响,但对青春期——这个执行功能发育关键期——的神经机制研究存在空白。更棘手的是,常规认知测试难以区分感觉、运动等混杂因素,而脑电生理技术能直接捕捉毫秒级的神经活动。针对这一科学难题,上海交通大学医学院环境与儿童健康研究中心联合宾夕法尼亚大学的研究团队,利用中国Jintan儿童队列的独特资源展开研究。该纵向队列包含258名青少年(平均11.5岁,男女各半),研究人
来源:NeuroToxicology
时间:2025-07-17