• 深度学习基因扰动预测模型性能评估：简单线性基线方法仍具优势

  在生物医学研究领域，准确预测基因扰动对细胞转录组的影响一直是科学家们追求的目标。随着深度学习技术在单细胞组学分析中的广泛应用，scGPT、scFoundation等基础模型(foundation models)相继问世，这些模型声称能够预测基因表达变化。然而，这些复杂模型是否真的超越了传统方法？来自欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究团队在《Nature Methods》发表了一项引人深思的研究，对当前主流预测模型进行了系统评估。研究团队选取了Norman等人建立的K562细胞CRISPR激活系统数据集，包含100个单基因和124对双基因扰动数据。通过设计严谨的基准测试框架，比较了五种基础模

  来源：Nature Methods

  时间：2025-08-05

• "铂金级家系图谱：长读长测序技术下遗传变异的黄金标准"

  基因组测序技术的最新突破显著提升了复杂区域变异检测能力，但现有标准多聚焦特异性而忽略完整性。这项开创性研究利用经典CEPH-1463家系的孟德尔遗传规律，整合PacBio高保真(HiFi)、Illumina和牛津纳米孔(ONT)三大平台数据，绘制出迄今最全面的遗传变异图谱。该基准集涵盖GRCh38基因组2.77Gb区域，包含4.7×106单核苷酸变异(SNV)、7.68×105插入缺失(indel)、5.37×105串联重复(TR)和2.43×104结构变异(SV)，新增200Mb高置信区域，其中8%为以往难以检测的小变异。特别值得注意的是，研究首次建立了NA12878标准品系及其家系的TR和

  来源：Nature Methods

  时间：2025-08-05

• 新型可展开微支架治疗青光眼的创新设计与性能验证

  青光眼作为全球第二大致盲眼病，其治疗核心在于控制眼内压(IOP)。当前主流的微创青光眼手术(MIGS)设备虽能避免传统滤过手术的创伤，却面临纤维化导致房水(AH)引流失效的困境。尤其对于通过巩膜上腔(SCS)引流的植入物，术后组织粘连常使"滤过泡"塌陷，最终丧失降压功能。这一临床痛点呼唤既能维持物理性组织分离、又具备生物相容性的新型装置。牛津大学工程科学系的研究团队独辟蹊径，将航天领域可展开结构的概念引入眼科器械设计。他们利用镍钛合金的超弹性特性，开发出直径仅220μm的可展开微支架。该装置包含两个功能单元：连接前房(AC)与SCS的螺旋切割柔性管，以及可自膨胀的纺锤形支撑结构。通过有限元模拟

  来源：The Innovation

  时间：2025-08-05

• 透视青藏高原东缘：地球系统科学与工程建设的跨学科融合创新计划

  被称为"世界屋脊"的青藏高原一直是地球科学研究的天然实验室，其东缘地区(ETP)受印度板块与欧亚板块碰撞影响，发育7条西北-东北向的剪切挤压活动断裂带，既是金属矿产富集区又是地质灾害高发带。正在建设的川藏铁路(STR)这条世界海拔落差最大、地质条件最复杂的铁路工程，恰似一把"地质手术刀"，为科学家提供了研究地球各圈层相互作用的绝佳剖面。中国科学院地理科学与资源研究所、山地灾害与地表过程重点实验室的彭崔团队联合中巴地球科学联合研究中心等12家机构，在《The Innovation》提出"透视青藏高原"(STP)计划。这项跨学科研究通过整合STR工程全周期产生的多维数据，构建了1593km的贯穿E

  来源：The Innovation

  时间：2025-08-05

• pH响应型hOGG1突变体冷冻捕获技术揭示DNA糖基化酶反应中间体的分子机制

  在维持基因组稳定性的战斗中，DNA修复酶如同分子水平的"修理工"，其中人类8-氧鸟嘌呤DNA糖基化酶1(hOGG1)专门负责清除高致突变性的氧化损伤碱基7,8-二氢-8-氧鸟嘌呤(oxoG)。这种双功能酶同时具备糖基化酶和AP裂解酶活性，其AP裂解酶反应机制已通过共价中间体捕获得以阐明。然而二十余年来，科学界始终未能直接观测到糖基化酶反应的中间状态，使得这一关键修复步骤的分子机制成为未解之谜。日本茨城大学和德岛文理大学的研究团队另辟蹊径，通过精巧的分子设计构建出pH响应型hOGG1(K249H)突变体。将第249位保守赖氨酸替换为组氨酸后，该突变体在酸性条件下表现出单功能糖基化酶活性，且完全丧

  来源：Nucleic Acids Research

  时间：2025-08-05

• 单链DNA断裂精准定位新方法：基于序列模板的错误DNA聚合酶末端标记测序技术(STEEL-seq)

  在生命活动中，DNA时刻面临着内源性代谢产物（如活性氧）和外源性因素（如辐射）的威胁，导致化学修饰或链断裂等损伤。其中单链DNA断裂(SSBs)是最常见的损伤类型，每个细胞每秒产生1-10个SSBs。虽然不如双链断裂(DSBs)严重，但SSBs修复过程中的错误可能引发突变，甚至被B细胞利用于抗体亲和力成熟。然而，现有SSBs检测方法存在明显局限：COMET实验等传统技术缺乏单碱基分辨率；基于3'-OH末端标记的方法无法区分SSBs和DSBs；而测序前必需的DNA片段化步骤会人为引入断裂。这些技术瓶颈严重阻碍了对SSBs形成机制及其生物学功能的深入理解。针对这一挑战，来自瑞典乌普萨拉大学(Upp

  来源：Nature Communications

  时间：2025-08-05

• 基于CGWO-LWNet网络的橡胶树石细胞高精度分割方法研究

  这项突破性研究解决了橡胶树(Hevea brasiliensis)树皮石细胞(stone cells)精准分割的技术难题。石细胞作为影响树皮开裂度、硬度及胶乳(latex)产量的关键结构，其复杂边缘特征和空间分布模式给传统图像分割带来巨大挑战。研究团队创新性地构建了CGWO-LWNet智能分割系统：1）采用低秩KAN(Low-rank KAN)模块重构神经网络学习路径，通过编码器间特征共享显著提升边缘分割精度2）设计Wave-SC小波注意力机制，有效捕捉石细胞在树皮横切面中的特殊分布规律3）开发约束型灰狼优化算法(Constrained Gray Wolf Optimization, CGWO

  来源：The Plant Journal

  时间：2025-08-05

• 综述：新型大流行病的生物技术准备：SARS-CoV-2体外诊断试剂的诊断性能

  生物技术备战新型大流行：SARS-CoV-2诊断技术全景扫描引言当WHO在2020年3月11日宣布COVID-19构成全球大流行时，这场危机意外推动了诊断技术的革命性发展。从传统RT-PCR到CRISPR/Cas基因编辑技术，从实验室检测到居家自测试剂盒，全球生物技术产业在三年内催生了2882种获得欧盟认证的IVD产品。这场"诊断技术大爆发"不仅重塑了传染病防控体系，更为应对未来可能出现的"疾病X"积累了宝贵经验。技术路线图分析欧盟IVD数据库发现，诊断技术呈现三足鼎立格局：抗原检测（44%）以胶体金试纸条为主，15分钟出结果的特性使其成为复工复产的关键工具；抗体检测（31%）通过检测IgM/

  来源：MicrobiologyOpen

  时间：2025-08-05

• 日本医院自主研发的全面基因组分析技术(Rapid-Neo)在胸部肿瘤临床应用中的突破性研究

  ABSTRACT日本庆应大学医院开发的Rapid-Neo系统作为自主研发的全面基因组分析(CGP)平台，在110例胸部肿瘤患者中展现出卓越的临床应用价值。该研究证实其检测灵敏度高达99.1%，对肺癌驱动基因的检出率达66%，显著弥补了常规伴随诊断(CDx)的局限性。1 Introduction在全球老龄化背景下，肺癌仍是日本男性癌症死亡的首要原因。尽管癌症基因组图谱(TCGA)等研究揭示了基因组分析的重要性，但日本现行医保政策限制CGP仅在标准治疗失败后使用，导致靶向治疗延迟。Rapid-Neo系统的开发正是为了突破这一瓶颈，其145个基因的检测范围涵盖单核苷酸变异(SNV)、插入缺失(ind

  来源：Cancer Science

  时间：2025-08-05

• 基于限域增强超亮AIE纳米颗粒的宽发射侧流免疫检测技术及其在心肌肌钙蛋白I超敏检测中的应用

  限域增强超亮AIE纳米颗粒的构建与表征研究团队设计合成了一种具有给体-受体结构的红色AIE发光体TTF，其最大吸收/发射峰位于360/600 nm，在聚集态下荧光强度提升150倍。通过溶胀-挥发法将TTF封装于羧基化聚苯乙烯（PS）微球，成功制备200/300/400 nm三种尺寸的AIE-RNPs。其中200 nm颗粒表现出最优性能：单颗粒亮度相当于520个游离TTF分子，绝对量子产率达90.8%，较传统铕纳米颗粒（Eu NPs）荧光强度提升40%。透射电镜（TEM）显示AIE分子均匀分布于PS基质中，动态光散射证实其优异胶体稳定性（Zeta电位<-30 mV）。光学稳定性与滤光片优化策略A

  来源：Aggregate

  时间：2025-08-05

• 基于深度突变扫描技术解析AAV rep基因对Expi293F悬浮培养体系DNA包装效率的影响机制

  腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)作为基因治疗领域的重要递送载体，其产业化生产仍面临病毒滴度低、衣壳包装效率不足等挑战。研究团队采用深度突变扫描(deep mutational scanning)技术，对AAV复制关键基因rep进行系统性改造，构建了涵盖约300个位点的单密码子突变文库。在Expi293F悬浮培养体系中，通过高通量复制竞争实验评估突变体对病毒颗粒包装的影响。数据显示，包装富集值(enrichment)与既往HEK293贴壁细胞研究结果呈现中度相关性，但两组数据在数值范围和分布上的差异，加之实验重复间的变异，使得不同细胞系间突变效应的比较存在复杂

  来源：Biotechnology and Bioengineering

  时间：2025-08-05

• 基于水集成浮式液滴发电机的自然材料赋能高效水能收集技术

  在全球能源转型背景下，如何高效收集自然界中广泛存在的水动能成为重要课题。传统液滴发电机(Droplet-based electricity generator, DEG)虽能通过接触起电(contact electrification)和静电感应(electrostatic induction)原理转换雨滴动能，但其金属电极和刚性基板结构导致材料成本高、重量大，且难以在水域环境应用。这些限制严重制约了DEG的大规模部署，特别是在海洋、湖泊等开阔水域场景。针对这一挑战，南京航空航天大学机械结构力学与控制国家重点实验室的研究团队独辟蹊径，提出"自然集成"设计理念，开发出革命性的水集成浮式液滴发电机

  来源：National Science Review

  时间：2025-08-05

• 超分辨率荧光恢复技术揭示53BP1病灶亚区室化特征及其在DNA损伤修复中的动态调控机制

  在基因组稳定性维持领域，DNA双链断裂(DSB)修复蛋白53BP1(p53 binding protein-1)一直扮演着关键角色。这种1972个氨基酸组成的大分子蛋白能在DNA损伤后迅速形成核内病灶，通过相分离(phase separation)机制调控异染色质结构和长程DNA末端连接。然而，传统显微技术难以解析60-100 nm尺度下53BP1病灶的动态结构与功能异质性，且活体研究易受光毒性限制。更关键的是，现有技术无法同时获取纳米级结构信息与蛋白质动态相互作用数据，这严重阻碍了对DNA修复区室(damage repair compartments)动态调控机制的深入理解。针对这一技术瓶颈

  来源：Cell Reports Methods

  时间：2025-08-05

• MR1配体交联技术揭示维生素B6代谢物作为TCR反应性抗原的免疫识别机制

  在免疫学领域，主要组织相容性复合体I类相关蛋白（MR1）一直是个充满谜团的分子。与经典MHC分子不同，MR1能够呈现微生物代谢产物给特殊的T细胞亚群，如黏膜相关恒定T细胞（MAIT）。然而，由于缺乏有效的配体鉴定方法，科学家们对MR1呈递的代谢物"身份卡"认识有限，这严重制约了人们对MR1在感染免疫和肿瘤免疫中作用机制的理解。德国美因茨大学医学中心（University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz）的研究团队开发了一项突破性技术。他们巧妙地利用MR1配体与K43残基形成不稳定Schiff碱基的特性，通过还原

  来源：Cell Reports Methods

  时间：2025-08-05

• pH响应型磁性Fe3O4修饰壳聚糖纳米颗粒负载β-酸改善结直肠癌治疗的创新研究

  结直肠癌作为全球死亡率排名第三的恶性肿瘤，传统化疗面临药物靶向性差、肠道菌群破坏等挑战。口服给药虽能提高患者依从性，却受限于胃酸降解和肠道复杂环境。更棘手的是，抗生素滥用导致的菌群失调可能加速癌症进展。如何开发兼具靶向递送、控释功能和菌群调节能力的纳米药物，成为当前研究的关键突破口。宁夏医科大学总医院医学科学研究院外科实验室团队在《Materials Today Bio》发表的研究，创新性地将啤酒花提取物β-酸与磁性Fe3O4纳米颗粒结合，通过离子凝胶法制备出pH/磁双响应型壳聚糖纳米载体。研究人员采用FTIR/XRD表征材料特性，通过CCK-8法评估细胞毒性，结合RNA-Seq和16S rD

  来源：Materials Today Bio

  时间：2025-08-05

• 软质水凝胶基质内电子导电微结构的激光直写技术及其在生物电子接口中的应用

  研究背景与意义生物电子接口的发展亟需兼具组织相容性和导电性的材料。传统水凝胶虽具有与软组织相似的力学性能（如低杨氏模量100 μm）或工艺兼容性差的问题。如何在水凝胶中构建高精度、高导电的微结构成为关键挑战。研究方法与技术瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究团队采用双光子直接激光写入技术（DLW），在共价交联的聚[2-（甲基丙烯酰氧基）乙基]二甲基-（3-磺丙基）氢氧化铵（PDMAPS）水凝胶中局部还原银离子（Ag+），形成银纳米颗粒（AgNPs）导电网络。关键技术包括：优化水凝胶交联度（0.4-1.8 mol% MBAA）和溶胀率（1000% in AgNO3溶液）激光参数调控（功率50

  来源：Materials Today Bio

  时间：2025-08-05

• GW9508与人血清白蛋白结合机制的多维解析：计算模拟与实验技术揭示抗糖尿病药物的转运特性

  这项突破性研究采用多学科交叉策略，揭示了抗糖尿病分子GW9508(GW)与血液"运输队长"人血清白蛋白(HSA)的精密互动。通过分子对接技术发现，GW像特工接头般精准锚定在HSA的IIA亚结构区(Site I)，分子动力学模拟显示这个"药物-蛋白复合体"在血液环境中稳如磐石。等温滴定量热(ITC)实验测得这对搭档的结合强度达到104–105M−1级别，热力学参数(ΔH°=−45.05 kJ/mol, ΔS°=−47.10 J/mol·K)暗示它们主要通过分子间的"亲密握手"(氢键)和"若即若离的吸引"(范德华力)维系关系。荧光光谱捕捉到GW使HSA内色氨酸/酪氨酸"小窝"发光的微妙变化，而原子

  来源：Journal of Biomolecular Structure and Dynamics

  时间：2025-08-05

• 反向不对称中空纤维膜切向流过滤技术在腺相关病毒2型高效收获中的应用研究

  1 引言1×108 cells mL−1）带来的挑战。传统切向流过滤（TFF）因可适配批式和灌流工艺而备受关注。本研究创新性地采用反向不对称中空纤维膜，其开放支撑层面向料液的设计可稳定由颗粒物形成的次级动态膜，该结构兼具深度过滤和精密筛分特性，膜厚仅0.45 mm（内径1.4 mm，外径2.3 mm），显著优于厚壁TFDF（5 mm）膜。2 材料与方法实验采用HEK 293细胞生产AAV2，转染72小时后裂解细胞。关键设备包括Asahi Kasei的50 cm2 BioOptimal™ MF-SL微滤器（5根纤维，孔径0.4 μm）。通过跨膜压（TMP= (P1+P2)/2 -P3）和通量（W

  来源：Biotechnology Progress

  时间：2025-08-05

• 综述：咖啡酸生产的革命：先进微生物代谢工程与合成生物学方法

  ABSTRACT咖啡酸作为植物代谢合成的高价值天然酚类化合物，是苯丙烷类衍生物（Phenylpropanoids）的关键前体，在食品添加剂和医药领域具有重要应用潜力。近年来，合成生物学与代谢工程技术的突破使其能够通过微生物细胞工厂（Microbial Cell Factories）实现生物合成。五大优化策略生物合成通路设计：重构咖啡酸合成的上游苯丙氨酸（Phenylalanine）代谢流，引入异源酪氨酸氨裂解酶（TAL）或苯丙氨酸氨裂解酶（PAL）以增强前体供应。代谢途径修饰：通过CRISPR-Cas9等基因编辑工具敲除竞争途径（如乳酸合成通路），减少碳流损失。系统生物学与合成生物学协同：结合

  来源：Biotechnology Journal

  时间：2025-08-05

• 简化基因敲除技术：基于单拷贝质粒的无诱导重组工程在分枝杆菌中的应用

  ABSTRACT基因删除是细菌表型研究的重要工具，但在分枝杆菌中构建缺失突变体仍面临耗时长、成功率低的难题。研究团队对广泛使用的重组工程技术进行改良，通过将重组促进蛋白基因gp60-61整合至单拷贝附加体质粒，利用组成型启动子实现持续表达，不仅省去电穿孔前的诱导步骤，还大幅缩短后续质粒消除周期。该方法在结核分枝杆菌、海分枝杆菌和脓肿分枝杆菌中均验证有效。IMPORTANCE传统分枝杆菌基因删除技术对分子生物学专业度要求较高。本研究提出的改良方案通过简化操作流程，使全球更多实验室（包括分子生物学基础薄弱者）能够开展分枝杆菌遗传操作。INTRODUCTION靶向基因删除在分枝杆菌研究中面临特殊挑战

  来源：Microbiology Spectrum

  时间：2025-08-05

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