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  • 基于框架突变的抗体稳定性与功能理性设计:整合计算与实验方法优化抗体工程

    抗体框架区工程的全景视角抗体语言模型在FW突变设计中的局限性当前抗体语言模型(AbLMs)如AntiBERTy和AbLang2虽能高效生成互补决定区(CDR)变异,但对免疫球蛋白框架区(FW)的突变预测存在明显偏差。分析显示,这些模型对FW野生型氨基酸的概率预测接近1,而通用蛋白语言模型ESM-2和结构导向的Rosetta则展现出更丰富的突变可能性。通过对比55种治疗性抗体和1988对B细胞受体序列,研究发现AbLMs过度依赖种系序列,限制了FW的理性设计空间。结构导向的FW稳定化突变设计以HER2靶向抗体曲妥珠单抗为例,Rosetta的ΔΔGfolding预测筛选出VH结构域的双突变体S85

    来源:mAbs

    时间:2025-07-18

  • 综述:T细胞衔接器在癌症免疫治疗中的创新策略

    优化TCE的几何结构与亲和力T细胞衔接器(TCEs)通过同时结合肿瘤相关抗原(TAA)和T细胞表面的CD3/TCR复合物,激活T细胞杀伤肿瘤。研究发现,TCEs的几何设计(如免疫突触距离15 nm)和亲和力调节至关重要。例如,缩短抗TAA与抗CD3臂间距可增强细胞毒性,而降低CD3结合域的亲和力(如KD 10 nM)能减少CRS风险。双价TAA结合(2 + 1格式,如CD20靶向的glofitamab)可提升对低表达抗原的活性。靶向特定T细胞亚群与pMHC复合物选择性激活CD8+ T细胞(而非CD4+)可降低CRS和调节性T细胞(Tregs)的干扰。此外,靶向肽-MHC(pMHC)复合物的TC

    来源:mAbs

    时间:2025-07-18

  • 单细胞长读长RNA测序技术CELLO-seq实现转座因子的高精度定位

    哺乳动物基因组中50%的序列由转座因子(Transposable Elements, TEs)构成,这些"跳跃基因"的表达调控与发育和疾病进程密切相关。传统短读长单细胞测序技术面对高度相似的TE序列时,往往会产生跨基因组的模糊定位。CELLO-seq技术突破性地结合了50核苷酸长度的独特分子标识(Unique Molecular Identifiers, UMIs)和高通量PCR重复策略,如同给每个RNA分子装上GPS定位器,使长读长测序数据能够精确对应到基因组上的特定TE位点。这项技术不仅能区分序列相似度极高的年轻转座因子,还能准确识别基因和TE的不同剪接亚型,为在单细胞分辨率下探索TE与宿

    来源:Nature Protocols

    时间:2025-07-18

  • 综述:贝类过敏治疗进展:从当前方法到未来策略

    贝类过敏概述贝类过敏作为全球最常见的食物过敏之一,影响约1%-3%人群,尤其在亚太等高消费地区更为显著。其特殊性在于极少随年龄增长而消退,且易引发致命性过敏反应(anaphylaxis)。甲壳类(如虾、蟹)与软体类(如牡蛎、扇贝)的致敏蛋白存在显著交叉反应,其中原肌球蛋白(TM)作为泛过敏原(pan-allergen)占据核心地位,其氨基酸序列在甲壳类中保守性高达91%,而软体类仅55%-65%,这解释了临床反应差异。值得注意的是,约30%-50%患者对TM不敏感,提示精氨酸激酶(AK)、血蓝蛋白等次要过敏原的重要性。诊断挑战与现状当前诊断依赖皮肤点刺试验(SPT)和血清特异性IgE检测,但商

    来源:Clinical Reviews in Allergy & Immunology

    时间:2025-07-18

  • 基于深度学习的高分辨率时间推断技术解析固定胚胎中动态基因调控网络

    在生命科学研究中,解析胚胎发育过程中的基因调控网络一直是重大挑战。传统活体成像技术受限于同时监测的分子种类数量(通常<4种)和基因修饰带来的干扰,而固定胚胎成像虽具有高灵敏度和空间分辨率,却因缺乏时间信息难以重建动态过程。这种技术瓶颈严重阻碍了我们对复杂发育调控机制的深入理解。上海交通大学的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究,他们开发了一种基于深度学习的高分辨率时间推断方法,成功实现了从固定果蝇胚胎图像中精确推断绝对发育时间。这项研究通过分析核形态的时空动态变化,不仅重建了内源基因的调控网络,还揭示了单分子水平的转录动力学特征。研究人员主要采用了三项关

    来源:Nature Communications

    时间:2025-07-18

  • 基于光纤SPR技术的电活性微生物血红素无标记检测传感器研究

    在海洋工程和医疗诊断领域,血红素(heme)作为关键生物分子扮演着双重角色:既是电活性微生物腐蚀金属材料的"电子搬运工",又是多种疾病的重要生物标志物。然而传统检测方法面临毒性大、灵敏度低、设备昂贵等瓶颈,特别是在深海等极端环境下更难以实现实时监测。这种检测困境严重制约了对微生物腐蚀(MIC)机制的深入研究,也影响了相关疾病的早期诊断。针对这一挑战,大连理工大学(Dalian University of Technology)的研究团队创新性地将分子识别技术与光纤传感相结合,开发出全球首个基于血红素转运调节蛋白(FhtR)的光纤表面等离子体共振(SPR)传感器。这项突破性成果发表在《Biose

    来源:Biosensors and Bioelectronics

    时间:2025-07-18

  • 催化不对称合成固有手性杯[4]芳烃骨架的创新策略与研究进展

    在超分子化学的璀璨星空中,固有手性杯[4]芳烃(calix[4]arene)衍生物犹如精密的分子级瑞士军刀,其独特的三维空腔结构在手性识别、圆偏振发光(Circularly Polarized Luminescence, CPL)材料开发和不对称催化(enantioselective catalysis)等领域展现非凡潜力。近年来,科学家们持续攻克这类分子骨架的催化不对称合成(catalytic enantioselective synthesis)难题——就像试图用催化剂为分子装上精确的"立体方向盘"。最新研究突破聚焦于动态动力学拆分、过渡金属催化等创新策略,成功构建了具有光学纯度的C4A骨

    来源:TRENDS IN Chemistry

    时间:2025-07-18

  • 深度学习联合长短读长测序数据提升变异检测准确性的创新研究

    在罕见遗传病诊断领域,基因组测序技术正面临关键瓶颈。尽管全球约3亿人受罕见病影响,其中80%与遗传因素相关,但现有测序技术各有局限:短读长测序(Illumina)虽能准确检测小变异,却在复杂基因组区域表现不佳;长读长测序(Nanopore)虽能覆盖这些区域,但较高的错误率(5%-15%)影响小变异检测精度。这种技术割裂导致25%-35%的患者无法获得明确分子诊断,凸显了开发整合方案的紧迫性。意大利Telethon遗传与医学研究所(TIGEM)的Gennaro Gambardella团队在《Cell Reports Methods》发表创新研究,通过深度学习技术桥接这一技术鸿沟。研究人员收集了G

    来源:Cell Reports Methods

    时间:2025-07-18

  • CUT&Tag与DiBioCUT&Tag技术突破疟原虫AT富集表观基因组低样本量研究瓶颈

    疟疾作为威胁人类健康的重大传染病,其病原体恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)的AT富集基因组(平均82% AT含量)给表观遗传研究带来特殊挑战。传统染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)技术存在样本需求量大(数百万细胞)、GC偏好性严重等技术瓶颈,严重制约了对疟原虫发育转换和抗原变异等关键生物学过程的研究。更棘手的是,临床分离株和蚊虫/肝期等稀缺样本因材料不足长期难以进行表观基因组分析。荷兰奈梅亨大学(Radboud University)分子生物学系Richard Bartfai团队联合德国伯恩哈德·诺赫特热带医学研究所(Bernhard Nocht Institute

    来源:Cell Reports Methods

    时间:2025-07-18

  • 磷酸化Y14相分离凝聚体作为DNA双链断裂修复支架的创新机制及其抗癌治疗潜力

    基因组稳定性维持是细胞生存的核心课题,而DNA双链断裂(DSB)作为最致命的DNA损伤类型,其修复机制缺陷与癌症发生密切相关。目前,虽然已知非同源末端连接(NHEJ)和同源重组(HR)是主要修复途径,但修复因子如何快速精准定位损伤位点的动态调控机制仍不明确。近年来,液-液相分离(LLPS)现象在DNA损伤应答(DDR)中的作用备受关注,但具体分子机制及其治疗潜力亟待探索。中国科学院生物医学科学研究所的研究团队在《iScience》发表重要成果,通过多学科技术手段揭示了RNA结合蛋白Y14/RBM8A通过磷酸化依赖的相分离机制调控DSB修复的全新机制。研究采用HaloTag活细胞成像技术追踪Y1

    来源:iScience

    时间:2025-07-18

  • 基于圆柱展开的螺旋参数精确测定方法HELIS及其在冷冻电镜断层成像中的应用

    螺旋结构作为丝状和管状大分子组装体的基本形态,在细胞支架构建和信号传导中发挥关键作用。传统基于层线分析的方法常因结构柔性(flexibility)和异质性(heterogeneity)而受限。最新开发的HELIS技术独辟蹊径,将螺旋结构视为"卷起来的二维晶体",通过圆柱面展开(cylindrical unrolling)将复杂的三维参数测定转化为二维倒易空间晶格测量。这种创新方法不仅规避了传统方案的多解性问题,还能灵敏检测螺旋结构的细微变异。技术流程包含三大核心模块:首先通过螺旋轨迹追踪(helical tracking)和曲率校正(unbending)处理柔性结构,随后利用二维晶体学(2D

    来源:Structure

    时间:2025-07-18

  • 基于几何感知模板匹配的冷冻电子断层扫描图像分析新方法在Dynamo软件中的实现与应用

    冷冻电子断层扫描(cryo-ET)技术能够在接近生理状态下对生物样本进行三维成像,是研究细胞内部精细结构的重要工具。然而,随着该技术的广泛应用,如何高效地从海量断层扫描数据中识别和定位特定蛋白质结构成为亟待解决的问题。传统的模板匹配方法虽然可靠,但计算量巨大,特别是在需要精细角度采样和高分辨率扫描时,往往导致计算时间难以承受。位于西班牙巴斯克大学(University of Basque Country)的Raffaele Coray和Daniel Castano-Diez研究团队在《Structure》杂志发表研究,开发了一种基于几何感知的模板匹配新方法。该方法整合到开源软件Dynamo中,

    来源:Structure

    时间:2025-07-18

  • 仿生有机-无机复合水凝胶作为宾汉流体前驱体拓展直写式3D打印技术在生物医学领域的应用

    在生物医学工程领域,如何制造兼具优异机械性能和生物相容性的仿生材料始终是重大挑战。传统水凝胶在3D打印过程中常面临挤出变形、结构坍塌等问题,而现有材料又难以同时满足人工器官对力学强度、导电性和自修复能力的需求。这些问题严重制约了柔性电子器件和再生医学的发展。研究人员通过创新性地将有机-无机杂化策略应用于宾汉流体设计,开发出基于丙烯酰胺(Am)和结冷胶(GG)的复合水凝胶体系。该研究巧妙利用SiO2纳米颗粒增强物理交联网络,碳纳米管(CNTs)构建导电通路,通过流变学调控实现了材料从"墨水"到固件的精准转化。相关成果发表在《International Journal of Biological

    来源:International Journal of Biological Macromolecules

    时间:2025-07-18

  • 腰果壳纤维素绿色提取与特性解析:工业废弃物高值化利用的创新路径

    在全球环保意识觉醒的背景下,每年数百万吨腰果加工产生的坚硬外壳正成为热带国家的环境负担。这些被当作垃圾处理的腰果壳(Anacardium occidentale shells)实则蕴藏着宝贵的纤维素资源——这种自然界含量最丰富的生物聚合物,正是制造生物降解材料、绿色包装和医用敷料的理想原料。然而传统提取方法效率低下,且腰果壳中复杂的酚类化合物(如腰果酸)给纯化工艺带来特殊挑战。为破解这一难题,来自Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University (IMSIU)的研究团队开创性地开发了改良酸水解工艺。他们从印度泰米尔纳德邦的腰果加工厂获取原料,通过多步化学处理结

    来源:International Journal of Biological Macromolecules

    时间:2025-07-18

  • 基于SEIAR模型与机器学习整合方法的中国成都猩红热传播动力学及社会经济决定因素研究

    猩红热(Scarlet Fever, SF)是由A组链球菌(GAS)引起的急性呼吸道传染病,尽管抗生素的普及使其在发达国家发病率显著降低,但近年来中国多地出现疫情反弹,2011年香港甚至报告了致死病例。这种疾病的高发人群为3-7岁儿童,且无症状携带者的隐蔽传播给防控带来巨大挑战。更复杂的是,快速城市化进程中的人口流动、教育资源分布等社会经济因素如何影响SF传播,至今缺乏系统研究。成都市疾病预防控制中心的研究人员针对这一科学问题,创新性地将传统传染病动力学模型与机器学习算法相结合,对成都2005-2019年间11,499例SF病例展开了多维度分析。他们首先构建了包含无症状感染状态的SEIAR(S

    来源:Epidemics

    时间:2025-07-18

  • 基于离散伴随方法与偏转分析的葡萄采收气动吸附口优化设计及性能研究

    葡萄采收是葡萄酒产业的关键环节,但传统人工采摘存在效率低、成本高、果实损伤风险大等问题。尽管机器人技术为自动化采收带来希望,果穗抓取仍是技术瓶颈——现有气动吸附系统普遍面临吸附性能与能耗难以协同优化的困境。一方面,吸附口结构参数直接影响气流速度(Vf)和管道压降(Pd),而当前研究多聚焦单一性能指标;另一方面,葡萄果穗在气流作用下的偏转行为受生长参数(如果柄长度、重量)和空间位置共同影响,但相关机理尚未明确。中国农业大学的研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表研究,创新性地将航空航天领域成熟的离散伴随方法引入农业装备优化。研究首先通过

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-07-18

  • 基于CFD-DEM耦合方法的玉米秸秆切割抛送机理分析与性能优化研究

    玉米秸秆作为全球主要农业副产物,年产量高达2.43×108吨,其高效转化对于畜牧业可持续发展与环境污染控制具有重要意义。尽管通过机械粉碎加工可将其转化为黄贮饲料,但现有粉碎机普遍面临比能耗高(达21.55 kWh/kg)、作业效率低及堵塞频发等问题。内蒙古农业大学的研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表研究,通过CFD(计算流体力学)-DEM(离散元法)耦合技术,首次系统解析了切割-抛送协同机制,为装备优化提供了创新解决方案。研究采用三大关键技术:1) 建立分层可断裂柔性秸秆模型,结合运动学分析揭示切割动力学特性;2) 运用双向CFD

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-07-18

  • 基于高光谱反射与机器学习的桉树疫霉根腐病早期检测技术研究

    随着气候变化加剧,疫霉菌(Phytophthora)引起的森林病害在全球范围内持续扩散,其中桉树疫霉根腐病因其隐蔽性强、传统检测方法滞后等问题,严重威胁商业林业可持续发展。当前诊断主要依赖症状观察和破坏性采样,难以实现早期预警。针对这一难题,南非比勒陀利亚大学(University of Pretoria)林业与农业生物技术研究所(FABI)的研究团队开展了一项突破性研究,通过高光谱反射技术与人工智能的深度融合,建立了桉树疫霉根腐病的早期检测体系,相关成果发表于农林科学领域权威期刊《Computers and Electronics in Agriculture》。研究团队选取19个商业桉树(

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-07-18

  • 综述:自动化芦笋采收技术:1950年代至今美国及全球研发进展回顾

    自动化芦笋采收技术的世纪征程Harvesting mechanisms芦笋(Asparagus officinalis L.)作为高价值经济作物,其采收劳动力成本占总生产成本52%-60%。自1908年首个人工切割器专利问世,采收技术历经三个阶段:1950-1970年代的非选择性机械采收(如Kepner系列割台)、1980年代的光电传感引导选择式采收,以及当前基于3D视觉和AI的机器人系统。其中,Geiger Manufacturing的机械采收系统效率已达人工5倍(3.2小时/2英亩),但选择性精度不足仍是商业化瓶颈。Perception technology早期触觉传感器因误检率高被淘汰,

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-07-18

  • 基于近红外光谱校正LIBS指纹谱线的湿土养分现场快速定量检测技术研究

    土壤作为农业生产的基础载体,其养分含量直接影响作物产量和粮食安全。然而,传统化学检测方法存在耗时长、破坏样本等缺陷,而光电检测技术如激光诱导击穿光谱(LIBS)和近红外光谱(NIR)虽能快速分析,却面临湿土水分干扰的难题——水分差异会导致LIBS等离子体特性变化,严重影响检测稳定性。目前,干燥处理虽能规避水分影响,却牺牲了现场检测的时效性。如何实现湿土养分的原位快速定量,成为精准农业领域亟待突破的技术瓶颈。西南大学(Southwest University)的研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表了一项创新研究。他们以土壤总钾为范例,

    来源:Computers and Electronics in Agriculture

    时间:2025-07-18


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