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基于 mRNA-LNP 的瞬时 prime 编辑技术治疗小鼠代谢性肝病的研究
研究背景与意义苯丙酮尿症(PKU)是一种由苯丙氨酸羟化酶(PAH)基因突变引起的常染色体隐性代谢性肝病。患者因无法正常代谢苯丙氨酸,可导致严重智力障碍、小头畸形等。尽管现有饮食限制和酶替代疗法可改善生存,但患者仍面临学习障碍和生活质量负担,因此亟需能永久恢复肝细胞 PAH 表达的治疗手段。传统基因添加疗法虽能补充功能基因,但依赖持续 DNA 递送;而基于 CRISPR 的基因组编辑技术(如碱基编辑、prime 编辑)因可直接修复致病突变,成为研究热点。然而,早期 CRISPR-Cas9 依赖同源定向修复(HDR),在肝脏中效率不足 1%;碱基编辑虽能降低苯丙氨酸水平,但仅适用于特定类型点突变。
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2025-05-21
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高通量单细胞密度测量技术揭示免疫细胞动态与药物响应的生物标志物潜力
细胞密度(cell density)作为反映分子拥挤程度的核心物理指标,是决定细胞状态与功能的关键参数。传统测量技术因精度与通量限制,难以捕捉原发性样本中细胞状态的微妙变化。这项突破性研究通过融合荧光排除显微镜(fluorescence exclusion microscopy)和悬浮微通道谐振器(suspended microchannel resonator),建立起每小时可检测3万单细胞的高通量平台,精度高达0.0003 g·ml−1(直径>12 μm细胞)。在人类淋巴细胞研究中,当细胞从静止期(quiescence)向增殖状态转变时,其密度及变异系数显著降低,暗示细胞周期进程中分
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2025-05-21
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STP:单细胞分区技术解析亚细胞空间转录组(single-cell partition for subcellular spatially-resolved transcriptomics)—— 从果蝇到小鼠胚胎的跨物种单细胞空间转录组精准解析
论文解读研究背景与科学问题生命科学的核心目标之一是解析细胞在组织中的空间分布与基因表达的动态关联。空间转录组技术(Spatially-Resolved Transcriptomics, SRT)的出现,让科学家得以在保留组织空间背景的前提下研究基因表达,被誉为 “2020 年度方法”。然而,传统 SRT 技术存在分辨率瓶颈:早期基于 DNA 寡核苷酸阵列的技术(如 Spatial Transcriptomics, ST)斑点直径约 100 μm,每个斑点包含 10-40 个细胞,仅能提供粗粒度的转录组信息,无法达到单细胞水平。随着技术进步,亚细胞分辨率 SRT(如 Stereo-seq)将斑点
来源:Nature Communications
时间:2025-05-21
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基于亚谐波测量的多变量声学模型在嗓音粗糙度评估中的创新应用
嗓音质量评估是喉科临床的核心环节,但粗糙度(roughness)作为嘶哑声的主要成分,其听觉感知判断长期依赖主观量表如GRBAS(Grade, Roughness, Breathiness, Asthenia, Strain)和CAPE-V(Consensus Auditory-Perceptual Evaluation of Voice),存在评分者间变异大、量化困难等问题。尽管已有声学语音质量指数(AVQI)等客观指标,但传统参数难以捕捉亚谐波(subharmonics)——这种由声带非线性振动产生的、介于基频(fo)谐波间的特殊频谱成分,而亚谐波恰恰是粗糙感知的关键声学特征。大阪大学的研
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-05-21
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石墨烯集成太赫兹超表面传感器结合金纳米粒子增强技术实现痕量蛋白质检测
在生物医学检测领域,如何实现超低浓度蛋白质的快速精准检测一直是科学家们面临的重大挑战。太赫兹(THz)波因其非电离特性、指纹光谱等优势被视为理想检测工具,但天然材料对THz波的微弱响应严重制约了其应用。传统检测技术往往需要复杂标记步骤或昂贵设备,难以满足临床对痕量生物标志物的检测需求。为突破这一瓶颈,中国的研究团队创新性地将化学气相沉积(CVD)石墨烯的狄拉克特性与环形偶极共振超表面相结合,设计出新型太赫兹超表面传感器。通过金纳米粒子(AuNPs)的局域表面等离子体共振(LSPR)效应增强石墨烯局部电场,最终在《Biosensors and Bioelectronics》发表了这项突破性研究成
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-05-21
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整合色谱技术与共馏分质谱解析大肠杆菌蛋白质-代谢物互作网络
在生命科学领域,蛋白质与代谢物的相互作用(PMI)如同细胞内的"分子对话",调控着从酶活性到信号传递的众多生理过程。然而,由于技术限制,这些相互作用的全局图谱在模式生物中仍存在大量空白。传统方法如亲和纯化或热稳定性分析往往需要预先设计"诱饵"分子,而共馏分质谱(CF-MS)技术虽能无偏检测互作,却面临假阳性共洗脱的挑战——当一个代谢物与数百种蛋白质同时洗脱时,如何辨别真正的生物学互作成为关键难题。为突破这一瓶颈,来自Boyce Thompson研究所、康奈尔大学和马克斯·普朗克分子植物生理研究所的研究团队创新性地将两种正交色谱技术——基于分子量的尺寸排阻
来源:iScience
时间:2025-05-21
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自主花卉授粉技术的全面综述:进展、挑战与未来方向
随着全球气候变化和农药滥用,传粉昆虫尤其是蜜蜂种群数量呈现灾难性下降。数据显示,超过85%的粮食作物依赖昆虫授粉,而近年蜂群崩溃综合征(Colony Collapse Disorder)导致美国部分地区蜂群损失率达30-50%。这种生态危机直接威胁农业生产——中国云南的梨树种植户不得不雇佣工人进行人工点授粉,每公顷成本高达3000美元。面对劳动力短缺和生态服务的双重压力,发展自主授粉技术成为农业现代化的必然选择。中国国家重点研发计划支持的研究团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表综述,系统分析了1990-2023年间全球自主授粉技术的演进
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-21
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基于模型辅助估计与参数自适应优化的高架喷雾机车姿控制方法研究
在农业机械化快速发展的今天,高架喷雾机凭借其高效、智能和环保特性成为大规模农田管理的首选装备。然而,这类机械因底盘离地间隙大、重心高,在崎岖地形作业时极易发生车身倾斜甚至倾覆,严重威胁作业安全。据统计,全球每年因农机倾覆导致的事故中,高架喷雾机占比高达23%。传统固定轴结构和单一PID控制策略难以应对复杂农田环境,亟需开发新型主动姿态控制系统。针对这一挑战,中国农业科学院团队在《Computers and Electronics in Agriculture》发表研究,设计出四缸独立可调液压系统,创新性地提出"模型辅助估计+BP-PID参数自适应优化"的复合控制策略。通过建立液压缸位移与车身姿
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-21
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提高森林清查精度:基于 ALS 数据的 3D 卷积神经网络(3D-CNN)与遗传算法支持的 k 近邻(k-NN)方法在北方生物区域的比较研究
论文解读在森林资源监测领域,如何高效利用遥感技术精准估算森林立地变量(如蓄积量、树种组成)一直是研究热点。传统基于点云特征提取的机器学习方法(如 k-NN)虽广泛应用,但在处理高维数据和复杂林分结构时面临瓶颈,尤其在树种特异性体积预测中精度不足。随着深度学习技术的发展,三维卷积神经网络(3D-CNN)因其自动特征提取能力展现出潜力,但在不同生物区域的泛化能力尚不明确。为此,芬兰国家土地调查局(NLS)的研究人员开展了一项对比研究,旨在评估 3D-CNN 在高脉冲密度 ALS 数据(5 pulse/m²)中预测森林变量的性能,并与遗传算法优化的 k-NN 方法进行基准测试,研究成果发表在《Com
来源:Computers and Electronics in Agriculture
时间:2025-05-21
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利拉列汀联合二甲双胍对 4 - 乙烯基环己烯二环氧化物及地塞米松诱导的小鼠骨质疏松的改善作用:一项新方法
骨质疏松如同隐匿的 “骨骼杀手”,正悄悄威胁着全球约 2 亿人的健康。其中,绝经后骨质疏松(PMO)因雌激素缺乏导致骨重塑失衡、骨量加速流失,而糖皮质激素诱导的骨质疏松(GIO)则因药物使用成为年轻患者的常见困扰。当前主流治疗药物如双膦酸盐虽能抑制骨吸收,但长期使用的不良反应让医患头疼,开发更安全有效的骨合成代谢药物迫在眉睫。在这样的背景下,印度贾米亚哈姆达德大学(Jamia Hamdard)的研究人员瞄准了糖尿病治疗领域的两类药物 —— 二肽基肽酶 - 4 抑制剂(DPP-4Is)和二甲双胍。已知 DPP-4 酶活性升高与骨吸收加速相关,而 DPP-4Is 可能通过保护胰高血糖素样肽 - 1
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综述:碳和磷量子点:通过创新放射增敏推进放射治疗
引言癌症是全球重大健康问题,发病率持续上升。当前治疗手段中,放疗因非侵入性和可靶向深部肿瘤等特点被广泛应用,但存在无法精准区分癌细胞与健康细胞的缺陷,导致对周围正常组织的附带损伤,降低了治疗效果,因此亟需提高放疗精准性的策略。放射增敏剂成为有前景的解决方案,其能增强癌细胞对辐射的敏感性,同时最大限度减少对正常组织的损伤,纳米材料因可调特性和靶向递送潜力备受关注,量子点(QDs)作为其中重要进展,基于碳和磷的非金属量子点因生物相容性高、荧光可调等特点,成为安全有效的替代选择。近年来,合成策略、表面工程等方面的科学进展加速了基于量子点的放射增敏剂的发展。本综述探讨碳基和磷基量子点在放疗中的作用,涵
来源:Biochemical and Biophysical Research Communications
时间:2025-05-21
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差压CO2电解技术突破:实现40 bar(g)高压稳定转化与工业过程直接耦合
差压CO2电解技术开启工业集成新纪元催化剂环境的关键突破研究团队开发出新型零间隙反应器,通过机械稳定的质子交换膜与超薄阴离子顶层设计,首次实现40 bar(g)差压下CO2电解。采用阳离子交换膜(CEM)涂覆阴离子交换离聚物(AEL)的非对称膜电极组件(MEA),在500 mA cm−2电流密度下获得81%的CO法拉第效率(FECO),同时将CO2过量系数降至3.88。高压下的性能跃升当操作压力从常压升至40 bar(g)时,CO选择性呈现显著提升:在300 mA cm−2下,FECO从28%跃升至76%。高压操作不仅改善CO2传质,还通过增加催化剂表面CO2覆盖度优化反应微环境。值得注意的是
来源:Chem Catalysis
时间:2025-05-21
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多组学技术在绵羊肺炎病原鉴定及抗性基因筛选中的应用研究
在全球畜牧业发展的浪潮中,绵羊养殖因其重要的经济价值占据着关键地位。然而,绵羊肺炎如同潜伏在羊群中的 “隐形杀手”,长期以来肆虐牧场。这种由多种病原引发的呼吸道疾病,不仅使绵羊生长迟缓、饲料转化率降低,还常常引发胸膜炎等继发感染,给全球绵羊产业造成了巨大的经济损失。据统计,在发达国家,动物疾病造成的经济损失约占畜牧业总产值的 17%,而在发展中国家,这一比例高达 35%-50%,其中绵羊肺炎便是主要元凶之一。传统的病原鉴定方法依赖培养和生化检测,耗时且难以发现难培养的微生物,如支原体;而抗病育种缺乏精准的遗传标记,导致进展缓慢。因此,快速精准地识别病原、挖掘抗病基因成为破解绵羊肺炎困局的关键。
来源:BMC Genomics
时间:2025-05-21
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基于压缩感知技术的重叠池测序数据肿瘤突变负荷计算方法研究
肿瘤免疫治疗领域近年来取得突破性进展,其中肿瘤突变负荷(Tumor Mutation Burden, TMB)作为预测免疫检查点治疗(Immune Checkpoint Therapy, ICT)疗效的关键生物标志物备受关注。TMB指肿瘤组织编码区非同义体细胞突变数量,其数值越高意味着可能产生更多新抗原,从而增强免疫系统对癌细胞的识别能力。然而当前TMB检测主要依赖全外显子测序(Whole Exome Sequencing, WES),每个样本需单独建库测序,导致临床大样本筛查面临高昂成本瓶颈。针对这一挑战,东南大学数字医学工程全国重点实验室联合江苏省肿瘤医院的研究团队在《BMC Bioinf
来源:BMC Bioinformatics
时间:2025-05-21
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pTripleTREP 载体:金黄色葡萄球菌毒力因子可控表达与纯化的创新工具
在生命科学和医学领域,金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)作为一种主要的人类病原菌,其引发的感染不仅带来高昂的医疗成本,还因其复杂的毒力机制给治疗带来挑战。深入研究毒力因子的作用机制,开发针对性的治疗策略,是当前亟待解决的问题。然而,毒力因子的异源表达面临诸多难题,如潜在毒性、特定的翻译后加工需求,以及纯化过程中难以避免的内毒素(如脂多糖 LPS)污染,这些问题可能导致实验结果偏差,阻碍对毒力因子功能的准确解析。此外,传统的异源表达系统(如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌)在蛋白成熟和活性维持方面存在缺陷,而金黄色葡萄球菌自身的同源表达工具却因缺乏严密的表达调控和高效纯化系统而应
来源:Microbial Cell Factories
时间:2025-05-21
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温度与pH值对菲律宾蛤仔肝胰腺组织蛋白酶D(Cathepsin D)二级结构的影响及其生物技术应用潜力
这项研究揭示了菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)肝胰腺中组织蛋白酶D(Cathepsin D)的结构奥秘。作为溶酶体中的蛋白水解"剪刀",这种36.5kDa的酸性蛋白酶在甲壳类和软体动物消化系统中扮演着独特角色。科研团队采用超滤和亲和层析技术纯化酶蛋白后,通过圆二色谱(CD)这个"分子结构显微镜",在0.125mg/mL浓度下捕捉到温度(5-70°C)和pH(1-7.5)变化对蛋白质二级结构的精妙影响。SDS-PAGE和凝胶过滤色谱像"分子尺"般确认了样品的纯度和分子量。数据显示,这种比活性达5,553±220 U/mg的酶在45-50°C时活力最强,在pH 3-3.
来源:Current Protein & Peptide Science
时间:2025-05-21
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综述:深度学习方法在环状 RNA(circRNA)上 RNA 结合蛋白(RBP)结合位点预测的最新进展
环状 RNA 与 RNA 结合蛋白互作研究的生物学背景环状 RNA(circRNA)是一类具有闭合环状结构的非编码 RNA,其通过与 RNA 结合蛋白(RBP)的特异性互作,在多种疾病的发生发展过程中扮演关键角色。例如,二者的相互作用可能参与调控基因表达、信号传导通路等重要生物学过程。目前,以 CLIP-seq 为代表的高通量生物学实验方法,虽能有效解析 circRNA 与 RBP 的互作关系,但存在效率低、成本高的问题,且每次仅能捕获特定细胞环境中某一 RBP 在 circRNA 上的结合位点。此外,这些实验仍依赖下游数据分析来揭示众多生物学结构和生理过程背后的机制,而实验数据维度和产生速度
来源:Current Bioinformatics
时间:2025-05-21
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微小RNA与疾病关联预测的计算方法探索性综述及勘误说明
勘误声明针对《Current Bioinformatics》2025年第20卷第2期发表的综述文章进行术语修正。在PDF转换过程中遗漏的关键术语包括:将"语义ty"更正为"语义相似性(Sim(d,D1))";将"NAs"规范为"miRNAs",明确mi和mj的表达谱标记为emi和emj;将"语义ties"修正为"语义相似性(SM1(di,dj))",强调疾病有向无环图(DAG)的结构相似性计算。这些修正确保了算法描述准确性,特别是方程1和方程10涉及的miRNA-疾病关联预测模型关键参数。原文可通过EurekaSelect平台获取。
来源:Current Bioinformatics
时间:2025-05-21
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基于融合相似性信息的深度矩阵分解方法预测 miRNA - 疾病关联
MicroRNAs(miRNAs)作为多种生物过程的关键调控因子,与人类疾病密切相关。本研究旨在提出一种计算模型 SIDMF 以预测 miRNA - 疾病关联。计算方法已证明在预测 miRNA - 疾病关联中有效,其利用功能相似性和基于网络的推理。机器学习技术在此领域日益突出,包括支持向量机、半监督算法和深度学习模型。本研究引入的 SIDMF,将疾病语义相似性和 miRNA 功能相似性整合到深度矩阵分解框架中,通过重构 miRNA - 疾病关联矩阵,预测 miRNA 与疾病之间的潜在关联。通过全局留一法交叉验证(LOOCV)和局部 LOOCV 对 SIDMF 的性能进行评估,其曲线下面积(AU
来源:Current Bioinformatics
时间:2025-05-21
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基于牛津纳米孔测序技术解析哥伦比亚西南部居民幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)全基因组序列
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)是定植于全球超半数人口胃黏膜的病原体,可引发胃炎,虽多数感染者无症状,但 10%–15% 会发展为胃或十二指肠溃疡,1%–3% 可能罹患胃癌。本研究分析哥伦比亚纳里尼奥州胃癌高低风险地区居民的胃活检样本,通过组织病理诊断和培养,利用革兰氏染色及脲酶、氧化酶、过氧化氢酶试验鉴定幽门螺杆菌菌株。样本在含 10% 绵羊脱纤血、Dent 选择性添加剂和 1% Isovitalex 富集添加剂的哥伦比亚琼脂培养基中,于 37°C、10% CO₂条件下培养 7–10 天,后在 - 80°C 保存。DNA 提取采用 UltraClean 血液 DNA 分离
来源:Microbiology Resource Announcements
时间:2025-05-21