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谷氨酸棒杆菌中基于CRISPR/Cas9的多位点碱基编辑系统的优化

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生物工程学报 2022年第2期38卷 780-795页

作者：卢挥张启于思礼王钰康明韩双艳刘叶王猛华南理工大学生物科学与工程学院广东广州510006 中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 中国科学院大学生命科学学院北京100049 河北大学生命科学学院河北保定071002

作为新型的基因组编辑工具,碱基编辑技术结合了CRISPR/Cas系统的定位功能和碱基脱氨酶的编辑功能,可实现特定位点的碱基突变,具有不产生双链DNA断裂,无需外源模板且不依赖染色体DNA同源重组的优势。目前,研究者们已在重要的工业生产菌... 详细信息

作为新型的基因组编辑工具,碱基编辑技术结合了CRISPR/Cas系统的定位功能和碱基脱氨酶的编辑功能,可实现特定位点的碱基突变,具有不产生双链DNA断裂,无需外源模板且不依赖染色体DNA同源重组的优势。目前,研究者们已在重要的工业生产菌株谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)中开发了多种碱基编辑工具,并实现了两基因和三基因的同时编辑。文中针对谷氨酸棒杆菌中基于CRISPR/Cas9的多位点碱基编辑系统中存在的不足(多重sgRNA结构烦琐、重复序列干扰、更换靶点困难等),采用多种策略进行优化,并比较碱基编辑效率:首先优化基于单独启动子/终止子的多重sgRNA表达框,通过构建框架质粒,并结合Golden Gate连接方法,加速靶点更换,避免重复序列干扰,虽然该方法sgRNA结构烦琐,但编辑效率最高;同时,开发基于Type CRISPR crRNAⅡ阵列、tRNA加工的多重gRNA表达框,这两种形式均只需要一个启动子和一个终止子序列,极大地简化了表达框结构,虽然编辑效率均出现下降,但仍具有一定的实用性。该研究丰富了谷氨酸棒杆菌的基因组编辑工具,为该菌株的遗传改造提供了更多的技术支持。

关键词：碱基编辑谷氨酸棒杆菌 CRISPR/Cas系统多重gRNA

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工程菌种自动化高通量编辑与筛选研究进展

生物工程学报 2022年第11期38卷 4162-4179页

作者：涂然毛雨丰刘叶程海娇袁伟于思礼潘文嘉安晶晶王猛中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 国家合成生物技术创新中心天津300308 重庆工商大学环境与资源学院重庆400067

合成生物学(synthetic biology)与经典生物学研究的革命性区别之一是合成生物学能将生物实验的对象、方法、技术和流程高度标准化和模块化,创建出自动化与高通量的合成生物铸造模式。该模式通过复杂生物过程与自动化设施的结合,颠覆过... 详细信息

合成生物学(synthetic biology)与经典生物学研究的革命性区别之一是合成生物学能将生物实验的对象、方法、技术和流程高度标准化和模块化,创建出自动化与高通量的合成生物铸造模式。该模式通过复杂生物过程与自动化设施的结合,颠覆过往劳动密集型的研究范式,获得更高的技术迭代能力,极大促进了合成生物学的发展和产业化应用。值此天津工业生物技术研究所创立10周年之际,本文回顾了研究所在工业菌种自动化高通量编辑与筛选领域的系列重要工作进展,对基因克隆(gene cloning)、基因组编辑(genome editing)、编辑序列设计(editing sequence design)等生物技术的自动化实现,以及流式细胞、液滴微流控、全基因组规模扰动测序等高通量筛选技术进行了分析讨论,并展望了本领域未来的发展方向。望借此为创建具有自主知识产权的优秀菌种及其产业应用提供智能化、自动化和全链条覆盖的整体支撑能力。

关键词：工程菌种自动化基因编辑高通量筛选技术生物铸造厂

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工程大肠杆菌合成甜菜素

工程大肠杆菌合成甜菜素

作者：于思礼天津大学

学位级别：硕士

甜菜素是一种植物源的天然含氮色素,易溶于水,常用于食品添加剂和化妆品等行业中。在植物中甜菜素和花青素色素互不共存,其代谢途径是重要的植物化学分类指标。甜菜素兼具抗肿瘤、抗氧化、抗疟疾、护肝等作用,其潜在的医疗保健价值促进... 详细信息

甜菜素是一种植物源的天然含氮色素,易溶于水,常用于食品添加剂和化妆品等行业中。在植物中甜菜素和花青素色素互不共存,其代谢途径是重要的植物化学分类指标。甜菜素兼具抗肿瘤、抗氧化、抗疟疾、护肝等作用,其潜在的医疗保健价值促进了对甜菜素深入研究。本文筛选了从L-多巴到甜菜素关键中间产物甜菜醛氨酸的合成基因BvDODA、MjDODA、YgiD,成功在工程大肠杆菌中实现了体内合成甜菜醛氨酸。引入细胞色素P450氧化还原酶和酪氨酸羟化酶基因CYP76AD1、BvCPR、HpaBC打通了从L-酪氨酸到甜菜醛氨酸的合成途径。对底物前体和还原剂的添加量进行研究,并通过调整IPTG诱导浓度和对发酵条件进行优化得到产甜菜醛氨酸的最适条件,为合成不同种类的甜菜素建立了基础。在甜菜醛氨酸生成量最大阶段添加不同氨基酸来研究不同种类甜菜黄素的生成效率,通过试验20种氨基酸发现仅仅12种氨基酸能够与甜菜醛氨酸结合生成相应的甜菜黄素,其中组氨酸-甜菜黄素的生成量占绝对优势,以此确定为最终目标产物。采用间接思路通过对较稳定的组氨酸盐酸盐定量来间接确定最终生成组氨酸-甜菜黄素的含量,当添加6mM L-多巴、1mM抗坏血酸和6mM组氨酸盐酸时,生成445.84mg/L组氨酸-甜菜黄素。

关键词： L-酪氨酸 L-多巴甜菜醛氨酸甜菜黄素

基于尾部修正蒙特卡洛方法的系泊疲劳可靠性评估

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中国造船 2024年第3期65卷 13-26页

作者：于思源武文华大连理工大学力学与航空航天学院工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315000

针对海洋平台系泊系统疲劳可靠性分析中特殊尾部特征带来的求解精度问题,开展了基于安全裕度变量极端轻尾特征的系泊系统疲劳可靠性蒙特卡洛方法研究,评估系泊缆的疲劳失效概率与安全服役寿命。该方法通过引入Weibull尾部系数对安全裕... 详细信息

针对海洋平台系泊系统疲劳可靠性分析中特殊尾部特征带来的求解精度问题,开展了基于安全裕度变量极端轻尾特征的系泊系统疲劳可靠性蒙特卡洛方法研究,评估系泊缆的疲劳失效概率与安全服役寿命。该方法通过引入Weibull尾部系数对安全裕度的尾部特征进行定量评估,实现了对经典增强蒙特卡洛方法的修正,适用于具有极端轻尾特征的安全裕度情况。对某半潜式平台的系泊系统进行疲劳可靠性分析,比较了该方法与经典EMC方法和Hermite模型的性能。结果表明,该方法预测准确、稳定,具有更高的可靠度且数值模拟次数少,时间成本低,这项研究可为海洋工程结构物的可靠性设计与评估提供有益指导。

关键词： EMC方法疲劳可靠性尾部特征 Weibull尾部系数

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高等工程数学精要下

高等工程数学精要下

1986年

作者：于思礼张义芳

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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隐私保护的基于社交关系的推荐系统研究

隐私保护的基于社交关系的推荐系统研究

作者：于思敏山东师范大学

学位级别：硕士

在如今信息量爆炸式增长的背景下,推荐系统作为一种高效的个性化信息过滤工具被广泛应用于各大领域。其中,利用用户的社交关系信息来提高推荐性能是常见且有效的方法之一。然而,推荐系统面临着一个严峻的问题——数据的隐私泄露。推荐... 详细信息

在如今信息量爆炸式增长的背景下,推荐系统作为一种高效的个性化信息过滤工具被广泛应用于各大领域。其中,利用用户的社交关系信息来提高推荐性能是常见且有效的方法之一。然而,推荐系统面临着一个严峻的问题——数据的隐私泄露。推荐系统所收集的用户数据中包含了大量真实而敏感的个人信息,特别是基于社交关系的推荐系统,其往往需要使用用户的社交网络信息或通讯录信息。用户难以信任未采取有效隐私保护措施的平台,因此使用安全可行的隐私保护机制,确保用户在获得个性化推荐的同时保护用户数据不被泄露具有重要意义。在隐私保护领域中,安全多方计算允许多个参与方在不泄露各自数据的情况下协同完成计算任务,与其他隐私保护方式如差分隐私、联邦学习等不同,安全多方计算通用性强、精确度高,且无需可信第三方支持。利用安全多方计算中的秘密共享技术,可以将推荐系统中的用户信息以份额的形式分别存储于两个不合谋的服务器,在提供隐私保护的同时,能够协同完成推荐计算任务,且在效率和准确性等方面具有优秀的表现。基于以上背景,本研究设计了一个在服务器结构下的基于社交关系的隐私保护推荐系统框架。在该框架中,用户的数据以秘密分享的形式发送给两个服务器,两个服务器之间进行安全计算以得到推荐结果。作为框架核心,本论文设计了一种具有优秀适用性的基于秘密共享的安全大小比较协议,并同时将此协议扩展应用到负数比较的计算场景中。为实现本文提出的系统框架中的安全计算过程,本文改进和使用了包括安全的判等协议和安全的除法协议在内的基于秘密共享的子协议。同时,本文提供了形式化的安全性证明,在理论上证明了所提方案在半诚实模型下是安全的。此外,本文在真实数据集上进行了性能评估和数据的安全性评估,实验结果表明,系统仅需约5.5秒的时间即可对128位比特长的数据进行安全的推荐计算,同时半诚实敌手难以推断出其他信息,证明了本方案的高效性和安全性。最后通过设计一个隐私保护的基于社交关系的电影推荐系统,对文章设计的推荐系统框架进行演示,以进一步证明该系统的可行性与实用性。

关键词：隐私保护安全多方计算秘密共享推荐系统社交关系

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基于数字孪生技术的虚拟制片研究

基于数字孪生技术的虚拟制片研究

作者：于思琪东北电力大学

学位级别：硕士

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微生物代谢工程发酵姜黄素研究进展

食品与发酵工业 2016年第7期42卷 254-260,268页

作者：刘彬赵莹于思礼赵广荣天津大学化工学院制药工程系天津300072 天津化学化工协同创新中心合成生物学平台天津300072

姜黄素类化合物(Curcuminoids)是姜科植物(Curcuma Longa Linn)中的一类二酮化合物,作为一种天然色素,广泛应用于食品行业。近年来,随着其在肿瘤及癌症治疗和预防方面潜力的逐步证实,姜黄素类化合物的制备显得越发重要。传统的植物提取... 详细信息

姜黄素类化合物(Curcuminoids)是姜科植物(Curcuma Longa Linn)中的一类二酮化合物,作为一种天然色素,广泛应用于食品行业。近年来,随着其在肿瘤及癌症治疗和预防方面潜力的逐步证实,姜黄素类化合物的制备显得越发重要。传统的植物提取法制备姜黄素,易受限于时间空间和种属差异,且提取工艺复杂,效率和纯度较低。随着合成生物学和代谢工程的发展,在微生物体内重构姜黄素类化合物生物合成途径,通过发酵制备将是一种有潜力的方法。目前,对姜黄素合酶、底盘菌株优化改造等方面,已取得较大进展,该文对此进行了综述。

关键词：姜黄素类化合物姜黄合酶微生物合成代谢工程合成生物学

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体育外交如何而来:基于政治现代性的考察

北京体育大学学报 2024年第5期47卷 76-85页

作者：于思远刘波清华大学体育部北京100084

系统思考“体育外交如何而来”是推进体育外交理论建构与实践创新的基础环节。以政治现代性为起点,在理论阐释的基础上对体育外交的路径要素、条件要素与价值要素进行考察。研究认为,体育外交的路径要素在于“体育与外交的耦合形塑了国... 详细信息

系统思考“体育外交如何而来”是推进体育外交理论建构与实践创新的基础环节。以政治现代性为起点,在理论阐释的基础上对体育外交的路径要素、条件要素与价值要素进行考察。研究认为,体育外交的路径要素在于“体育与外交的耦合形塑了国家间关系的共同体通路”。政治现代性从3个层次上孕育了体育外交发生的一系列条件要素:在现代民主层面包括根本关切与交往规范、政府主导与大众参与、理性竞争与文明互动;在政治制度层面包括官僚主导与科层体制、运行机制与交往格局、官方交往与民间交流;在政党政治层面包括实践愿景与形象塑造、意识形态与实践原则、政策目标与资源配置。研究总结出体育外交发生的5个价值要素:交换敏感的外交信息;表达特定的外交态度;维持稳定的国家间关系;展示国家的软硬实力;塑造良好的国家形象。

关键词：体育外交发生机理政治现代性现代国家现代体育