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Screening antimicrobial peptides and probiotics using multiple deep learning and directed evolution strategies

Acta Pharmaceutica Sinica B 2024年第8期14卷 3476-3492页

作者： Yu Zhang Li-Hua Liu Bo Xu Zhiqian Zhang Min Yang Yiyang He Jingjing Chen Yang Zhang Yucheng Hu Xipeng Chen Zitong Sun Qijun Ge Song Wu Wei Lei Kaizheng Li Hua Cui gangzhu Yang Xuemei Zhao Man Wang Jiaqi Xia Zhen Cao Ao Jiang Yi-Rui Wu Tidetron Bioworks Technology(Guangzhou)Co. Ltd.Guangzhou Qianxiang Bioworks Co.Ltd.Guangzhou 510000China Biology Department and Institute of Marine Sciences College of ScienceShantou UniversityShantou 515063China School of Basic Medical Sciences Hubei University of Science and TechnologyXianning 437100China School of Education Jianghan UniversityWuhan 430056China Yeasen Biotechnology(Shanghai)Co. Ltd.Shanghai 200000China School of Basic Medicine Jiamusi UniversityJiamusi 154000China

Owing to their limited accuracy and narrow applicability,current antimicrobial peptide(AMP)prediction models face obstacles in industrial *** address these limitations,we developed and improved an AMP prediction model using Comparing and Optimizing Multiple DEep Learning(COMDEL)algorithms,coupled with high-throughput AMP screening method,finally reaching an accuracy of 94.8%in test and 88%in experiment verification,surpassing other state-of-the-art *** conjunction with COMDEL,we employed the phage-assisted evolution method to screen Sortase in vivo and developed a cell-free AMP synthesis system in vitro,ultimately increasing AMPs yields to a range of 0.5-2.1 g/L within ***,by multi-omics analysis using COMDEL,we identified Lactobacillus plantarum as the most promising candidate for AMP generation among 35 edible *** this,we developed a microdroplet sorting approach and successfully screened three *** mutants,each showing a twofold increase in antimicrobial ability,underscoring their substantial industrial application values.

关键词： Antimicrobial peptide Deep learning Cell-free synthesis Probiotics L.plantarum

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基于对偶对抗学习的多维时间序列异常检测

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中北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 205-212页

作者：李泽宇乔钢柱张苗苗中北大学计算机科学与技术学院山西太原030051

时间序列中异常点的无监督检测是一个具有挑战性的问题,要求模型能够快速准确地发现异常数据。VAE类深度神经网络模型能在数据压缩和恢复中学习数据的特征,但由于训练过程中缺乏对抗性,无法更好地区分正常数据和异常数据特征,导致模型... 详细信息

时间序列中异常点的无监督检测是一个具有挑战性的问题,要求模型能够快速准确地发现异常数据。VAE类深度神经网络模型能在数据压缩和恢复中学习数据的特征,但由于训练过程中缺乏对抗性,无法更好地区分正常数据和异常数据特征,导致模型训练困难。针对该问题,本文提出一种基于对偶对抗思想的改进多维时间序列异常检测方法。首先利用滑动窗口将数据集划分为合适的长度的序列,使用正常序列数据训练模型。继而利用对偶结构加强两组编码器解码器之间的对抗性,以更好地学习正常数据特征,减少训练难度。最后,将含有异常数据的待测数据放入训练好的模型,根据待测序列在模型中的异常得分,结合阈值技术进行异常判定,并从待测数据中获得异常序列片段,计算评价指标。实验表明,本文方法Dual-AE具有模型容易训练且稳定性强的特点,并且相对于USAD方法,在水文数据集SWaT上F1分数提升了0.01,召回率提升了0.01,在WADI数据集上F1分数提升了0.09,召回率提升了0.02。异常检测性能指标上,比现有的生成式异常检测模型有明显提升。

关键词：多维时间序列编码器-解码器对偶对抗学习异常检测

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一种基于趋势距离的快速Shapelet提取算法

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中北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 420-427,480页

作者：张苗苗乔钢柱李泽宇中北大学计算机科学与技术学院山西太原030051

针对现有Shapelet提取方法无法反映趋势特点、提取结果与原始数据偏离程度略大的问题,提出了一种改进的快速Shapelet选择算法。本文首先提出了一种考虑时间序列相对趋势的距离计算方法,该方法能够更精确地度量时间序列的相似性。其次,将... 详细信息

针对现有Shapelet提取方法无法反映趋势特点、提取结果与原始数据偏离程度略大的问题,提出了一种改进的快速Shapelet选择算法。本文首先提出了一种考虑时间序列相对趋势的距离计算方法,该方法能够更精确地度量时间序列的相似性。其次,将Shapelet特征与集成网络结合,使分类器受益于残差线性连接和注意机制,增强了算法的泛化能力。最后,在12个数据集上进行了对照试验。实验结果表明,本文方法可以获得88.0%的平均精度,与快速Shapelet算法相比平均精度提升了2.9%,尤其在ChlorineConcentration数据集上精度提高了13.3%;就加速率而言,该方法在10个数据集上的提取速度都超过了原算法,因此可以更高效地提取时间序列数据中的Shapelet。

关键词： Shapelet 趋势特征 Shapelet变换子类划分时间序列分类

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全过程咨询模式下的信息共享影响因素研究

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建筑经济 2024年第S1期45卷 51-55页

作者：孙钢柱周文慧昝晓方郑州大学河南郑州450001

本文用SNA法(社会网络分析法)对全过程工程咨询模式下信息共享的影响因素进行研究。先在现有研究的基础上整理归纳出26个影响双方信息共享的因素,再通过问卷调查收集数据,借助SPSS软件将其归纳为环境、经济、风险、协同四类,然后通过Uci... 详细信息

本文用SNA法(社会网络分析法)对全过程工程咨询模式下信息共享的影响因素进行研究。先在现有研究的基础上整理归纳出26个影响双方信息共享的因素,再通过问卷调查收集数据,借助SPSS软件将其归纳为环境、经济、风险、协同四类,然后通过Ucinet软件从宏观层面的网络密度、k-核指标分析和微观层面的度数中心度、中间中心度、接近中心度分析,最终确定了关键影响因素,对全过程工程咨询模式的推广与建筑业信息化发展有重要参考价值。

关键词：全过程工程咨询信息共享社会网络分析

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模块化钢结构建筑体系应用与研究进展

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结构工程师 2024年第1期40卷 217-226页

作者：刘常振黄杰邓恩峰邱明熠张雷孙钢柱中交建筑集团有限公司许昌461000 郑州大学水利与土木工程学院郑州450001

近年来,模块化钢结构建筑以其施工高效、绿色环保等优点,逐渐成为国家大力推广的新型装配式建筑体系,国内外学者针对模块化钢结构建筑受力性能做了大量研究。从模块连接节点、模块单元抗侧力体系、模块柱受力性能、结构整体性能分析等方... 详细信息

近年来,模块化钢结构建筑以其施工高效、绿色环保等优点,逐渐成为国家大力推广的新型装配式建筑体系,国内外学者针对模块化钢结构建筑受力性能做了大量研究。从模块连接节点、模块单元抗侧力体系、模块柱受力性能、结构整体性能分析等方面,系统综述了近年来模块化钢结构建筑体系的应用与研究成果。结合现有模块化钢结构建筑相关规程和标准,给出该领域的研究方向及未来发展趋势,为工程实践和科学研究提供一定参考。

关键词：模块化钢结构建筑连接节点抗侧力体系受力性能研究进展

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单原子改性氮化碳光催化制氢研究进展

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山东化工 2024年第6期53卷 93-95,98页

作者：韩卓王冠超岩征张卫东刘晓李刚柱胜利油田分公司技术检测中心山东东营257000 胜利油田检测评价研究有限公司山东东营257000 胜利油田分公司安全环保质量管理部山东东营257000

富含地球元素碳和氮的石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因结构稳定、价格低廉,在光解水析氢反应中具有优异的应用前景。金属单原子为提高g-C_(3)N_(4)析氢反应活性提供了新的思路,主要总结了单原子修饰g-C_(3)N_(4)的改性策略,并扼要分析单... 详细信息

富含地球元素碳和氮的石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因结构稳定、价格低廉,在光解水析氢反应中具有优异的应用前景。金属单原子为提高g-C_(3)N_(4)析氢反应活性提供了新的思路,主要总结了单原子修饰g-C_(3)N_(4)的改性策略,并扼要分析单原子在g-C_(3)N_(4)基光催化剂析氢反应中的作用方式。

关键词：石墨相氮化碳单原子光解水制氢

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父母情绪症状与学龄前儿童自闭症行为问题的关联

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实用预防医学 2024年第4期31卷 402-406页

作者：汪小燕殷刚柱郭锋孙瑜万宇辉邵子瑜合肥市妇女儿童保健中心安徽合肥230001 安徽医科大学公共卫生学院安徽合肥230032

目的分析父母情绪症状与学龄前儿童自闭症行为问题的关联,为儿童自闭症行为问题防控提供依据。方法于2021年10月—2022年1月分层整群抽取合肥市12所幼儿园3575名儿童,由父母分别填写情绪自评量表,由母亲填写家庭一般情况和儿童自闭症行... 详细信息

目的分析父母情绪症状与学龄前儿童自闭症行为问题的关联,为儿童自闭症行为问题防控提供依据。方法于2021年10月—2022年1月分层整群抽取合肥市12所幼儿园3575名儿童,由父母分别填写情绪自评量表,由母亲填写家庭一般情况和儿童自闭症行为问卷,建立多因素logistic回归模型分析父母情绪症状与学龄前儿童自闭症行为的关联。探讨父母情绪症状与学龄前儿童自闭症行为问题之间是否存在关联。结果学龄前儿童自闭症行为异常检出率为6.13%,男童自闭症行为(7.57%)检出率高于女童(4.53%)(χ^(2)=14.366,P<0.001)。以父亲无焦虑母亲无焦虑为参照进行回归分析发现,父亲有焦虑母亲无焦虑(OR=1.817,95%CI:1.053~3.135)、父亲无焦虑母亲有焦虑(OR=4.834,95%CI:3.519~6.641)、父亲有焦虑母亲有焦虑(OR=6.740,95%CI:3.902~11.640)均与学龄前儿童自闭症行为风险的增加相关(P<0.05);以父亲无抑郁母亲无抑郁为参照进行回归分析发现,父亲无抑郁母亲有抑郁(OR=5.148,95%CI:3.690~7.181)、父亲有抑郁母亲有抑郁(OR=9.070,95%CI:4.413~18.641)均与学龄前儿童自闭症行为风险的增加相关(P<0.001);以父亲无压力母亲无压力为参照进行回归分析发现,父亲无压力母亲有压力(OR=4.644,95%CI:3.131~6.886)、父亲有压力母亲有压力(OR=8.450,95%CI:2.827~25.262)均与学龄前儿童自闭症行为风险的增加相关(P<0.001)。结论父母有负性情绪症状与学龄前儿童自闭症行为问题风险的增加相关,尤其应关注母亲的负性情绪症状以及父母都有负性情绪症状的儿童。

关键词：父母负性情绪症状儿童自闭症行为问题

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自支撑过渡金属基电极材料在电解水制氢领域研究进展

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山东化工 2024年第8期53卷 117-119页

作者：李刚柱付文王冠超刘孟招李浩然顾真齐胜利油田分公司技术检测中心山东东营257000 胜利油田分公司安全环保质量管理部山东东营257000 山东理工大学分析测试中心山东淄博255000

电催化裂解水制氢工艺具有绿色环保、简洁高效、氢气组分纯度高等优势,是最具应用价值的绿氢制造方式之一。但是,由于阴极和阳极电极反应动力学较为缓慢导致当前能源转换效率较低。利用高效、稳定的电催化裂解水制氢催化剂加速反应动力... 详细信息

电催化裂解水制氢工艺具有绿色环保、简洁高效、氢气组分纯度高等优势,是最具应用价值的绿氢制造方式之一。但是,由于阴极和阳极电极反应动力学较为缓慢导致当前能源转换效率较低。利用高效、稳定的电催化裂解水制氢催化剂加速反应动力学过程,降低析氢反应电势,是大规模高效电催化裂解水制氢的关键所在。与传统的粉末状催化材料相比较,自支撑材料不仅不需要使用粘结剂,还具有极高的比表面积、较高的稳定性、高效的电荷传输速率及产物生成速率等优势,还可以按需构筑多种维度的新型电极结构,如一维、二维和三维等。基于此,主要介绍了自支撑过渡金属基电极材料的结构设计和可控合成方面的最新进展。

关键词：自支撑电极过渡金属基材料电解水制氢

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鸡滑液囊支原体病及其诊断与防治的研究进展

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现代畜牧兽医 2024年第3期 68-72页

作者：李琼陈峥刘伟成张博胡紫微金钢铸许春燕河南农业大学动物医学院河南郑州450046

滑液囊支原体(Mycoplasma synoviae,MS)可引起鸡的急性或慢性呼吸道疾病、传染性滑膜炎、空气传染病和蛋壳顶端异常等疾病,对家禽业造成了巨大的经济损失。文章就鸡滑液囊支原体病的流行病学、致病特点、临床症状、诊断方法和防控措施... 详细信息

滑液囊支原体(Mycoplasma synoviae,MS)可引起鸡的急性或慢性呼吸道疾病、传染性滑膜炎、空气传染病和蛋壳顶端异常等疾病,对家禽业造成了巨大的经济损失。文章就鸡滑液囊支原体病的流行病学、致病特点、临床症状、诊断方法和防控措施进行综述,对鸡滑液囊支原体病的诊断技术及疫苗的研发及应用前景进行展望,以期为该病的临床防控提供参考。

关键词：鸡滑液囊支原体传染性滑膜炎新型疫苗研发

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基于正交贴体网格的黏弹介质地震波模拟

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石油地球物理勘探 2023年第4期58卷 839-846页

作者：刘志强黄磊李钢柱牛兴国张晓萌内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古有色地质矿业(集团)物探勘查公司内蒙古呼和浩特010010

常规的有限差分地震波数值模拟采用笛卡尔坐标系的规则网格对计算区域进行网格剖分,在模拟起伏地表下的地震波场时,不仅不利于实现自由边界条件,而且由于阶梯状网格近似,在网格角点处容易产生虚假散射波,从而影响模拟精度。为此,将计算... 详细信息

常规的有限差分地震波数值模拟采用笛卡尔坐标系的规则网格对计算区域进行网格剖分,在模拟起伏地表下的地震波场时,不仅不利于实现自由边界条件,而且由于阶梯状网格近似,在网格角点处容易产生虚假散射波,从而影响模拟精度。为此,将计算流体力学中的正交贴体网格生成技术引入起伏地表下黏弹介质的网格剖分中,采用优化的同位网格有限差分法计算曲线坐标系的一阶速度—应力方程,并通过选择性滤波法消除同位网格差分产生的格点振荡。正交贴体网格能够精确地描述起伏地表,网格的正交性也使得实施自由边界条件时无需做复杂的坐标转换和插值运算。数值算例表明:该方法得到的数值解与解析解完全吻合;与规则网格有限差分法模拟结果相比,在相同网格间距条件下,该方法能够有效消除阶梯状网格引起的虚假散射波,从而提高数值模拟精度。此外,起伏地表两层和三层黏弹介质模型模拟结果表明,该方法对复杂模型同样有较强的适用性。

关键词：起伏地表黏弹性波虚假散射波正交贴体网格有限差分法

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