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AlphaFold-guided redesign of a plant pectin methylesterase inhibitor for broad-spectrum disease resistance

Molecular Plant 2024年第9期17卷 1344-1368页

作者： Yeqiang Xia Guangzheng Sun Junhua Xiao Xinyi He Haibin Jiang Zhichao Zhang Qi Zhang Kainan Li Sicong Zhang Xuechao Shi Zhaoyun Wang Lin Liu Yao Zhao Yuheng Yang kaixuan duan Wenwu Ye Yiming Wang Suomeng Dong Yan Wang Zhenchuan Ma Yuanchao Wang Department of Plant Pathology Nanjing Agricultural UniversityNanjingJiangsu 210095China Key Laboratory of Soybean Disease and Pest Control(Ministry of Agriculture and Rural Affairs) Nanjng Agricultural UniversityNanjngJiangsu 210095China Anhui Province Key Laboratory of Crop Integrated Pest Management Anhui Agricultural UniversityHefei 230036China School of Bioengineering Dalian University of TechnologyDalian 116024China State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests Institute of Plant ProtectionChinese Academy of Agricultural SciencesBejing 100193China These authors contributed equally to the article.

Plant cell walls are a critical site where plants and pathogens continuously struggle for physiological *** we show that dynamic remodeling of pectin methylesterification of plant cell walls is a compo-nent of the physiological and co-evolutionary struggles between hosts and pathogens.A pectin methyles-terase(PsPME1)secreted by Phytophthora sojae decreases the degree of pectin methylesterification,thus synergizing with an endo-polygalacturonase(PsPG1)to weaken plant cell *** counter PsPME1-mediated susceptibility,a plant-derived pectin methylesterase inhibitor protein,GmPMl1,protects pectin to maintain a high methylesterification ***1 protects plant cell walls from enzymatic degrada-tion by inhibiting both soybean and *** pectin methylesterases during ***,constitutive expression of GmPMl1 disrupted the trade-off between host growth and defense *** therefore used AlphaFold structure tools to design a modified form of GmPMI1(GmPMI1R)that specifically targets and inhibits pectin methylesterases secreted from pathogens but notfrom *** expression of GmPMi1R enhanced plant resistance to oomycete and fungal *** summary,our work highlights the biochemical modification of the cell wall as an important focal point in the physiological and co-evolutionary conflict between hosts and microbes,providing an important proof of concept that Al-driven structure-based tools can accelerate the development of new strategies for plant protection.

关键词： apoplastic immunity AlphaFold-guided redesign broad-spectrum disease resistance pectin methyl-esteraseinhibitor cell wall

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基于生物信息学预测冠心病心肌梗死的诊断性生物标志物及靶向铜死亡相关基因的中药

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中药新药与临床药理 2024年第5期35卷 694-705页

作者：祁祥曹珊段凯旋张艺嘉河南中医药大学河南郑州450046

目的冠心病(coronary heart disease,CHD)是目前全球主要的致死性疾病之一,对生物标志物的检测是目前评估冠心病进展的重要无创方法,对冠心病的诊断和二级预防有着重要意义。本研究旨在筛选冠心病心肌梗死发病进程中的诊断性生物标志物... 详细信息

目的冠心病(coronary heart disease,CHD)是目前全球主要的致死性疾病之一,对生物标志物的检测是目前评估冠心病进展的重要无创方法,对冠心病的诊断和二级预防有着重要意义。本研究旨在筛选冠心病心肌梗死发病进程中的诊断性生物标志物,分析该病发展过程中的铜死亡相关基因,进一步预测能调控铜死亡相关基因的中药。方法检索GEO数据库获得冠心病心肌梗死芯片数据,分析差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),对差异基因进行富集分析,基于最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)与随机森林(Random Forest,RF)方法筛选关键基因,构建诊断性模型并进行验证。对差异基因进行免疫细胞浸润分析,结果进一步结合加权基因共表达网络分析获得差异表达的免疫相关基因,与铜死亡基因取交集获得铜死亡免疫相关的核心(Hub)基因,分析铜死亡相关基因与诊断性基因的相关性。对铜死亡相关基因进行基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA),进一步预测调控铜死亡相关基因的中药。结果差异分析获得115个DEGs,DEGs主要富集于淋巴细胞介导的免疫,线粒体呼吸链复合体Ⅳ等生物学过程和C型凝集素受体信号通路,趋化因子信号通路。机器学习方法筛选出SNORA20、SNORA19、H4C3、SNORD81、COX7B五个诊断性基因。免疫浸润分析发现树突状细胞,巨噬细胞M2,单核细胞,中性粒细胞,自然杀伤细胞,CD4+T细胞,CD8+T细胞,γδT细胞,这也表明以上8种免疫细胞对冠心病心肌梗死的发病发挥着一定作用。加权基因共表达网络分析(Weighted correlation networkanalysis,WGCNA)结合免疫浸润分析获得358个关键模块基因,与铜死亡基因取交集获得3个铜死亡与免疫特征基因。5个诊断性基因与Hub基因的相关性分析结果显示SLC31A1与SNORA20,LIAS与SNORA19、SNORD81,MTF1与H4C3、SNORA20、SNORA19、SNORD81的表达具有相关性。GSEA分析结果提示LIAS与MTF1对NF-κB信号通路、NOD样受体信号通路、Toll样受体信号通路有显著的影响,潜在调控中药以活血化瘀、行气止痛药为主。结论SNORA20、SNORA19、H4C3、SNORD81、COX7B对冠心病心肌梗死具有一定的诊断价值。冠心病心肌梗死发病过程中铜死亡与免疫浸润相关基因的预测对中医药干预此类疾病的机制研究提供了一定的参考。

关键词：冠心病心肌梗死机器学习生物信息学铜死亡生物标志物活血化瘀药行气止痛药

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高职院校护理教育数字化转型现状的调查研究

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中华护理教育 2024年第3期21卷 276-282页

作者：段凯旋温萌李津楼妍黄皓李睿明金晓锋浙江工业职业技术学院绍兴市312000 甘肃卫生职业学院西安交通大学杭州师范大学泰山护理职业学院

目的了解高职院校护理教育数字化软硬件及资源建设和应用现状,以为高职护理数字化教育教学改革提供参考。方法采用便利抽样结合滚雪球抽样法,以30个省份的339名高职护理教师作为研究对象,应用一般资料调查表、数字化软硬件及资源建设与... 详细信息

目的了解高职院校护理教育数字化软硬件及资源建设和应用现状,以为高职护理数字化教育教学改革提供参考。方法采用便利抽样结合滚雪球抽样法,以30个省份的339名高职护理教师作为研究对象,应用一般资料调查表、数字化软硬件及资源建设与应用现状调查表进行调查。结果65%以上护理教师表示所在高职院校实现Wifi全校覆盖(230,67.8%),建有智慧教室(254,74.9%)、录播教室(259,76.4%)和虚拟仿真实训室(222,65.5%);60%以上教师表示院校建有校级精品在线课程(245,72.3%)、省级精品在线课程(268,79.1%)和考试题库(205,60.5%);最常用的数字化硬件和教学模式分别是多媒体教室(334,98.5%)和多媒体支持的常规教学模式(327,96.5%);不同职称、地区、所在院校获批“双高计划”、所在院校获批“高水平专业群”的教师对数字化软硬件及资源建设和(或)应用满意度间存在差异(P<0.05)。结论目前高职院校数字化硬件建设较好,但在资源建设方面地区间差异明显,教学过程中数字化软硬件应用模式较为常规,需加强各级行政支持和学校的有效投入以促进护理教育数字化转型。

关键词：高职护理护理教育数字化转型现状调查

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基于生物信息学分析动脉粥样硬化的关键基因及潜在中药

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中医学报 2024年第3期39卷 650-657页

作者：段凯旋曹珊祁祥聂兴源河南中医药大学河南郑州450046

目的:基于生物信息学预测与动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)相关的关键基因及中药,为AS诊断、药物干预提供新思路。方法:从高通量基因表达(gene expression omnibus,GEO)数据库下载GSE13985和GSE6088的基因表达数据集,在AS和健康样本... 详细信息

目的:基于生物信息学预测与动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)相关的关键基因及中药,为AS诊断、药物干预提供新思路。方法:从高通量基因表达(gene expression omnibus,GEO)数据库下载GSE13985和GSE6088的基因表达数据集,在AS和健康样本之间鉴定差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。随后进行基因本体(Gene Ontology,GO)功能富集分析、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析,并将筛选出的DEGs排列成蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,利用COREMINE数据库对关键基因进行中药预测。结果:在GSE13985数据集中总共鉴定出2135个DEGs(744个上调,1391个下调),在GSE6088数据集中鉴定出1725个DEGs(773个上调,952个下调)。富集分析涉及98个GO条目(52个BF,28个CC,18个MF),18条KEGG信号通路。结论:黄芩等中药可能通过代谢途径和缺氧诱导因子-1信号通路调控关键基因CTNNB1、POLR2A和CREBBP的表达发挥治疗AS的作用。

关键词：动脉粥样硬化生物信息学差异表达基因脂质代谢表观遗传学中药预测

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Large chromosomal segment deletions by CRISPR/LbCpf1-mediated multiplex gene editing in soybean

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Journal of Integrative Plant Biology 2021年第9期63卷 1620-1631页

作者： kaixuan duan Yuanyuan Cheng Jing Ji Chenchen Wang Yongshu Wei Yuanchao Wang Department of Plant Pathology Nanjing Agricultural UniversityNanjing 210095China

The creation of new soybean varieties has been limited by genomic duplication and *** multiplex gene editing and large chromosomal segment deletion through clustered regularly interspaced palindromic repeats(CRISPR)/CRISPR-associated protein(Cas)systems are promising strategies for overcoming these ***/Cpf1 is a robust tool for multiplex gene ***,large chromosomal excision mediated by CRISPR/Cpf1 has been reported in only a few non-plant ***,we report on CRISPR/LbCpf1-induced large chromosomal segment deletions in soybean using multiplex gene *** CRISPR/LbCpf1 system was optimized for direct repeat and guide RNA lengths in crispr RNA(crRNA)*** editing efficiency was evaluated using LbCpf1 driven by the CaMV35S and soybean ubiquitin *** optimized system exhibited editing efficiencies of up to 91.7%.Our results showed eight gene targets could be edited simultaneously in one step when a single eight-gRNA-target crRNA array was employed,with an efficiency of up to 17.1%.We successfully employed CRISPR/LbCpf1 to produce small fragments(<1 Kb)and large chromosomal segment deletions(10 Kb-1 Mb)involving four different gene clusters in ***,these data demonstrate the power of the CRISPR/LbCpf1 platform for multiplex gene editing and chromosomal segment deletion in soybean,supporting the use of this technology in both basic research and agricultural applications.

关键词： chromosomal segment deletion CRISPR/LbCpf1 multiplex gene editing soybean

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基于SWOT分析法探讨中医智能化在医养结合中的应用

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中医药管理杂志 2024年第1期32卷 1-5页

作者：段凯旋曹珊乔漫洁周璐河南中医药大学河南郑州450046

高质量的医养结合服务是应对我国养老事业发展不平衡不充分的有效举措,中医智能化为医养结合的养老模式带来新的变革。目前,我国中医智能化与养老相结合的新型医养模式正处于探索初期,尚缺乏相关的分析性研究。文章基于SWOT分析法,对中... 详细信息

高质量的医养结合服务是应对我国养老事业发展不平衡不充分的有效举措,中医智能化为医养结合的养老模式带来新的变革。目前,我国中医智能化与养老相结合的新型医养模式正处于探索初期,尚缺乏相关的分析性研究。文章基于SWOT分析法,对中医智能化在医养结合的应用从优势、劣势、机会、挑战四个维度进行分析,并从加快实现中医诊疗标准化、优化产业行业布局、加强政策引导与政府监管和复合型创新人才培养等方面进行探讨,为充分发挥中医在老年群体医养结合中的优势、把握人工智能带来的新机遇、更好地服务于医养结合提供有益借鉴。

关键词：老龄化医养结合中医智能化 SWOT分析

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CRISPR/Cas9-mediated editing of GmTAP1 confers enhanced resistance to Phytophthora sojae in soybean

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Journal of Integrative Plant Biology 2023年第7期65卷 1609-1612页

作者： Tengfei Liu Jing Ji Yuanyuan Cheng Sicong Zhang Zeru Wang kaixuan duan Yuanchao Wang Department of Plant Pathology Nanjing Agricultural UniversityNanjing 210095China

Soybean(Glycine max) is an economically important oilbearing crop that is widely planted worldwide(Babu et al.,2017). Many diseases seriously limit soybean yield. Soybean root rot disease, one of the most destructive ... 详细信息

关键词： soybean CRISPR/Cas9 planted

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Heat Shock Protein 90.1 Plays a Role in Agrobacterium- Mediated Plant Transformation

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Molecular Plant 2014年第12期7卷 1793-1796页

作者： So-Yon Park Xiaoyan Yin kaixuan duan Stanton B. Gelvin Zhanyuan J. Zhang Plant Transformation Core Facility University of Missouri Columbia MO 65211 USA Department of Plant Pathology Physiology and Weed Science Virginia Tech Blacksburg VA 24061 USA Department of Biological Sciences Purdue University West Lafayette IN 47907–1392 USA

Dear Editor, ManybacterialproteinsareinvolvedinAgrobacterium- mediated plant transformation. By contrast, relatively little is known about plant proteins that play key roles in transformation. Some of these host proteins interact with Virulence effector proteins, including VirE2, that are transferred from Agrobacterium to plants （Gelvin, 2010; Pitzschke and Hirt, 2010）. A recent study indicated that the plant protein SUPPRESSOR OF G2 ALLELE OF SKP1 （SGT1）, a co-chaperone of heat shock protein 90 （HSP90）, is required for Agrobacterium-mediated transformation （Anand et al., 2012）. These studies suggested the involvement of HSPg0 in Agrobacterium-mediated transformation.

关键词： VIRE2

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Zircon U-Pb-Hf and trace element signatures reveal the petrogenesis of the Jiuyishan granitic complex， South China: Implications for W-Sn and rare metal mineralization

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Journal of Earth Science 2024年

作者： Wenzhou Xiao Chaoyun Liu kaixuan Tan Xianzhe duan Qinglin Sui Kaituo Shi Peng Feng Mabrouk Sami Quan Ou Hunan Key Laboratory of Rare Metal Minerals Exploitation and Geological Disposal of Wastes， School of Resource Environment and Safety Engineering， University of South China Fundamental Science on Radioactive Geology and Exploration Technology Laboratory， East China University of Technology Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring， Ministry of Education， School of Geosciences and Info-Physics， Central South University Geology Department， Faculty of Science， Minia University State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation， Institute of Sedimentary Geology， Chengdu University of Technology

The Jiuyishan granitic complex， located in the Nanling Range， South China， is composed of five granitic plutons （Xuehuading， Jinjiling， Pangxiemu， Shaziling and Xishan）. Zircon U-Pb dating of four plutons （Jinjiling， Pangxiemu， Shaziling and Xishan） yielded similar ages of approximately 153 Ma， indicating indistinguishable ages within error. Three plutons except the Shaziling pluton， have consistent εNd（t）（-7.8 to -5.8） and εHf（t）（-9.1 to -2.2） values， which are similar to those of the lower crustal granulitic metasedimentary and meta-igneous rocks in South China. Comparing to other three plutons， the Shaziling pluton has consistent εHf（t）（-7.4 to -6.8） and εHf（t）（-7.5 to -4.7） values and shows similar source， but the Shaziling mafic microgranular enclaves （MMEs） show variable εHf（t）（-14.2 to 4.8） values， indicating a remarkable mantle magma injection of the Shaziling pluton. Zircon Ce/Sm-Yb/Gd， whole-rock CaO-P2O5and CaO-TiO2linear trends revealed that from the Xishan to the Shaziling and from the Jinjiling to the Pangxiemu granites， they experienced apatite and titanite fractionation， respectively. Zircon Th， U， Nb， Ta， Hf， Ti， Y， P and rare earth element （REE） contents and whole-rock Sr， Ba and Rb contents also show that the Shazling， Xishan， Jinjiling and Pangxiemu granites followed a discontinuous evolutionary series， but the Pangxiemu granites exhibit highly evolved nature. Four main controlling factors of W-Sn and rare metal mineralization in granitic rocks were discussed， and we found that the mineralization in Jiuyishan granitic complex was mainly controlled by the fractionation degree and crystallization temperature， but were rarely affected by oxygen fugacity and mantle material input. The Pangxiemu granites show particularly higher Rb and Ta contents than the other three plutons， implying that the ore deposits developed in the Jiuyishan complex were directly related to the most evolved Pangxiemu pluton， with the occurrence of Rb and Ta as the most l

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芎附散作用机制的网络药理学分析

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中药新药与临床药理 2020年第2期31卷 206-212页

作者：段凯旋邹盛勤王博龙宜春学院化学与生物工程学院

目的基于网络药理学方法分析芎附散活性成分、靶点、通路之间的关系,探讨其作用机制。方法依托BATMAN-TCM数据库和TCMSP平台筛选芎附散的活性成分及靶点;借助STRING平台构建靶蛋白相互作用网络;利用BiNGO和MCODE插件进行靶基因GO生物过... 详细信息

目的基于网络药理学方法分析芎附散活性成分、靶点、通路之间的关系,探讨其作用机制。方法依托BATMAN-TCM数据库和TCMSP平台筛选芎附散的活性成分及靶点;借助STRING平台构建靶蛋白相互作用网络;利用BiNGO和MCODE插件进行靶基因GO生物过程富集和聚类分析;通过DAVID数据库富集分析关键靶点的KEGG信号通路。结果从芎附散中筛选得到丁苯酞、(Z)-藁本内酯、α-香附酮、洋川芎内脂A、洋川芎内脂I等14种活性成分;作用于DRD5、HTR2A、ADR、MAOA、F2、VEGF、NOS3、ESR1、PGR等30个关键靶点;参与内皮细胞与血管形成、多巴胺受体信号通路等12个主要GO生物过程子簇;调控血小板活化、血管内皮生长因子、钙离子、雌激素信号通路,以及5-羟色胺、多巴胺、γ-氨基丁酸等神经递质通路。结论初步解释了芎附散治疗神经系统、心血管系统以及妇科疾病的药效物质基础及其作用机理。

关键词：芎附散网络药理学靶点通路神经系统心血管系统妇科疾病作用机制

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