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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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基于多光谱图像分割算法的冷冻猪肉色泽无损表征技术

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中国食品学报 2024年第8期24卷 414-421页

作者：葛玲查靖耿浩陈光刘紫琪马飞合肥工业大学食品与生物工程学院合肥230009 皖南特色农产品加工技术研究与应用中心安徽宣城242000 宣州区农业农村局安徽宣城242000

色泽是冻藏肉质评价第一感官指标,构建原位评价冻肉色泽方法对稳定消费市场十分关键。本文提出一种以图像阈值分割算法为核心的冷冻肉色实时检测方法,即:利用典型判别分析和全局阈值分割两种算法对120个冻肉多光谱图像进行分割处理,并... 详细信息

色泽是冻藏肉质评价第一感官指标,构建原位评价冻肉色泽方法对稳定消费市场十分关键。本文提出一种以图像阈值分割算法为核心的冷冻肉色实时检测方法,即:利用典型判别分析和全局阈值分割两种算法对120个冻肉多光谱图像进行分割处理,并提取两类像素光谱,随后采用连续投影、偏最小二乘等算法建立光谱与肉色(L*、a*和b*)之间的关联性模型。结果显示:全局阈值分割算法结合连续投影和偏最小二乘3种计量学方法建立最佳L*、a*和b*值的预测模型,其决定系数(R2)分别为0.9563,0.9593和0.9570,相应的剩余预测偏差(RPD)分别为4.7745,4.6265和4.2126,表现出较好的精度与鲁棒性。研究结果为冷冻肉色无损、快速检测的工业实践提供了理论基础。

关键词：多光谱成像图像分割算法冷冻猪肉无损检测色泽

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2015~2020年洞庭湖水质变化及驱动因子分析

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长江流域资源与环境 2024年第7期33卷 1576-1588页

作者：原丽格耿明明李峰谢永宏中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室湖南长沙410125 中国科学院亚热带农业生态研究所洞庭湖湿地生态系统观测研究站湖南长沙410125 中国科学院大学北京100049

为了分析2015~2020年(即湖南省政府开展了《洞庭湖生态环境专项整治三年行动计划(2018-2020年)》前后)洞庭湖水质变化趋势及其关键驱动因子,选取总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)、高锰酸盐指数(chemical oxygen dem... 详细信息

为了分析2015~2020年(即湖南省政府开展了《洞庭湖生态环境专项整治三年行动计划(2018-2020年)》前后)洞庭湖水质变化趋势及其关键驱动因子,选取总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)、高锰酸盐指数(chemical oxygen demand,CODMn)和氨氮(NH3-N)4项水质指标,分析了洞庭湖水质年际变化趋势及行动计划前后的水质特征;并通过水体污染指数w和综合污染指数γ评估了洞庭湖水质污染水平;最后结合水位、入湖径流等水文指标和污水处理率、畜禽排泄量等人为指标,深入揭示不同时期影响湖泊水质的关键驱动因子。结果表明:(1)研究期间,TN、TP和NH3-N浓度均呈显著下降趋势(显著性水平p<0.05),且在行动计划后期间3个水质指标浓度均显著降低。洞庭湖水质污染程度在空间上表现为东高西低的空间分布特点,东、南和西洞庭湖的综合污染指数分别为0.86、0.78、0.78。(2)水位、入湖流量、入湖泥沙量呈年际波动趋势;泥沙沉积量显著增加,由-1528.2×10^(4) t/a增至1211.7×10^(4) t/a。(3)畜禽排泄量、施肥量、污水处理率、水位和泥沙沉积量是影响洞庭湖水质变化的关键驱动因子。建议后续湖泊管理中继续加强外源污染物管控,同时合理改善洞庭湖水文条件,加强水文连通性。

关键词：洞庭湖水质驱动因子三年行动计划

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文化接触与双重互惠:二手交易平台的“附近”建构机制

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社会学评论 2024年第3期12卷 144-166页

作者：帅满葛雅南金惠连西安交通大学人文社会科学学院实证社会科学研究所

本文采用深度访谈和参与式观察,以韩国超本地化二手交易平台Karrot的中国青年用户为研究对象,探索社交网络激活和强化“附近”的机制,研究发现:其一,语言强化、惯习同频的文化接触机制激活了“附近”,中国青年得以提升韩语水平、增强文... 详细信息

本文采用深度访谈和参与式观察,以韩国超本地化二手交易平台Karrot的中国青年用户为研究对象,探索社交网络激活和强化“附近”的机制,研究发现:其一,语言强化、惯习同频的文化接触机制激活了“附近”,中国青年得以提升韩语水平、增强文化自信、拉近与韩国社会的心理距离。其二,义务型互惠和分享型互惠的双重互惠机制强化了“附近”,中国青年通过发布-浏览、买-卖与赠予-受予关系,与“附近”的人逐步生成互惠关系,社会融入的广度和深度得以提升。本研究与“附近”、社会融入、社交网络、社会资本等相关研究进行了对话,可为个体流动、社区与社会治理提供参考。

关键词：二手交易社会融入社会资本附近互惠

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基于深度学习的钻孔图像岩体结构面识别

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应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 702-720页

作者：李炜刘耕葛云峰张占荣黄国良中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 湖南省地震局湖南长沙410004

岩体结构面对岩体稳定性和渗透性有着重要影响,是决定深部地下工程稳定性的重要因素.针对井下电视技术获取的钻孔影像,提出了一种基于深度学习算法(You Only Look Once version 4,YOLO v4)的岩体结构面识别方法,并计算识别岩体结构面的... 详细信息

岩体结构面对岩体稳定性和渗透性有着重要影响,是决定深部地下工程稳定性的重要因素.针对井下电视技术获取的钻孔影像,提出了一种基于深度学习算法(You Only Look Once version 4,YOLO v4)的岩体结构面识别方法,并计算识别岩体结构面的几何参数.首先,采集图像数据并进行预处理.以某隧道工程为案例,使用智能钻孔光学成像仪采集4号和6号钻孔图像,筛选含有结构面的钻孔图像进行标注以建立Ground truth数据集.从中随机选择数据集的70%作为训练数据、10%作为验证数据、20%作为测试数据,并对训练数据集使用数据增强处理.接下来使用CSPDarkNet53网络作为特征提取网络,构建YOLO v4模型,并采用试错法获取最优参数进行模型训练.利用测试集生成P-R(Precision-Recall)曲线来测试最终的模型训练效果,结果显示P-R曲线的平均精度达0.87,这表明YOLO v4训练结果较好.最后,将定位的结构面采用Canny算法通过拟合上、中、下正弦曲线函数获取岩体结构面边缘,并依据正弦函数的系数计算结构面的4个几何参数(倾向、倾角、深度和张开度).

关键词：岩石力学岩体结构面智能识别井下电视深度学习 YOLO v4

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应用细胞块技术筛查非人乳头状瘤病毒依赖型宫颈原位腺癌1例

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中华病理学杂志 2024年第1期53卷 98-100页

作者：戈文舜耿文沈寅包磊李美平绍兴市妇幼保健院病理科绍兴312000

非典型小叶状宫颈腺体增生作为非人乳头状瘤病毒(HPV)依赖型宫颈原位腺癌的一种组织类型,可能源于小叶状宫颈腺体增生和简单型胃型腺体化生。本文报道1例非HPV依赖型宫颈原位腺癌(非典型小叶状宫颈腺体增生),临床表现为长期阴道排液,HP... 详细信息

非典型小叶状宫颈腺体增生作为非人乳头状瘤病毒(HPV)依赖型宫颈原位腺癌的一种组织类型,可能源于小叶状宫颈腺体增生和简单型胃型腺体化生。本文报道1例非HPV依赖型宫颈原位腺癌(非典型小叶状宫颈腺体增生),临床表现为长期阴道排液,HPV阴性。宫颈脱落细胞学检查镜下见富腺细胞,排列拥挤、重叠,胞质丰富透亮、部分稠厚、个别略呈淡黄色,核略大、可见嗜酸性小核仁,判读为非典型腺细胞,无具体指定,其细胞块及宫颈管搔刮中黏液腺体胞质同步呈现免疫组织化学MUC6弥漫强阳性并特殊染色阿辛蓝-过碘酸雪夫(AB-PAS)染色玫红显色模式,提示存在胃型分化腺体。全子宫标本中宫颈管近内口距表层4.5 mm间质见非典型小叶状宫颈腺体增生。免疫表型:Ki-67阳性指数约5%,DPC4弥漫强阳性,p53野生型模式,PAX2小叶状腺体阳性、非典型腺体弱阳性,p16阴性;MUC6、AB-PAS与细胞块表达模式一致。回顾其诊疗经过并复习相关文献,有助于宫颈胃型腺癌及癌前病变的筛查与诊断。

关键词：宫颈原位腺癌宫颈腺体细胞块特殊染色胃型宫颈管阳性指数人乳头状瘤病毒

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Highly Aromatic Norditerpenoid Heterodimers and Monomers from Trigonostemon fragilis

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Engineering 2024年第7期38卷 144-154页

作者： Jun-Su Zhou Long Cheng Yuan Gao Zhan-Peng ge Bin Zhou Jing-Ya Li Jin-Xin Zhao Jian-Min Yue State Key Laboratory of Drug Research Shanghai Institute of Materia MedicaChinese Academy of SciencesShanghai 201203China Shandong Laboratory of Yantai Drug Discovery Bohai Rim Advanced Research Institute for Drug DiscoveryYantai 264117China

Four new norditerpenoid heterodimers with different dimerization patterns-namely,trigofragiloids A-C(denoted as compounds 1-3)and(+)-and(-)-trigofragiloid D(compound 4)-and three new phenanthrenone norditerpenoids-namely,trigofragiloids E-G(compounds 5-7)-were isolated from Trigonostemon *** 1 and 2 feature a novel heterodimeric carbon skeleton formed by the conjugation of a tetra-norditerpenoid and an ennea-norditerpenoid;they have been identified as class 2 atropisomers by means of quantum chemical *** 3 is an unprecedented phenylpropanoid-norditerpenoid adduct with a new dimerization ***(+)-and(-)-4 are the first example of S-shaped 1,4-dioxane-fused norditerpenoid *** by the structure elucidation of compound 4,two co-occurring analogues,actephilol A and epiactephilol A,were structurally revised as a pair of geometrical isomers and were identified as two pairs of enantiomers,(+)-and(-)-8 and(+)-and(-)-9,*** structures were characterized using a combined ***,compound 7 exhibits remarkable adenosine triphosphate-citrate lyase(ACLY)inhibition with a halfmaximal inhibition concentration(IC50)value of(0.46±0.11)lmol·L^(-1),as active as the positive control BMS-303141,and a molecular docking study offers deep insight into the interaction between compound 7 and ACLY.

关键词： Norditerpenoid heterodimer Trigonostemon fragilis Euphorbiaceae Trigofragiloid Structural revision Adenosine triphosphate-citrate lyase(ACLY) inhibitory activity

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高压直流接触器驱动线圈泄放回路浅析

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汽车电器 2024年第2期 68-69页

作者：葛满上海轩邑新能源发展有限公司上海201210

文章介绍高压直流接触器在动力电池PACK中的应用特性,分析高压直流接触器驱动线圈泄放回路的工作原理。针对其应用特性改进线圈泄放回路设计,从而延长接触器的电气寿命,提高整车电气安全。

关键词：高压直流接触器线圈泄放电弧开断时间

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Serum metabolism alteration behind different etiology, diagnosis, and prognosis of disorders of consciousness

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中华神经外科杂志(英文) 2024年第03期10卷 199-210页

作者： ge Qianqian Lu Hezhen geng Xiaoli Chen Xueling Liu Xiaoyan Sun Haidan Guo Zhengguang Sun Jiameng Qi Feng Niu Xia Wang Aiwei He Jianghong Sun Wei Xu Long Department of Neurosurgery Beijing Tiantan Hospital Capital Medical University Beijing China China-Japan Union Hospital of Jilin University Changchun China Core Instrument Facility Institute of Basic Medical Sciences Chinese Academy of Medical Sciences School of Basic Medicine Peking Union Medical College Beijing China China National Clinical Research Center for Neurological Diseases (NCRC-ND) Beijing China

Background Patients with disorders of consciousness (DoC) exhibit varied revival outcomes based on different etiologies and diagnoses, the mechanisms of which remain largely unknown. The fluctuating clinical presentations in DoC pose challenges in accurately assessing consciousness levels and prognoses, often leading to misdiagnoses. There is an urgent need for a deeper understanding of the physiological changes in DoC and the development of objective diagnostic and prognostic biomarkers to improve treatment *** To explore biomarkers and understand the biological processes, we conducted a comprehensive untargeted metabolomic analysis on serum samples from 48 patients with DoC. Patients were categorized based on etiology (TBI vs. non-TBI), CRS-R scores, and prognosis. Advanced analytical techniques, including PCA and OPLS-DA models, were employed to identify differential *** Our analysis revealed a distinct separation in metabolomic profiles among the different groups. The primary differential metabolites distinguishing patients with varying etiologies were predominantly phospholipids, with a notable decrease in glycerophospholipids observed in the TBI group. Patients with higher CRS-R scores exhibited a pattern of impaired carbohydrate metabolism coupled with enhanced lipid metabolism. Notably, serum concentrations of both LysoPE and PE were reduced in patients with improved outcomes, suggesting their potential as prognostic *** Our study underscores the critical role of phospholipid metabolism in the brain’s metabolic alterations in patients with DoC. It identifies key biomarkers for diagnosis and prognosis, offering insights that could lead to novel therapeutic targets. These findings highlight the value of metabolomic profiling in understanding and potentially treating DoC.

关键词： Disorders of consciousness Serum biomarkers Untargeted metabolomic analysis

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基于数理逻辑的安全协议本征逻辑分析方法

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密码学报（中英文） 2024年第3期11卷 588-601页

作者：李益发孔雪曼耿宇沈昌祥郑州大学网络空间安全学院郑州450002 海军研究院、中国工程院北京100088

本文提出了一种基于数理逻辑的安全协议本征逻辑分析方法—SPALL方法.该方法在一阶谓词逻辑的基础上,增加了基于密码学的若干新语义,包括新的密码函数项、与密码学和安全协议分析相关的一阶谓词和二阶谓词等,并给出了十三类二十九条公理... 详细信息

本文提出了一种基于数理逻辑的安全协议本征逻辑分析方法—SPALL方法.该方法在一阶谓词逻辑的基础上,增加了基于密码学的若干新语义,包括新的密码函数项、与密码学和安全协议分析相关的一阶谓词和二阶谓词等,并给出了十三类二十九条公理,仍使用谓词逻辑的分离规则和概括规则,形成新的安全协议分析系统,称为本征(latent)逻辑系统(也称本征逻辑或L逻辑).该系统是一阶谓词系统的扩充,以密码学和安全协议为“特定解释”,并定义了“概率真”的概念,力求每条公理在“特定解释”下是概率真的,而分离和概括规则又能保证从概率真演绎出概率真,从而使每条定理都概率真,以保证公理系统的可靠性.清晰的语义可以精确描述安全协议的前提与目标,基于公理和定理的协议分析,可简洁有效地推导出协议自身具有的安全特性.本文给出了详细的语义和公理,以及若干实用定理,然后对著名的密钥建立协议进行了详细分析,并对比了可证安全方法的分析结果,展示了本文方法的优势.此外还分析了电子选举协议和非否认协议,展示了本文方法有着广泛的适用范围.

关键词：安全协议协议分析 BAN类逻辑 SPALL方法(SPALL逻辑) 本征逻辑

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