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Rational design of unrestricted pRN1 derivatives and their application in the construction of a dual plasmid vector system for Saccharolobus islandicus

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mLife 2024年第1期3卷 119-128页

作者： pengpeng zhao Xiaonan Bi Xiaoning Wang Xu Feng Yulong Shen Guanhua Yuan Qunxin She CRISPR and Archaea Biology Research Center State Key Laboratory of Microbial Technology and Microbial Technology InstituteShandong UniversityQingdaoChina

Saccharolobus islandicus REY15A represents one of the very few archaeal models with versatile genetic tools,which include efficient genome editing,gene silencing,and robust protein expression systems.However,plasmid vectors constructed for this crenarchaeon thus far are based solely on the pRN2 cryptic plasmid.Although this plasmid coexists with pRN1 in its original host,early attempts to test pRN1-based vectors consistently failed to yield any stable host-vector system for Sa.islandicus.We hypothesized that this failure could be due to the occurrence of CRISPR immunity against pRN1 in this archaeon.We identified a putative target sequence in orf904 encoding a putative replicase on pRN1(target N1).Mutated targets(N1a,N1b,and N1c)were then designed and tested for their capability to escape the host CRISPR immunity by using a plasmid inter-ference assay.The results revealed that the original target triggered CRISPR immunity in this archaeon,whereas all three mutated targets did not,indicating that all the designed target mutations evaded host immunity.These mutated targets were then incorporated into orf904 individually,yielding corresponding mutated pRN1 backbones with which shuttle plasmids were constructed(pN1aSD,pN1bSD,and pN1cSD).Sa.islandicus transformation revealed that pN1aSD and pN1bSD were functional shuttle vectors,but pN1cSD lost the capability for replication.These results indicate that the missense mutations in the conserved helicase domain in pN1c inactivated the replicase.We further showed that pRN1-based and pRN2-based vectors were stably maintained in the archaeal cells either alone or in combination,and this yielded a dual plasmid system for genetic study with this important archaeal model.

关键词： archaeal genetics CRISPR-Cas CRISPR escape mutations dual plasmid vectors Saccharolobus-E.coli shuttle vectors

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Active transfer learning of matching query results across multiple sources

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Frontiers of Computer Science 2015年第4期9卷 595-607页

作者： Jie XIN Zhiming CUI pengpeng zhao Tianxu HE The Institute of Intelligent Information Processing and Application Soochow University Suzhou 215006 China Provincial Key Laboratory for Computer Information Processing Technology Soochow University Suzhou 215006 China

Entity resolution （ER） is the problem of identi- fying and grouping different manifestations of the same real world object. Algorithmic approaches have been developed where most tasks offer superior performance under super- vised learning. However, the prohibitive cost of labeling training data is still a huge obstacle for detecting duplicate query records from online sources. Furthermore, the unique combinations of noisy data with missing elements make ER tasks more challenging. To address this, transfer learning has been adopted to adaptively share learned common structures of similarity scoring problems between multiple sources. Al- though such techniques reduce the labeling cost so that it is linear with respect to the number of sources, its random sam- piing strategy is not successful enough to handle the ordinary sample imbalance problem. In this paper, we present a novel multi-source active transfer learning framework to jointly select fewer data instances from all sources to train classi- fiers with constant precision/recall. The intuition behind our approach is to actively label the most informative samples while adaptively transferring collective knowledge between sources. In this way, the classifiers that are learned can be both label-economical and flexible even for imbalanced or quality diverse sources. We compare our method with the state-of-the-art approaches on real-word datasets. Our exper- imental results demonstrate that our active transfer learning algorithm can achieve impressive performance with far fewerlabeled samples for record matching with numerous and var- ied sources.

关键词： entity resolution active learning transfer learn-ing convex optimization

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考虑碾压参数影响的压实质量连续检测结果修正研究

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铁道学报 2024年第3期46卷 129-136页

作者：聂志红粟欣赵鹏鹏齐群王学朋中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中建铁路投资建设集团有限公司北京100070

为降低压路机行驶速度、行驶方向、振动频率等碾压参数引起的压实质量连续检测结果CMV误差,以动态变形模量E_(vd)为修正目标,基于极限梯度提升XGBoost算法和多元线性回归方法分别建立CMV修正模型,对比修正模型的适用性,并分析各碾压参数... 详细信息

为降低压路机行驶速度、行驶方向、振动频率等碾压参数引起的压实质量连续检测结果CMV误差,以动态变形模量E_(vd)为修正目标,基于极限梯度提升XGBoost算法和多元线性回归方法分别建立CMV修正模型,对比修正模型的适用性,并分析各碾压参数对CMV误差的影响。研究表明,XGBoost修正结果与E_(vd)的相关系数高达0.8且误差仅为1.7%,而多元线性回归修正结果与E_(vd)的相关系数仅为0.65且误差高达9.2%,XGBoost修正模型更适用于降低由碾压参数引起的CMV检测误差。高速行驶会造成CMV存在显著的负误差,行驶方向的不同使CMV产生大小相当但正负相反的误差,振动频率对CMV误差的影响是非线性的且与频率的取值有关。最后根据现场压实检测数据的修正结果验证了XGBoost修正模型对降低CMV检测误差的可靠性。

关键词：铁路路基连续检测碾压参数误差修正机器学习

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CRISPR-Cas adaptive immune systems in Sulfolobales:genetic studies and molecular mechanisms

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Science China(Life Sciences) 2021年第5期64卷 678-696页

作者： Zhenxiao Yu Suping Jiang Yuan Wang Xuhui Tian pengpeng zhao Jianan Xu Mingxia Feng Qunxin She CRISPR and Archaea Biology Research Center State Key Laboratory of Microbial TechnologyShandong UniversityQingdao 266237China State Key Laboratory of Agricultural Microbiology College of Life Science and TechnologyHuazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China

CRISPR-Cas systems provide the small RNA-based adaptive immunity to defend against invasive genetic elements in archaea and bacteria.Organisms of Sulfolobales,an order of thermophilic acidophiles belonging to the Crenarchaeotal Phylum,usually contain both type I and typeⅢCRISPR-Cas systems.Two species,Saccharolobus solfataricus and Sulfolobus islandicus,have been important models for CRISPR study in archaea,and knowledge obtained from these studies has greatly expanded our understanding of molecular mechanisms of antiviral defense in all three steps:adaptation,expression and crRNA processing,and interference.Four subtypes of CRISPR-Cas systems are common in these organisms,including I-A,I-D,Ⅲ-B,andⅢ-D.These cas genes form functional modules,e.g.,all genes required for adaptation and for interference in the I-A immune system are clustered together to form aCas and i Cas modules.Genetic assays have been developed to study mechanisms of adaptation and interference by different CRISPR-Cas systems in these model archaea,and these methodologies are useful in demonstration of the protospacer-adjacent motif(PAM)-dependent DNA interference by I-A interference modules and multiple interference activities byⅢ-B Cmr systems.Ribonucleoprotein effector complexes have been isolated for SulfolobalesⅢ-B andⅢ-D systems,and their biochemical characterization has greatly enriched the knowledge of molecular mechanisms of these novel antiviral immune responses.

关键词： CRISPR-Cas adaptation crRNA processing PAM-dependent DNA interference RNA-activated Cas10 activities spatiotemporal regulation cOA signaling anti-CRISPR Sulfolobales

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Efficient sampling methods for characterizing POIs on maps based on road networks

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Frontiers of Computer Science 2018年第3期12卷 582-592页

作者： Ziting ZHOU pengpeng zhao Victor S. SHENG Jiajie XU Zhixu LI Jian WU Zhiming CUI School of Computer Science and Technology Soochow University Suzhou 215006 China Department of Computer Science University of Central Arkansas Conway AR 72035 USA Jiangsu Engineering Center of Network Monitoring Nanjing University of Information Science & Technology Nanjing 210044 China

With the rapid development of location-based services, a particularly important aspect of start-up marketing research is to explore and characterize points of interest （PoIs） such as restaurants and hotels on maps. However, due to the lack of direct access to PoI databases, it is necessary to rely on existing APIs to query Pols within a region and calculate PoI statistics. Unfortunately, public APIs generally im- pose a limit on the maximum number of queries. Therefore, we propose effective and efficient sampling methods based on road networks to sample PoIs on maps and provide unbiased estimators for calculating PoI statistics. In general, the more intense the roads, the denser the distribution of PoIs is within a region. Experimental results show that compared with state-of-the-art methods, our sampling methods improve the efficiency of aggregate statistical estimations.

关键词： sampling aggregate statistical estimation roadnetworks

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环境湿度对浸金属碳滑板磨损及温升的影响

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润滑与密封 2024年第2期49卷 98-105页

作者：曾子毅何泉鑫陈光雄赵鹏鹏董丙杰西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031

为探究环境湿度对弓网摩擦副载流滑动过程中电弧放电能量、浸金属碳滑板温升及滑板磨损量的影响,采用环-块式高速载流摩擦磨损试验台,对比不同湿度条件下,电弧能量、滑板温升及滑板磨损量随滑动速度、电流强度、法向力的变化情况。试验... 详细信息

为探究环境湿度对弓网摩擦副载流滑动过程中电弧放电能量、浸金属碳滑板温升及滑板磨损量的影响,采用环-块式高速载流摩擦磨损试验台,对比不同湿度条件下,电弧能量、滑板温升及滑板磨损量随滑动速度、电流强度、法向力的变化情况。试验结果表明:不同环境湿度下,滑动速度和电流强度的增大均会导致电弧能量及滑板温升急剧增大;电弧热是导致温升的主要热源;增大法向力对于抑制电弧放电、降低滑板温升均有显著效果,而对于滑板磨损量变化的影响,不同湿度情况则截然相反;高湿度环境下接触副附着的水膜改善了接触状况和散热情况,电弧能量及滑板温升都小于低湿度环境;低湿度环境下滑板表面受到更严重的机械摩擦,其表面状态相比高湿度更差;在平均湿度较高的夏季适当增加升弓压力,在平均湿度较低的冬季适当降低列车行驶速度可以减少浸金属碳滑板磨损。

关键词：浸金属碳滑板环境湿度弓网摩擦副温升电弧放电

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基于WOA-VMD-XGBoost的混凝土坝变形预测

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水利水运工程学报 2024年第3期 146-157页

作者：常留红李晨玉曾子彬尹光景赵芃芃薛雄长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410114 中国电力建设集团有限公司中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院湖南长沙410004

建立混凝土坝高精准变形预测模型是掌握坝体结构服役性态的关键,而其变形监测数据具有复杂的非线性和非平稳特征,会影响预测模型的精度及泛化能力。针对上述问题,引入鲸鱼优化算法(WOA)和包络熵理论自适应寻优变分模态分解(VMD)参数,根... 详细信息

建立混凝土坝高精准变形预测模型是掌握坝体结构服役性态的关键,而其变形监测数据具有复杂的非线性和非平稳特征,会影响预测模型的精度及泛化能力。针对上述问题,引入鲸鱼优化算法(WOA)和包络熵理论自适应寻优变分模态分解(VMD)参数,根据最佳参数组合多尺度分解变形数据,得到多个不同特征尺度的本征模态函数(IMF)。通过重构分量为新分量,将新分量分别输入极端梯度提升(XGBoost)模型中进行预测,叠加各预测结果得到最终预测值。基于山口岩碾压混凝土拱坝变形监测数据,开展支持向量回归机(SVR)、随机森林(RF)、XGBoost、WOA-VMD-XGBoost等4种模型的精度、泛化能力对比研究。结果表明:相比于单一预测模型,组合模型有效挖掘了变形信号多尺度特征,降低了非线性、非平稳性对模型性能的影响,在精度、泛化能力中表现出更高性能。该组合模型为大坝变形监测提供了理论依据和应用参考。

关键词：混凝土坝变形预测鲸鱼优化算法包络熵变分模态分解极端梯度提升

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基于销/盘试验机的摩擦噪声试验与仿真研究

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润滑与密封 2024年第4期49卷 162-167页

作者：赵鹏鹏陈光雄董丙杰冯晓航曾子毅何泉鑫西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031

为了研究摩擦噪声的产生机制和影响因素,利用销/盘试验机对以转子式压缩机曲轴-法兰材料制成的销/盘试样进行摩擦噪声试验研究;应用ABAQUS有限元软件,建立销/盘试验机有限元模型,利用复特征值分析方法预测该系统摩擦噪声的主频,并与试... 详细信息

为了研究摩擦噪声的产生机制和影响因素,利用销/盘试验机对以转子式压缩机曲轴-法兰材料制成的销/盘试样进行摩擦噪声试验研究;应用ABAQUS有限元软件,建立销/盘试验机有限元模型,利用复特征值分析方法预测该系统摩擦噪声的主频,并与试验结果进行对比;讨论相关参数对系统的稳定性和摩擦噪声的影响。结果表明:销与盘法向和横向振动的耦合是引起系统自激振动和摩擦噪声的重要因素;当系统摩擦界面处的摩擦因数大于系统临界摩擦因数时,系统开始出现不稳定振动,且摩擦因数越大,系统越不稳定,越易出现摩擦噪声;法向载荷对系统稳定性的影响不大;选择具有合适弹性模量的摩擦副材料可以抑制摩擦噪声的产生。

关键词：摩擦噪声复特征值方法摩擦自激振动销/盘试验机转子式压缩机

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喷射混凝土回弹料再生混凝土基本力学性能研究

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混凝土 2024年第4期 187-191页

作者：张少龙黄靓刘文琦吕召宁赵鹏鹏湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 中建铁路投资建设集团有限公司北京102600

为研究喷射混凝土回弹料再生混凝土(SRM-RFAC)的基本力学性能,以喷射混凝土回弹料再生细骨料(SRM-RFA)取代率和粉煤灰(FA)取代率为变量,进行了立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、立方体劈裂抗拉强度和静弹性模量试验。结果表明:SRM-RFAC... 详细信息

为研究喷射混凝土回弹料再生混凝土(SRM-RFAC)的基本力学性能,以喷射混凝土回弹料再生细骨料(SRM-RFA)取代率和粉煤灰(FA)取代率为变量,进行了立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、立方体劈裂抗拉强度和静弹性模量试验。结果表明:SRM-RFAC的立方体抗压破坏、轴心抗压破坏和劈裂抗拉破坏形态与普通混凝土(NC)基本相似,且混凝土的抗压强度与劈拉强度随着SRM-RFA和FA取代率的增加而逐渐降低,基于规范式,提出棱柱体抗压强度、立方体劈裂抗拉强度和静弹性模量的换算式,计算值与试验结果吻合度较好。

关键词：再生混凝土再生细骨料喷射混凝土回弹料基本力学性能

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不同表面形貌的接触线对浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能的影响

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润滑与密封 2024年第2期49卷 59-66页

作者：何泉鑫曾子毅陈光雄任文娟赵鹏鹏董丙杰西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031 四川建筑职业技术学院四川成都610031

在受电弓-接触网载流摩擦磨损过程中,接触线会产生不同的横截面形状,而接触线形貌的改变可能会影响弓网间的接触关系,进而影响弓网间的载流摩擦磨损性能。为研究不同表面形貌的接触线对浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能的影响,利用环-块式... 详细信息

在受电弓-接触网载流摩擦磨损过程中,接触线会产生不同的横截面形状,而接触线形貌的改变可能会影响弓网间的接触关系,进而影响弓网间的载流摩擦磨损性能。为研究不同表面形貌的接触线对浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能的影响,利用环-块式高速载流摩擦磨损试验机,研究载流条件下常规形貌、麻点形貌、斜切形貌的接触线与浸金属碳滑板的摩擦磨损性能,比较采用不同形貌接触线时的摩擦因数、电弧能量和浸金属碳滑板的磨损量、表面形貌。试验结果表明:在直流电情况下,常规接触线与浸金属碳滑板组成的摩擦副的摩擦因数最小,滑板磨损量最低;采用斜切形貌接触线时的摩擦因数最大,滑板磨损量最大。通过SEM电镜观测浸金属碳滑板表面的磨损形貌,发现接触线为常规形貌时,滑板以氧化磨损为主,有较多的氧化物产生;接触线为麻点形貌时,滑板以电弧烧蚀和磨粒磨损为主,产生了细小裂纹和烧蚀坑,有较多的磨屑和剥落层出现;接触线为斜切形貌时,滑板以电弧烧蚀为主,有大裂纹和犁沟产生,并且烧蚀区域出现了较多的白色小球。研究表明,当接触线的形貌发生改变时,会导致滑板磨耗增加并加剧接触副电弧放电,从而恶化接触副的状态。因此,当接触线磨损变形严重时,应及时进行更换。

关键词：浸金属碳滑板接触线表面形貌电弧能量摩擦磨损载流试验

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