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Characterizing Cellular Differentiation Potency and Waddington Landscape via Energy Indicator

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Research 2023年第4期2023卷 619-629页

作者： Hanshuang Li Chunshen Long Yan Hong Liaofu Luo yongchun zuo State Key Laboratory of Reproductive Regulation and Breeding of Grassland Livestock College of Life SciencesInner Mongolia UniversityHohhot 010070China Department of Physics Inner Mongolia UniversityHohhot 010070China

The precise characterization of cellular differentiation potency remains an open question,which is fundamentally important for deciphering the dynamics mechanism related to cell fate *** quantitatively evaluated the differentiation potency of different stem cells based on the Hopfield neural network(HNN).The results emphasized that cellular differentiation potency can be approximated by Hopfield energy *** then profiled the Waddington energy landscape of embryogenesis and cell reprogramming *** energy landscape at single-cell resolution further confirmed that cell fate decision is progressively specified in a continuous ***,the transition of cells from one steady state to another in embryogenesis and cell reprogramming processes was dynamically simulated on the energy *** two processes can be metaphorized as the motion of descending and ascending ladders,*** further deciphered the dynamics of the gene regulatory network(GRN)for driving cell fate *** study proposes a new energy indicator to quantitatively characterize cellular differentiation potency without prior knowledge,facilitating the further exploration of the potential mechanism of cellular plasticity.

关键词： Hopfield programming landscape

Sequence-dependent geometric flexibility of core promoter regions in human genome

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Sequence-dependent geometric flexibility of core promoter re...

大豆ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶基因密码子优化

第五届全国生物信息学与系统生物学学术大会暨国际生物信息学前沿研讨会高通量时代的生物信息学与系统生物学

作者： yongchun zuo Yong Peng The National Research Center for Animal Transgenic Biotechnology Inner Mongolia University School of Physical Science and Technology Inner Mongolia University

Background:The general framework of promoter mechanism is dependent on protein- DNA interaction in which the different transcription factors(TFs) bind on the promoter region to enable its *** many studies have been taken on this area,the mechanism of transcription regular is still *** it is necessary to investigate promoter sequences in higher dimensions than the sequence alone. Dataset and Methods:The 4263 CpG related and 1683 non-CpG related human promoters were downloaded from the UCSC Genome Browser(http://***/). The sequences with 400 lbp length from 2000bp upstream to 2000bp downstream of the transcription start sites(TSSs the 0th sites) were selected as the core *** on the physical potentials derived from quantum chemical calculations of atomic molecular dynamics (MD) simulations,In this study we introduced physical structural variables by defining three displacements(rise,shift and slide) and three rotation angles(twist,roll and tilt) for each dinucleotide to describe transcription initiation of human promoter. Results:Using 16 experimental parameters of nearest-neighbor dinucleotides based on the structural models,we converted the core-promoter sequence into a string of numerical values for studying the structural *** analysis results reveal that there are significant difference of structural patterns between the CpG related and non-CpG related promoter region,which indicated that the thermodynamic mechanism of transcription initiation for CpG related and non-CpG gene may be *** clearly observed that the structure profiles of CpG related promoter have the enhanced stiffness or flexibility than the non-CpG related promoter,particular in the shift profile and the twist *** believe that the six flexibility parameters will be helpful for further elucidating the transcription initiation regulation and improving the identification accuracy of human promoter.

关键词： Human promoter DNA structural flexibility Transcription initiation regulation Promoter prediction

来源： cnki会议评论

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生物信息学 2018年第1期16卷 29-35页

作者：贾雪琦左永春内蒙古大学生命科学学院实验动物研究中心呼和浩特010070

DHA和EPA对心脑血管疾病以及癌症等疾病的防治有着重要的作用,其中ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶是合成多不饱和脂肪酸DHA和EPA过程中的两个关键的去不饱和酶,由于缺乏这两种酶的基因,高等动物无法自发合成多不饱和脂肪酸,为了得到可以生产多... 详细信息

DHA和EPA对心脑血管疾病以及癌症等疾病的防治有着重要的作用,其中ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶是合成多不饱和脂肪酸DHA和EPA过程中的两个关键的去不饱和酶,由于缺乏这两种酶的基因,高等动物无法自发合成多不饱和脂肪酸,为了得到可以生产多不饱和脂肪酸的转基因动物,本研究计划将大豆的这两个去饱和脂肪酸作为目的基因,但由于不同物种之间的密码子使用具有偏爱性,会严重影响到目的基因在宿主体内的表达水平,为了解决这一问题,提高目的基因在宿主体内的表达水平,同时采用Jcat在线软件和手动替换密码子两种方法对大豆的ω-3和ω-6脂肪酸脱氢酶基因进行了优化,然后选出最优的优化方法,为后期进一步的实验提供目的基因。最后本文预测了两种优化结果的RNA二级结构和CAI、CBI、Nc值和GC含量,比较得出手动替换的结果优于在线优化的结果。

关键词：多不饱和脂肪酸脂肪酸脱氢酶密码子偏爱性基因优化转基因

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小鼠Nlrp基因家族生物信息学分析

基因组学与应用生物学 2018年第3期37卷 1168-1176页

作者：罗荣松冯郁宋明民左永春李光鹏 “内蒙古大学省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室

NLRP基因家族广泛分布于哺乳动物基因组中，在先天免疫反应和生殖发育过程中起着重要作用。本研究以小鼠Nlrp基因家族20个成员为研究对象，通过生物信息学方法对该基因家族成员在基因结构、保守结构域、蛋白质理化性质、亲水和疏水性、... 详细信息

NLRP基因家族广泛分布于哺乳动物基因组中，在先天免疫反应和生殖发育过程中起着重要作用。本研究以小鼠Nlrp基因家族20个成员为研究对象，通过生物信息学方法对该基因家族成员在基因结构、保守结构域、蛋白质理化性质、亲水和疏水性、潜在磷酸化位点和基因表达等方面进行系统分析，并绘制系统进化树。研究表明，小鼠Nlrp家族基因序列结构差异较大，内含子数量变化较大，基因结构中有一个明显保守的CDS区域；基因家族序列保守性较好，有4个保守区域，序列长度分别为50、34、37、29，亚家族间保守性更高，其中Nlrp10没有亮氨酸重复结构域；基因同源性高，系统发生分析显示免疫相关基因与生殖发育相关基因在进化中已经分开，NLRP2和NLRP7可能起源同一祖先。所有蛋白质均有多个磷酸化位点，脂肪族系数介于82．54～100．33之间，GRAVY值均小于0，蛋白质表现为亲水性，无跨膜结构；亚细胞定位方面NLRPlA位于细胞核、NLRP1B位于质膜、NLRP5位于高尔基体，其它均位于细胞质；各蛋白质PI值均不相同，可用等电聚焦电泳区分各家族成员。所有Nlrp家族成员在配子发生和胚胎发育过程中均有不同程度的表达。本研究结论不仅丰富了NLRP基因家族信息，同时为进一步过渡到体外实验水平和实验研究方案的制定提供理论依据。

关键词： Nlrp基因家族生物信息学序列特征对比分析

胡麻脂肪酸脱氢酶基因fad3b过表达小鼠模型的建立及其功能分析

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中国细胞生物学学报 2017年第2期39卷 172-181页

作者：魏英菅璐杨磊高阳王东陈晨左永春李光鹏内蒙古大学实验动物研究中心呼和浩特010070

脂肪酸脱氢酶3(fatty acid desaturase 3,fad3)是高等植物细胞中一种催化n-6多不饱和脂肪酸转化为n-3多不饱和脂肪酸的酶。该研究将胡麻fad3b基因转染小鼠C2C12细胞,转基因细胞中的n-6多不饱和脂肪酸含量显著降低,n-3多不饱和脂肪酸含... 详细信息

脂肪酸脱氢酶3(fatty acid desaturase 3,fad3)是高等植物细胞中一种催化n-6多不饱和脂肪酸转化为n-3多不饱和脂肪酸的酶。该研究将胡麻fad3b基因转染小鼠C2C12细胞,转基因细胞中的n-6多不饱和脂肪酸含量显著降低,n-3多不饱和脂肪酸含量显著升高。Fad3b转基因小鼠中,fad3b基因在不同组织器官的m RNA水平与蛋白质水平的表达趋势并不一致。在fad3b m RNA水平上,肝脏中最高,骨骼肌、脂肪、脑和心脏中较低;在脂肪酸水平上,骨骼肌、脑和肝脏等组织的n-6/n-3显著降低,而脂肪、卵巢和睾丸组织中的变化不显著。该研究结果提示,胡麻来源的fad3b基因能够在转基因小鼠中正常发挥功能,促使n-6向n-3多不饱和脂肪酸转化,fad3b转基因小鼠模型可能比fat1小鼠在基因功能专一性以及动物生殖健康等方面更有优势。

关键词： fad3 转基因小鼠多不饱和脂肪酸器官组织

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基于沼液-中药液防治韭菜病虫害的初步研究

山东农业工程学院学报 2023年第6期40卷 28-35页

作者：刘善勇许静刘善金郭鹏王会军左永春董霞滨州市农业技术推广中心山东滨州256600 山东西王食品有限公司山东滨州256209 聊城市经济开发区东城供销合作社山东聊城252000 博兴县湖滨镇农业综合服务中心山东滨州256512 滨州职业学院山东滨州256600

本研究针对韭菜的多种病虫害问题,综合考虑作物产量和生产安全等因素,配制了8种植物源药剂,分别在病害发生前、发生后及虫害发生后施用,25%戊唑醇可湿性粉剂、25%吡虫啉可湿性粉剂、50%辛硫磷乳油、2.5%高效氯氟氰菊酯做为对照组。结果... 详细信息

本研究针对韭菜的多种病虫害问题,综合考虑作物产量和生产安全等因素,配制了8种植物源药剂,分别在病害发生前、发生后及虫害发生后施用,25%戊唑醇可湿性粉剂、25%吡虫啉可湿性粉剂、50%辛硫磷乳油、2.5%高效氯氟氰菊酯做为对照组。结果表明,发病前施药,各类病害预防效率最高可达98.15%(药剂8号);各类虫害的最大治疗效果为88.11%(药剂8号);综合各类病虫害防治结果,含有中药材数量最多的药剂8号为最佳药剂,药剂4~6号效果相差不大,药剂1~3号防治效果相对较差;与对照相比,所有施用药剂的韭菜产量均高于对照组,说明配制药剂不会对受试韭菜产生较大危害。

关键词：韭菜绿色生产植物源药剂病虫害防治

DR鉴定乌珠穆沁羊胸椎和腰椎数及选育多脊椎子代的应用

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黑龙江畜牧兽医 2022年第23期 42-45,52页

作者：马腾青格尔王志苏红赵霏霏周川清窦傲蕾王佳业陈陆左永春宋永利曹贵方内蒙古农业大学兽医学院呼和浩特010018 内蒙古自治区基础兽医学重点实验室呼和浩特010018 内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010020

为了活体确定乌珠穆沁羊的脊椎数,利用多脊椎性状这个有益突变,挑选种群中多脊椎种公羊进行配种,建立多脊椎乌珠穆沁羊核心种群,试验采用羊保定架及DR技术活体检测乌珠穆沁羊原种场2020年存栏羊及2021年全部子一代羊的胸椎和腰椎数,在2... 详细信息

为了活体确定乌珠穆沁羊的脊椎数,利用多脊椎性状这个有益突变,挑选种群中多脊椎种公羊进行配种,建立多脊椎乌珠穆沁羊核心种群,试验采用羊保定架及DR技术活体检测乌珠穆沁羊原种场2020年存栏羊及2021年全部子一代羊的胸椎和腰椎数,在2020年采集T14L7表型种公羊精液,对269只不同脊椎表型母羊进行人工授精,次年统计子代不同脊椎表型羔羊的数量。结果表明:2020年存栏羊576只,有T13L6(正常表型)、T13L7、T14L6、T14L7 4种脊椎表型的羊只数量分别为25只、343只、177只、31只;2021年出生的525只子代羔羊仍表现为T13L6、T13L7、T14L6、T14L7这4种脊椎表型,对应羊只数量为15只、282只、190只、38只。269只人工授精母羊共生产出子代羔羊269只,亲本均为多脊椎表型羊所生产的多脊椎表型子代数量在种群中占比高达99.7%。说明采用羊保定架及DR技术检测大规模活体羊脊椎数的方法准确可靠。以T14L7表型公羊与多脊椎母羊进行配种,所产的多脊椎羊羔比例极高,该配种方案可用于建立多脊椎乌珠穆沁羊品系。

关键词：乌珠穆沁羊 DR 多脊椎配种方案核心种群

基于常规临床检验指标构建子痫前期风险预测模型

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临床检验杂志 2022年第10期40卷 731-736页

作者：王浩乌永嘎郭玉婷梁雨朝李海成周健夏书琴左永春内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010070 内蒙古智汇大数据研究院呼和浩特010000 内蒙古医科大学&内蒙古临床医学院呼和浩特010110 内蒙古自治区人民医院妇产科呼和浩特010017

目的利用常规临床检验指标构建基于人工智能的子痫前期风险预测模型。方法收集2019年1月至2021年12月就诊于内蒙古自治区人民医院342例子痫前期患者和346例健康孕妇的4项常规临床检验指标(血常规、尿常规、生化全项和凝血四项)。应用LA... 详细信息

目的利用常规临床检验指标构建基于人工智能的子痫前期风险预测模型。方法收集2019年1月至2021年12月就诊于内蒙古自治区人民医院342例子痫前期患者和346例健康孕妇的4项常规临床检验指标(血常规、尿常规、生化全项和凝血四项)。应用LASSO和Tuning Relief F(TURF)以指标数据为特征进行打分选择,评估常规临床检验指标。用支持向量机、随机森林、K-nearest neighbor(KNN)和XGBoost构建人工智能预测模型。通过SHAP解释特征如何影响模型并做出决策。结果基于TURF特征选择策略,KNN在仅使用7个特征指标的情况下预测性能最优,分别是尿蛋白、尿电导率、碱性磷酸酶、血尿酸、乳酸脱氢酶、平均红细胞血红蛋白浓度和淀粉酶。在训练集和测试集上的预测准确度分别为82.55%和82.56%;聚类分析表明,使用7个最优特征指标相较于87个全部特征指标具有更好的效果。SHAP解释结果表明,尿蛋白和乳酸脱氢酶对模型做出正确决策有显著影响。结论常规临床检验指标可以用于预测子痫前期,且通过特征选择策略可以在降低特征维度基础上进一步提高预测性能。

关键词：子痫前期风险预测特征选择策略机器学习

公共服务供给、高技术产业集聚与区域绿色发展

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科技管理研究 2023年第5期43卷 214-224页

作者：黄永春左梦婷黄湛邹晨河海大学江苏南京211100 考文垂大学英国考文垂E17JF

在分析公共服务供给对区域绿色发展作用机理的基础上,利用2010—2020年中国省域面板数据,建立空间杜宾模型,从高技术产业集聚视角实证检验公共服务供给对区域绿色发展的影响。结果显示:(1)公共服务供给和高技术产业集聚均可以促进当地... 详细信息

在分析公共服务供给对区域绿色发展作用机理的基础上,利用2010—2020年中国省域面板数据,建立空间杜宾模型,从高技术产业集聚视角实证检验公共服务供给对区域绿色发展的影响。结果显示:(1)公共服务供给和高技术产业集聚均可以促进当地绿色发展,并对周边地区产生正向溢出效应。(2)高技术产业集聚在公共服务供给和区域绿色发展之间发挥中介作用,即公共服务供给的规模、结构和质量,有助于促进高技术产业的集聚,从而推动区域绿色发展。(3)高技术产业集聚与区域绿色发展间存在非线性关系,不同门槛值下高技术产业集聚对区域绿色发展的促进作用不同,当集聚程度超过门槛值时,对区域绿色发展的影响呈现递减效应。(4)不同类型的公共服务对区域绿色发展的作用存在差异性,相对于基础设施类公共服务,民生类公共服务对区域绿色发展的促进效用更为显著;另外,公共服务供给对区域绿色发展影响也存在区域异质性特征,东、西部和东北地区公共服务供给水平的提升对区域绿色发展的影响显著为正,而中部地区没有体现明显的促进作用。

关键词：公共服务供给高技术产业集聚区域绿色发展空间杜宾模型