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Single-cell omics: experimental workflow, data analyses and applications

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Science China Life Sciences 2025年第1期68卷 5-102页

作者： Fengying Sun Haoyan Li Dongqing Sun Shaliu Fu Lei Gu Xin Shao Qinqin Wang Xin Dong Bin Duan Feiyang Xing Jun Wu minmin xiao Fangqing Zhao Jing-Dong J.Han Qi Liu xiaohui Fan Chen Li Chenfei Wang Tieliu Shi Department of Clinical Laboratory the Affiliated Wuhu Hospital of East China Normal University (The Second People's Hospital of Wuhu City) Pharmaceutical Informatics Institute College of Pharmaceutical SciencesZhejiang University Key Laboratory of Spine and Spinal Cord Injury Repair and Regeneration (Tongji University) Ministry of EducationOrthopaedic DepartmentTongji HospitalBioinformatics DepartmentSchool of Life Sciences and TechnologyTongji University Frontier Science Center for Stem Cells School of Life Sciences and TechnologyTongji University Translational Medical Center for Stem Cell Therapy and Institute for Regenerative Medicine Shanghai East HospitalBioinformatics DepartmentSchool of Life Sciences and TechnologyTongji University Research Institute of Intelligent Computing Zhejiang Lab Shanghai Research Institute for Intelligent Autonomous Systems Center for Single-cell Omics School of Public HealthShanghai Jiao Tong University School of Medicine National Key Laboratory of Chinese Medicine Modernization Innovation Center of Yangtze River DeltaZhejiang University Center for Bioinformatics and Computational Biology Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biologythe Institute of Biomedical Sciences and School of Life SciencesEast China Normal University Beijing Institutes of Life Science Chinese Academy of Sciences Peking-Tsinghua Center for Life Sciences Academy for Advanced Interdisciplinary StudiesCenter for Quantitative Biology (CQB)Peking University Zhejiang Key Laboratory of Precision Diagnosis and Therapy for Major Gynecological Diseases Women's HospitalZhejiang University School of Medicine Key Laboratory of Advanced Theory and Application in Statistics and Data Science-MOE School of StatisticsEast China Normal University

Cells are the fundamental units of biological systems and exhibit unique development trajectories and molecular features. Our exploration of how the genomes orchestrate the formation and maintenance of each cell, and control the cellular phenotypes of various organismsis, is both captivating and intricate. Since the inception of the first single-cell RNA technology, technologies related to single-cell sequencing have experienced rapid advancements in recent years. These technologies have expanded horizontally to include single-cell genome, epigenome,proteome, and metabolome, while vertically, they have progressed to integrate multiple omics data and incorporate additional information such as spatial sc RNA-seq and CRISPR screening. Single-cell omics represent a groundbreaking advancement in the biomedical field,offering profound insights into the understanding of complex diseases, including cancers. Here, we comprehensively summarize recent advances in single-cell omics technologies, with a specific focus on the methodology section. This overview aims to guide researchers in selecting appropriate methods for single-cell sequencing and related data analysis.

关键词： single-cell sequencing genome epigenome proteomics metabolomics multimodal spatial transcriptomics CRISPR screening

Photoprotective Effects of D1 Protein Turnover and the Lutein Cycle on Three Ephemeral Plants under Heat Stress

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Phyton-International Journal of Experimental Botany 2023年第6期92卷 1841-1857页

作者： minmin xiao Moxiang Cheng Shuangquan Xie Xiushuang Wang Xingming Hao Li Zhuang College of Life Sciences Shihezi UniversityShihezi832003China State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology Xinjiang Institute of Ecology and GeographyChinese Academy of SciencesUrumqi830011China

To clarify the characteristics of photoinhibition and the primary defense mechanisms of ephemeral plant leaves against photodestruction under high temperature stress,inhibitors and the technology to determine chlorophyll fluorescence were used to explore the protective effects of D1 protein turnover and the lutein cycle in the high temperature stress of the leaves of three ephemeral *** results showed that the maximum light conversion efficiency(Fv/Fm)of the ephemeral plant leaves decreased,and the initial fluorescence(Fo)increased under 35℃±1℃ heat stress for 1-4 h or on sunny days in the *** Fv/Fm and Fo could be recovered after 8 h of darkness or afternoon weakening of the external *** sulfate(SM)or dithiothreitol(DTT)accelerated the decrease of Fv/Fm and the photochemical quenching coefficient(qP)in the leaves of three ephemeral plants at high temperature,and the decrease was greater in the SM than in the DTT *** the high temperature stress was prolonged,the Y(II)values of light energy distribution parameters of PSII decreased,and the Y(NPQ)and Y(NO)values increased gradually in all the treatment groups of the three ephemeral *** results showed that the leaves of the three ephemeral plants had their own highly advanced mechanisms to protect against photodamage,which inhibited the turnover of D1 protein and xanthophyll *** can damage the PSII reaction center in the leaves of the three ephemeral plants under high *** protective effect of D1 protein turnover on heat stress in Erodium oxyrrhynchum and Senecio subdentatus was greater than that of the lutein cycle,while the protective effect of lutein cycle was greater than that of D1 protein turnover in Heliotropium acutiflorum subjected to heat damage.

关键词： D1 protein lutein cycle ephemeral plants light inhibition light protection

2种躯干支柱力量训练方案对平衡能力影响的研究

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首都体育学院学报 2016年第4期28卷 331-338页

作者：尹军肖敏敏首都体育学院北京100191 清华附中永丰分校北京100111

运用文献资料法、专家访谈法、实验法等,对运动训练专业的24名学生进行为期10周的稳定状态和非稳定状态的2种实验训练,研究和分析2种躯干支柱力量训练方案对平衡能力的影响程度。结果表明:躯干支柱力量训练可以有效提高人体动态和静态... 详细信息

运用文献资料法、专家访谈法、实验法等,对运动训练专业的24名学生进行为期10周的稳定状态和非稳定状态的2种实验训练,研究和分析2种躯干支柱力量训练方案对平衡能力的影响程度。结果表明:躯干支柱力量训练可以有效提高人体动态和静态平衡能力,其中非稳定状态下的训练效果要优于稳定训练状态的训练效果,单纯的稳定状态训练不足以满足更高层次的平衡能力需求;躯干支柱力量训练可以有效增强躯干核心部位的肌群力量,这为改善静态平衡能力提供了基础性物质保障;多方向运动、多关节参与的动作模式可以均衡躯干各部位运动功能的对称性发展,提高动力链传递效率,避免出现代偿动作,优化动作质量,提高身体稳定性;非稳定状态下的躯干支柱力量训练可以更好地提高本体感受器的敏感性,从而提高神经对肌肉控制的精确性,提高中枢神经系统的兴奋性和募集更多深层次的稳定肌参与运动,进而提高中枢神经系统的灵活性、身体协调性与稳定性。

关键词：躯干支柱力量平衡能力非稳定状态单足力量训练动态平衡能力静态平衡能力

microRNA响应植物非生物胁迫的研究进展

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分子植物育种 2018年第10期16卷 3154-3159页

作者：肖敏敏陈信波湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128

microRNA(简称miRNAs)是一类广泛存在于动植物及微生物等生物的基因组内,长度为20~24 nt左右的内源性非编码的小分子RNA。在不同逆境胁迫下,植物miRNAs通过与靶基因互补配对来对靶基因mRNA进行剪切或抑制其mRNA翻译,从而调控植物对各种... 详细信息

microRNA(简称miRNAs)是一类广泛存在于动植物及微生物等生物的基因组内,长度为20~24 nt左右的内源性非编码的小分子RNA。在不同逆境胁迫下,植物miRNAs通过与靶基因互补配对来对靶基因mRNA进行剪切或抑制其mRNA翻译,从而调控植物对各种逆境胁迫的应答。本综述简述了miRNAs的发现、合成及作用机制,重点阐述了植物miRNAs在响应干旱、温度、盐、营养以及重金属胁迫的作用机制,并讨论了植物miRNAs的研究前景及其在耐逆作物品种的分子育种和改良上的应用前景。本综述为植物miRNAs在作物育种和改良方面研究提供理论指导。

关键词： miRNA 植物非生物逆境

基于特征指标的气象因子对PM_(2.5)浓度的影响分析

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中国环境监测 2022年第6期38卷 90-100页

作者：卫星君赵晓萌王琦肖敏敏陕西能源职业技术学院陕西咸阳712000 陕西省气候中心陕西西安710014

以西安为研究区域,为探究气象因子对PM_(2.5)浓度的影响,采集2017—2019年空气质量与气象因子数据,改进k-Means聚类算法,形成严重污染、重度污染、中度污染、轻度污染共4个PM_(2.5)浓度与气象因子样本簇集。分析簇集数据分布,选择Spear... 详细信息

以西安为研究区域,为探究气象因子对PM_(2.5)浓度的影响,采集2017—2019年空气质量与气象因子数据,改进k-Means聚类算法,形成严重污染、重度污染、中度污染、轻度污染共4个PM_(2.5)浓度与气象因子样本簇集。分析簇集数据分布,选择Spearman相关性分析方法,确定影响PM_(2.5)浓度的气象因子;定义PM_(2.5)凸显性条件,给出幅度特征FOA、浮动特征FOF和凸显特征FOH,构建三维空间,确定气象因子对PM_(2.5)影响的大小,进而建立气象因子对PM_(2.5)浓度的影响分析方法。比较多元线性回归和随机森林回归方法,结果表明:该方法提高了分析效率,且无需考虑因子选取和表达,能有效确定影响PM_(2.5)浓度的气象因子种类及影响程度。在低温、高湿、高压和相对静风的气象条件下,空气中颗粒物难以扩散和输送,使西安市PM_(2.5)浓度升高。严重污染、重度污染和中度污染中,PM_(2.5)浓度与相对湿度呈显著正相关,与风速、气温呈显著负相关,且影响大小依次为相对湿度>风速>气温;轻度污染中,PM_(2.5)浓度与相对湿度、气压呈显著正相关,与风速、气温呈显著负相关,且影响大小依次为气温>相对湿度>气压>风速。

关键词： PM_(2.5) 气象因子特征指标多元线性回归随机森林回归

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OsmiR530正调控水稻的耐旱和耐盐性

湖南农业大学学报（自然科学版） 2024年第1期50卷 43-51页

作者：吕思晓肖敏敏陈信波湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128

以粳稻品种日本晴(CK)和农杆菌介导转化的OsmiR530-OE转基因水稻为材料进行耐旱和耐盐性相关功能的鉴定。结果表明:OsmiR530有2种成熟的序列形式OsmiR530-5p和OsmiR530-3p,其表达量在OsmiR530-OE转基因植株均有明显增加;靶基因表达量预... 详细信息

以粳稻品种日本晴(CK)和农杆菌介导转化的OsmiR530-OE转基因水稻为材料进行耐旱和耐盐性相关功能的鉴定。结果表明:OsmiR530有2种成熟的序列形式OsmiR530-5p和OsmiR530-3p,其表达量在OsmiR530-OE转基因植株均有明显增加;靶基因表达量预测分析发现,OsmiR530-5p的靶基因OsTAP46、OsC3HC4、OsPWI和OsE1等在OsmiR530-OE转基因植株中的表达都有一定程度的下调;在干旱、盐胁迫条件下,OsmiR530能提高种子的发芽率、根长和苗高以及萌芽期幼苗对干旱胁迫和盐胁迫的耐受性;检测干旱处理植株的SOD、POD和CAT活性,发现OsmiR530-OE转基因水稻的SOD、POD和CAT活性增长显著;对成熟期水稻植株的农艺性状进行统计分析,发现过表达OsmiR530水稻植株的剑叶的叶表面积、千粒质量以及结实率显著降低。推测OsmiR530可以调控水稻对盐胁迫、干旱胁迫的耐受性。

关键词：水稻 miR530 耐旱性耐盐性

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高职院校思政课程与课程思政协同育人机制研究

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中国教育技术装备 2023年第10期 1-4页

作者：肖敏敏刘苗陕西能源职业技术学院陕西咸阳712000

德育是高职院校思想政治教育的第一要务。但德育仅靠思政课程教育无法完成,还需与其他各类课程协同配合。构建思政课程与课程思政的协同育人机制势在必行。通过分析思政课程与课程思政的区别联系及协同要求,阐述目前在协同教学过程中思... 详细信息

德育是高职院校思想政治教育的第一要务。但德育仅靠思政课程教育无法完成,还需与其他各类课程协同配合。构建思政课程与课程思政的协同育人机制势在必行。通过分析思政课程与课程思政的区别联系及协同要求,阐述目前在协同教学过程中思政课程与课程思政中所面临的问题,最后从“以学生学习为中心”原则,提取出教学目标协同、教学团队协同、考核反馈协同等协同育人机制理念,并对思政课程与计算机类专业课程思政的协同育人机制的构建及思路进行说明,为后续协同育人机制的构建提供参考。

关键词：思政课程课程思政协同育人

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血清NT-proBNP、CRP、cTnⅠ及超声心动图与心房颤动关系的临床研究

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皖南医学院学报 2020年第4期39卷 358-361页

作者：邵慧肖敏敏芜湖市第二人民医院检验科安徽芜湖241000

目的:探讨血清脑利钠肽前体(NT-proBNP)、C反应蛋白(CRP)、肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)及超声心动图与心房颤动的关系。方法:选取2018年7月~2019年11月芜湖市第二人民医院住院且确诊为房颤的患者268例,同时选取同期住院非房颤患者148例作为对照,... 详细信息

目的:探讨血清脑利钠肽前体(NT-proBNP)、C反应蛋白(CRP)、肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)及超声心动图与心房颤动的关系。方法:选取2018年7月~2019年11月芜湖市第二人民医院住院且确诊为房颤的患者268例,同时选取同期住院非房颤患者148例作为对照,分别检测NT-proBNP、CRP、cTnⅠ和超声心动图,比较两组不同指标的差异,并通过多因素Logistic回归分析房颤的危险因子,绘制ROC曲线,研究血清标志物对房颤的预测价值。结果:两组性别、高血压病史比较差异均无统计学意义(P>0.05),房颤组的年龄大于非房颤组,心律不齐和冠心病病史两组差异均有统计学意义(P<0.05),符合房颤的特征。NT-proBNP、cTnⅠ和CRP含量房颤组高于非房颤组(P<0.05);超声心动图检查结果显示房颤组左心室舒张期内径(LVDd)、左心室收缩期内径(LVDs)、左房内径(LAD)指标均高于非房颤组(P<0.05),而射血分数(EF)和左心室缩短分数(FS)非房颤组高于房颤组(P<0.05)。多因素Logistic回归分析显示,年龄≥65岁(OR=3.395)、心律不齐(OR=36.688)、NT-proBNP异常(OR=21.566)和LAD(OR=4.197)是房颤发生的危险因素。结论:结合心律、年龄、检测NT-proBNP和检查超声心动图,多种技术联合评估,能准确评价房颤患者左心房功能,对患者的复律治疗、远期疗效评估及预后均有重要意义。

关键词： NT-proBNP CRP cTnⅠ 超声心动图房颤

基于“界面脱黏”的桥梁连续式伸缩缝力学分析

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华东交通大学学报 2015年第3期32卷 42-49页

作者：肖敏敏艾辉林同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 上海应用技术学院上海201418

以"界面脱黏"病害为切入点,建立连续式伸缩缝结构有限元模型,在对有限元计算结果进行可靠性论证的基础上,探讨荷载作用位置、伸缩缝铺装与桥面铺装材料的模量比、伸缩缝铺装厚度及宽度、界面摩擦系数、桥端转角对界面法向拉应力的影响... 详细信息

以"界面脱黏"病害为切入点,建立连续式伸缩缝结构有限元模型,在对有限元计算结果进行可靠性论证的基础上,探讨荷载作用位置、伸缩缝铺装与桥面铺装材料的模量比、伸缩缝铺装厚度及宽度、界面摩擦系数、桥端转角对界面法向拉应力的影响。结果表明:不同工况下的界面法向拉应力计算结果均在伸缩缝材料的允许拉应力范围之内,且选择柔性更大、变形协调更好的伸缩缝材料,并选择较厚的伸缩缝铺装、宽度选择45-50 cm,并且将界面进行粗糙化处理可有效地改善应力状态以减缓甚至避免"界面脱黏"病害。在此基础上,得出连续式伸缩缝铺装参数设计方法,为实体工程的设计和施工提供了新思路。

关键词：道路工程连续式伸缩缝界面脱黏有限元材料与结构设计