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基于卷积神经网络的酵母出芽特征识别方法

电子器件 2023年第4期46卷 1096-1103页

作者：肖秦张雨昕王颖瀛刘可朱真东南大学微电子学院江苏南京210096 东南大学电子科学与工程学院江苏南京210096

在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的细胞衰老研究中,微流控芯片可以实现单个酵母细胞的捕获和培养,同时用光学显微镜进行时序图像拍摄,最后分析图像得到细胞的复制寿命。针对基于“漏碗”式捕获结构的微流控芯片长时序酵母细胞实... 详细信息

在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的细胞衰老研究中,微流控芯片可以实现单个酵母细胞的捕获和培养,同时用光学显微镜进行时序图像拍摄,最后分析图像得到细胞的复制寿命。针对基于“漏碗”式捕获结构的微流控芯片长时序酵母细胞实验图像,为提高处理效率,提出了一种基于卷积神经网络的高效算法,用于提取酵母细胞在衰老过程中的出芽特征。经验证,提出的算法模型准确率达到95%,F1 score指标达到平均90%以上,具有较高的可靠性。为深度学习方法在生物医学图像处理领域的应用提供了新的思路。

关键词：酿酒酵母复制衰老复制寿命神经网络

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四只蒽醌染料对酿酒酵母毒性效应的研究

四只蒽醌染料对酿酒酵母毒性效应的研究

作者：卢燕武汉纺织大学

学位级别：硕士

随着染料与印染工业的发展,染料工业目前已经成为化学工业中对环境污染最严重的产业之一,其生产的染料废水也已成为当前最主要的水体污染源之一。在水环境加剧恶化的现状下,水体污染物对人类健康及水生态系统的影响成为我们关注的热点,... 详细信息

随着染料与印染工业的发展,染料工业目前已经成为化学工业中对环境污染最严重的产业之一,其生产的染料废水也已成为当前最主要的水体污染源之一。在水环境加剧恶化的现状下,水体污染物对人类健康及水生态系统的影响成为我们关注的热点,这就要求我们能选取合适的代表生物来反映污染物的毒害效应。生物毒性实验是生态风险评价的重要手段之一,开展这方面的研究不但可以为蒽醌类物质的生态风险评价奠定基础,也可以为管理部门制定此类物质污染控制标准提供可靠依据。本研究是用酿酒酵母建立真核模式生物的方法来测定蒽醌染料对生物体的毒性作用,并用其时序寿命来反映染料的慢性毒性,用复制寿命反映染料的亚急性毒性。研究中选取了活性艳蓝KN-R、酸性艳蓝BGA、分散蓝2BLN和还原卡其2G四种蒽醌染料,并对活性艳蓝KN-R和酸性艳蓝BGA不同浓度的毒性也进行了测定,实验结果表明,染料的毒性随浓度的增加而增大,而且在水溶性蒽醌染料中,活性艳蓝KN-R的一般毒性大于酸性艳蓝BGA;在非水溶性蒽醌染料中,分散蓝2BLN的一般毒性大于还原卡其2G。同时通过统计复制寿命试验中酵母细胞衰亡的不同终结类型的比例,说明这四种蒽醌染料都具有致畸、致癌作用。另外,对于同一种染料,染料浓度越大,其致畸、致癌作用越强,但是不同染料之间,染料的一般毒性较大的,不一定致畸、致癌作用也越强。

关键词：酿酒酵母蒽醌染料毒性效应时序寿命复制寿命

探讨糖酵解通路蛋白突变对酵母菌株寿命的影响

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探讨糖酵解通路蛋白突变对酵母菌株寿命的影响

作者：陈东旭南昌大学

学位级别：硕士

许多报道揭示细胞内能量代谢与细胞寿命密切关联,卡路里限制通过减少细胞摄入的能量,进而促进细胞长寿。糖酵解是细胞能量代谢的主要通路之一,通过影响糖酵解的效率,能够有效调节细胞能量的摄入,也能显著地改变细胞的生理状态。实验室... 详细信息

许多报道揭示细胞内能量代谢与细胞寿命密切关联,卡路里限制通过减少细胞摄入的能量,进而促进细胞长寿。糖酵解是细胞能量代谢的主要通路之一,通过影响糖酵解的效率,能够有效调节细胞能量的摄入,也能显著地改变细胞的生理状态。实验室前期工作构建了糖酵解通路蛋白突变的酵母菌株,发现突变的酵母菌株在长期培养下展现出良好的复制能力,并且菌株培养基pH明显升高。本研究的目的是希望确证糖酵解通路蛋白突变能导致菌株寿命增长,所具有的生理特征,和可能涉及的细胞内反应与结构,为进一步研究影响细胞寿命的机制奠定基础。具体研究内容及结果如下:(1)减少氮源更有利于糖酵解突变菌株表现长寿特性突变菌株培养基pH的升高可能与菌株代谢方式的改变有关,因此我们假设改变培养基的组成也可能改变细胞代谢的方式,或许能找到更容易促进突变菌株表现其长寿特征的培养条件。将实验菌株分别在氮源缺乏1/2和碳源缺乏1/2的培养基中进行培养,结果发现菌株在氮源缺乏1/2培养基中培养时,实验菌株复制能力增强的优势得以保留,而将菌株在碳源缺乏1/2培养基中培养时,实验菌株复制能力增强的优势消失。该结果提示糖酵解通路蛋白的突变很可能改变了菌株的代谢方式,而降低培养基中氮源的组成有利于维持突变菌株特异的代谢方式,导致寿命的延长。(2)突变菌株在细胞进入平滑期后细胞内有较高的ATP含量细胞内ATP含量反应细胞生理状态,在细胞衰老、凋亡的情况下,细胞内ATP含量下降。为了观察长寿菌株在不同生长阶段能量代谢的变化,本研究检测了菌株各生长时期细胞内ATP含量变化情况。结果发现糖酵解突变菌株在生长平滑期及衰老时期,细胞内有明显较高的ATP含量。该结果提示在菌株进入生长平滑期后,线粒体活性升高或许是导致细胞寿命延长的特征之一。综上所述,本研究发现糖酵解蛋白的突变很可能会改变细胞代谢网路,促进酵母液泡V-ATPase酶活性升高,增强酵母液泡自噬,提高酵母应对环境胁迫的能力,减缓酵母线粒体功能的退化,使其产生更多的ATP,进而延长酵母的复制寿命。该成果为酵母复制寿命机制研究提供新的思路。

关键词：糖酵解培养基pH值能量代谢线粒体功能复制寿命

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四只偶氮染料对酿酒酵母的毒性效应研究

四只偶氮染料对酿酒酵母的毒性效应研究

作者：高亮武汉纺织大学

学位级别：硕士

随着染料与印染工业的发展，染料工业目前已经成为化学工业中对环境污染最严重的产业之一，其生产废水也已成为当前最主要的水体污染源之一。我国是染料生产大国，染料产量位居世界第一，目前染料工业废水排放量达1.57亿m3/a。在种类繁... 详细信息

随着染料与印染工业的发展，染料工业目前已经成为化学工业中对环境污染最严重的产业之一，其生产废水也已成为当前最主要的水体污染源之一。我国是染料生产大国，染料产量位居世界第一，目前染料工业废水排放量达1.57亿m3/a。在种类繁多的染料之中，又属偶氮染料的应用最为广泛，从而使得偶氮染料废水的排放量巨大。选取合适的代表生物反映污染物毒害效应是生态风险评价的重要手段之一。开展这方面的研究可以为偶氮类物质的生态风险评价奠定基础，为管理部门制定此类物质污染控制标准提供可靠依据。本研究是用酿酒酵母建立真核模式生物的方法来测定偶氮染料对生物体的毒性作用，用其时序寿命来反映染料的慢性毒性，用复制寿命反映染料的亚急性毒性,同时通过统计复制寿命试验中酵母细胞衰亡的不同终结类型的比例反映染料的致畸、致癌作用大小。研究中选取了直接湖蓝5B、直接红棕RN、直接紫N和直接耐晒黄RS这4只偶氮染料，并对这4只偶氮染料不同浓度下的慢性毒性、亚急性毒性和致畸、致癌作用进行了测定和比较，实验结果表明，慢性毒性的大小为直接紫N >直接湖蓝5B >直接红棕RN>直接耐晒黄RS;亚急性毒性的大小为直接耐晒黄RS>直接湖蓝5B>直接红棕RN>直接紫N;致畸、致癌作用的大小为直接红棕RN>直接紫N>直接湖蓝5B>直接耐晒黄RS。此外，染料的毒性随其浓度的增加而增大。

关键词：酿酒酵母偶氮染料毒性效应时序寿命复制寿命

活性艳蓝KN-R对酿酒酵母的毒性效应的研究

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广州化工 2011年第5期39卷 97-98页

作者：卢燕谭远友武汉纺织大学环境与城建学院湖北武汉430073

通过测定活性艳蓝KN-R和直接湖蓝5B的毒性与相关研究的对比,说明用酵母的复制寿命作为染料毒性测试的新方法是可行的。另外,对不同浓度活性艳蓝KN-R的毒性进行测定,并通过统计酵母细胞不同的寿命终结类型的数目对其致癌、致畸效应进行... 详细信息

通过测定活性艳蓝KN-R和直接湖蓝5B的毒性与相关研究的对比,说明用酵母的复制寿命作为染料毒性测试的新方法是可行的。另外,对不同浓度活性艳蓝KN-R的毒性进行测定,并通过统计酵母细胞不同的寿命终结类型的数目对其致癌、致畸效应进行评价。研究结果表明活性艳蓝KN-R溶液浓度越大,其毒性越大,致畸、致癌效应越强。

关键词：酿酒酵母毒性检测复制寿命活性艳蓝KN-R 直接湖蓝5B

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酵母CFD1过表达对细胞寿命的影响

生物技术 2019年第6期29卷 539-543页

作者：林嘉颖刘新光袁源广东医科大学衰老研究所广东东莞523808 广东省医学分子诊断重点实验室广东东莞523808 广东医科大学生物化学与分子生物学研究所广东湛江524023

[目的]测定CFD1基因过表达对酿酒酵母复制寿命的影响。[方法]运用PCR介导的基因同源重组技术构建单基因过表达酵母菌株,利用光学显微镜检测酵母细胞的复制寿命,并检测其在氯化钠、过氧化氢异丙苯和维生素K3处理条件下的克隆形成能力。[... 详细信息

[目的]测定CFD1基因过表达对酿酒酵母复制寿命的影响。[方法]运用PCR介导的基因同源重组技术构建单基因过表达酵母菌株,利用光学显微镜检测酵母细胞的复制寿命,并检测其在氯化钠、过氧化氢异丙苯和维生素K3处理条件下的克隆形成能力。[结果]在氯化钠、过氧化氢异丙苯和维生素K3的培养条件下,CFD1基因过表达酵母菌株的克隆形成能力显著低于野生型酵母菌株。与野生型酵母菌株对比,CFD1基因过表达酵母菌株复制寿命变短,差异有统计学意义。[结论]CFD1基因过表达影响酿酒酵母的复制寿命,参与了酵母盐胁迫反应,并对强氧化剂的敏感性增强,这为全面研究CFD1的功能奠定基础。

关键词：酿酒酵母 CFD1 复制寿命盐胁迫