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基于亚细胞水平RNA-seq鉴定RIDD潜在靶基因

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基因组学与应用生物学 2024年第Z1期 1499-1509页

作者：王梦琪陈加余南京大学生命科学学院

RIDD(regulated inositol-requiring enzyme 1 dependent RNA decay,受调控的肌醇需求酶1依赖性的RNA降解)是内质网应激传感器IRE1(inositol-requiring enzyme 1,肌醇需求酶1)的RNA内切酶活性的表现形式之一。RIDD与细胞命运密切相关，参与调控细胞分化、脂质和糖类代谢以及炎症反应等。因此，明确RIDD靶基因及其生理意义对于疾病机制解析、新靶点发现和新疗法开发具有重要意义。然而，当前的RIDD靶基因研究尚存在诸多问题，新的靶基因有待发现。本研究基于亚细胞水平RNA-seq,设置了三个筛选RIDD潜在靶基因的标准：(1)内质网应激后，细胞质中特异性下调的基因；(2)在内质网膜胞质侧富集表达的基因；(3)具有一致序列CUGCAG且能形成茎环结构的基因。最终，本研究鉴定出128个RIDD潜在靶基因。相较于其他研究，本研究聚焦于内质网膜胞质侧RNA的序列依赖性的降解，排除了转录水平变化和其他RNA降解机制等因素的干扰。这些潜在靶基因除富集于细胞分裂相关通路外，还与Wnt(wingless-related integration site,无翅整合相关位点)信号通路密切相关。该发现有助于阐明内质网应激调控Wnt信号通路的机制，并有望为Wnt活动异常相关癌症的治疗提供新靶点及新思路。

关键词：内质网应激受调控的肌醇需求酶1依赖性的RNA降解肌醇需求酶1 Wnt

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特殊润湿性膜在油水分离中的应用进展

化工新型材料 2024年第4期52卷 8-13页

作者：张少波董延茂王紫玥沈志阳苏州科技大学化学与生命科学学院苏州215009

石油泄漏和含油废水排放严重污染生态环境,油水分离技术是涉油污染治理的重要手段。由于低耗能、简单高效等优点,特殊润湿性的膜材料在油水分离方面表现出巨大的应用潜力。基于润湿性相关理论和分离机理,总结了超疏水/超亲油膜、超亲水... 详细信息

石油泄漏和含油废水排放严重污染生态环境,油水分离技术是涉油污染治理的重要手段。由于低耗能、简单高效等优点,特殊润湿性的膜材料在油水分离方面表现出巨大的应用潜力。基于润湿性相关理论和分离机理,总结了超疏水/超亲油膜、超亲水/水下超疏油膜、Janus膜和智能响应膜等油水分离膜的研究进展,并对油水分离膜的优缺点进行了分析,对将来的发展提出了展望。

关键词：特殊润湿性油水分离分离膜超疏水性超亲水性

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真核细胞DNA复制的多层级调控

生物化学与生物物理进展 2024年第10期 2717-2729页

作者：张丁峥嵘刘阳刘栩豪胡家志北京大学生命科学学院北大-清华生命科学联合中心

DNA复制是生命体最基础的代谢过程。在人细胞中，数千个DNA复制源在染色质环境下被同时激活，共同起始DNA复制过程并完成基因组的拷贝。复制过程有组织地进行，既受到染色质环境的约束和调控，还需协调与其他DNA代谢事件的关系，以保证... 详细信息

DNA复制是生命体最基础的代谢过程。在人细胞中，数千个DNA复制源在染色质环境下被同时激活，共同起始DNA复制过程并完成基因组的拷贝。复制过程有组织地进行，既受到染色质环境的约束和调控，还需协调与其他DNA代谢事件的关系，以保证基因组DNA和表观遗传信息准确且稳定地继承。随着研究技术的发展和研究数据的积累，系统性、整体性地研究真核细胞，尤其是哺乳动物细胞，在复杂染色质环境下的DNA复制是未来的研究趋势。本文将从多个角度总结真核DNA复制在染色质环境中的多层级调控模式，期望为今后的研究带来启示。

关键词： DNA复制染色质环境多层级调控

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雷公藤红素-氨基葡萄糖酰胺偶联物的合成及其减毒调脂作用

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中草药 2024年第4期55卷 1158-1166页

作者：毕晨游清徽江西师范大学生命科学学院江西南昌330022

目的合成一种雷公藤红素-氨基葡萄糖酰胺偶联物(celastrol-glucosamine conjugate,Cel-GlcN),并评估其细胞毒性、调脂活性,以缓解Cel不良反应强、水溶性差的问题。方法采用氨基葡萄糖对Cel第20位的羧酸基团进行酰胺化修饰,分别在二氯甲... 详细信息

目的合成一种雷公藤红素-氨基葡萄糖酰胺偶联物(celastrol-glucosamine conjugate,Cel-GlcN),并评估其细胞毒性、调脂活性,以缓解Cel不良反应强、水溶性差的问题。方法采用氨基葡萄糖对Cel第20位的羧酸基团进行酰胺化修饰,分别在二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide,DMF)体系中使用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺[1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride,EDC]、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷(benzotriazol-1-yl-oxytripyrrolidino-phosphonium hexafluorophosphate,PyBOP)作为酰胺偶联反应的活化剂加速Cel-GlcN的合成,使用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS/MS)、1H-NMR、13C-NMR和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对其结构进行了表征,基于人肝癌HepG2细胞模型评价其细胞毒性、调脂活性及氧化应激水平。结果FTIR确定了化合物中酰胺键的存在,HPLC-MS/MS测定了化合物的相对分子质量,1H-NMR、13C-NMR鉴定了化合物的具体化学结构,相比于天然产物Cel,Cel-GlcN的水溶性得到了显著升高(由常温下的1.23μg/mL提升为226.00μg/mL),可能以缓控释作用释放Cel从而减轻其对细胞的毒性和机体内的氧化应激水平。结论成功合成了Cel-GlcN,水溶性得到改善,体外细胞实验证实其调脂活性基本不变而细胞毒性降低,从而为Cel相关药物的研发提供有价值的参考。

关键词：雷公藤红素氨基葡萄糖酰胺偶联物细胞毒性调脂活性氧化应激缓控释作用

设计合成纳米级锆-原卟啉框架用于肿瘤光动力/声动力协同治疗

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化学学报 2024年第4期82卷 443-448页

作者：李燕王玮张毓婷肖述章兰海闯耿鹏三峡大学材料与化工学院宜昌443002 湖北三峡实验室宜昌443002

具有光动力和声动力性能的多功能纳米试剂在肿瘤治疗中吸引了广泛的关注,但设计和制备“一体化”型单组分多功能纳米材料仍然具有挑战性.因此,本研究合成了光动力和声动力“一体化”型的锆-原卟啉IX(PpIX)配位纳米颗粒(ZrPs),平均尺寸约... 详细信息

具有光动力和声动力性能的多功能纳米试剂在肿瘤治疗中吸引了广泛的关注,但设计和制备“一体化”型单组分多功能纳米材料仍然具有挑战性.因此,本研究合成了光动力和声动力“一体化”型的锆-原卟啉IX(PpIX)配位纳米颗粒(ZrPs),平均尺寸约为50 nm.通过紫外吸收光谱、傅里叶红外光谱和荧光光谱研究发现ZrPs中Zr4+仅与PpIX中的羧基配位.采用了1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)作为活性氧(ROS)指示剂来测试ZrPs的光动力治疗和声动力治疗的效果.在光照/超声激发条件下(5 min),发现分别有59.7%(光)和22.8%(超声)的DPBF被ZrPs产生的ROS氧化,表明ZrPs可作为多功能纳米材料在光/超声条件下高效地产生ROS.此外,ZrPs在体外细胞实验中显示出良好的生物安全性,可以被肿瘤细胞有效内吞/摄取.同时细胞内的ZrPs在光/超声激发条件下可以高效地产生ROS用于光动力/声动力治疗杀死肿瘤细胞.因此,本研究不仅提出了ZrPs可以作为PDT-SDT治疗的“all-in-one”型多功能纳米材料,而且为设计其它具有与PpIX结构相似的光/声敏剂分子用于生物应用领域提供了一些见解.

关键词：一体化原卟啉IX 光动力治疗声动力治疗

基于6E教学模式的“探究馒头发酵的适宜条件”跨学科实践活动设计

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生物学教学 2024年第5期49卷 79-81页

作者：耿晓聪王永胜赤峰学院化学与生命科学学院赤峰024000 东北师范大学生命科学学院长春130024

结合《义务教育生物学课程标准(2022年版)》的“跨学科实践”学习主题,分析了解跨学科实践的内涵,运用6E教学模式开展“探究馒头发酵的适宜条件”跨学科实践活动,学生以小组形式参与学习活动,通过尝试运用多学科的知识、方法和技能,解... 详细信息

结合《义务教育生物学课程标准(2022年版)》的“跨学科实践”学习主题,分析了解跨学科实践的内涵,运用6E教学模式开展“探究馒头发酵的适宜条件”跨学科实践活动,学生以小组形式参与学习活动,通过尝试运用多学科的知识、方法和技能,解决现实问题或生产特定的产品,提高实践能力,发展核心素养。

关键词：跨学科实践 6E教学模式发酵食品初中生物学

基于MA-ConvNext网络和分步关系知识蒸馏的苹果叶片病害识别

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1757-1767,1780页

作者：刘欢李云红张蕾涛郭越苏雪平朱耀麟侯乐乐西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 山西大学生命科学学院山西太原030031

针对复杂环境下苹果叶片病害图像背景杂乱、病斑大小不一,以及现有模型参数多、计算量大的问题,提出基于注意力和多尺度特征融合的苹果叶片病害识别网络(MA-ConvNext).通过引入多尺度空间通道重组块(MSCB)和融合三分支注意力机制的特征... 详细信息

针对复杂环境下苹果叶片病害图像背景杂乱、病斑大小不一,以及现有模型参数多、计算量大的问题,提出基于注意力和多尺度特征融合的苹果叶片病害识别网络(MA-ConvNext).通过引入多尺度空间通道重组块(MSCB)和融合三分支注意力机制的特征提取模块(TAFB),有效提取苹果叶片病害图像不同尺度的特征,增强模型对叶片病斑的关注.采用分步关系知识蒸馏方法,将“教师”网络(MA-ConvNext)和“中间”网络(DenseNet121)融合,指导“学生”网络(EfficientNet-B0)训练,实现模型轻量化.实验结果表明,MA-ConvNext网络识别准确率为99.38%,较ResNet50、MobileNet-V3和EfficientNet-V2网络分别提高了3.98个百分点、7.55个百分点和4.27个百分点.经过分步关系知识蒸馏后,识别准确率较蒸馏前提高了1.76个百分点,并且具有更小的网络规模和参数量,分别为1.56×10^(7)、5.29×10^(6).所提方法能为后续精准农业的病虫害检测提供新思路和技术支持.

关键词：苹果叶片病害识别注意力多尺度特征融合分步关系知识蒸馏

光催化剂应用于微生物复合碳转化体系的研究进展

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环境化学 2024年第1期43卷 127-137页

作者：张玉茹郭萌古淼王文静河北大学生命科学学院保定071002

结合具有光激发特性的光催化剂和有特定生物固碳途径的微生物,构建光催化剂-微生物复合体系,将实现太阳能捕获、催化反应活性和选择性等方面的优势互补.不同类型光催化剂在光吸收特性及光催化性能等方面存在巨大差异,本文总结了含金属... 详细信息

结合具有光激发特性的光催化剂和有特定生物固碳途径的微生物,构建光催化剂-微生物复合体系,将实现太阳能捕获、催化反应活性和选择性等方面的优势互补.不同类型光催化剂在光吸收特性及光催化性能等方面存在巨大差异,本文总结了含金属、非金属基或复合光催化剂与微生物构成的复合碳转化体系,对比光催化剂引入方法、光催化剂作用途径及碳转化产物、效率等关键因素.针对率先与微生物结合的CdS光催化剂,系统阐述了其生产乙酸、甲烷、C_(2+)产物及复合改性的发展历程.分析杂化体系界面电荷转移的关键基础,概括其研究方法、现有成果及存在问题等.分析了应用于微生物复合碳转化体系光催化剂的面临挑战及发展趋势.

关键词：二氧化碳光催化剂生物过程复合体系

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乳酸菌对果蔬产品的抑菌机理及应用

中国食品学报 2024年第2期24卷 432-441页

作者：王璐蒋沙沙李德海孙常雁李书欣东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150080

随着人们对健康饮食的日益重视,果蔬产品作为重要的营养来源备受关注。然而,果蔬的保藏一直是个难题,传统的果蔬保鲜剂往往依赖于化学物质,其在提高保鲜效果的同时却也带来了潜在的风险和不良影响,因此在果蔬生产和分销链中开发绿色有... 详细信息

随着人们对健康饮食的日益重视,果蔬产品作为重要的营养来源备受关注。然而,果蔬的保藏一直是个难题,传统的果蔬保鲜剂往往依赖于化学物质,其在提高保鲜效果的同时却也带来了潜在的风险和不良影响,因此在果蔬生产和分销链中开发绿色有效的抗菌剂成为研究热点。近年来,利用乳酸菌来延缓果蔬腐败进程已引起研究人员的极大兴趣。乳酸菌可以减缓果蔬腐败,且没有重大不良反应,其作为果蔬防腐剂的应用潜力巨大。然而,乳酸菌的抑菌机理不明确,而且获得监管机构批准并可广泛用于商业用途的乳酸菌或其代谢产物数量仍然很少,导致其在果蔬保鲜贮藏中的应用还不够广泛。本文综述乳酸菌的抑菌机理、应用现状以及在抑制腐败菌方面的优势和局限性,总结近年有关乳酸菌作为果蔬产品抑菌剂的研究进展,并对乳酸菌的发展进行展望,为乳酸菌在果蔬保鲜中的应用提供理论依据。

关键词：果蔬乳酸菌乳酸菌代谢产物抑菌