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深度学习在基于序列的蛋白质互作预测中的应用进展

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合成生物学 2024年第1期5卷 88-106页

作者：朱景勇李钧翔李旭辉张瑾毋文静浙江理工大学生命科学与医药学院浙江杭州310018 嘉兴学院生物与化学工程学院浙江嘉兴314000 浙江清华长三角研究院衰老科学创新研发中心浙江嘉兴341001 禾美生物科技(浙江)有限公司浙江嘉兴341001 浙江清华长三角研究院浙江省应用酶学重点实验室浙江嘉兴314006

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞信号转导、基因表达和代谢调控等生物过程中发挥重要作用,鉴定蛋白质间的相互作用对于理解复杂生物过程至关重要。预测蛋白质间的相互作用可以为药物发现、蛋白质功能研究和设计等领域提供帮助。近年来,随... 详细信息

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞信号转导、基因表达和代谢调控等生物过程中发挥重要作用,鉴定蛋白质间的相互作用对于理解复杂生物过程至关重要。预测蛋白质间的相互作用可以为药物发现、蛋白质功能研究和设计等领域提供帮助。近年来,随着人工智能技术的蓬勃发展,深度学习技术在预测蛋白质互作领域做出巨大贡献,其中基于序列的深度学习模型通过学习蛋白质序列信息的深层特征进行互作预测。本文综述了深度学习在基于序列的蛋白质互作预测中的应用,按照算法框架和时间线对该领域进展进行分类归纳,介绍了数据处理、序列编码方法、算法架构以及模型的评估指标等内容,并分析了当前面临的问题以及未来的发展方向。随着深度学习技术的发展,预测蛋白质互作的效率大幅提高,未来需要发展泛化能力更强的预测模型,助力蛋白质互作的预测。

关键词：蛋白质互作深度学习人工智能序列编码神经网络

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京杭运河上游河段磷污染时空分布特征及污染源解析

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环境工程技术学报 2024年第1期14卷 43-51页

作者：金梦兰亚琼丁淼嵇春红刘锐浙江省水质科学与技术重点实验室浙江清华长三角研究院生态环境研究所嘉兴市桐乡生态环境监测站

为揭示京杭运河上游桐乡段总磷浓度不能稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准的原因,在桐乡段干流布设24个采样点,入河支流布设18个采样点,开展水质加密监测,研究磷污染发生的时空变化规律;基于水质常规指标的主成分分... 详细信息

为揭示京杭运河上游桐乡段总磷浓度不能稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准的原因,在桐乡段干流布设24个采样点,入河支流布设18个采样点,开展水质加密监测,研究磷污染发生的时空变化规律;基于水质常规指标的主成分分析,以及各主成分因子中强载荷指标与三维荧光组分的相关性分析,对重点河段磷的主要污染源进行解析;并基于绝对主成分—多元线性回归模型,定量评价主要磷污染源的贡献率。结果表明:1)京杭运河上游桐乡段干流入境水总磷浓度为0.14~0.20 mg/L,沿程监测点5~7、9和21~24有明显变差趋势,最高浓度达0.40 mg/L;部分入河支流水质较差,总磷浓度达到0.44 mg/L。2)主成分分析得到3个主因子,因子1以氨氮、溶解态磷为主要载荷,与类蛋白质组分显著相关,代表生产生活污染;因子2以高锰酸盐指数、溶解态磷、颗粒态氮为主要载荷,与类腐殖质组分显著相关,代表农业源;因子3以颗粒态磷、颗粒态氮为主要载荷,与浊度显著相关,代表码头污染与底泥源。3)运河上游河段的磷污染主要发生在干流监测点5~7和9,主要为码头污染与底泥源,其在丰水期和平水期的贡献率分别为65.9%和31.8%;监测点21~24主要为农业源,其在丰水期和平水期的贡献率分别为34.0%和32.1%;此外,生产生活污染在丰水期也有较大影响,其对监测点5~7和9、21~24的贡献率分别为42.6%、31.8%。

关键词：磷污染主成分分析(PCA) 绝对主成分—多元线性回归(APCS-MLR) 污染源解析平原河网

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响应面法优化螺旋藻多糖提取及脱色工艺

食品工业科技 2024年第7期45卷 201-209页

作者：吴世林陈冉陈静芸杨宁李坤章真张荣庆上海海洋大学水产与生命学院上海201306 浙江清华长三角研究院浙江省应用酶学重点实验室浙江嘉兴314000

研究螺旋藻多糖热碱液的提取、过氧化氢法脱色的条件并进行工艺优化。在单因素实验结果的基础上,分别以多糖得率和多糖脱色率为指标,通过响应面法优化热碱法提取螺旋藻多糖和过氧化氢法脱色的工艺条件,并分别得到热碱液提取螺旋藻多糖... 详细信息

研究螺旋藻多糖热碱液的提取、过氧化氢法脱色的条件并进行工艺优化。在单因素实验结果的基础上,分别以多糖得率和多糖脱色率为指标,通过响应面法优化热碱法提取螺旋藻多糖和过氧化氢法脱色的工艺条件,并分别得到热碱液提取螺旋藻多糖的最优提取工艺条件和过氧化氢法最优脱色条件。结果表明,热碱液提取法最优条件:NaOH质量分数1.5%、提取温度为90℃、提取时间4 h及料液比1:20 g/mL,在此条件下,得到螺旋藻多糖得率为5.18%±0.23%;过氧化氢法的最佳脱色条件:过氧化氢溶液添加量为17%、脱色时间为55 min、脱色温度为50℃,在此条件下得到的实际脱色率为82.54%±0.03%,多糖保留率为83.45%±0.13%。本研究所得结果对于螺旋藻多糖的开发利用具有一定参考价值。

关键词：螺旋藻多糖热碱法提取过氧化氢脱色

水生环境中藻菌互作与藻类群落动态变化机制研究进展

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2490-2503页

作者：胡婷婷张可佳金莎岑程赖浩林周沛璇浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学长三角智慧绿洲创新中心浙江嘉兴314100 浙江省饮用水安全与输配技术重点实验室浙江杭州310058

水中藻类生物量的爆发性增长会破坏水体水质,对水生态系统稳定及人类健康造成危害,环境因素和生物因素共同影响着藻类生物量及群落组成。本文从微生物的角度出发,概述了藻际环境中细菌、真菌和古菌的多样性特征,阐述了藻菌之间建立的共... 详细信息

水中藻类生物量的爆发性增长会破坏水体水质,对水生态系统稳定及人类健康造成危害,环境因素和生物因素共同影响着藻类生物量及群落组成。本文从微生物的角度出发,概述了藻际环境中细菌、真菌和古菌的多样性特征,阐述了藻菌之间建立的共生、共栖、竞争及溶藻的生态关系。微生物可以通过一系列营养物质和生长因子的交换促进藻类生长,也可以通过竞争生境中的营养物质或分泌溶藻化合物等方式抑制藻类生长。现阶段关于藻类群落动态变化的研究大多局限于环境因素的驱动作用,而忽视了生物因素的影响。阐明藻菌之间的相互作用有助于深入解析藻类群落时空演替特征,构建藻类群落动态变化的生态驱动机制,从而为藻华的可持续防控提供科学依据。

关键词：藻类群落微生物藻菌互作群落动态

基于Chebyshev多项式和有限质点法的Bennett机构动力响应不确定性分析

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工程力学 2024年

作者：郑延丰李思远杨超罗尧治浙江大学长三角智慧绿洲创新中心浙江大学空间结构研究中心浙江省空间结构重点实验室

Bennett机构在建筑、航天、机械等领域有广阔的应用前景。在实际应用中机构参数等具有不确定性，需要在动力分析中考虑其影响。本文提出了一种基于Chebyshev多项式和有限质点法的Bennett机构动力响应不确定性分析方法。首先介绍了Bennet... 详细信息

Bennett机构在建筑、航天、机械等领域有广阔的应用前景。在实际应用中机构参数等具有不确定性，需要在动力分析中考虑其影响。本文提出了一种基于Chebyshev多项式和有限质点法的Bennett机构动力响应不确定性分析方法。首先介绍了Bennett机构的有限质点法建模及分析方法；然后引入Chebyshev多项式，建立机构参数与动力响应之间的关系，并通过区间运算得到系统动态响应的边界，提出了一种易与有限质点法结合的不确定性分析非侵入式算法；通过算例验证了方法的有效性，并开展了Bennett机构动力响应不确定性分析。分析结果表明，连杆长度不确定性对机构位移和速度有较大影响，位移上下边界最大差值占确定参数模型的87.1%；连杆弹性模量不确定性对机构位移影响较小，对速度、连杆应变能影响较大，速度上下边界最大差值占确定参数模型的277.0%；同时碰撞等强外部作用会显著增强不确定性参数的影响。

关键词： Bennett机构有限质点法 Chebyshev多项式不确定性动力分析

基于光谱和色谱特征数据融合的化工园区地表水污染源识别技术

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环境科学 2024年

作者：赵远殷新育刘小凤金梦兰亚琼刘锐常州大学环境科学与工程学院浙江清华长三角研究院生态环境研究所浙江省水质科学与技术重点实验室中环清科(嘉兴)环境技术研究院有限公司

化工园区内工业企业多，且各企业排水组分复杂，很多企业之间排水组成具有相似性.因此，当园区内地表水发生污染时，快速识别污染源的难度很大.为此，以嘉兴市某国家级化工园区为研究对象，收集该园区内7家重点企业10个批次的排水样本... 详细信息

化工园区内工业企业多，且各企业排水组分复杂，很多企业之间排水组成具有相似性.因此，当园区内地表水发生污染时，快速识别污染源的难度很大.为此，以嘉兴市某国家级化工园区为研究对象，收集该园区内7家重点企业10个批次的排水样本，并对其进行三维荧光光谱（EEMS）和气相色谱-质谱（GC-MS）分析.利用平行因子法从同一企业不同批次排水的EEMS图谱中提取共有组分，并构建EEMS特征数据矩阵.同时，从企业排水的GC-MS数据中筛选出具有高检出率或能够有效区分不同企业排水的特征物质，并构建GC-MS特征数据矩阵.比较研究基于不同数据矩阵以及不同模型的污染源识别效果.结果表明，无论是基于EEMS原始数据矩阵、EEMS特征数据矩阵还是GC-MS特征数据矩阵，BP神经网络模型对污染源的识别准确率都不高，分别仅为71.43%、76.19%和71.43%，略高于支持向量机模型（76.19%、76.19%和57.14%）.当使用EEMS与GC-MS特征数据融合矩阵时，污染源识别性能显著提升.支持向量机模型对7家企业排水的识别准确率、宏精确率、宏召回率以及宏调和平均值分别为95.24%、96.43%、95.24%和95.10%，而BP神经网络模型的识别性能更佳，四项指标均接近100%.研究结果为化工园区等地表水污染源识别提供了一种有效方法.

关键词：化工园区三维荧光光谱(EEMS) 气相色谱-质谱(GC-MS) BP神经网络(BPNN) 支持向量机(SVM) 污染源识别

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旋转开合屋盖体系运动全过程协同分析

建筑结构学报 2024年第1期45卷 58-68页

作者：董淑钦罗尧治喻莹沈雁彬浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058 浙江大学长三角智慧绿洲创新中心未来城市(智慧城市)实验室浙江嘉兴314100 浙江大学浙江省空间结构重点实验室浙江杭州310058 汕头大学土木与环境工程系广东汕头515063

旋转开合屋盖与支承结构之间相互作用明显,需要对两者进行协同分析。为了开展不同开合程度下和运动全过程中旋转开合屋盖与支承结构间的协同分析,提出了基于有限质点法的旋转开合屋盖体系协同分析方法。该方法可以同时考虑旋转开合屋盖... 详细信息

旋转开合屋盖与支承结构之间相互作用明显,需要对两者进行协同分析。为了开展不同开合程度下和运动全过程中旋转开合屋盖与支承结构间的协同分析,提出了基于有限质点法的旋转开合屋盖体系协同分析方法。该方法可以同时考虑旋转开合屋盖与支承结构之间的接触碰撞与摩擦,以及驱动荷载的作用,并采用对称结构分析模型简化以提高求解效率。采用该方法对杭州奥体网球中心旋转开合屋盖体系进行了协同分析,结果表明:该方法可以较好地反映旋转开合屋盖体系不同开合程度下和运动全过程中的结构响应;相较于开启状态,该结构在闭合状态下受力更为不利;在运动全过程中,轮轨间相互作用致使振动,动力效应不可忽视;运动速度越大,结构响应振动越明显,应根据运动速度选取合适的自重荷载增大系数。

关键词：开合屋盖协同分析运动全过程有限质点法动力效应

新政府会计准则制度下事业单位双分录核算模式分析

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投资与合作 2024年第3期 196-198页

作者：陈叶芳浙江清华长三角研究院

文章概述了新政府会计准则制度实施后事业单位的双分录核算模式，分析了新政府会计准则制度下双分录核算模式对事业单位的影响，提出了预算会计收付实现制与财务会计权责发生制并轨、根据自收自支事业单位实际开展双分录核算、明确双分... 详细信息

文章概述了新政府会计准则制度实施后事业单位的双分录核算模式，分析了新政府会计准则制度下双分录核算模式对事业单位的影响，提出了预算会计收付实现制与财务会计权责发生制并轨、根据自收自支事业单位实际开展双分录核算、明确双分录核算侧重点与流程等事业单位应用双分录核算模式的策略，以优化双分录核算模式应用效果，为今后事业单位会计核算工作提供一些参考。

关键词：新政府会计准则制度事业单位双分录核算模式财务核算

基于显微高光谱成像技术判别食源性致病菌种类的方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 392-397页

作者：康睿程雅雯周玲莉任妮江苏省农业科学院江苏南京210031 农业农村部长三角智慧农业技术重点实验室江苏南京210031

如何实现对食源性致病微生物的早期快速检测是全球食品安全领域面临的挑战之一。传统的致病菌生化检测方法虽然准确性高,但是过程复杂、耗时漫长,易错过控制疫情爆发的窗口期。该研究提出一种基于暗场显微高光谱成像技术的检测方法,能... 详细信息

如何实现对食源性致病微生物的早期快速检测是全球食品安全领域面临的挑战之一。传统的致病菌生化检测方法虽然准确性高,但是过程复杂、耗时漫长,易错过控制疫情爆发的窗口期。该研究提出一种基于暗场显微高光谱成像技术的检测方法,能够借助显微镜技术突破传统光谱成像的灵敏度和分辨率极限,并利用可见/近红外光谱为单个致病菌细胞添加高分辨率的图像和光谱信息。以空肠弯曲杆菌、大肠埃希氏菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌为检测对象,采用显微高光谱成像技术进行数字化表征和数据采集,结合双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)算法对各致病菌细胞的图像和光谱数据进行建模分类。结果显示,显微尺度的致病菌光谱数据呈现可判别的分布规律,新采用的Bi-LSTM网络在光谱数据集中表现优异,在三种致病菌的分类任务中取得了91.0%的平均准确率,而传统的线性判别分类器(LDA)和支持向量机分类器(PCA-SVM)的平均准确率分别为80.1%和88.5%。但是,仅依赖光谱数据进行致病菌种类判别仍然存在较为严重的假阳性问题,尤其是在大肠埃希氏菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌的分类中存在错误分类。图像信息的加入则能够显著改善各分类的识别准确率,其中Bi-LSTM分类器取得了高达98.1%的准确率,LDA和PCA-SVM均取得了95.3%的准确率。研究结果表明,显微高光谱成像技术在食源性致病菌的特异性光谱和图像表征中具有优势,提出的Bi-LSTM网络能够直接处理高维的图谱特征,两种技术的融合在食源性致病菌细胞级别的早期检测应用中展现潜力。

关键词：食源性致病菌细菌细胞检测显微高光谱成像技术光谱识别