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“生物钟与健康”通识课程建设与思考

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 481-488页

作者：王田清华大学生命科学学院北京100084

科学类通识课程是高校通识教育中的重要组成部分。本文介绍了清华大学“生物钟与健康”科学类通识课程的建设情况,从课程建设的必要性出发,介绍课程的教学内容设计和评价标准,分析课程开课情况,并对未来课程规划进行讨论。课程已开设3... 详细信息

科学类通识课程是高校通识教育中的重要组成部分。本文介绍了清华大学“生物钟与健康”科学类通识课程的建设情况,从课程建设的必要性出发,介绍课程的教学内容设计和评价标准,分析课程开课情况,并对未来课程规划进行讨论。课程已开设3个学期,选课学生已覆盖了全校27个院系,学生评教成绩优异。通过课程学习,学生自述生活习惯有明显改善,对生物学研究的思维方式和方法的理解有显著提升;课程在教学内容和教学方法上有关键创新点。本门课程建设的思路和方法,对高校科学类通识课程建设具有借鉴意义。

关键词：生命科学生物钟通识教育课程建设

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蛋白质计算中的机器学习

物理学报 2024年第6期73卷 95-107页

作者：张嘉晖中国科学技术大学生命科学学院合肥230027

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题,而近年来其与机器学习的结合,更是极大地推进了相关学科的发展.本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展,这四个领域包括:分子动力学模拟、结构预测、性质预测和... 详细信息

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题,而近年来其与机器学习的结合,更是极大地推进了相关学科的发展.本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展,这四个领域包括:分子动力学模拟、结构预测、性质预测和分子设计.分子动力学模拟依赖于力场参数,准确的力场参数是分子动力学模拟的必需品,而机器学习可以帮助研究者得到更加准确的力场参数.在分子动力学模拟中,机器学习也可以从复杂的体系中以较小的代价计算出所需求解的自由能.结构预测一般是给定蛋白质序列预测其结构.结构预测复杂度高、数据量大,而这恰恰是机器学习所擅长的.在机器学习的协助下,近年来科研人员已经在单个蛋白质三维结构预测上取得了不错的成果.性质预测则是指通过给定的已知蛋白质信息,推断其可能拥有的性质,这对于蛋白质的研究也是至关重要的.更具挑战性的是分子设计,虽然近年来机器学习在蛋白质设计上取得突破,但这一领域还有很大空间值得探索.本综述将针对以上四点分别展开论述,并对蛋白质计算中的机器学习研究进行展望.

关键词：蛋白质机器学习分子动力学模拟结构预测性质预测分子设计

茶树精油对断奶仔猪生长性能、抗氧化能力、免疫功能以及肠道屏障功能的影响

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动物营养学报 2024年第4期36卷 2246-2261页

作者：唐歆李晓冰田颖李鸿喜李佳铠曹翀邱龙新龙岩学院生命科学学院福建省预防兽医学与生物技术高校重点实验室龙岩364000 福建农林大学动物科学学院(蜂学学院) 福州350002

本试验旨在研究茶树精油(TTO)对断奶仔猪生长性能、抗氧化能力、免疫功能及肠道屏障功能的影响。选取21日龄断奶仔猪150头,随机分为5组,每组3个重复,每个重复10头。对照组饲喂基础饲粮,各TTO组分别在基础饲粮中添加25、50、100、200 mg/... 详细信息

本试验旨在研究茶树精油(TTO)对断奶仔猪生长性能、抗氧化能力、免疫功能及肠道屏障功能的影响。选取21日龄断奶仔猪150头,随机分为5组,每组3个重复,每个重复10头。对照组饲喂基础饲粮,各TTO组分别在基础饲粮中添加25、50、100、200 mg/kg TTO,饲喂28 d后测定其生长性能指标、血浆抗氧化和免疫指标。而后根据生长性能与血浆抗氧化和免疫指标结果选择对照组和50 mg/kg TTO组进行肠黏膜抗氧化与免疫指标的检测,苏木精-伊红(HE)染色切片观察肠道组织结构,16S rDNA测序分析肠道菌群结构。结果显示:1)各TTO组的料重比均极显著低于对照组(P0.05),但以50 mg/kg TTO组料重比最低。2)与对照组相比,25、50、100、200 mg/kg TTO组血浆中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的含量极显著升高(P<0.01),丙二醛(MDA)的含量极显著降低(P<0.01)。3)50、100、200 mg/kg TTO组血浆中免疫球蛋白G(IgG)的含量极显著高于对照组(P<0.01);25、200 mg/kg TTO组血浆中免疫球蛋白M(IgM)的含量极显著高于对照组(P<0.01),同时100 mg/kg TTO组显著高于对照组(P<0.05)。4)与对照组相比,50 mg/kg TTO组回肠绒毛隐窝比极显著升高(P<0.01)。5)与对照组相比,50 mg/kg TTO组十二指肠、回肠黏膜中还原型谷胱甘肽(GSH)的含量极显著升高(P<0.01),十二指肠、空肠黏膜中GSH-Px的含量极显著升高(P<0.01),回肠黏膜中超氧化物歧化酶(SOD)的含量极显著升高(P<0.01),空肠、回肠黏膜中MDA的含量极显著降低(P<0.01)。6)50 mg/kg TTO组十二指肠及回肠黏膜中分泌型免疫球蛋白A(sIgA)的含量极显著高于对照组(P<0.01)。7)在门水平上,50 mg/kg TTO组十二指肠中厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度显著高于对照组(P<0.05),变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度显著低于对照组(P<0.05);在属水平上,50 mg/kg TTO组十二指肠和回肠中梭状芽孢杆菌属(Clostridium)的相对丰度极显著高于对照组(P<0.01),十二指肠、回肠和盲肠中克雷伯氏菌属(Klebsiella)的相对丰度均显著低于对照组(P<0.05);50 mg/kg TTO组在氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢、萜类化合物和聚酮酸的代谢等功能上较对照组极显著增强(P<0.01)。综上可知,在饲粮中添加TTO可以提高断奶仔猪的生长性能,提升机体的抗氧化能力和免疫功能,增强肠道屏障功能,提升仔猪的健康水平。

关键词：茶树精油断奶仔猪生长性能抗氧化能力肠道屏障

利用生物声学指标评估暗针叶林鸣禽围攻事件中的鸣声特征

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 118-126页

作者：王江月田佳周正暘马晓昀龙玉王戎疆李晟北京大学生命科学学院北京100871

利用鸣声播放实验,并结合自动录音技术,综合使用多种声学指数,探究亚高山森林生态系统中,森林鸣禽在围攻事件中鸣声的声学特征及其变化规律。2021年夏季,在四川王朗国家级自然保护区冷云杉暗针叶林中分别播放领鸺鹠(Glaucidium brodiei... 详细信息

利用鸣声播放实验,并结合自动录音技术,综合使用多种声学指数,探究亚高山森林生态系统中,森林鸣禽在围攻事件中鸣声的声学特征及其变化规律。2021年夏季,在四川王朗国家级自然保护区冷云杉暗针叶林中分别播放领鸺鹠(Glaucidium brodiei)鸣声和暗绿柳莺(Phylloscopus trochiloides)报警鸣叫来引发鸣禽围攻,使用自动录音设备记录播放期间及播放前后在实验位点上自由活动的森林鸣禽的鸣声。设置12个位点,每个位点进行领鸺鹠和暗绿柳莺播放实验各一次。24次实验共记录到分属3目17科的28种鸟类参与围攻行为,实验录音总有效时长为1057分钟。对围攻行为的观察和对录音记录的声学指数分析结果表明:1)领鸺鹠鸣声和柳莺报警鸣叫都可以有效地引发鸣禽的围攻行为,柳莺类与山雀类鸣禽是参与围攻的主体;2)两种鸣声播放期间,森林鸣禽的鸣声声强均显著高于播放前(领鸺鹠鸣声实验SPLavg=-31.02±4.87 dB(播放期间),SPLavg=-42.74±4.68 dB(播放前空白段),p=0.001;暗绿柳莺报警鸣叫回放实验SPLavg=-33.26±4.05 dB(播放期间),SPLavg=-46.38±4.54 dB(播放前空白段),p=0.001),鸣声复杂度均显著低于播放前(领鸺鹠鸣声实验H=0.76±0.02(播放期间),H=0.80±0.03(播放前空白段),p=0.001;暗绿柳莺报警鸣叫回放实验H=0.77±0.02(播放期间),H=0.82±0.02(播放前空白段),p=0.001);3)播放领鸺鹠鸣声或暗绿柳莺报警鸣叫并未引发声学指数变化程度的显著不同。研究结果从声学层面为鸟类行为研究提供新的思路,同时为大范围的声景监测数据提供新的行为学应用场景。

关键词：自动录音技术声学指数鸟类围攻行为鸣声播放实验森林鸣禽王朗国家级自然保护区

近冰温贮藏对嘉宝果采后品质和抗氧化活性的影响

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食品科学 2024年第11期45卷 258-266页

作者：胡凯雪邱秋萍刘顺枝江学斌管泽泓胡位荣广州大学生命科学学院广东广州510006

本实验以‘沙巴’嘉宝果为对象,分别将其贮藏于(5.0±0.2)℃和近冰温((0.0±0.2)℃)条件下18d,测定贮藏期间嘉宝果品质及抗氧化活性的变化。结果表明,与5℃组相比,近冰温贮藏能有效降低嘉宝果的质量损失率和腐烂率,维持可溶性固形物、... 详细信息

本实验以‘沙巴’嘉宝果为对象,分别将其贮藏于(5.0±0.2)℃和近冰温((0.0±0.2)℃)条件下18d,测定贮藏期间嘉宝果品质及抗氧化活性的变化。结果表明,与5℃组相比,近冰温贮藏能有效降低嘉宝果的质量损失率和腐烂率,维持可溶性固形物、可滴定酸、VC含量,抑制果实丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶的活性。同时,近冰温贮藏还可以延缓嘉宝果总酚和类黄酮含量的下降,提高超氧化物歧化酶活性,减缓过氧化物酶和过氧化氢酶活性的下降,延缓超氧阴离子自由基(O2-•)产生速率和H2O2含量的上升,减少MDA的积累和细胞膜透性的增加。因此,近冰温贮藏可以延缓嘉宝果乙醇发酵进程和提高抗氧化性,保持果实的贮藏品质。

关键词：嘉宝果近冰温贮藏贮藏品质抗氧化活性

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辽西北荒漠化区植物群落分异

应用生态学报 2024年第1期35卷 41-48页

作者：陈晴王佳啸王一凡王杨王艳沈阳师范大学生命科学学院沈阳110034

荒漠化区植物群落研究是评价区域生态环境质量和开展荒漠化防治的科学基础,本研究按经度将辽西北荒漠化区划分为东部(122°50'37″—123°49'40″E)、中部(121°16'41″—122°35'00″E)和西部(119°20'03″—120°02'41″E)3个区域,对... 详细信息

荒漠化区植物群落研究是评价区域生态环境质量和开展荒漠化防治的科学基础,本研究按经度将辽西北荒漠化区划分为东部(122°50'37″—123°49'40″E)、中部(121°16'41″—122°35'00″E)和西部(119°20'03″—120°02'41″E)3个区域,对植物群落进行调查。结果表明:乔木林所占比例及郁闭度自西向东增加;东部区域多为樟子松林和杨树林,中部区域多为油松林和杨树林,西部区域则多为油松林和西伯利亚杏林。灌丛在东部、中部和西部区域占比分别为0、22.2%和28.0%。东部和中部区域的草地多由人为扰动后形成。物种数量为中部区域(110种)>西部区域(88种)>东部区域(75种)。东部和中部区域都以一年生植物占比最高,分别为68.2%和66.7%,西部区域则以地面芽植物最占优势(36.3%);小高位芽植物、矮高位芽植物、地上芽植物和地下芽植物的比例从东向西逐渐升高。物种数量、Shannon指数和Simpson指数均以中部区域最高,Pielou均匀度指数则从东向西逐渐升高。β多样性指数显示,东部与西部区域之间的群落相似性最小,中部与西部区域的群落相似性较高。中部区域的群落类型、物种数量、物种构成特征及物种多样性均呈现出了生态过渡带的特征。总体上,辽西北荒漠化区植被状况良好,但存在乔木林垂直结构简单、树种组成单一、人为干扰较为严重等问题。

关键词：荒漠化植物群落物种多样性

生物统合加工嵌合纤维小体组装模块反应机制探究

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太阳能学报 2024年第3期45卷 139-144页

作者：徐奭万平李娟娟刘涵杜济良田沈首都师范大学生命科学学院北京100048

为探究生物统合加工嵌合纤维小体中重组蛋白粘连模块与对接模块的分子相互作用及其对嵌合纤维小体组装效率的影响,采用酿酒酵母细胞分泌表达支架蛋白和酶分子催化模块,在胞外通过非变性蛋白凝胶电泳和等温滴定量热法测定分析二级支架蛋... 详细信息

为探究生物统合加工嵌合纤维小体中重组蛋白粘连模块与对接模块的分子相互作用及其对嵌合纤维小体组装效率的影响,采用酿酒酵母细胞分泌表达支架蛋白和酶分子催化模块,在胞外通过非变性蛋白凝胶电泳和等温滴定量热法测定分析二级支架蛋白、纤维素酶分别与一级支架蛋白结合时的相互作用反应。结果显示,分别连接二级支架蛋白和纤维素酶蛋白的对接模块与粘连模块的亲和力常数增大,亲和力减小,组装反应为焓变驱动的放热反应并产生氢键,证明这些蛋白分子间亲和力减小是导致二级支架蛋白与一级支架蛋白组装效率较低的主要影响因素。

关键词：酿酒酵母嵌合纤维小体纤维素酶自组装蛋白相互识别分子动力学

表达漆酶的重组酿酒酵母菌株同步糖化发酵产乙醇特性研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 172-177页

作者：李娟娟王志鹏朱士论叶禹彤路佳琪田沈首都师范大学生命科学学院北京100048

将来源于硬毛拴菌(Trametes trogii CICC 2689)的lcc1基因通过Di-CRISPR技术整合到酿酒酵母Y6中以实现漆酶的稳定表达,考察漆酶在酚类抑制剂及同步糖化发酵中的抗逆作用。结果显示:平板拮抗和液体摇瓶实验中,重组菌株Y6/Lac的生长状况... 详细信息

将来源于硬毛拴菌(Trametes trogii CICC 2689)的lcc1基因通过Di-CRISPR技术整合到酿酒酵母Y6中以实现漆酶的稳定表达,考察漆酶在酚类抑制剂及同步糖化发酵中的抗逆作用。结果显示:平板拮抗和液体摇瓶实验中,重组菌株Y6/Lac的生长状况、对数期生长速率及延滞期较对照菌株Y6均表现出相应优势;同时Y6/Lac对碱木质素的降解率提高41%,同步糖化发酵产乙醇效率提高14%。

关键词：重组酿酒酵母漆酶 Di-CRISPR 同步糖化发酵纤维素乙醇

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单克隆抗体的研究进展及上市药物分析

生物工程学报 2024年第5期40卷 1431-1447页

作者：顾光磊方敏河南大学生命科学学院河南开封475004

近年来全球各地新冠、猴痘、流感等疫情频发,新增各类肿瘤患者数量呈不断上升趋势,传统药物对新发突发传染病、肿瘤、自身免疫病等的作用有限。随着杂交瘤技术的出现,单克隆抗体的应用日趋广泛,抗体药物在现代医学中发挥着越来越重要的... 详细信息

近年来全球各地新冠、猴痘、流感等疫情频发,新增各类肿瘤患者数量呈不断上升趋势,传统药物对新发突发传染病、肿瘤、自身免疫病等的作用有限。随着杂交瘤技术的出现,单克隆抗体的应用日趋广泛,抗体药物在现代医学中发挥着越来越重要的作用。单克隆抗体经历了鼠源抗体、人鼠嵌合抗体、人源化抗体、全人源抗体的发展阶段,其免疫原性逐渐下降,用于人体的安全性逐渐上升。全人源抗体由于其序列均来自于人,不会产生人抗鼠抗体反应,成为了目前最安全的抗体形式。随着基因工程技术的发展,流式细胞术结合单个B细胞基因扩增技术使全人源单克隆抗体的构建和筛选更为容易,抗体药物的发展迎来新一波高潮,单克隆抗体药物的市场将会进一步扩展。本文综述了单克隆抗体的研究进展以及截至2023年10月1日美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)批准的163种单抗药物,为国内单克隆抗体的研发及生产提供新的思路。

关键词：全人源单克隆抗体流式细胞术单个B细胞技术抗体药物