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解读吡咯里西啶生物碱引起的独特肝脏血管损伤:从入侵物种到健康危害
吡咯里西啶生物碱(PAs)是许多草药和食品中最常见的植物源性毒素,但其环境传播途径和毒理学机制仍不明确。本研究建立了从环境源头到分子靶标的完整污染途径。我们发现入侵植物Bidens alba是一种新的PA产生者,并通过在当地样本中检测到相应的PA和特征性的Bidens alba花粉,首次证明了PA会转移到蜂蜜中。从机制上讲,PA的毒性与传统肝毒素(如对乙酰氨基酚)有所不同。PA并非直接损害肝细胞,而是通过选择性抑制葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)来诱导红细胞破裂(溶血)。这种溶血现象先于可观察到的肝窦状内皮损伤,并引发特征性的血管性肝损伤。我们的发现揭示了新的食品污染途径,并将血细胞确定为P
来源:Journal of Agricultural and Food Chemistry
时间:2025-11-25
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一项关于纽约州废水监测与甲型肝炎临床监测之间关联的初步研究
### 研究背景与目的随着全球公共卫生需求的不断增长,污水监测作为一种新兴的流行病学工具,其应用范围正在不断扩大。在新冠疫情初期,污水监测技术已被广泛用于追踪新冠病毒(SARS-CoV-2)的传播情况,显示出其在评估社区疾病传播和预测临床病例增加方面的巨大潜力。除了新冠病毒,许多其他具有公共卫生重要性的病原体,如甲型肝炎病毒(HAV),也在人类粪便中被发现并存在于污水中。HAV 是一种肠道病毒,通常会引起急性胃肠炎,且在成人中约有 70% 的感染会发展为急性肝炎。由于 HAV 在症状出现前即可在粪便中传播,因此在低发病率背景下,污水监测可能成为早期预警系统的重要组成部分。本研究旨在评估污水中
来源:Enzyme and Microbial Technology
时间:2025-11-25
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通过高阶加权扰动和基于相似性矩阵融合的双通道特征学习来推断微生物与疾病之间的关联
微生物群落与人类健康之间的关系近年来受到了广泛的关注。越来越多的研究表明,许多复杂的疾病都与微生物群落密切相关。因此,识别潜在的微生物-疾病关联对于疾病的诊断、预后和治疗具有重要意义。然而,传统的生物医学实验往往成本高昂、耗时且需要大量人力。为了克服这些挑战,我们提出了一种新的计算模型(HWP-SMFDCFL),用于预测微生物-疾病关联。该模型引入了一种新的相似性矩阵融合算法(SMF),以整合微生物和疾病之间的相似性信息。随后,设计了一种高阶加权扰动(HWP)技术,动态地为不同阶数的关联分配权重,从而全面捕捉高阶关系信息。在此基础上,采用双路径矩阵分解(DPMF)方法来重构原始和高阶关联矩阵,
来源:Biochemical Engineering Journal
时间:2025-11-25
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新型嗜热菌 Thermus thermophilus 与大肠杆菌(Escherichia coli)之间的穿梭载体的开发
### 热泉微生物基因组研究揭示新型质粒系统在一项关于日本热泉中分离的 *Thermus thermophilus*(嗜热菌)菌株的基因组分析中,科学家们发现了多个质粒的存在。这些质粒与常用的 pTT8 类型质粒不同,其中五种质粒携带了具有潜在复制功能的复制蛋白(REP 蛋白)。值得注意的是,其中两种质粒在 REP 蛋白下游还包含了一组类似毒素-抗毒素的串联开放阅读框(ORFs)。为了进一步探索这些质粒的复制机制和功能,研究人员构建了一系列穿梭载体 pIOK,将这些 REP 蛋白及其相邻区域克隆进 *E. coli* 的 ColE1 类型质粒中,并引入了一种耐热的链霉素抗性基因(*hph5*)
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-11-25
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镍和铜这两种常见环境共污染物的协同毒性的分子基础
重金属在环境中普遍存在,其来源既包括自然过程,也包括人类活动。镍(Ni)和铜(Cu)是两种常见的共存重金属,常出现在受污染的生态系统中,尤其是在工业废水排放、采矿活动和农业径流影响的区域。尽管许多研究已经探讨了单个重金属对微生物的毒性效应,但在大多数受污染环境中,重金属通常以混合形式存在,而非单独作用。因此,理解重金属混合物对微生物的影响对于评估其对生态系统功能的潜在威胁至关重要。本研究利用环境相关的浓度,对大肠杆菌(*Escherichia coli*)进行了Ni和Cu的联合毒性分析。结果表明,虽然单个金属对大肠杆菌的生长抑制作用较弱,但它们的组合却表现出协同毒性。通过转录组学和代谢组学分析
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-11-25
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全球生态系统中病毒组编码的健康相关基因与致病基因的共存
病毒在人类基因组中占据约8%的比例,这种现象反映了病毒与宿主之间长期且广泛的历史基因交换。尽管病毒通常因病原性而受到关注,但它们也携带了一些对人类健康有益的基因。这些基因可能通过水平基因转移(HGT)从宿主细胞获得,并在病毒基因组中作为辅助代谢基因(AMGs)发挥作用。然而,目前对这些健康相关基因在全球分布、功能特征以及与病原性基因共存模式的理解仍显不足。本研究利用全球公共数据库Integrated Microbial Genomes and Virome(IMG/VR v4),在八个不同栖息地类型中识别出4,556种携带与人类健康相关基因的病毒,覆盖了13个地区和76个国家。其中,与人类相关
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-11-25
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多种方法体外评估紫外-C光对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)分生孢子和菌丝片段的作用
### 对紫外线-C(UV-C)在控制Botrytis cinerea中的作用的系统分析Botrytis cinerea是一种广泛存在于植物中的真菌病原体,其引起的灰霉病和Botrytis腐烂是导致多种新鲜农产品损失的重要原因。由于其对化学杀菌剂和杀菌剂的快速适应能力,传统的抗真菌策略面临挑战。为应对这一问题,研究者们开始探索非化学的替代方法,如紫外线-C(UV-C)处理。UV-C属于非电离辐射,波长范围在200至280纳米之间,因其具有显著的抗菌特性而受到关注。该研究旨在系统评估UV-C对Botrytis cinerea的两种繁殖形式——分生孢子(conidia)和菌丝片段(HF)的抗真菌效
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-11-25
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综述:关于聚丙烯微塑料的细胞和生态风险解码的综述
### 聚丙烯微塑料:环境与健康双重挑战的深入解析随着塑料制品在日常生活中的广泛应用,其对生态环境和人类健康的潜在威胁日益凸显。聚丙烯(PP)作为一种广泛应用的塑料材料,因其独特的物理和化学特性而被广泛用于包装、医疗设备以及消费品制造等领域。然而,这种材料的广泛使用也带来了其微塑料形态(PPMPs)在环境中的持久性和对生物体的潜在危害。本文旨在探讨PPMPs的来源、环境行为、生态影响以及对人类健康的潜在风险,并指出未来研究的方向和可持续解决方案的重要性。#### 一、聚丙烯微塑料的来源与环境行为聚丙烯因其低密度、高强重比、耐热性和化学惰性而成为一种重要的工业材料。这些特性使得PP在各种应用场景
来源:Environmental Pollutants and Bioavailability
时间:2025-11-25
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综述:二噁英和全氟和多氟烷基物质(PFAS)的比较毒理学与流行病学评估
### 环境化学物质的科学与监管:以二噁英和全氟烷基物质(PFAS)为例#### 引言20世纪和21世纪的环保运动受到了持久性环境污染物的广泛关注,尤其是二噁英和某些全氟烷基物质(PFAS)。在美国,二噁英的研究始于20世纪70年代后期,美国环保署(EPA)在1985年根据《安全饮用水法》(SDWA)对其饮用水中的浓度进行了监管,并在1990年通过《清洁空气法》(CAA)颁布了国家排放标准。疾病控制与预防中心(CDC)基于1984年的评估提出了土壤清理指南,但这些指南在接下来的30年里引发了大量讨论。二噁英(包括多氯二苯并二氧芑和多氯二苯并呋喃,即PCDD/PCDF)是一组化学结构相似的副产物
来源:Critical Reviews in Toxicology
时间:2025-11-25
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综述:光催化地质聚合物在有机污染物降解方面的最新进展:综述
随着全球工业化和城市化进程的加速,水体中抗生素、染料等有机污染物的排放量持续攀升。这类污染物具有化学稳定性高、生物降解性差等特点,传统水处理技术难以有效去除,导致水体富营养化、生物毒性增强以及抗生素耐药性等问题日益严峻。近年来,地聚物基光催化材料因其独特的结构特性与环保优势,逐渐成为水处理领域的研究热点。本文系统梳理了地聚物基光催化材料的研究进展,重点探讨其合成工艺、光催化机理、关键影响因素及未来发展方向。### 一、有机污染物的环境挑战与光催化技术优势800℃)和机械强度(抗压强度达20-50 MPa),确保催化剂在复杂工况下的稳定性;(3)可掺杂金属氧化物(如TiO₂、ZnO、Fe₂O₃)
来源:Journal of Hazardous Materials Advances
时间:2025-11-25
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利用深共晶溶剂从石棉废料中可持续浸出镍和钴:动力学建模与回收性能研究
该研究针对哈萨克斯坦石棉矿加工过程中产生的大体积低品位废料,提出了基于深熔盐溶剂(DES)的高效选择性回收镍和钴的创新工艺。研究团队通过系统实验揭示了该技术的多尺度作用机制,为工业固废资源化提供了新思路。**技术背景与问题导向** 石棉废料作为 serpentinite 矿石加工的副产品,具有体积庞大(累计达3亿吨)、镍钴含量0.2-0.4%等特征。传统处理方法主要针对镁回收,但镍钴等贵金属的提取长期存在技术瓶颈。研究团队注意到:1)废料中镍钴赋存形式具有结构可解离特性;2)常规酸浸工艺存在选择性差、能耗高、二次污染等问题。基于此,开发新型DES溶剂(NH₂OH·HCl/EG 4:1)进行定
来源:Journal of Hazardous Materials Advances
时间:2025-11-25
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由Pyrochar衍生的DOM在光反应性方面优于由Hydrochar衍生的DOM:来自活性物种和有机光解的见解
本研究聚焦于两种不同来源的生物炭衍生溶解有机质(BDOM)——热解生物炭衍生溶解有机质(DBC)和水热炭化生物炭衍生溶解有机质(DHC)——在光化学行为上的差异。这一差异不仅影响了它们在光化学反应中的表现,还对水体中有机污染物的降解过程产生了深远影响。通过系统地分析DBC与DHC的光物理特性、光反应活性以及对四环素(TC)光降解的促进作用,研究揭示了不同生物炭类型在环境中的潜在作用机制。生物炭作为农业、环境治理和碳封存的重要材料,其在实际应用中释放的溶解有机质正逐渐成为水体中溶解有机质的重要组成部分。然而,目前关于DBC与DHC在光化学行为上的对比研究仍较为有限,尤其是在它们如何生成活性物种以
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-11-25
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从城市固体废物填埋场分离出的新型细菌群落对PVC的生物降解作用
聚氯乙烯(PVC)作为应用广泛的塑料材料,其降解问题长期困扰环境科学领域。研究团队通过系统筛选和组合优化策略,成功构建出具备高效PVC降解能力的复合菌群体系,为解决白色污染提供了创新思路。该研究依托印度国家环境工程研究所的科研平台,聚焦垃圾填埋场这一典型污染场景,揭示了微生物群落对难降解塑料的适应性进化机制。在微生物资源挖掘方面,研究团队创新性地采用"原位富集-梯度筛选"技术。通过在填埋场土壤中引入PVC载体,构建梯度浓度梯度培养系统,有效富集出具有降解潜力的功能菌群。值得注意的是,筛选过程不仅关注单一菌种的降解效率,更注重菌群间的协同作用机制。研究揭示的Lysinibacillus、Baci
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-11-25
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杂合多巴胺转运体突变体DAT T356M小鼠中的性别特异性中间行为表型
这项研究聚焦于一种与自闭症谱系障碍(ASD)相关的基因突变,即多巴胺转运蛋白(DAT)的T356M突变。研究人员在小鼠中观察到,这种突变在同源(homozygous)状态下会导致显著的行为变化,包括极度的活动增加和重复行为增强。然而,由于人类遗传学中复杂的疾病机制往往涉及异源(heterozygous)突变,因此本研究特别关注了携带单个突变等位基因的小鼠行为特征,探讨其是否表现出类似自闭症的行为表现,以及这些表现是否具有性别特异性。### 一、研究背景与意义自闭症是一种神经发育障碍,其主要特征包括社交沟通能力的缺失和重复行为的出现。尽管其发病率较高,但其神经生物学机制仍然不完全明确。研究发现,
来源:Genes, Brain and Behavior
时间:2025-11-25
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树种多样性提高了多营养级森林甲虫群落的时间稳定性
随着全球气候变化的加剧,生态系统面临着前所未有的挑战,其中,昆虫群落的稳定性和功能维持尤为关键。作为生态系统中数量最多、种类最丰富的动物类群之一,甲虫在维持森林生态系统的健康和功能方面发挥着重要作用。它们不仅参与木质腐解,还在授粉、种子传播和土壤养分循环等过程中发挥关键作用。然而,近年来,甲虫种群正因气候变化而经历显著的多样性、数量和生物量下降,这对生态系统长期提供服务的能力构成了威胁。因此,探索如何通过保护和恢复高树种多样性的森林来维持甲虫等高营养级生物群落的稳定性,成为当前生态学研究的重要议题。本研究基于日本全国范围内的森林和地面甲虫调查数据,时间跨度从2004年至2018年,构建了一个全
来源:Ecography
时间:2025-11-25
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河流网络中的多重压力因素:对淡水大型无脊椎动物的局部及下游影响
人类活动对淡水生态系统的影响日益加剧,其中河流网络正面临着多重压力的威胁。这些压力不仅包括直接的人为干扰,如水体抽取和污染,还涉及气候变化带来的间接影响。河流生态系统是高度复杂的生物系统,其内部存在持续的物质和能量交换,而这种动态平衡正受到越来越多的挑战。在这样的背景下,研究河流网络中不同压力源的单独和联合影响变得尤为重要,因为这些影响往往并非独立存在,而是通过复杂的相互作用产生叠加效应,进而影响整个生态系统。本研究旨在评估流间断性和光污染对宏观无脊椎动物群落的单独和联合影响。通过在18个流经式微型生态系统(mesocosms)中进行实验,我们模拟了一个简化的河流网络,其中两个上游支流在下游交
来源:Ecography
时间:2025-11-25
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利用锑特异性外排系统(ant操纵子)改造ArsR细菌砷传感器以解决锑交叉反应性
砷是地壳中含量第20位的类金属,通过地质过程和人类活动进入水圈。在水生环境中,无机砷主要以亚砷酸盐[As(III)]和砷酸盐[As(V)]形式存在,其中As(III)具有更高的迁移性、生物利用度和毒性。长期暴露于低浓度As(III)与皮肤病变、心血管疾病和多种癌症相关,因此世界卫生组织将饮用水砷限值设定为10μg/L。尽管仪器分析技术是砷检测的金标准,但其设备昂贵、操作复杂且需要实验室环境。全细胞生物传感器作为一种新兴替代方法,通过将传感模块(通常为ArsR阻遏蛋白及其操纵子)与报告模块(荧光蛋白、荧光素酶或色素酶)在活细菌中进行遗传耦合,实现了快速、无需试剂且可现场部署的检测。然而,基于Ar
来源:Microbial Cell Factories
时间:2025-11-25
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确定性选择的稀有类群驱动饮用水生物活性炭滤池群落组成变化
在追求可持续水处理的全球背景下,生物过滤技术以其低能耗、多效益的优势备受青睐。然而,这项颇具潜力的技术却长期受困于一个核心难题:其性能表现不稳定。究其根源,生物滤池内部复杂的微生物动态,尤其是启动初期群落的建立过程,如同一只“黑箱”,使得人们难以预测和调控其功能。传统的研究多聚焦于成熟的、大规模的滤池,或关注季节性和预处理对群落的宏观影响,对启动初期微生物群落如何在高时空分辨率下进行精细演替,仍缺乏深入认知。此外,绝大多数研究依赖于相对丰度数据来描述微生物动态,这在总生物量随时间波动剧烈的生物滤池环境中,可能掩盖了各分类单元绝对数量的真实变化规律。正是为了揭开这层迷雾,由Dominic Qui
来源:Environmental Microbiome
时间:2025-11-25
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环境来源的微生物生物膜对铝合金的腐蚀抑制作用
微生物群落对金属腐蚀的复杂影响及其环境意义研究(摘要)本研究首次系统揭示了环境来源的复杂微生物群落对铝基合金腐蚀的双向调控机制。通过对比分析自然环境中采集的土壤与水体微生物群落形成的生物膜,发现特定复合菌群能显著抑制铝合金在盐雾环境中的腐蚀进程。实验表明,环境微生物群落通过协同作用产生的生物矿化层和胞外聚合物可形成物理屏障,同时分泌的有机酸和表面活性剂能有效降低金属表面自由能。该发现突破了传统微生物腐蚀研究的单一性思维,为金属防腐的生物工程应用提供了新视角。(引言)金属腐蚀作为全球性工程问题,其生物调控机制研究长期存在争议。传统研究多聚焦于单一菌种(如硫酸盐还原菌)的腐蚀加速效应,而忽视了自然
来源:Frontiers in Microbiomes
时间:2025-11-25
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基于离线和在线融合学习的开放式变化场景中操纵器的进化模糊控制
摘要:高性能且符合要求的机械臂控制需要精确的动力学模型。然而,实际的机械臂处于不断变化的开放环境中,采用固定结构和参数的控制器往往无法有效控制机械臂。在本文中,提出了一种新的进化控制框架,该框架结合了离线和在线学习方法,以提高机械臂在开放变化环境中的控制精度和适应性。该框架包括基于深度模糊神经网络(DFNN)的离线学习和基于进化模糊系统(EFS)的在线学习,其中在线学习结合了基于专家知识库的间接学习和直接学习方法。为了评估所提出方法的有效性,分别在PUMA560机械臂上进行了跟踪控制仿真,并在真实世界的六自由度机械臂上进行了实验。结果表明,所提出的方法能够有效提高跟踪控制精度,显著降低反馈控制
来源:IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems
时间:2025-11-25