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丝蛋白赋能的自展开脑室界面实现微创深部脑区神经信号记录
深部脑区作为认知、情感等高级神经功能的关键区域,其异常活动与帕金森病、阿尔茨海默病等多种神经系统疾病密切相关。然而,由于脑室系统的特殊解剖结构和脑脊液的动态环境,如何在微创条件下实现对脑室周围神经结构的长期稳定记录,一直是神经科学领域的技术瓶颈。传统深部电极如立体定向脑电图(SEEG)和Utah阵列等,虽然能够记录深部脑区活动,但其刚性特性与脑组织存在机械失配,植入过程容易对目标核团造成损伤。此外,这些电极的轴向分布特点难以实现对较大脑区表面的覆盖。柔性平面电极虽具有更好的生物相容性,但缺乏有效的微创植入技术,特别是在动态脑脊液环境中实现与神经结构的共形贴附面临巨大挑战。针对这一难题,梁继智、
来源:Nature Communications
时间:2025-10-24
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美国玉米带育种技术同步提升玉米产量与抗旱性的双赢策略
随着全球气候变化加剧,干旱已成为影响雨养农业生产的首要威胁。在美国玉米带——这个占全球玉米产量30%的核心产区,干旱导致的年产量波动高达13%。更令人担忧的是,气候模型预测显示,到本世纪末该地区玉米产量可能因干旱减少30%。面对这一严峻挑战,传统育种技术能否在提高产量的同时增强作物的抗旱能力,成为保障全球粮食安全的关键科学问题。以往研究多聚焦于单一性状的改良,而对产量与抗旱性协同进化的系统性证据尚显不足。正是这一知识空白,促使堪萨斯州立大学领衔的国际研究团队开展了这项大规模分析。研究人员创新性地整合了长达20年的田间试验数据,通过环境指数和蒸气压亏缺(VPD)等气象指标,首次揭示了现代育种技术
来源:Nature Communications
时间:2025-10-24
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基底膜IV型胶原通过调控GLP-1/Notch信号通路影响线虫生殖干细胞命运的机制研究
随着人口老龄化进程加速,组织纤维化已成为多种慢性疾病的共同病理特征。在衰老过程中,慢性炎症反应会导致基底膜逐渐硬化,这种现象被称为纤维化,其主要表现为基底膜核心结构成分——IV型胶原(COL IV)水平的持续升高。值得注意的是,组织纤维化与Notch信号通路激活经常同时出现在癌症等炎症相关疾病中,然而这两者之间的内在联系在体内环境中始终未能得到明确阐释。传统观点认为Notch信号通路的过度激活会促进纤维化进程,因此针对该通路的抑制剂被广泛探索作为纤维化相关疾病的潜在治疗策略。但临床研究结果却充满矛盾,这种失败可能源于非特异性Notch受体靶向药物(如γ-分泌酶抑制剂)的使用和体外模型的局限性。
来源:Nature Communications
时间:2025-10-24
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宿主miRNA通过调控黏膜附着微生物群影响犊牛大肠杆菌O157定植的机制研究
在食品安全领域,产志贺毒素大肠杆菌(STEC) O157:H7因其强大的致病性备受关注。牛作为该病原体的无症状携带者,通过直肠肛门交界处(RAJ)的持续排菌成为人类感染的主要源头。尽管前人研究发现粪便微生物群组成与"超级排菌者"(SS)状态相关,但病原体如何突破黏膜屏障、与宿主共生微生物互作的具体机制仍是未解之谜。更关键的是,主要毒力因子志贺毒素2a亚型(Stx2a)在此过程中扮演的角色尚不明确。为破解这一难题,Pan等人在《Microbiome》发表的研究中,创新性地构建了Stx2a功能差异的同源O157菌株感染模型。通过纵向采集犊牛RAJ黏膜样本,整合活性黏膜附着微生物群测序、宿主转录组和
来源:Microbiome
时间:2025-10-24
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昼夜节律钟调控植物对食草动物相关分子模式的受体介导免疫应答机制
植物通过识别分子模式激活诱导防御机制。与病原体相关分子模式类似,食草动物相关分子模式(Herbivore-Associated Molecular Patterns, HAMPs)能够被细胞表面的模式识别受体识别,从而引发宿主植物的防御性转录重编程。虽然已知食草虫诱导的防御输出受昼夜节律钟调控,但其背后的分子机制尚不明确。为探究植物昼夜节律钟如何调控特定HAMP诱导通路中的转录重编程,研究人员以豆科作物豇豆(Vigna unguiculata)为材料,系统分析了其对来自毛虫的HAMP多肽In11在白天与夜晚的转录响应特征。通过采用昼夜交替(diel)与连续光照(free-running)的实验
来源:Plant, Cell & Environment
时间:2025-10-24
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基于定量稳定同位素探测与纳米二次离子质谱成像的刚毛藻微生物组演替规律与功能研究
在北加州地中海气候的鳗河中,枝状绿色大型藻类刚毛藻(Cladophora glomerata)及其附生微生物组主导着夏季生物量。随着季节演替,绿色的刚毛藻丝状体在初夏增殖,随后因附生生物负荷增加逐渐变黄直至红褐色。研究人员采用定量稳定同位素探测(qSIP)结合16S rRNA基因扩增子测序,系统解析了附生细菌在演替过程中的群落组成与生长速率变化。结果显示:细菌分类单元数量随演替推进而增加,但生长速率在演替中期达到峰值。通过纳米二次离子质谱(NanoSIMS)成像技术,发现刚毛藻细胞壁的硫(S)浓度显著高于周边生物量,该现象与硫循环细菌(能够还原或氧化硫/硫酸盐的细菌)的暴发性增殖同步。研究表明
来源:Environmental Microbiology
时间:2025-10-24
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底栖环境DNA宏条形码揭示后生动物群落对人工鱼礁生境的响应机制与网络稳定性
1 引言人工鱼礁(ARs)作为修复海洋生物多样性的重要工具,通过改变水文条件和提供栖息基底促进生态功能恢复。底栖小型和大型动物群落是评估礁体生态性能的关键指标,但传统采样方法受生物体型和生境复杂性限制。环境DNA(eDNA)宏条形码技术以非侵入性、高通量优势克服上述局限,尤其COI标记可全面表征后生动物多样性。本研究以珠江口万山(WR,平均水深20 m)和庙湾(MR,平均水深40 m)人工鱼礁为对象,于2020年12月(干季)和2021年4月(湿季)采集92个底栖海水样本,旨在揭示:(1)后生动物多样性的时空分异规律;(2)群落共现网络复杂性与稳定性;(3)关键环境驱动因子。研究假设季节性变化
来源:Environmental DNA
时间:2025-10-24
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濒危白爪小龙虾(Austropotamobius pallipes)的eDNA检测表明,农业活动可能对该物种构成重大威胁
白 clawed 蟹 (Austropotamobius pallipes) 是国际自然保护联盟 (IUCN) 列为全球濒危物种,其在英国和爱尔兰的状况都被视为不利 (坏)。在 2024 年,研究团队在北爱尔兰的 110 个地点采集了水样,分析了白 clawed 蟹及其致病菌的 eDNA。结果显示,白 clawed 蟹的 eDNA 在 45% 的地点被检测到,这与 2017 年最后一次调查中观察到的记录和迹象相似。所有样本均未检测到致病菌 eDNA,表明目前该地区没有明显的疾病传播。然而,白 clawed 蟹的 eDNA 检测与采样前的水位或过滤水量无关,但随时间推移在 9 月和 10 月显著
来源:Environmental DNA
时间:2025-10-24
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海藻酸钠/Bi2WO6/g-C3N4复合材料高效降解媒染橙1染料及其在水处理应用中的植物毒性评估
Section snippetsReagents and materials本次研究使用的所有化学品均为分析纯,无需进一步纯化。海藻酸钠((C6H7NaO6)n)是一种从褐藻中提取的藻酸钠盐,适用于固定微生物。五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和六水合仲钨酸铵((NH4)10(W12O41)·6H2O)用作合成Bi2WO6的前驱体。XRD Caracterization利用粉末X射线衍射(XRD)对合成材料的物相组成和结晶度进行了分析。g-C3N4的XRD图谱显示出两个特征衍射峰:12.71°处的峰对应(001)晶面,反映了三嗪单元的面内结构堆积;27.41°处的更强峰则对应于共轭芳香
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-10-24
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环境细菌新型逆转录子系统的发现:抗噬菌体防御机制解析与基因组编辑工具拓展
逆转录子(Retron)是细菌免疫系统的重要组成部分,通过逆转录酶(RT)、非编码RNA(ncRNA)和毒性效应蛋白的协同作用,在噬菌体感染时触发流产感染机制。传统研究中表征的逆转录子多来源于临床和实验室菌株,限制了对其自然多样性和功能机制的深入理解。本研究通过建立从环境样本中分离逆转录子宿主菌的创新流程,成功鉴定了七个新型逆转录子系统,并系统解析了其生物学特性与应用潜力。环境样本中逆转录子宿主的分离鉴定研究团队从不同气候和环境条件的土壤与水样中采集样本,通过LB培养基富集微生物后,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)筛选具有特征性单链DNA(ssDNA)条带的菌株。经过多轮验证和基因组测序,最
来源:PLOS Biology
时间:2025-10-24
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空间转录组学揭示日本脑炎病毒神经侵袭的病理生态位:胶质细胞在早期感染中的关键作用
敏感检测皮内感染后小鼠大脑中的JEV为了探究日本脑炎病毒(JEV)神经侵袭的早期事件,研究人员建立了三周龄C57BL/6小鼠的皮内感染模型。该模型模拟了人类感染后的致死性脑炎进程,小鼠通常在感染后7至10天死亡。通过qRT-PCR、原位杂交(ISH)和免疫组化(IHC)等技术,研究团队系统分析了感染后1至4天(dpi)病毒RNA在大脑中的水平和定位。结果显示,血清中的病毒RNA在3 dpi达到峰值,而大脑中的病毒载量则在4 dpi持续上升,表明病毒在脑组织中开始增殖。利用高灵敏度的手动ISH技术,研究人员在4 dpi的个别感染小鼠大脑中检测到了JEV RNA信号。基于此,研究采用了高度多重化的
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-10-24
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综述:从基因到突变体:水稻肌醇六磷酸生物合成及其多效性作用的全面综述
肌醇六磷酸的特性与农业挑战肌醇六磷酸(PA),即myo-肌醇-1,2,3,4,5,6-六磷酸酯,是种子中磷(P)的主要储存形式,占总磷含量的65%至85%。其分子结构带有六个负电荷,能强烈吸引二价阳离子(如Fe2+、Zn2+、Mg2+和Ca2+),形成不溶性植酸盐。这种特性导致单胃动物无法有效吸收矿物质,引发微量元素缺乏问题。为弥补非反刍动物的磷缺乏,常需添加植酸酶补充剂,但过量磷排泄会加剧水体富营养化等环境问题。因此,通过优化施肥、改进食品加工技术及培育低PA作物,成为提高磷利用效率、降低环境风险的关键途径。PA生物合成的分子机制PA的生物合成始于myo-肌醇的磷酸化过程,涉及多种激酶(如I
来源:Rice Science
时间:2025-10-24
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中国土壤镉污染的空间异质性及驱动因子交互作用研究
HighlightRegional Variability in Cd Concentrations中国土壤镉浓度空间分布呈现显著区域差异,总体表现为南高北低格局(图2)。这种分异源于气候条件、工农业活动及地质特征的协同作用。高浓度区主要集中于长江以南的中南部与西南地区,尤其以喀斯特地貌区和工业聚集带为甚。Discussion农业土壤重金属污染已成为全球性议题,其中镉在污染超标率中居首位。本研究通过空间不平等性分析揭示:中国不同区域镉污染的主导机制存在本质差异。北方与西南地区受人为活动(如化肥施用、工业排放)主导,而东北与中南部则更多受岩性背景与气候-土壤相互作用的调控。这种空间异质性凸显了传
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-24
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镉胁迫下土壤线虫肠道菌群的重构:多样性降低与结构稳定性增强的协同响应
Highlight土壤线虫肠道菌群特征经过初步过滤,所有样本(n=42)共保留6,587,726条序列,单个样本序列数在106,633至266,676之间。基于16S rRNA基因将这些序列聚类为24,928个扩增子序列变异体(ASVs),平均每个样本约594个细菌ASVs。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)占主导地位(75.97%),其次是厚壁菌门(Firmicutes,6.62%)、放线菌门(Actinobacteriota,3.79%)和拟杆菌门(Bacteroidota)。重金属污染重塑土壤线虫肠道菌群组成我们的研究揭示,土壤线虫的肠道菌群由一个跨重金属污染梯度保持稳
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-24
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人工湿地中氮转化细菌作为抗生素抗性基因关键宿主与传播者的作用机制:宏基因组与宏转录组证据
Highlight本研究通过整合宏基因组和宏转录组分析,系统揭示了人工湿地(CWs)中氮转化细菌(NTB)作为抗生素抗性基因(ARGs)关键宿主与传播者的核心作用。研究发现,异化硝酸盐还原菌(DNR)和有机氮降解合成菌(ODAS)是ARGs的主要携带者,且CWs能有效降低ARGs的生态风险,包括ARG表达量下降79.5%、移动遗传元件(MGEs)减少94.9%、耐药病原菌降低88.0%。氮限制通过削减NTB丰度与增加其适应性代价,成为抑制ARGs传播的关键机制。Conclusions本研究提供了全面证据,表明氮转化细菌(NTB)在人工湿地(CWs)中对抗生素抗性基因(ARGs)的分布、表达及生
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-24
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昆虫变态过程中PFAS的差异归趋:家蚕与蝗虫的生物积累与消除策略对比
章节亮点化学品暴露实验中使用的目标PFASs包括9种全氟羧酸(PFCAs)、5种全氟磺酸(PFSAs)以及7种新兴替代物(HFPO-DA/TrA/TeA、6:2和8:2 Cl-PFESAs、6:2 FTS和OBS)。目标化合物的详细信息与化学结构见支持信息(文本S1和图S1)。ΣPFASs的甲醇(HPLC级)储备液分别配置为100 μg/mL和1000 μg/mL,用于低浓度组和高浓度组。昆虫饲养与暴露实验使用三龄家蚕幼虫和蝗虫若虫进行实验(详情见文本S2)。简言之,将桑叶和玉米叶分别浸泡于PFASs溶液中,饲喂家蚕和蝗虫直至化蛹或羽化。收集昆虫样本(幼虫、蛹、成虫)及排泄物(粪便、蜕皮),用
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-24
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紫色土壤中镉铅砷浓度依赖性动态相互作用的植物测试研究:从非线性互作机制到生态风险评估
亮点单一与复合暴露下植物生长的剂量响应特征与阈值图2展示了甘蓝型油菜(Brassica napus)和高粱(Sorghum bicolor)幼苗在单一Cd(20 mg·kg-1)、Pb(2000 mg·kg-1)或As(500 mg·kg-1)最高浓度设置下的生长状况。图示表明,在不同污染物胁迫下,B. napus对Cd表现出显著的刺激响应,其芽和根长度较对照组显著增加,表明即使在最高设定浓度下,Cd仍可能诱导生长促进效应。单一Cd、Pb、As胁迫下的机制复合污染的毒理学机制需以单一污染物条件下的响应为依据,因此理解单一金属效应是分析多重暴露结果的前提。在单一Cd胁迫下,甘蓝型油菜表现出典型的
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-24
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聚苯乙烯微塑料通过激活NF-κB/MAPK信号通路加重类风湿关节炎滑膜成纤维细胞炎症及关节破坏
在我们生活的环境中,塑料污染已成为一个全球性的挑战。其中,尺寸小于5毫米的微塑料(Microplastics, MPs)更是无处不在,它们通过食物链进入人体,甚至在血液、胎盘等组织中被检测到。然而,这些微小的颗粒是否会影响人类健康,特别是像类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis, RA)这样的慢性自身免疫性疾病,仍然是一个未知的领域。RA影响着全球约1%的人口,其特点是滑膜(关节内衬)的慢性炎症,导致关节软骨和骨骼的进行性破坏。滑膜成纤维细胞(Fibroblast-Like Synoviocytes, FLSs)是RA关节中的关键效应细胞,它们表现出侵袭性,像“特洛伊木马”一样
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-10-24
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综述:减少污染、恢复平衡:硫还原细菌在纺织废水处理中的微生物学
ABSTRACT纺织工业排放大量有害化学物质,包括残留染料和异生素——这些并非生命系统自然产生或预期的合成或外来化合物,例如染料、表面活性剂和杀虫剂。这些污染物导致环境毒性、致突变性和致癌性。虽然物理化学处理方法常用于去除染料和重金属,但利用微生物进行生物修复提供了一种可持续且环保的替代方案。包括细菌、真菌和微藻在内的多种微生物群体,能够通过专门的代谢途径降解纺织污染物。然而,生物降解效率常常受到染料毒性、环境胁迫和微生物多样性的影响。硫酸盐还原菌(SRBs)因其代谢多样性,已成为生物修复领域有前景的媒介。SRBs将硫酸盐还原为硫化氢(H2S),H2S与重金属反应生成不溶性金属硫化物,从而能有
来源:Journal of Basic Microbiology
时间:2025-10-24
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综述:自由生活长耳鸮(Asio otus)禽血孢子虫共感染的流行率、遗传多样性及致病性
ABSTRACT在野生鸟类中,协同进化的一个常见且重要的方面是单个禽类宿主同时感染来自不同血孢子虫属或同一属的多种寄生虫。迄今为止,大多数血孢子虫系统发育研究都集中在雀形目鸟类上。其他鸟类群体,如夜行性物种,特别是猫头鹰,尽管在生态系统中扮演着重要角色,但在很大程度上被忽视了。研究背景与技术方法本研究采用了一种结合不同方法学的策略,包括Illumina测序和巢式PCR协议以及血涂片检查,为检测多重感染提供了宝贵的见解。研究的目标物种是长耳鸮(Asio otus),一种在生态系统中扮演顶级捕食者角色的夜行性猛禽。感染流行率与共感染特征在塞尔维亚伏伊伏丁那地区筛查的101只长耳鸮中,总体感染率为6
来源:Integrative Zoology
时间:2025-10-24