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摘要： TotalSeqTM抗体助力单细胞多组学研究***抗体是什么?TotalSeqTM抗体是在抗体上偶联了一段寡核苷酸序列,偶联后的抗体可以用于单细胞蛋白质和RNA的同时检测,相关的技术称为CITE-Seq或REAP-Seq。TotaISeqTM抗体可以无缝对接到现有的单细胞转录组测序工作流程中,包括基于poly（dT）-poly（A）捕获的平台及10x Genomics的转录组测序和免疫谱分析[V（D）J测序]平台。

摘要： TotalSeqTM抗体助力单细胞多组学研究1. TotalseqTM抗体是什么?TotalSeqTM抗体是在抗体上偶联了一段寡核苷酸序列，偶联后的抗体可以用于单细胞蛋白质和RNA的同时检测，相关的技术称为CITE-Seq或REAP-Seq。TotalSeqTM抗体可以无缝对接到现有的单细胞转录组测序工作流程中，包括基于 poly（dT）-poly（A） 捕获的平台及 10x Genomics 的转录组测序和免疫谱分析[V（D）J测序]平台。

摘要： 办刊宗旨《生物技术进展》是由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院茶叶研究所和生物技术研究所联合主办的学术期刊,于2011年7月创刊,双月刊,国内外公开发行。本刊由中国农业科学院生物技术研究所林敏研究员任主编,中国科技核心期刊,在中国知网、中国学术期刊(光盘版)、万方数据库、维普期刊网全文收录。本刊立足国内,面向国际,围绕分子生物学、遗传学、生物化学、

关键词： 卵巢浆液性囊腺癌   影像基因组学   预后  

摘要： 目的:1.探讨基于治疗前盆腔动脉期CT图像构建的影像组学模型预测卵巢浆液性囊腺癌患者预后风险的价值;2.通过生物信息学分析探讨影像组学特征在各个层面的生物学解释性。 方法:采用回顾性队列研究方法,收集癌症图像档案库数据库59例卵巢浆液性囊腺癌患者以及甘肃省人民医院2015年2月至2023年4月间收治的57例卵巢浆液性囊腺癌患者的CT影像和临床信息数据作为影像组学队列,收集癌症基因组图谱数据库的399例卵巢浆液性囊腺癌患者的m RNA和临床信息数据作为基因组学队列,以癌症图像档案库数据库与癌症基因组图谱数据库共有的57例患者作为影像基因组学队列。利用影像组学队列的增强CT图像数据分别提取浆液性囊腺癌实性成分和全成分影像组学特征并建立Cox回归预后模型,利用Delong检验比较不同勾画范围的模型预测效能,提取最优预后影像组学特征并映射到影像基因组学队列患者。利用基因组学队列m RNA数据通过加权基因共表达网络分析提取基因模块并映射到影像基因组学队列患者。影像基因组学队列使用Pearson相关系数筛选预后影像组学特征关联基因,通过Cox回归和蛋白质互作网络获取枢纽基因并建立基因组学队列的基因预后模型进行效能评估,利用生物信息学分析方法对关联基因进行富集分析以及免疫浸润分析探索影像组学特征反映的生物学行为。 结果:实性成分的影像组学预后模型训练集和测试集C指数为0.766和0.728,全成分影像组学预后模型训练集和测试集C指数均为0.803,全成分模型效能更优。基因组学队列的基因预后模型训练集和测试集C指数分别是0.673和0.659,影像组学预后模型效能更优。影像组学特征关联基因涉及细胞粘附等生物学行为和PI3K-Akt、细胞外基质受体互作通路等信号通路,肿瘤微环境静息记忆CD4+T细胞、替代性活化巨噬细胞浸润明显。 结论:基于增强CT图像的全成分影像组学模型能较好地预测卵巢浆液性囊腺癌预后风险。影像组学特征具有肿瘤基因、信号调节通路和微环境层面的多维度生物学解释性。

摘要： 1刊登范围本刊主要刊登植物、动物和微生物基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学，分子医学、现代生物技术等应用生物学研究的未发表的创新性研究成果，以及上述领域的综述论文。2栏目设置本刊设置固定栏目和随机栏目。固定栏目常设研究论文，发表最新的原始研究成果。随机栏目根据稿源设述评及其他栏目。

关键词： 布鲁菌   比较基因组学   泛基因组   水平基因转移   可移动遗传元件  

摘要： 目的:布鲁菌是一种重要的病原体。布鲁菌属目前由两大类构成,一类是兼性细胞内寄生的致病性布鲁菌(原Brucella属,后文简称为“胞内寄生布鲁菌”),另一类是非致病或机会性致病的细胞外布鲁菌(原Ochrobactrum属,后文简称为“胞外布鲁菌”)。胞内寄生布鲁菌可感染人类和多种动物,引起布鲁菌病。胞内寄生布鲁菌的不同菌种各自具有独特的宿主偏好、毒力和致病性等表型特征。胞外布鲁菌则是一些与植物相关的主要分布在土壤等环境中的布鲁菌,其中***、***和***等菌种是机会性病原体。具体是哪些因素导致布鲁菌属的不同菌种表现出丰富的表型特征,目前仍然缺乏明确的解答。布鲁菌属的比较基因组学研究有助于进一步解读其基因组构成与表型特征之间的密切关系,从而加深人们对布鲁菌这类重要病原体的认识并进一步指导人们对布鲁菌病的防控工作。 方法:本研究利用NCBI Genome数据库中的完整基因组数据,对布鲁菌属进行了全面深入地比较基因组学研究。本研究主要从布鲁菌属的泛基因组构成与功能特点,系统发育特点,水平基因转移特点,可移动遗传元件以及毒力因子基因和抗生素耐药基因的分布等不同角度全面地分析了布鲁菌属的遗传演化规律。 结果:本研究首先利用NCBI Genome数据库中的全基因组序列数据分析了布鲁菌属的泛基因组构成与功能特点。本研究发现布鲁菌属拥有一个动态开放的泛基因组,其中核心基因家族占比较低,非核心基因家族(附属基因家族和菌株特异性基因)占比较高。泛染色体分析表明,布鲁菌属的II号染色体比I号染色体表现出更高水平的开放性。核心基因家族在I号染色体上占主导地位,附属基因家族则在II号染色体上占主导地位。选择压力分析表明,核心基因家族和附属基因家族都主要经受了纯化选择过程,但是核心基因家族整体上比附属基因家族经受了更强的纯化选择。其次,本研究分析了布鲁菌属不同菌种间的系统发育关系,发现胞内寄生布鲁菌与胞外布鲁菌在布鲁菌属的核心基因组系统发育树上完全分离,各自占据不同的系统发育位置。经典胞内寄生布鲁菌与非经典胞内寄生布鲁菌在核心基因组系统发育树上也是明显分离。系统发育分析的结果也对未定种菌株的菌种鉴定工作具有指导意义。此外,本研究发现布鲁菌属的核心基因组系统发育树与泛基因组基因含量树之间存在着显著的结构差异,表明包括附属基因家族和菌株特异性基因在内的非核心基因家族对布鲁菌属的适应性进化具有重要意义。接着,本研究探究了布鲁菌属的水平基因转移现象,发现不同菌种的基因组上都分布有水平转移的基因家族。这些水平转移基因家族以非核心基因家族为主,并且主要分布在II号染色体。功能分析进一步表明这些水平转移基因家族主要参与布鲁菌的物质代谢,信息存储与处理等生物学过程。其中,与氨基酸转运与代谢、DNA复制、重组和修复相关的水平转移基因家族占较大比例。此外,经典胞内寄生布鲁菌、非经典胞内寄生布鲁菌和胞外布鲁菌携带的水平转移基因家族具有显著差异。接着,本研究进一步探究了插入序列、原噬菌体、整合性接合元件和整合性可动员元件等多种可移动遗传元件在布鲁菌属的分布情况,发现可移动遗传元件在布鲁菌属不同菌种具有各自独特的分布模式。可移动遗传元件在布鲁菌的I号染色体和II号染色体上也具有显著不同的分布特点,这反映出两条染色体动态可塑性的差异。最后,本研究分析了毒力因子基因和抗生素耐药基因在布鲁菌属的分布特点,发现经典胞内寄生布鲁菌、非经典胞内寄生布鲁菌和胞外布鲁菌各自具有截然不同的致病潜能,胞内寄生布鲁菌与胞外布鲁菌各自具有不同的耐药潜能。 结论:本研究采用比较基因组学的研究方法,全面地揭示了经典胞内寄生布鲁菌、非经典胞内寄生布鲁菌和胞外布鲁菌在系统发育关系、水平基因转移、可移动遗传元件、毒力因子和抗生素耐药基因等方面的显著差异,阐释了布鲁菌属两条染色体动态可塑性的显著差异。这些发现为探索布鲁菌属的遗传演化特征提供了新的方向,为阐明布鲁菌属多样化表型特征的影响因素提供了新的线索,也对布鲁菌病的防控工作具有重要的指导意义。

关键词： 氨基酸  

ISBN: (纸本)9787518450510

摘要： 本书结合当前生物催化法制备氨基酸衍生物技术的最新进展，介绍了生物催化法制备氨基酸衍生物过程中涉及的生物催化剂的挖掘与筛选、酶的结构与功能解析、酶的分子改造、人工酶构建以及多酶级联反应等的基本原理和技术，并介绍了本研究室完成的α-酮酸、D-氨基酸、α-羟基酸、β-氨基酸、胍基丁胺、L-2-氨基丁酸、磷脂酰丝氨酸等氨基酸衍生物的生物催化制备技术及其开发历程。

关键词： 发光   ZSM-5沸石   离子交换   单相pc-WLEDs  

摘要： 白光荧光粉转换发光二极管(pc-WLEDs)由于使用寿命长、设计紧凑、节能效果显著的优点,成为下一代照明设备的首要选择。Pc-WLEDs通常是由荧光粉与成熟的LED芯片相结合制备而成,因此,荧光粉的发光性能在pc-WLEDs中起着决定性的作用。目前,沸石分子筛由于具有独特的孔道结构而作为优异的发光材料载体备受人们关注。其优势是在于,可以利用空间限制策略且通过调节烧结条件来轻松地控制孔道内容纳的金属种类,从而为开发新的光学材料提供一个更为便宜、更智能的途径。本文选取ZSM-5沸石分子筛为基质,采用离子交换及烧结的方法,通过改变合成温度和掺杂离子浓度,合成了从青色发射到蓝白发射甚至于宽带白光发射的荧光粉,并系统研究了其发光特性及发光机理,最终获得了由混合荧光粉到单相白光荧光粉转变的高质量的pc-WLED,研究结果如下: (1)合成了发光中心在493 nm,激发峰值为365 nm的青色荧光粉ZSM-5-Eu2+,能够很好地填补pc-WLEDs中缺少的青色发射间隙。探究其最佳烧结温度为1400℃,Eu2+离子最佳掺杂浓度为0.2 mol/L。通过对不同Eu2+离子掺杂浓度的样品进行晶体结构及精修参数分析,晶格体积随着Eu2+离子掺杂浓度的增大而逐渐增大,并且Na+离子六配位的存在为Eu2+离子的取代提供了很好的形成环境,因此,Eu2+离子取代的是Na+离子的位置。对不同煅烧温度样品的漫反射光谱进行带隙计算,结果表明带隙随着Eu2+离子掺杂浓度的增加而逐渐减小,较小的带隙表现出较弱的离子性质,导致Eu2+所在的六面体配位环境中的共价性增加,最终光谱产生红移。然后,测量了 ZSM-5-0.2Eu2+的温度依赖性光谱,在150℃仍能保持室温的83.8%。最终,将青色发射的样品与商用绿色荧光粉及商用红光荧光粉混合后涂覆在365 nm的近紫外LED芯片上,得到了色温为4507K,显色指数为89的pc-WLED,色坐标为(0.3601,0.3608)。 (2)为了进一步减少实现pc-WLEDs中荧光粉混合的数量,设计了一种简单且通用的策略,即在沸石酸位点作用下促进有机模板剂的分解产物形成碳正离子,获得了一种高效稳定的蓝白光发射的ZSM-5沸石荧光粉,其最佳激发波长为390 nm,与近紫外芯片非常匹配。通过对发射光谱进行分析,确定了最佳合成条件。采用傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、吸收光谱对样品进行详细分析,进一步证明ZSM-5沸石分子筛中碳正离子的形成以及该策略的可行性。并且随着温度升高,由于共轭效应,系统形成了一个较大的Ⅱ键,不同能级之间的能量差减小,从而降低了电子跃迁的能量,使吸收光谱产生了红移。样品也具有优异的水热稳定性:在200℃仍能保持室温下的103%,并且在酒精、水、氢氧化钠溶液和盐酸中浸泡120 h后,其发光强度分别为浸泡前的87%、92%、80%和82%,这意味着其可以很好地应用在恶劣环境下的照明。将390 nm的近紫外LED芯片与ZSM-5沸石荧光粉结合制备的蓝白色pc-LED也可用于水生植物照明。同时,将ZSM-5沸石荧光粉和商用红色荧光粉的混合物涂覆在390 nm的近紫外LED芯片上,获得了一个高显色指数(CRI=91.5)、低色温(CCT=4600 K)的 pc-WLED。 (3)为进一步拓宽发射光谱,实现单相的宽带白光发射,采用离子交换的方式将Ag+离子引入ZSM-5沸石分子筛中,通过煅烧在ZSM-5沸石分子筛内部形成银纳米团簇,实现了 357 nm激发下的宽带白光发射。对不同煅烧温度及不同Ag+离子掺杂浓度样品的发射光谱进行分析,得出其最佳合成温度为900℃,最佳Ag+离子掺杂浓度为0.02 mol/L。监测不同Ag+离子掺杂浓度下样品的吸收光谱,存在三个吸收带:200-250 nm的吸收带可以被分配到Ag+离子4d10到4d95s1的电子跃迁,在310 nm处的吸收带可以归因于Ag6n+团簇,而在410 nm处的吸收带则是属于银纳米团簇聚集而形成具有表面等离子体共振(SPR)吸收的银纳米颗粒(AgNPs)。对样品的低温光谱进行高斯拟合,存在三个发光中心分别为:446 nm、497 nm、594 nm。测量了不同Ag+离子掺杂浓度样品的XPS,进一步证明银纳米团簇的形成。最终,将ZSM-5-0.02Ag沸石荧光粉与365 nm的近紫外LED芯片相结合,得到了 pc-WLED,色坐标为(0.3503,0.4057),色温为4974K,显色指数为86.1。

关键词： 自闭症   形态学特征   高分辨率脑图谱   影像基因组学   个体化预测   富集分析  

摘要： 自闭症谱系障碍(自闭症)是一种复杂的神经发育疾病,其临床表现包括重复刻板行为、社会互动障碍、语言交流障碍等。自闭症的临床诊断仍然依靠具有一定主观性的方法,包括专业人员的问诊、非正式观察以及量表评估等,缺乏引导个体化诊断和靶向治疗的客观依据。相对于主观诊断,生物标志物能够指导自闭症的精准诊断和制订相应的治疗策略,揭示自闭症的致病机理。尽管相关研究发现自闭症与患者大脑结构和功能异常密切相关,但如何整合不同尺度、不同模态的信息构建多模态、跨尺度的自闭症脑影像基因组学研究框架,并从分子层面对其进行生物学验证和解释,是当前研究所面临的难题。 本研究整合了神经影像数据和基因表达数据,构建了高分辨率脑形态图谱,以更好地反映自闭症大脑功能区的细微差异。此外,基于高分辨率脑形态图谱,建立了自闭症大脑影像基因表达关联分析和个体化预测模型,揭示了自闭症相关基因所参与的生物学过程,并找到了自闭症潜在的生物标志物,为研究自闭症的分子机制和个体化特征提供了新的方向和工具。本文主要研究内容如下: (1)高分辨率脑形态图谱的构建:现有的标准脑图谱存在诸多限制,如分区粒度不够精细、无法自动分割亚区、亚区的数量难以确定等,导致脑图谱的分区与相关疾病的关系不够精确。为了解决这些问题,本研究利用谱聚类算法对标准脑图谱进行亚区划分,以提供更加精细的大脑结构框架。这种完全基于数据驱动的脑图谱构建方法更加客观和准确,有助于捕捉大脑结构之间的差异。此外,使用独立数据集对所构建的高分辨率脑形态图谱进行验证,并展示自闭症大脑形态学特征的差异表达区域,发现了自闭症大脑的皮层体积和表面积存在相似的差异表达模式,这为理解这些形态学特征与自闭症病理机制的关联提供了线索。 (2)自闭症脑形态学指标与基因表达关联分析:为了探究大脑形态结构与全脑基因表达之间的关联,揭示潜在的生物学机制,本研究基于高分辨率脑形态图谱,结合大脑形态学特征(皮层厚度、体积、表面积和曲率)与全脑基因表达数据,构建了多模态数据的关联分析框架。偏最小二乘回归分析发现了形态学特征与基因表达之间存在显著的关联,特定的基因可能与自闭症患者大脑结构变化有关。加权基因共表达网络分析成功划分出了若干与自闭症形态学特征相关的共表达基因模块,这些基因在自闭症的发病过程中起到关键作用。基因本体论富集结果显示:影响皮层厚度差异表达的下调基因显著地参与大脑发育、突触信号传导、神经元发育等过程;皮层体积的上调基因显著地参与化学突触传递、代谢过程的调控、基因表达的负调控等。这些结论初步揭示了影响四种形态学特征的重要基因所参与的生物学过程。 (3)自闭症亚型分型与个体化预测模型的构建:传统的关联分析方法将不同个体的数据简单地进行平均处理,存在丢失个体化差异的风险。此外,传统关联分析方法找到的基因簇范围过大,可能导致富集分析结果存在较大误差。为了解决这些问题,本研究采用了拉普拉斯特征映射算法对自闭症进行亚型分型,并结合最大相关最小冗余特征筛选算法和支持向量机分类算法,构建了自闭症亚型的个体化预测模型。一方面将数据从组水平提升到个体水平,挖掘形态学特征与基因表达数据之间的潜在个体化差异;另一方面对结果基因簇中的基因进行评估,缩小基因簇的范围,筛选出与自闭症大脑形态学特征差异显著相关的中枢基因。富集分析的结果显示:影响自闭症大脑四种形态学特征差异表达的基因显著参与了突触信号传导、化学突触传递的调控等相关过程,同时四种形态学特征在富集结果上也存在一定的差异。通过识别自闭症亚型相关的中枢基因和生物学过程,不仅有助于理解自闭症的异质性,也为未来的诊断和治疗提供了重要的分子靶点和生物学信息。 本文结合神经影像数据和基因表达数据,构建高分辨率脑形态图谱,并对自闭症大脑形态学特征和基因表达进行关联分析研究。此外,还建立了自闭症亚型的个体化预测模型,找到与自闭症相关的中枢基因。相关富集结果揭示了自闭症关联基因参与的生物学过程和疾病潜在的生物标志物,为自闭症的早期诊断和个性化治疗提供了科学依据。