摘要 20 世纪中叶,两门新的科学学科强势崛起:分子生物学和信息通信理论。起初,两者的相互影响十分深刻,以至于遗传密码这一术语被普遍接受用来描述 mRNA 三联体(密码子)作为氨基酸的含义。然而,如今,这种协同作用并未充分利用这两门学科的飞速发展,而是带来了更多的挑战而不是答案。这些挑战不仅具有重大的理论意义,而且代表了下一代生物学不可避免的里程碑:从个性化基因治疗和诊断到人工生命,再到生物活性蛋白质的生产。此外,这一问题与理论生物学所需的范式转变密切相关,这种转变早已开创,需要生物学领域以外的学科共同做出贡献。信息作为概念隐喻的使用需要转化为定量和预测模型,这些模型可以通过经验检验并以统一的视角进行整合。要成功完成这些任务,需要采取广泛的多学科方法,包括人工生命研究人员来解决这一问题。
转座因子 (TE) 是真核生物基因组中不可或缺的组成部分,在基因调控、重组和环境适应中发挥着多种作用。它们在基因组内移动的能力导致基因表达和 DNA 结构变化。TE 是遗传和进化研究的宝贵标记,有助于遗传图谱和系统发育分析。它们还通过促进基因重排(导致新的基因组合)来深入了解生物体如何适应不断变化的环境。这些重复序列对基因组结构、功能和进化有重大影响。本综述全面介绍了 TE 及其在生物技术中的应用,特别是在植物生物学中,由于其广泛的功能,它们现在被认为是“基因组黄金”。本文讨论了 TE 在植物发育中的各个方面,包括其结构、表观遗传调控、进化模式以及它们在基因编辑和植物分子标记中的应用。目标是系统地了解 TE 并阐明它们在植物生物学中的多种作用。
R 环是一种非典型的三链核酸结构,包含一段 RNA:DNA 杂合体和一个不成对的单链 DNA 环。R 环具有生理相关性,可作为基因表达、染色质结构、DNA 损伤修复和 DNA 复制的调节剂。然而,非计划和持续的 R 环具有诱变性,可介导复制-转录冲突,如果不加以控制,会导致 DNA 损伤和基因组不稳定。详细的转录组分析表明,85% 的人类基因组(包括重复区域)都具有转录活性。这预示着 R 环管理在基因组的调控和完整性中起着核心作用。预计此功能对占人类基因组 75% 的重复序列具有特别的相关性。在这里,我们回顾了 R 环对着丝粒、端粒、rDNA 阵列、转座因子和三联体重复扩增等重复区域的功能和稳定性的影响,并讨论了它们与相关病理状况的相关性。
淀粉样蛋白功能材料由淀粉样蛋白纤维结构块制成,这些结构块由淀粉样蛋白天然蛋白或合成肽体外生产,具有多种功能,包括环境科学和生物医学、纳米技术和生物材料。然而,淀粉样蛋白的可持续和可负担来源仍然是大规模应用的瓶颈,迄今为止,人们的兴趣仍然主要局限于基础研究。植物来源的蛋白质因其天然丰富和对环境的影响小而成为理想的来源。在此,燕麦球蛋白(燕麦植物的主要蛋白质)被用于生产高质量的淀粉样蛋白纤维和基于其的功能材料。这些纤维显示出丰富的多链带状多态性和具有不可逆和可逆途径的纤维化过程。此外,作者还制造了燕麦淀粉样蛋白气凝胶、薄膜和膜,可用于水净化、传感器和图案化电极。展示了燕麦淀粉样蛋白相对于其他蛋白质来源的可持续性足迹,有望为先进材料和技术提供一个环境高效的平台。
哺乳动物的视觉系统由平行的分层专业途径组成。不同的途径在使用更适合支持特定下游行为的表示形式方面是专门的。在特定的情况下,最清楚的例子是视觉皮层的腹侧(“ What what”)和背(“ Where”)途径的专业化。这两种途径分别支持与视觉识别和运动有关的行为。至今,深度神经网络主要用作腹侧识别途径的模型。但是,尚不清楚是否可以使用单个深ANN对两种途径进行建模。在这里,我们询问具有单个损失函数的单个模型是否可以捕获腹侧和背途径的特性。我们使用与其他哺乳动物一样的小鼠的数据探讨了这个问题,这些途径似乎支持识别和运动行为。我们表明,当我们使用自我监督的预测损失函数训练深层神经网络体系结构时,我们可以在拟合鼠标视觉皮层的其他模型中胜过其他模型。此外,我们可以对背侧和腹侧通路进行建模。这些结果表明,应用于平行途径体系结构的自我监督的预测学习方法可以解释哺乳动物视觉系统中看到的一些功能专业。
抽象可解释的人工智能(XAI)在实现明智决定的过程中发挥了作用。现代各种供应链(SC)平台的出现改变了SC相互作用的性质,导致了显着的不确定性。这项研究旨在对现有的有关决策支持系统(DSS)的文献进行彻底分析,并在SC领域内对XAI功能的结合。我们的分析揭示了XAI对SC领域决策过程的影响。本研究利用Shapley添加说明(SHAP)技术使用Python机器学习(ML)过程分析在线数据。解释性算法是专门为通过为其产生的预测提供理由来提高ML模型的清醒性的。本研究旨在建立可衡量的标准,以识别XAI和DSS的组成部分,从而在SC的背景下增强决策。这项研究评估了对他们做出预测的能力,在线数据集的利用,所检查的变量数量,学习能力的发展以及在决策背景下进行验证的研究,强调了需要在不确定条件下涉及智能决策的其他探索领域的研究领域。
A multifunctional chemical toolbox to engineer carbon dots for biomedical and energy applications Luka Ðorđević,* 1,4,5 Francesca Arcudi,* 1,4,5 Michele Cacioppo, 1,2 and Maurizio Prato* 1,2,3 1 Department of Chemical and Pharmaceutical Sciences, INSTM UdR Trieste, University of Trieste, Trieste, Italy 2 Center用于生物材料的合作研究(CIC Biomagune),巴斯克研究与技术联盟(BRTA),西班牙唐诺斯蒂亚·圣塞巴斯蒂亚(Donostia sanSebastián),西班牙3巴斯克科学基金会,伊克尔巴斯克,西班牙ikerbasque,西班牙,西班牙4号地址:现任地址:伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊州北部的著作:阿库迪。电子邮件:dordevic.luka@gmail.com; francescarcudi@gmail.com; prato@units.it光致发光的碳纳米材料或碳点(CD)是一类新兴材料,最近引起了对生物医学和能源应用的极大关注。 它们由<10 nm的特征大小,基于碳的核心,以及在其表面添加各种功能组以进行目标应用的可能性。 这些纳米材料具有许多有趣的物理化学和光学特性,包括可调的光发射,分散性和低毒性。 在这篇综述中,我们将化学工具如何影响CD的性质进行分类。 我们寻找用于制备CD及其衍生物或复合材料的合成后方法。 然后,我们展示了相关的示例,以将结构,组成和功能相关联,并使用它们来讨论此类纳米材料的未来发展。电子邮件:dordevic.luka@gmail.com; francescarcudi@gmail.com; prato@units.it光致发光的碳纳米材料或碳点(CD)是一类新兴材料,最近引起了对生物医学和能源应用的极大关注。它们由<10 nm的特征大小,基于碳的核心,以及在其表面添加各种功能组以进行目标应用的可能性。这些纳米材料具有许多有趣的物理化学和光学特性,包括可调的光发射,分散性和低毒性。在这篇综述中,我们将化学工具如何影响CD的性质进行分类。我们寻找用于制备CD及其衍生物或复合材料的合成后方法。然后,我们展示了相关的示例,以将结构,组成和功能相关联,并使用它们来讨论此类纳米材料的未来发展。
基因组结构变体,包括缺失,重复,反演和遗传序列的易位,是遗传多样性的丰富资源。特别是,大西洋鲑鱼基因组显示出基因组结构变异的极端水平,这可能是由于它们最近的全基因组重复的独特历史所致。大西洋鲑鱼基因组中的结构变异是进化基因组学和水产养殖基因组学中最有希望的边界之一。然而,由于其复杂的性质,以及结构变体如何以功能优势驱动适应性进化,这尚待澄清。
染色质是携带DNA序列的基因组的物理底物,并确保其在细胞核中的适当功能和调节。虽然在编程的细胞过程(例如开发)过程中染色质的动力学知之甚少,但染色质在经验依赖性功能中的作用仍未得到很好的定义。积累的证据表明,在脑细胞中,环境刺激可以触发可能影响未来转录程序的染色质结构和三维(3D)组织的长期变化。本综述描述了最新发现,表明染色质在细胞记忆中起着重要作用,尤其是在维持大脑中先前活性痕迹中。受到免疫和上皮细胞发现的启发,我们讨论了潜在的机制及其对健康和疾病中经验依赖性转录调控的影响。我们通过提出染色质的整体观点作为分子底物的整体观点,以整合和同化环境信息,这可能构成未来研究的概念基础。
他获得了博士学位。学位于2010年,在:化学技术与冶金学大学(UCTM) - 索菲亚(Bulgaria)的硅酸盐技术,结合材料和高温可融合的非金属材料领域的领域。 他的博士学位论文的标题为:“纳米复合材料混合涂料的调查和评估以保护腐蚀”。 他获得了硕士学位 在2004年获得UCTM – Sofia的冶金学和材料科学学院的化学工程学位,具有硅酸盐材料的专业,其论文的标题是:详细和表征带有perovskite结构的红色陶瓷色素,在Uji - Castellon(Spain)也呈现。 他的学士学位 论文于2002年在同一所大学发表,并致力于:“通过固定的光敏剂对饮料水进行灭菌”。 如今,他是8本书的作者,以及70多个出版物(H-Index 13和660引用),与先进的腐蚀保护系统,陶瓷材料回收,喷雾热解合成和陶瓷传感器元素有关。他获得了博士学位。学位于2010年,在:化学技术与冶金学大学(UCTM) - 索菲亚(Bulgaria)的硅酸盐技术,结合材料和高温可融合的非金属材料领域的领域。他的博士学位论文的标题为:“纳米复合材料混合涂料的调查和评估以保护腐蚀”。他获得了硕士学位在2004年获得UCTM – Sofia的冶金学和材料科学学院的化学工程学位,具有硅酸盐材料的专业,其论文的标题是:详细和表征带有perovskite结构的红色陶瓷色素,在Uji - Castellon(Spain)也呈现。 他的学士学位 论文于2002年在同一所大学发表,并致力于:“通过固定的光敏剂对饮料水进行灭菌”。 如今,他是8本书的作者,以及70多个出版物(H-Index 13和660引用),与先进的腐蚀保护系统,陶瓷材料回收,喷雾热解合成和陶瓷传感器元素有关。在2004年获得UCTM – Sofia的冶金学和材料科学学院的化学工程学位,具有硅酸盐材料的专业,其论文的标题是:详细和表征带有perovskite结构的红色陶瓷色素,在Uji - Castellon(Spain)也呈现。他的学士学位论文于2002年在同一所大学发表,并致力于:“通过固定的光敏剂对饮料水进行灭菌”。如今,他是8本书的作者,以及70多个出版物(H-Index 13和660引用),与先进的腐蚀保护系统,陶瓷材料回收,喷雾热解合成和陶瓷传感器元素有关。
