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重组纤维素酶和蛋白酶在土著蜡状芽孢杆菌菌株中的同时表达
背景：基因操作在微生物中有着广泛的应用。通过基因操作和基因编辑，可以构建多功能菌株，同时生产包括酶在内的多种工业生物材料。目的：根据纤维素酶在包括食品工业在内的各个行业中的重要性，本研究旨在通过基因操作在土著蜡状芽孢杆菌EG296菌株中生产纤维素酶。材料与方法：采用SOEing PCR扩增位于蜡状芽孢杆菌蛋白酶基因（aprE）调控上游和下游区域之间的枯草芽孢杆菌168纤维素酶基因，并通过自然转化转化为蜡状芽孢杆菌EG296。在筛选出具有纤维素酶活性的菌株后，通过同源重组从转化子的基因组中删除scoC基因（aprE基因的负转录调控因子），以同时提高纤维素酶和蛋白酶活性。结果：蜡状芽孢杆菌基因组中引入纤维素酶基因，纤维素酶活力约为0.61 u.mL -1 。通过scoC基因缺失，蛋白酶活力由230 u.mL -1 提高到363.14 u.mL -1 ，同时，在蛋白酶启动子调控下的纤维素酶活力也由0.61 u.mL -1 提高到0.78 u.mL -1 。蜡状芽孢杆菌表达的纤维素酶和蛋白酶的不稳定性指数分别为26.16和20.18，远低于40的阈值，因此两种酶均比较稳定。结论：获得了1株能够生产和分泌两种重要工业胞外酶（纤维素酶和蛋白酶）的基因工程菌株，且后续纯化工艺简单。
定期调制的石墨烯中的横向电面等离子体偏振子
石墨烯中的表面等离子体极化子（SPP）是理论和实验研究的一个有趣领域，尤其是在石墨烯层中支持具有横向电动（TE）极化的SPP的可能性[1]。最近，使用复杂的频率方法在非零温度下[2]的扩展频率范围显示，显示了TE SPP在非零的频率范围中存在，该方法使用复杂的频率方法模拟具有时间衰减的开放系统。由于石墨烯的电导率很小，与细胞结构常数成正比[1]，TE SPP频率色散非常接近光线，但由于其分散曲线位于光线下方，因此无法通过外部入射的光激发TE SPP。石墨烯以其光导率的可调节性而闻名，它通过应用合适的栅极电压来诱导易于易于的化学电位[3]。这是因为电子过渡出现在k点附近[4]，其中电子色散是线性的，状态的密度消失。诸如光学调节剂[5]和极化器[6]等设备以及吸收增强设备[7，8]，从这种可调性中受益，该可调性与石墨烯中TE SPP的存在一起，为等离子应用提供了令人兴奋的前景[9]。此外，使用定期石墨烯的结构打开了应用磁场时产生拓扑等离子状态的可能性[10-13]。已经研究了石墨烯[14 - 17]的周期性等离子结构，甚至是周期性石墨烯条的多层堆栈[18-22]。堆叠石墨烯二级层对横向磁性（TM）SPPS性质的影响也具有
利用 CRISPR-Cas9 敲除 FAD2 基因提高六倍体亚麻荠籽油中单不饱和脂肪酸含量
种子油可用作食用油，也越来越多地用于工业用途。尽管高油酸种子油更适合工业用途，但大多数种子油富含多不饱和脂肪酸 (PUFA)，而油酸等单不饱和脂肪酸 (MUFA) 含量较低。亚麻荠油是一种新兴的油籽作物，种子含油量高，且能抵抗环境压力，其含有 60% 的 PUFA 和 30% 的 MUFA。六倍体亚麻荠携带三种 FAD2 同源物，编码脂肪酸去饱和酶 2 (FAD2)，负责从油酸合成亚油酸。在本研究中，为了增加亚麻荠籽油中的 MUFA 含量，我们通过 CRISPR-Cas9 介导的基因编辑生成了 CsFAD2 敲除植物，使用包含 DsRed 作为选择标记的 pRedU6fad2EcCas9 载体、用于驱动覆盖三个 CsFAD2 同源物共同区域的单个向导 RNA (sgRNA) 的 U6 启动子以及用于驱动 Cas9 表达的卵细胞特异性启动子。我们使用来自转化亚麻荠叶片的基因组 DNA 通过 PCR 分析了 CsFAD2 同源物特异性序列。三对 FAD2 同源物的敲除导致矮小的丛生表型，但大大提高了种子中的 MUFA 水平（提高了 80%）。然而，具有两对 CsFAD2 同源物的转化子被敲除，但另一对野生型杂合子显示正常生长，种子 MUFA 产量增加了 60%。这些结果为通过基因组编辑影响多倍体作物生长的基因代谢工程提供了基础。
通过 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑在水稻中创造香味基因 OsBADH2 的新等位基因
稻米的香味是决定其可接受性和市场竞争力的关键品质性状。对稻米香味的深入研究发现，甜菜碱醛脱氢酶（OsBADH2）的突变导致稻米产生香味。CRISPR/Cas9 系统等基因编辑技术为通过定点诱变加速改善稻米品质开辟了新途径。在本研究中，我们利用 CRISPR/Cas9 工具创建 OsBADH2 的新等位基因，从而将香味引入优良非芳香水稻品种 ASD16。使用针对 OsBADH2 第 7 外显子中 sgRNA 侧翼区域的引物对假定的转化子进行 PCR 分析，发现 T 0 代中有 37.5% 的潜在多等位基因突变。对 T 0 系叶片进行感官评价测试，鉴定出属于五个独立产生香味事件的十三个系。这些芳香 T 0 系的序列分析确定了 22 种不同类型的突变，这些突变位于 sgRNA 区域的 -17 bp 至 +15bp 范围内。品系 #8-19 中的 -1/-2 bp 缺失和品系 #2-16 中的 -8/-5 bp 缺失产生了强烈的香气，并且该表型在 T 1 代中稳定遗传。比较挥发性谱检测发现品系 #8-19 的 T 1 子代谷粒中存在新的芳香化合物，即吡咯烷、吡啶、吡嗪、吡嗪和吡唑。这项研究证明了使用 CRISPR/Cas9 创造 OsBADH2 的新等位基因可将香气引入任何非芳香水稻品种。
协议
协议＃：PI具有38年的尿素发育性大肠杆菌和其他BSL-2细菌物种的经验。过去，PI遵循了有关BSL-2生物安全预防措施的NIH指南。PI使用BSL-2细菌进行了38年的分子操作经验。重组质粒的构建用于创建大肠杆菌重组质粒，毒力因子基因将在4014 PSSC中的大肠杆菌菌株NU149或UTI89 DNA中放大PCR。每种PCR产物的设计将具有限制性核酸内切酶位点，将DNA侧翼的固定在PPP2-6，PCRISPPATHBRICK或PMMB91中。将使用适当的限制性核酸内切酶切割DNA，并与质粒DNA连接，还可以用适当的限制性核酸内切酶切割。连接的DNA将转化为大肠杆菌DH5α细胞，为PPP2-6和PCRISPPHATHBRICK质粒选择PMMB91质粒或氯霉素的氨苄西林抗性。含有正确的毒力因子基因的转化子将通过限制性核酸内切酶消化验证。验证后，将纯化的质粒DNA被电穿孔到大肠杆菌NU149或UTI89中。电穿孔比色杯可单一使用，并将其放入高压釜袋中。菌落将在含有氯霉素或氨苄青霉素的Luria琼脂板（LA）板上选择。使用后，板将被丢入高压釜袋中，用于使用高压灭菌。先前的研究表明，大肠杆菌可以自然对氯霉素和氨苄青霉素产生抗性。
GERVASI HERRANZ 的实验室
GERVASI HERRANZ 多功能氧化物和复合结构实验室，巴塞罗那材料科学研究所 ICMAB-CSIC，UAB 校区，E-08193 Bellaterra，加泰罗尼亚，电话：+34 93 580 18 53（分机 357）传真：+34 93 580 57 29；gherranz@icmab.cat 我是一名凝聚态物理学家，在巴塞罗那材料科学研究所 (ICMAB) 从事材料科学、量子传输和纳米光子学研究，该研究所隶属于西班牙国家研究委员会 (CSIC)。我于 2008 年获得现职，最近晋升为 CSIC 科学研究员。加入 CSIC 之前，我曾在 Unité Mixte Physique-CNRS Thalès 担任了四年（2004-2008 年）的博士后，在 Albert Fert 教授（2007 年诺贝尔物理学奖获得者）的指导下从事自旋电子学研究。我的研究。过渡金属氧化物是一类强关联系统，其潜力促使我的研究寻找电子学和光子学领域的基础发现和应用途径。这些材料以其丰富多样的物理特性而著称，这些特性来自于不同能量尺度的微妙平衡。这使得它们特别容易受到外界扰动的影响，从而引起不同电子相（磁性、铁电性或超导性）之间的转变。沿着这些思路，我的科学活动导致了与 LaAlO 3 /SrTiO 3 界面处氧化物量子阱（QW）中的量子传输相关的基础发现。这涉及到对这些 QW 的基本理解（PRL 2007、Nat. Mater. 2008、PRL 2017）以及在非常规晶体取向上对这些 QW 的开创性发现（Sci. Rep. 2012、PRL 2014）。这些意想不到的 QW 导致了与低维超导和 Rashba 自旋轨道耦合（Nat. Comms. 2015、Nat. Mater. 2019）相关的进一步发现以及不寻常的光传输（PRL 2020）的发现。我致力于深入了解许多其他氧化物，并与其他团队合作，例如，对 SrTiO 3 表面 QW 的子带结构（Nature 2011）或某些锰氧化物中的拓扑霍尔效应（Nat. Phys. 2019）的基本知识做出了贡献。与此同时，我的好奇心也一直伴随着对光与物质相互作用的研究，特别是在光子和等离子体晶体中（ACS Nano 2011、Nanoscale 2012、Opt. Express 2018）。我对这个领域的兴趣促使我对锰氧化物中极化子动态传输的理解做出了重要贡献（PRB 2009、PRB 2014），这导致了自旋相关极化子传输的发现（PRL 2016）。与这个领域相关的发现是我提出锰氧化物作为量子计算潜在材料的基础，本项目概述了这一观点。我的活动。在过去的 10 年里，我指导了七篇博士论文，还有一篇目前正在指导中。在同一时期，我指导过两名博士后（一名在 2011-11 年，一名在 2017-2020 年担任 MSCA-IF 研究员）。自 2009 年以来，我发表了 20 多次受邀演讲（包括 2009 年和 2015 年 APS 三月会议、2013 年 MRS 春季会议、2018 年 E-MRS 秋季会议、2010 年和 2019 年 SPIE 光子学会议、2012 年 MMM-Intermag 会议、2019 年和 2020 年 META 会议）和 60 多次口头交流。我是光子学（Royal Soc. Of Chem. 编辑，2013 年，ISBN：978-1-84973-653-4）和 2DEG（《氧化物自旋电子学》，Pan Stanford Publishing，2019 年，ISBN 9814774995）领域的两本书章节的合著者。我曾组织过 MRS 春季和 EMRS 研讨会（MRS 春季 2011 和 2013 以及 E-MRS 春季 2015），并参与组织了 2011 年国际氧化物电子学校（法国卡尔热斯）。我曾在以下学校授课
纳米光子学的最新趋势
纳米技术的近期爆炸性生长受到快速发展的纳米技术的点燃，这表明光表现出非凡的光 - 与亚波长度尺度结构的物质相互作用。这种异国情调的行为不仅表现出寻找前所未有的光学的重要性，而且还暗示了在可见范围内实现现实世界应用的可能性。的确，纳米光子学的最新进展表明，基于纳米光子的设备和应用可能是以紧凑的方式替换常规笨重的光学组件的有力候选者。国际超材料，光子晶体和血浆（META）是纳米光子学研究的年度会议。它尤其涵盖了超材料，光子晶体，血浆和纳米光子设备和应用的各种研究。最新的会议是Meta'21，是由于1921年7月20日至23日大流行而在网上举行的，纳米光子学，超材料和相关主题的最新发展在世界范围内。此特刊“纳米光学的最新趋势”介绍了会议中的邀请和精选研究和审查文章的集合。等离子体学是纳米光子学的主要分支，处理表面等离子体，即金属 - 介电接口处电子的集体振荡。Kim等。 [1]在超短时尺度（〜飞秒或更少），所谓的超快等离子体学评论等离震源。 Menabde等。 Xu等。 等离子间的两个主要特征是严格的场限制和现场增强。Kim等。[1]在超短时尺度（〜飞秒或更少），所谓的超快等离子体学评论等离震源。Menabde等。 Xu等。 等离子间的两个主要特征是严格的场限制和现场增强。Menabde等。Xu等。 等离子间的两个主要特征是严格的场限制和现场增强。Xu等。等离子间的两个主要特征是严格的场限制和现场增强。在两个选定的示例中，对超快等离子体学的基本原理和最新成就进行了广泛的综述：强结构物理学和超压缩光谱。[2]对图像极化子进行了全面的综述，这是一种新型的极化模式，当材料靠近高度导电材料（以范德华的晶体形成）时，它与镜像结合。作者描述了图像极化子和各种范德华晶体的分散体，包括双曲线和非局部特征以及实验突破。[3]提出了一种平衡 - 热动力计算方法，以推广先前报道的理论以计算浆质电位。为了提高应用范围和先前模型的准确性，作者引入了一种等效的波长方法来估计吸收横截面并结合了等离激元的局部加热。广义方法可以量化非MIE谐振等离子系统中的等离子电势，而常规方法仅适用于MIE谐振系统。前者实现隐藏的光 - 物质相互作用[4]。Sakai等。 证明，由金四聚体组成的等离激元纳米结构可以在纳米级区域内用四极性弹药挤压结构光。 这种结构化的光紧密结合在等离激元纳米结构中，使作者能够访问由于长度尺度不匹配而禁止的多极转变。 Baghramyan和Ciracì[5]使用量子流体动力学理论评估发射极的荧光增强，并与矛盾Sakai等。证明，由金四聚体组成的等离激元纳米结构可以在纳米级区域内用四极性弹药挤压结构光。这种结构化的光紧密结合在等离激元纳米结构中，使作者能够访问由于长度尺度不匹配而禁止的多极转变。Baghramyan和Ciracì[5]使用量子流体动力学理论评估发射极的荧光增强，并与同时，已知后者，即等离子纳米结构附近的领域增强，可以加速附近发射器的自发发射，但同时表现出淬灭作用。
化学部：精选参考文献 6121 ...
化学部门：精选参考文献 6121 光谱学和动力学 Dunkelberger, AD; Ratchford, DC; Grafton, AB; Breslin, VM; Ryland, ES; Katzer, DS; Fears, KP; Weiblen, RJ; Vurgaftman, I.; Giles, AJet al. 超快主动调节 Berreman 模式。ACS Photonics 2020, 7 (1), 279；https://doi.org/10.1021/acsphotonics.9b01578 Dunkelberger, AD; Ellis, CT; Ratchford, DC; Giles, AJ; Kim, M.; Kim, CS; Spann, BT; Vurgaftman, I.; Tischler, JG; Long, JPet al. 通过载流子光注入主动调节表面声子极化子共振。 Nature Photonics 2018, 12 (1), 50; https://doi.org/10.1038/s41566-017-0069-0 Grafton, AB; Dunkelberger, AD; Simpkins, BS; Triana, JF; Hernández, FJ; Herrera, F.; Owrutsky, JC 硝普钠中的激发态振动-极化子跃迁和动力学。Nature Communications 2021, 12 (1), 214.；https://doi.org/10.1038/s41467-020-20535-z Klug, CA; Miller, JB 自动检测宽 NMR 谱：顺磁性 UF4 的 19F NMR 和负载型 Pt 催化剂的 195Pt NMR。固态核磁共振 2018，92，14-18；https://doi.org/10.1016/j.ssnmr.2018.03.006 Maza, WA；Pomeroy, ED；Steinhurst, DA；Walker, RA；Owrutsky, JC 固体氧化物燃料电池合成气运行中硫污染的光学研究。电源杂志 2021，510，230398；https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230398 6123 材料合成与加工 Chaloux, BL；Yonke, BL；Purdy, AP；Yesinowski, JP；Glaser, ER；Epshteyn, A.； P(CN)3 碳磷氮化物前体扩展固体材料化学，2015, 27 (13), 4507–4510；https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b01561 Epshteyn, A.; Garsany, Y.; More, KL; Jain, V.; Meyer III, HM; Purdy, AP; Swider-Lyons, KE；通过将催化剂纳米粒子粘附固定在石墨碳载体上来提高电催化剂耐久性的有效策略，ACS Catalysis 2015, 5 (6), 3662–3674； https://doi.org/10.1021/cs501791z Maza, WA、Breslin, VM、Owrutsky, JC、Pate, BB、Epshteyn, A、水合电子的纳秒瞬态吸收和线性全氟烷基酸和磺酸盐的还原，环境科学技术快报，2021，8，7，525-530；https://doi.org/10.1021/acs.estlett.1c00383 MT Finn、BL Chaloux 和 A. Epshteyn，探索反应条件对声化学生成的 Ti-Al-B 燃料粉末形态和稳定性的影响，能源与燃料，2020，34，11373-11380； https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c01050 MD Ward、BL Chaloux、MD Johannes 和 A. Epshteyn，《硼硫酸铵中的便捷质子传输——一种适用于中温的未加湿固体酸聚电解质》，《先进材料》，2020 年，2003667；https://doi.org/10.1002/adma.202003667 6124 材料应用概念 Thum, MD；Casalini, R.；Ratchford, D.；Kołacz, J.；Lundin, JG，通过表面诱导无序实现的液晶芯纳米纤维的光致变色相行为。J. Mat. Chem. C，2021，9，12859-12867；https://doi.org/10.1039/D1TC02392F Giles, SL；Sousa-Castillo, A.；Santiago, EY；Purdy, AP；Correa-Duarte, MA；Govorov, AO；Baturina, OA 使用 SiO2-TiO2 复合颗粒和空气进行有害硫化物 2-氯乙基乙基硫化物的可见光驱动氧化。胶体界面科学通讯，2021，41，100362；https://doi.org/10.1016/j.colcom.2021.100362
用于人类基因组的强大且多功能的阵列文库...
图 1. APPEAL 克隆。A、从载体 pYJA5 中去除氨苄青霉素抗性基因 (AmpR)。sgRNA1-4 和甲氧苄啶抗性基因 (TmpR) 与三个不同的 PCR 扩增子融合。所有元件均经过 Gibson 组装以形成 4sgRNA-pYJA5 质粒，并用甲氧苄啶筛选转化子。描绘了 4sgRNA-pYJA5 全质粒和 4sgRNA 盒的详细结构。LTR，长末端重复；Ψ，包装信号序列；PB，piggyBac 转座子元件；PuroR，嘌呤霉素抗性元件；hU6、mU6、hH1 和 h7SK 是普遍表达的 RNA 聚合酶 III 启动子；sg，sgRNA。 B、转化大肠杆菌并进行甲氧苄啶筛选后，代表性 pYJA5 限制性片段、3 片段 PCR 和 APPEAL 克隆产物的单菌落 PCR。Bbs I 消化 pYJA5 产生约 1 千碱基 (kb) 的 AmpR 元件条带和约 7.6 kb 的线性化载体条带（左）。使用相应的 sgRNA 引物进行 PCR 后，三个扩增子在琼脂糖凝胶上分别显示预期的 761、360 和 422 bp 大小（中）。使用转化细菌平板中 APPEAL 克隆产物 4sgRNA 盒两侧的引物进行单菌落 PCR 始终产生预期大小（2.2 kb，右）。 C ，8 个具有不同 4sgRNA 序列的独立 APPEAL 实验中正确、重组和突变 4sgRNA 质粒的百分比（每个实验测试 ≥22 个菌落）。D ，四个 APPEAL 实验中正确、重组和突变 4sgRNA 质粒的百分比。每个点代表一个由八个菌落组成的独立生物复制品（n=24；平均值 ± SEM）。E ，高通量格式的 APPEAL 克隆时间线（h：小时；d：天）。
使用笨重的十字架基掺杂剂在无定形半导体聚合物中产生移动电荷载体
摘要：共轭聚合物是多种下一代电子设备中使用的多功能电子材料。这种聚合物的效用在很大程度上取决于其电导率，这既取决于电荷载体（极性）的密度和载体迁移率。载流子的迁移率又受极性柜台和掺杂剂之间的分离而在很大程度上控制，因为柜台可以产生库仑陷阱。在先前的工作中，我们显示了基于十二烷（DDB）簇的大掺杂剂能够减少库仑结合，从而增加晶状体（3-己基噻吩-2,5-二苯基）的载流子迁移率（P3HT）。在这里，我们使用基于DDB的掺杂剂研究化学掺杂的降级（RRA）P3HT的极化子 - 反子分离的作用，这是高度无定形的。X射线散射表明，DDB掺杂剂尽管大小较大，但在掺杂过程中可以部分订购RRA P3HT，并产生与DDB掺杂的RR P3HT相似的掺杂聚合物晶体结构。交替场（AC）霍尔测量值还确认了类似的孔迁移率。我们还表明，大型DDB掺杂剂的使用成功降低了无定形聚合物区域的极性和柜台的库仑结合，从而在RRA P3HT膜上呈77％的掺杂效率。DDB掺杂剂能够生产具有4.92 s/cm电导率的RRA P3HT膜，该值比3,5,6-Tetrafluoro-7,7,7,8,8-8,8-四乙酸氨基甲烷（F 4 TCNQ）（F 4 TCNQ），传统的载量约为200倍。这些结果表明，在共轭聚合物的无定形和半晶体区域量身定制掺杂剂，是增加可实现的聚合物电导率的有效策略，尤其是在具有随机区域化学的低成本聚合物中。结果还强调了掺杂剂的大小和形状对于产生能够在较少有序的材料中电导的库仑未结合的移动极性的重要性。