建立肽序列与原纤维形成之间的基本关系对于理解蛋白质错误折叠过程和指导生物材料设计至关重要。在这里,我们将全原子分子动力学(MD)模拟与人工intel-ligence(AI)相结合,以研究短肽序列排列的细微变化如何影响其形成原纤维的倾向。我们的结果表明,疏水残基的分布和电荷簇的分布很小,可以显着影响成核速率和跨β结构的稳定性。为了快速扩展此分析,我们开发了一个主动学习 - 增强的框架 - 用于分子动力学的机器学习(ML4MD),从而根据MD衍生的聚合数据迭代地完善了其预测。ML4MD有效筛选了许多肽排列,并指导发现先前未识别的原纤维式序列,从而在接收器操作特征(ROC)曲线(AUC)下达到0.939的接收器下方。总体而言,ML4MD通过将详细的原子模拟与快速和高敏锐的ML预测整合在一起,简化了淀粉样蛋白样肽的合理设计。
如分子生物学的中心教条所示,DNA,RNA和蛋白之间的相互作用是生物过程的基础。现代生物学预训练的模型在分析这些大分子方面取得了巨大的成功,但它们的感染性质仍未得到探索。在本文中,我们遵循Central Dogma的指导来重新设计数据和模型管道,并提供一个全面的框架,即生命代码,这些框架涵盖了不同的生物功能。至于数据流,我们提出了一条统一的管道来通过将RNA转录并反向翻译为基于核苷酸的序列来整合多词数据。至于模型,我们设计了一个密码子令牌和混合长期架构,以用遮罩的建模预训练编码编码和非编码区域的相互作用。通过编码序列对翻译和折叠过程进行建模,生命代码通过从现成的蛋白质语言模型中的知识分离来学习相应的氨基酸的蛋白质结构。这样的设计使生命代码能够在遗传序列中捕获复杂的相互作用,从而更全面地了解了与中央教条的多摩学。广泛的实验表明,生命代码在三个OMIC的各种任务上实现了状态绩效,突出了其进步多摩学分析和解释的潜力。
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通过挖掘现代数据库来寻找具有特定功能的蛋白质,可能会导致从医学和生物技术到Material Science的广泛领域的重大进步。当前可用的算法可以根据其序列或结构来挖掘蛋白质。然而,许多蛋白质的活性,例如酶和药物靶标,是由活性位点残基及其周围环境而不是蛋白质的整体结构或序列决定的。在这里,我们提出了ActSeek(一个由计算机视觉启发的快速程序),该程序搜索具有类似种子蛋白质的活性位点的蛋白质的结构数据库。ActSeek实施从Alphafold数据库中使用所需的活动站点环境开采Proinins。通过发现可用于生产可生物降解的塑料或降解塑料的酶以及对常见药物分子的潜在非目标,可以证明ActSeek为世界上最紧迫的挑战找到创新解决方案的潜力。
对可持续建筑材料的需求不断增长,导致人们对竹子的兴趣增加了替代钢,混凝土和木材等传统材料。本研究论文将竹子作为可持续建筑材料的生命周期评估(LCA),评估其在其生命周期的所有阶段的环境影响(包括原材料提取,制造,使用,使用和处置)。通过将竹子的环境足迹与传统建筑材料的占地面积进行比较,本研究旨在为其作为建筑行业的绿色替代品提供见解。LCA考虑了诸如能源消耗,温室气体排放,用水和资源耗尽等因素,从而对竹子的可持续性进行了全面评估。
对可持续建筑材料的需求不断增长,导致人们对竹子的兴趣增加了替代钢,混凝土和木材等传统材料。本研究论文将竹子作为可持续建筑材料的生命周期评估(LCA),评估其在其生命周期的所有阶段的环境影响(包括原材料提取,制造,使用,使用和处置)。通过将竹子的环境足迹与传统建筑材料的占地面积进行比较,本研究旨在为其作为建筑行业的绿色替代品提供见解。LCA考虑了诸如能源消耗,温室气体排放,用水和资源耗尽等因素,从而对竹子的可持续性进行了全面评估。
两次火星探测任务旨在利用拉曼光谱仪等仪器探测生物分子作为灭绝或现存生命的标志。然而,关于拉曼可检测生物分子在火星环境中的稳定性仍有许多未知数,这影响了对结果的解释。为了量化拉曼可检测生物分子的稳定性,我们将七种生物分子暴露在国际空间站外的模拟火星环境中 469 天。紫外线辐射 (UVR) 强烈改变了拉曼光谱信号,但当样品被屏蔽以免受紫外线照射时,只观察到微小的变化。这些发现为在火星地下寻找生物特征的火星任务操作提供了支持。该实验证明了在太空暴露后通过拉曼光谱在火星风化层类似物中检测生物分子的可检测性,并为在目标环境中建立经过太空验证的光谱生物特征综合数据库奠定了基础。
目前,该行业的技术投资分配过程似乎已经不足。生命科学技术领导者的13个百分点比跨部门平均水平低13个百分点,因为他们的组织决策过程通常会导致有价值的结果。该行业在整个方面的技术投资决策领导实践上也显着落后于跨部门的平均水平(请参阅相邻图表)。这些科技领导者不太可能遵循清晰,一致的流程,不太可能在投资时考虑主要利益相关者群体的需求,而使用竞争性基准的可能性也不太可能。
居住在贫困和低收入国家中的妇女更有可能因环境危害而造成不良影响。74怀孕开始时的女性健康,她的遗传构成也可以发挥作用。那些特别有风险的人包括居住在仍然被用来烹饪,热和轻型房屋的地区的妇女,因为这会产生高水平的家庭空气污染。75其他人特别有风险,是那些在富富菌素(一组霉菌毒素)污染食品作物的地区很常见的地区。妇女从事危险工作,没有足够的工作场所法规,例如非正式的电子垃圾回收,手工小规模的黄金开采以及使用农药的农业角色,也有很大的风险
长期的载人太空探索任务需要环境控制和封闭式生命支持系统 (LSS),该系统能够生产和回收资源,从而满足人类在恶劣的太空环境中生存的所有基本代谢需求,无论是在旅行期间还是在轨道/行星站。随着任务距离地球越来越远,这将变得越来越必要,从而限制了从地球补给资源的技术和经济可行性。需要将生物元素进一步融入最先进的(主要是非生物的)LSS,从而形成生物再生 LSS (BLSS),以实现额外的资源回收、食品生产和废物处理解决方案,并使前往月球和火星的任务更加自给自足。有一整套功能对于维持人类在低地球轨道 (LEO) 的存在以及在月球或火星上成功定居至关重要,例如环境控制、空气再生、废物管理、供水、食品生产、舱室/栖息地增压、辐射防护、能源供应以及交通、通信和娱乐手段。在本文中,我们重点关注空气、水和食品生产以及废物管理,并讨论辐射防护和娱乐的一些方面。我们简要讨论了现有知识,强调了尚未解决的差距,并提出了短期、中期和长期内可能进行的未来实验,以实现载人航天探索的目标,同时也可能给地球带来好处。