摘要:人类活动引起的气候变化正在改变控制全球和澳大利亚自然灾害特征的地球系统过程。对未来气候变化下的灾害进行模型预估对于有效适应气候变化至关重要。本文介绍了 BARPA-R(澳大利亚气象局大气区域预估),这是一个区域气候模型,旨在对澳大利亚地区的气候预估进行降尺度处理,以研究未来的灾害。BARPA-R 是一个有限区域模型,水平网格间距为 17 公里,利用了英国气象局统一模型 (MetUM) 大气模型和英国联合陆地环境模拟器 (JULES) 陆地表面模型。为了建立可信度并符合协调区域气候降尺度实验 (CORDEX) 的实验设计,BARPA-R 框架已用于降尺度 ERA5 再分析。本文对本次评估试验进行了评估。基于性能的评估结果以ERA5为基准,自由运行的BARPA-R模拟与受观测约束的再分析之间的性能相当,这被视为良好结果。首先,对BARPA-R对澳大利亚地表气温、降水和10米风场的表征进行检验,发现其总体性能良好,偏差包括每日最高气温1 ◦ C的冷偏差、昼夜温差减小以及澳大利亚内陆地区每月高达25毫米的湿偏差。每日最高气温的近期趋势与观测结果一致。
1 版权登记指南:包含人工智能生成材料的作品,37 CFR§202(2023)(讨论美国版权局目前的政策,即仅对非使用人工智能创作的作品部分授予版权保护)。2 美国宪法第 1 条,第 8 节,第 8 类。3 J AMES B OYLE 和 J ENNIFER J ENKINS,《知识产权:法律与信息社会——案例和材料》279(Balfour Smith 编辑,第 5 版,2021 年)。4 Eg、Nilofour Selvadurai 和 Rita Matulionyte,《重新考虑创造力:对使用人工智能生成的作品的版权保护》,15 J. I NTELL. P ROP. L. & P RAC。 536, 537 (2020);另请参阅周波,《人工智能与版权保护——中国法院的司法实践》,世界知识产权组织 (2019 年 11 月 24 日),https://www.wipo.int/export /sites/www/about-ip/en/artificial_intelligence/conversationipai/pdf/mschina1en.pdf [https://perma.cc/2KEV-TTG5]。5 请参阅孙浩辰,《人工智能时代的版权保护再设计》,107 I OWA L. R EV. 1213, 1217 (2022)(讨论授予人工智能生成的作品特殊权利,这将为这些作品提供保护,同时也平衡人工智能的不确定性)。
随着科技行业重大伦理问题的出现,例如加剧种族偏见的算法、网络虚假信息的传播以及大规模监控的扩大(Noble 2018;Vraga、Tully 和 Bode 2020;Zuboff 等人 2019),在人工智能 (AI) 课程中引入与伦理、公平、心理影响、社会和环境正义以及公平、多样性和包容性相关的主题非常重要。为了实现这一目标,我们必须研究教育工作者和机构如何让未来的毕业生做好准备,以识别和解决道德问题。学者们一致认为,工程和技术相关学科历史上孤立的伦理生态系统,加上工业界不负责任的技术设计加剧的持续社会不公,表明需要在工程课程中更加严格地纳入伦理内容 (Raji、Scheuerman 和 Amironesei 2021;Nasir 等人 2021;Antoniou 2021)。近年来,许多机构都开设了人工智能伦理课程;自 2019 年以来,教育工作者和研究人员从北美机构众包并编目了 400 多个人工智能和/或技术伦理(包括机器学习和人工智能算法内容)教学大纲 (Raji、Scheuerman 和 Amironesei 2021;Fiesler、Garrett 和 Beard 2020;Nasir 等人 2021)。教育工作者已经提出并实施了单独的模块、研讨会和启发式方法,以结合标准课程教授人工智能伦理(Cohen 等人,2021 年;Saltz 等人,2019 年;
摘要 过去十年,人们在识别用途更广泛的成簇规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 (Cas) 核酸酶及其功能变体以及开发精确的 CRISPR/Cas 衍生基因组编辑器方面取得了快速发展。基因组编辑器的可编程和强大特性为基础生命科学研究及其在生物医学创新和有针对性的作物改良等不同场景中的后续应用提供了有效的 RNA 引导平台。最重要的原则之一是以预期的方式引导基因组序列或基因的改变,而不会产生不良的脱靶影响,这在很大程度上取决于单向导 RNA (sgRNA) 指导的识别目标 DNA 序列的效率和特异性。经验评分算法和机器学习模型的最新进展促进了 sgRNA 设计和脱靶预测。在本综述中,我们首先简要介绍了 CRISPR/Cas 工具的不同特点,应考虑到这些特点以实现特定目的。其次,我们重点介绍在设计 sgRNA 和分析 CRISPR/Cas 诱导的靶向和脱靶突变中广泛使用的计算机辅助工具和资源。第三,我们对现有计算工具的局限性提供了见解,这将有助于该领域的研究人员进一步优化。最后,我们提出了一个简单但有效的工作流程,用于选择和应用基于网络的 CRISPR/Cas 基因组编辑资源和工具。
*Sarah Kamensky 是德保罗大学法学院三年级法学院学生,将于 2020 年 5 月获得法学博士学位。学位。毕业后,她将获得健康法证书,目前是《德保罗健康法杂志》的成员。1 当今美国的医疗保健系统中越来越多地反映出对改善医疗成本、质量、可及性和选择的担忧。正在进行的改革医疗保健系统的尝试集中在这些概念上,同时转变医疗保健提供和支付系统,以实现这些目标。B ARRY R. FURROW 等,《健康法:案例、材料和问题 1》(W. Acad.出版,第 8 版。2018 年);另请参阅《基于人工智能的系统如何改善医疗结果》,K NOWLEDGE @W HARTON(2018 年 12 月 12 日),http://knowledge.wharton.upenn.edu/article/ai-based-systems-can-improve-medical-outcomes/。2 Hannah R. Sullivan 和 Scott J. Schweikart,《当前的侵权责任理论是否足以解决人工智能造成的伤害?》,21 AMA J. E THICS 160, 160 (2019)。3 W. Nicholson Price II,《医疗保健中的人工智能:应用和法律含义》,14 S CI T ECH L AW 10, 10 (2017)。4 Sullivan & Schweikart,上文注 2,第 160、162、164 页。5 Chris Reed,《我们应该如何监管人工智能?,皇家学会出版社,2018 年 4 月29,第 1 页 https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsta.2017.0360。
摘要:能源百亿亿次地球系统模型 (E3SM) 项目是由美国能源部 (DOE) 开发的一项正在进行的、最先进的地球系统建模、模拟和预测项目。由于重点支持 DOE 的能源使命,了解和量化该模型模拟水循环过程的效果尤为重要。在这里,我们评估了 E3SM 1.0 版 (v1.0) 表示大气河流 (AR) 的能力,大气河流在水蒸气输送和降水中发挥着重要作用。将标准分辨率 (1 ◦ × 1 ◦ ) 下 E3SM 中与全球 AR 相关的特征和降水与现代时代回顾性研究和应用分析第 2 版 (MERRA2) 进行了比较。 E3SM 中的 AR 频率全球模式与 MERRA2 具有高度相关度(≥ 0.97),且年度、季度和不同集合成员之间的平均绝对误差(MAE;< 1%)较低。然而,存在一些大尺度条件偏差,导致 AR 偏差——其中最显著的是双热带辐合带 (ITCZ)、北半球和南半球冬季更强和/或向赤道方向移动的副热带急流,以及夏季北半球西风增强。通过比较仅大气和完全耦合的模拟,我们将偏差的来源归因于大气成分或耦合响应。使用 Dong 等人揭示的关系。 (2021),我们提供了证据表明,冬季北太平洋急流增强,夏季北半球西风增强,分别与E3SM的双ITCZ和相关的较弱的大西洋经向翻转环流(AMOC)有关,
摘要 - 采用抗量子的加密网络协议或量词后加密术(PQC)的问题对于使量子计算民主化至关重要。问题是紧迫的,因为实用的量子计算机将在未来几十年中打破经典的加密。过去的加密数据已经收集,可以在不久的将来被删除。采用后量子加密的主要挑战在于算法复杂性和硬件/软件/网络实现。现有网络基础设施将如何支持量子后加密术的宏伟问题仍未得到解答。本文描述了:i)在伊利诺伊大学Urbana-Champaign的NA型超级计算应用中心(NCSA)放置的新型量词后加密(PQC)网络仪器的设计; ii)关于PQC采用率的最新结果(安全壳 - SSH - SSH,运输层安全 - TLS等)。); iii)在关键科学应用中实施PQC的现状(例如Openssh或Scitokens); iv)抗量子的挑战; v)讨论潜在的新攻击。这是在国家规模的超级计算中心和织物测试台上对PQC采用的第一个大规模测量。我们的分析确定了迁移当前应用的途径,以备量子。我们的结果表明,只有Openssh和Google Chrome已成功实施了PQC,并获得了NCSA的OpenSSH连接的初始采用率为0.029%(20,556,816中的6,044个)来自主要的Internet Service Provers或诸如Oarnet,Google fiber liber wepp and,goog fiber webt(例如,Unigre Internet Service Service Provers)和U.Aarnet,Google fiber webs(U.S.) (瑞典),2023 - 2024年的总体采用率同比增长。
与疾病相关的人类遗传变异范围从单碱基对替换到兆碱基重复、缺失和重排 1-3 。可以在人类细胞中安装、纠正或补充这些致病变异的基因编辑方法有可能促进对遗传疾病的了解,也可能实现新的治疗方法 4、5。过去十年来,已经开发出几种基于 CRISPR-Cas 系统的哺乳动物细胞基因编辑方法 6,包括核酸酶 7-9 、碱基编辑器 10、11 和主要编辑器 12 ,每种方法都有可能解决一组已知的致病序列变化。CRISPR-Cas 核酸酶(如 Cas9)可用于通过创建导致不受控制的插入/缺失混合的 DSB 来破坏基因。此外,配对的 Cas9 核酸酶策略可以介导长度从约 50 到 > 100,000 个碱基对的基因组 DNA 序列的靶向删除 13 。通过提供线性供体 DNA 序列,可以通过末端连接或同源性定向修复 (HDR) 过程在单个切割位点或成对切割位点之间定向插入新的 DNA 序列 14, 15。单核酸酶和成对核酸酶编辑方法虽然用途广泛,但它们也存在相当大的缺点。DNA 供体敲入伴随着高效的 indel 副产物 16,因为在大多数细胞类型中,HDR 与末端连接过程相比通常效率低下 17, 18。使用成对核酸酶进行靶向删除会产生多种副产物 13, 19,而且缺失的精确位置受到 PAM 可用性的限制。此外,在靶位或脱靶位点的 DSB 可促进大面积缺失 20-22、染色体异常 23、24 和染色体碎裂 25。 DSB 倾向于生成不良副产物和染色体改变的复杂混合物 26 - 28,这在应用基于核酸酶的编辑来操作较大的 DNA 序列时带来了相当大的挑战,特别是在治疗环境中。
在原核生物和真核生物中,大多数已鉴定的离子泵 ATPase 属于以下三种结构类型之一。(i)F1Fo ATPase(F 型)存在于线粒体内膜(2)、叶绿体类囊体膜(3)和细菌细胞质膜(4)中。(ii)E1E2 ATPase(P 型)存在于真菌(5)、植物(6)和动物的细胞质膜中[包括 Na',K4-ATPase(7)和 H +,K + -ATPase(8)],以及肌细胞的肌浆网(Ca 2+-ATPase)(9)和细菌细胞质膜(K+-ATPase)(10,11)。 (iii) 已鉴定出第三类 ATPase(V 型),并从真菌和植物液泡(参考文献 12 及其中的参考文献)、包被囊泡(13、14)和嗜铬颗粒(15、16)的膜中部分纯化。正如 Mellman 等人(17)所建议的,我们使用术语“液泡 ATPase”来指代第三类 ATPase。F1Fo ATPase 通常使用 H+ 的电化学梯度(18)或偶尔使用 Na+ 梯度(19)来合成 ATP。这种类型的酶也表现出 ATPase 活性,在某些情况下仅在用蛋白酶活化后才表现出 ATPase 活性(20)。叠氮化物和 N,N'-二环己基碳二酰亚胺可抑制 F1Fo ATPase 的酶活性;寡霉素也可抑制线粒体 ATPase(21)。在 E1E2 ATPases 中,ATP 水解释放的能量与阳离子跨膜转运偶联。酶循环通过构象状态,包括形成磷酸化中间体。酶活性不受叠氮化物或寡霉素的影响,但被钒酸盐特异性抑制,在大多数情况下被 N-乙基马来酰亚胺和异硫氰酸荧光素抑制,而对于 Na4 ,K4-ATPase,则被乌巴因抑制 (5-11)。液泡 ATPases 似乎会水解 ATP,产生质子梯度,用于酸化细胞内区室 (12、17、22)。这组 ATP 酶因其抑制剂特异性而与其他两组 ATP 酶区分开来。液泡 ATPase 不受叠氮化物、寡霉素、钒酸盐或乌巴因的抑制。相反,
基因编辑是一种尖端技术,正在迅速重塑生物技术,医学和农业学科。遗传构成的精确改变需要在感兴趣的区域引入DNA病变,并利用DNA损伤响应和同源驱动的修复机制。DNA容易受到各种生理和病理因素的每日损害[1],导致DNA双链断裂(DSB)或单链断裂(SSB或Nick)可能会触发基因组恢复,如果未经修复或不正确地修复时[2]。这些事件可以触发下游过程,例如致癌或程序性细胞死亡[3]。为维持基因组完整性,维修机制网络已经发展,它们的激活是由内源性或外源性应激引起的DNA损伤类型决定的。基因编辑技术利用了此内在修复网络的功能来重写DNA。四个主要的编辑平台包括巨型核酸酶,锌纤维核酸酶(ZFN),转录激活剂样效应核酸酶(TALENS)和定期插入的短短圆锥形重复序列(CRISPR)。天然巨核触发了DNA损伤,但需要独特的识别序列才能进行动作,这使得很难找到目标区域特异性的endonucle-Ases [4]。重新设计核酸酶的努力导致了替代方案的发展,例如ZFNS和TALES,其中DNA结合结构融合到了FOKI限制酶的裂解结构域。这种大大改善了人类细胞和动物模型中的基因编辑,从而促进了基因编辑的治疗应用[5-8]。然而,可行性问题仍然无法解决,因为这些人工核酸酶除了随机的脱靶诱变外,还需要蛋白质工程的目标序列,这使整个过程中的目标序列的每一个变化都使整个过程都易于努力且昂贵[9]。包装和大型核酸酶的包装和交付也很困难,进一步限制了体内应用[7]。另一方面,CRISPR技术在编辑方式上具有非常重要的优势,因为它克服了每个新目标站点对蛋白质工程的需求,从而使其易于重编程[4]。但是,由于CRISPR会产生非专业的DSB,可以介绍 -