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全球经济论文：通往 2075 年的道路 — 全球增长放缓，但融合仍未改变
联合国人口预测表明，到 2075 年，人口增长将降至接近零（图表 2）。虽然此前已经预见到了部分放缓，但人口预测也正在下调（目前预计全球人口将达到 100 亿左右的峰值，此前预计将升至 110 亿以上）。这是一个“好问题”，因为全球人口控制是长期环境可持续性的必要条件。然而，这种对人口增长放缓和人口老龄化的调整带来了许多经济挑战（最明显的是医疗保健和退休成本的上升）。未来几十年，人口老龄化对发达国家和新兴市场国家构成严重经济挑战的数量可能会稳步增加。
跋涉通道的可照相机抑制剂控制野生型疼痛完整自由移动动物
通过赋予神经元活性的光控制，光遗传学和光学药理学是强大的方法，可用于探测疼痛信号的传播。但是，成本，动物处理和道德问题减少了他们的传播和常规使用。在这里，我们报告了Laki（光激活的K +通道抑制剂），这是一种与疼痛相关的两孔域钾跋涉和TRESK通道的特定照片开关抑制剂。在黑暗或环境光中，Laki不活跃。然而，在365 nm和480 nm处的经透明膜不可逆地阻止了伤害感受器中的徒步旅行/tresk电流，从而可以快速控制完整的疼痛和伤害感，并自由移动的小鼠和刺激性。这些结果表明，在体内，跋涉/TRESK在伤害感受器的自由神经末端的亚细胞定位，其中它们的急性抑制作用具有足够的能力引起疼痛，显示了Laki作为跋涉/TRESK通道研究的宝贵工具。更重要的是，Laki具有在幼稚的动物中无创和植物学方式可逆遥控的疼痛的能力，该动物在基本和转化性疼痛研究中具有实用性，但在体内镇痛药物筛查和验证中也没有遗传操纵或病毒感染。
完整的果蝇中枢神经系统细胞定量揭示性别二态性
摘要 精确确定大脑细胞类型的数量和身份是详细概述中枢神经系统 (CNS) 基因和蛋白质表达的先决条件。然而，目前仅对秀丽隐杆线虫的神经系统实现了细胞数量的严格量化。本文，我们描述了一种协同分子遗传、成像和计算技术流程的开发，旨在实现高通量、精确定量，并以细胞分辨率对具有复杂细胞结构的完整组织（如大脑）中的基因表达报告基因进行定量。我们已采用该方法精确确定整个完整的果蝇幼虫 CNS 中的功能性神经元和神经胶质细胞的数量，结果发现神经元数量比之前预测的要少，神经胶质细胞数量要多。我们还发现在这个幼虫发育阶段，两性之间存在意想不到的差异，雌性 CNS 的神经元数量明显多于雄性。对我们的数据的拓扑分析表明，这种性别二态性延伸到 CNS 组织的更深层特征。我们还扩展了分析范围，以量化整个中枢神经系统中电压门控钾通道家族基因的表达，并发现丰度方面的巨大差异。我们的方法能够可靠而准确地量化完整器官内细胞的数量和定位，从而促进对细胞身份、多样性和基因表达特征的复杂分析。
配对联想刺激无法诱导自由行为完整大鼠的可塑性
摘要 配对联想刺激 (PAS) 已被用于人类，作为一种非侵入性工具来驱动可塑性并促进神经损伤后的恢复。需要更彻底地了解 PAS 诱导的可塑性，以充分利用它作为临床工具。在这里，我们在清醒大鼠模型中测试了具有多个刺激间隔的 PAS 的有效性，以研究联想可塑性的原理。通过在运动皮层和前肢长期植入电极，我们探索了 PAS 参数以有效驱动可塑性。我们使用闭环 EMG 控制的皮质刺激范式评估了皮质运动兴奋性的变化。我们测试了 11 个 PAS 间隔，选择这些间隔来强制大鼠运动皮层和脊髓中的神经元活动与与赫布尖峰时间依赖性可塑性原理相关的时间相一致。然而，尽管刺激配对数量相对较多（300），但没有一个测试间隔能够可靠地改变皮质脊髓兴奋性相对于控制条件。我们的研究结果对这些条件下 PAS 的有效性提出了质疑。
失去手部后的同侧重新映射是否会影响完整手部的运动控制？
1 剑桥大学 MRC 认知与脑科学部，剑桥 CB2 7EF，英国；2 伦敦大学学院认知神经科学研究所，伦敦 WC1N 3AZ，英国；3 西部大学统计与精算科学和计算机科学系，伦敦，安大略省 N6A 5B7，加拿大；4 牛津大学纽菲尔德临床神经科学系 WIN 中心，牛津 OX3 9DU，英国；5 哈佛医学院神经生物学系，波士顿，马萨诸塞州 02115；6 玛丽女王医院，伦敦 SW15 5PN，英国；7 卡迪夫大学心理学院 CUBRIC，卡迪夫 CF24 4HQ，英国；8 伦敦大学皇家霍洛威学院，埃格姆 TW20 0EX，英国；9 西部大学大脑与思维研究所，伦敦，安大略省 N6A 3K7，加拿大
在极端，与天文学相关的缺氧地点蓬勃发展的完整微生物群落的分类学和功能分析
方法：在MASE项目（太空探索的火星类似物）中，我们选择了代表性的缺氧类似环境（多年冻土，盐矿，酸性湖泊和河流，硫磺弹簧），以对其微生物群落进行全面分析。我们通过基于丙嗪的扩增子和shot弹枪元基因组测序评估了完整细胞的微生物组谱，并补充了广泛的培养工作。结果：从微生物组分析中对MASE部位蓬勃发展的完整微生物群落检索到的信息，加上31种模型微生物的分离以及15个高质量基因组的15种模型微生物的分离，使我们能够观察到原理途径，与中度环境相比，在MASE位点上阐明了特定的微生物功能。微生物的特征是令人印象深刻的机制来承受物理和化学压力。我们的所有分析级别揭示了微生物群落对复杂有机物的强烈和无所不在的依赖性。此外，我们确定了一个在所有地点蓬勃发展的34个多生物群的极端耐药性世界。
在急性治疗 HIV 疾病期间，完整和有缺陷的 HIV DNA 库快速双相衰减
尽管接受了抗逆转录病毒疗法 (ART)，HIV 仍会在潜伏感染细胞（HIV 病毒库）中持续存在，这些细胞会随着时间的推移而缓慢衰减。在这里，我们利用 67 名在急性感染期间接受治疗的 HIV 感染者 (PLWH) 的 500 多个长期样本，开发了一个数学模型来预测外周 CD4 + T 细胞的病毒库衰减。非线性广义加性模型显示完整 DNA 的快速双相衰减（第 0-5 周：t 1/2 ~ 2.83 周；第 5-24 周：t 1/2 ~ 15.4 周），延长至 1 年。这些估计值比之前接受慢性治疗的 PLWH 的衰减估计值快约 5 倍。缺陷 DNA 具有相似的双相模式，但数据变化更大。对于 PLWH，预测的完整和缺陷衰减速度更快，ART 启动时间较早、初始 CD4 + T 细胞计数较高和 ART 前病毒载量较低。在这项研究中，我们加深了对 ART 启动时 HIV 病毒库衰变的有限理解，为针对这一关键时期的未来治疗策略提供了信息。
完整无缺的快速现场化学鉴定...
摘要：法医和安全部门一直需要快速、现场、易于使用、非侵入式地对爆炸前犯罪现场的完整高能材料进行化学鉴定。仪器小型化、数字数据的无线传输和云存储以及多变量数据分析方面的最新技术进步为近红外 (NIR) 光谱在法医科学中的应用创造了新的、非常有前景的选择。这项研究表明，除了滥用药物外，具有多变量数据分析功能的便携式 NIR 光谱也为识别完整的高能材料和混合物提供了绝佳的机会。NIR 能够表征法医爆炸物调查中涉及的各种化学物质，包括有机化合物和无机化合物。对实际法医案件样本的 NIR 表征令人信服地表明，该技术可以处理法医爆炸物调查中遇到的化学多样性。 1350–2550 nm NIR 反射光谱中包含的详细化学信息可用于正确识别给定类别的含能材料中的化合物，包括硝基芳族化合物、硝基胺、硝酸酯和过氧化物。此外，还可详细表征含能材料混合物，例如含有 PETN（季戊四醇四硝酸酯）和 RDX（三硝基三嗪烷）的塑料配方。所给出的结果表明，含能化合物的 NIR 光谱
使用机器学习的整个小鼠脑脉管系统和完整的人体器官进行系统分析
主管博士慕尼黑大学的AliErtürk中风和痴呆研究研究所（ISD）诊所第一审查员：博士AliErtürk第二评论家：博士教授医学MarcoDüring国防日期：2020年11月25日
利用解吸电喷雾电离成像质谱法和完整微生物菌落的非靶向分子分析加速菌株工程
基因组学和生物科学领域的进展已使微生物生物过程成为先进的化学品生产方式。虽然生物制造有潜力满足全球对可再生燃料和化学品的需求，但设计出能够与合成化学过程竞争的微生物细胞工厂仍然是一项挑战。优化菌株以提高化学品产量不再受限于读取和写入 DNA，而是受到缺乏高通量平台来表征特定基因编辑事件导致的代谢表型的阻碍。为了解决这个问题，我们开发了一种解吸电喷雾电离成像质谱 (DESI-IMS) 筛选检测方法，它有利于多路复用采样和非靶向分析。该技术通过在环境条件下快速直接地同时表征各种工程大肠杆菌菌株的化学输出，弥补了基因组和代谢组学时间尺度之间的差距。所开发的方法用于根据测量的代谢组对四种大肠杆菌菌株进行表型分析，并通过 PCR 基因分型对其进行验证。非靶向 DESI-IMS 表型分析表明，未来工程改造有多种策略，包括：(i) 特定生物合成产物的相对量、(ii) 次级产物的鉴定和 (iii) 工程改造生物的代谢组。总之，我们提出了一种工作流程，通过提供微生物代谢表型的快速、非靶向和多路复用分析来加速菌株工程改造。合成生物学 | 成像质谱 | 多重代谢组学 | DESI-IMS | 游离脂肪酸分析鉴于基因组和生物科学的重大进步，改造微生物用于可再生化学品制造变得越来越可行。作为传统化学合成的替代途径，生物合成生产大宗化学品有可能解决全球