1 加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系;美国加利福尼亚州伯克利市;2 加州大学创新基因组学研究所;3 加州大学伯克利分校加州定量生物科学研究所 (QB3);4 加州大学伯克利分校霍华德休斯医学研究所;美国加利福尼亚州伯克利市;5 加州大学伯克利分校地球与行星科学系;6 加州大学洛杉矶分校分子、细胞和发育生物学系;7 加州大学伯克利分校计算生物学中心;8 加州大学洛杉矶分校霍华德休斯医学研究所;9 格拉德斯通研究所;美国加利福尼亚州旧金山市;10 格拉德斯通-加州大学旧金山分校基因组免疫学研究所; 11 劳伦斯伯克利国家实验室分子生物物理和综合生物成像部;美国加利福尼亚州伯克利市;12 加利福尼亚大学伯克利分校化学系;美国加利福尼亚州伯克利市;
hal是一个多学科的开放访问档案,用于存款和传播科学研究文件,无论它们是否已发表。这些文件可能来自法国或国外的教学和研究机构,也可能来自公共或私人研究中心。
致病细菌造成许多医疗保健和安全问题,包括传染病(He等,2023),食物中毒(Hussain,2016年)和水污染(Some等,2021)。由于其感染性和快速增殖,需要快速,准确的细菌检测和鉴定方法,以减少决策的时间段,从而最大程度地减少医疗保健风险,生态系统影响以及与微生物病原体相关的经济损失。基于琼脂平板上细菌细胞培养的病原体检测和鉴定已经存在不同的方法(Van Belkum和Dunne,2013年),免疫学检测(例如,酶联免疫吸附测定法) ),DNA微阵列(Colle等,2003),生物传感器(Boehm等,2007; Ahmed等,2014),或使用特定试剂敏感的使用,例如,细菌代谢(Ghatole et al。,2020; Hsieh等人,2018年)或lie of eDeNos of AdeNose(Et) ),等(Chen等,2018; Dietvorst等,2020)。然而,由于其简单性,低成本,稳健性和可靠性,传统的板块培养方法仍然是病原体检测和识别的金标准(Rohde等,2017),是细菌污染评估法规中的一种(Word Health Organisation,2017年)。实际上,板培养涉及琼脂平板的细菌生长,直到可以观察到单克隆菌落的形成为止。因此,板块培养在某种程度上容易受到人类错误的影响。菌落在形态,颜色,光泽和不透明度上等等,在仔细观察之后,有时在显微镜下,专家可以区分专家。除此之外,这项技术的主要限制是其持续时间。通常,直到菌落形成的细菌增殖需要超过18小时,对于缓慢增殖的细菌而言,必须超过3 - 4天(Franco-Duarte等,2023; Rajapaksha等,2019; Lee等,2020)。一种极端情况是军团菌,它需要非标准治疗和第二盘培养以进行适当的诊断,从而将细菌识别延迟到几周内(Tronel和Hartemann,2009; McDade,2009)。减少测量时间和加速决策的一种可能性是实施能够检测菌落并在形成的早期阶段识别的先进成像系统(Wang等,2020)。从这个意义上讲,高光谱成像是有利的,因为它以3D数据矩阵或超立方体格式提供了高分辨率图像,其中二维对应于空间信息(x,y坐标),而第三个维度对每个单独的像素(λ坐标)的光谱数据(Gowen等,2015,2015,2015; arrigoni; arrigoni et al arrigoni; arrigoni et al and arrigoni; arrigoni et al and arrigoni et al and arrigoni et al and arrigoni et al and arrigy and and and and。通常使用化学计量学来处理大量信息,以识别数据集中的模式,这些模式在裸眼中并不明显,并创建了能够对新数据进行分类的预测模型(Huang,2022)。然后可以使用这些PC进行基于PCA的判别分析(PCA-DA)(UDDIN主成分分析(PCA)通常与高光谱成像结合使用,以将光谱图像数据集减少为称为主成分(PCS)的代表变量(Abdi和Williams,2010年)。
越来越多的证据表明,构成微生物组的人类肠道细菌与几种神经退行性疾病有关。在几项研究中发现了帕金森氏病(PD)和阿尔茨海默氏病(AD)患者的细菌种群的失衡。这种营养不良很可能会降低或增加分别具有保护性或有害人体的微生物组衍生的分子,并通过所谓的“肠脑轴”传达给大脑的这些变化。微生物组衍生的分子Queuine是一种富含大脑中的核酶,仅由细菌产生,并由人类通过其肠道上的表现来挽救。Queuine用枪支抗密码子在TRNA的Wobble位置(位置34)取代鸟嘌呤,并促进有效的细胞质和线粒体mRNA翻译。Queuine耗竭会导致蛋白质的折叠和激活,并激活小鼠和人类细胞中内质网应激和展开的蛋白质反应途径。蛋白质聚集和线粒体障碍通常与神经功能障碍和神经变性有关。为了阐明女王是否可以促进蛋白质折叠,并防止导致蛋白质病的聚集和线粒体缺陷,我们在几种化学合成的Queuine STL-101中测试了几种化学合成的女性STL-101的作用。用STL-101预处理神经元后,我们观察到高磷酸化的α-突触核蛋白的降低显着降低,α-突触核蛋白的标记是灰核核疗法的PD模型中α-突出蛋白聚集的标志物,并且在Accute and Actau consation and actau pyphosphoration中降低了Actuce and Actau phossephose contau pysease contau pysepy pd。此外,在AD模型以及PD的神经毒性模型中,在用STL-101预处理的细胞中发现了神经元存活的相关增加。测量180个神经健康个体血浆中的queuine表明健康的人类维持皇后区的保护水平。我们的工作已经确定了女性在神经保护中的新作用,从而发现了神经系统疾病中STL-101的治疗潜力。
蓝藻是唯一已知的光合原核生物,是一种古老的生物,被认为是地球氧气大气的生产者和植物叶绿体的祖先。当代蓝藻已进化为广泛多样的生物,在大多数水生和土壤生物圈中定居,它们面临着各种环境挑战以及与其他生物的竞争或共生。蓝藻表现出广泛的形态多样性(单细胞/多细胞、圆柱形/球形),许多物种分化出专门的细胞以在恶劣条件下生长和生存。它们高效地转化捕获的太阳能,将大量二氧化碳中的碳固定为巨大的生物质,以维持大部分食物链,并且它们能够耐受气流中高浓度的二氧化碳。它们还合成大量生物活性代谢物,对人类健康和工业具有重要意义。因此,由于其简单的营养需求、代谢稳健性和可塑性以及某些模型菌株的强大基因,它们被视为有前途的“低成本”细胞工厂,可用于碳中性化学品的生产。
结果:基于临床数据的模型包含年龄,性别和IL-6,而RandomForest算法则达到了最佳学习模型。确定了CT图像的两个关键放射线特征,然后用于建立放射线模型,发现Logistic算法的模型是最佳的。多模型模型包含年龄,IL-6和2个放射线特征,最佳模型来自LightGBM算法。与最佳的临床或放射线学模型相比,最佳的多模型模型具有最高的AUC值,准确性,灵敏度和负预测值,并且在外部测试数据集中还验证了其“优惠性能”(准确性= 0.745,敏感性= 0.900)。此外,多模型模型的性能优于放射科医生,NGS检测和现有机器学习模型的性能,其精度分别为26%,4和6%。
抗菌耐药性(AMR)的出现和发展是一个全球健康问题,到2050年每年可能造成约1000万人死亡(汤普森,2022年)。对这些(多)抗性细菌菌株的基因组的研究对于理解抗性的出现和循环至关重要。在过去的几十年中,高通量测序技术已得到了认真的改进,并且一次对数百种细菌菌株的完整基因组进行测序变得更加负担得起。作为对应物,这些实验会产生大量数据,需要通过各种生物信息学方法和工具来分析重建基因组的工具,因此可以确定其特定特征以及AMR的遗传决定因素。为了自动化多种菌株的生物信息学分析,我们开发了一种名为Baargin的NextFlow(Di Tommaso等,2017)的工作流,称为Baargin(Nextflow中的细菌组装和抗菌抗性基因检测)https://github.com/ jhayer/baargin。它可以进行测序读取质量控制,基因组组装和注释,多层次序列键入和质粒鉴定以及抗菌耐药性决定因素检测以及pangenome分析。使用工作流管理系统NextFlow的使用使我们的工作流便携式,灵活并能够进行可再现的分析。
碳青霉烯是广谱抗生素,在治疗由革兰氏阴性细菌引起的严重感染中起主要作用。碳青霉烯型肠杆菌科的全球传播正在成为一个公共卫生问题(Jamal等,2020)。肠杆菌科中碳青霉烯耐药性的升高主要是由于获得了碳青霉烯 - 氢化酶(Carbapenemases)(Tilahun等,2021)。编码碳青霉酶的基因可以掺入细菌染色体中,但主要位于移动元素上,例如在细菌菌株和物种之间可转移的质粒或转座子(San Millan,2018年)。因此,临床暴发通常很复杂,涉及克隆,质粒或转座子的基因传播的各种因素(Brehony等,2019)。碳青霉素型OXA-48首次出现在2000年代中期,此后在许多欧洲国家和世界各地都发现了(Hidalgo等,2019)。在法国,它是产生甲状腺素酶的肠杆菌科(CPE)中最常见的酶(Emeraud等,2020)。BLA OXA-48基因被认为源自环境Shewanella菌株的染色体(Tacão等,2018)。它在物种之间的快速传播是由于其在转座子中筑巢(TN 1999),该转座主要由含有/M型质粒携带(Shankar等,2020)。控制医院病房中的暴发是必要的,以限制多药耐药细菌的传播。CPE对患者的定殖可以干扰适当的护理。fmt是CPE定殖也可能影响癌症患者化学疗法的开始,因为它与接受诱导化疗的患者的存活率较低有关(Ballo等,2019)。因此,已经实施了一种恢复健康的肠道菌群并消除CPE储层(例如粪便菌群移植(FMT))的策略。
肠球菌Mundtii是一种共生肠道细菌,可抑制某些结核分枝杆菌的生长(MTC)物种,引起人类和哺乳动物的结核病。为了进一步探索这一初步观察,我们使用标准化的定量琼脂良好的扩散测定法对五个MTC物种的五个E. mundtii菌株和七个MTC菌株代表。在10 Macfarland校准的所有五个E. mundtii菌株都抑制了所有具有各种敏感性曲线的结核分枝杆菌菌株的生长,但在较低的接种物中观察到没有抑制作用。Further, eight E. mundtii freeze-dried cell-free culture supernatants (CFCS) inhibited the growth of M. tuberculosis , Mycobacterium africanum, Mycobacterium bovis and Mycobacterium canettii , the most susceptible MTC species (inhibition diameter 25±1 mm), proportionally to CFCS protein concentra- tions.此处报告的数据表明,大肠杆菌的分泌组抑制了所有MTC的医疗利益物种的生长,该物种拓宽了先前报道的数据。在肠道中,大肠杆菌分泌组可能调节结核病的表达,表现出抗结核作用,在人类和动物健康中具有一些保护作用。
在开发高通量测序仪后,环境原核生物群落通常是通过在16S域上用遗传标记来描述的。然而,由于底漆的选择和读取长度,简短读取测序遇到了系统发育覆盖率和分类分辨率的局限性。在这些关键点上,纳米孔测序(一种适用于长读的元编码的上升技术)被低估了,因为其每读的错误率相对较高。在这里,我们比较了模拟社区中的原核生物群落结构和两个对比的红树林遗址的52个沉积物样本,由16SV4-V5标记上的短读描述(Ca。0.4kpb)通过Illumina测序分析(Miseq,v3),由长读细菌对细菌的描述几乎完整16s(Ca。1.5 kpb)由牛津纳米孔(Minion,R9.2)分析。短读和长阅读从模拟中检索了所有细菌属,尽管两者都显示出与所期待的比例相似的偏差。从沉积物样品中,具有覆盖范围的读数稀有性,在单例过滤后,共同恩赐和Procrustean测试表明,从短读和长长读取的细菌社区结构显着相似,表明位点之间的相当对比度和站点内相干的海岸方向是可比的。在我们的数据集中,分别将84.7和98.8%的短阅读分别分别分配给了相同的物种和属,而不是长阅读所检测到的物种和属。长期16的底漆特异性使其能够检测到309个家庭中的92.2%,而在短16SV4-V5检测到的448属中,有87.7%。长阅读记录了973个未检测到的额外分类单元,其中91.7%被确定为该属等级,其中一些属于11个独家门,尽管仅占长期读数的0.2%。