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第 14 章 CRISPR/Cas13：一种用于植物 RNA 编辑的新型新兴工具
摘要 成簇的规律间隔短回文重复序列（CRISPR）和CRISPR相关蛋白（Cas）是细菌和古菌中对抗入侵核酸和噬菌体的适应性免疫系统。根据效应蛋白的组成，CRISPR/Cas大致分为多种类型和亚型。其中，VI型CRISPR/Cas系统尤受关注，有VI-A、VI-B、VI-C和VI-D四个亚型，被认为从转座子进化而来。这些亚型在结构架构和机制上表现出差异，具有多种Cas13a（C2c2）、Cas13b1（C2c6）、Cas13b2（C2c6）、Cas13c（C2c7）和Cas13d效应蛋白。CRISPR/Cas13 核糖核酸酶将前 crRNA 加工成成熟的 crRNA，后者在病毒干扰过程中靶向并敲除噬菌体基因组的单链 RNA。这种蛋白质的高特异性 RNA 引导和 RNA 靶向能力使其能够与多种效应分子融合，为 Cas13 介导的 RNA 靶向、追踪和编辑领域开辟了新途径。CRISPR/Cas13 具有靶向包括植物在内的 RNA 的独特功能，因此可以用作一种新的工具，用于工程干扰植物病原体（包括 RNA 病毒），具有更好的特异性，并可用于植物中的其他 RNA 修饰。荧光探针标记的失活可编程 Cas13 蛋白可用作体外 RNA 研究的替代工具。工程化的 Cas13 也可用于可编程的 RNA 编辑。CRISPR/Cas13 的高靶向特异性、低成本和用户友好的操作使其成为多种基于 RNA 的研究和应用的有效工具。因此，本章的重点是 CRISPR/Cas 系统的分类、VI 型 CRISPR/Cas 系统的结构和功能多样性，包括其发现和起源、机制以及 Cas13 在植物 RNA 编辑中的作用。
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（AS、AA、AA&S 和 AFA）将获得基础和探索（低年级）梅森核心通识教育类别的豁免。要获得豁免资格，学生必须向梅森招生办公室提供一份反映学位授予日期的最终正式成绩单。作为 ENGH 302 的先决条件，ENGH 101 不免除。学生必须以 C 或更高的成绩完成 ENGH 100 或 ENGH 101 或同等课程。
利用 GaAsSb、GaAsSbN 和 GaAlAs 进行带隙工程以用于 NIR 应用
摘要 带隙工程是开发光电器件的关键方法，特别是对于近红外 (NIR) 应用，其中精确控制材料的电子和光学特性至关重要。本研究探讨了三种 III-V 半导体合金——砷化镓锑 (GaAsSb)、砷化镓锑氮化物 (GaAsSbN) 和砷化镓铝 (GaAlAs)——在定制带隙以满足 NIR 器件特定需求方面的潜力。GaAsSb 通过调整锑含量提供可调带隙，使其成为 NIR 光电探测器和激光二极管的多功能材料。GaAsSbN 中的氮进一步降低了带隙，增强了其对长波长应用的适用性，并提供与 GaAs 基板更好的晶格匹配。GaAlAs 以其稳定性和与 GaAs 的兼容性而闻名，可用于形成异质结和量子阱，从而实现高效的载流子限制和发射控制。通过改变这些合金的成分，工程师可以实现精确的带隙调节，从而优化一系列 NIR 波长范围内的器件性能。本摘要强调了成分变化、应变工程和量子阱设计在开发先进 NIR 光电器件中的重要性。尽管存在材料质量和热管理等挑战，但这些材料的持续改进对电信、医学成像和传感技术中的下一代 NIR 应用具有重要意义。简介 带隙工程是半导体技术中的一项基本技术，可以精确操纵材料的电子和光学
单发飞机 FADEC 可靠性分析
航空燃气涡轮发动机的发展对发动机控制系统提出了越来越高的要求，以提高推力并改善燃油消耗。这些要求导致了电子控制系统的广泛使用。这种系统的早期版本采用了监控概念，于 20 世纪 70 年代推出，目前在运行的许多飞机上都能找到这种系统。目前运行的 JAS 版本采用了这种概念。然而，监控概念并不能完全满足大多数现代发动机的要求，这导致了 20 世纪 80 年代全权数字电子控制 (FADEC) 概念的出现。 FADEC 系统控制发动机所需的所有功能，并引入了许多改进，例如：(i) 可以实施现代控制理论中的复杂技术，这些技术既可以提高性能，又可以提高可靠性，(ii) 由于有限使用流体力学而减轻重量，以及 (iii) 可以实施内置维护支持，从而降低维护成本并提高系统可靠性。正如这些示例所示，FADEC 支持提高性能和可靠性并降低总成本的努力。FADEC 系统目前在许多飞机上运行，例如：新型军用飞机 F-18E/F 和欧洲战斗机以及民用飞机空客 320、321 和波音 777。
主题：新兴和颠覆性技术 - NATO.int
北约 2022 年战略概念定义了北约面临的主要挑战并概述了北约将如何应对这些挑战，反映了这一不断变化的背景。它肯定了 EDT 既带来了机遇也带来了风险，它们正在改变冲突的性质，获得更大的战略重要性并成为全球竞争的关键舞台。因此，盟国在战略概念中同意促进创新并增加对 EDT 的投资，以保持北约的互操作性和军事优势。盟国将共同努力采用和整合新技术，与私营部门合作，保护其创新生态系统，制定标准并致力于反映北约民主价值观和人权的负责任使用原则。EDT 也被列入北约与欧盟 (EU) 加强合作的共同利益问题之中。
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学术诚信：所有学生必须遵守大学的学术诚信政策，该政策可在学生行为和冲突解决办公室 (OSCCR) 的网站上找到，网址为 http://www.northeastern.edu/osccr/academicintegrity/index.html。请特别注意有关剽窃的政策。您可能知道，剽窃涉及将任何其他人的言语或想法视为自己的。无论您从何处获得这些想法 - 来自书籍，网络，同学还是母亲。无论您是直接引用来源还是改写来源；如果您不是这些词语或想法的创作者，您必须清楚明确地说明它们的出处。如果您在准备任何作业时有任何困惑或疑虑，请咨询导师，以便一起完成。您还可以在 NU 图书馆网站 http://www.lib.neu.edu/online_research/help/avoiding_plagiarism/ 上查阅“避免剽窃”指南。如果出现学术诚信问题，我们的一位讲师将与您讨论；如果讨论未能解决问题，我们将把问题提交给 OSCCR。
引用原始发表的论文（记录的版本）：Choi，B。，Tafur Rangel，A.，Kerkhoven，E。等（2024）。 SacCharomyces CE
需要高生产率和鲁棒性提高的代谢工程，以使木质纤维素生物量的可持续生物生产乳酸。乳酸是一种重要的商品化学化学物质，例如作为可生物降解聚合物的聚乳酸生产的单体。在这里，使用有理和模型的优化来设计二倍体的木糖发酵酵母酿酒酵母菌株以产生L-乳酸。通过删除ERF2，GPD1和CYB2的多种乳酸脱氢酶编码基因，将代谢通量转向乳酸。使用木糖作为碳源实现了93 g/l的乳酸，其产率为0.84 g/g。增加了木糖利用并减少乙酸合成，还从菌株中删除了PHO13和ALD6。最后，编码丙酮酸激酶的CDC19过表达，导致消耗的0.75 g乳酸/g糖的产率，当使用的底物是一种合成木质纤维素水解培养基时，含有六糖和乙酸和固定剂等合成木质纤维素水解培养基。值得注意的是，建模还为理解氧气在乳酸产生中的影响提供了潜在客户。从木糖中产生高乳酸，在氧气限制下可以通过氧化磷酸化途径减少的通量来解释。在对比度上，较高的氧气水平对乳酸的产生有益于合成水解培养基的乳酸，这可能是耐受抑制剂所需的ATP浓度较高。这项工作突出了酿酒酵母对木质纤维素生物量产生乳酸的潜力。