偶氮苯分子开关通过E和Z异构体之间的光异构化广泛用于感光材料的特性和细胞培养中的生物学活性。但是,由于人口拍照不完整,因此它们的动态财产控制范围通常很小。而且由于它们不能用红色/NIR光进行操作,因此通常不适用于深层组织。在这里,我们在活组织中> 700 nm> 700 nm,证明了一种有效的偶氮烯和谷氨酸受体活性的单光子光控制的通用方法。我们使用红色/NIR发色团辅助机进行分子内能量转移到生物活性偶氮烯,该偶氮烯驱动了快速散装Z→E同源化,甚至达到> 97%的完整性。辅助/偶氮苯二元组允许使用光子效率进行> 700 nm的照相,甚至可以比紫外线区域中直接偶氮苯E→Z同源化的光子效率更高;它们具有生物相容性和光稳定性。至关重要的是,它们的性能属性是固有的,即基于辅助的分子内切换将在任何稀释下进行相同的性能,并且不会受到生物分布的影响。我们表明,这些二元组可以由大多数偶氮苯系统(大多数辅助发色团)直接创建,而无需棘手的分子重新设计或重新计算。在概述了可以指导其更广泛采用的一些基于辅助的照相的规则之后,我们通过使用Dyads来首次演示对生物学活性,细胞培养和完整脑组织的首次演示。
光合作用是由太阳的单个光子1-3引发的,作为弱光源,在叶绿素吸收带1中,每秒最多每秒几十个光子每秒传递几十个光子。在过去的40年中,在过去的40年中,许多实验和理论工作探索了在光合作用中吸收光合作用的事件,从而吸收了强烈的超短激光脉冲2-15。在这里,我们使用单个光子在环境条件下激发了紫色细菌的紫obacter sphaeroides的轻度收获2(LH2)复合物,分别包含9和18个细菌氯植物分子的B800和B850环。B800环的激发在大约0.7)ps中导致电子能量转移到B850环,然后在约100-FS的时间尺度上快速B850至B850 Energy Transfers在850–875时(参考)NM(参考)。16–19)。使用宣传的单光子源20,21以及一致计数,我们建立了B800激发和B850 Fuoresence发射的时间相关函数,并证明这两个事件都涉及单个光子。我们还表明,每个检测到的插入光子光子的概率分布支持这样一种观点,即吸收后单个光子可以驱动随后的能量传递和实现发射,因此,通过扩展,光合作用的主要电荷分离。一个分析随机模型和蒙特卡洛数值模型捕获了数据,进一步缔结了单个光子的吸收与自然光收获复合物中单个光子的发射相关。
介绍世界上的粮食系统正在危机。营养不良的数亿人;世界各地的农民贫穷;工人和动物正在受苦;土地和水正在降解;栖息地丧失和污染正在耗尽生物多样性。气候变化和不平等扩大了所有这些问题,农业放大了气候变化和不平等。此类探讨了这些重叠的,相交的问题。一种地理食物的方法始于以下主张:人类环境互动既不是预定的也不容易预测的。相反,在历史上和特定于地理的问题上,食物和其他自然资源是如何产生,分布,估价,消耗,保守和退化的问题,它们的答案不能简单地降低到简单的配方或口号。我们不仅会询问食物的生产和消费是如何产生的,而且还会询问为什么不同的人以他们的方式考虑食物和农业。这些食品系统何时,何时何地出现?他们反映和服务谁的价值观和利益?他们对不同民族和地方的社会和环境影响是什么?,而且,在历史上的各个时刻,它们如何被理解和代表?谁的故事获得了吸引力并定义了公开辩论,并且被忽视或删除了?如果食物产生想法和故事,这些想法和故事如何影响食物?course r等值和g rading该课程将从可能的1000分中分级,分配如下:讨论部分出勤率和参与(250分):出席在讨论中
藻类的食物和可再生生物燃料的驯化仍然受到光合作用的低效率的限制,这些过程已经进化为具有最佳光捕获的竞争力,激励在光线限制条件下开发大型天线,从而降低了在培养的培养型或光学物质中的效率下降。减少颜料含量以提高生物量生产力已成为一种讨论的策略,几十年来,由于广泛使用基因组编辑工具的广泛使用,现在手头可以完全减少色素。picochlorum celeri是生长最快的海洋藻类之一,对户外种植有特别的希望,尤其是在盐水水和温暖的气候中。We show that while chlorophyll b is essential to sustain high biomass productivities under dense cultivation, removing Picochlorum celeri ' s main carotenoid, lutein, leads to a decreased total chlorophyll content, higher a/ b ratio, reduced functional LHCII cross section and higher maximum quantum ef fi ciencies at lower light intensities, resulting in an incremental increase in biomass productivity and increased par到生物量转换效率。这些发现进一步加强了改善藻类光合作用效率和生物量生产的现有策略。
氢被认为是向可持续和零碳经济过渡的主要推动者之一。从可再生能源生产时,氢可以用作清洁且无碳的能源载体,并提高各种工业过程的可持续性。光生物学生产被认为是最有前途的技术之一,避免了对可再生电力和稀土金属元素的需求,由于当前的同时电气化和脱碳目标,其需求大大增加。光生物学生产采用光合微生物来收集太阳能并将水分成分子氧和氢气,从而解锁了太阳能储能的长期储存目标。然而,光生物学氢的产生已受到几个局限性的限制。本综述旨在讨论有关氢化酶驱动的光生物学生产的当前最新技术。重点放在工程策略上,以表达改进,非本地,氢化酶或光合作用的重新设计,以及它们的组合是发展可行的大型氢绿细胞工厂的最有希望的途径之一。在这里,我们提供了当前知识和技术差距的概述,这些差距遏制了光生物学氢化酶驱动的氢产生的发展,并总结了有关非本性氢化酶在蓝细菌和绿色藻类中表达的最新进展和未来前景,并强调了[FEFE]氢化酶。
1个生物系统学集团,瓦格宁根大学,Drovendaalsesteeg 1,6708pb Wageningen,荷兰2遗传学,生物技术与种子科学实验室(GBIOS),Abomey-Calavi,BP 2549 Abome-Calavi,Scalavi,Scalavi,Scalavi,Scalavi,Scalavi,Scalavi,Scalavi of Recuntion of Remonic Sciences,Agronomic Sciulty of Agronomic Sciulty剑桥,剑桥CB2 CB2 3EA,英国4个生物研究中心,海德堡大学,69120 Heidelberg,德国海德堡,德国Heidelberg,5遗传学实验室,瓦格宁根大学和研究,Droevendaalsesteeg 1,6708pb 6708pb Wageningen,荷兰6号纽约市6号纽约市7. 77 ISTRAING ISTRAINT INSUITIN,TEX ISTIN 7. Laboratory for Plant Molecular Genetics, Center of Excellence for Molecular Plant Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032, China 8 Faculty of Biology, Bielefeld University, 33501 Bielefeld, Germany 9 Cluster of Excellence on Plant Science (CEPLAS), Institute of Plant Biochemistry, Heinrich Heine University Düsseldorf, 40225 Düsseldorf, Germany 10 Business Unit Bioscience, Wageningen University and Research, Droevendaalsesteeg 1, 6708PB Wageningen, The Netherlands 11 African Orphan Crops Consortium (AOCC), World Agroforestry (ICRAF), Nairobi 00100, Kenya 12 Seed Biotechnology Center, University of California, Davis, California 95616,美国
© 2023 Wiley‑VCH GmbH。保留所有权利。这是以下文章的同行评审版本:Liu, S., Yang, H., Ho, M. Y. & Xing, B. (2023)。材料修饰光合微生物的最新进展及其在生物医学应用中的方面。先进光学材料,2203038,最终版本已发布于 https://dx.doi.org/10.1002/adom.202203038。本文可用于非商业用途,符合 Wiley 自存档版本使用条款和条件。
免疫原性细胞死亡(ICD)可能导致细胞内新抗原和与损伤相关的分子模式(DAMP)释放,这为重新编码肿瘤免疫微环境带来了潜力。5通过激活抗原呈递细胞的成熟并启动细胞毒性T淋巴细胞,ICD可以引起有效的抗肿瘤免疫,以减轻癌症消融。因此,靶向ICD途径已成为开发癌症免疫疗法有效策略的新兴范式。凋亡是ICD的新鉴定模式,它是由caspase介导的加油动物裂解触发的。6,7毒气的切割释放出其N末端结构域,这些结构域转移到细胞膜中形成毛孔,并随着细胞内含量的快速释放和Proin弹药细胞因子诱导细胞肿胀和膜破裂。累积
将阳光转化为化学能,即光合作用,是地球上生命的主要能源。基于从电子到细胞量表的多尺度计算模型的可视化形式,以fulldome show earl the planet earth的诞生的摘录形式提出。这种可访问的视觉叙述显示了外行观众,包括孩子,如何通过一系列蛋白质捕获,转换和存储阳光的能量,从而使活细胞捕获。可视化是生物物理学家,可视化科学家和艺术家之间多年合作的结果,而这反过来又基于在结构和功能建模上进行了长达十年的实验计算合作,从而产生了对细菌性生物概念性细菌性生物概要细胞器的原子细节描述。该项目需要进行的软件进步导致了大量的性能和功能进步,包括硬件加速的电影射线跟踪和实例可视化,以进行有效的单元格式建模。所描述的能量转换步骤具有从电子到单元水平的功能整合,涵盖了近12个数量级的时间尺度。此原子细节描述独特地使人对人类最早的故事之一的现代重述 - 光与生命之间的相互作用。
长期以来一直有兴趣使用微生物在生物驱动的电化学系统中直接发电。第一个这样的系统是用异养微生物运行的,被称为微生物燃料电池。他们依赖于从细胞出口并由阳极收集的代谢过程中的一些电子。微生物燃料电池提供了同时分解废物并产生电力的有吸引力的可能性,并已被用来产生电源来照亮那里收获的尿液中的液压[1]。最近,已经描述了使用光合合成微生物而不是异胞营养的系统来产生电力[2-5]。它们如何工作,并且会有用吗?典型的设备[2-4],称为“生物伏洛耐型设备”或“ BPVS”,使用氧气苯二合成微生物(通常是蓝细菌,但真核藻类也可以使用)。这些生物利用太阳能来氧化水,产生通常用于细胞内二氧化碳固定的电子,氧作为废物。但是,某些电子离开细胞(“外部发生”)。电子采用的路线以及某些电子离开电池的原因尚不清楚。外部发电可能有助于金属动员或处理吸收过量光能的影响。然而,电子可以通过阳极收集,通过外部电路绕过,并在催化天主教处重新组合,氧气和质子形成水。在外部电路周围通过时,电子做有用的工作。与传统的光伏电池不同,BPV还会在黑暗中产生动力(可能是由储存的光合作用产品的代谢),并且与电池不同,它们不会不可避免地会降低,因为它们由阳光提供动力,而不是电池中电极的可消耗性的氧化还原夫妇。在实验室中都非常好,但是由光合微生物提供的BPV会有现实世界中的应用,多久?实验室研究表明,每平方米0.5至0.8瓦的区域的最大功率输出[5,6],并且估计表明它们原则上可以产生每平方米多达几瓦的数量。这比传统的光伏安装少,尽管最多只有几倍[3]。很小,但已经能够为项目供电
