细胞的边界是由生物膜形成的,即定义细胞内部和外部的屏障。这些障碍可以防止细胞内部产生的分子泄漏出来,并从扩散中散开分子;然而,它们还包含允许细胞采用特定分子并去除不需要的传输系统。此类运输系统授予膜选择性渗透性的重要特性。膜是动态结构,其中蛋白质漂浮在脂质的海中。膜的脂质成分形成了通透性的屏障,蛋白质成分充当泵和通道的传输系统,可将选定的分子进入和流出细胞。生物膜形成不对称结构,并且像具有流动性一样是流体,即具有各种细胞分子的易位酶。生物膜的不对称性可以部分归因于膜内蛋白质的不规则分布。生物膜的脂质双层由外部小叶和内部小叶组成,它们分布在两个表面之间,以在外表面和内表面之间形成不对称性。这个不对称的组织对于细胞功能(例如细胞信号传导)很重要。生物膜的不对称性反映了膜的两个传单的不同功能。如磷脂双层的流体膜模型所示,膜的外部和内部小叶在其组成中是不对称的。膜流动性是指
使用有限元分析评估飞机结构耐撞性行为 C. Zinzuwadia、G. Olivares、L. Gomez、H. Ly、H. Miyaki 威奇托州立大学,国家航空研究所,计算力学实验室,堪萨斯州威奇托 67260-0093 摘要 尽管全球范围内正在就飞机耐撞性的广泛方面进行研究和讨论,但目前尚无具体的动态监管要求。但美国联邦航空管理局 (FAA) 要求对每种新飞机型号进行评估,以确保飞机撞击性能不会与之前设计的典型动态特性有显著偏差或降低 [8]。复合材料机身结构部件的使用增加,需要进行新的评估,以确定相关动态结构响应的耐撞性是否提供与传统金属结构相当或更高的安全水平。通常,这种评估包括评估可幸存体积、大质量物品的保留、乘员所经受的减速载荷以及乘员紧急疏散路径。为了设计、评估和优化复合材料结构的耐撞性,必须牢记这些要求,开发分析方法和预测计算工具。为了实现这一目标,NIAR 使用 LS-DYNA ® 开发了波音 737 10 英尺 s 的数值模型
摘要:4D 打印是一种尖端技术,它利用最新推出的尖端智能材料创建动态自组装结构。它在传统 3D 打印的基础上增加了时间维度,使打印的物体能够随时间改变形状或行为。这是通过使用智能材料(如形状记忆合金或聚合物)实现的,这些材料对热量或水分等外部刺激作出反应。这些材料经过精心设计,具有特定的属性,可以通过温度、湿度、光线或其他物理力等特定条件触发。4D 打印能够创建适应环境并执行特定功能的结构,例如响应温度变化而改变形状的物体,或响应特定触发而自组装的结构。总体而言,4D 打印是一项令人兴奋且发展迅速的技术,有可能彻底改变我们设计和创建结构的方式。创建能够随时间改变形状或行为的结构的能力为广泛的应用开辟了新的可能性。随着技术的不断发展,我们可以期待看到 4D 打印在建筑、航空航天和生物医学工程等广泛科学领域有更多创新用途,这些领域要求创建能够适应不断变化的环境的高度复杂和动态结构。关键词:4D 打印、智能材料、第四次工业革命、工业 4.0 简介
人类蛋白质异质核糖核蛋白U(HNRNP U)也称为支架附着因子A(SAF-A)及其直系同源大鼠蛋白SP120是丰富的多功能核蛋白,可直接与DNA和RNA结合。富含精氨酸和甘氨酸的HNRNP U的C末端区域对于与RNA的相互作用至关重要,而SAF-A称为SAP结构域的N末端区域已归因于DNA结合。我们报告说,大鼠HNRNP U特异性和合作结合了称为核支架/基质相关区域(S/MAR)的富含的DNA,尽管其详细机制尚不清楚。在本研究分析中,HNRNP U缺失突变体首次揭示了富含arg-gly的C末端结构域(此处定义为“ RG结构域”)对于S/MAR-MAR-MAR-MAR-SELECHECTive DNA结合活性至关重要。rg域单独与S/MAR直接结合,并与SAP结构域共存具有协同作用。结合被Netropsin抑制,Netropsin是一种次要的凹槽粘合剂,偏爱富含S/MAR的成对,这表明RG结构域与S/MAR DNA的小凹槽相互作用。有趣的是,过量的RNA减弱了HNRNP U.综上所述,HNRNP U可能是RNA调节的S/MAR DNA识别的关键元素,从而有助于染色质区室的动态结构变化。
摘要:骨骼是一种代谢动态结构,通常在个人的整个生命周期中进行重塑,但通常会导致年龄增长的问题。是骨骼脉管系统的骨骼发育和稳态的关键参与者,但在病理状态下也是骨骼脉管系统。这种动脉,静脉和毛细血管的复杂系统形成不同的结构,其中每个子集的内皮细胞具有重要功能。从血管生成和骨特异性血管形成的基本过程开始,再加上初始骨形成,在稳态,衰老和病理条件下如何维持或改变了这些结构的维持或改变。在说明当前有关骨血管的知识后,该综述将继续转化为外来体,这是科学研究的新型热点。外泌体将通过目前的隔离程序和最先进的表征从发现开始,从而在骨血管发育,稳态以及骨再生和修复中的作用,同时总结基础信号转导途径。关于它们在这些过程中的作用,尤其是间充质干细胞衍生的细胞外囊泡,这是感兴趣的,这导致了有关专利应用的讨论,并对正在进行的临床试验进行了更新。综上所述,这篇综述提供了骨血管和骨再生的概述,重点是外泌体如何影响这种复杂的系统,因为它们在不久的将来可能对治疗目的有用。
航天器轨迹设计将飞行器的物理能力与动态环境知识相协调,以到达太空中的首选目的地。识别可用的传输几何形状和硬件规格对于产生可行的解决方案是必不可少的。一个挑战是了解控制飞行器在太空中任何特定区域移动的底层动态结构。扩展多体系统的基本知识有助于构建理想的路线。本研究的目标是表征地球-月球-太阳系统中存在的低能结构的一般行为。其动机与美国宇航局阿尔忒弥斯计划的发展有关,该计划的公共和私营部门现在都对月球任务表现出越来越浓厚的兴趣。1 对于到月球区域的传输时间不受限制的任务,低能量传输提供了推进剂效率高的路径。在地球-月球-太阳系统中,一种低能量传输被称为弹道月球传输 (BLT)。弹道月球转移利用太阳的摄动,在月球轨道之外飞行数月。美国宇航局的地月自主定位系统技术操作和导航实验 (CAPSTONE) 任务于 2022 年 6 月发射,将使用 BLT 在今年晚些时候到达月球附近。2 近期的多个任务也将利用 BLT 到达月球轨道,包括韩国探路者月球轨道器任务 (KPLO)3 和 JAXA 的平衡月地点 6U 航天器 (EQU-ULEUS)。4
本质上无序的蛋白质具有动态结构,它们扮演着关键的生物学作用。阐明其构象合奏是一个具有挑战性的问题,需要综合使用计算和实验方法。分子仿真是用于构建无序蛋白质结构集合但资源密集型的有价值的计算策略。最近,基于深层生成模型的机器学习方法已成为生成结构合奏的有效替代方法。但是,当训练数据中缺乏建模序列和构象时,此类方法当前的可传递性有限。在这里,我们开发了一种新型的生成模型,该模型可实现固有无序蛋白质集合的高水平可传递性。该方法称为IDPSAM,是基于变压器神经网络的潜在扩散模型。它结合了自动编码器,以学习蛋白质几何形状的表示和扩散模型,以在编码空间中采样新型构象。iDPSAM在使用Absinth隐式溶剂模型进行的大型模拟蛋白质区域的模拟数据集上进行了训练。由于其神经网络的表现力及其训练稳定性,Idpsam忠实地捕获了测试序列的3D结构集合,在培训集中没有相似之处。我们的研究还证明了从数据集中产生完全构象合奏的潜力,并强调了训练集大小对概括的重要性。我们认为,IDPSAM通过机器学习代表了可转移蛋白质集合建模的重大进展。
人类大脑利用尖峰进行信息传输,并动态地重组其网络结构,以提高能源效率和认知能力的整个生命周期。从这种基于尖峰的计算中汲取灵感,已开发出尖峰神经网络(SNN)来构建模仿该效率的事件驱动的模型。尽管有这些进步,但在训练和推断期间,深SNN仍遭受过度参数化,与大脑自我组织的能力形成鲜明对比。此外,由于静态修剪比率保持最佳的修剪水平,现有的稀疏SNN受到挑战,导致下降或过度修剪。在本文中,我们为深SNN提出了一种新型的两阶段动态结构学习方法,旨在从头开始进行有效的稀疏训练,同时优化压缩效率。第一阶段使用PQ索引评估了SNN中现有稀疏子网络的可压缩性,这促进了基于数据压缩见解的突触连接的重新线的自适应确定。在第二阶段,这种重新布线的比率严格告知动态突触连接过程,包括修剪和再生。这种方法显着改善了对深SNN中稀疏结构训练的探索,从压缩效率的角度来动态地调整稀疏性。我们的实验表明,这种稀疏的训练方法不仅与当前的深SNNS模型的性能保持一致,而且还显着提高了压缩稀疏SNN的效率。至关重要的是,它保留了使用稀疏模型启动培训的优势,并为将AI授予神经形态硬件的边缘提供了有前途的解决方案。
工程3D打印(也称为增材制造)在过去几十年中已成为生物医学工程领域中必不可少的工具。这项技术允许通过基于数字模型的逐层沉积材料来创建三维对象[8,9]。3D打印的多功能性已导致其在各种生物医学应用中广泛采用,从患者特定的植入物和假肢到组织工程和药物输送系统。3D打印在生物医学工程中的一种重要应用是制造患者特异性植入物和假体[10]。1.2。4D打印4D打印的定义是添加剂制造的一种高级形式,将3D打印的原理与使用能够随着时间的推移而改变其形状,属性或功能的智能材料的原理来响应外部刺激[15]。术语“ 4D”是指第四维,这是时间,强调了这些印刷结构的动态行为。通过纳入刺激性反应性材料,例如形状 - 内存聚合物,水凝胶和生物墨水,4D打印技术可以创建可以适应其环境的动态结构,从而为生物医学应用提供新的可能性。4D印刷在生物医学工程中的重要性在于它的潜力改变了医疗保健的各个方面,包括组织工程,药物输送系统,医疗设备和诊断。4D打印结构的动态性质允许开发更复杂和自适应的设备,这些设备可以模仿生活系统的复杂行为,最终改善治疗结果并实现患者特异性治疗。
摘要:心脏外流(OFT)中的异常是最常见的先天性心脏缺陷(CHD)之一。在胚胎发生过程中,心脏OFT是心脏动脉极的动态结构。心脏管伸长通过添加来自咽部,中胚层到两端的细胞。这些祖细胞被称为第二心脏(SHF),是20年前首次识别为对形成心管的生长和OFT的主要贡献者的生长至关重要。SHF开发的扰动会导致CHD的共同形式,包括大动脉异常。 oft的发育也取决于多种细胞类型之间的旁分泌相互作用,包括心肌,心内膜和神经rest谱系。 在本出版物中,专门针对安德里亚娜·吉滕伯格(Andriana Gittenberger-de Groot)教授及其对心脏发展和CHD领域的贡献,我们回顾了她对FAST开发的一些开创性研究,对许多促成OFT的多种细胞类型的多样性具有特别感兴趣。 我们还讨论了选定的关键发现的临床意义,以理解我们对CHD的病因,尤其是经常畸形。SHF开发的扰动会导致CHD的共同形式,包括大动脉异常。oft的发育也取决于多种细胞类型之间的旁分泌相互作用,包括心肌,心内膜和神经rest谱系。在本出版物中,专门针对安德里亚娜·吉滕伯格(Andriana Gittenberger-de Groot)教授及其对心脏发展和CHD领域的贡献,我们回顾了她对FAST开发的一些开创性研究,对许多促成OFT的多种细胞类型的多样性具有特别感兴趣。我们还讨论了选定的关键发现的临床意义,以理解我们对CHD的病因,尤其是经常畸形。