工程生物材料 (ELM) 是一类新型功能材料,其特点是将生物成分在惰性聚合物基质内进行空间限制,以重现生物功能。了解基质内细胞群的生长和空间配置对于预测和改善其响应潜力和功能至关重要。本文研究了真核微藻莱茵衣藻 (C. reinhardtii) 在三维形状的水凝胶中的生长、空间分布和光合生产力,这些生长、空间分布和光合生产力取决于几何形状和尺寸。嵌入的莱茵衣藻细胞进行光合作用并形成受限的细胞簇,由于有利的气体交换和光照条件,当细胞簇靠近 ELM 外围时,它们生长得更快。利用位置特定的生长模式,这项研究成功设计和打印了具有更高 CO 2 捕获率的光合 ELM,具有高表面积体积比。这种控制细胞生长以提高 ELM 生产力的策略类似于多细胞植物叶片中已经建立的适应性。
摘要。地球表面和大气之间的微量气体交换对大气成分有重大影响。空气涡流协方差可以量化局部到区域尺度(1-1000 公里)的地表通量,可能有助于弥合自上而下和自下而上的通量估计之间的差距,并为生物物理和生物地球化学过程提供新的见解。美国宇航局碳空气通量实验 (CARAFE) 利用美国宇航局 C-23 Sherpa 飞机和一套商用和定制仪器,以高空间分辨率获取二氧化碳、甲烷、显热和潜热的通量。本文介绍了 CARAFE 有效载荷的关键组件,包括气象、温室气体、水蒸气和地表成像系统。连续小波变换沿飞机飞行轨迹提供空间分辨的通量。深入讨论了通量分析方法,特别强调了不确定性的量化。导出的表面通量中典型的不确定性为 40-90%(标称分辨率为 2 公里)或 16-35%(全程平均,通常为 30-40 公里)。CARAFE 已于 2016 年和 2017 年在美国东部成功执行了两次任务,量化了森林、农田、湿地和水域的通量。这些活动的初步结果被呈现出来,以突出该系统的性能。
摘要。地球表面和大气之间的微量气体交换对大气成分有重大影响。空气涡流协方差可以量化局部到区域尺度(1-1000 公里)的表面通量,可能有助于弥合自上而下和自下而上的通量估计之间的差距,并为生物物理和生物地球化学过程提供新的见解。美国宇航局碳空气通量实验 (CARAFE) 利用美国宇航局 C-23 Sherpa 飞机和一套商用和定制仪器,以高空间分辨率获取二氧化碳、甲烷、显热和潜热的通量。本文介绍了 CARAFE 有效载荷的关键组件,包括气象、温室气体、水蒸气和表面成像系统。连续小波变换沿飞机飞行轨迹提供空间分辨的通量。深入讨论了通量分析方法,特别强调了不确定性的量化。 导出的表面通量中典型的不确定性为 40-90%(标称分辨率为 2 公里)或 16-35%(全程平均,通常为 30-40 公里)。 CARAFE 已于 2016 年和 2017 年在美国东部成功执行了两次任务,量化了森林、农田、湿地和水域的通量。 这些活动的初步结果被呈现出来,以突出该系统的性能。
土壤呼吸(RS)是大气CO 2的最大来源,对近地面风之间的关系,CO 2从土壤表面释放,测量方法对预测未来的大气CO 2浓度至关重要。在这项研究中,风速与土壤CO 2通量之间的关系通过荟萃分析在全球范围内阐明,并进一步探讨了通量测量方法与对照试验的结果一起探索,以阐明测量结果的不确定性。结果表明,近地面风速与土壤CO 2释放呈正相关,而近地表风导致土壤CO 2气体释放增加。风干扰会影响浓度梯度和气体室测量值,而较低计算的土壤CO 2释放了与风泵效应和负压的伯诺利效应的观点相冲突,导致更大的表面气体交换。对数响应比率的结果表明,在广泛使用的气体室方法测量值中,近地表风导致低估为12.19–19.75%。这项研究的结果表明,当前的RS测量值有偏见,并且需要紧急处理近地表风对RS测量的影响,以更准确地评估陆地碳循环并制定气候变化响应策略。
最大限度地减少代谢能量消耗 (MEE) 对提高运动障碍人士的活动能力至关重要,因为需要高能量的运动会导致活动减少。康复计划和设备使用 MEE 来确定其有效性,但由于时间延迟和非真实条件,使用间接量热法会受到限制。肌电图 (EMG) 可以深入了解肌肉如何激活;因此,本研究的目的是通过利用 EMG 信号开发实时 MEE 反馈系统。参与者以不同的步频(首选、+/- 15%、+/- 30%)完成了五种步行条件,同时收集了呼吸气体交换、地面反作用力和 EMG 信号。实时 EMG 信号被数字积分并分成步幅,然后按力成本 (COF) 系数缩放。MEE 具有先前文献中看到的预期二次关系 (R 2 = 0.967),以及 COF 数据 (R 2 = 0.701)。 EMG 方法稳定在 75.1% - 133.1% 之间,不在 MEE 的近距离范围 (90% - 110%) 内;因此,未来的研究必须研究其他数学方法。我们的结果表明 MEE 和 EMG 活动之间存在定性关联,可用于提高残疾人士的行动能力和生活质量。
确保空间有限的系统中的适当细胞生长,例如微流体技术,对于一致的培养比较和结果至关重要。在本报告中,我们主要介绍SH-SY5Y细胞在具有不同表面积的圆形聚碳酸酯圆形杂种上的增殖。,我们选择了SH-SY5Y细胞,因为它们在神经模型生成疾病的研究中的广泛应用。我们的研究表明,该菜的表面积与细胞生长速率之间存在明确的联系。显然是,直径为10 mm或更多的腔室的细胞生长与标准碟培养物的匹配。观察结果表明,随着腔室直径降低,SH-SY5Y细胞的生长也明显降低,即使具有相同的初始播种密度。此外,我们比较了对HelagFP细胞的影响,后者表现出与SH-SY5Y细胞相似的行为,而16HBE14σ细胞在各种直径下显示出有效的增殖。此外,我们检查了直径为12 mm的密封室中SH-Sy5Y细胞的发展,以观察其在有限的气体交换条件下的生长。使用实时微观范围持续监测细胞的效力以捕获动力学。结果表明,OBSES细胞生长与标准培养皿的生长相当。
提出的公共卫生问题(3)作为越来越多的证据表明,CS对孕产妇和儿童健康状况的长期影响。并未完全解释与CS结局有关的分子机制(4,5),但是重要的作用可以在分娩过程中起婴儿的压力。尽管它代表了为外牙外寿命做准备的优势,但婴儿所经历的压力在分娩模式之间差异很大(6)。在VD期间,婴儿中有大量的应力激素。尤其是诸如儿茶酚胺和皮质醇等激素,负责呼吸系统的气体交换,增加血流,激活中枢神经系统的激活以及动员燃料加工(7,8)。然而,这种高度表达的应力激素还触发了一系列参与炎症防御途径的激素和细胞因子(7,9)。与CS相比,通过VD出生的婴儿具有较高水平的激素释放(7、8、10、11),更大的肠菌群复杂性(12)和更高的免疫反应(13)。因此,流行病学研究表明,CS分娩的儿童更有可能患上呼吸系统疾病,神经系统疾病,自闭症谱系疾病,精神分裂症)(14,15)和与免疫相关的疾病(例如,哮喘,腹部疾病,腹腔疾病和16个疾病),炎症和类型16-疾病,类型1,类型1,炎症,肥胖16-22 )。
肺是重要的呼吸器官,主要参与气体交换。肺与环境直接相互作用,其主要功能受过敏原、炎症介质和病原体引起的几种炎症反应的影响,最终导致疾病。肺的免疫结构由广泛的先天免疫细胞网络组成,这些细胞会根据病原体的性质诱导适应性免疫反应。免疫反应的平衡对于维持肺的免疫稳态至关重要。病原体感染以及免疫稳态的物理或遗传失调会导致炎症疾病。这些反应最终产生大量细胞因子,如 TSLP、IL-9、IL-25 和 IL-33,这些细胞因子与几种炎症和自身免疫疾病的发病机制有关。改变 Th1、Th2、Th9 和 Th17 反应的平衡一直是治疗这些疾病的治疗干预目标。这里,我们简要回顾了肺部的先天性和适应性免疫反应。遗传和环境因素以及感染是导致肺部各种功能失调的主要原因。我们详细阐述了炎症和感染性疾病、治疗进展和药物输送装置对这一重要器官的影响。最后,我们对肺部的不同炎症和感染性疾病进行了全面汇编,并评论了不同吸入装置在治疗肺部疾病方面的优缺点。本综述旨在总结肺部的免疫学,重点介绍药物和设备的发展。
分别在两个大型合作项目上,分别由谷物研究开发公司(GRDC)和国际玉米和小麦改善中心(CIMMYT)资助。这些项目现在都在第二年,试图更好地理解由同事理查德·特雷斯旺(Richard Trethowan)教授和悉尼大学的丽贝卡·特雷斯托(Rebecca Thistlethwaite)教授开发的澳大利亚小麦种群的生理基础。在这些项目中的作品集中在气孔上,植物表面上的小毛孔负责交换二氧化碳和水与大气。他正在使用手持显微镜和经过定制的深度学习模型来捕获这些毛孔在现场的解剖学特性。与此一起,他还使用新的高吞吐量工具进行了耦合的气体交换测量,以衡量碳吸收和水分流失的速率。然后,他将将它们与被无人机,相关性状,谷物质量特征和遗传学捕获的树冠量表特征联系起来,以识别未来的植物育种目标。这些新型方法比常规技术更高,从而使生理特征可以在空前数量的基因型中进行大规模评估。对这些特征的更深入的理解有可能逐步实现生产率的变化。我们还将与悉尼大学,澳大利亚国立大学,西澳大利亚大学,新英格兰大学,Intergrain大学和英国和墨西哥的海外合作伙伴的合作者紧密合作,以确保我们的研究产生远远的影响。
越来越多的证据支持非生物应激反应在植物多倍体成功中的主要作用,这在恶劣的环境中逐渐蓬勃发展。然而,由于基因组加倍和自然选择之间的相互作用,了解多倍体的生态生理学具有挑战性。在这里,我们研究了两种相关的dianthus broteri细胞型的生理反应,基因表达和表型 - 与不同的基因组重复(4×和12倍)以及进化轨迹以及短暂的极端温度事件(42/28°C和9/5°C)。与4倍相比,12×cyto类型显示应力反应基因(Sweet1,Pp2C16,AI5L3和ATHB7)和增强气体交换的表达更高。在热应激下,两个拼写物的生理性能严重受损,基因表达改变,胞嘧啶甲基化降低。然而,12×细胞型表现出显着的生理耐受性(通过更大的光化学完整性保持气体交换和水状态,并可能增强水的储能),同时下调了PP2C16表达。相反,尽管优先保存水分,但4×D。Broteri易受热应力,显示出非稳固的光合限制和不可逆的光化学损害的迹象。这种细胞型还呈现了热量下调ATHB7的基因特异性表达模式。这些发现提供了有关多倍体产生的分歧应力反应策略和生理性的见解,突出了其对植物功能的广泛影响。