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在实验室中生长微生物的能力可以使其遗传学的可重复研究和工程化。不幸的是,由于识别培养条件所需的努力,生命树中的大多数微生物仍然没有耕种。对指导实验测试的可行生长条件的预测将是非常可取的。虽然可以通过注释的基因在计算上预测碳和能源,但很难预测其他生长的要求,例如氧,温度,盐度和pH。在这里,我们开发了基于基因组的计算模型,能够预测氧耐受性(92%平衡精度),最佳温度(r 2 = 0.73),盐度(r 2 = 0.81)和pH(r 2 = 0.48),而新的分类微生物家族无需功能基因注释。使用15,596种细菌和古细菌的生长条件和基因组序列,我们发现氨基酸频率可预测生长需求。只有两个氨基酸可以预测氧气耐受性,其精度为88%。使用蛋白质的细胞定位来计算氨基酸频率改善了pH的预测(r 2增加0.36)。由于这些模型不依赖于特定基因的存在或不存在,因此可以将它们应用于不完整的基因组中,仅需要10%的完整性。我们应用模型来预测所有85,205种测序细菌和古细菌的增长需求,发现未养殖物种富含嗜热,厌氧菌和嗜酸菌。这项工作指导了对不同微生物实验室种植的生长限制的识别。最后,我们将模型应用于具有元基因组组装的基因组的3,349个环境样品,并表明社区中的个别微生物具有不同的增长需求。
Luca La Via 1, Elona Ndoj 1, Matteo Bertoli 1, Veronica Mutti 1, Giulia Carini 1, Alice Filippini 1.2, Federica Bono 1, Chiara Fiorentini 1, Giovanni Ribaudo 1, Alessandra Gianonelli 1, Giuseppe Borsani 1 Isabella Russo 1.2, Alessandro Baron 1.3
自然界中的微生物广泛参与许多地球化学过程,例如矿物风化(Doetterl等,2018)和有机污染物的生物降解(Kimak等,2019)。为了更好地理解这些过程,对微生物的密度进行定量很重要,由于营养的可用性,尤其是在生长和衰减阶段的情况下,这大大变化。特异性生长与细菌的衰减速率与养分之间的关系通常是使用最初由Monod(1941,1949)开发的动力学模型来建模的。在多孔培养基中获取微生物密度的传统方法基于原位采样(一种侵入性方法)和废水孔隙 - 水微生物分析。由于细菌倾向于附着在晶粒表面上,因此孔隙水微生物分析低估了细菌计数(Drake等,1998)。因此,开发一种可以非侵入性监测微生物密度的方法被认为是重要的。
结节性硬化症复合物(TSC)是一种遗传疾病,其特征是细胞过度生长,在整个人体中产生Hamartomas或良性肿瘤。hamartomas通常在脑实质中最常形成,它们被称为块茎。TSC与70-90%的寿命癫痫患者和自闭症谱系障碍(ASD)患病率为40-50%有关(Portocarrero LKL,2018)。块茎中的异常细胞取代了健康细胞,而不是增加大脑中细胞的总数(Crino,2010年),并且有关头圆周长(HC)和宏观畸形(HC大于2个标准偏差高于平均值的HC)的报告是稀疏的(Fidler DJ,2000)。HC增加可能反映了脑实质体积和/或脑脊液(CSF)体积增加(Bartholomeusz HH,2002)。大型畸形以TSC和其他发育障碍的速度为14–29.7%,但仅此前尚未报道过TSC人群中的脑头畸形率(Fidler DJ,2000)(Webb DW,1996)。TSC中HC和癫痫之间的关系也没有先前研究过。
摘要环境温度决定了poikilothermic动物的发育速度,但尚不清楚这是否对脑线接线和Func+ON有后果。在视觉系统中,果蝇温度尺度的突触+c连接+vity,但是这种缩放的基本原因,跨神经回路的缩放性的一般性以及func+onal inal ninca+for行为的含量尚不清楚。在这里,我们结合了解剖学,Func+Onal和Theore+Cal方法,以洞悉依赖温度依赖的突触+C缩放的性质和后果。我们表明,突触+c缩放会导致不同的弹性亚电路中的异质弹性+效果,对气味驱动的行为产生了巨大的后果。第一个原则模型对神经系统和生物体的发展施加了不同的代谢约束,解释了这些发现,并概括以预测在生态相关的温度周期下的大脑布线。我们的数据认为,代谢约束决定了神经子电路内突触+c缩放的程度,并且在Synap+C合作伙伴的可用性时,Resul+ng电路架构和func+on con+ngent是con+ngent。突触+C缩放与合作伙伴的可用性之间的这种复杂相互作用强调了温度依赖性发育率+城市对poikilothermothermic动物行为的复杂影响。
当前的研究评估了饮食中补充Triphala(TR)对黄色鲈鱼(Perca flavescens)生长表现,免疫反应,相关基因表达和肠组织学结构的影响。实验设计包括四个组:一个对照组(0%TR/ kg饮食)和三个TREP养育组,有2、4和6%/千克饮食,持续四个星期,每组分配为三份,每组30条鱼类。采样包括每种复制中的三条鱼,以评估免疫反应和基因表达。的发现表明,Triphala显着改善了生长量,免疫球蛋白M(IgM)水平,溶菌酶活性和一氧化氮(NO)活性,最显着(P <0.05)的结果为6%TR/KG饮食组。TR组还显示出葡萄糖和皮质醇浓度显着降低,而6%TR/kg饮食组的值最低。TRON-COMPORATY组显示出显着上调的表达(p <0.05)[胰岛素样生长因子1(IGF-1)]和免疫[alpha 2巨蛋白(A2M),血清淀粉样蛋白A(SAA)(SAA)和补体C3(CCC3)(CCC3)]基因中的基因组合6%,该基因是6%的6%。此外,肠形态的组织学分析表明,绒毛长度以剂量依赖性方式增加,应对其他增强的参数。当前的结果认可Triphala掺入黄色鲈鱼耕作的积极影响,作为增强生长性能,免疫反应,相关基因表达和肠组织学的安全选择。
抽象的幼苗根特性影响了充满挑战的环境下的植物建立。珍珠小米是最热和干旱的谷物作物之一,可在整个撒哈拉以南萨赫勒地区提供重要的食物来源。Pearl Millet的早期根系具有一个单一快速生长的主要根,我们认为这是对Sahelian气候的适应。使用作物建模,我们证明了早期的干旱压力是珍珠小米被驯化的萨赫尔农业部的重要限制。此外,我们表明,珍珠小米的一级根生长与田间条件下的早期水胁迫耐受性相关。遗传学包括全基因组关联研究和定量性状基因座(QTL)方法,可以确定控制此关键根特征的基因组区域。结合基因表达数据,这些基因组区域之一的重新序列和重新注释,确定了谷歌蛋白编码基因PGGRXC9作为候选应力弹性根生长调节剂。对其最接近的拟南芥同源物Atroxy19的功能表征揭示了该谷胱甘肽(GRX)基因进化枝在调节细胞伸长中的新作用。总而言之,我们的研究提出了GRX基因在赋予根细胞伸长并增强珍珠小米对萨赫勒环境的弹性方面的保守功能。
最初发表于:Diulus,J Trey; Novotny,Zbynek;东芬,南昌;贝科德,扬; Al-Hamdani,Yasmine;尼古隆Comini; Muntwiler,Matthias;亨斯伯格,马蒂亚斯; Iannuzzi,Marcella;奥斯特瓦尔德(Jürg)(2024)。h-bn/金属氧化物界面通过插入生长:纳米固定催化的模型系统。物理化学杂志C,128(12):5156-5167。doi:https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c07828
辅助结构是具有负poisson比率的材料:拉伸时,它们垂直于施加力[26,29],这是看似违反直觉的特性。辅助材料由于其出色的休克吸收,断裂韧性或振动吸收而发现了多个领域的应用[61,51,25,30,49,45]。大量研究致力于设计辅助机械材料[25,12,58],这些材料从其小规模几何形状的特定布置中得出了其物理特性。最近的制造技术可以制造复杂的小规模结构,因此可以制造辅助材料。随机材料具有一些显着的优势。In particular, they are more resilient to fabrication-related symmetry-breaking imperfections [ 44 ], can smoothly and seamlessly grade material properties [ 28 ], are well suited to manufacture isotropic structures [ 40 , 21 ], are excellent candidates for energy-absorbing applications [ 10 , 39 , 23 ], and allow to compute the material geometry efficiently [ 34 ].虽然重复的周期性结构定义了大多数辅助材料,但独特的研究线对随机辅助材料感兴趣[36],因为它们比周期性结构具有某些优势[46,62,27]。辅助聚合物泡沫[29,8]在80年代报道,并广泛用于工业应用中。细胞泡沫的几何形状通常是理想化的,并用Voronoi图[17]进行建模,一些研究辅助泡沫的作品是从建模获得辅助泡沫的最常见过程是压缩一个偶然的透明细胞泡沫,以迫使细胞肋骨扣紧,从而产生一个加热到其软化温度的恢复结构[9,1]。