摘要 - 这项研究引入了一个专门为医疗物联网设备设计的轻量级图像加密框架,并利用了6D混沌图与XOR扩散,像素置换量和可选替换层结合使用。该方法利用了高维混沌系统的固有随机性,刻薄性和敏感性来实现敏感的医学图像的强大加密和安全传播,包括X射线,MRIS和ECGS。全面的评估表明,该框架有效地破坏了空间连贯性,达到了几乎零像素相关性和高熵(〜8),同时保持适合资源受限物联网环境的计算效率。加密方案表现出对输入变化的显着敏感性,平均NPCR为99.6%,UACI超过33%,突出了其对差异和统计攻击的鲁棒性。对传统和低维混沌加密方法的比较分析表明,该算法在加密安全性和性能之间提供了卓越的平衡。调查结果表明,所提出的系统是在医学物联网应用程序中实时,安全图像处理的可行解决方案。未来的研究将研究自适应参数调整以及机器学习的整合以提高加密效率和鲁棒性。。关键字 - 6D混沌图,轻质加密,XOR扩散,医学物联网安全性,像素排列。
[研究背景]基因组编辑是一种使用特殊的DNA结合蛋白来自由重写含有遗传信息的DNA的技术。预计将来将用于基因治疗。但是,现有的基因组编辑蛋白CAS9有问题,例如编辑所需的时间和非目标DNA序列的编辑不正确。在考虑对基因治疗的应用时,误用DNA是致命的。因此,需要快速准确的基因组编辑蛋白的发展。 [研究结果]研究小组先前使用单个分子荧光显微镜进行了研究,重点是“滑动”,该显微镜以滑动方式移动DNA结合蛋白。而且,现有的基因组编辑蛋白Cas9是一种DNA结合蛋白,但已知它不会滑动。如果CAS9可以滑过DNA,它将能够快速定位目标DNA并允许快速编辑目标DNA。此外,当它与非目标DNA结合时,Cas9会误导其DNA序列,但通过快速将其移动到DNA上,它可以防止误用。 考虑到以上,在这项研究中,我们设计了两种修改CAS9的方法,以便它可以在DNA上移动,并使用DNA比对固定技术“ DNA Garden”和单个分子荧光显微镜进行了验证。首先,我们认为CAS9的氨基酸与DNA密切结合,抑制滑动,因此我们用另一种氨基酸代替了这些氨基酸。结果表明,在没有引导RNA的情况下,在没有引导RNA的情况下,修饰的CAS9的滑动最多可促进15次。 接下来,当我们从DNA结合蛋白NHP6A中移植了一个增强的位点时,我们发现,在没有引导RNA的情况下,在没有引导RNA的情况下,最多可促进修饰的Cas9的滑动,最多可促进5次(图A)。该植入部位与DNA结合并松开Cas9和DNA之间的结合,这被认为可以促进Cas9幻灯片(图B)。从上面,我们成功修改了CAS9,以便可以在DNA上滑动。预计修改后的CAS9将在基因组编辑中使用,例如将来的基因疗法。
N. Takeda、Takafumi Hiramoto、Satoshi Tasaka、Hisato Hirano、Takeshi Tokuyama、Hideki Uosaki、Soh Ishiguro、Madina Kagieva、Hiroyuki Yamano、Yuki Ozaki、Daisuke Motooka、Hideto Mori、Yuhei Kirita、Yoshiaki Kise、Yuzuru Itoh、Satoaki Matoba、Hiroyuki Aburatani、Nozomu Yachie、Tautvydas Karvelis、Virginijus Siksnys、Tsukasa Ohmori**、Atsushi Hoshino** 和 Osamu Nureki** (*第一作者,**通讯作者) 〈DOI〉10.1016/j.cell.2023.08.031 〈 URL 〉https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.08.031
摘要。交通摄像头的视频供稿对于许多目的都是有用的,其中最关键的是与监视道路安全有关。车辆轨迹是危险行为和交通事故的关键要素。在这方面,至关重要的是要脱离那些异常的车辆轨迹,即偏离通常的路径的轨迹。在这项工作中,提出了一个模型,以使用流量摄像机的视频序列自动解决该模型。该提案通过框架检测车辆,跨帧跟踪其轨迹,估计速度向量,并将其与其他空间相邻轨迹的速度向量进行比较。可以从速度向量的比较中,可以检测到与相邻的trajectories非常不同(异常)的轨迹。实际上,该策略可以检测错误的轨迹中的车辆。模型的某些组成部分是现成的,例如最近深度学习方法提供的检测;但是,考虑了几种不同的选择和分析车辆跟踪。该系统的性能已通过各种真实和合成的交通视频进行了测试。
(未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本版的版权持有人于2024年8月7日发布。 https://doi.org/10.1101/2024.08.05.606574 doi:biorxiv Preprint
摘要:荧光染料标记是分析活生物体中纳米颗粒的命运的常见策略。然而,在多大程度上可以改变原始纳米颗粒生物分布的程度。在这项工作中,两种广泛使用的荧光染料分子,即Atto488(Atto)和Sulfo -Cy5(S -CY5),已共价附加到一个良好的CXCR4靶化的自我组合蛋白Nananoparticle(已知T222 -GFP -gfp -h6)上。随后已经将标记为T22 -GFP -H6 -ATTO和T22 -GFP -H6 -S -CY5纳米颗粒的生物分布与不同的CXCR4+肿瘤小鼠模型中的非标签纳米粒子的生物分布进行了比较。我们观察到,虽然父母T22 -GFP -H6纳米粒子主要是在CXCR4+肿瘤细胞中积累的,但标记为T22 -GFP -H6 -ATTO和T22 -GFP -H6 -SCY5纳米粒子在非生物分配模式中表现出急剧变化,累积的含量是巨大的,累积了,累积了,累积了,累积了,累积了,累积了。肿瘤靶向能力。因此,在靶向纳米级药物输送系统的设计和开发过程中,应在目标和非目标组织摄取研究中避免使用此类标记分子,因为它们对纳米材料的命运的影响可能会导致实际的纳米粒子生物分布的遗迹。
国枝武一 副教授 近藤小之(研究时):特任研究员 现:千叶工业大学先进工程学院生命科学系助理教授 田中章宏(研究时):博士生 现:日本学术振兴会遗传学研究所研究员 论文信息 期刊名称:PLOS Genetics 标题:使用 DIPA-CRISPR 在极端耐受性孤雌生殖缓步动物中单步生成纯合敲除/敲入个体 作者:近藤小之、田中章宏、国枝武一*(*:通讯作者) DOI:10.1371/journal.pgen.1011298 URL:https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1011298 研究资助本研究获得以下项目的资助:“缓步动物特异非结构域蛋白的发现与功能分析(项目编号:21H05279)”、“耐受极端环境的缓步动物抗性机制的动力学与新分子原理阐明(项目编号:20K20580)”、“高抗辐射缓步动物保护与修复新机制阐明(项目编号:20H04332)”。 名词解释(注1) 缓步动物 一种缓步动物,学名是 Ramazzottius varieornatus。从北海道札幌市的一座桥上分离出的单个个体衍生的遗传同质种群(YOKOZUNA-1谱系)已在实验室中进行了连续繁殖,并且由于其基因组已被破译,它被用于缓步动物的分子生物学研究。它们通过孤雌生殖进行繁殖,雌性单独产卵而不交配。它们具有一种特殊的耐干燥性,称为“干燥切开术”,这使它们能够承受几乎完全脱水,并且在这种状态下,它们能够抵抗各种极端压力。 (注2)目标基因:该技术允许研究人员只修改他们想要研究的特定基因。本研究以参与细胞内物质运输的蛋白质(转运蛋白)和海藻糖合成酶基因为靶基因,进行基因组改造。 (注3)敲除个体、敲入个体 通过人为地向目标基因中引入突变来破坏该基因功能的个体称为敲除个体。另一方面,研究人员设计的 DNA 序列被整合到基因组的目标位置的个体被称为敲入个体。