量子力学系统的希尔伯特空间可以具有非平凡几何,这一认识导致人们在单粒子和多粒子量子系统中发现了大量新奇现象。特别是,与单粒子波函数相关的几何考虑导致了非相互作用拓扑绝缘体 (TI) 的最初发现和最终分类 [1 – 4] ,以及对这些相中缺陷相关特性的研究 [5 – 8] 。另一方面,在分数量子霍尔系统 (FQHS) [9,10] 和分数陈绝缘体 (FCI) [11,12] 的框架内,研究了拓扑与占据非平凡单粒子态的粒子间相互作用之间相互作用所产生的迷人物理。然而,由于后者的关联性质,建立单粒子和多粒子层面上非平凡几何的作用之间的直接关系一直很困难。在本文中,我们展示了二维 (2D) 单粒子能带结构的非平凡几何与相关 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 超导体的响应特性之间的明确联系 [13] 。特别地,我们表明,在用大质量狄拉克模型描述正常态的二维系统中,超导态遵循修改的通量量子化条件,从而产生分数通量涡旋以及非常规约瑟夫森响应。必须强调的是,超导态与正常态没有扰动关系。但是,正如我们在下面所展示的,使用 BCS 变分假设可以处理相变两侧的几何作用。流形量子化源于这样一个事实:在块体超导体内部深处,序参量的整体相位是恒定的。在传统的
通过纳米和微技术(量子点和微流体)的融合,我们创建了一个能够对人类血清样本中的传染性病原体进行多重、高通量分析的诊断系统。作为概念验证,我们展示了能够检测全球最流行的血液传播传染病(即乙型肝炎、丙型肝炎和 HIV)血清生物标志物的能力,样本量少(<100 µ L),速度快(<1 小时),灵敏度比目前可用的 FDA 批准方法高 50 倍。我们进一步展示了同时检测血清中多种生物标志物的精确度,交叉反应性最小。该设备可以进一步发展成为便携式手持式即时诊断系统,这将代表发达国家和发展中国家在检测、监测、治疗和预防传染病传播方面的重大进步。
引用黄,Tony P.,Zachary J. Heins,Shannon M. Miller,Brandon G. Wong,Pallavi A. Balivada,Tina Wang,Ahmad S. Khalil等。“针对单核苷酸 - 吡啶二酰胺PAM的紧凑型Cas9变体的高通量连续演变。”nat Biotechnol 41,no。1(2022):96-107。doi:10.1038/s41587-022-01410-2
引用黄,Tony P.,Zachary J. Heins,Shannon M. Miller,Brandon G. Wong,Pallavi A. Balivada,Tina Wang,Ahmad S. Khalil等。“针对单核苷酸 - 吡啶二酰胺PAM的紧凑型Cas9变体的高通量连续演变。”nat Biotechnol 41,no。1(2022):96-107。doi:10.1038/s41587-022-01410-2
十多年前,无人机 (UAV) 被视为农业的新纪元 (Zarco-Tejada,2008)。从今天的角度来看,无人机在农业中的应用最大的影响体现在高通量田间表型分析上。田间表型分析是指对植物在自然环境中的表型(即其解剖、个体发育、生理和生化特性)进行定量描述 (Walter et al.,2015)。在育种方面,需要筛选数百甚至数千种不同的基因型来研究它们对植物性状和性能的影响,高通量田间表型分析可以在育种的早期阶段及时快速地筛选多种性状。这有可能缩短育种周期,并避免因连锁拖累而丢失潜在的重要等位基因(Araus 和 Cairns,2014 年;Furbank 和 Tester,2011 年;Rebetzke 等人,2019 年)。由于无人机系统作为遥感平台已经成熟(Aasen 等人,2018 年),几乎所有田间表型分析领域的“大玩家”(研究团体、公司和其他组织)都已开始使用无人机进行
3爱丁堡大学生物科学学院,Max Born Crescent,Edinburgh,EH9 3BF,英国。 *相应的作者:d.oyarzun@ed.ac.uk; n.carragher@ed.ac.uk摘要胶质母细胞瘤多形(GBM)是一种侵略性的原发性脑肿瘤,由于其复杂的病理和异质性,引起了重大治疗挑战。 缺乏经过验证的分子靶标是发现新的治疗候选者的主要障碍,在二十年中,没有向患者提供新的有效GBM疗法。 在这里,我们报告了针对GBM干细胞存活表型的化合物的鉴定。 我们的方法采用机器学习(ML)的预测指标的细胞存活率,这些细胞存活在高通量,基于图像的,基于图像的表型筛选数据中,用于3,561种化合物,以多个浓度,跨六个异质,患者衍生的GBM干细胞系进行多个浓度。 我们在计算上筛选了跨越各种化学类别的12,000多种化合物。 对GBM干细胞系中ML识别的候选物的实验验证,导致了三种化合物对GBM表型的活性。 值得注意的是,我们经过验证的HSP90抑制剂XL888之一,靶向消除所有六个GBM干细胞系,其IC50在纳莫尔范围内。 其他两种化合物在具有不同细胞系敏感性的多个GBM细胞系中展示了广泛的活动,为将来的个性化医学运动提供了途径。 患者的预后较差,治疗方案有限(通常是手术,然后进行化学放疗),导致抗药性的出现。3爱丁堡大学生物科学学院,Max Born Crescent,Edinburgh,EH9 3BF,英国。*相应的作者:d.oyarzun@ed.ac.uk; n.carragher@ed.ac.uk摘要胶质母细胞瘤多形(GBM)是一种侵略性的原发性脑肿瘤,由于其复杂的病理和异质性,引起了重大治疗挑战。缺乏经过验证的分子靶标是发现新的治疗候选者的主要障碍,在二十年中,没有向患者提供新的有效GBM疗法。在这里,我们报告了针对GBM干细胞存活表型的化合物的鉴定。我们的方法采用机器学习(ML)的预测指标的细胞存活率,这些细胞存活在高通量,基于图像的,基于图像的表型筛选数据中,用于3,561种化合物,以多个浓度,跨六个异质,患者衍生的GBM干细胞系进行多个浓度。我们在计算上筛选了跨越各种化学类别的12,000多种化合物。对GBM干细胞系中ML识别的候选物的实验验证,导致了三种化合物对GBM表型的活性。值得注意的是,我们经过验证的HSP90抑制剂XL888之一,靶向消除所有六个GBM干细胞系,其IC50在纳莫尔范围内。其他两种化合物在具有不同细胞系敏感性的多个GBM细胞系中展示了广泛的活动,为将来的个性化医学运动提供了途径。患者的预后较差,治疗方案有限(通常是手术,然后进行化学放疗),导致抗药性的出现。我们的工作证明了在与ML串联串联中使用表型筛选的使用可以有效地识别具有很少已知分子靶标的高度异质指示中个性化处理的治疗铅。关键字:胶质母细胞瘤,人工智能,药物发现,机器学习简介胶质母细胞瘤多形(GBM)是人类成年人中最常见和最具侵略性的原发性脑肿瘤,其特征是遗传驱动因素的实质异质性和肿瘤微环境1-3。在过去20年中,新诊断的GBM患者的护理标准包括手术,替莫唑胺(TMZ)和电离辐射(IR),延长了12个月至15个月患者的总体生存期4,5。大规模的基因组分析增强了我们对GBM分子生物学的理解,后者支持
摘要:寻找新的机制解决方案以应对生物催化挑战是酶进化适应以及设计新催化剂的关键。最近人造物质被释放到环境中,为观察生物催化创新提供了动态试验场。用作杀虫剂的磷酸三酯最近才被引入环境中,而它们并没有天然对应物。为了应对这一挑战,酶已迅速进化以水解磷酸三酯,并趋向于相同的机制解决方案,即需要二价阳离子作为催化的辅助因子。相比之下,先前发现的宏基因组混杂水解酶 P91(乙酰胆碱酯酶的同源物)实现了由金属独立的 Cys-His-Asp 三联体介导的缓慢磷酸三酯水解。在这里,我们通过对 P91 进行定向进化来探究这种新催化基序的可进化性。通过将聚焦库方法与液滴微流体的超高通量相结合,我们仅通过两轮进化就将 P91 的活性提高了约 360 倍(达到 ak cat / KM ≈ 7 × 10 5 M − 1 s − 1 ),可与自然进化的金属依赖性磷酸三酯酶的催化效率相媲美。与其同源物乙酰胆碱酯酶不同,P91 不会遭受自杀抑制;相反,快速的去磷酸化速率使共价加合物的形成而不是水解速率成为限制因素。定向进化改进了这一步骤,中间体的形成速度提高了 2 个数量级。将聚焦的组合库与液滴微流体的超高通量相结合,可以用于识别和增强自然界中尚未达到高效率的机制策略,从而产生具有新型催化机制的替代试剂。■ 简介
摘要。恢复排水和提取的泥炭地可能会将其返回到二氧化碳(CO 2)下沉量,从而充当显着的气候变化缓解。ever,恢复的站点是否会保留下沉或切换到气候变化的来源是未知的。因此,我们调整了CoupModel,以模拟生态系统CO 2频道以及恢复的沼泽的相关影响因子。研究地点是加拿大东部的泥炭地,被提取了8年,并在恢复前离开了20年。与净生态系统交换(NEE),表面能量,土壤温度前纤维和地下水位深度数据的涡流协方差测量的3年(代表14-16岁)相比,对模型输出进行了第一次评估。进行了灵敏度分析,以评估所含有的CO 2倍数对新生长苔藓的厚度的响应。然后使用经过验证的模型来评估对气候强迫变化的敏感性。coupmodel重现了测得的表面能池,并与观察到的土壤温度,地下水位深度和NEE数据显示出很高的一致性。当将新生长的苔藓和Acrotelm的厚度从0.2到0.4 m更改时,模拟的NEE略有不同,但对于1 m厚的厚度显示出明显较小的吸收。在3个评估年中,模拟的NEE为-95±19GCM-2 Yr-1和-101±64GCM-2 Yr-1,范围从-219到 + 54GCM-2 yr-1,具有扩展的28年Cli-Mate数据。经过14年的恢复,泥炭地的平均CO 2摄取速率与原始地点相似,但年际变化较大,并且在干燥的年份中,重新存储的泥炭地可以切换回临时CO 2源。该模型预测CO 2吸收的中等减少,但如果泥炭地在生态和水文上恢复,则在未来的气候变化条件下仍然是合理的下沉。
如今,随着对清洁能源和可再生资源的重视,使用永久磁铁(PM)电动机引起了极大的关注。最新类型的PM电动机之一是Vernier永久磁铁电机(VPM)。本文着重于分析和评估式型Vernier永久磁铁电动机(SVPM)。这项研究的主要创新和贡献是引入了辐条型Vernier永久磁铁电动机的双定位配置。双定子式式型游标永久磁铁电动机(DSSA-PMVM)通常在转子上缺少通量屏障。在这项研究中,将磁通屏障纳入此类电动机的新型设计导致了新的运动架构的发展。带有通量屏障(DSSA-fbpmvm)的双站式型Vernier永久磁铁电动机有效地解决了传统Vernier Motors固有的一些挑战。游客电动机通常以低速输出为特征。但是,一个值得注意的缺点是他们的低功率因素。DSSA-FBPMVM不仅与同一体积内的SVPM相比增强了扭矩输出,而且还克服了SVPM的低功率因数问题,从而达到了相对理想的功率因数。本研究中使用的分析和评估方法基于二维有限元方法(2D FEM)。
摘要。基于清晰收获,现场制备,播种和中间稀疏的旋转林业通常是Fennoscan-dia的主要管理方法。然而,清除切割后对温室气体(GHG)排放的理解仍然有限,特别是在排水的泥炭地森林中。在这项研究中,我们报告了二氧化碳(CO 2),甲烷(CH 4)和一氧化二氮(N 2 O)的基于涡流的(基于EC的)净排放,该释放的北谷植物林中的肥沃盐水收获后1年1年。我们的结果表明,在年度上,该站点是净CO 2来源。CO 2排放主导着年度温室气体余额(23.3 T CO 2等式ha -1 yr -1,22.4-24.1 t co 2 eq。ha-1 yr-1,取决于EC间隙填充方法;总计82.0%),而n 2 o的作用(5.0 t co 2 eq。ha -1 yr -1,4.9-5.1 t co 2 eq。ha -1 yr -1; 17.6%)也很重要。该站点是一个弱的CH 4来源(0.1 T CO 2 eq。ha -1 yr -1,0.1-0.1 t co 2 eq。ha -1 yr -1; 0.4%)。开发了一个统计模型,以估计表面型CH 4和N 2 O排放。该模型基于空气温度,土壤水分和Ec ec ec ec toper toper typer的贡献。使用未占用的飞机(UAV)光谱成像和机器学习对表面类型进行了分类。我们的研究提供了有关CH 4和N 2 o频道如何受到基于表面上的模型,表面型特异性最高的CH 4散发出现在植物覆盖的沟渠和裸露的泥炭中,而表面则以活树,死木,垃圾,垃圾,暴露的泥炭为主导,是N 2 O发射的主要贡献者。