检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2025年第7期70卷 807-815页

作者：张笑凡王震周灿曹晓风中国科学院遗传与发育生物学研究所北京100101

基因表达是生物体内至关重要的过程,主要涉及DNA转录为RNA,再进一步翻译为蛋白质.这一过程复杂而精细,涵盖了转录及转录后调控、翻译调控及翻译后修饰等多个环节.核糖体作为细胞内的翻译机器,承担着解码信使RNA(mRNA)上的遗传信息,并将... 详细信息

基因表达是生物体内至关重要的过程,主要涉及DNA转录为RNA,再进一步翻译为蛋白质.这一过程复杂而精细,涵盖了转录及转录后调控、翻译调控及翻译后修饰等多个环节.核糖体作为细胞内的翻译机器,承担着解码信使RNA(mRNA)上的遗传信息,并将其翻译成多肽链,最终形成功能性蛋白质的功能.翻译调控在动植物的生长发育及逆境适应中起着至关重要的作用.作为固着生长的生物,植物为了应对外部环境的复杂温度变化,进化出一系列精细的调控机制.虽然在转录调控方面的研究相对成熟,但在翻译层面的探索仍显不足.本综述旨在总结核糖体介导的翻译调控在植物环境温度适应过程中的研究进展,帮助我们更深入地理解翻译调控在植物生理和环境适应中的关键作用.

关键词：植物温度响应翻译调控核糖体质量控制

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智能生物制造之发酵过程优化:在线检测、人工智能与数字孪生技术

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生物工程学报 2025年第3期41卷 1179-1196页

作者：夏建业龙东娇陈敏陈安祥中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308

生物制造作为新兴产业,其核心挑战在于实现发酵过程的精准优化与高效放大。本文聚焦发酵过程的关键环节——实时感知与智能控制,系统综述了在线检测技术、人工智能驱动的优化策略及数字孪生技术的应用进展。首先,从常规参数(温度、pH、... 详细信息

生物制造作为新兴产业,其核心挑战在于实现发酵过程的精准优化与高效放大。本文聚焦发酵过程的关键环节——实时感知与智能控制,系统综述了在线检测技术、人工智能驱动的优化策略及数字孪生技术的应用进展。首先,从常规参数(温度、pH、溶解氧)到高级传感技术(在线活细胞传感、光谱分析、尾气监测)的在线检测手段,为实时获取微生物代谢状态提供了数据基础。其次,传统基于专家经验的静态控制逐步向人工智能驱动的动态优化演进,机器学习(如人工神经网络、支持向量机)与遗传算法等技术的整合显著提升了补料策略与工艺参数的调控效率。最后,数字孪生技术通过融合实时传感数据与多尺度模型(细胞代谢动力学与反应器流场模拟),为发酵过程的全生命周期优化与理性放大提供了新范式。未来,基于智能感知与数字孪生的闭环控制系统将加速合成生物学成果的产业化,推动生物制造向高效、智能、可持续方向迈进。

关键词：发酵过程优化在线传感智能感知数字孪生优化控制

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氨基酸-铁纳米组装体的构筑及组装动力学研究

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高等学校化学学报 2025年第1期46卷 89-96页

作者：邹昊洋赵智彤王怀志杨佳臻丁建勋中国科学院长春应用化学研究所中国科学院生态环境高分子材料重点实验室长春130022

通过超分子相互作用构筑了以β-羟基氧化铁为结构基元的氨基酸-铁纳米组装体,并探究了其在不同温度下的组装动力学,明确了温度对其成核、生长及组装过程的影响.通过优化组装条件,制备了长度为179.1nm,宽度为36.1nm的梭形纳米组装体,其... 详细信息

通过超分子相互作用构筑了以β-羟基氧化铁为结构基元的氨基酸-铁纳米组装体,并探究了其在不同温度下的组装动力学,明确了温度对其成核、生长及组装过程的影响.通过优化组装条件,制备了长度为179.1nm,宽度为36.1nm的梭形纳米组装体,其中总铁(Fe)含量达到49.6%,络合Fe含量占32.1%.细胞实验结果表明,所制备的氨基酸-铁纳米组装体可以被人膀胱移行细胞癌T24细胞高效内吞,并显著抑制其增殖,半数最大抑制浓度(IC_(50))为163.8μg/mL,展现出优异的肿瘤治疗潜力,在纳米药物领域具有很广阔的研究前景.

关键词：氨基酸羟基氧化铁纳米组装体组装动力学生物医用材料

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生物膜中典型腐蚀微生物种间相互作用及其影响下的腐蚀机制研究进展

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表面技术 2025年第2期54卷 1-16页

作者：杨金峰王亚楠张一梦郭定张进凯段继周中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

当微生物附着于金属表面,其细胞活动及代谢产物对金属造成的腐蚀影响称为微生物腐蚀(Microbiological Influenced Corrosion,MIC),而硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing Bacteria,SRB)被认为是较具代表性的腐蚀性细菌之一。自然界中微生物... 详细信息

当微生物附着于金属表面,其细胞活动及代谢产物对金属造成的腐蚀影响称为微生物腐蚀(Microbiological Influenced Corrosion,MIC),而硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing Bacteria,SRB)被认为是较具代表性的腐蚀性细菌之一。自然界中微生物并不孤立存在,而是多种微生物通过分泌胞外聚合物、群体感应等机制形成生物膜(Biofilm)共同定植在基体表面,这也是微生物腐蚀区别于其他腐蚀形式的重要结构。在混合微生物共存环境中,复杂的种间关系对金属材料可能造成比单一微生物更为严重的腐蚀破坏。针对生物膜及锈层中典型腐蚀微生物种间相互作用致金属腐蚀现象,分别论述了生物膜形成过程、影响微生物成膜的生物与非生物因素、生物膜结构特征及与微生物腐蚀的相关性,系统地对实海金属锈层测序分析发现的典型微生物种间相互作用关系及其影响下的腐蚀机制进行讨论,包括藻菌体系、铁氧化菌(IOB)与SRB、产甲烷古菌(MA)与SRB等。最后总结了腐蚀微生物种间相互作用的研究方法,并对后续研究的发展方向进行了展望。

关键词：微生物腐蚀生物膜微生物共存种间相互作用硫酸盐还原菌铁氧化菌产甲烷古菌

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跨域水生病毒

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水生生物学报 2025年第1期49卷 61-75页

作者：张奇亚柯飞中国科学院水生生物研究所武汉430072

水生病毒是感染各类水生生物或存在于不同水体中的病毒,为水生生态系统中最丰富的生物实体,显著影响宿主群落的结构与功能、从而影响生物圈和全球生物地球化学循环。无论从分类地位、宿主范围,还是遗传进化及生态效应角度来看,水生病毒... 详细信息

水生病毒是感染各类水生生物或存在于不同水体中的病毒,为水生生态系统中最丰富的生物实体,显著影响宿主群落的结构与功能、从而影响生物圈和全球生物地球化学循环。无论从分类地位、宿主范围,还是遗传进化及生态效应角度来看,水生病毒都显示出丰富的多样性和跨域特征。以往对病毒感染及其影响的理解主要集中在病毒与宿主细胞的相互作用和其分子水平上。但要清晰认识水生病毒在生态系统中的作用及对生物地球化学循环的影响,则需结合微观、介观和宏观尺度,甚至遥感观测及多种新技术来实现。文章就跨域水生病毒与特征、驱动物种进化、病毒分流和地球化学循环效应及相关新兴技术等研究进展进行概述。

关键词：水生病毒病毒圈生物地球化学循环病毒分流辅助代谢基因水生态病毒学新技术

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生物过程的介尺度模拟仿真与AI优化

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生物工程学报 2025年第3期41卷 1197-1218页

作者：王智慧王聪张庆华夏建业丛威杨超石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室中国科学院过程工程研究所中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院中国科学院大学化工学院中国科学院天津工业生物技术研究所

生物过程是利用活性生物细胞或酶实现底物生物转化的一种绿色可持续、环境友好的加工过程，在生物制造中起着关键作用。具有双重属性的生物过程多层次多尺度间的复杂关联导致生物过程的优化十分困难，深入认识介尺度机理是了解生物过程... 详细信息

生物过程是利用活性生物细胞或酶实现底物生物转化的一种绿色可持续、环境友好的加工过程，在生物制造中起着关键作用。具有双重属性的生物过程多层次多尺度间的复杂关联导致生物过程的优化十分困难，深入认识介尺度机理是了解生物过程动态变化和梳理多尺度复杂关系的关键之一。介尺度的数值模拟为介尺度现象的认识提供了一种新途径，人工智能(artificial intelligence, AI)优化与介尺度模拟的结合为生物过程的优化注入了新的活力。本文综述了生物过程中介尺度模拟和AI优化的研究进展，探讨了可能的发展方向，以期促进介尺度模拟和AI优化在生物过程中的应用与发展。

关键词：生物过程介尺度模拟计算流体力学人工智能优化机器学习

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人工智能与物理原理融合驱动的蛋白计算模拟技术

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生物工程学报 2025年第3期41卷 917-933页

作者：刘保艳李帅苏浩盛翔中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学全国重点实验室天津300308 中国科学院大学北京100049

计算模拟驱动的生物元件、代谢网络乃至细胞系统的机理解析、定向改造和按需设计,可为解决不同层次的生物学问题提供新的技术方案,已成为生物制造的核心研究内容。在蛋白元件的计算模拟方面,基于物理原理的传统方法利用计算机软件和数... 详细信息

计算模拟驱动的生物元件、代谢网络乃至细胞系统的机理解析、定向改造和按需设计,可为解决不同层次的生物学问题提供新的技术方案,已成为生物制造的核心研究内容。在蛋白元件的计算模拟方面,基于物理原理的传统方法利用计算机软件和数学模型来模拟生物体系中蛋白行使功能的物理和化学过程,是理解复杂生物体系和指导实验设计的有力工具。随着生物系统模拟尺度的不断扩大,传统计算模拟技术面临计算精度和计算速度难以平衡的困境。近年来,生物数据量呈现爆炸式增长,使得构建高性能人工智能(artificial intelligence,AI)模型成为可能,为蛋白计算模拟带来了新思路和新契机,AI和物理原理融合驱动的蛋白计算模拟技术应运而生。本文对基于物理原理的传统蛋白计算模拟方法及其应用进行了详细介绍,并对融合AI和物理原理的最新计算模拟技术进行了梳理和讨论,进而提出在AI模型中结合严谨的化学知识和既定的物理原理,可有效提升数据处理和模式识别能力,从而提高计算效率和预测的准确性,使其具有更强的解释能力、通用性和稳健性。目前,AI与物理原理融合驱动的计算模拟技术已在生物催化领域展现出巨大的潜力和价值。本文聚焦于主流和先进的蛋白计算模拟技术,通过对这些技术的系统性回顾和前瞻性分析,梳理了蛋白质计算模拟技术的发展脉络,以推动其在酶催化机制解析、蛋白从头设计与理性改造等领域的应用,助力生物制造的发展。

关键词：人工智能计算模拟计算生物学分子对接分子动力学模拟量子化学计算

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独蒜兰中1个新的苄酯苷类化合物及抗炎活性

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中草药 2025年第1期56卷 16-25页

作者：周泽琴李汉芬胡江苗中国科学院昆明植物研究所植物化学与天然药物重点实验室中国科学院大学

目的研究独蒜兰Pleione bulbocodioides假鳞茎的主要化学成分及抗炎活性。方法通过LC-MS分析主要成分；使用硅胶柱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、制备薄层色谱、半制备液相色谱等分离技术进行分离纯化，通过波谱技术并结合文献对化合... 详细信息

目的研究独蒜兰Pleione bulbocodioides假鳞茎的主要化学成分及抗炎活性。方法通过LC-MS分析主要成分；使用硅胶柱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、制备薄层色谱、半制备液相色谱等分离技术进行分离纯化，通过波谱技术并结合文献对化合物进行结构鉴定；采用脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）诱导的RAW264.7小鼠单核巨噬细胞体外炎症模型进行抗炎活性评价。结果分离得到20个化合物，分别鉴定为对羟基苄基乙醚（1）、对羟基苯甲醛（2）、4-（甲氧基甲基）苯1,2-二醇（3）、3,4-二羟基苯甲醛（4）、对羟基苯乙醇（5）、反式阿魏酸（6）、山药素Ⅲ(7)、3,3'-二羟基-5-甲氧基-2,6-二(对羟基苄基)联苄（8）、3',5-二羟基-3-甲氧基-2-(对羟基苄基)联苄（9）、3,3'-二羟基-5-甲氧基-2-(对羟基苄基)联苄（10）、bletistrin D(11)、4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯基葡萄糖苷（12）、1-O-(4-羟甲基苯氧基)-2-O-反式肉桂酰-β-D-葡萄糖苷（13）、1-O-(4-羟甲基苯氧基)-6-O-反式肉桂酰-β-D-葡萄糖苷（14）、militarine(15)、bletistroside D(16)、天麻素（17）、1-[4'-O-(β-D-吡喃葡萄糖基)苄基]-2-O-(β-D-吡喃葡萄糖基)-4-{4''-O-[(3''''-O-反式阿魏酰基)-β-D-吡喃葡萄糖基]苄基}-(2R)-2-异丁基琥珀酸酯（18）、bletistroside C(19)和dactylorhin A(20)。对化合物7、8、15、16、18～20进行了抗炎活性筛选，化合物7、15、20在50μmol/L时对NO的抑制率达到42.5%、23.1%和23.6%。结论化合物18为新化合物，命名为白及琥珀酯苷M(bletistroside M)，化合物8、11～14、16和19均是首次从该植物中分离得到；LC-MS显示独蒜兰的主要化学成分是山药素Ⅲ(7)、militarine(15)和dactylorhin A(20)。此外，化合物7对LPS诱导的RAW264.7细胞炎症反应的抑制作用最好。

关键词：独蒜兰抗炎活性 2-异丁基苹果酸葡萄糖氧基苄酯苷山药素Ⅲ 白及琥珀酯苷M

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从制造到智造:维生素B_(12)与合成生物学的不解之缘

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科学通报 2025年第1期70卷 44-59页

作者：康倩吕荣玉张大伟中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室天津300308 天津科技大学生物工程学院天津300457

合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B_(12)作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子”,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物... 详细信息

合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B_(12)作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子”,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物制造在合成生物学发展的推动下不断创新.本文探讨了自1926年维生素B_(12)小分子被发现至今的重要研究成果和内容,其中囊括在早期医学、化学研究时期,维生素B_(12)相关研究的重要诺奖级成果;天然合成维生素B_(12)菌株挖掘、催化途径解析及遗传工具开发;人工重组合成维生素B_(12)菌株和体系的构建及优化等重要内容.聚焦近30年来,合成生物学系统研究方法的提出和推进对维生素B_(12)生物制造有显著促进作用.这些进展推动了维生素B_(12)从简单的天然菌种“制造”过程走向更具设计性、智能化的人工菌种与人工体系的“智造”过程转变.此外,维生素B_(12)复杂的天然合成途径成为经典的研究范本,为合成生物学发展提供了优秀的经典案例,与合成生物学的发展结下“不解之缘”.

关键词：合成生物学维生素B_(12) 生物制造细胞工厂无细胞合成

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生物活性水凝胶通过调控细胞行为促进皮肤慢性创面愈合

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材料导报 2025年第5期39卷 35-48页

作者：谢梦恬马雨龙孙一榕孙海许维国王国良丁建勋中国科学院长春应用化学研究所中国科学院生态环境高分子材料重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026

随着我国人口老龄化的加速,皮肤慢性创面的发病率持续上升。由于其愈合周期长且易复发,慢性创面不仅严重威胁患者的身心健康,也对我国医疗系统造成了沉重负担。慢性创面的愈合是一个涉及多种细胞和信号因子精密协作的复杂过程,因此单一... 详细信息

随着我国人口老龄化的加速,皮肤慢性创面的发病率持续上升。由于其愈合周期长且易复发,慢性创面不仅严重威胁患者的身心健康,也对我国医疗系统造成了沉重负担。慢性创面的愈合是一个涉及多种细胞和信号因子精密协作的复杂过程,因此单一的治疗手段,如抗炎治疗,难以有效应对这一多维生理过程。近年来,生物活性水凝胶凭借其优异的生物相容性、精准调控细胞行为以及调节信号因子释放的能力,在改善创面微环境、促进细胞增殖等方面表现出显著优势。本文系统阐述了生物活性水凝胶在皮肤创面修复过程中的作用机制,涵盖止血、抗炎、细胞增殖促进、胶原沉积及细胞外基质重塑等关键阶段。最后,本文展望了生物活性水凝胶在临床应用中的广阔前景,并针对当前在临床转化过程中面临的主要挑战和亟需解决的问题进行了深入探讨,为未来慢性创面修复相关的研究和技术开发提供参考。

关键词：钛合金-羟基磷灰石复合材料制备工艺羟基磷灰石粉末冶金搅拌摩擦焊接

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