人恶性胸膜间皮瘤DNA从头测序及基因突变分析

通过DNA从头测序分析人胸膜间皮瘤发生的高关联度突变基因。提取恶性胸膜间皮瘤(MPM)组织和正常胸膜组织DNA,构建基因文库,用Illumina HiSeqX Ten PE 150平台测序,将测序结果与人类基因组数据库的参考序列进行比对、注释,并对测序结果进行过滤、错误率分布检查、GC含量分布检查分析。MPM组织DNA平均过滤37829946 bp,错误率小于0.12%,GC含量占41.17%,而正常胸膜组织DNA平均过滤39089681 bp,错误率小于0.1%,GC含量占41.7%,两者测序质量均在Q 30(≥80%)以上,MPM为87.43%,正常胸膜为88.36%。以上高质量测序数据通过BWA比对到参考基因组(GRCh 37/hg 19),得到最初比对序列,利用重复标记后的比对序列进行覆盖度、深度等统计,覆盖深度达到10 X以上该突变位点可信。结果显示,实验病例XL14覆盖深度达到10 X的占98.59%,覆盖率达到99.83%;对照病例Z5占98.50%,覆盖率达到99.79%。对该序列进行基因注释分析,发现一系列单核苷酸多态性、基因插入缺失、基因结构变异、基因拷贝数变异,筛选出总变异位点数29277个,可能致病的变异位点数22个,致病性的变异位点数5个,不确定变异有害性的位点数为3353个,其余变异位点均为良性。进一步对突变基因进行富集、关联性分析,预测出突变基因TXNDC2与人胸膜间皮瘤的发生高度相关,相关系数达到0.8以上;突变基因PIEN、ABCC1、UGT1A7、UGT1A3、UGT1A4、UGT1A9、ALDH3B1、UGT1A5等与人胸膜间皮瘤有一定关联性,关联度在0~0.2之间。基因TXNDC2、PIEN、ABCC1、UGT1A7、UGT1A3、UGT1A4、UGT1A9、ALDH3B1、UGT1A5的变异可能与人胸膜间皮瘤的发生发展有关。本实验为人胸膜间皮瘤分子诊断提供了参考。

基于“从头到脚评估法”的双人复诵法在麻醉恢复室食管癌患者术后多管道交接中的应用效果

目的:探究基于“从头到脚评估法”的双人复诵法在麻醉恢复室食管癌患者术后多管道交接中的应用效果。方法:选取2023年5—7月常州市第一人民医院麻醉恢复室的食管癌术后患者61例为研究对象,采用随机数字表法分为对照组(29例,采用常规交接法进行交接)和观察组(32例,采用基于“从头到脚评估法”的双人复诵法进行交接)。观察两组管道交接时间、管道交接不良事件发生率。结果:观察组管道交接时间长于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组管道交接不良事件总发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.001)。结论:在麻醉恢复室食管癌患者术后多管道交接中应用基于“从头到脚评估法”的双人复诵法虽然会增加交接班时间,但可降低管道交接不良事件发生率,保障患者安全。

Ti2AlN(0001)/Al固液界面从头算分子动力学研究

通过从头算分子动力学模拟计算,系统研究不同终止面Ti2AlN(0001)/Al固液界面在铝熔点附近的的界面结构、界面能以及电子结构。计算结果表明:Ti2AlN(0001)的4类终止界面均能诱导Al熔体按照FCC-Al{111}密排面“A-B-C”次序堆垛成准固相区,准固相区外延扩展能力由大到小依次为N终止界面、Al终止界面、Ti(N)终止界面、Ti(Al)终止界面;Ti2AlN(0001)的4类终止界面诱导Al熔体形核强弱的原因在于界面处Ti2AlN表层原子与第1层Al原子不同强度的结合引起后续Al原子层间结合强弱,这为Ti2AlN作为铝合金新型异质形核基底以及作为铝基复合材料增强相的界面结构设计提供了理论依据。

从头驯化:作物品种设计与培育的新方向

全球气候变化对农业生产带来了巨大挑战。在农业投入减少的前提下如何保障粮食生产持续稳步增长,满足人们吃饱、吃好的需求是亟需考虑的问题。培育高产、稳产、绿色、营养的新型作物品种仍然是解决该挑战的有效措施之一。作物新品种的培育高度依赖育种材料遗传多样性的拓宽和育种技术的创新。从头驯化是一种作物品种创新的全新育种策略,以具有某些优异性状的未驯化、半驯化植物作为底盘物种,通过农艺性状重新设计和驯化基因导入实现野生植物快速驯化,从而满足人类多样化需求。本文回顾了作物驯化、遗传改良历程,阐明了丰富作物多样性的必要性,强调野生植物丰富的遗传多样性对于拓展作物重新设计空间的重要价值,提出育种策略革新是加速作物育种的关键,探讨了通过从头驯化快速培育新型作物品种的可行性和发展前景。

典型笼状含能材料晶体早期冲击反应的从头算分子动力学模拟

笼状骨架赋予含能分子额外的应变能和结构稳定性,有望优化含能材料高能量密度和低感度之间的问题。但笼状含能晶体在冲击波刺激下的化学反应机理尚不清晰,亟需从笼状骨架调控、单分子分解、晶体集体响应3个层次开展系统研究。为此,研究以具有平面分子结构的三氨基三硝基苯(TATB)作为参考体系,对比了具有笼状结构的八硝基立方烷(ONC)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)和4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环十二烷(TEX)体系,开展了ONC、CL-20、TEX晶体结构在8~11 km∙s^(-1)冲击波作用下的演化并进行了从头算分子动力学模拟。模拟结果表明,含能晶体的冲击感度排序为ONC>CL-20>TEX>TATB,通过与冲击波/撞击感度的文献试验数据对比进行了验证。反应机理表明:(i)异伍兹烷骨架中的富电子氧/氮促进了离域效应,适中的空间自由度赋予其弹性变形能力,加强了笼状骨架的结构稳定性,延缓了冲击反应进程;(ii)基于异伍兹烷的笼状分子分解时,硝基的脱落先于笼状分子的坍塌发生,游离的硝基与其他中间产物的排斥作用阻碍了分子间的团聚,进一步延缓了反应进程;(iii)分子间氢键在冲击压缩时发生高塑性变形,将冲击波能量转化为分子间排斥势而储能,从而提升材料吸收冲击波能量的阈值,延迟反应发生时间,降低冲击感度。研究提出,电子离域效应增强,空间自由度适中的异构笼状骨架及丰富的分子间氢键均有望降低冲击波感度,为新型高能钝感含能材料的设计提供理论参考。

结合机器学习算法提高从头算方法对HF/HBr/H^(35)Cl/Na^(35)Cl振动能谱的预测性能

高精度振动能谱蕴含着分子体系的大量量子特征,是人们认识和操控分子的重要基础数据.目前,从头算方法在计算分子的振动能谱方面取得了大量成果,但是仍然面临着精度和计算量上的挑战.本文提出了一种综合从头算方法与机器学习算法进行能谱预测的新方法,在提高振动能级精度的同时大幅降低了计算量.针对HF、HBr、H^(35)Cl和Na^(35)Cl等卤素分子的研究结果表明,相较于单独的CCSD(T)/cc-pV5Z计算方法,新方法将误差减少了50%以上,同时将计算量降低了一个数量级.

肝脏脂质从头合成的机制及其抑制剂在非酒精性脂肪性肝病中的研究进展

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是在排除了饮酒及其他明确的肝损伤因素的情况下,以肝细胞内三酰甘油(triacylg⁃lycerol,TAG)过度堆积导致的肝脏脂质沉积为特征,包括了非酒精性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH),并可进展为肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌的一种代谢综合征[1]。据估计,全球1/4的人口患有NAFLD,仅在中国就有超过1.2亿的患者,这给世界医疗卫生系统造成了极大负担[2]。

植物开花调控中蛋白质相分离机制在从头驯化中的应用价值

全球气候变化和人口快速增长严重威胁世界粮食安全,现有作物难以满足人类未来的粮食需求,亟需高产优质且环境适应性强的作物品种。利用野生种质资源进行快速从头驯化,获得可应用于育种的新种质是应对粮食安全问题的新策略。开花时间性状是决定作物种植区域和最终产量的重要因素,在作物驯化中常常受到选择。目前在从头驯化中,通常直接利用控制作物开花的主效基因来改造开花性状,基因数量非常有限且功能较为单一。植物成花转变受到环境和内源性信号的复杂调控,本文提出利用调控开花基因表达的重要蛋白质的可逆行为变化——蛋白质相分离定向改造蛋白功能,从而精准控制开花相关基因的表达,可能为从头驯化中开花性状的分子设计提供新的选择。

从头算分子动力学研究H_(2)在缺陷石墨烯负载的Cu_(19)团簇上解离吸附

本文运用从头算分子动力学方法研究了H_(2)在Cu_(19)团簇和缺陷石墨烯负载Cu_(19)团簇上的解离吸附.分子水平上的动力学轨迹表明,氢气在Cu_(19)上解离吸附的最佳位点是桥位-空位,两个氢原子吸附在Cu原子两边的桥位和空位上,吸附能为-0.74 eV.在缺陷石墨烯负载的Cu_(19)团簇上,两个氢原子的最佳吸附位置是吸附在两个空位上,吸附能为-1.27 eV.总的来说,缺陷石墨烯负载Cu_(19)团簇上的平均吸附能为-1.07 eV,比Cu_(19)团簇上的-0.58 eV多约84%,这表明缺陷石墨烯负载Cu_(19)簇上对于氢气的解离吸附能力大大增强.d带中心向费米能级靠近解释了为什么缺陷石墨烯负载Cu_(19)团簇吸附能力更强.积分晶体轨道哈密顿布居分析表明,与Cu_(19)团簇相比,在缺陷石墨烯支持的Cu_(19)簇上,氢原子与其键合的Cu原子之间更强的键相互作用导致了更大的吸附能.

BTATz晶体及其共晶的热分解及释放氮气机理:从头算分子动力学模拟

为了分析BTATz与pyrazine分子形成共晶后高温热分解机理的变化,采用从头算分子动力学(AIMD)方法,对BTATz晶体及其共晶BTATz/pyrazine的热分解过程进行了模拟。结果表明,在BTATz晶体中,BTATz分子的初始分解路径包括四唑环上N—H键断裂、四唑环上N—N键断裂和H自由基与四嗪环相连生成N—H键;在BTATz/pyrazine共晶中,BTATz分子的分解路径与在BTATz晶体中的情况有所不同。在这两种晶体中,N_(2)的生成速率不同,但是最终生成的N_(2)数量是相同的。在这两种晶体中N_(2)的生成机理相似,都是由四嗪环或四唑环反应得到的,仅仅是N_(2)产生的时间不同。这表明pyrazine分子的存在影响BTATz分子的初始分解过程,但不会影响产物的生成机理和最终数量。

基于从头算分子动力学的金属/氧化物-水界面能带排列

金属/氧化物的界面能带排列对于理解电化学界面有至关重要的作用。本文介绍了如何基于从头算分子动力学模拟得到金属/氧化物-水界面的能带排列。计算能带排列可与实验能带排列直接进行比较,以获得该电位下分子层面上的理解。金属界面的能带排列可与实验测定的零电荷电位对比,半导体氧化物界面的能带排列可与实验上零电荷点下测定的平带电势相比较。

液体和非晶态Ni_(64)B_(36)合金结构的从头算分子动力学模拟

运用从头算分子动力学模拟了液体以及猝冷后形成的非晶态Ni64B36合金体系,得到了它们的对相关函数、结构因子、键对分析方面的结构信息,与实验结果相当一致;结果表明,猝冷得到的合金性质与液体合金性质相似,为非晶态结构.B原子多数以B—B双原子成键形式分散于Ni原子构成的骨架中.电子态密度分析表明,Ni3d电子最活泼,因此在合金中Ni为活性位.轨道电荷分析从电子结构角度揭示了在NiB催化剂中B作为修饰剂的机理.

银硫二元团簇[Ag·(Ag_2S)_n]^+(n=1,2)的从头算研究

用ａｂｉｎｉｔｉｏ分子轨道限制Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ（ＲＨＦ）和密度泛函（ＤＦＴ）方法对团簇［Ａｇ·（Ａｇ２Ｓ）ｎ］＋（ｎ＝１，２）的各种可能的几何构型分别进行全优化，得到其稳定的几何构型和电子结构．

Fe、Co、Ni双齿巯基配合物从头算研究

运用Gaussian94量子化学程序包，采用LanL2DZ基组，对Fe（Ⅲ）、Co（Ⅲ）、Ni（Ⅱ）与Hmpo（2-巯基氧化吡啶）的双齿配合物Fe（mpo）3、Co（mpo）3、Ni（mpo）2进行从头算研究。讨论这些配合物的稳定性、分子轨道能量、原子电荷分布以及最高占据轨道的特征等，为过渡金属双齿配合物的合成、结构分析及其在酶与蛋白质中的活性部位研究提供一些理论参考．

用从头计算研究煤表面与甲烷分子相互作用

依据所提出的煤表面原子簇模型 ,量子化学从头计算 (STO 4 31G)表明甲烷分子与煤表面相互作用是各向异性的 ,最大作用势 (吸附势 )为 2 .6 5kJ/mol,旋转势垒为 1.34kJ/mol.结果表明甲烷在煤粒表面上的吸附属物理过程 (表面凝聚 )。

自由基OH(X^2 Π,A^2 Σ^+)的从头算研究

用分子轨道从头算方法 ,研究了OH分子的基态 (X2 Π)和激发态 (A2 Σ+ )。结果表明 ,对于基态 ,在QCISD(T) / 6 - 311++G(3df ,3pd)理论水平上 ,键距是 0 .0 970 4nm ,与实验值 0 .0 970 6nm完全吻合。对于激发态 ,使用完全活性空间方法 (CASSCF)和大基组 6 - 311++G(3df ,3pd) ,键距是 0 .10 0 98nm ,与实验值 0 .10 12 1nm基本吻合。从激发态A2 Σ+ (ν =0 )到基态X2 Π(ν=0 )的垂直跃迁能量是 4 .4 6 92eV ,与实验值 4 .3980eV也吻合较好。

串联质谱图谱从头测序算法研究进展

近年来,基于质谱技术的高通量蛋白质组学研究发展迅速,利用串联质谱图谱鉴定蛋白质是其数据处理中一个基础而又重要的环节.由于不需要利用蛋白质序列数据库,从头测序方法能够分析新物种或者基因组未测序物种的串联质谱数据,具有数据库搜索方法不可替代的优势.简要介绍高通量串联质谱图谱从头测序问题及其研究现状.归纳出几种典型的计算策略并分析了各种策略的优缺点.总结常用的从头测序算法和软件,介绍算法评估的各种指标和常用评估数据集,概括各种算法的特点,展望未来研究可能的发展方向.

草酰胺衍生物桥联双核镍配合物从头算研究

采用LanL2DZ基组 ,对N,N′ 双(2 苯甲酸根)草酰胺桥联双核镍配合物Ni(obbz)Ni(H2O)4 进行从头计算研究 ,探讨该配合物单、三重态的电子组态的稳定性、电子结构特征及电子自旋布居规律等。计算结果表明 ,该配合物分子的三重态比单重态稳定 ,因此 ,该配合物择型于三重态的电子组态。电子自旋主要布居于八面体环境的Ni(1)中心上 ,而处于四方配位环境的Ni(2)中心则没有发现电子自旋布居。同时 ,Ni(2)中心主要参与的分子轨道都处于低能区 ,表明Ni(2)中心的配位是相当稳定的 ,这与实验规律相符。

平面四方金属苯配合物的非线性光学性质的从头算研究

反位平面四方型过渡金属有机配合物[XM(PEt3)2-C6H4-R](M=Pd,Pt;X=Br,I;R=NO2,CHO),已被测定有较高的非线性光学系数.本工作采用从头算方法对该配合物的结构和非线性光学性质进行研究.构型在MP2/Lanl2DZ水平优化.对基组进行慎重选择后,认为应该在赝势价分裂基Lanl2DZ的基础上添加弥散函数和极化函数.弥散函数按几何级数规则增加,极化函数的指数应取低一个角量子数的基函数中最弥散的两个函数的指数的比例中项.本工作的SCF水平计算表明苯的对位取代基R的吸电子能力越强,金属对位配体X的电负性越强,则配合物的超极化率越大.

He_2^+团簇结构和解析势能函数的从头计算研究

采用从头计算的耦合簇方法CCSD(T)和He原子Dunning’s相关调和基函数组对He+2 团簇的结构参数、势能曲线进行计算。利用Murrell Sorbie函数和最小二乘法拟合出了解析势能函数 ,并以此为基础计算出光谱常数。通过比较发现 :分子结构和光谱常数计算结果均与实验值符合良好 ,优于文献报道的结果。说明本文所得势能函数解析表达式准确反映了分子中原子间相互作用 。