合成生物学基因设计软件:iGEM设计综述

随着基因回路规模的扩大,和应用范围的拓展,传统的合成基因回路的设计思路面临着新的挑战。新合成基因回路构建的试验周期长,试错成本大,单纯依靠经验进行设计构建,难以迅速得到满意的结果。iGEM中软件设计比赛旨在帮助合成生物学家,更高效地完成基因回路的设计与预测。为了更好地研究iGEM软件的设计与研究方向,寻找新的设计思路和理念,综述了最近几年iGEM软件队的项目,仔细总结了每一个项目的背景、目的,设计和应用。通过对比和总结,发现这几年的iGEM软件项目从功能上可以分为以下四类:①辅助设计;②资料共享;③合作交流;④数据分析。该综述可以为今后iGEM软件设计提供思考方向,也为合成生物学的发展提供新的思路。

胞外基质刚度对骨肉瘤干细胞自我更新的调控机制研究

目的在肿瘤微环境中,细胞外基质的机械性能在肿瘤发生发展中扮演着极其关键的角色。目前关于基质刚度调控肿瘤细胞增殖迁移分子机制的研究已经比较成熟,但是对肿瘤干细胞的研究还比较少,本研究旨在探究细胞外基质刚度对骨肉瘤干细胞特性的影响及其潜在分子机制。方法制备不同刚度(7 kPa、20 kPa、55 kPa)的聚丙烯酰胺凝胶基底,分别模拟结缔组织、肌肉组织以及骨组织的刚度,再用塑料板作为对照组。接种骨肉瘤干细胞于不同刚度基底上培养48 h后,Ki67染色和划痕实验检测基质刚度对骨肉瘤干细胞增殖和迁移能力的影响,体外成球实验探究基质刚度对骨肉瘤干细胞自我更新的影响,荧光定量PCR、免疫印迹及免疫荧光实验检测基质刚度对骨肉瘤干细胞标志物表达和骨肉瘤干细胞自我更新的初步分子机制。结果细胞在不同刚度的基底上生长48 h后,Ki67染色和划痕实验检测发现硬基质能够促进骨肉瘤干细胞的增殖和迁移。成球实验探究结果发现软基质上骨肉瘤干细胞的自我更新能力更强,而且软基质上干细胞标志物Sox2、Oct-4、Nanog表达水平最高,即随着基质刚度的增加,骨肉瘤细胞的干细胞特性逐渐降低。荧光定量PCR结果表明软基质上miR-29b-5p的表达明显低于硬基质,且过表达miR-29 b-5p后,免疫印迹实验表明,能够显著抑制Spinl,P13K/p-Akt/p-Stat3以及Sox2的表达。结论基质刚度变化调控了骨肉瘤干细胞的干性维持,软基质刚度(7 kPa)可以抑制miR-29b-5p的表达,而且miR-29b-5p可以通过抑制Spinl进而抑制P13K/Akt/Stat3/Sox2信号来调控肿瘤细胞的干细胞特性,该研究为靶向骨肉瘤干细胞的治疗提供了新思路。

融合超像素分割与码本模型的目标检测算法

针对码本模型在前景目标检测中的效率有待进一步提高的现状,提出了融合超像素分割的码本构建算法。为减小处理对象的规模,设计了按照颜色及空间相似度聚类原始像素点的思路。以超像素作为码本构建单元,有利于抑制局部噪声并降低码本的冗余度。实验结果表明,融合超像素分割的码本模型算法在保持前景目标检测准确性的情况下,能显著减少视频处理过程中的内存消耗以及提高视频帧处理效率,在基于DM6437的嵌入式处理平台上达到了实时处理的性能。

基于序贯分析与机器学习的联合用药合理性评价策略探讨

联合用药是临床常见现象,但囿于体现其临床特点的合理性评价薄弱而制约了临床联合用药的科学实施。突破现有评价手段局限,笔者提出从物理、化学、生物角度,审视药物之间、药物与靶点之间作用特征,结合临床多中心病例资源、国内外药物相互作用公共资源,发掘联合用药共性规律,采用机器学习技术,构建基于"药物特性-资源库信息-人工智能"策略的临床联合用药合理性评价与预测系统,并在多中心临床实践中调试验证,以期为临床用药的安全性与有效性提供新的思路与技术参考。

关联临床疗效的中药复方质量评价思路探讨

中药复方质量评价是中药研究领域的热点与难点,囿于与临床疗效的相关性而备受争议。开展关联临床疗效的中药复方质量评价方法学,是让中药质量研究回归初衷,确保其临床有效性、安全性的重要举措。为此,本文立足"源于临床-证于试验-归于临床"研究策略,以模式药消渴方为例,从临床切入发掘代谢组、蛋白质组、微生物组的特征信息,融入人工智能发现关联临床疗效的整合标志物;以整合标志物为联通临床与基础的纽带和指征,阐释关联临床疗效的消渴方主要药效物质和关键作用靶点;回归临床样本验证,建立基于主要药效物质和关键作用靶点的消渴方质量化学评价和生物评价方法及关键技术,最后形成包括疗效应答指标(关联临床)、主要药效物质(化学评价)、关键作用靶点(生物评价)三要素在内的中药复方质量评价方法学,以期为提升中药复方质量评价能力提供新思路、新方法。