BEguider:一个单碱基编辑器sgRNA设计与编辑效率预测工具

单碱基编辑器是实用且高效的基因编辑工具,其编辑效率与单向导RNA(single guide RNA, sgRNA)序列的设计密切相关。目前单碱基编辑器sgRNA序列的设计缺少特定的法则,主要依靠经验和大量尝试完成。本研究基于卷积神经网络,开发了一个单碱基编辑器sgRNA序列设计工具BEguider。BEguider利用TensorFlow 2深度学习框架建立编辑效率预测模型,能够在人基因组范围内针对NGG PAM序列依赖的单碱基编辑器ABE7.10-NGG和BE4-NGG批量设计sgRNA序列,预测编辑效率。此外,通过整合Cas-OFFinder, BEguider能够提供对sgRNA脱靶情况的评估。利用BEguider设计sgRNA序列,有助于研究人员提高实验效率,节约实验成本。     

基于Sentinel-2的丛生竹林信息提取方法比较及分布特征

滇西南地区拥有丰富的丛生竹林景观和珍稀特有竹种资源,但竹资源分布储量不清、监测技术缺乏等问题很大程度限制了竹资源开发与利用。基于Sentinel-2A影像数据,采用反向传播神经网络、支持向量机、随机森林三种机器学习分类方法进行沧源县丛生竹林信息提取及精度评价,利用Google Earth影像和DEM数据对竹资源分布的空间和地形特征进行了分析。结果表明,随机森林分类精度优于支持向量机和反向传播神经网络,分类总体精度达90%,Kappa系数达0.87,竹林用户精度达81%。沧源县共有竹林138.07 km2,主要分布于城镇村庄、道路、水系和耕地周边,以四旁竹和防护竹林为主,采用Sentinel-2A10 m的分辨率很好地提取了空间上分布分散的丛生竹林。沧源县竹林主要分布在海拔900~2000 m,坡度范围大都位于缓坡和斜坡。研究结果可为沧源县竹资源开发利用提供数据支持,研究方法可作为大型丛生竹遥感监测的参考。     

弱电刺激大鼠迷走神经中枢端在海马CA1区产生周期性theta电振荡

目的：观察弱电刺激迷走神经中枢端对正常大鼠海马细胞放电及场电的影响。方法：雄性成年大鼠45只．分离其颈部左侧迷走神经,结扎外周端,弱电（10Hz,0．5ms,1.5～5.0V,15-20／chain）刺激,每5min一次,共20串：记录右侧海马CAI细胞放电及双侧海马CAI场电。结果：双侧场电出现周期性theta电振荡（38／45,84．4％）,伴有theta—on（n=30）和theta—off（n=5）两种形式的非簇状紧张性细胞放电.结论：弱电刺激迷走神经中枢端激活海马CAI区网络,并对网络内细胞放电有紧张性调制作用.     

基于c-均值聚类的粗糙集神经网络在心脏病诊断中的应用

采用c-均值聚类法将决策表中的连续条件属性进行离散化,用粗糙集处理离散化后的决策表系统得到简化规则,然后将规则集输入BP神经网络进行训练,并对测试集进行预测.以此模型对一组有关心脏病诊断的数据进行处理,得到的预测判准率达85%,而单独使用粗糙集或BPNN进行预测,则判准率分别为76%和82%;若在粗糙集和BPNN联用模型中,对原始数据采用传统的等距离离散化和等频率离散化等离散化方法,预测判准率则分别只有53%和77%.     

涡度相关观测的太湖CH4通量数据插补方法评价

涡度相关法是在湖泊开展CH₄通量长期连续观测的重要方法。受到多种因素的影响,CH₄通量观测数据存在大量缺失。为重构完整的CH₄通量时间序列,就需要适宜的数据插补方法。本研究利用太湖涡度通量观测网络东部的避风港站点2014—2017年的常规气象数据及涡度相关观测的CH₄通量数据,在分析半小时尺度以及日尺度CH₄通量影响要素的基础上,测试了非线性回归法以及随机森林算法和误差反向传播算法在半小时尺度及日尺度上插补CH₄通量缺失数据的可行性。结果表明: 在半小时尺度上,避风港站生长季CH₄通量主要受到底泥温度、摩擦风速、气温、相对湿度、潜热通量和20 cm处水温的影响,非生长季主要受到相对湿度、潜热通量、风速、感热通量和底泥温度的影响,而在日尺度上CH₄通量主要受潜热通量和相对湿度的影响。在对CH₄通量缺失数据的插补中,随机森林模型在所有时间尺度上都表现为最佳的插补性能,其中,将日序、太阳高度角、底泥温度、摩擦风速、气温、20 cm处水温、相对湿度、气压和风速作为输入变量的随机森林模型更适用于半小时尺度缺失数据的插补;将日序、底泥温度、摩擦风速、气温、20 cm处水温、相对湿度、气压、风速和向下短波辐射作为输入变量的随机森林模型更适用于日尺度缺失数据的插补;整体上,插补模型对日尺度缺失数据的插补优于半小时尺度。     

AMPA受体介导的神经元和星形胶质细胞网络编程小鼠胡须感觉适应

动物感觉输入的适应性影响了它们对外界环境改变的意识和反应.感觉通路各层次,诸如感受器、传入神经和中枢系统等,反应活性的降低可能与感觉适应性相关联.在感觉适应过程中,皮层局部网络中神经元和星形胶质细胞对信号的编程机制仍有待进一步研究.利用活体双光子成像、电生理记录即药理学方法,我们分析了小鼠barrel皮层神经元和星形胶质应答重复的胡须感觉输入动力学.相同特征的胡须感觉刺激诱发了神经元和星形胶质细胞反应活性的降低,并且它们的活动在空间上和时间上去同步化,神经元和星形胶质细胞之间的缺少协调性.这种神经元和星形胶质细胞功能在空间和时间性质上的下调被局部施加AMPA受体脱敏感抑制剂所逆转.因此,在胡须感觉适应过程中,barrel皮层神经元和星形胶质细胞反应活性的下降和去同步化是由AMPA受体脱敏感参与介导完成的.     

我国科学家发现TRPC通道新功能

突触的形成对建立神经网络十分重要。突触形成是一个复杂的过程。TRP通道是一类6次跨膜的非选择性阳离子通道。它们在进化中高度保守,在哺乳动物体内广泛表达,参与了许多重要的生理学功能,如对温度、痛觉、听觉的感知以及受精。TRPC通道是TRP的一个亚家族,在人的中枢神经系统中表达丰富,但人们对其生理功能却知之较少。     

来源于羊痘病毒的白介素-18结合蛋白基因的表达和活性研究

近来,对白细胞介素18受体(IL-18R)及其转导机制的研究取得了较大进展。已经发现的与IL-18R有关的蛋白质有三种：第-种是IL-1受体相关蛋白(IL-1Rrp),即IL-18Rα,是IL-18R功的能性组分;第二种被称为辅助蛋白(AcPL),也即IL-18Rβ;第三种是IL-18结合蛋白(IL-18BP),其氨基酸序列与已知的细胞因子受体氨基酸序列均不同,可以在体外消除IL-18诱导的IFN-γ和IL-8的生成及对NFkB的激活。尽管IL-18BP与IL-18Rα没有同源性,结构也不相同,但是小鼠和人的IL-18BP均能抑制IL-18与其受体的结合。这表明,IL-18BP具有拮抗IL-18生物学活性的作用,是IL-18的拮抗剂。     

嗜热和常温蛋白模式识别的研究

采用主成分分析、偏最小二乘回归和BP神经网络三种方法对嗜热和常温蛋白进行模式识别。结果表明,三种方法对训练集拟合的平均正确率分别为92％、95％和98％,对测试集进行预测的平均正确率分别为60％、72.5％和72.5％,对嗜热蛋白预测正确率最高为75％,常温蛋白最高为85％。构建了数学模型并对其生物学意义进行了解释,建立了一种基于序列的识别嗜热和常温蛋白的新方法。     

运动过程的网络逻辑——从离子通道到动物行为

为了揭示神经网络在脊椎动物运动中所行使的内在功能,作者开发了七鳃鳗这种低等脊椎动物模型。在这套系统中,不仅可以了解到运动模式生成网络以及激活此网络的命令系统,同时还可以在运动中研究方向控制系统和变向控制系统。七鳃鳗的神经系统有较少的神经元,而且运动行为中的不同运动模式可以由分离的神经系统所引发。模式生成神经网络包括同侧的谷氨酸能中间神经元和对侧的抑制性甘氨酸能中间神经元。网络中的突触连接、细胞膜特性和神经递质都也已经被鉴定。运动是由脑干区域的网状脊髓神经元所引起,而这些神经元又是被问脑和中脑分离的一些运动命令神经元群所控制。因此,运动行为最初是由这两个“运动核心”所启动。而这两个运动核心被基底神经节调控,基底神经节即时地做出判断是否允许下游的运动程序启动。在静止情况下基底神经节的输出核团维持对下游不同运动核心的抑制作用,反之则去除抑制活化运动核心。纹状体和苍白球被认为是这个运动抉择系统的主要部件。根据“霍奇金一贺胥黎”模型神经元开发了这套网络模型,不同的细胞具有各自相应的不同亚型的钠、钾、钙离子通道和钙依赖的钾通道。每个模型神经元拥有86个不同区域模块以及其对应的生物学功能,例如频率控制、超极化等等。然后根据已有实验证据,利用突触将不同的模型神经元相连。而系统中的10000个神经元大致和生物学网络上的细胞数量相当。突触数量为760000。突触类型有AMPA、NMDA、glycine型。有了这样大规模的模型,不仅可以模拟肌节与肌节之间的神经网络,还可以模拟到由基底神经节开始的行为起始部分。此外,这些网络模拟还被用于一个神经机械学模型来模拟包含有推进和方向控制部分的真实运动。