结果快报  SIAT 6月份科研进展概览

结果快报 SIAT 6月份科研进展概览

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ACSNano|智能变色标签,用于医疗冷链可视化监控

AdvancedScience多模态蛋白质表征方法及其迁移率定量

化学工程杂志 机器人平台加速银纳米检测试剂高通量研究

Nature Communications│相控阵全息声镊实现细胞活体操控

转化精神病学 使用基于人工智能的深度学习框架系统评估和预测小鼠抑郁样行为

核酸研究│质粒介导的人体肠道环境水平基因转移

Nature Communications│组蛋白基因异常促进肿瘤进展

神经网络与学习系统汇刊│多模态生理信息实现无创血糖监测

生物医学光学快车│短波长激发双光子活体显微镜

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ACSNano|智能变色标签,用于医疗冷链可视化监控

最后一步:通过颜色判断疫苗的好坏

中国科学院深圳先进技术研究院智能医疗材料与器件研究中心杜学敏研究员团队与合作者成功研制出新型智能时间温度指示器(Photoniccrystal-based Time-Temperature Indicators,P -TTI),相关成果以“Self-destroystructural color Liquids for time-tempering indicates”为题发表在国际著名期刊ACSNano上。

这项工作基于这样一个事实:现有的时间和温度指示标签由于核心材料的限制,如无法适应超低温、跟踪温度范围窄或容易光漂白等,在冷链监控中面临关键挑战。 提出了一种基于自毁结构彩色液体的新型智能标签。 基于时间和温度的指示,从理论上和实验上对结构彩色液体材料的自毁机理进行了深入的分析和验证,并探索了其在各类疫苗、离体器官等医疗冷链可视化监控中的应用。 相关技术已申请,授权多项发明专利。 中国科学院深圳先进技术研究院杜学敏研究员和美国加州大学河滨分校尹亚东教授为共同通讯作者,中国科学院深圳先进技术研究院黄超博士为第一作者论文作者。

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结构色液体时间温度指示器

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AdvancedScience|多模态蛋白质表征方法及其迁移率定量

画龙点睛:多模态计算的新方法

中国科学院深圳先进技术研究院数字研究院生物医学信息中心尹鹏团队在AdvancedScience在线发表最新研究成果,题为“AMultimodal Protein Representation Framework for Quantifying Transferability Across Biochemical Downstream Tasks”。

这项工作提出了一种多模态蛋白质表征方法,通过融合多种蛋白质模态,包括序列、结构和基因本体(GO)信息,实现蛋白质的高效表征,然后执行多个蛋白质相关的下游任务(如蛋白质稳定性预测、蛋白质-蛋白质相互作用预测等)并取得了优异的性能。 同时,提出了一种基于最佳转移的特征空间表示度量来量化从预训练的多模态表示到下游任务的动态可转移性。 该度量可以有效捕获任务之间的分布差异并预测任务之间的适应性。 该研究成果有助于更好地理解蛋白质的性质和功能,为计算生物学领域的研究提供新的工具和方法。 助理研究员胡帆博士为该论文的第一作者,数字科学研究所研究生胡宜申、张伟红为共同作者。 潘毅教授为该论文的共同作者,尹鹏副研究员为该论文的通讯作者。

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多模式蛋白质表征框架和数据

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化学工程杂志│机器人平台加速银纳米级检测试剂的高通量研究

点睛之笔:可开发检测试剂的人工智能

中国科学院深圳先进技术研究院于学峰、赵海涛团队提出了基于人工智能技术的银纳米晶高通量研究新思路,并发表了题为《机器人平台加速银纳米晶高通量研究》的论文。 -“银纳米晶体敏感/选择性Hg2+检测”研究成果的通量研究。

该研究工作综合光学模拟、数据建模、自动合成、原位表征、机器学习等技术方法,实现胶体银纳米晶的光学高通量研究,加速材料在视觉传感和检测中的目标应用。 该研究方法可推广并应用于其他光学材料,有望为人工智能、材料科学、环境检测等领域的跨学科研究开辟新路径。 中国科学院深圳先进技术研究院博士后邢莉莉为该论文的第一作者,于雪峰研究员和赵海涛副研究员为该论文的共同通讯作者。

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基于人工智能技术的银纳米晶光学高通量研究

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Nature Communications │ 相控阵全息声学镊子可实现细胞体内操作

点睛之笔是“空中取物”新技术,有望实现肿瘤的靶向治疗。

中科院深圳先进技术研究院医学工程研究所研究员郑海荣团队研发相控阵全息声镊控制技术,成功实现气囊无创精准控制和高效富集- 生物体和血液中含有细菌。 肿瘤靶向治疗应用已在动物模型中实现。 相关成果以“基因工程细菌的体内可编程声学操作”为题发表在《自然通讯》杂志上。

相控阵全息声镊系统基于高密度表面阵列换能器产生可调谐三维声波,通过对空间声场的精确时空控制,成功地操纵含有气囊的细菌簇,例如复杂环境中的空间声场。活的血管。 它可以准确地移动到靶区域并发挥其治疗功能,有望为肿瘤的靶向药物递送和细胞治疗提供理想的手段。 高等研究院郑海荣、马腾、颜飞研究员为论文通讯作者,中国科学院大学博士生杨晔、高等研究院访问硕士生杨耀章为论文通讯作者,为共同第一作者。

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用于细胞体内操纵的相控阵全息声镊系统示意图

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转化精神病学 使用基于人工智能的深度学习框架系统评估和预测小鼠抑郁样行为

点睛之笔:人工智能复杂的自发行为分析有助于神经精神疾病研究

中国科学院深圳先进技术研究院、深港脑科学创新研究院王利平团队在2019年在线发表了题为“Systematicvaluation of a predatorstress model of抑郁症小鼠使用分层3D运动学习框架”的在线出版物。 《转化精神病学》,《自然》子刊。 研究论文。

基于动物自发行为,可以区分不同的应激源,并建立预测模型。 研究发现,利用自发行为可以更好地预测一些抑郁样行为,并评估动物的抑郁状态,而抗抑郁药物氟西汀显着逆转了抑郁模型。 小鼠自发行为特征的变化。 本研究表明,基于人工智能的细粒度自发行为分析为神经精神疾病的研究提供了客观、全面、细粒度的评价方法,有望应用于精神疾病的系统评价、机制研究和药物筛选。比如抑郁症。 中国科学院深圳先进技术研究院王利平研究员和曾钰婷副研究员为共同通讯作者,曾钰婷副研究员、赵丙浩助理研究员和丁辉助理研究员为该论文的共同第一作者。

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文章部分内容总结

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核酸研究│人肠道广宿主质粒介导环境广基因水平转移

点睛之笔:揭示人体肠道质粒,了解肠道生态系统和耐药基因的传播

中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所马英飞课题组在《NucleicAcids Research》发表题为“Global Transmission of Broad-Host-range Plasfrom the human gutmicrobiome”的文章。

这项工作深入分析揭示了大量人类肠道质粒,首次鉴定了一系列未知的广泛宿主范围(BHR)质粒,发现BHR质粒可以携带适应性基因并在全球各种环境中广泛传播,提供对肠道生态系统和抗性基因传播的新见解。 本研究发现的广宿主质粒将在肠道细菌和噬菌体基因组编辑领域具有巨大的应用潜力。 中国科学院深圳先进技术研究院马英飞研究员为该文通讯作者,杨丽丽为该文第一作者。 该研究得到了中科院先锋B(XDB29050501)、深圳合成生物创新研究院等项目的资助。 这项研究还得到了先进科学技术研究院周浩奎、胡政、戴雷、华大基因邓子清的支持和帮助。

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源自人类肠道微生物组的 BHR 质粒的假定传播模式

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Nature Communications│组蛋白基因异常促进肿瘤进展

最后一步:破坏表观遗传学促进肿瘤进展

中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所、深圳合成生物学创新研究院甘海云研究团队在Nature Communications发表题为“组蛋白遗传受损促进肿瘤进展”的文章。

研究发现,破坏亲代组蛋白传递可导致肿瘤表观遗传谱发生变化,促进肿瘤进化,最终促进肿瘤生长和转移。 这项研究首次直接证明破坏组蛋白遗传可以导致肿瘤细胞表型的变化。 更重要的是,它为肿瘤表观遗传学的理解提供了新的思路。 组蛋白遗传被破坏后,子细胞无法完全继承亲本细胞的转录记忆模式,导致肿瘤细胞基因表达的多样性,从而为肿瘤进化提供驱动力。 这一机制的发现也为表观遗传肿瘤治疗提供了新的理论基础。 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物研究所、深圳合成生物创新研究院甘海云研究员为该论文唯一通讯作者。 助理研究员田聪聪、周家琪和博士生李欣然为该论文的共同第一作者。

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受损的组蛋白遗传通过重塑 H3K27me3 的分布促进肿瘤进化

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神经网络与学习系统汇刊│多模态生理信息实现无创血糖监测

画龙点睛:可穿戴式无创血糖监测新方法

中国科学院深圳先进技术研究院医学工程研究所聂泽东团队成功实现了基于多模态生理信息的无创血糖监测。 相关研究成果以“Nonpressive血糖监测使用时空心电图和PPG特征融合和基于体重的Choquet积分多模型方法”为题发表在IEEETransactions on Neural Networks and Learning Systems上。

该工作提出了一种基于ECG和PPG多模态融合的无创血糖监测技术。 它利用数值计算方法和深度学习算法来获取上述生理信息的时空特征信息,并利用基于变权重的Choquet积分算法实现不同模态的决策融合。 所提出的多模态融合算法在血糖监测中的MARD值达到13.42%,一致性误差网格的A+B区域>99%。 该研究揭示了基于可穿戴式无创设备分析血糖变化的适用性,有望应用于慢性糖尿病疾病的管理和高危人群的评估。 中国科学院先进技术研究院聂泽东研究员为论文通讯作者,李景珍助理研究员为论文第一作者。

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多模态生理信息的时空特征提取

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BiomedicalOptics Express│短波长激发双光子活体显微镜

点睛之笔:首款520nm双光子荧光成像系统

中国科学院深圳先进技术研究院医学工程研究所郑伟、李辉团队研制出世界上第一台具有短波长激发时间和光谱分辨率的新型双光子显微镜。 该系统可以有效地激发和检测传统双光子显微镜系统无法成像的区域。 系列短波长荧光团。 该工作以“内源性荧光团的短波长激发双光子活体显微镜”为题发表在生物医学光学领域知名期刊Biomedical Optics Express上。

双光子显微镜具有非线性光学的高空间分辨率和高成像深度的优点,因此无需物理切割即可实现生物组织的三维高分辨率成像。 它可以与生物体中常见的一些内源荧光团结合。 活体生物组织的无标记三维成像。 不幸的是,传统的双光子显微镜使用钛宝石激光器作为光源,只能对可见光波段的内源性荧光团进行成像,而对较短波长的荧光团却无能为力。 对此,本研究工作以自建520nm飞秒激光器为基础,研制出全球首个短波激发时间和光谱分辨率的新型双光子显微镜,实现了紫外波段荧光团的活体组织成像,旨在利用连接光谱仪的时间。 相关单光子计数(TCSPC)模块可以同时检测荧光光谱和荧光寿命。 该技术成功实现了紫外波段自发荧光的有效激发和多维检测,极大拓展了双光子成像技术的应用范围,为生物样本和生命过程的无创观察提供了新的研究工具。 中国科学院深圳先进技术研究院郑伟研究员、李辉副研究员、北京大学物理学院石克斌研究员为该论文的共同通讯作者,中科院深圳先进技术研究院吴婷助理研究员为该论文的共同通讯作者。中国科学院深圳先进技术研究所为第一作者。

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新型双光子显微镜中短波长激发的时间和光谱分辨率

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贡献者:研究团队

策划:科研部、宣传办公室