分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 近年来，随着全球性能源短缺和环境污染等问题日益严重，利用微藻开发绿色，清洁的生物能源已成为了研究热点。但是微藻油脂的低合成速率和高成本限制了微藻油脂的大规模生产。为了有效开发利用微藻资源，双阶段及共培养技术被发展并取得了显著进展。此外，除了改变培养条件，更为简单的添加生长代谢调节因子的策略也被证明是一种有效的提高微藻油脂的技术。本文详细介绍了各种新发展的微藻培养技术及其技术原理。在此基础上，初步展望了微藻产油研究的未来发展方向。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 近年来随着抗菌药物的广泛应用，造成各种耐药菌、多重耐药菌甚至是超级细菌的出现，对抗菌治疗产生严重的威胁。sRNA是一类新发现的基因表达调控因子，通过与靶mRNA或靶蛋白配对，从而调控细胞的生理功能以应对各种环境变化。研究表明sRNA能够在细菌耐药过程中（如阻碍抗生素进入细胞、将药物外排出菌胞）发挥着重要的调控作用。全文就sRNA参与调控细菌耐药机制相关基因的表达研究展开系统综述，从而为阐明耐药机制及发现新的药物靶点提供有益参考。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 目的：对一株产鸟氨酸的钝齿棒杆菌Corynebacterium crenatum SYPA5-5/△proB/△argF (SYPO-1) 进行代谢工程改造，筛选不同细菌来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶在大肠杆菌中克隆与表达，纯化后对其进行酶学性质的比较；将粘质沙雷氏菌Serratia marcescens Y213来源的SmargE基因编码的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶在L-鸟氨酸生产菌株C. crenatum SYPO-1中过量表达，进一步提高L-鸟氨酸的产量。方法：通过利用pDXW10穿梭质粒对不同来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰化酶进行克隆表达和酶学性质比较，选择性质最优来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶编码基因SmargE在产L-鸟氨酸重组钝齿棒杆菌中表达，考察重组菌株发酵过程中参数的变化。结果：来源S. marcescens Y213的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶比酶活最高为798.98 U/mg，最适pH为7，最适温度为37 ℃，0.1 mM的Mg2+, Li+, Mn2+ 金属离子促进酶的比酶活提高了50%；在钝齿棒杆菌中表达N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶酶活达到128.4 U/mL，显著提高了钝齿棒杆菌中胞内乙酰基循环水平；5-L发酵罐发酵重组菌株96 h，L-鸟氨酸的产量达到38.5 g/L，比出发菌株，N-中L-鸟氨酸的产量提高了33.2%，产率达0.401 g/L/h。结论：筛选出最佳来源的N-乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶，在鸟氨酸生产菌株C. crenatum (SYPO-1)中过量表达，可以促进鸟氨酸的前体物质N-乙酰鸟氨酸的快速消耗，实现鸟氨酸的积累。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： SpyCatcher和SpyTag可通过自发反应形成共价键，产生稳定的分子自组装体。酶分子自组装体因具有高效有序的催化特性在合成生物学和纳米技术领域具有重要的应用价值。为探索SpyTag/SpyCatcher在大肠杆菌胞内多酶复合体系形成有序自组装分子能力，将SpyCatcher和SpyTag分别与P450BM3m单加氧酶和葡萄糖脱氢酶GDH进行融合表达，以期产生具有辅酶再生循环系统、高效生物合成靛蓝分子的SpyTag/SpyCatcher双酶自组装复合体。首先，通过电泳及质谱对重组工程菌表达蛋白进行分析，证实SpyCatcher-P450BM3m与SpyTag-GDH在胞内成功形成了自组装多酶复合体；然后，系统分析了不同培养条件下组装体合成靛蓝的能力，结果发现，经0.5mmol/L IPTG诱导后，菌体在16 ℃继续培养18 h后，工程菌对吲哚（2 mmol/L）与葡萄糖（4 mmol/L）的全细胞催化能力最强，靛蓝产量最高达258 mg/L，是未组装多酶系统的1.9倍，比P450BM3m单酶表达系统高约2.4倍；反应70 min后达到反应平衡，转化率为52%。本研究成功实现了SpyTag/SpyCatcher介导的多酶体系在大肠杆菌细胞中的自组装和高效转化体系，为胞内多酶复合物组装体的设计提供了新思路。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 乳糖是婴幼儿获取能量的重要碳源之一，但乳糖需要在乳糖酶的作用下水解成半乳糖与葡萄糖后才能被吸收。缺少乳糖分解酶的婴幼儿在摄入含乳糖的食品后，未被消化的乳糖会直接进入大肠，刺激大肠蠕动加快，造成一系列不适应症状即乳糖不耐症，我国属于乳糖不耐症高发国家。因此，解决乳糖的体外水解问题对减轻该症状有重要的意义。研究通过将β-半乳糖苷酶（也称为乳糖水解酶）表面展示在食品安全微生物解脂耶氏酵母( Yarrowia lipolytica )细胞表面，通过培养获得该酵母，然后直接利用酵母细胞来水解乳糖生成半乳糖与葡萄糖。采用该工程酵母细胞（HCY10），能在24小时内完全水解50 g/L的乳糖，生成半乳糖与葡萄糖。该方法具有高效、简便的优点，能为乳糖的高效水解提供一条新的途径。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 鸡卵清蛋白（Ovalbumin，OV）基因5’调控序列是构建鸡输卵管生物反应器的首选调控元件。以EGFP为报告基因，构建OV启动子真核表达载体，转染原代输卵管上皮细胞和CHO细胞，筛选得到1.1kb的高效OV启动子。构建1.1kb OV启动子表达H5N1亚型禽流感病毒HA蛋白真核表达载体pOV1.1k-HA，转染CHO细胞。PCR、RT-PCR鉴定结果证明HA基因整合至CHO细胞基因组，并进行转录；SDS-PAGE、Western blot及HA试验结果证明HA蛋白在CHO细胞内的表达，并具有免疫反应性和血凝活性。以纯化的HA蛋白免疫4周龄SPF鸡，2周后加强免疫一次，加强免疫3周HI抗体水平为6.3log2；以106 EID50 H5N1(A/Goose/Guangdong/1/96)亚型禽流感病毒鼻腔接种SPF鸡，免疫组100%存活，无排毒现象，对照组100%死亡。结果表明：筛选的1.1kb OV启动子可有效驱动HA蛋白表达，表达的HA蛋白免疫SPF鸡对禽流感病毒攻击提供完全保护；为鸡输卵管生物反应器表达保护性抗原和珍贵药物蛋白奠定了基础。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 细菌脂蛋白是细胞膜的重要组成部分，对细菌发挥各种生理活性起重要作用，与营养摄取、环境感知、细胞膜和细胞壁稳态的维持、蛋白质的折叠和定位等过程密切相关。随着生物技术不断发展和完善，越来越多的脂蛋白种类及功能被发现。本文综述了革兰氏阳性菌中脂蛋白的功能、生物合成过程和应用方面的研究进展，重点介绍了脂蛋白生物合成过程中关键酶磷脂酰甘油转移酶（Lipoprotein diacylglyceryl transferase，Lgt）和脂蛋白信号肽酶（Lipoprotein signal peptidase II，LspA）对革兰氏阳性菌生理活性产生的影响，为今后革兰氏阳性菌脂蛋白的研究提出了展望和建议。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： CRISPR/Cas9系统已不仅仅是一种革命性的基因编辑工具，还能在各种原核和真核生物中调控基因转录。近年来，由CRISPR/Cas9衍生而来的CRISPR-dCas9系统已被用于基因成像、高通量筛选、基因调控、必需基因功能研究及表观遗传调控等多个方向。本文总结了近年来CRISPR-dCas9系统在激活或抑制基因转录、降低脱靶效率、sgRNA与转录强度及特异性之间的联系等方面的研究进展，以期对CRISPR-dCas9系统定向调控基因转录的研究提供参考和帮助，并就其未来可能的改进进行了展望。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 目的：研究pH调控对发酵法生产环β-1,2-葡聚糖的影响，并对pH调控条件下的环葡聚糖的结构进行解析。方法：以根瘤菌ATCC 1333为研究对象，进行pH调控与不调控的发酵过程分析，并结合乙醇分级沉淀对pH调控后的发酵液中多糖进行分离提纯，经Superose 12层析纯化，利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-MS)、单糖组成分析、电喷雾串联质谱(ESI-MS)，傅里叶红外光谱(FTIR)，核磁共振(NMR)手段对葡聚糖进行结构鉴定。结果：提出两阶段pH调控发酵策略，生长期pH控制为7.0，产糖期pH控制为5.5，与自然发酵模式相比，环葡聚糖产量增加了52%，细胞浓度增加了102%，并且发酵颜色不再发生褐化现象，更有利于后续环葡聚糖的分离纯化。并确定pH调控对根瘤菌ATCC 1333发酵生产的葡聚糖的结构并无影响，合成的环葡聚糖是以葡萄糖为单体，通过β-1,2糖苷键连接的环葡聚糖，聚合度从17-22，以19为主的环状葡聚糖，无支链结构。结论：pH调控对于发酵生产环β-1,2-葡聚糖的结构无影响，为环β-1,2-葡聚糖的发酵工艺研究提供理论基础，也为研究β-1,2-葡聚糖提供可靠的糖源。
分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《中国生物工程杂志》
摘要： 目的：应用CRISPR/Cas9技术构建去泛素化酶YOD1基因敲除小鼠。方法：针对YOD1基因设计单链向导RNA（sgRNA）识别序列，构建sgRNA质粒，与Cas9质粒体外转录、纯化后注射入受精卵，通过PCR和测序验证得到F0代阳性小鼠。配繁两代后，取同窝对照的野生型（WT）和敲除（KO）小鼠的主要组织器官研磨，使用免疫印迹（WB）技术检测各组织YOD1蛋白的表达，确证YOD1敲除小鼠模型是否成功建立。统计YOD1杂合子（HET）自交存活后代各基因型比例，分析是否有胚胎致死表型。解剖小鼠分析主要组织器官的表型，进一步利用H.E.染色分析KO小鼠是否存在自发的病理改变。通过血糖耐受实验（GTT）分析KO小鼠的血糖调控能力。结果：基因组测序和WB检测结果显示KO小鼠中YOD1被明显敲除，YOD1敲除小鼠模型成功建立。YOD1杂合子自交后代各基因型比例符合孟德尔定律，提示KO小鼠非胚胎致死。YOD1敲除小鼠肝脏显著小于WT小鼠。GTT结果表明敲除YOD1不影响小鼠的血糖稳态。结论：应用CRISPR/Cas9技术成功构建YOD1基因敲除小鼠。KO小鼠正常出生，无任何胚胎发育缺陷。与WT小鼠相比，KO小鼠肝脏显著减小，但无显著的自发病理变化，KO小鼠血糖控制亦无显著差异。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 为解决预测潜在换机用户的低效率与实际应用问题，设计并搭建基于大数据平台的换机预测系统。该系统首先采集通信网络各接口的数据并收集外部数据；再通过解析处理平台对网络接口数据进行分发、解码、合成、关联等处理，对外部数据进行ETL处理，然后将处理后的数据存入HDFS中；进一步，在大数据平台上应用Spark组件建立基于逻辑回归的换机预测模型，输出潜在换机用户；最后，选取了某西部城市部分用户数据进行系统测试，所得结果表明，该换机预测系统的预测准确率为71%，可以较好地识别出潜在换机用户，为运营商及手机制造商的精准营销提供可靠支撑。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 声源定位成为机器人智能研究的重要方向。针对当前声源定位精度不理想、实时性不佳等问题，提出了一种正四棱锥麦克风阵列声源定位结构。采用时间延迟估计的声源定位方法，并提出时延值的快速搜索策略；推导了该结构的基于信号时延的时空映射关系，建立了声源目标位置的几何计算模型，并依据正四棱锥结构特点及冗余的时延值对值域划分，缩小求解范围，运用迭代算法得到声源的位置坐标，并通过双重筛选机制剔除错误的定位结果。实验结果证明了该结构及定位算法在提高系统定位精度和实时性能的有效性，能满足机器人应用中对声源定位的需求。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 传统上，机载风速反演一般使用相关功率曲线后沿直接匹配方法，该方法需从实测数据中提取状态信息生成理论波形，而从实测数据中提取状态信息是有误差的，导致生成的理论波形存在误差，从而反演效果不好。对此，提出一种新的基于一维时延功率波形特征参数的风速反演方法，该方法根据风速对一维时延功率曲线时延窗的影响，建立以一维时延功率曲线时延窗作为特征参数的风速反演模型。实验结果表明，新方法的精度为0.77 m/s，相比传统方法，精度提高了33.04%，且模型简单。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对传统滚动轴承损伤评估方法未考虑故障特征的稳定性和有效性导致评估的准确度不高的问题，提出了基于改进EMD（empirical mode decomposition）的滚动轴承故障增长特征提取和损伤评估技术。使用EMD将不同损伤程度的故障信号分解为一系列的奇异值分量SVD（singularity value decomposition），建立不同SVD分量描述的故障增长趋势，分析各级分量对故障增长过程的稳定性和敏感性，提取能有效感知故障增长过程的奇异值分量作为故障增长特征，建立滚动体、内环和外环故障以及不同故障严重程度下的样本模型，利用智能算法辨识故障类型并评估其严重程度。最后，使用凯斯西储大学公开的滚动轴承振动数据验证所提方法的有效性。实验结果证明，故障增长分析方法能从复杂的奇异值分量中筛选出有效跟踪故障增长过程的特征，对提高损伤评估的准确度具有重要意义。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对现有方法在步态识别方面存在的动作信号分割、传感器方向不一致和相似动作识别精度不高等缺点，提出一种基于惯性传感器和AdaBoost算法的步态动作识别方法。首先，基于尺度空间技术，提出了一种鲁棒的步态检测方法将信号分为动作样本，以此来应对动作速度或强度的剧烈变化；然后，应用定位补偿匹配算法纠正传感器的倾斜，从而解决了传感器方向不一致的问题；最后，为了提高识别精度，基于AdaBoost算法自适应选取动作特征，再进行判别分析完成识别。对5个相似步态动作类进行识别实验，结果表明提出的算法具有较高的准确性。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 现有的基于大气散射物理模型的图像去雾算法，在去雾过程中大都无法避免的会产生光晕效应和细节丢失。针对这一问题，提出了一种消除光晕效应和保持细节信息的图像快速去雾算法。首先运用四叉树子矩阵划分的分层遍历方法得到更精确的大气光值，再通过分析大气散耗函数，利用融合梯度信息的改进引导滤波得到精确估计的大气散耗函数，并自适应的获取最小值图像与大气光平均值的阈值，求解出透射图，最后反演复原出无雾图像，并对复原后的图像进行亮度调整。对多组有雾图像进行了实验，本算法能有效地抑制去雾过程中产生的光晕效应，较多地保留了图像的细节信息，且运行时间大约减少了一倍。融合梯度信息的改进引导滤波不但可以较好地保留透射图的细节信息，有效地消除光晕效应，而且具有较好的鲁棒性和时间复杂性。本算法适用于交通等室外场景的去雾。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 牙科图像由于成像模式、图像质量、不同病人之间存在差异性，导致临床应用中牙体硬组织的精确配准成为难点。针对这些问题，并根据相关研究工作，提出了一种更适用于多模态牙科图像的牙体硬组织自动配准方法。该方法基于改进的ICP算法，对多模态的牙科荧光图像和自然光图像进行分析。首先，根据多模态牙科图像的特点，算法对图像进行了预处理；其次，研究了鲁棒的特征点提取方法，即将牙体硬组织边缘选取为特征点，并同时根据口腔病理学先验知识，提取多模态图像中的病损组织区域，进一步优化了配准点集；最后，利用改进的ICP算法对齿科图像进行了配准，配准过程中对ICP的迭代策略和鲁棒损失函数进行了分析和优化。实验结果表明，该方法能更快速地收敛，且具有更好的鲁棒性和准确性。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对传统由粗糙到精准的人脸外形搜索方法，其每一次外形搜索需要在整个外形搜索空间进行，提出一种基于分类的外形搜索方法。该方法始于一个包含不同人脸形状的外形搜索空间，首先利用基于相关性的特征选择方法对随机森林分类器进行优化，利用训练的随机森林分类器将外形搜索空间分为若干个外形搜索子空间；然后根据输入样本和随机森林分类器确定与当前外形最接近的外形搜索子空间，并计算对应子空间的中心和对应样本的后验概率分布，方便后续阶段更好地进行外形搜索；最后采用级联回归进行人脸特征点定位。在300-W数据集上的实验结果表明，此方法不仅有效降低了外形搜索的时间，同时在无约束环境中具有良好的鲁棒性。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 准稠密匹配是多视图三维重建的重要技术，其性能对重建结果至关重要。针对常用的Sift算法提取的种子点进行准稠密匹配正确率较低、重建效果不佳的问题，提出了一种基于尺度不变Harris角点特征的准稠密匹配算法。该算法首先在图像多尺度空间构造尺度不变Harris特征，并采用余弦距离测度对不同视图进行双向匹配；然后根据稀疏匹配获取种子点，采用最优最先匹配扩散策略进行准稠密扩散；最后采用局部非极大值抑制策略对匹配结果进行重采样。实验表明，本文算法提取的种子点既能够体现场景结构信息，又具有尺度不变特性，用于准稠密匹配能够提高匹配的效果和精度，是一种有效的用于三维重建的准稠密匹配算法。
分类： 计算机科学 >> 计算机科学的集成理论 提交时间： 2018-04-19 合作期刊: 《计算机应用研究》
摘要： 针对目前多数拼接算法正确匹配率低、耗时及误差大的问题，提出了基于匹配策略融合的改进图像拼接算法。该算法首先仅在图像的重合区域提取SIFT特征点，并计算SURF特征描述符；其次，融合改进的最近邻比次近邻、双向交叉检查及匹配差值的阈值化3种匹配策略，结合坐标约束及RANSAC算法完成特征匹配；最后，提出利用配准参数计算任意图像到参考图像坐标空间的投影变换模型的方法，并利用多线程技术将所有图像投影至参考坐标系，经过亮度校正、加权融合后合成全景图。实验结果表明，提出的拼接算法正确匹配率提高了10~20%，拼接总耗时约为传统逐帧扩大式拼接算法的1/3，且累计误差大大降低，拼接图像畸变小。
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