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合成生物学
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图2
生物制造相关标准分布图
(数据来源:中国标准服务网https://www.cssn.net.cn/cssn/index)
图1
合成生物学与生物制造的关系
图3
条件等位基因文库(本图由biorender绘制)
[(a)温度敏感型(temperature sensitive,TS)等位基因中,目的基因ORF(橘色片段)被替换成相应的温敏突变基因TS mutant(深橘色片段)并携带一个抗性筛选标签KanMX(黄色片段)。Chr.DNA:染色体DNA。(b)启动子替换策略中,携带抗性筛选标签KanMX(黄色片段)的诱导性启动子TetO(绿色片段)被插入目的基因ORF(橘色片段)的起始密码子上游。Chr.DNA:染色体DNA。(c)通过mRNA扰动降低蛋白丰度的DAmP策略中,目的基因ORF(橘色片段)的3′UTR区被插入一个抗性标签Kan
R
(黄色片段)。Chr.DNA:染色体DNA]
图2
SGA与PEM方法原理(本图由biorender绘制)
[(a)双突变体筛选策略。两种交配型的细胞分别在各自的突变位点携带不同抗性标签KanMX(绿色空心圆点)和NatMX(粉色空心圆点)用于筛选双突变体子代(黑线框细胞);YFG (your favourite gene):目的基因。(b)反二倍体筛选策略。含有野生型
CAN1
基因的单倍体细胞(蓝色细胞,a型)或二倍体细胞(紫色细胞)会摄入有毒的刀豆氨酸(canavanine),从而被杀死,而
can1Δ
突变体无法将刀豆氨酸运转入体内,因此能够存活(黑线框细胞)。(c) 单倍体筛选策略。在某一细胞型的母本菌株中,构建另一细胞型特异性启动子与营养缺陷筛选标签的表达盒,用于选择任一性别的单倍体子代细胞。例如在a型细胞(蓝色)中,携带只能在α型细胞中表达的STE3pr-
LEU2
基因线路(红色实心圆点),只有细胞交配使STE3pr-
LEU2
基因线路存在于α型细胞中时,该细胞存活(含有红色实心圆点的红线框细胞)。(d)反二倍体与单倍体筛选共实现。通过将一个显性致死的抗性基因
cyh
S
(棕色实心方块)“镶嵌”在裂殖酵母交配位点
mat1
(在蓝色的h
-
细胞中为蓝色方块表示的
matP
)附近,使得某一单倍体表型与抗性基因的表达偶联(
matP-cyh
S
)]
图1
经典文库构建方法(本图由biorender绘制)
[(a)基因缺失文库中,目的基因ORF(橘色片段)被替换成卡那霉素抗性筛选标签KanMX(黄色片段),两侧伴有“分子条形码”barcode(蓝色片段);Chr.DNA:染色体DNA。(b)Bar-seq原理示意图。在特定条件处理下,目标菌株(红色)的生长量相对低(淡粉色),表现为测序时相应barcode的读数量相对低(红色线条比其他颜色少)。(c)基因过表达文库中,目的基因ORF(橘色片段)除了在基因组上正常表达之外,还额外在质粒上由通用型启动子(淡绿色片段)驱动表达。(d)ORF-Tag文库中,在删除终止密码子的目的基因ORF(橘色片段)C端插入荧光蛋白GFP(深绿色片段)和筛选标签KanMX(黄色片段)]
图3
光遗传工具在发育生物学中的应用
(通过光-氧-电压感应结构域介导的二聚化调控细胞内酪氨酸激酶活性,进而引发SMAD1/5的磷酸化,并促使其进入细胞核以启动BMP下游基因的表达。光遗传激活的Shroom3通过在顶端连接处招募ROCK,驱动细胞顶端收缩)
图2
合成信号分子浓度梯度控制生物细胞图式及三维结构
图1
早期胚胎发育及类胚胎与类器官模型
(人类胚胎发育始于囊胚着床于子宫壁,随后形成由上胚层和下胚层构成的双胚层胚盘。原肠胚形成过程将其转变为三胚层结构:外胚层、中胚层和内胚层,为早期器官发生奠定基础。作者在此列举了几种具有代表性的干细胞类胚胎模型,能够较好地模拟从着床前、着床期到原肠胚形成及早期器官发生等关键发育阶段,同时也展示了部分具有代表性的类器官模型。由于篇幅所限,未能收录全部相关研究,敬请谅解)
表2 新型分子记录器与Cas9分子记录器对比分析
图3
三种新型分子记录器的工作原理
[
61
-
64
]
(pegRNA—先导编辑引导RNA;TRE—在DOX存在时可被rtTA激活的启动子;HsAID—碱基编辑器;iSceI—DNA结合蛋白;rtTA—诱导系统)
图2
重建谱系发生树与整合组学数据分析
[
43
,
49
]
,Cas9分子记录器的缺点与错误构建的谱系发生树
[
3
,
42
,
49
]
表1 Cas9分子记录器的特点总结
图1
理想的分子记录器
[
42
-
44
]
和Cas9分子记录器的代表性研究
[
41
-
42
,
45
-
49
]
[Rosa26 Col1a1:基因组上landing pad位点,用于外源基因的定点整合。R26, pU6, CAG, EF1A:组成型启动子。TetO:诱导型启动子,由rtTA激活。M2-rtTA:诱导系统,由诱导剂doxycycline(dox) 激活]
表2 引入外部知识增强的蛋白质语言模型
图5
增强蛋白质语言模型方法
表1 目前常见的蛋白质语言模型的架构、参数量、预训练任务和应用场景
图4
FP8、FP16与FP64表示的标准正态分布
图3
不同注意力机制的KV-Cache内存占用与输出长度的关系示意图
图2
DeepSeek-V3,V3-Base,R1与R1-Zero系列模型之间的关系
图1
DeepSeek系列模型的发展历史
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