近日,金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院郑辉团队在Cell & Bioscience期刊发表文章。研究揭示了维生素C通过其代谢物2,3-二酮-L-古洛糖酸(DKG)依赖和非依赖的双重途径调控体细胞重编程的作用机制。近日,金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院郑辉团队在Cell & Bioscience期刊发表了题为“Unraveling the 2,3-diketo-l-gulonic acid-dependent and -independent impacts of l-ascorbic acid on somatic cell reprogramming”的文章。该研究揭示了维生素C通过其代谢物2,3-二酮-L-古洛糖酸(DKG)依赖和非依赖的双重途径调控体细胞重编程的作用机制。L-抗坏血酸(Asc),通常被称为Vc,作为一种必需的营养物质,在许多生理过程中起着至关重要的作用。先前已有研究表明,Vc通过细胞增殖、MET和组蛋白去甲基化等途径提高体细胞重编程效率。然而,尚不清楚Vc是直接调控重编程还是通过其代谢物起作用。研究团队分别采用Vc及其代谢产物DHAA和DKG等处理体细胞重编程,发现Vc表现出通过DKG依赖途径和非依赖途径促进重编程的双重能力。一方面,Vc通过DKG非依赖的途径促进细胞增殖,并诱导pre- iPSCs向iPSCs转化,从而促进重编程。另一方面,Vc通过DKG依赖机制触发间充质-上皮转化(MET)并激活糖酵解。值得注意的是,DKG激活了以增加琥珀酸、延胡索酸和苹果酸为特征的非典型三羧酸循环,促使细胞代谢从氧化磷酸化(OXPHOS)向糖酵解转变。此外,由于其抗氧化能力,Vc抑制糖酵解,从而阻止糖酵解与上皮-间质转化(EMT)之间的正反馈,最终导致更高水平的MET。综上,该研究表明了Vc在重编程过程中的复杂功能,揭示了Vc对重编程过程中DKG-依赖和-非依赖的双重调控作用,为Vc在其他生物过程中的应用提供了新的见解。广州健康院梁丽宁、何梅爱以及张一心为该论文的共同第一作者。广州健康院郑辉研究员、西湖大学裴端卿教授为该论文共同通讯作者。该研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。论文链接Vc通过DKG依赖和非依赖途径促进体细胞重编程
近日,广州能源研究所废弃物处理与资源化利用研究室赵坤副研究员联合美国北卡罗莱纳州立大学等研究团队,报道了一种在以促进剂碳酸锂(Li2CO3)修饰的具有氧化还原活性的复合稀土金属氧化物的催化作用下,实现低温高效化学链甲烷氧化偶联的方法。该催化剂在700℃下单程C2+收率高达30.6%,且在甲烷分压高达1.4 atm的条件下仍能表现出稳定的性能。相关研究成果以Lithium carbonate-promoted mixed rare earth oxides as a generalized strategy for oxidative coupling of methane with exceptional yields为题,于近日发表在《自然—通讯》(Nature Communications)。近日,广州能源研究所废弃物处理与资源化利用研究室赵坤副研究员联合美国北卡罗莱纳州立大学等研究团队,报道了一种在以促进剂碳酸锂(Li2CO3)修饰的具有氧化还原活性的复合稀土金属氧化物的催化作用下,实现低温高效化学链甲烷氧化偶联的方法。该催化剂在700 下单程C2+收率高达30.6%,且在甲烷分压高达1.4 atm的条件下仍能表现出稳定的性能。相关研究成果以Lithium carbonate-promoted mixed rare earth oxides as a generalized strategy for oxidative coupling of methane with exceptional yields为题,于近日发表在《自然—通讯》(Nature Communications)。甲烷氧化偶联(OCM)技术可在自热条件下通过一步反应将甲烷转化为高附加值烯烃或烷烃(C2+),是催化中的“王冠反应”。但经过近40年的研究,常见的OCM催化剂Li/MgO和Na/Mn/W/SiO2等始终无法解决反应过程中C2+单程收率较低(<30%)、反应温度较高(>800 C)及甲烷反应气分压较低(<1 atm)等难题。该工作通过化学链循环的方式,构建了系列碳酸锂负载的复合稀土金属氧化物作为载氧体催化剂,有效抑制氧气直接作为氧化剂导致的甲烷过度氧化反应,进而实现甲烷氧化偶联高效制备C2+。通过原位表征手段与量子化学计算,发现复合稀土氧化物中的Pr4+可诱导催化剂表面产生过氧化物活性中间体并演变成活性羟基自由基,实现高效C-H键活化和C-C键偶联。该研究建立了Li2CO3负载的复合稀土金属氧化物中Pr的氧化态与C2+收率之间的普遍相关性,为甲烷氧化偶联反应中的氧化还原催化剂构建提供了理性设计思路。在此基础上,原料气还可以拓展至生物沼气、垃圾填埋气、煤层气等资源的高值化利用。上述工作得到广东省杰出青年基金、国家自然科学基金面上项目、金沙威尼斯欢乐娱人城青促会等项目支持。
近日,金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室黄小平研究员团队在河口咸淡水混合过程中氮的迁移转化方面取得了最新研究进展。相关研究成果“The distinct phases of fresh-seawater mixing intricately regulate the nitrogen transformation processes in a high run-off estuary: Insight from multi-isotopes and microbial function analysis”(副研究员吴云超为第一作者,研究员黄小平为通讯作者)和“Terrestrial and biological activities shaped the fate of dissolved organic nitrogen in a subtropical river-dominated estuary and adjacent coastal area”(博士生李进隆为第一作者,研究员黄小平和副研究员吴云超为共同通讯作者)分别刊发在Water Research和Journal of Geophysical Research-Oceans上。过量的陆源氮输入会加速不同形态氮在河口的积累,改变河口氮的转化过程。输送到河口的大部分氮在被稀释和浮游植物同化之前,经历了复杂的生物地球化学过程。特别是在河口咸淡水混合过程中,其生物转化的复杂性和强度尤为明显,但目前仍然缺乏直接证据来阐明河口咸淡水混合过程中的氮转化机制。因此,研究河口不同形态氮在咸淡水混合中的生地化过程,有助于明确河口氮的归趋及其生态环境效应,可为河口区氮的控制提供科学依据。通过多稳定性同位素特征和微生物功能分析,发现珠江河口内部以陆源硝酸盐来源的贡献为主,且有较高的固氮和硝化速率,主要是由Exiguobacterium sp.驱动(图1)。在河口外部的海源控制区,大气沉降可能也是重要的输入途径;该区域的反硝化和氨化作用较强(图1)。在咸淡水混合区,NH4+被浮游植物/细菌(如Psychrobacter sp.和Rhodococcus)快速同化为颗粒态氮。该研究突破性的从同位素地球化学和微生物功能的角度阐明了河口咸淡水混合过程氮的迁移转化过程。在咸淡水混合区,陆源DON被快速稀释,初级生产者同时释放出活性较强的DON,DON浓度在咸淡水混合区呈现相对平稳的分布(图2),这也是DON在河口呈现非保守性混合的主要原因。在口外海源为主的区域,DON浓度相对较低,且具有较高的生物活性,主要来自内源。陆源物质输入和浮游生物活动是河口区的DON分布模式形成差异的主要原因,直接影响了珠江口及其邻近海域DON的归趋。该研究对陆源DON在河口的迁移转化机制形成了新的认知。该研究得到了国家自然科学基金项目和广州海洋实验室人才团队引进项目等项目的资助。图1 不同形态氮稳定性同位素和微生物功能在不同区域和咸淡水混合过程中的变化。图2 珠江口海域有机氮的分布模式。(a)DIN和(b)DON沿盐度梯度的季节性分布趋势。(绿色圆圈代表夏季的营养物质浓度,橙色圆圈代表冬季)相关论文信息:Yunchao Wu, Jinlong Li, Xia Zhang, Zhijian Jiang, Songlin Liu, Jia Yang, Xiaoping Huang*. The distinct phases of fresh-seawater mixing intricately regulate the nitrogen transformation processes in a high run-off estuary: Insight from multi-isotopes and microbial function analysis. Water Research, 2023, 247: 120809.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135423012496?via%3DihubLi Jinlong, Wu Yunchao*, Jiang Zhijian, Liu Songlin, Ren Yuzheng, Yang Jia, Xingyu Song, Huang Xiaoping*, He Ding. Terrestrial and biological activities shaped the fate of dissolved organic nitrogen in a subtropical river-dominated estuary and adjacent coastal area. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2023, 128, e2023JC019911.https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC019911
团队基于构建的0D/2D无机异质结纳米复合材料,成功孕育出了偏振发光特性,并展示了发光-调光-探测于一体的多功能光学元型器件近日,金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院碳中和所丁宝福团队在Light: science & application上,以A multifunctional optoelectronic device based on 2D material with wide bandgap为题撰文,报道了首个0D/2D偏振发光异质结,为偏振发光家族增添了新成员。该工作将宽带隙二维材料的优异调光特性和量子点的高效发光特性进行“联姻”,基于构建的0D/2D无机异质结纳米复合材料,成功孕育出了偏振发光特性,并展示了发光-调光-探测于一体的多功能光学元型器件。荧光偏振在科学和工程领域有多种应用,包括3D显示、光学数据存储、光学生物传感器和材料结构分析。开发高效稳定的偏振荧光材料具有重要的研究意义和实际应用价值。量子点由几百个甚至一千个原子组成,作为新晋的诺贝尔奖级材料,重新点燃了大众的科学兴趣。零维量子点由于其纳米尺度的量子约束效应,具有非常高的荧光量子效率、颜色纯度和颜色可调性。然而,传统的量子点尽管具有显著的荧光强度,但其典型特征是几何和光学各向同性,往往具有非偏振光发射,在一定程度上限制了荧光量子点在偏振光领域的应用。因此,基于量子点材料系统实现高效和偏振发光仍然是发光材料发展的关键前沿和挑战。金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究所的丁宝福、成会明和王锋利用“维度联姻”的概念将蓝色无机碳点耦合到2D纳米片上,创造了一个全无机的0D碳点/2D纳米片异质结发光系统(图1 a-c)。这一成就实现了一种结合高发光效率和偏振特性的蓝色发光材料的开发,为扩大偏振发光材料家族提供了一种新的方法。构建的0D/2D异质结构通过化学吸附诱导Ti-O-C键的形成,有效地锚定了0D碳点。通过将零维发光材料缺乏各向异性的高发光效率与二维材料强大的光偏振调制能力相结合,使两种低维材料的光学特性互补,从而实现碳点的偏振发光。此外,利用异质结的二向色吸收,实现了360-385 nm范围内的紫外光检测。该方式首次集成偏振光发射,紫外光检测和可见光调制的多功能光电器件的构建。本工作首次引入了全无机异质结构偏振发光纳米复合材料的概念,实现了偏振发光的突破。基于量子点材料系统实现高效偏振发光的挑战已经被巧妙地克服,扩大了偏振发光材料的家族。此外,集成光发射、调制和检测的多功能器件的构建为低能耗、智能或集成光学器件的发展引入了新思路。这些研究结果有望拓宽包括碳点在内的其他0D量子点的材料特性及其衍生的光学应用。这将为其他类型异质结发光材料的开发提供新的视角和方法。在未来,这些材料有望在常见的异质结领域有重要的应用,包括光催化、生物医学极化成像和光通信。深圳先进院博士后许洪玮为本文第一作者,深圳先进院副研究员丁宝福、成会明院士和王锋助理研究员为文章共同通讯作者。另外深圳理工大学(筹)研究生刘经炜、深圳先进院研究员唐永炳团队、博士后魏胜、龚芮、罗杰,以及华南师范大学陈心满教授研究团队等也对该工作做出重要贡献。该工作获得了国家自然科学基金、广东省创业科研团队计划项目、广东省科技规划项目、深圳市基础研究项目的支持。感谢华南师范大学陈心满教授团队和深圳先进院唐永炳研究员团队对数据收集、分析中的支持与帮助。图1 a-c分别是0D/2D纳米复合材料的合成与构建; d-f 分别是原器件结构示意图与发光调光、光探测性质。文章链接
近日,金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室徐向荣团队在河口食物网抗生素结合态代谢物的生物富集机制取得了最新研究进展。相关研究成果“New insight into the bioaccumulation and trophic transfer of free and conjugated antibiotics in an estuarine food web based on multimedia fate and model simulation”发表在Journal of Hazardous Materials上。硕士吴念念为论文第一作者,研究员徐向荣、副研究员刘珊为共同通讯作者。抗生素作为一类抗菌性药物广泛用于治疗人类和动物疾病,在畜牧业和水产养殖业中用于提高养殖动物的生长速度。由于进入人和动物体内的抗生素不能被生物体完全吸收,大部分以原药或代谢物的形式经由尿液和粪便排出体外进入环境中,因此这类药物在环境中频繁检出。研究表明环境浓度的抗生素不仅会严重影响水生生物的生理平衡、繁殖力、生长发育和肠道微生物功能,还会引发高水平抗生素耐药性的传播,最终通过食物链威胁人类健康。已有研究主要集中在自由态抗生素在食物网中的生物富集和传递规律。除了暴露环境、理化参数和食物来源外,生物转化也是食物网中抗生素生物富集和传递的关键驱动因素。抗生素进入生物体后,可通过 相和 相代谢生成自由态或葡萄糖醛酸和硫酸盐结合态的代谢物。需要指出的是,微生物可将抗生素结合态代谢物重新转化为母体化合物,这表明结合态抗生素可能是环境抗生素的重要来源。因此,系统研究水生生物体中不同形态抗生素的生物富集特征和食物网传递规律,有助于我们更加准确评估抗生素带来的健康和生态风险。本研究首次运用酶解和非酶解提取方法,定量分析生物样品中不同形态抗生素的组成和浓度,探讨河口食物网中不同形态抗生素的生物富集特征和传递规律。研究发现抗生素在不同环境介质和生物体中普遍存在。除磺胺类和四环素外,大部分抗生素在不同水层中的占比相当,而喹诺酮类在沉积物中占主导地位。抗生素的分子量和疏水性可以调控其在各种环境介质中的分布。与非酶解样品相比,生物样品酶解后检出的抗生素浓度和种类均有所增加。该结果表明生物体内结合态抗生素不容忽视,仅定量分析自由态抗生素,将会严重低估抗生素在环境中的生态和健康风险。酶解后,更多数量的生物样品表现出对抗生素的生物富集潜力。在珠江口食物网中,自由态的脱水红霉素以及结合态的三甲氧苄啶和环丙沙星呈现生物稀释现象,而自由态的三甲氧苄啶和结合态的氧氟沙星则呈现生物放大趋势。本研究首次证实了结合态抗生素在河口食物网的传递规律,加深了人们对不同形态抗生素在河口食物网中的生物富集特征和传递规律的认识,可为准确评估抗生素的生态和健康风险提供重要的基础数据和技术支持。图1 河口食物网环境中自由态和结合态抗生素的赋存特征该研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、广州市科技计划项目、广东省科技规划项目的资助。相关论文信息:Nian-Nian Wu, Shan Liu*, Ru Xu, Qian-Yi Huang, Yun-Feng Pan, Heng-Xiang Li, Lang Lin, Rui Hou, Yuan-Yue Cheng, Xiang-Rong Xu*, New insight into the bioaccumulation and trophic transfer of free and conjugated antibiotics in an estuarine food web based on multimedia fate and model simulation, Journal of Hazardous Materials,465,2023,133088.文章链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.133088