元素百科为您介绍通过代谢工程提升工业产油微藻固定二氧化碳效率。工业产油微藻能通过光合作用将二氧化碳与光能大规模地转化为油脂，因此作为一种清洁能源生产和二氧化碳高值化的潜在方案，在国内外受到了广泛关注。针对如何提升工业产油微藻的固碳能力这一关键问题，中国科学院青岛生物能源与过程研究所示范了一种通过调控RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）的激活酶来增强细胞固碳活性，从而大幅度提高微藻生物质与油脂产率的策略。该工作在线发表在AlgalResearch上。 工业产油微藻CO2固定与转化效率的大幅提升，是微藻能源产业实现经济可行性的瓶颈之一，一直是学界与产业界的关注焦点。在蓝细菌、莱茵衣藻等模式单细胞光合生物中，围绕固碳能力提升，前期学界主要通过对光合作用中的固碳酶RuBisCO本身进行修饰，或通过调控碳酸酐酶等来提高RuBisCO周围的CO2浓度。但在工业产油微藻中，针对固碳能力的分子育种，则尚未有成功先例。微拟球藻是一种可利用海水或淡水、在室外大规模培养的工业微藻，具有生长速度快、二氧化碳耐受能力强、强劲积累油脂和高值不饱和脂肪酸等优点，因此已成为工业微藻分子育种的主要模式研究体系之一，也成为国内外许多微藻规模培养示范工程的优先选择。基于前期CO2胁迫诱导下微拟球藻转录组研究，青岛能源所单细胞中心功能基因组团队的魏力、徐健等发现一个由细胞核基因组编码的RuBisCO活化酶（nuclear-encodedRuBisCOactivase，简称nRCA）在特定时间点显著上调，预示其在细胞固定CO2机制中起着重要作用。RuBisCO活化酶能影响RuBioCO的空间构型，阻止后者与其抑制物（磷酸糖）的结合，从而使后者保持活性状态；Rubisco活化酶还具有ATP水解酶活性，能调控ATP/ADP比值变化，从而影响叶绿体内的能量平衡。研究人员发现，在空气水平CO2浓度下，与野生型相比，过表达该内源nRCA的微拟球藻藻株，其生长速率提高32%，生物质累积率提高46%，油脂产率提高41%。在光合自养条件下显著提升生物质与油脂产率的同时，总脂中脂肪酸的组成却基本未发生改变，从而实现了在保障油脂质量前提之下油脂生产强度的大幅提升。根据公开文献，这是工业产油微藻中通过改造光合固碳途径提高生物质与油脂产率的首次报导。RuBisCO是由大、小两种，各八个亚基组成的多聚体，其分子量高达~500kD。调控与改造这种高度精密的大型分子机器，通常具有相当的难度。最新工作表明，在工业产油微藻中，理性调控与设计以nRCA为代表的RuBisCO之“功能伴侣”，而非仅仅瞄准RuBisCO本身，将可能对CO2固定、生物质合成乃至目标产物生产效率的提高起到“四两拨千斤”的效果。预计此方法将成为设计与改造微藻光合固碳系统的高效策略之一。在微藻细胞中，从CO2到高含能或高值目标分子的转化过程可大致划分为“碳捕获”、“碳分配”与“碳存储”等三个关键环节。通过在“碳捕获”环节运用上述策略进行成功改造，同时结合该团队前期在下游两个环节的机制研究与代谢工程，研究人员正在全方位、多位点地设计与构建“高效固碳、精准合成、规模培养”的“超级工业微藻细胞工厂”。

元素百科为您介绍2017年十大药物治疗领域排行榜。今年已经出现了许多创新药物及治疗手段，以减轻遭受严重疾病折磨患者的病痛，在癌症、抗风湿及抗病毒等主流治疗领域，处方药物的销售增长依然迅速。著名医药咨询公司IGEAHUB近日推出了2017年十大药物治疗领域的排行，榜单如下：1、抗肿瘤领域随着新颖有效的口服抗癌药物的批准，癌症治疗领域将依然保持在榜首位置，而且老龄人口在增多，这些人群有很大罹患癌症的可能。在治疗选择的发展上，放射治疗、手术治疗以及药物治疗等已经让患者的生存时间得到了延长。2016年，癌症治疗处方药物和OTC药物的销售额达到937亿美元，占全球医药市场份额的11.7%。2、抗风湿治疗跨国制药公司艾伯维，依然占据着抗风湿性疾病市场的绝对主导位置，公司拥有全球最为畅销的类风湿病治疗药物修美乐。新基制药同样在抗风湿疾病领域拥有绝对优势，该公司拥有声望极佳的Otezla(阿普斯特)。2016年的全球抗风湿疾病药物销售额为533亿美元。3、抗病毒治疗2017年抗病毒领域的引领者仍然属于吉利德，该公司两款用于HCV治疗的处方药物Harvoni和Sovaldi拥有绝对的市场份额，具有较高市场欢迎度。2016年的抗病毒处方药及OTC药的销售额达到485亿美元，占全球医药总市场的6.0%。4、糖尿病治疗2016年，制药公司在血糖控制治疗的处方药物与OTC药物领域获得了436亿美元的总收入，通货膨胀是糖尿病治疗领域获得高销售额的原因之一。更多创新治疗药物也陆续进入降糖治疗领域。诺和诺德公司无疑是降糖市场的领导者，该公司2016年的降糖药物总收入为129亿美元。5、呼吸疾病用药呼吸疾病畅销治疗药物-支气管扩张剂被用于松弛支气管平滑肌以打开患者的呼吸通路。这类药物主要包括长效与短效的β2受体激动剂及茶碱类药物。2016年，制药公司的支气管扩张药物的总销售收入为283亿美元。6、疫苗疫苗制品的引领公司包括葛兰素史克、默沙东、辉瑞和赛诺菲，这些公司占据着全球疫苗市场的近20%。2016年的全球疫苗市场收入为275亿美元。7、高血压治疗在美国，有近7500万人患有高血压或有持续的血压升高症状。利尿剂是被大多数临床医生所推荐的用于高血压治疗的一线药物，在全球降压药市场中占据最大的份额。2016年，降压治疗处方药物和OTC药物的总销售额为248亿美元，占总医药市场的3.1%。8、感觉器官用药2016年，制药公司在感觉器官相关疾病的治疗药物收入为202亿美元，占全球总医药市场的2.5%。这些治疗药物所针对的感觉器官包括触摸、闻、声音、视力和味觉器官。9、抗凝剂2016年全球抗凝药物的销售额为141亿美元，占全球市场份额的1.8%。抗凝药物被用于防止血液的凝块形成。华法林是该治疗领域使用最广泛的药物。10、免疫抑制剂免疫抑制药物被经常用于类风湿性关节炎、银屑病以及狼疮等自身免疫疾病的治疗。美国患有自身免疫疾病的患者约有2350万。2016年全球的免疫抑制药物达到116亿美元。

元素百科为您介绍科学家制成世界首个集成自由电子光源芯片。记者日前从清华大学电子工程系获悉，该系黄翊东教授团队成员刘仿副教授，带领科研人员研制出了集成自由电子光源的芯片，在国际上首次实现了无阈值切伦科夫辐射，是我国科学家率先实现的重大理论突破，加速了自由电子激光器小型化进程。相关研究论文近期发布在国际权威期刊《自然·光子》上。 切伦科夫辐射现象1934年被发现，在反质子、中微子振荡等基本粒子的发现过程中起到了关键作用，也是实现自由电子激光光源的有效途径之一。而自由电子激光器由于波长短、功率大、效率高、波长可调节等特点，可望用于研究凝聚态物理学、材料特征、反导弹激光武器、雷达、等离子体诊断等，在基础物理、国防军事、生物医疗、信息科学等领域具有重要应用价值。黄翊东在接受记者采访时打比方说：“若将材料中传播的光子比作一列匀速前进的高速火车，高能带电粒子只有追上火车的尾巴，也就是达到材料中的光速（光的相速度），才能产生切伦科夫辐射。”目前，产生光波段切伦科夫辐射的最小电子能量最少需2万电子伏特，只有大型电子加速装置才能做到。此次，刘仿带领博士生肖龙等人发现，在人工双曲超材料中，无论匀速运动的电子速度多慢都可以产生辐射，即可以实现无阈值的切伦科夫辐射。黄翊东解释说：“超材料将产生辐射的电子能量条件完全反转。加速电子所需能量下降几个数量级，离不开大型加速装置的硬约束也解除了。”评价认为，实验结果颠覆了传统自由电子光源需要大型电子加速器的固有范式，使得在芯片上研究飞行电子与微纳结构的相互作用成为可能。