Red mud, a waste residue of alumina refinery, has been used to develop effective adsorbents to remove phosphate from aqueous solution. Acid and acid-thermal treatments were employed to treat the raw red mud. The effects of different treatment methods, pH of solution and operating temperature on adsorption have been examined in batch experiments. It was found that all activated red mud samples show higher surface area and total pore volume as well as higher adsorption capacity for phosphate removal. The red mud with HCl treatment shows the highest adsorption capacity among all the red mud samples, giving adsorption capacity of 0.58 mg P/g at pH 5.5 and 40 °C. The adsorption capacity of the red mud adsorbents decreases with increase of pH. At pH 2, the red mud with HCl treatment exhibits adsorption of 0.8 mg P/g while the adsorption can be lowered to 0.05 mg P/g at pH 10. However, the adsorption is improved at higher temperature by increasing 25% from 30 to 40 °C. The kinetic studies of phosphate adsorption onto red mud indicate that the adsorption mainly follows the parallel first-order kinetics due to the presence of two acidic phosphorus species, H2PO4− and HPO42−. An analysis of the adsorption data indicates that the Freundlich isotherm provides a better fitting than the Langmuir model.

Abstract The detrimental hydrogen evolution side reaction is one of the major issues hindering the commercialization of Zn metal anode in high‐safety and low‐cost rechargeable aqueous batteries. Herein, the authors present a Sn alloying approach to effectively inhibit the hydrogen evolution and dendrite growth of the Zn metal anode. Through in situ monitoring of the hydrogen production during repeated plating/stripping tests, it is quantitatively demonstrated that the hydrogen evolution of alloy electrode with appropriate Sn amount is only half of that of pure Zn electrode. Furthermore, the Sn alloying allows for favorable Zn nucleation sites, lowering the Zn nucleation energy barrier and promoting more uniform Zn deposition. The Zn‐Sn alloy electrode offers much‐improved plating/stripping cycling, that is, over 240 h at 5 mA cm −2 and 35.2% depth of discharge. This work provides a practically viable strategy to stabilize Zn metal electrode in rechargeable aqueous batteries.

Although the promotive effect of direct interspecies electron transfer (DIET) on methane production has been well-documented, the practical applicability of DIET in different scenarios have not yet been systematically studied. This study compared the effects of magnetite-mediated DIET with conventional biogas mixing-driven interspecies hydrogen transfer (IHT) on anaerobic digestion (AD) of swine manure (SM). Compared with control, magnetite supplementation, biogas circulation, and their integration enhanced the CH4 yield by 19.3%, 25.9%, and 26.2%, respectively. Magnetite mainly enriched DIET-related syntrophic bacteria (Anaerolineae and Synergistia) and methanogens (Methanosarcina) to accelerate acidification and establish DIET, while biogas circulation mainly enriched hydrolytic bacteria (Clostridia) and hydrogenotrophic methanogens (Methanolinea and Methanobacterium) to promote hydrolysis and accelerate IHT. Coupling magnetite addition with biogas circulation led to the enrichment of the above six microorganisms to different extents. The effectiveness of the strategies for lowering the H2 pressure followed: magnetite + biogas circulation ≈ biogas circulation > magnetite. Under stress-free environment, the enhancement effect of magnetite-induced DIET was not even as pronounced as biogas circulation—a simple and common mixing strategy in commercial AD plants, and the promotion effect of magnetite was insignificant in the well-mixed digesters. In short, the magnetite-mediated DIET is not always effective in improving AD of SM.

Monopterus albus is one of China’s renowned and superior aquaculture species, with its seedlings mainly sourced from wild capture. One of the bottlenecks in M. albus aquaculture is the high mortality rate and low feeding initiation rate from stocking wild fry to the initiation of feeding. In production, trash fish is commonly used to wean M. albus juveniles onto feeding. In this study, we introduced three other natural feeds, earthworms (EW), yellow mealworms (YMW), and fly maggots (FM), with frozen trash fish (TF) serving as the control group, to evaluate the effects of these four natural feeds on the survival rate, feeding initiation, antioxidant enzymes activity, and body composition of M. albus juveniles under recirculating water aquaculture conditions. The experiment comprised four treatments, each with three replicates. Each replicate consisted of stocking 150 M. albus juveniles weighing 10.02 ± 0.89 g in size, raised for 5 weeks. The survival rate of the YMW group was 73.33%–85.33%, which was significantly higher than that of the other three bait groups ( p < 0.05). The four bait groups showed no significant differences in final body weight and specific growth rate (SGR) ( p > 0.05). The EW group showed the highest final body weight, with an average SGR of 2.73, whereas the YMW group had an average SGR of 1.87. The average daily feeding amount was significantly higher in EW and YMW groups than in the other two groups ( p < 0.05). The percentage of feeding amount to fish weight in the EW group reached 7.3% in the fifth week. After 5 weeks of cultivation, NO 2 − -N content was significantly higher in the waters of the TF and EW groups than in the waters of the FM and YMW groups ( p < 0.05), there was no significant difference in TAN content among the treatment groups ( p > 0.05). Liver malondialdehyde content was significantly higher in the TF group than in the other bait groups ( p < 0.05). GSH-Px activity was significantly higher in the EW group than in the FM group and YMW group. No significant differences in SOD and CAT activity and T-AOC were observed among the bait groups ( p > 0.05). The increase in crude protein content was significantly higher in the TF group than in the FM group, but the increase in crude ash content was significantly lower in the TFgroup. In conclusion, Tenebrio molitor could potentially serve as one of the alternative feeds during the initial stages of M. albus juveniles stocking.

Background Osteoporosis (OP) is typically diagnosed by evaluating bone mineral density (BMD), and it frequently results in fractures. Here, we investigated the causal relationships between diet-derived circulating antioxidants and the risk of OP using Mendelian randomization (MR). Methods Published studies were used to identify instrumental variables related to absolute levels of circulating antioxidants like lycopene, retinol, ascorbate, and β-carotene, as well as antioxidant metabolites such as ascorbate, retinol, α-tocopherol, and γ-tocopherol. Outcome variables included BMD (in femoral neck, lumbar spine, forearm, heel, total body, total body (age over 60), total body (age 45–60), total body (age 30–45), total body (age 15–30), and total body (age 0–15)), fractures (in arm, spine, leg, heel, and osteoporotic fractures), and OP. Inverse variance weighted or Wald ratio was chosen as the main method for MR analysis based on the number of single nucleotide polymorphisms (SNPs). Furthermore, we performed sensitivity analyses to confirm the reliability of the findings. Results We found a causal relationship between absolute retinol levels and heel BMD ( p = 7.6E-05). The results of fixed effects IVW showed a protective effect of absolute retinol levels against heel BMD, with per 0.1 ln-transformed retinol being associated with a 28% increase in heel BMD (OR: 1.28, 95% CI: 1.13–1.44). In addition, a sex-specific effect of the absolute circulating retinol levels on the heel BMD has been observed in men. No other significant causal relationship was found. Conclusion There is a positive causal relationship between absolute retinol levels and heel BMD. The implications of our results should be taken into account in future studies and in the creation of public health policies and OP prevention tactics.

Fish intestinal health under intensive aquaculture mode plays an important role in growth, development, and immune function. The present study was aimed to systematically investigate the differences of intestinal health between wild and cultured Monopterus albus by biochemical parameters, histomorphology, and molecular biology. A total of 15 healthy M. albus per group, with an average body weight of 45 g, were sampled to analyze intestinal health parameters. Compared with wild fish, the cultured M. albus in the foregut had lower trypsin, lipase, SOD, CAT, T-AOC, and GSH-Px activities ( P < 0.05) and higher amylase activity and MDA content ( P < 0.05). The villus circumference and goblet cells in the cultured group were significantly lower than those in the wild group ( P < 0.05). In addition, the cultured fish showed lower relative expression levels of occludin , zo-1 , zo-2 , claudin-12 , claudin-15 , mucin5 , mucin15 , lysozyme , complement 3 , il-10 , tgf-β1 , tgf-β2 , and tgf-β3 ( P < 0.05) and higher il-1β , il-6 , il-8 , tnf-a , and ifnγ mRNA expressions than those of wild fish ( P < 0.05). In terms of gut microbiota, the cultured group at the phylum level displayed higher percentages of Chlamydiae and Spirochaetes and lower percentages of Firmicutes , Bacteroidetes , Actinobacteria , Cyanobacteria , and Verrucomicrobia compared to the wild group ( P < 0.05). At the genus level, higher abundances of Pseudomonadaceae_Pseudomonas and Spironema and lower abundances of Lactococcus and Cetobacterium were observed in the cultured group than in the wild group ( P < 0.05). To our knowledge, this is the first investigation of the intestinal health status between wild and cultured M. albus in terms of biochemistry, histology, and molecular biology levels. Overall, the present study showed significant differences in intestinal health between wild and cultured M. albus and the main manifestations that wild M. albus had higher intestinal digestion, antioxidant capacity, and intestinal barrier functions than cultured M. albus. These results would provide theoretical basis for the subsequent upgrading of healthy aquaculture technology and nutrient regulation of intestinal health of cultured M. albus.

Tumor-selective contrast agents have the potential to aid in the diagnosis and treatment of cancer using noninvasive imaging modalities such as magnetic resonance imaging (MRI). Such contrast agents can consist of magnetic nanoparticles incorporating functionalities that respond to cues specific to tumor environments. Genetically engineering magnetotactic bacteria to display peptides has been investigated as a means to produce contrast agents that combine the robust image contrast effects of magnetosomes with transgenic targeting peptides displayed on their surface. This work reports the first use of magnetic nanoparticles that display genetically-encoded pH low insertion peptide (pHLIP), a long peptide intended to enhance MRI contrast by targeting the extracellular acidity associated with the tumors. To demonstrate the modularity of this versatile platform to incorporate diverse targeting ligands by genetic engineering, we also incorporated the cyclic αv integrin-binding peptide iRGD into separate magnetosomes. Specifically, we investigate their potential for enhanced binding and tumor imaging both in vitro and in vivo. Our experiments indicate that these tailored magnetosomes retain their magnetic properties, making them well-suited as T2 contrast agents, while exhibiting increased binding compared to wild-type magnetosomes.

High concentrations of activated sludge are an excellent biological treatment; in particular, simultaneous nitrification and denitrification play a huge role in nitrogen removal. However, the influencing factors of SND have not been fully elucidated. The effects of sludge concentration and dissolved oxygen (DO) concentration on the performance of SND in a high-concentration activated sludge reactor assisted by chemical agents were investigated, and the SND reaction effect was de-termined by analyzing the along-stream changes of elemental nitrogen in the reactor. The results showed that the SND phenomenon in the reactor was most obvious when the system activated sludge concentration (MLSS) was maintained at 7–9 g/L and DO concentration at 1–2 mg/L. When MLSS decreases within the range of 5–9 g/L, the nitrification reaction improves, but the SND phe-nomenon decreases or even disappears; the SND phenomenon diminishes with increasing DO con-centration. Thus, high sludge concentrations and low dissolved oxygen concentrations are im-portant influences associated with SND and promote unconventional nitrogen removal pathways. In addition, the average value of MLVSS/MLSS for the high-concentration activated sludge process was 0.586, which indicates that the system has a higher activated sludge volume and better sludge activity, which is very effective in enhancing SND. In addition, this study also further investigated the influencing factors of SND in the high-concentration method by exploring the kinetic modeling of the SND reaction in the high-concentration method.

A-to-I mRNA editing occurs during fungal sexual reproduction with an unknown mechanism. Here, we demonstrated that the eukaryotic tRNA-specific heterodimeric deaminase FgTad2-FgTad3, not typically associated with mRNA editing, is responsible for A-to-I mRNA editing in Fusarium graminearum. This editing capacity relies on the interaction between FgTad3 and a sexual stage-specific protein called Ame1. The interaction emerged in Sordariomycetes. Key residues involved in the interaction have been identified. Expression and activity of FgTad2-FgTad3 are regulated through alternative promoters, alternative translation initiation, and post-translational modifications. FgTad2-FgTad3-Ame1 efficiently edits target mRNAs in yeasts, bacteria, and human cells, with significant implications for developing base editors in therapy and agriculture. This study reveals mechanisms, regulation, and evolution of RNA editing in fungi, emphasizing protein-protein interactions in controlling enzyme function.