In recent years, wearable sensors have enabled the unique mode of real-time and noninvasive monitoring to develop rapidly in medical care, sports, and other fields. Sweat contains a wide range of biomarkers such as metabolites, electrolytes, and various hormones. Combined with wearable technology, sweat can reflect human fatigue, disease, mental stress, dehydration, and so on. This paper comprehensively describes the analysis of sweat components such as glucose, lactic acid, electrolytes, pH, cortisol, vitamins, ethanol, and drugs by wearable sensing technology, and the application of sweat wearable devices in glasses, patches, fabrics, tattoos, and paper. The development trend of sweat wearable devices is prospected. It is believed that if the sweat collection, air permeability, biocompatibility, sensing array construction, continuous monitoring, self-healing technology, power consumption, real-time data transmission, specific recognition, and other problems of the wearable sweat sensor are solved, we can provide the wearer with important information about their health level in the true sense.

The forking problem plays a key role in the security issue, which is a major concern in the blockchain system. Although many works studied the attack strategy, consensus mechanism, privacy-protecting and security performance analysis, most of them only address the intentional forking caused by a malicious attacker. In fact, without any attacker, unintentional forking still remains due to transmission delay and failure, especially in wireless network scenarios. To this end, this paper investigates the reason for generating unintentional forking and derives the forking probability expression in Wireless Blockchain Networks (WBN). Furthermore, in order to illustrate the unintentional forking on the blockchain system, the performances in terms of resource utilization rate, block generation time, and Transaction Per Second (TPS) are investigated. The numerical results show that the target difficulty of hash algorithm in generating a new block, the delay time of broadcasting, the network scale, and the transmission failure probability would affect the unintentional forking probability significantly, which can provide a reliable basis for avoiding forking to save resource consumption and improving system performance.

Abstract Oxford Nanopore Technologies (ONT) is a promising sequencing technology that could generate relatively longer sequencing reads compared to the next generation sequencing (NGS) technology. The base calling process is very important for TGS. It translates the original electrical signals from the sequencer to the nucleotide sequence. By doing that, the base calling could significantly influence the accuracy of downstream analysis. Bonito is a recently developed basecaller based on deep neuron network, the neuron network architecture of which is composed of a single convolutional layer followed by three stacked bidirectional GRU layers. Although Bonito achieved the state-of-the-art accuracy, its speed is so slow that it is not likely to be used in production. We therefore implement Fast-Bonito, which introduces systematic optimization to speed up Bonito. Fast-Bonito archives 53.8% faster than the original version on NVIDIA V100 and could be further speed up by HUAWEI Ascend 910 NPU, achieving 565% faster than the original version. The accuracy of Fast-Bonito is also slightly higher than the original Bonito.

Abstract Spinal cord injury (SCI) often leads to impaired motor and sensory functions, partially because the injury-induced neuronal loss cannot be easily replenished through endogenous mechanisms. In vivo neuronal reprogramming has emerged as a novel technology to regenerate neurons from endogenous glial cells by forced expression of neurogenic transcription factors. We have previously demonstrated successful astrocyte-to-neuron conversion in mouse brains with injury or Alzheimer’s disease by overexpressing a single neural transcription factor NeuroD1 via retroviruses. Here we demonstrate regeneration of dorsal spinal cord neurons from reactive astrocytes after SCI via adeno-associated virus (AAV), a more clinically relevant gene delivery system. We find that NeuroD1 converts reactive astrocytes into neurons in the dorsal horn of stab-injured spinal cord with high efficiency (∼95%). Interestingly, NeuroD1 -converted neurons in the dorsal horn mostly acquire glutamatergic neuronal subtype, expressing spinal cord-specific markers such as Tlx3 but not brain-specific markers such as Tbr1, suggesting that the astrocytic lineage and local microenvironment affect the cell fate of conversion. Electrophysiological recordings show that the NeuroD1 -converted neurons can functionally mature and integrate into local spinal cord circuitry by displaying repetitive action potentials and spontaneous synaptic responses. We further show that NeuroD1 -mediated neuronal conversion can occur in the contusive SCI model, allowing future studies of evaluating this reprogramming technology for functional recovery after SCI. In conclusion, this study may suggest a paradigm shift for spinal cord repair using in vivo astrocyte-to-neuron conversion technology to generate functional neurons in the grey matter.

Abstract Motivation The Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) pandemic poses a huge threat to human public health. Viral sequence data plays an important role in the scientific prevention and control of epidemics. A comprehensive virus database will be vital useful for virus data retrieval and deep analysis. To promote sharing of virus data, several virus databases and related analyzing tools have been created. Results To facilitate virus research and promote the global sharing of virus data, we present here VirusDIP, a one-stop service platform for archive, integration, access, analysis of virus data. It accepts the submission of viral sequence data from all over the world and currently integrates data resources from the National GeneBank Database (CNGBdb), Global initiative on sharing all influenza data (GISAID), and National Center for Biotechnology Information (NCBI). Moreover, based on the comprehensive data resources, BLAST sequence alignment tool and multi-party security computing tools are deployed for multi-sequence alignment, phylogenetic tree building and global trusted sharing. VirusDIP is gradually establishing cooperation with more databases, and paving the way for the analysis of virus origin and evolution. All public data in VirusDIP are freely available for all researchers worldwide. Availability https://db.cngb.org/virus/ Contact weixiaofeng@cngb.org

Abstract With the application and development of high-throughput sequencing technology in life and health sciences, massive multi-dimensional biological data brings the problem of efficient management and utilization. Database development and biocuration are the prerequisites for the reuse of these big data. Here, relying on China National GeneBank (CNGB), we present CNGB Sequence Archive (CNSA) for archiving omics data, including raw sequencing data and its analytical data and related metadata which are organized into six objects, namely Project, Sample, Experiment, Run, Assembly, and Variation at present. Moreover, CNSA has created the correlation model of living samples, sample information, and analytical data on some projects, so that all data can be traced throughout the life cycle from the living sample to the sample information to the analytical data. Complying with the data standards commonly used in the life sciences, CNSA is committed to building a comprehensive and curated data repository for the storage, management and sharing of omics data, improving the data standards, and providing free access to open data resources for worldwide scientific communities to support academic research and the bio-industry. Database URL: https://db.cngb.org/cnsa/

Abstract The radical-pair recombination change will affect the generation of free radicals, which can be regulated by static magnetic fields (SMFs) in a SMF setting dependent way. It is well known that alcohol consumption leads to significantly increased free radical levels and health risks, which lacks effective treatment method besides alcohol abstinence. Here we compared different SMF settings and found that a downward SMF of ∼0.1 T with magnetic flux of ∼4.5×10 −3 Wb could effectively alleviate alcohol-induced liver damage and lipid accumulation, and improve liver function. The inflammation, reactive oxygen species (ROS) level and oxidative stress were significantly reduced. EPR (electron paramagnetic resonance) experiments also confirmed the reduced amount of free radical by SMF treatment. Moreover, the lifespan of heavy alcohol drinking mice was also significantly changed due to the SMF effects on liver cell ROS level, DNA synthesis and liver cell regeneration. Our study shows that moderate SMFs with specific parameters have great promises to be developed into a physical method to reduce alcohol-induced liver damage in the future.

Abstract A scalable, reusable, and broad-coverage unified material knowledge representation shows its importance and will bring great benefits to data sharing among materials communities. A knowledge graph (KG) for materials terminology, which is a formal collection of term entities and relationships, is conceptually important to achieve this goal. In this work, we propose a KG for materials terminology, named Materials Genome Engineering Database Knowledge Graph (MGED-KG), which is automatically constructed from text corpus via natural language processing. MGED-KG is the most comprehensive KG for materials terminology in both Chinese and English languages, consisting of 8,660 terms and their explanations. It encompasses 11 principal categories, such as Metals, Composites, Nanomaterials, each with two or three levels of subcategories, resulting in a total of 235 distinct category labels. For further application, a knowledge web system based on MGED-KG is developed and shows its great power in improving data sharing efficiency from the aspects of query expansion, term, and data recommendation.

Abstract Musical training can offset age-related decline in speech-in-noise perception. However, how lifelong musical expertise affects the functional reorganization of older brain in speech-in-noise perception has not yet been systematically investigated. Here, we address this issue by analyzing fMRI responses of older musicians, older non-musicians and, young non-musicians identifying noise-masked audiovisual syllables. First, we confirmed that older musicians outperformed older non-musicians and even equaled young non-musicians. Then, we showed that both older groups showed decreased auditory activation and increased visual activation compared to young non-musicians, while older musicians showed higher activation in speech motor regions and greater deactivation of default mode network (DMN) regions than older non-musicians. Next, we revealed that musical expertise counteracted the age-related neural dedifferentiation of speech representation, making older musicians exhibit higher neural alignment-to-young in bilateral sensorimotor areas. Finally, we disentangled that greater activation in speech motor areas and stronger deactivation in DMN regions were correlated with higher neural alignment in sensorimotor areas, which strongly predicted better performance in older adults. Together, long-term musical expertise mitigates age-related deficits in audiovisual speech-in-noise processing through enhanced compensatory scaffolding that reserves youth-like representation in sensorimotor areas. Our findings provide a comprehensive perspective on understanding age- and experience-related brain reorganization during speech perception.

Abstract Excessive intake of carbohydrates and fats causes over-nutrition, leading to a variety of diseases and complications. Here, we characterized the effects of different types of sugar and lipids on the growth and development of Caenorhabditis elegans . We measured the lifespan, reproductive capacity, and length of nematodes after sugars and lipids treatment alone and co-treatment of sugars and lipids. Furthermore, by using transcriptome sequencing technology, we studied the mechanisms underlying the damaged caused by high-sucrose and high-stearic acid on C. elegans . The results showed that a certain concentration of sugar and lipid promoted the growth and development of nematodes. However, excessive sugars and lipids shortened the lifespan and length of nematodes and destroyed their reproductive capacity. Based on the results of the orthogonal test, we selected 400 mmol/L sucrose and 500 μg/mL stearic acid to model a high-sugar and high-lipid diet for C. elegans . High-sugar and high-lipid intake altered the expression of genes involved in biofilm synthesis, genes that catalyze the synthesis and degradation of endogenous substances, and genes involved in innate immunity, resulting in physiological damage.