BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST
生物物理科研日报
2026-11-10 · 完整自然日 · 精选 24 篇（期刊 4、预印本 20）
湍流二维玻色气体的非平衡状态方程
Nonequilibrium Equation of State for a Turbulent 2D Bose Gas
Physical Review Letters · 第一作者：Yi Jiang
在连续驱动并小尺度耗散的二维玻色气体中实验构建远离平衡状态方程。体系形成稳定幂律动量分布，所得状态方程把级联幅度与尺度不变能流联系起来，并在不同驱动、密度和相互作用强度下塌缩为普适幂律。
推荐理由： 直接给出湍流量子气体的非平衡热力学描述，实验、标度与普适性兼具，属于重要主线结果。
仿生机械引导 4D 打印实现可编程多稳态结构
Programmable multistable structures via bioinspired, mechanically guided 4D printing
Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者：Yan Zhao
以仿生机械引导 4D 打印构造可编程多稳态单元、条带和变形超表面，并通过几何参数调控稳定性景观。
推荐理由： 多稳态、屈曲与软机器人有具体软物质和力学价值。
基于图像的单细胞转录组原位分析浆细胞克隆性
In situ profiling of plasma cell clonality with image-based single-cell transcriptomics
Nature Methods · 第一作者：Evan Yang
开发 BCR-MERFISH，将浆细胞 V 基因使用与空间单细胞转录组结合，用于原位解析克隆性及肠道空间分布。
推荐理由： 高水平空间测量方法，对定量组织生物物理有工具价值。
IFITM1 通过 ephrinB2 重组与膜纳米域限域抑制亨尼帕病毒进入
IFITM1-mediated restriction of henipavirus entry is associated with ephrinB2 reorganization and confinement in membrane nanodomains
Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者：Yuhang Luo
单分子定位显示 IFITM1 在膜上形成纳米簇并重组、限域 ephrinB2，从而抑制亨尼帕病毒进入与膜融合。
推荐理由： 膜纳米域组织和受体扩散限域具有明确生物物理交叉。
活体液滴中中尺度游动体的拥挤与限域
Crowding and confinement of mesoscale swimmers in living droplets
arXiv · 第一作者：L. Malik
在含数十个中尺度游动体的三维活体液滴中研究拥挤与限域。作者发现游动体数量和液滴尺寸会改变振荡频率与幅度，建立碰撞概率和动量传递的标度框架，并给出三维与准二维强拥挤下不同的速度标度。
推荐理由： 把微观主动游动体碰撞连接到宏观液滴力学，实验与理论结合，主线相关性和新意都很强。
预印本，尚未经同行评议。
主动与被动粒子混合体系中的相分离
Phase Separation in a Mixture System of Active and Passive Particles
arXiv · 第一作者：Reo Arakaki
分子动力学模拟显示主动与被动粒子混合物在足够高自推进速度下分为有序被动粒子相和稀释混合相。作者提出主动粒子有效排除尺寸增大，进而通过类似耗尽作用的机制驱动相分离。
推荐理由： 直接讨论主动—被动混合物的相分离机制，与主动软物质主线高度相关。
预印本，尚未经同行评议。
参数奇材料的流变学
Rheology of Parametric Odd Materials
arXiv · 第一作者：Pedro Cosme
构建平台无关的奇黏弹材料模型，通过参数驱动或非线性反馈控制内部转动自由度，并由法向与剪切应力耦合产生奇流变响应。作者预测旋转驱动流化及多种流变转变。
推荐理由： 把奇黏性和奇弹性推广到可控主动流变，直接服务于功能主动材料设计。
预印本，尚未经同行评议。
非凸颗粒转子的机械配对与自组装链
Mechanical pairing and self-assembled chains of non-convex granular rotors
arXiv · 第一作者：Thomas Barois
实验与数值展示具有旋转活性的非凸颗粒转子通过机械吸引形成稳定配对，并进一步自组装为链状结构。吸引强度由转动活性与噪声之比及转子几何共同控制。
推荐理由： 给出旋转主动颗粒从两体相互作用到集体自组装的清晰机制，主线高度相关。
预印本，尚未经同行评议。
表面上应力受限生长的几何调控
Geometric regulation of stress-limited growth on surfaces
arXiv · 第一作者：Scott Weady
分析受生长压力抑制的表面微生物群落模型，结合球面渐近、数值解与周期表面均匀化，表明曲率和拓扑可加速或减慢生长，并给出可调控生长率的表面设计原则。
推荐理由： 揭示群体生长应力与大尺度几何的耦合，是力学生物学和群落物理的直接贡献。
预印本，尚未经同行评议。
剪切颗粒液晶中平衡描述的适用边界
Mapping the limits of equilibrium in sheared granular liquid crystals
arXiv · 第一作者：Jacopo Bilotto
研究剪切低摩擦颗粒棒的取向动力学，发现其可由经典液晶理论描述的准平衡态，但在低长宽比和高颗粒摩擦下失效。作者以有效 Ericksen 数绘制这一远离平衡破坏区，并揭示从空间位阻屏蔽到摩擦齿合的转变。
推荐理由： 直接界定驱动无热颗粒液晶中平衡类比的适用范围，是非平衡软物质的明确主线贡献。
预印本，尚未经同行评议。
圆柱限域中拓扑修饰环聚合物的分离动力学
Kinetics of segregation of topologically-modified ring polymers in cylindrical confinement
arXiv · 第一作者：Harsh Doshi
通过 Langevin 动力学模拟带内部环的环状聚合物在圆柱限域中的分离动力学。结果表明增加特定拓扑环通常会缩短分离时间，作者将其归因于聚合物间熵排斥增强，同时指出环长度与初始取向也会影响过程。
推荐理由： 直接连接受限聚合物物理与细菌染色体分离，模型问题和生物物理意义都很契合。
预印本，尚未经同行评议。
非晶体系中的雪崩尺寸与事件间隔统计
Avalanche Size and Interevent Time Statistics in Amorphous Systems
arXiv · 第一作者：Thomas Muhren
在受剪切软玻璃的场论模型中研究间歇雪崩，发现雪崩尺寸与事件间隔时间均呈幂律分布，并推导两类标度指数之间的精确关系。模型还复现了多种非晶体系中的共同统计行为。
推荐理由： 直接推进软玻璃塑性流动的雪崩统计，兼具解析结果和跨体系解释力。
预印本，尚未经同行评议。
流体中黏性表面的相场模型
A phase-field model of viscous surfaces in fluids
arXiv · 第一作者：Maximilian Kloppe
提出不可压 Navier–Stokes 流体中黏性表面的热力学一致相场模型，纳入表面剪切和膨胀黏性。作者通过匹配渐近验证锐界面极限，并构造无条件能量耗散的时间离散格式，以处理复杂流变与拓扑变化。
推荐理由： 为生物膜等黏性界面的多相流模拟提供严格且稳定的框架，主线相关性强。
预印本，尚未经同行评议。
它确实在动——还是没有？平衡态中的伪漂移
And yet it moves - or does it? Spurious drifts at equilibrium
arXiv · 第一作者：Pierre Ronceray
指出状态依赖扩散会在平衡轨迹中产生与力无关的伪漂移，使被动粒子看似沉降、排斥或旋转。作者给出仅由轨迹矩推断伪漂移的方法，强调漂移必须与一致估计的扩散张量共同解释。
推荐理由： 对单粒子追踪和主动性判别具有直接基础意义，可避免把平衡噪声误判为非平衡驱动。
预印本，尚未经同行评议。
简化 Phan–Thien–Tanner 流体通道与管流中的纯弹性中心模不稳定
Purely elastic centre-mode instability in channel and pipe flows of a simplified Phan-Thien-Tanner fluid
arXiv · 第一作者：Calum S. Skene
数值研究简化 Phan–Thien–Tanner 流体在通道和管道中的线性稳定性，发现无惯性条件下也可出现纯弹性中心模不稳定。该结果扩展了此前在 Oldroyd-B 与 FENE-P 模型中受限的参数范围。
推荐理由： 直接涉及黏弹流体弹性湍流的起源机制，是非平衡软物质与流变学主线问题。
预印本，尚未经同行评议。
达到感知物理极限的能量代价
Energetic costs of reaching the physical limits of sensing
arXiv · 第一作者：Albert Alonso
推导细胞化学梯度感知误差与吸收分子数之间的闭式关系，并把吸收数连接到熵产生。研究指出梯度感知还需解析通量的角向不对称，并量化接近感知物理极限所需的能量代价。
推荐理由： 直接连接细胞感知精度、耗散和信息获取，是非平衡生物物理的核心问题。
预印本，尚未经同行评议。
观察者—吸收者集合中的细胞感知极限
Limits of Cell Sensing in Observer-Absorber Assemblies
arXiv · 第一作者：Julius B. Kirkegaard
建立观察者—吸收者细胞集合模型，在有限体积摄取下统一 Berg–Purcell 监测与完全吸收。作者解析单细胞估计器，并研究共享扩散场中局部去相关优势与集体耗尽之间的竞争。
推荐理由： 把单细胞感知极限推广到相互耦合的群体环境，具有明确理论新意。
预印本，尚未经同行评议。
流动驱动压实下多孔弹性介质的条带不稳定性
Banding instabilities in poroelastic media under flow-driven compaction
arXiv · 第一作者：Joseph J. Webber
研究压差驱动交联多孔弹性介质压实时，抗剪切变形如何改变稳态压实与渗流。作者预测均匀过滤态可发生条带不稳定，形成空间非均匀压缩结构。
推荐理由： 交联软多孔材料中的流固耦合与失稳直接相关，具有明确软物质价值。
预印本，尚未经同行评议。
主动手性随机游走
The active chiral random walk
arXiv · 第一作者：Nir Sherf
提出包含持续、反转与手性的最简格点主动随机游走模型，并经粗粒化得到速度与方向关联、均方位移、长时扩散及奇扩散系数的闭式表达。模型在弱转向极限连接已知主动粒子理论，同时揭示连续角扩散描述无法捕捉的有限步反持续运动。
推荐理由： 模型可解、参数物理含义清晰，直接推进手性主动输运的微观—连续尺度连接，和研究主线高度契合。
预印本，尚未经同行评议。
红光催化的光脂质开关实现膜单叶选择性力学控制
Red-light-catalyzed photolipid switching enables leaflet-selective control of membrane mechanics
bioRxiv · 第一作者：Yadav, R. · 通讯作者：Peter Pohl
利用红光激发的脂化 Nile Blue 催化偶氮苯光脂质异构化，实现膜单叶选择性的机械驱动。作者通过电容信号跟踪跨膜力学不对称，并以机械敏感肽通道的可逆调控验证其与膜蛋白功能的相容性。
推荐理由： 提供可逆、叶片选择性的膜力学操控工具，对膜重塑与机械敏感蛋白研究具有明确新意。
预印本，尚未经同行评议。
从 Hi-C 学习揭示出芽酵母细胞周期中的核动力学重组
Learning from Hi-C reveals nuclear dynamical reorganization in budding yeast across the cell cycle
bioRxiv · 第一作者：Oliveira Junior, A. B. · 通讯作者：Vittore F Scolari
利用从 Hi-C 接触概率直接学习有效力场的全基因组聚合物模型，重建出芽酵母细胞周期中的染色体三维动力学。方法减少对核几何与染色质相互作用的先验假设，并用于比较不同周期阶段的核内重组。
推荐理由： 把数据驱动反演与染色质聚合物动力学结合，对基因组生物物理具有明确方法新意。
预印本，尚未经同行评议。
细菌仿生膜揭示与 hopanoid 相关的类结构域横向异质性
Bacterial-Mimetic Membranes Reveal Hopanoid-Associated Domain-Like Lateral Heterogeneity
bioRxiv · 第一作者：Rzycki, M. · 通讯作者：Mateusz Rzycki
在含 hopanoid 的细菌仿生多组分膜中，实验与分子模拟一致观察到自发形成稳定的横向异质物理环境。该体系为定量研究细菌膜中的类结构域组织、物质输运和膜活性分子作用提供可控模型。
推荐理由： 直接揭示复杂生物膜的横向自组织，实验与模拟互证，属于膜软物质的重要结果。
预印本，尚未经同行评议。
膜横向异质性塑造抗菌剂结合与趋同的力学响应
Lateral Membrane Heterogeneity Shapes Antimicrobial Association and Convergent Mechanical Responses
bioRxiv · 第一作者：Rzycki, M. · 通讯作者：Mateusz Rzycki
结合粗粒化分子动力学、巨型囊泡涨落谱和微流控捕获，研究细菌膜横向异质性如何影响三种抗菌剂的局域结合。尽管分子作用不同，作者观察到它们最终都会导致共同的膜力学稳定性丧失。
推荐理由： 从分子结合跨尺度连接到膜整体力学响应，实验与模拟互证，属于膜软物质的重要结果。
预印本，尚未经同行评议。
肌动蛋白聚合的机械敏感性驱动核周结构形成
Formation of perinuclear actin structures is driven by mechanosensitivity of actin polymerization
bioRxiv · 第一作者：Becic, B. · 通讯作者：Stephan Gekle
建立含丝取向分布、聚合动力学和细胞核力学耦合的计算模型，解释核周肌动蛋白结构为何在机械刺激下优先形成。研究将局部聚合的机械敏感性与核形态和位置调控联系起来。
推荐理由： 直接研究细胞骨架自组织与机械反馈，和主动生物物质主线高度契合。
预印本，尚未经同行评议。
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