BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST
生物物理科研日报
2026-11-04 · 完整自然日 · 精选 20 篇(期刊 8、预印本 12)
多模态 X 射线成像揭示层级纤维力学
Multimodal X-ray imaging reveals hierarchical fibre mechanics
Nature · 第一作者:Elis Newham
作者利用多模态 X 射线成像解析纤维材料跨层级的结构与变形,揭示不同尺度组织如何共同决定整体力学响应。
推荐理由: 高水平实验直接处理层级纤维力学,对生物材料与软物质力学高度相关。
振动下颗粒链中结的熵致收紧
Entropic tightening of knots in granular chains under vibration
Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Qiyuan Qiu
振动平台上的颗粒链实验直接显示多类结的核心会自发收紧;结管理论以受限链段逃离核心获得构象熵解释该现象。虽体系受驱且非平衡,结尺寸稳态统计近似服从平衡统计力学,但状态转移揭示弱详细平衡破缺。
推荐理由: 把可视化颗粒实验、拓扑结动力学与熵机制统一起来,兼具软物质和非平衡统计物理新意。
talin 的易聚集区控制其自相互作用并调节整合素黏附复合体动力学
An aggregation-prone region in talin controls talin self-interactions and regulates integrin adhesion complex dynamics
Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Neil J. Ball
作者鉴定 talin 中控制自相互作用的易聚集区域,并显示其调节整合素黏附复合体的组装与动力学。
推荐理由: 直接连接蛋白聚集、黏附复合体与细胞力学信号,生物物理意义明确。
解码调控胶质母细胞瘤可塑性的程序
Decoding the regulatory programs governing glioblastoma plasticity
Nature · 第一作者:Manu Saraswat
摘要研究解码调控胶质母细胞瘤可塑性的程序,并报告相应的实验、理论或计算结果。
推荐理由: 提供细胞状态、组织行为或分子调控的定量机制,对广义生物物理有相邻价值。
静脉化使血管生成可在缺乏 VEGFR 信号时发生
Venousization enables angiogenesis in the absence of VEGFR signalling
Nature · 第一作者:Irene Garcia-Gonzalez
摘要研究静脉化使血管生成可在缺乏 VEGFR 信号时发生,并报告相应的实验、理论或计算结果。
推荐理由: 提供细胞状态、组织行为或分子调控的定量机制,对广义生物物理有相邻价值。
时空癌细胞轨迹构成胶质母细胞瘤异质性的基础
A spatiotemporal cancer cell trajectory underlies glioblastoma heterogeneity
Nature · 第一作者:Grant de Jong
摘要研究时空癌细胞轨迹构成胶质母细胞瘤异质性的基础,并报告相应的实验、理论或计算结果。
推荐理由: 提供细胞状态、组织行为或分子调控的定量机制,对广义生物物理有相邻价值。
持续反应随机游走中的噪声驱动速度选择:重整化理论与数值验证
Noise-driven velocity selection in persistent reaction random walks: Renormalization theory and numerical validation
Physical Review E · 第一作者:D. C. Bitang Á Ziem
摘要研究持续反应随机游走中的噪声驱动速度选择:重整化理论与数值验证,并报告相应的实验、理论或计算结果。
推荐理由: 直接研究噪声、持续性和反应前沿速度选择,非平衡统计物理价值明确。
湍流中的自由表面:从水面到弹性固体的统一框架
Free surfaces in turbulence: A unified framework from water surfaces to elastic solids
Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Giulio Foggi Rota
摘要研究湍流中的自由表面:从水面到弹性固体的统一框架,并报告相应的实验、理论或计算结果。
推荐理由: 对复杂流动、界面或湍流机制有具体相邻价值。
突出驱动细胞爬行的自发极化
Spontaneous polarization for protrusion-driven cell crawling
arXiv · 第一作者:Pierre Recho
作者提出一维连续模型:黏性肌动蛋白网络的更新、边缘聚合与化学调控形成反馈,使静止对称态在临界突出活性以上失稳并转入运动极化态。模型预测超临界或亚临界转变,并得到与角质细胞量级相符的速度及定性密度分布。
推荐理由: 直接研究细胞运动的自发对称性破缺与活性连续介质动力学,和研究主线高度契合。
预印本,尚未经同行评议。
相分离中凝聚体老化与形貌转变的瞬态网络模型
A Transient-Network Model of Condensate Aging and Morphology Transition in Phase Separation
arXiv · 第一作者:Bhanjan Debnath
作者构建耦合相分离、构象切换与动态交联的瞬态网络连续模型,预测非老化网络呈 Maxwell 流体行为,随交联稳定化出现等待时间依赖弛豫,而强老化网络呈 Kelvin–Voigt 式弹性回缩;模型进一步说明网络形成如何塑造凝聚体形貌。
推荐理由: 直接连接生物分子凝聚体、黏弹性老化和非平衡形貌演化,机制清晰且高度契合软物质主线。
预印本,尚未经同行评议。
松弛动力学控制拥挤活性单层中的细胞输运
Relaxation kinetics controls cell transport in crowded active monolayers
bioRxiv · 第一作者:Silber, S. A. · 通讯作者:Mikko Karttunen
活性相场模型将界面能与形变松弛率独立调节,显示拥挤主要通过邻居约束下自身形变松弛抵消推进而减慢细胞;仅减慢少数细胞松弛即可显著提高其输运并带动其余细胞。
推荐理由: 指出形状恢复速率而非仅刚度是异质活性组织输运的独立控制量,和细胞力学主线高度契合。
预印本,尚未经同行评议。
奇毛细作用
Odd Capillarity
arXiv · 第一作者:Nadia Bihari Padhan
作者在 Cahn–Hilliard–Navier–Stokes 方程中加入非变分、宇称奇的对称毛细应力,提出“奇毛细作用”。模拟显示其可阻滞畴粗化并维持无传统惯性能量级联的湍动,还能形成动态停滞、成分超均匀的乳液。
推荐理由: 提出可主动做功并控制相分离的全新界面机制,直接连接非平衡流体、乳液与超均匀性。
预印本,尚未经同行评议。
集体形态发生与区室化的拓扑生成模型
A topoietic model of collective morphogenesis and compartmentalization
bioRxiv · 第一作者:Manicka, S. · 通讯作者:Michael Levin
作者提出由持续分泌、扩散和衰减的应激信号产生群体尺度场,解释较大非洲爪蟾胚胎群体更高存活率;校准模型复现不同群体尺寸的救援率,并预测仅改变边界漏失即可重组存活空间结构。
推荐理由: 以扩散与几何解释跨胚胎集体形态援助,直接连接群体尺度、生物图案与非平衡输运。
预印本,尚未经同行评议。
电动限域下 DNA 的非平衡循环构象
Non-equilibrium cyclic conformations of DNA under electrokinetic confinement
bioRxiv · 第一作者:Pessoa, M. A. S. · 通讯作者:Matheus A.S. Pessoa
作者研究电动限域下 DNA 的非平衡循环构象,聚焦外场、限域与高分子构象动力学的耦合。
推荐理由: 直接涉及受驱高分子的非平衡构象与限域效应,和生物软物质主线高度相关。
预印本,尚未经同行评议。
铁电向列液晶中的带电三维孤子
Charged Three-Dimensional Solitons in a Ferroelectric Nematic Liquid Crystal
arXiv · 第一作者:Netra Prasad Dhakal
实验与模拟报告铁电向列液晶由反铁电相快速冷却后自发形成带电传播三维孤子;孤子沿极化方向或反向运动、碰撞湮灭,作者将其归因于屏蔽移动电荷团的局域极化张开结构。
推荐理由: 发现无外场自发传播的带电液晶孤子,兼具拓扑结构与非平衡相变动力学新意。
预印本,尚未经同行评议。
二硫键交联密度决定富半胱氨酸设计型生物分子凝聚体的形成、动力学与成熟
Disulfide Crosslink Density is a Key Determinant in the Formation, Dynamics, and Maturation of Cysteine-rich Designer Biomolecular Condensates.
bioRxiv · 第一作者:Mondal, M. · 通讯作者:Vijayaraghavan Rangachari
设计肽文库实验表明,半胱氨酸密度是凝聚体饱和浓度、流动性、成熟、氧化还原响应和孔隙性的主控参数;高密度交联显著降低流动性和货物摄取,并可阻碍还原溶解。
推荐理由: 给出生物分子凝聚体黏弹性与孔隙的明确可编程设计律。
预印本,尚未经同行评议。
开放光子凝聚体中的涌现热涨落与非厄米相变
Emergent thermal fluctuations and non-Hermitian phase transitions in open photon condensates
arXiv · 第一作者:Moritz Janning
作者以 Lindblad 主方程统一处理开放光子凝聚体及等时非凝聚涨落,报告亚稳凝聚态虽源于持续驱动,却呈现平衡式尺度涨落和 Bose–Einstein 光子数分布;稳定性分析还揭示多个例外点及相关非厄米相变。
推荐理由: 直接连接驱动耗散凝聚、涨落和非厄米弛豫动力学,非平衡物理贡献明确。
预印本,尚未经同行评议。
具有非对称与时延相互作用的随机 Ising 网络
Stochastic Ising networks with asymmetric and time-delayed interactions
arXiv · 第一作者:Hantao Zhang
作者研究受实验启发的非对称、时延随机 Ising 网络,发现时延会产生强振荡时间关联并抑制稳态分布的不均匀性;解析展开把残余非均匀性归因于更高阶关联,且这种近均匀稳态与平衡高温态可由显著延迟关联区分。
推荐理由: 直接处理破坏细致平衡的随机网络、时延与关联结构,是非平衡统计物理的高度相关问题。
预印本,尚未经同行评议。
湍流中的蝴蝶效应:有限尺度 Lyapunov 指数的统一视角
Butterfly Effects in Turbulence: A Unified View through the Finite Size Lyapunov Exponent
arXiv · 第一作者:Victor de Jesus Valadão
作者以有限尺度 Lyapunov 指数统一描述湍流扰动在不同尺度上的增长,并借助含热噪声的 Sabra 壳模型及 Kraichnan 模型,连接经典初值敏感性、可预测性与 Eulerian、Lagrangian 自发随机性。
推荐理由: 聚焦多尺度湍流中的随机性涌现与可预测性,兼具流体和非平衡统计物理价值。
预印本,尚未经同行评议。
带随机重置的布朗回转器模型
Brownian gyrator model with stochastic resetting
arXiv · 第一作者:Satya N. Majumdar
作者在布朗回转器中引入随机重置,研究重置如何改变稳态概率流、旋转动力学和非平衡统计。
推荐理由: 是典型非平衡随机热力学模型的明确扩展。
预印本,尚未经同行评议。
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