小熊可以在小熊星和清华园之间自由穿梭哦~

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)

精选 01 · 期刊 · Nature

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。

精选 02 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

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。

精选 03 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

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。

精选 04 · 期刊 · Nature

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。

精选 05 · 期刊 · Nature

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。

精选 06 · 期刊 · Nature

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。

精选 07 · 期刊 · Physical Review E

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。

精选 08 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

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。

精选 09 · 预印本 · arXiv

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。

精选 10 · 预印本 · arXiv

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。

精选 11 · 预印本 · bioRxiv

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。

精选 12 · 预印本 · arXiv

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。

精选 13 · 预印本 · bioRxiv

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。

精选 14 · 预印本 · bioRxiv

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。

精选 15 · 预印本 · arXiv

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。

精选 16 · 预印本 · bioRxiv

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。

精选 17 · 预印本 · arXiv

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。

精选 18 · 预印本 · arXiv

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。

精选 19 · 预印本 · arXiv

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。

精选 20 · 预印本 · arXiv

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。

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。

BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-11-03 · 完整自然日 · 精选 19 篇(期刊 7、预印本 12)

精选 01 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

复凝聚体液滴作为 RNA 聚集体固液转变的液化剂

Coacervate droplets as a liquefier for the solid-to-liquid transition of RNA aggregates

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Wei Guo

实验与全原子模拟表明,复凝聚体可渗入固化的 RNA–肽聚集体,通过纳米尺度分子缓冲削弱交联网络并诱导宏观液化;小分子阴离子形成的复凝聚体效果最佳,还可恢复模型病理聚集体中被沉默 RNA 的功能。

推荐理由: 提出主动调控生物分子凝聚体材料状态的可设计机制,兼具软物质新意与生物物理意义。

精选 02 · 期刊 · Physical Review Letters

利用位移对称性构建远离平衡的有效场论

Building Far-from-Equilibrium Effective Field Theories Using Shift Symmetries

Physical Review Letters · 第一作者:Xin An

作者以位移对称性为原则构建远离平衡的流体动力学有效作用量,把弱耦合与强耦合场论中不同的非流体瞬态统一为该对称性的不同实现,并纳入流体动力学区外的随机涨落及可插值混合模型。

推荐理由: 为远离平衡热化建立统一有效场论结构,基础非平衡理论贡献突出。

精选 03 · 期刊 · Nature Communications

含复凝聚体液滴中的双相酶反应

Biphasic enzymatic reaction in coacervate-containing droplets

Nature Communications · 第一作者:Yuhao Geng

作者构建单液滴含单复凝聚体的微流控阵列,结合时空成像、整体动力学和数学模型,定量连接分子跨相重分布、反应驱动通量与酶促去磷酸化,并展示复凝聚相的噪声缓冲作用。

推荐理由: 直接研究受限双相液滴中的反应—扩散耦合和催化调控,是生物凝聚体与非平衡软物质的重要工作。

精选 04 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

油水界面上的气膜自发扩展

Spontaneous gas film expansion at an oil–water interface

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Bowen Zhang

作者证明微柱限域可通过润湿、毛细压力与气体输运耦合,使热力学上不利的气膜在油水界面自发横向扩展;建立的输运—毛细框架预测形态转变和特征时间,且空间图案化微结构可控制传播路径。

推荐理由: 揭示限域多相界面中的非平衡形态转变与可编程传播,是界面软物质的重要结果。

精选 05 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

亚细胞区室决定信号优势:内体 cAMP 压倒同一受体并发的质膜 RhoA 激活

Subcellular compartment determines signal dominance: Endosomal cAMP overrides concurrent plasma membrane RhoA activation from a single receptor

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Sofya Savransky

同一 GPCR 激活后,质膜 G13/RhoA 与内体 Gs/cAMP 信号功能相反;持续的内体 cAMP 可压倒质膜 RhoA 激活并反转净输出,阻断内吞或内体 Gs 会完全逆转该结果。

推荐理由: 清楚展示信号空间区室如何决定细胞网络输出,对动态信号生物物理有价值。

精选 06 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

快冷与慢冷:表征冷冻电镜玻璃化效应及平衡群体恢复

Cooling fast and slow: Characterizing the effects of vitrification in cryo-EM and the subsequent recovery of equilibrium populations

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Robert Clark

长时间分子动力学和马尔可夫态模型显示,冷却持续时间长于其特征时间的构象态更能抵抗玻璃化伪影;作者进一步提出从玻璃化系综恢复平衡布居的热力学推断框架。

推荐理由: 定量处理冷冻电镜样品制备对构象系综的非平衡扰动,方法意义明确。

精选 07 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

自由表面附近固定浸深自推进波动水翼的流体动力学

Hydrodynamics of a self-propelled undulating hydrofoil at fixed submergence near a free surface

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Tian-Yu Gao

数值研究显示,自推进波动水翼靠近自由表面时巡航速度随浸深减小而下降,效率则存在最优浸深;浅水条件下还存在使速度最大的波长,并给出速度、浸深与波长的标度关系。

推荐理由: 与生物启发推进及自驱动流体力学直接相关,方法和结论较明确。

精选 08 · 预印本 · arXiv

活性趋化 Janus 粒子的动态成簇

Dynamic clustering of active chemotactic Janus particles

arXiv · 第一作者:Joël Mabillard

三维扩散泳模型和线性稳定性分析显示,活性趋化 Janus 胶体的动态成簇区在相图中占据稳健范围;成簇源于 Keller–Segel 塌缩与运动诱导相分离的共同作用,并被化学场对取向的耦合阻滞。

推荐理由: 统一两类核心活性物质成簇机制,理论贡献明确且高度贴合主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 09 · 预印本 · arXiv

通过非局域噪声在随机组织中设计可调超均匀性

Designing tunable hyperuniformity in random organization through nonlocal noise

arXiv · 第一作者:Yusheng Lei

作者在偏置随机组织中构造两种非局域噪声机制,证明粒子动力学产生的噪声谱可选择超均匀指数,同时保留普通扩散和质心守恒;连续场论与粒子模拟支持结构因子长波标度可由幂律位移分布连续调节。

推荐理由: 把可设计微观驱动与非平衡超均匀长程关联直接连接,具有清晰理论新意。

预印本,尚未经同行评议。

精选 10 · 预印本 · bioRxiv

分子机器测量生物膜纳米力学

Molecular machines measure the nanomechanics of biological membranes

bioRxiv · 第一作者:Rottensteiner, A. · 通讯作者:Stefan Howorka

作者用 DNA 纳米技术制造可自主结合膜、局部压入并把纳米级形变转为光学读出的分子机器,可并行测量膜弹性;进入细胞后,该工具分辨出较软的内部膜区室与较硬的胞质膜。

推荐理由: 将压痕力学缩小至分子尺度并实现活细胞膜纳米力学读出,方法新颖且高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 11 · 预印本 · arXiv

手性螺旋聚合物的力学性质:从单丝到肌动蛋白束

Mechanical properties of chiral helical polymers-from single filaments to actin bundles

arXiv · 第一作者:Amir Khosravanizadeh

作者建立保持螺旋性和手性的高度粗粒化细丝模型,并匹配实验肌动蛋白力学;模拟显示马达沿螺旋细丝运动会产生手性运动,成束后马达施加转矩,引发旋转、卷曲和螺旋屈曲。

推荐理由: 直接连接细胞骨架手性、细丝力学与马达驱动集体动力学,和生物活性物质高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 12 · 预印本 · bioRxiv

机械耦合使上皮细胞群在到达瓶颈前预先变窄

Mechanical coupling narrows an epithelial colony before it reaches a bottleneck

bioRxiv · 第一作者:Yu, S.-M. · 通讯作者:Steve Granick

MDCK 单层在进入较窄通道前即从侧壁脱离并横向收缩,伴随非周期流向反转、正速度散度和边缘 E-cadherin/F-actin/ 肌球蛋白 -II 高张力带;敲低 E-cadherin 会消除这些预响应。

推荐理由: 揭示黏附与主动机械耦合如何使组织提前适应几何瓶颈,直接相关于活性组织流动。

预印本,尚未经同行评议。

精选 13 · 预印本 · arXiv

水合多孔基底调控细菌湍流的时空动力学

Hydrated porous substrates modulate the spatiotemporal dynamics of bacterial turbulence

arXiv · 第一作者:Zixiang Lin

稀、密大肠杆菌悬浮液实验显示,琼脂浓度以非单调方式影响近界面集体动能,且随时间出现更短空间关联、更长时间关联和更小流动结构;加入渗流与滑移的平均场动理学稳定性分析定性解释了这些基底依赖变化。

推荐理由: 直接研究多孔边界对活性细菌湍流强度、持续性和空间组织的调控,和研究主线高度吻合。

预印本,尚未经同行评议。

精选 14 · 预印本 · arXiv

通过几何投影模拟硬胶体和黏性胶体的长时布朗动力学

Long-time Brownian dynamics of hard and sticky colloids by geometric projection

arXiv · 第一作者:Rémi Martin

作者用几何投影替代硬球排斥、黏性键和硬壁近接触刚性力的显式积分,使过阻尼布朗动力学可跨越更长时间;方法保持结构与扩散并复现聚集动力学,计算可达物理时间提高一至两个数量级。

推荐理由: 为致密约束胶体的长时布朗动力学提供有效粒子尺度工具,软物质方法贡献明确。

预印本,尚未经同行评议。

精选 15 · 预印本 · arXiv

用机器学习粗粒化模型探索脂质世界

Exploring the World of Lipids with Machine-Learned Coarse-Grained Models

arXiv · 第一作者:Aldo S. Pasos-Trejo

作者将物理项与图神经网络结合,训练隐式溶剂 POPC 粗粒化势;模型较现有模型更准确复现膜结构与动力学,并在训练范围外稳定囊泡、重现膜和囊泡自组装及孔洞封闭。

推荐理由: 面向脂质膜复杂协同行为的机器学习粗粒化模型,对生物软物质模拟价值突出。

预印本,尚未经同行评议。

精选 16 · 预印本 · bioRxiv

核纤层变形与重塑的预测性力化学建模框架

A predictive mechanochemical modeling framework for the deformation and remodeling of the nuclear lamina

bioRxiv · 第一作者:Francis, E. A. · 通讯作者:Padmini Rangamani

有限元模型将核膜—纤层的非线性弹性变形与纤层重塑、核质运输耦合,预测纳米柱间距对核膜张力、YAP/TAZ 入核和破裂概率的影响,并由实验验证关键趋势。

推荐理由: 把微环境拓扑、核力学与生化运输统一起来,是细胞力学生物学的重要工作。

预印本,尚未经同行评议。

精选 17 · 预印本 · bioRxiv

单分子扩散揭示膜蛋白在靶膜表面的快速平移

Single Molecule Diffusion Studies Reveal Rapid Translations Across Target Membrane Surfaces for both p40Phox PX domain and Class III PI3K VPS34 Complex 1, the Autophagy Lipid Kinase

bioRxiv · 第一作者:Lizardos, L. · 通讯作者:Joseph J Falke

单分子追踪显示 PX 结构域和 VPS34 复合物先在阴离子膜表面进行静电跳跃,随后进入摩擦更大的稳定二维扩散;特异脂质控制稳定停靠及再跳跃行为。

推荐理由: 直接解析膜蛋白表面搜索与停靠动力学,是膜生物物理的重要机制。

预印本,尚未经同行评议。

精选 18 · 预印本 · bioRxiv

用于大分子蛋白动力学、变构与动力学的可扩展接触门控随机算符和普适降维律

Scalable Contact-Gated Stochastic Operators and Universal Reduction Laws for Macromolecular Protein Dynamics, Allostery, and Kinetics

bioRxiv · 第一作者:Singh, M. · 通讯作者:Mehardeep Singh

作者在多种蛋白和显式溶剂轨迹上构建接触门控、满足热力学约束的随机降阶算符,利用局域稀疏接触图提升尺度扩展,并报告其可预测慢模、NMR 序参量、变构通路与反应坐标记忆。

推荐理由: 面向蛋白动力学与变构的连续随机降阶框架具有明确计算生物物理价值。

预印本,尚未经同行评议。

精选 19 · 预印本 · bioRxiv

FoxO1 与 HNF1α 协同重塑核小体结构和机械稳定性以激活转录

FoxO1 and HNF1α cooperatively remodel nucleosome architecture and mechanical stability to activate transcription

bioRxiv · 第一作者:Florez Ariza, A. J. · 通讯作者:Eva Nogales

冷冻电镜与力谱显示,FoxO1 促进核小体远端 DNA 解包并降低机械稳定性,HNF1α 则以不同方式重塑解体动力学;二者协同招募并改变受力解体路径,细胞内足迹分析支持相应染色质状态变化。

推荐理由: 直接连接转录因子协同、核小体结构和机械稳定性,是染色质力学生物学的重要结果。

预印本,尚未经同行评议。

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。

BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-11-02 · 完整自然日 · 精选 27 篇(期刊 12、预印本 15)

精选 01 · 期刊 · Physical Review E

异常软核流体中的活性与竞争长度尺度

Activity and competing length scales in an anomalous core-softened fluid

Physical Review E · 第一作者:Davi Felipe Kray Silva

作者研究具有双竞争长度尺度相互作用的活性布朗粒子,发现自推进逐渐削弱被动软核流体的水样异常;由稳态配对关联反演的有效相互作用表明,活性促进两类局域环境之间的粒子转移,从而降低产生异常响应的结构竞争。

推荐理由: 直接解析活性如何重塑竞争尺度、结构与动力学,属于高度相关的活性软物质研究。

精选 02 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

三维限域重塑 RNA 折叠并增强寨卡病毒基因组环化

3D confinement reshapes RNA folding and enhances circularization in the Zika virus

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Javor K. Novev

作者把邻近连接数据纳入粗粒化分子动力学,比较寨卡病毒约 11 kb RNA 在病毒粒子限域与细胞内非限域状态的折叠;实验和模拟均显示限域改变接触标度并提高基因组环化概率,长双链茎还产生局域向列液晶序。

推荐理由: 直接揭示几何限域如何重塑长 RNA 的构象系综、标度与液晶序,是高度相关的生物软物质研究。

精选 03 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

Colletes 蜂产生的交联半结晶聚乙烯样聚酯在土壤中快速降解

Rapid soil degradation of a cross-linked, semicrystalline polyethylene-like polyester produced by <i>Colletes</i> bees

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Jonathan P. Coote

作者表征 Colletes 蜂巢衬里的交联高结晶聚乙烯样聚酯,发现其在环境土壤中数月内显著降解;低交联密度、缺少高阶层片结构及酯酶活性可能使更多酯键暴露并促进裂解。

推荐理由: 把聚合物微结构、结晶、交联与环境降解联系起来,对可降解软材料设计具有重要启发。

精选 04 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

细胞群体聚集驱动图案形成的尺度伸缩极限

The limits of scaling in aggregation-driven patterning of cell collectives

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Michael L. Zhao

作者结合胚胎前体细胞限域实验、成像、化学扰动和仅含细胞吸引的连续模型,确认聚集是后极形成的起始事件;模型和实验共同显示,有限发育时间使大系统的粗化变慢,从而形成尺度—时间权衡并限制图案按比例缩放。

推荐理由: 把细胞吸引、粗化动力学和发育尺度律定量连接,是生物软物质与非平衡图案形成的核心问题。

精选 05 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

周细胞收缩通过细胞力依赖的 TGFβ 激活产生抗血管生成作用

Pericyte contraction generates angiostatic effect via cell force–dependent activation of TGFβ

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Carole Y. Perrot

作者报告周细胞的 R-Ras 介导收缩通过整合素和肌动球蛋白牵引力激活 TGFβ,进而经内皮 ALK5–Smad2/3 维持静息;小鼠周细胞 Rras 缺失会降低收缩和该信号,并伴随血管生成增加与血管变形。

推荐理由: 直接揭示细胞力如何转化为血管稳态信号,是力学生物学的重要机制。

精选 06 · 期刊 · Nature Communications

胶质母细胞瘤侵袭的单细胞时空动力学重建

Reconstructing the single-cell spatiotemporal dynamics of glioblastoma invasion

Nature Communications · 第一作者:Hitesh Bhagavanbhai Mangukiya

作者以活体脑片成像、形态分类和状态转移模型实时重建患者来源胶质母细胞瘤的单细胞侵袭,发现表型切换具有患者特异性和空间组织,并受血管、微胶质及治疗影响。

推荐理由: 把肿瘤侵袭转化为可测的细胞状态动力学,对细胞迁移与组织环境研究有明确交叉价值。

精选 07 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

结合位点作为共进化编码信息流的动态枢纽

Binding sites as dynamic hubs of coevolution encoded information flow

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Kemal Demirtaş

作者把共进化信息与高斯网络模型的转移熵结合,在 29 个案例中发现结合位点是集体信息传递枢纽,并呈现模态依赖、方向性的位点间信息流。

推荐理由: 以统计网络动力学连接序列共进化与蛋白变构,生物物理方法贡献明确。

精选 08 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

CqsS 群体感应信号转导及其受自诱导物合酶 CqsA 抑制的分子基础

Molecular basis of quorum-sensing signal transduction by CqsS and its inhibition by CqsA, the autoinducer synthase

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Mengchan Liu

冷冻电镜、生化和遗传分析解析 CqsS 的顺式自磷酸化、反式磷酸转移以及 CAI-1 结合引发的跨膜构象变化,并发现 CqsA 与 CqsS 胞内域结合可抑制激酶活性。

推荐理由: 为细菌群体感应及集体行为协调提供结构机制,生物物理价值明确。

精选 09 · 期刊 · Nature Communications

小胶质细胞依赖的 PDGFB–KCND2 调控决定丙泊酚麻醉诱导

Microglia-dependent PDGFB regulation of neuronal KCND2 in the hypothalamic paraventricular nucleus determines propofol anesthesia induction

Nature Communications · 第一作者:Boxu Cao

小鼠研究表明,小胶质细胞依赖的 PDGFB 信号通过调控下丘脑室旁核 KCND2、神经元兴奋性及其投射回路影响丙泊酚麻醉敏感性。

推荐理由: 揭示非神经元组分调控神经回路状态的机制,具有生物物理相邻价值和期刊实验支撑。

精选 10 · 期刊 · Nature Communications

婴儿源双歧杆菌 PNGaseA 偏好 N- 糖肽的结构基础

Structural basis for N-glycopeptide preference in an infant-derived Bifidobacterium bifidum PNGaseA

Nature Communications · 第一作者:Cassie R. Bakshani

结构、生化与分子动力学分析显示,婴儿源双歧杆菌 PNGaseA 通过附加 β 折叠托架及其闭合运动识别糖肽,并偏好糖肽而非完整或变性蛋白上的 N- 糖链。

推荐理由: 提供酶底物选择性和构象耦合的结构机制,具有分子生物物理价值。

精选 11 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

阿片类药物抑制结肠运动的悖论效应

Paradoxical effects of opioids in suppression of colonic motility

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Salah A. Baker

小鼠结肠实验显示,阿片受体激动剂主要抑制硝能抑制性而非胆碱能兴奋性运动输入,改变间质细胞和肌细胞活动,并破坏产生推进收缩所需的定时解除抑制。

推荐理由: 从神经—肌肉动力学解释结肠运动异常,具有生理生物物理价值。

精选 12 · 期刊 · Physical Review E

作为贝叶斯逆输运问题的人口动力学

Human population dynamics as a Bayesian inverse transport problem

Physical Review E · 第一作者:Chong Qi

作者仅依据摘要研究了“作为贝叶斯逆输运问题的人口动力学”所述问题,并报告了相应的方法与结果。

推荐理由: 与当前活性物质、非平衡物理、软物质及生物物理重点的直接关联有限。

精选 13 · 预印本 · arXiv

用自对齐可变形活性膜基准测试上皮单层流动

Benchmarking the flow of epithelial cell monolayer with self-aligning deformable active membranes

arXiv · 第一作者:Marcos Pasa

作者以可变形、黏附且自推进方向向速度松弛的活性膜模型模拟上皮单层绕障碍流动;改变自对齐时间、黏附与入口驱动可覆盖无序液态到高度对齐固态,并把细胞形变与组织输运联系起来,速度剖面与 MDCK 实验定性一致。

推荐理由: 模型直接整合活性、自对齐、可变形性和组织流动,是活性生物软物质的高度相关贡献。

预印本,尚未经同行评议。

精选 14 · 预印本 · arXiv

极性编程的空间图案化活性聚合物拓扑门控

Polarity-Programmed Topological Gating of Knotting in Spatially Patterned Active Polymers

arXiv · 第一作者:Shiqi Zhou

朗之万模拟显示,在活性区位置与强度相同的情况下,反转两个末端活性块的推进极性可使稳态打结概率跨越三个数量级;动力学分解指出主要变化来自结寿命,并提出源—输运—储库—汇机制解释结的生成、迁移、储存和消失。

推荐理由: 以空间活性和有符号极性可编程控制聚合物拓扑,兼具非平衡机制新意和软物质设计意义。

预印本,尚未经同行评议。

精选 15 · 预印本 · arXiv

有界熵产生约束归巢鸽群的层级决策

Bounded entropy production constrains hierarchical decision-making in homing pigeon flocks

arXiv · 第一作者:Bibaswan Ghosh

作者从归巢鸽轨迹推断导航群体的领导—追随层级,发现群体增大时层级减弱;热力学分析显示该趋势与维持每只鸟近恒定的熵产生率相容,提示信息处理成本约束活体集体决策。

推荐理由: 把真实动物群体的非互易交流、层级结构与熵产生联系起来,直接契合活性集体和生物物理。

预印本,尚未经同行评议。

精选 16 · 预印本 · arXiv

觅食集体中的涌现间接协作与信息素引导决策

Emergent stigmergy and pheromone-guided decisions in a foraging collective

arXiv · 第一作者:Manoj N H

作者把蚂蚁往返觅食建模为无限时域随机最优控制问题,使信息素动力学从前向 Hamilton–Jacobi–Bellman 方程中涌现;模型再现同长路径的自发对称破缺、短桥选择及暂时锁定长桥的双稳态。

推荐理由: 以统一动力学框架解释信息素反馈和集体决策,直接相关于活体集体与非平衡行为。

预印本,尚未经同行评议。

精选 17 · 预印本 · arXiv

拥挤环境中酶活性的力化学调控

Mechano-chemical control of enzymatic activity in crowded environments

arXiv · 第一作者:Michalis Chatzittofi

作者建立被动拥挤剂浴中燃料驱动酶的非平衡力化学模型,得到涨落诱导的有效力偶极;该机械负载随催化循环改变构象相关势垒,可产生单调抑制或非单调周转变化,并以热力学一致方式联系拥挤环境与催化流。

推荐理由: 将大分子拥挤、软物质涨落与酶的非平衡催化直接耦合,问题与机制都高度契合生物物理主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 18 · 预印本 · bioRxiv

模拟珠子系留生物分子:光镊力谱中的力探针耦合牵引分子动力学

Simulating Bead-Tethered Biomolecules: Force-Probe Coupled Steered Molecular Dynamics (fp-SMD) in Optical Tweezers Force Spectroscopy

bioRxiv · 第一作者:Zhang, G. · 通讯作者:Yongsheng Leng

作者把光阱微珠与分子—连接体纳入同一动力学描述,并以预测—校正方案跨越实验与分子模拟的时间尺度差;在胆固醇—环糊精体系中直接复现实验断裂力分布,并报告外力诱导的解离路径切换。

推荐理由: 把单分子力谱装置动力学与分子构象路径直接耦合,方法和生物物理机制均有明确新意。

预印本,尚未经同行评议。

精选 19 · 预印本 · arXiv

颗粒悬浮液的粒子尺度结构

Particle-scale structure of granular suspensions

arXiv · 第一作者:Santos Bravo Yuste

作者以朗之万模拟研究热浴中非弹性硬球颗粒悬浮液,发现输入非平衡接触值和类压缩率后,平衡启发的有理函数近似可准确描述短中程径向分布和结构因子,但最小波数处仍出现阻力依赖的额外长程非平衡关联。

推荐理由: 直接研究耗散碰撞与溶剂驱动共存的非平衡悬浮液,并明确平衡近似的有效范围与失效尺度。

预印本,尚未经同行评议。

精选 20 · 预印本 · arXiv

分支粒子系统中的涨落—耗散关系

Fluctuation-dissipation relation in branching particle systems

arXiv · 第一作者:Tom Michoel

作者推导分支粒子系统的涨落—耗散关系,说明单祖先克隆涨落同时编码种群增长和单粒子耗散结构;在非平衡稳态下,该关系预言振荡克隆涨落,并提出无需单细胞追踪测量增殖细胞群非平衡流的途径。

推荐理由: 把非平衡耗散、谱慢模与细胞克隆涨落直接联系,理论与潜在实验读出都高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 21 · 预印本 · arXiv

时间记忆增强自驱粒子集体有序的抗噪性

Noise-resilient collective order through temporal memory in self-propelled particles

arXiv · 第一作者:Mihir Durve

作者在两类 Vicsek 型模型中比较有限历史缓存与递归内部方向状态,发现更深的有效记忆可把极性有序的失稳推向更强噪声,并在无记忆模型失序时恢复有序运动;但扰动后的恢复在中等记忆最优,过强持久性会因陈旧信息而减慢响应。

推荐理由: 直接研究活性粒子集体运动中记忆对稳态有序与动态恢复的竞争,提出清晰且可调的控制参数。

预印本,尚未经同行评议。

精选 22 · 预印本 · arXiv

有无相互作用的跑停粒子密度与流涨落

Density and Current Fluctuations for Run-and-Tumble Particles With and Without Interactions

arXiv · 第一作者:Léo Touzo

作者由线性化 Dean–Kawasaki 方程和宏观涨落理论研究一维跑停粒子的密度与积分流涨落,得到长程 Riesz 排斥下不同的时间标度,并对无相互作用情形显式求解鞍点方程,还计算了短程相互作用的一阶修正及产生指定流的最优密度历程。

推荐理由: 把活性跑停粒子的相互作用、流大偏差和最优涨落路径统一处理,理论贡献明确。

预印本,尚未经同行评议。

精选 23 · 预印本 · arXiv

二维微泳者在滑移边界附近的动力学

Dynamics of a two-dimensional microswimmer near a slippery boundary

arXiv · 第一作者:Takahiro Kanazawa

作者用二维点奇异模型推导微泳者靠近黏度间断和部分滑移壁面的动力系统,发现边界参数控制定高俘获、沿壁滑行、周期振荡漂移及零净位移的流体力学束缚态等转变。

推荐理由: 直接研究微泳者—边界流体力学耦合,并给出临界参数组织的多种运动模态。

预印本,尚未经同行评议。

精选 24 · 预印本 · arXiv

跨方法与形状的膜颗粒包裹

Membrane particle wrapping across methods and shapes

arXiv · 第一作者:Pietro Sillano

作者比较膜形状方程、粒子分子动力学和三角化曲面模型,得到一致的球形颗粒相图;对各向异性颗粒发现从水平到竖直的动态转向,并报告黏附促进、膜张力抑制软囊泡包裹,完全吞噬伴随颗粒体积显著下降。

推荐理由: 膜包裹、形状各向异性与可变形性是软物质和内吞物理的核心问题,跨模型验证也有方法价值。

预印本,尚未经同行评议。

精选 25 · 预印本 · bioRxiv

单分子扩散揭示膜蛋白在靶膜表面的快速平移

Single Molecule Diffusion Studies Reveal Rapid Translations Across Target Membrane Surfaces for both p40Phox PX domain and Class III PI3K VPS34 Complex 1, the Autophagy Lipid Kinase

bioRxiv · 第一作者:Lizardos, L. · 通讯作者:Joseph J Falke

单分子追踪显示,p40Phox PX 结构域和 VPS34 复合物先在阴离子膜上进行静电跳跃,再进入较慢的稳定二维扩散;靶脂质影响稳定停靠及再跳跃,VPS34 的双膜结合足可能支持多种平移模态。

推荐理由: 将膜表面搜索、静电相互作用与蛋白功能联系,是膜生物物理的具体机制贡献。

预印本,尚未经同行评议。

精选 26 · 预印本 · bioRxiv

丝状组装赋予 IFI16 限制复合体机械韧性

Filament assembly confers the mechanical resilience of the IFI16 restrictosome

bioRxiv · 第一作者:Stallings, C. M. · 通讯作者:Jungsan Sohn

作者显示 IFI16 的 PYD 驱动丝状组装可压实 DNA,形成能承受导致双链变形之力的超稳定缠结,从而赋予凝聚体机械稳定性;单独 HIN200–DNA 复合物则更易受盐、预张力和机械干扰影响。

推荐理由: 直接连接相分离、丝状组装、DNA 力学与免疫限制功能,软物质生物物理新意明确。

预印本,尚未经同行评议。

精选 27 · 预印本 · bioRxiv

底重性稳定远洋鱼卵并在其表面产生平流输运

Bottom-heaviness stabilizes pelagic fish eggs and generates advective transport at their surface

bioRxiv · 第一作者:van-Gelder, M. F. · 通讯作者:Roi Holzman

受控剪切实验发现,底重的远洋鱼卵会保持稳定取向或发生转动,两种状态都造成相对水体运动;刚体转动模型把状态转变归因于流致转矩与重力回复转矩的竞争,并显示发育阶段会改变阈值。

推荐理由: 揭示微尺度流动、内部质量分布与胚胎表面物质输运的耦合,生物流体力学价值突出。

预印本,尚未经同行评议。

其他相关文章

含记忆系统中的一致时间反演与可靠推断

Consistent Time Reversal and Reliable and Accurate Inference in the Presence of Memory · arXiv(预印本)

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。

BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-11-01 · 完整自然日 · 精选 3 篇(期刊 0、预印本 3)

精选 01 · 预印本 · bioRxiv

部分上皮—间质转化通过生长与流化介导大尺度缺口闭合

Partial epithelial-to-mesenchymal transition mediates profound gap closure through growth and fluidization

bioRxiv · 第一作者:Jiang, H. · 通讯作者:Yubing Sun

研究结合组织与细胞运动学、牵引力测量及连续介质分解,显示毫米尺度上皮缺口主要由生长产生的压缩应力驱动;细胞伸长与细胞重排导致的流体化协同容纳形变,促进稳健集体闭合。

推荐理由: 直接研究细胞单层的集体流动、应力生成和组织流化,与活性物质及细胞力学主线高度契合。

预印本,尚未经同行评议。

精选 02 · 预印本 · bioRxiv

AA 淀粉样变性的数学建模:耦合 SAA–HDL 结合动力学与路径依赖的肾脏衰老

Mathematical Modeling of AA Amyloidosis: Coupling SAA-HDL Binding Dynamics with Path-Dependent Renal Aging

bioRxiv · 第一作者:Kuznetsov, A. V. · 通讯作者:Andrey V Kuznetsov

研究建立可逆 SAA–HDL 结合、肾过滤、裂解、Finke–Watzky 聚集和纤维周转的非线性模型,预测缓冲饱和后自由 SAA 激增,并出现由成核受限向供给受限转换的阈值及平滑跨临界分岔。

推荐理由: 模型明确连接非线性聚集、阈值动力学和累积损伤,具有较强非平衡统计生物物理价值。

预印本,尚未经同行评议。

精选 03 · 预印本 · bioRxiv

线粒体复合物 I 中受结构约束的 FMN—超氧自由基对自旋响应

Structure constrained spin responses of an FMN superoxide radical-pair model in mitochondrial complex I

bioRxiv · 第一作者:Sung, J.-Y. · 通讯作者:Ji-Yong Sung

研究将人复合物 I 氧位置的位阻采样与自由基对自旋模拟结合,发现可达构型主要由黄素口袋几何决定;排除与 FMN 重叠的伪构型后,不再存在近接触响应峰,结果强调应使用结构系综评估。

推荐理由: 把结构可达性与开放自旋动力学相结合,具有明确量子生物物理方法价值。

预印本,尚未经同行评议。

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。

BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-10-31 · 完整自然日 · 精选 6 篇(期刊 4、预印本 2)

精选 01 · 期刊 · Nature Communications

原子力显微镜监测分子尺度毛细管中的逐层充水

Layer-by-layer water filling in molecular-scale capillaries monitored by AFM

Nature Communications · 第一作者:Mingwei Chen

研究用原子力显微镜追踪二维纳米毛细管吸水时的壁面形变,观察到柔性通道以约 3 Å 步长逐分子层填充,而刚性通道发生突跃填充;理论将差异归因于壁面弹性能与振荡水—壁相互作用竞争。

推荐理由: 把分子离散性、限域流体与柔性边界耦合直接联系起来,是纳米流体与软物质的重要结果。

精选 02 · 期刊 · Nature Communications

可规模化交联调控膜实现超高锂镁选择性卤水提锂

Scalable crosslinking-regulated membranes with ultra-high Li+/Mg2+ selectivity for lithium recovery from brines

Nature Communications · 第一作者:Zhen Wang

研究通过调节交联度将膜孔径控制在亚纳米分离窗口,在高镁锂比天然卤水中仍保持较高选择性,并展示较大面积制膜和 15 天稳定运行。

推荐理由: 限域离子输运与膜结构调控对软物质和分离物理有明确价值。

精选 03 · 期刊 · Nature Communications

干样 CD8+ T 细胞库抵抗耗竭并在移植十年后维持同种免疫

A stem-like CD8+ T cell reservoir resists exhaustion and sustains alloimmunity a decade after transplantation

Nature Communications · 第一作者:Dawei Zou

人肾移植样本和小鼠模型显示,循环中的 TCF1+ 干样 CD8+ T 细胞持续自我更新,并反复补充移植物内短寿命细胞毒效应细胞,从而长期维持排斥反应。

推荐理由: 揭示细胞群体更新、分化和长期免疫维持的动力学机制,对系统生物物理有交叉价值。

精选 04 · 期刊 · Nature Communications

ROS1 诱导植物免疫记忆时染色体臂与着丝粒周围区呈相反表观遗传动力学

Contrasting epigenetic dynamics in chromosome arms and pericentromeres during ROS1-induced plant immune memory

Nature Communications · 第一作者:Adam Hannan Parker

拟南芥诱导实验显示,短暂 ROS1 活性使染色体臂小 RNA 与 DNA 甲基化下降并建立持续一周的免疫记忆,而转座子丰富的着丝粒周围区维持较高甲基化;这些变化随记忆消退而逆转。

推荐理由: 时空表观遗传状态的建立和擦除具有动力系统交叉价值,但不是核心软物质研究。

精选 05 · 预印本 · bioRxiv

Desmin 突变破坏丝状结构延伸并驱动多形态聚集

Desmin Mutations Disrupt Filament Elongation and Drive Polymorphic Aggregation

bioRxiv · 第一作者:Schween, L. · 通讯作者:Ben Fabry

研究结合双波长停流光谱、原子力显微镜、动力学建模与分子动力学,发现四种致病 desmin 突变均在早期丝成熟阶段偏离正常延伸,并分别形成纤维簇或球状聚集体。

推荐理由: 直接揭示细胞骨架丝组装、压实与病理聚集的力学路径,和生物软物质主线高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 06 · 预印本 · bioRxiv

铁硫链的动力学门控调节线粒体复合物 I 中黄素自由基对自旋化学

Kinetic gating by an iron sulfur chain modulates flavin radical-pair spin chemistry in mitochondrial Complex I

bioRxiv · 第一作者:Sung, J.-Y. · 通讯作者:Jae-Ho Cheong

开放量子系统与电子转移模型显示,黄素附近铁硫簇可在其转移速率与自由基对复合竞争时改变单重态产率;可检测的自旋效应还要求超氧自由基自旋弛豫显著慢于自由溶液。

推荐理由: 把电子转移网络、动力学门控与生物自由基对自旋化学连接起来,具有明确非平衡生物物理新意。

预印本,尚未经同行评议。

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。