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BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-10-23 · 完整自然日 · 精选 68 篇(期刊 67、预印本 1)

精选 01 · 期刊 · Science Advances

光化学原位加工纤维水凝胶以构建自适应细胞微环境

In situ processing of fibrous hydrogels by photochemistry for adaptive cellular microenvironments

Science Advances · 第一作者:Wen Chen

作者在仿胶原纤维水凝胶中用光化学按需调节交联与力学性质,并据此控制三维间充质细胞铺展和机械转导。

推荐理由: 可时空操控的纤维网络与细胞力学直接交叉,是高相关软物质平台。

精选 02 · 期刊 · Science Advances

迁移细菌宿主与裂解噬菌体的稳定共存和输运

Stable coexistence and transport of lytic phage infections with migrating bacterial hosts

Science Advances · 第一作者:Jacopo Marchi

理论、模拟和多种噬菌体—细菌实验共同显示,趋化迁移与空间相互作用可稳定拮抗双方共存,并携带噬菌体长程传播。

推荐理由: 空间运动、趋化与感染动力学耦合形成稳定共存,是活性生物系统的高相关结果。

精选 03 · 期刊 · Science Advances

沙漠蝗虫跗节中血淋巴压力介导的摩擦

Hemolymph pressure-mediated friction in the tarsus of the desert locust (<i>Schistocerca gregaria</i>)

Science Advances · 第一作者:Jiahui Zhao

高速成像、显微与生物力学实验表明,血淋巴压力调节跗节刚度,并与结构不对称共同产生方向依赖摩擦,仿生原型支持该机制。

推荐理由: 把内部压力、软结构和可调摩擦连接到快速运动,是生物力学与活性运动的高相关结果。

精选 04 · 期刊 · Science Advances

仿生腹沟纤维实现体积可编程气动驱动

Bioinspired ventral-groove fibers for volume-programmable pneumatic actuation

Science Advances · 第一作者:Xiaoyu Zhang

微沟展开与弹性膨胀耦合的纤维在约 0.8 kPa 下实现可逆 400 倍面积扩张,并扩展到长纤维织物和无需闭环反馈的柔顺抓取。

推荐理由: 从微结构到宏观致动的软材料设计突出,直接服务软机器人和主动材料。

精选 05 · 期刊 · Science Advances

物理限域调节肌动蛋白丝磷酸释放的限速跃迁

Physical confinement modulates the rate-limiting transition in the release of phosphate from actin filaments

Science Advances · 第一作者:Kristina M. Herman

全原子模拟得到的磷酸解离率与实验释放率一致,并显示速率反比于活性位点腔体水分子数;丝端和内部亚基采用不同路径,而通道逸出并非限速。

推荐理由: 把局域水化与几何限域连接到 ATPase 非平衡循环速率,是细胞骨架生物物理的重要机制。

精选 06 · 期刊 · Nature Communications

探针稳定过渡态实现力驱动单分子转化

Force-driven single-molecule transformations through tip-mediated stabilization of transition states

Nature Communications · 第一作者:Kota Iwata

原子力显微镜驱动金表面单个 sumanene 分子翻转,测得净机械能低于理论活化能;原因是探针范德华吸引对过渡态的稳定强于终态。

推荐理由: 直接揭示机械力改变反应能垒的单分子机制,是机械化学和软物质的重要进展。

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

毛细物理连接 HIV 衣壳几何与核孔转运

Capillary physics links HIV capsid geometry to nuclear pore translocation

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Alexander W. Brown

最小界面理论把 HIV 衣壳穿核孔归结为几何、接触角与界面张力竞争,预测润湿转变、非对称毛细力矩、倾斜停滞态和 FG 核孔蛋白位移拓扑,并与电镜取向一致。

推荐理由: 用润湿与毛细机制解释大尺度病毒转运,直接连接软物质界面和细胞生物物理。

精选 08 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

中等雷诺数弹性—惯性 Taylor–Couette 流中的间歇与休眠

Intermittency and hibernation in elasto-inertial Taylor–Couette flow at moderate Reynolds number

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Theofilos Boulafentis

PIV 显示黏弹性先触发后抑制湍流,并增强时空间歇性;系统在活跃与休眠态间切换,休眠态保留弱体区结构和近壁弹性动力学。

推荐理由: 揭示黏弹性湍流的状态切换、长时间尺度和休眠机制,紧贴非平衡软流体主线。

精选 09 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

密度分层流体中的波动游泳及其标度律

Undulatory swimming in density-stratified fluids and its scaling laws

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Jiadong Wang

自由游动数值模拟显示分层可通过浮力恢复力增强水平游速,并在身体波频率接近浮力频率时达到最优;作者据此建立新速度与功率标度。

推荐理由: 直接研究有目的自推进与复杂环境耦合,对活性运动和生物流体高度相关。

精选 10 · 期刊 · Science Advances

人皮肤界面上的蚊虫协同叮咬动力学

Coordinated mosquito biting dynamics at the human skin interface

Science Advances · 第一作者:Joanna K. Konopka

高速成像、深度学习追踪和电生理揭示口器与腿在探测时同步,并区分穿刺、寻管、吸血、回缩和撤离五种皮下行为;不同属采用不同寻血管策略。

推荐理由: 直接量化活体界面的多部位协调运动与感觉控制,对行为生物物理和有目的运动研究高度相关。

精选 11 · 期刊 · Science Advances

细菌硫酯结构域编码可调 pH 的共价黏附

Chemically encoded pH-tunable covalent adhesion by a bacterial thioester domain

Science Advances · 第一作者:Yuki Tokunaga

实验和热力学分析显示链球菌 SfbI 硫酯域在生理 pH 共价结合纤维蛋白原,而轻度酸化可快速解离;该可逆性来自保守酰基转移反应本身。

推荐理由: 直接揭示环境 pH 控制的可逆共价黏附物理化学机制,对微生物界面高度相关。

精选 12 · 期刊 · Science Advances

快速适应微生物群体中频率依赖适合度普遍存在

Frequency-dependent fitness effects are ubiquitous in rapidly adapting microbial populations

Science Advances · 第一作者:Joao A. Ascensao

大肠杆菌长期进化实验的高精度竞争表明约 80% 菌株对存在频率依赖,多为负频率依赖,且生长周期不同阶段的相反动力学共同决定净效应。

推荐理由: 直接挑战恒定适合度假设,揭示群体相互作用驱动的非线性选择动力学。

精选 13 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

局域生长定律决定软体动物壳的整体形状

Local growth laws determine global shape of molluscan shells

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

作者从固定且仅依赖生长边缘局部几何的法则出发,用李群作用和三个几何参数描述几乎所有已知软体动物壳形,并联系系统发育。

推荐理由: 把局域生长规则与全局形态定量连接,是形态发生与几何生物物理的突出工作。

精选 14 · 期刊 · Physical Review E

两粒碰撞生摩擦电:声悬浮颗粒重复二元碰撞中的随机电荷演化

It takes two to tribo: Stochastic charge evolution in repeated binary collisions of acoustically levitated particles

Physical Review E · 第一作者:Tom F. O'Hara

声悬浮聚苯乙烯颗粒的单次碰撞电荷转移服从偏态随机分布,但累积电荷以高拟合度遵循电容器模型的饱和规律;导电涂层显著降低积累。

推荐理由: 以最小可控体系揭示随机微事件如何产生确定性非平衡充电演化,相关性强。

精选 15 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

管道内致密颗粒悬浮液的连续体建模:超越简单剪切的 μ(J)

Continuum modelling of dense granular suspensions in a duct: bold italic mu bold left parenthesis bold italic upper J bold right parenthesis <mml:math xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mnf="http://cambridge.org/core/manifest" xmlns:cup="http://contentservices.cambridge.org" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:m="http://cambridge.org/core/metadata" xmlns:core="http://cambridge.org/core" xmlns:c="http://cambridge.org/core/content"> <mml:mi mathvariant="bold-italic">μ</mml:mi> <mml:mo mathvariant="bold" stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mi mathvariant="bold-italic">J</mml:mi> <mml:mo mathvariant="bold" stretchy="false">)</mml:mo> </mml:math> $\boldsymbol{\mu} \boldsymbol{(}\boldsymbol{J}\boldsymbol{)}$ beyond simple shear

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Jonathan G.Y. Watts

理论、半解析和玻璃珠实验研究非布朗重颗粒悬浮液在光滑、粗糙及库仑摩擦侧壁下的压力驱动流动,系统分类固相分数和压强梯度决定的解。

推荐理由: 直接涉及致密悬浮液流变、摩擦边界和重力迁移,是软物质流体核心问题。

精选 16 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

径向扩展伸长流的非线性区:幂律流体

Nonlinear regime of radially spreading extensional flows. Part 2. Power-law fluids

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Lielle Stern

非线性模拟显示纯黏性剪切变稀流体可形成裂谷—舌状图案;环向应力驱动与径向法向应力散度稳定的竞争决定裂谷出现。

推荐理由: 直接解释聚合物溶液中非线性形态失稳,是高相关软物质流变研究。

精选 17 · 期刊 · Science Advances

原位形成免疫调节水凝胶通过维持线粒体适能恢复耗竭 CD8+ T 细胞

An in situ forming immunomodulatory hydrogel reinvigorates exhausted CD8 <sup>+</sup> T cells via preserving their mitochondrial fitness

Science Advances · 第一作者:Yiming Qi

温敏水凝胶在肿瘤内释放 TPGS 和纳米颗粒,分别诱导肿瘤免疫原性死亡并恢复 T 细胞线粒体生成,在多个小鼠模型中增强抗肿瘤效应。

推荐理由: 功能水凝胶与细胞代谢调控交叉明确,软材料生物物理价值较高。

精选 18 · 期刊 · Science Advances

次中尺度湍流驱动中尺度涡泄漏的直接观测

Direct observations of submesoscale turbulence driving mesoscale eddy leakage

Science Advances · 第一作者:Haijin Cao

亚公里间距漂流器簇直接观测到非地转瞬态运动引发径向扩散和涡核水体交换,并估算 10–100 m²/s 的水平扩散率。

推荐理由: 对多尺度湍流输运提供直接拉格朗日证据,流体价值明确。

精选 19 · 期刊 · Science Advances

动态空中交互的形态智能

Morphological intelligence for dynamic aerial interactions

Science Advances · 第一作者:Yongkang Jiang

仿生无人机通过双稳态冲击肢体和软连接隔离高冲击力,展示飞行抓取、栖停、破碎和跨介质捕获。

推荐理由: 体现结构力学、流体和主动机器交叉,但主要为机器人工程。

精选 20 · 期刊 · Science Advances

高双极迁移率氟化 MXene 实现超灵敏生物传感晶体管

High ambipolar mobility fluorinated MXene for ultrasensitive biosensing transistors

Science Advances · 第一作者:Yang Yue

原位氟化稳定 MXene 表面并抑制界面双电层电容,显著提升场效应迁移率和信号转导,在临床血清中快速检测结核抗原。

推荐理由: 界面电化学与生物电子器件交叉明确,方法性能突出。

精选 21 · 期刊 · Science Advances

多个变构位点协同增强 GPCR 信号

Multiple allosteric sites allow for synergistic enhancement of GPCR signaling

Science Advances · 第一作者:Kai Wang

结构、功能与分子动力学显示多巴胺 D1 受体三个互不重叠位点可同时结合调节剂,使多巴胺效力提高逾千倍并稳定活化构象。

推荐理由: 多位点协同与构象动力学机制完整,对分子生物物理有明显价值。

精选 22 · 期刊 · Science Advances

三链分子间竞争实现适配体开关识别与信号的空间解耦

Spatial decoupling of recognition and signaling in aptamer switches via tri-strand intermolecular competition

Science Advances · 第一作者:Albert Zehan Li

CoBrA DNA 三域架构用可预测的几何位移把靶标识别与信号转导分离,并在缓冲液、血清和人工脑脊液中验证多种靶标。

推荐理由: 核酸结构、热力学和几何信号转换的模块化设计具有分子生物物理价值。

精选 23 · 期刊 · Science Advances

面向认知机械智能的存内声子学习

In-memory phononic learning toward cognitive mechanical intelligence

Science Advances · 第一作者:Yuning Zhang

声子超结构以非易失结构态存储信息,弹性波并行读取局域模式,并通过输入波形优化完成多任务图形分类。

推荐理由: 材料内记忆与波计算概念新颖,对可编程物质有相邻价值。

精选 24 · 期刊 · Science Advances

用于实时血液监测的多路植入式光纤传感器

Multiplexed and implantable fiber sensor for real-time blood monitoring

Science Advances · 第一作者:Zhizhi Wu

含三条液态金属通道的柔性植入式传感器可在血流中实时监测钠钾离子,并在兔模型和人血样本中与传统测量一致。

推荐理由: 柔性材料、离子传感和体内界面结合,生物物理工程价值明确。

精选 25 · 期刊 · Science Advances

粪肠球菌生物膜重编程中性粒细胞代谢以抑制抗菌活性

<i>Enterococcus faecalis</i> biofilm rewires neutrophil metabolism to suppress antimicrobial activity

Science Advances · 第一作者:Haris Antypas

实验显示生物膜乳酸酸化胞外环境、降低中性粒细胞胞内 pH 并扰乱代谢,从而抑制吞噬和 NET;高细胞密度另有独立抑制效应。

推荐理由: 连接生物膜高密度组织、代谢环境与免疫功能,对生物膜研究有具体价值。

精选 26 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

曲线延伸贝塞尔型声场连续无接触引导多态物质

Contactless continuous guidance of matter in its main states using curved elongated Bessel-like acoustic fields

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Dmitrii Nikolaev

可编程声场沿三维曲线路径产生径向汇聚力,实验连续输运固体、液体、气溶胶和气体,无需实体导轨。

推荐理由: 声致操控和颗粒 / 流体输运方法新颖,对软物质实验有明显价值。

精选 27 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

表面重力波与海流相互作用的一致相平均模型

A consistent phase-averaged model of the interactions between surface gravity waves and currents

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Jacques Vanneste

作者将四维波作用量输运与 Craik–Leibovich 海流方程耦合,并由变分结构保证波流系统动量和能量守恒。

推荐理由: 波—流双向耦合的自洽理论对非平衡流体有基础价值。

精选 28 · 期刊 · Science Advances

健康神经先验约束学习改善病理皮层网络的运动解码

Biophysically constrained learning from healthy neural priors improves motor decoding in pathological cortical networks

Science Advances · 第一作者:Yihan Wu

将健康神经表征和生物物理约束用于胶质瘤患者皮层电图,可提高动作分类并恢复受损运动语义几何,同时抑制病理噪声。

推荐理由: 把健康动力学先验用于病理网络解码,对神经生物物理有方法价值。

精选 29 · 期刊 · Science Advances

原发肿瘤乳酸预设前列腺癌细胞休眠命运

Primary tumor–derived lactate primes prostate cancer cells for a dormant fate

Science Advances · 第一作者:Luigi Ippolito

乳酸诱导脂滴积累并通过表观遗传通路建立休眠、耐药和侵袭表型;低乳酸转移环境则解除休眠并支持生长。

推荐理由: 环境代谢物驱动细胞状态转换和记忆,对肿瘤微环境动力学有相邻价值。

精选 30 · 期刊 · Science Advances

在运动中学习:身体动作加速类别学习

Learning by moving: Physical motion accelerates category learning

Science Advances · 第一作者:Luke Rosedahl

沉浸式虚拟现实实验显示,大幅身体动作选择性改善需要整合多线索的类别学习,而对独立特征分类影响很小。

推荐理由: 说明运动反馈可改变认知学习,对感知—行动耦合有生物物理价值。

精选 31 · 期刊 · Science Advances

谱系和孕周依赖的 DNA 甲基化程序协调人胎盘发育

Lineage-specific and gestational age–dependent DNA methylation programming orchestrates human placental development

Science Advances · 第一作者:Shanru Yi

单碱基分辨图谱显示着床后建立谱系特异甲基化,随后随孕周累积,并与组蛋白标记交替维持炎症抑制和基因组稳定。

推荐理由: 动态表观遗传程序与发育状态转换对定量生物物理有相邻价值。

精选 32 · 期刊 · Science Advances

眼动中预测下一视觉特征产生与人视觉皮层一致的场景表征

Predicting upcoming visual features during eye movements yields scene representations aligned with human visual cortex

Science Advances · 第一作者:Sushrut Thorat

循环网络沿人类式扫视轨迹预测下一注视表征,可学习对象共现和空间布局,其内部表示与中高级视觉皮层 fMRI 强一致。

推荐理由: 把主动视觉运动统计与皮层表征联系起来,交叉价值明确。

精选 33 · 期刊 · Science Advances

Scentronic:AI 辅助的远程气味共享与传输界面

Scentronic: An artificial intelligence–assisted olfactory interface for remote odor sharing and transmission

Science Advances · 第一作者:Chunyu Yang

系统整合 AI 气味识别、联网平台与可穿戴压电嗅觉致动,展示远程嗅觉和嗅味觉联合刺激。

推荐理由: 化学感知和软致动人机界面具有生物物理交叉价值。

精选 34 · 期刊 · Science Advances

微结构玻璃实现 MHz 超声超材料

Ultrasonic metamaterial at MHz frequencies using microstructured glass

Science Advances · 第一作者:Oscar Demeulenaere

激光刻蚀玻璃超材料产生最高约 20% 局域声速变化且损耗显著低于打印材料,可模块组合塑造复杂超声场。

推荐理由: 可用于生物成像和操控的声场工程具有方法价值。

精选 35 · 期刊 · Science Advances

CCAN 在间期动粒中形成球壳结构

CCAN forms the spherical shell-like structure in interphase kinetochores

Science Advances · 第一作者:Yuji Sakai

模拟、分子动力学和超分辨成像共同显示多个 CCAN 单元由 CENP-C–DNA 作用定向并组成球壳,敲除关键结构会破坏该组织。

推荐理由: 细胞内大分子复合体的几何自组装与功能关联明确。

精选 36 · 期刊 · Science Advances

p75NTR 协调软骨形成与机械适应以维持颞下颌关节

p75 <sup>NTR</sup> orchestrates chondrogenesis and mechanoadaptation to preserve temporomandibular joint development and homeostasis

Science Advances · 第一作者:Chiho Kadota-Watanabe

遗传删除实验显示 BDNF–p75NTR 轴把机械负荷与软骨细胞增殖、分化和存活信号连接,缺失会导致低形成和退变。

推荐理由: 机械负荷响应与组织稳态直接相关,对机械生物学有具体价值。

精选 37 · 期刊 · Science Advances

RanGAP1 协调内质网—核纤层界面推动胚胎核膜从头重组

RanGAP1 coordinates the ER-lamina interface to drive de novo nuclear envelope reassembly in mouse embryos

Science Advances · 第一作者:Xiao-Jie Zhang

RanGAP1 通过招募多种核纤层蛋白至内质网促进共组装;耗竭会造成核孔缺失、异常膜网和两细胞期停滞。

推荐理由: 膜—骨架界面组装是细胞软物质问题,机制具有交叉价值。

精选 38 · 期刊 · Science Advances

eIF5 模拟蛋白选择起始密码子的结构基础

Structural basis for start codon selection by eIF5-mimic proteins

Science Advances · 第一作者:Ximena Zottig

冷冻电镜显示 5MP1 位于核糖体小亚基 A 位点并稳定开放预起始复合物,从而促进扫描并抑制次优起始密码子。

推荐理由: 翻译起始的构象机制清楚,对分子生物物理有价值。

精选 39 · 期刊 · Science Advances

多模态光学成像揭示绒猴听觉皮层的声音斑块

Voice patches in the marmoset auditory cortex revealed by multimodal optical imaging

Science Advances · 第一作者:Yang Zhang

内源和钙成像定位两个层级组织的声音选择性区域,编码叫声类型与个体身份且具有不同响应延迟。

推荐理由: 社交声学表征的空间与时间组织对神经生物物理有价值。

精选 40 · 期刊 · Science Advances

精神分裂症中与感知、动作和语言相关的神经生理动力学

Neurophysiological dynamics related to perception, action, and language in schizophrenia

Science Advances · 第一作者:Hsi T. Wei

MEG 显示患者在感觉处理和运动结束时 β 波调制减弱,并与多感官判断、自然语言紊乱和临床严重度相关。

推荐理由: 跨感知—动作域的动力学标志具有神经物理价值。

精选 41 · 期刊 · Science Advances

多模态关联显微揭示 53BP1 作为 p53 家族转录程序辅因子

53BP1 as a cofactor in the activation of the p53-family transcriptional program: A correlative multimodal microscopy approach

Science Advances · 第一作者:Simone Pelicci

自动化平台跨毫米至纳米尺度关联表型和单分子定位,发现 53BP1 在 p53、p63 和 p73 靶基因转录位点募集。

推荐理由: 多尺度成像方法及空间功能分析对细胞生物物理有价值。

精选 42 · 期刊 · Science Advances

SMCHD1 缺失重连肌细胞 MYOD1 增强子枢纽和染色质可及性

SMCHD1 loss rewires MYOD1 enhancer nexuses and chromatin accessibility landscapes in muscle cells

Science Advances · 第一作者:Zhijun Huang

多组学显示 SMCHD1 缺失增加可及性和三维局域相互作用,形成连接增强的 MYOD1 增强子网络。

推荐理由: 三维基因组网络重组具有统计与生物物理交叉价值。

精选 43 · 期刊 · Science Advances

甲基化依赖读取器在体内连接精氨酸甲基化与 S6K2 信号

A methylation-dependent reader couples arginine methylation to S6K2 signaling in vivo

Science Advances · 第一作者:Yalong Wang

作者识别 SND1 通过 Tudor 结构域读取 S6K2 的对称二甲基精氨酸,促进胰腺中 S6 磷酸化,并以突变小鼠验证共同信号轴。

推荐理由: 蛋白修饰识别与激酶信号机制清楚,对分子生物物理有交叉价值。

精选 44 · 期刊 · Science Advances

高碳酸血症诱发微觉醒与睡眠深度下降的神经环路

Neural circuitry mediating hypercapnia-induced microarousal and impaired sleep depth

Science Advances · 第一作者:Chen Yang

间歇高碳酸气体激活孤束核谷氨酸能神经元;投射特异操控显示其通向多个脑区的通路分别促进觉醒并降低非快速眼动睡眠深度。

推荐理由: 神经环路的因果操控完整,对生理动力学有价值,但离物质物理主线较远。

精选 45 · 期刊 · Science Advances

受蜘蛛启发的电液多轴应变双向机器人关节

Spider-inspired bidirectional robotic joints driven by electrohydraulic multiaxial strain

Science Advances · 第一作者:Zean Yuan

同步电液致动器借助状态依赖的多轴应变实现无需拮抗组件的双向高速转动,并展示连续响应、负载和多模式运动。

推荐理由: 软致动与仿生机器人相关,具有活性软材料工程价值。

精选 46 · 期刊 · Science Advances

用于可变形电子学信号隔离的全软有机电化学二极管

All-soft organic electrochemical diodes based on asymmetric active layers for signal isolation in deformable electronics

Science Advances · 第一作者:Sehyun Kim

非对称活性层与超薄离子凝胶构成全软电化学二极管,在 30% 拉伸和循环形变下保持高整流并用于压力阵列抑制串扰。

推荐理由: 离子—电子耦合软器件与可变形材料有明确交叉价值。

精选 47 · 期刊 · Science Advances

次中尺度反馈抑制海洋热浪

Submesoscale feedback suppresses marine heatwaves

Science Advances · 第一作者:Jihai Dong

全球高分辨率模拟与观测表明,次中尺度垂直热通量形成负反馈,可降低冬季海洋热浪增强幅度并加速衰减。

推荐理由: 非平衡海洋输运机制明确,但尺度和应用偏气候流体。

精选 48 · 期刊 · Science Advances

振荡亚波长孔周围的波涡旋:水波观测

Wave vortices around oscillating subwavelength holes: Water-wave observation

Science Advances · 第一作者:Junyi Ye

实验用振荡亚波长“岛”和平面入射重力—毛细波生成 II 型波涡旋,并通过源与入射波相位控制拓扑荷和手性。

推荐理由: 二维波、拓扑结构与毛细重力流体有具体物理价值。

精选 49 · 期刊 · Science Advances

结合与复制的相反细胞偏好共同塑造人气道流感感染

Opposing cell-type preferences for binding and replication shape influenza A virus infection in human airways

Science Advances · 第一作者:Josephine von Kempis

作者分阶段解析禽源和人源流感病毒在纤毛与分泌细胞中的结合和复制偏好,指出糖链、聚合酶辅因子与细胞复制能力共同决定嗜性。

推荐理由: 定量拆分感染过程的多阶段限制,对细胞生物物理有价值。

精选 50 · 期刊 · Science Advances

高掺杂导电聚合物霍尔效应的解释

Interpreting the Hall effect of highly doped conducting polymers

Science Advances · 第一作者:Yingqiao Ma

准一维紧束缚模型解释高掺杂取向聚合物中霍尔效应的 p—n 转换,并使载流子密度与独立测量一致。

推荐理由: 聚合物电输运属于软材料物理,但与活性和生物主线交叉有限。

精选 51 · 期刊 · Science Advances

梯度夹层柔性压力传感器实现高性能机器人触觉

Gradient-interlayer–based flexible pressure sensors for high-performance robotic perception

Science Advances · 第一作者:Mingyuan Sun

仿指尖受体梯度设计的离子水凝胶压力传感器兼具高灵敏、宽线性范围和耐形变,并扩展到三轴力与纹理识别。

推荐理由: 软材料力学与仿生触觉有明确方法价值。

精选 52 · 期刊 · Nature Communications

Tom70 介导的线粒体—核膜接触调控配子发生中的核孔复合体遗传

Tom70–mediated mitochondria–nuclear envelope contacts regulate nuclear pore complex inheritance during gametogenesis

Nature Communications · 第一作者:Cyrus T. Ruediger

酵母中 Tom70 在减数第二次分裂时募集核膜锚定蛋白,帮助把核孔复合体隔离到不遗传核区,且该作用独立于经典线粒体输入。

推荐理由: 细胞器接触和核膜重塑具有细胞软物质交叉价值。

精选 53 · 期刊 · Nature Communications

酪胺介导辐射诱导旁观者效应

Tyramine mediates radiation-induced bystander effects

Nature Communications · 第一作者:Zirui Huang

线虫局域辐射实验揭示神经元释放酪胺,经肠道 GPCR、胰岛素样肽和生殖系轴传播应激,导致未照射组织 DNA 损伤和胚胎死亡。

推荐理由: 远程跨组织信号传播的因果链清楚,对系统生物物理有相邻价值。

精选 54 · 期刊 · Nature Communications

自然刺激揭示人脑白质回路的功能专门化

Unveiling the functional specialisation of human white matter circuits with naturalistic stimuli

Nature Communications · 第一作者:M. Ovando-Tellez

自然视频 fMRI 与结构连接整合得到功能性白质分区,显示联合纤维偏语言、连合纤维偏执行与运动功能。

推荐理由: 将动态自然刺激与长程网络功能联系起来,对神经网络物理有价值。

精选 55 · 期刊 · Nature Communications

神经子空间在无可检测序列重放时编码序列工作记忆

Neural subspaces encode sequential working memory without detectable neural sequences

Nature Communications · 第一作者:Aniol Santo-Angles

MEG 降维和解码显示,序列项目按顺序位置组织在行为相关的低维子空间中,而保持期未发现逐项神经重放。

推荐理由: 低维表征几何为工作记忆提供明确机制,对神经动力学有价值。

精选 56 · 期刊 · Nature Communications

前额叶与纹状体分别编码跨模态感觉运动学习的模态和学习顺序

Prefrontal cortex and striatum dissociate modality and learning order in cross-modal sensorimotor learning in mice

Nature Communications · 第一作者:Da Song

小鼠皮层与纹状体记录显示,前额叶形成不同模态和情境依赖反应,而纹状体反应受视觉到听觉迁移影响。

推荐理由: 对学习表征和跨模态迁移的神经动力学有相邻价值。

精选 57 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

Si-scRNA-seq:空间受限生物硅化实现常温稳定单细胞转录组

Si-scRNA-seq: Enabling ambient-stable single-cell transcriptomics through spatially confined biosilicification

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Liang Zhou

纳米二氧化硅层包裹细胞 RNA,使其在 25°C 下半衰期延长至 54.8 天,并保持单细胞异质性和主流平台兼容性。

推荐理由: 以界面材料保护生物信息,兼具软材料与单细胞技术交叉价值。

精选 58 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

自然视觉中动作特征主导皮层表征

Action features dominate cortical representation during natural vision

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Heejung Jung

观看自然纪录片时的编码模型显示,动作语义特征比主体、场景和低级运动能量解释更广泛且更多的独特皮层方差。

推荐理由: 自然情境下表征几何的定量结果对神经生物物理有价值。

精选 59 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

大型 DNA 病毒编码的功能性双孔域钾通道

A functional two-pore-domain K <sup>+</sup> channel from a large DNA virus

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Oliver Rauh

研究发现病毒 Kpov 蛋白虽极短且无胞质结构域,仍可在脂质双层中形成钾选择性通道,可能源于原始孔域融合。

推荐理由: 最小离子通道的结构—功能关系对膜生物物理有交叉价值。

精选 60 · 期刊 · Physical Review E

海洋氧含量临界转折:动力系统视角

Tipping points of the ocean oxygen: A dynamical systems perspective

Physical Review E · 第一作者:Amer Alsulami

文章以耦合植被、氧循环和全球气候的概念模型讨论参数变化引起的氧耗竭与海洋缺氧转折点。

推荐理由: 动力系统与临界转折框架相关,但属于观点型气候研究。

精选 61 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

均匀流中带分流板栅栏后湍流分离的时空动力学

On the spatio-temporal dynamics of turbulent flow separation over a fence with a splitter plate in uniform flow

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Jinhao Kang

时间分辨 PIV 将分离剪切层划分为卷起、稳定、壁致大涡破碎和再附后恢复四区,并揭示频率迁移、涡配对及拍动对湍流产生的调制。

推荐理由: 对分离流多尺度结构给出系统实验刻画,流体动力学价值明确。

精选 62 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

窄环隙流中内圆柱方位振荡实现减阻

Flow in a narrow-gap annulus: drag reduction by inner cylinder azimuthal oscillation

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Marcello Manna

直接数值模拟显示内壁谐波方位运动最高减阻 44%、节能 11%,根因是 Stokes 层依次削弱压应变、径向雷诺应力和湍流剪切。

推荐理由: 主动流动控制机制清楚,但主要为工程流体。

精选 63 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

符号回归修正叶素理论中的展向流几何效应

Spanwise flow correction model for blade element theory considering geometric effects by symbolic regression

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Zijie Shi

模型把叶尖涡、展向能量输运和载荷降低连接起来,并由有限实验数据拟合闭合项,在不同叶片和工况下验证。

推荐理由: 将物理机制与数据驱动闭合结合,对流体建模有方法价值。

精选 64 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

三维高斯凸包分离湍流中的非定常性

Unsteadiness in the turbulent separated flow over a three-dimensional Gaussian bump

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Kevin H. Manohar

壁压与 PIV 识别跨两数量级频率的横向游移、分离区呼吸、局域低频和剪切层涡脱落,并发现游移与流向伸展耦合。

推荐理由: 分离湍流多尺度动力学刻画充分,但偏经典流体。

精选 65 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

湍流空腔啸叫:线性化可压 Navier–Stokes 的自洽预测

Whistling of turbulent cavity flows: self-consistent predictions with the linearised compressible Navier–Stokes equations

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Nikolaos Bozikis

自洽饱和模型迭代更新不稳定模态雷诺应力对平均流的反馈,直到边际稳定,并预测空腔声学极限环频率和振幅。

推荐理由: 非线性反馈与极限环建模对流动声学有价值。

精选 66 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

水平振荡参考系中锁门释放惯性重力流的解析模型

Inertial gravity currents released from a lock in frames under horizontal oscillations: Analytical model

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:M. Ungarish

浅水模型预测振荡压力脉冲下重力流的传播、高度和速度,并提出新的脉冲—浮力效应。

推荐理由: 经典重力流理论有价值,但与目标软物质主题交叉有限。

精选 67 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

垂直于盘状薄板的流动

Flow normal to a disk-like plate

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Danxue Ouyang

DNS 系统扫描雷诺数、多边形顶点数和压缩比,识别五种尾迹状态及奇偶顶点导致的阻力频谱差异。

推荐理由: 几何控制尾迹对称性破缺和转捩具有一般流体价值。

精选 68 · 预印本 · bioRxiv

离子通道中的电压与浓度:物理特征揭示限速步骤

Voltage versus concentration in ion channels: Physical signatures reveal rate-limiting steps

bioRxiv · 第一作者:Weckel-Dahman, H. · 通讯作者:Jessica MJ Swanson

作者指出相同电化学驱动力下,电压改变全路径跃迁率而浓度主要改变摄取概率,因此产生不同通量曲线;三组标准 I–V 测量可识别限速步骤,并在 KcsA 数据中得到释放限速。

推荐理由: 把宏观电生理曲线连接到微观非平衡输运机制,方法清晰且高度相关。

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

2026-10-22 · 完整自然日 · 精选 38 篇(期刊 17、预印本 21)

精选 01 · 期刊 · Science

动态功能基团实现纳米通道中的快速选择性输运

Dynamic functionality–enabled fast and selective transport in nanochannels

Science · 第一作者:Hao Zhang

实验与模拟显示,受限功能基团的自旋转可促进动能传递和分子接力,从而降低纳米限域输运阻力并提高分离性能。

推荐理由: 直接涉及纳米限域、摩擦、传质和动态边界,是软物质与流体输运的核心交叉。

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

甘油体边界层实现超润滑

Superlubricity by glycerosome boundary layers

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Yihui Dong

表面力天平实验显示含甘油的磷脂酰胆碱囊泡在 15.6 MPa 下摩擦系数低至 10^-5;模拟将性能归因于低黏附、稳定性与柔性。

推荐理由: 这是膜囊泡、界面力与水合润滑的直接软物质研究,实验性能和机制均突出。

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

细菌共翻译蛋白质组装的分子驱动机制

Molecular drivers of cotranslational protein assembly in bacteria

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Jaro L. Schmitt

作者结合核糖体分析与单分子光镊,揭示四类大肠杆菌复合物的层级共翻译组装、操纵子顺序和触发因子辅助折叠机制。

推荐理由: 单分子力学与蛋白质折叠、组装直接交叉,方法和机制均对生物软物质研究者重要。

精选 04 · 期刊 · Science

用于无药物管理糖尿病肥胖的无线电催化闭环系统

Wireless electrocatalytic closed-loop system for drug-free management of diabesity

Science · 第一作者:Debasis Maity

作者开发无线供能植入式电催化装置,在糖尿病小鼠中可调氧化血糖,并与连续血糖监测结合实现闭环控制。

推荐理由: 植入材料、传质与生理反馈控制具有生物物理和软材料交叉价值,但核心仍偏生物医学工程。

精选 05 · 期刊 · Science

鸟脑中的超快速决策

Ultrarapid decision-making in an avian brain

Science · 第一作者:Philipp Schmidbauer

乌鸦在视觉运动辨别中约 235 毫秒作答;端脑神经元早期编码选择,放电爬坡随感官证据变化并在响应时汇聚。

推荐理由: 对神经动力学、证据积累和快速决策的定量机制具有生物物理价值。

精选 06 · 期刊 · Science

非编码转录控制长程基因调控的发育动力学

Noncoding transcription controls the developmental dynamics of long-range gene regulation

Science · 第一作者:Philippe J. Batut

活成像显示果蝇胚胎不同调控元件依次转录非编码 RNA,适度增强子活性最利于基因激活;扰动会提前激活并改变长程相互作用。

推荐理由: 直接测量时序基因调控与染色质相互作用,对动态生物物理有具体价值。

精选 07 · 期刊 · Nature Communications

激光增强量子传感同时提升灵敏度与动态范围

Laser-enhanced quantum sensing boosts sensitivity and dynamic range

Nature Communications · 第一作者:Florian Schall

将金刚石 NV 中心置于激光腔中,通过磁场相关激光阈值实现高对比输出,并给出亚 400 fT/√Hz 的光子散粒噪声灵敏度极限。

推荐理由: 高灵敏磁测可服务脑磁等生物物理测量,方法价值明确。

精选 08 · 期刊 · Nature Communications

无系留亚克级扑翼系统实现持续自稳与控高飞行

An untethered sub-gram flapping-wing flight system achieves sustained self-stabilizing and altitude-controlled flight

Nature Communications · 第一作者:Xiang Lu

压电直驱 V 翼利用全周扑动和机械自稳,在总重 984 mg 下实现超过 240 秒持续飞行、十米以上高度及扰动恢复。

推荐理由: 微型飞行体现主动推进与流固耦合,工程上新颖,对活性运动有相邻价值。

精选 09 · 期刊 · Science

BAK 与 BAX 形成多蛋白复合物驱动线粒体 DNA 外排和非半胱天冬酶细胞死亡

BAK and BAX form a multiprotein complex to drive mtDNA efflux and caspase-independent cell death

Science · 第一作者:Shaoyuan Yang

作者纯化出含 BAK、BAX、VDAC 和 prohibitins 的复合物,并报告 VDAC 关闭、线粒体钙内流和 mtDNA 外排之间的机制联系。

推荐理由: 膜孔化与大分子复合物机制对细胞生物物理有价值。

精选 10 · 期刊 · Science

植物和细菌中的胍基异戊烯基转移酶天然产物生物合成

Natural product biosynthesis by guanidine prenyltransferases in plants and bacteria

Science · 第一作者:Dominik Kolling

结构与机制分析揭示 NosH 通过双天冬氨酸夹钳活化游离胍,并据此发现跨植物和细菌的酶家族及其胍生物碱产物。

推荐理由: 酶催化结构机制有分子生物物理价值,但与核心软物质问题交叉有限。

精选 11 · 期刊 · Nature Methods

OpenDVP:社区驱动的深度视觉蛋白质组学框架

OpenDVP: an experimental and computational framework for community-empowered deep visual proteomics

Nature Methods · 第一作者:Jose Nimo

作者建立开放的端到端深度视觉蛋白质组学框架,整合图像分析与多组学数据格式,并在胎盘、肺癌和乳腺癌组织中演示空间发现流程。

推荐理由: 开放的空间蛋白质组学工具可支持细胞组织尺度的生物物理研究,方法交叉价值明确。

精选 12 · 期刊 · Nature Communications

NHEJ DNA 突触与 RPA 驱动的 MRX 外切酶平衡 DNA 末端切除

NHEJ-mediated DNA synapsis and RPA-driven MRX exonuclease balance DNA end resection to control DSB repair

Nature Communications · 第一作者:Stefan Braunshier

纯化蛋白重构显示 DNA 突触结构性抑制 MRX-pSae2 切除;若连接失败,RPA 可促进去除 Ku 并把修复导向同源重组。

推荐理由: 分子复合物竞争与 DNA 动态机制对定量生物物理有相邻价值。

精选 13 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

c-FLIP 缺失将基因表达停滞连接到 TNFα 依赖的抗病毒守卫免疫

c-FLIP loss links arrest of gene expression to TNFα-dependent antiviral guard immunity

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Matthew Sonnett

作者结合组学、翻译测量和建模,报告 TNFα 与 c-FLIP 缺失构成类似与门的细胞死亡决策机制,可限制病毒传播。

推荐理由: 涉及受感染细胞的应激整合与命运决策,对生物物理网络和非平衡调控有相邻价值。

精选 14 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

HAP40 通过控制亨廷顿蛋白相互作用与胞外释放调节蛋白稳态

HAP40 functions as a proteostasis regulator by controlling huntingtin interactions and its release into the extracellular space

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Eduardo Silva Ramos

多种细胞模型与组学结果表明,HAP40 调节亨廷顿蛋白相互作用、蛋白降解及突变片段分泌,从而影响细胞蛋白稳态。

推荐理由: 蛋白质稳态和细胞质量控制具有生物物理意义,但对软物质主线的直接联系有限。

精选 15 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

维持传播和宿主适应所需的病毒动力学对应狂犬病肽的神经生理差异

Virus transmission required for maintenance and host adaptation mirrors neurophysiological differences in rabies-derived peptides

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Alice Remal

作者结合个体模型、电生理和系统发育分析,提出不同宿主生态选择狂犬病毒糖蛋白的神经受体调控强度,以匹配传播需求。

推荐理由: 多尺度连接分子作用、宿主行为与传播动力学,对定量生物物理有具体交叉价值。

精选 16 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

基因网络系统级重组驱动蜜蜂从哺育蜂向采集蜂转变

System-level reorganization of gene networks underlies the nurse-to-forager transition in honeybees

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Robert E. Page

作者以五个发育时点的基因相关网络分析显示,行为成熟伴随全局同步网络向模块化、含稀疏拮抗关系的网络重组。

推荐理由: 复杂网络方法揭示社会性昆虫的调控态转变,对统计生物物理有明确参考价值。

精选 17 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

自然凝视中眨眼与头部运动的策略性耦合

Blinks are strategically coupled with head movements in unconstrained natural gaze behavior

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Alexander Goettker

自然任务数据表明眨眼概率随头部速度增加,并在头动前降低、运动中达到峰值;高基础眨眼率者耦合更强。

推荐理由: 提供感觉—运动协调的定量行为规律,对神经与运动生物物理有相邻价值。

精选 18 · 预印本 · bioRxiv

结缔组织模型中力振荡的机械化学同步

Mechanochemical synchronization of force oscillations in connective tissue models

bioRxiv · 第一作者:Boehringer, D. · 通讯作者:David Boehringer

成纤维细胞球在三维胶原中产生约 30 分钟周期的集体力振荡,伴随机械波和钙波;Piezo1、缝隙连接、整合素与 ERK 调控其传播和侵袭,邻近球体可跨毫米无接触同步。

推荐理由: 多尺度连接主动牵引、弹性基质、化学信号与同步,是机械活性组织研究的核心成果。

预印本,尚未经同行评议。

精选 19 · 预印本 · arXiv

化学网络中浓度依赖扩散驱动的活性相分离

Active phase separation from concentration-dependent diffusion in chemical networks

arXiv · 第一作者:Giulia Pisegna

作者从守恒随机反应扩散动力学系统约化出完整 Active Model B+,把系数连接到微观参数,并指出浓度依赖扩散与非对称趋化耦合可产生微相分离和停滞粗化。

推荐理由: 从化学网络到活性场论的自下而上推导直击活性物质和非平衡相分离核心问题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 20 · 预印本 · arXiv

熵产生代价限制归巢鸽群的层级决策

Entropy-production cost limits hierarchical decision-making in homing pigeon flocks

arXiv · 第一作者:Bibaswan Ghosh

轨迹推断显示小鸽群层级明显、群体增大后趋于平等;热力学框架把该趋势解释为非互易通信的信息—熵代价与个体熵产生率约束。

推荐理由: 以真实集体运动连接非互易作用、信息处理和熵产生,是活性群体生物物理的高相关工作。

预印本,尚未经同行评议。

精选 21 · 预印本 · arXiv

手性主动运动的普适绕行定律

Universal winding laws in chiral active motion

arXiv · 第一作者:Ion Santra

理论、实验和模拟表明,手性活性粒子轨迹的有符号面积线性增长,而绕行角仅对数增长,且涨落统计不依赖具体推进细节。

推荐理由: 直接给出手性活性运动的几何和拓扑普适律,是活性物质核心成果。

预印本,尚未经同行评议。

精选 22 · 预印本 · bioRxiv

相分离重塑伴侣蛋白构象能量景观并预激活其功能

Phase separation reshapes the conformational energy landscape of a chaperone to prime its activity

bioRxiv · 第一作者:Ahmed, R. · 通讯作者:Lewis Kay

适配慢转动体系的溶液 NMR 显示,凝聚相削弱 DNAJB1 自抑制闭合态相互作用,增强毫秒动力学并偏移到可结合 HSP70 的开放态,从而促进凝聚体解聚。

推荐理由: 以原子分辨率证明凝聚相可调控蛋白能量景观和功能,是生物分子相分离的重要机制进展。

预印本,尚未经同行评议。

精选 23 · 预印本 · bioRxiv

微米囊泡中单蛋白扩散受黏度、表面电荷和膜相互作用支配

Single-protein diffusion in micrometer-size vesicles is governed by viscosity, surface charge, and membrane interactions

bioRxiv · 第一作者:Coenradij, J. · 通讯作者:Bert Poolman

单分子位移映射定量显示黏度降低扩散,膜附近蛋白迁移减慢,膜电荷影响可延伸约一微米;膜结合蛋白呈自由态与结合态两类扩散群体。

推荐理由: 这是合成细胞中受限扩散、膜涨落与瞬态结合的直接定量研究,紧贴生物软物质主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 24 · 预印本 · arXiv

集体觅食机制:渗流招募级联耦合最大熵场

A mechanism for collective foraging: percolating recruitment cascades coupled to a maximum-entropy field

arXiv · 第一作者:Galen J. Wilkerson

空间中的阈值招募级联与运动重连网络相互反馈,使群体在局部近临界、全局次临界窗口自限聚集与释放,并在稀疏簇集资源下提高收获。

推荐理由: 模型直接连接活性群体、渗流临界性和最优搜索,概念贡献高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 25 · 预印本 · bioRxiv

钙驱动的凝溶胶蛋白激活机制与活性态系综

Calcium-Driven Activation of Gelsolin: Mechanism and the Active-State Ensemble

bioRxiv · 第一作者:Stegani, B. · 通讯作者:Matteo de Rosa

小角 X 射线散射、DEER-EPR 与分子动力学显示,钙触发六结构域按不同动力学顺序开放,活化后形成非对称且高度异质的塑性构象系综。

推荐理由: 直接解析细胞骨架调节蛋白的多结构域非平衡构象切换,生物物理相关性强。

预印本,尚未经同行评议。

精选 26 · 预印本 · arXiv

二维 Taylor–Couette 流中的非均匀弹性湍流

Nonhomogeneous elastic turbulence in the two-dimensional Taylor-Couette flow

arXiv · 第一作者:Zhongxuan Hou

数值模拟刻画低惯性高弹性流体中纯弹性失稳,并发现充分发展动力学局域于内壁附近的活跃区,呈弱各向异性和强非均匀性。

推荐理由: 直接研究黏弹性流体的非平衡湍流与边界层,和软物质流体主线高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 27 · 预印本 · arXiv

有限资源约束下的最优搜索:环境记忆与方向信息

Optimal Search Strategies under Finite Resource Constraints: The Role of Environmental Memory and Directional Information in Informed and Blind Protocols

arXiv · 第一作者:Hugues Meyer

一维随机搜索模型显示,有当前位置和历史信息时资源应集中在狭窄空间区;盲时序策略应稳定使用资源,而环境记忆使盲策略因线索位置波动而更低效。

推荐理由: 有限资源、非马尔可夫记忆与搜索优化直接关联活性搜索和非平衡随机过程。

预印本,尚未经同行评议。

精选 28 · 预印本 · bioRxiv

质膜纳米域内的局域限域促进 GPCR 构成性活性

Local Confinement within Plasma Membrane Nanodomains Promotes Constitutive Activity of GPCRs

bioRxiv · 第一作者:Zhou, X. · 通讯作者:Claudiu C Gradinaru

活细胞信号、单粒子追踪与交叉相关结果显示,A2A 受体及其 G 蛋白共同限域于约 150–200 nm 纳米域,作者据此提出限域提高有效碰撞并促进基础信号。

推荐理由: 把膜纳米组织、扩散与受体功能定量连接,是细胞膜生物物理的重要问题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 29 · 预印本 · bioRxiv

超越贴纸—间隔模型:残基接触网络预测无序区组织与磷酸化重连

Beyond Stickers and Spacers: Residue-level Contact Networks Predict IDR Organization and Phosphorylation Rewiring

bioRxiv · 第一作者:Rahman, T. · 通讯作者:Taseef Rahman

数千条无序区粗粒化轨迹被转为残基接触网络;跨力场共享的高接触和桥接位置可被模型学习,且磷酸化重连与未修饰构象的静电势涨落相关。

推荐理由: 把无序蛋白构象系综、接触网络和修饰响应联系起来,直接服务生物软物质研究。

预印本,尚未经同行评议。

精选 30 · 预印本 · bioRxiv

多价泛素识别调控 Tau 自组装的多个阶段

Multivalent ubiquitin recognition regulates multiple stages of Tau self-assembly

bioRxiv · 第一作者:Muwonge, K. · 通讯作者:Kevin Muwonge

生化、结构和计算结果显示 Tau 含四个泛素结合元件;单体和多聚泛素抑制凝聚并提高残余凝聚体流动性,而在无可检出相分离时可促进特定突变体聚集。

推荐理由: 直接揭示多价作用对蛋白凝聚与聚集的阶段依赖调控,是相分离生物物理的重要工作。

预印本,尚未经同行评议。

精选 31 · 预印本 · bioRxiv

磁性分子纳米尺实现组合生物传感与分子距离测量

Magnetic molecular nanorulers enable combinatorial biosensing and determine distances at the molecular level

bioRxiv · 第一作者:Lak, A. · 通讯作者:Aidin Lak

通过调节磁性纳米粒子表面 DNA 密度,磁粒子谱响应可区分结合位置和四类短 DNA 组合;Fokker–Planck 模型描述响应,并实现最长 13 nm、约 1.3 nm 分辨率的距离测量。

推荐理由: 将分子拥挤、布朗磁化动力学与核酸纳米测量结合,兼具机制、模型和工具创新。

预印本,尚未经同行评议。

精选 32 · 预印本 · bioRxiv

人源伴侣蛋白 TRiC 变构环闭合的顺序轨迹机制

Mechanism of the Sequential Trajectory of Allosteric Ring Closure in Human Chaperonin TRiC

bioRxiv · 第一作者:Zhao, Y. · 通讯作者:Yanyan Zhao

冷冻电镜与深度学习解析出 ATP 结合触发的 TRiC 八亚基依次参与闭合;顶端螺旋网络逐步延伸并伴随赤道结构域顺序旋转,形成不对称有序的变构传播。

推荐理由: 直接揭示耗能分子机器的协同构象动力学,机制清晰且与非平衡生物物理高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 33 · 预印本 · bioRxiv

低聚 MLKL 在坏死性凋亡中诱导不规则膜缺陷

Low-order MLKL oligomers induce irregular membrane defects in necroptosis

bioRxiv · 第一作者:Martinez-Osorio, V. · 通讯作者:Ana J. Garcia-Saez

单粒子成像显示活化 MLKL 形成低迁移率的一至六聚体;原子力显微镜直接观察到边缘仅部分由蛋白装饰的不规则膜开口,而非规则孔道。

推荐理由: 直接结合单分子成像、膜软物质与细胞死亡机制,证据链具体且有明确新意。

预印本,尚未经同行评议。

精选 34 · 预印本 · arXiv

带量子反馈的热力学不确定性关系

Thermodynamic Uncertainty Relation with Quantum Feedback

arXiv · 第一作者:Ryotaro Honma

作者以互信息量化反馈信息贡献,为任意时间积分流推导有限时热力学不确定性关系,并在量子钟模型中展示反馈可提升精度。

推荐理由: 信息反馈、熵产生与涨落精度界是非平衡统计物理核心议题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 35 · 预印本 · arXiv

刻面反常标度的起源

Origins of Faceted Anomalous Scaling

arXiv · 第一作者:Maximilien Bernard

作者证明刻面反常粗糙化的指数结构由斜率场统计决定,可由典型涨落的尺寸依赖或稀有跳跃主导产生,并在 Larkin 与柱状 KPZ 模型中解析验证。

推荐理由: 对非平衡界面增长和异常标度给出统一统计机制,相关性和理论新意突出。

预印本,尚未经同行评议。

精选 36 · 预印本 · arXiv

学习随机生长动力学的 Cole–Hopf 坐标:KPZ 普适类

Learning Cole-Hopf Coordinates for Stochastic Growth Dynamics: the KPZ class

arXiv · 第一作者:Lorenzo Mensi

数据驱动模型从 KPZ 高度轨迹中恢复局部指数 Cole–Hopf 变换和线性随机算子,并重现增长指数与 GOE Tracy–Widom 分布。

推荐理由: 直指非平衡随机增长的普适性与可解释方程发现,方法与物理贡献均高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 37 · 预印本 · arXiv

聚伪轮烷凝胶结构组分的功能机制

Functional understanding of structural components in polypseudorotaxane gels

arXiv · 第一作者:Ella Sapsford

流变实验与粗粒化模拟显示,削弱环糊精间作用会抑制结晶并显著削弱凝胶,而促进穿线可在低化学计量比下形成长寿命网络。

推荐理由: 直接建立滑环凝胶分子相互作用与黏弹性的结构—功能关系,软物质价值突出。

预印本,尚未经同行评议。

精选 38 · 预印本 · arXiv

润滑接触离散吸附体的石英晶体微天平阻抗

Quartz Crystal Microbalance impedance of discrete adsorbates with lubricated contact

arXiv · 第一作者:Alexander M. Leshansky

理论推导液体中近壁球形颗粒在 MHz 剪切振荡下的复阻抗,并由有限元及 32–510 nm 聚苯乙烯颗粒 QCM 实验验证。

推荐理由: 把润滑流体力学与颗粒吸附测量定量连接,适用于软物质界面表征,相关性强。

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

2026-10-21 · 完整自然日 · 精选 34 篇(期刊 23、预印本 11)

精选 01 · 期刊 · Physical Review E

主动自相互作用异聚合物的动力学平均场理论

Dynamical mean-field theory of active, self-interacting heteropolymers

Physical Review E · 第一作者:Andriy Goychuk

非线性动力学平均场理论统一描述异质单体主动踢、相关主动流、非互易耦合、流体与接触相互作用下聚合物构象和涨落,并预测染色质由卷曲、膨胀到超致密分形态的跨越标度。

推荐理由: 直接针对主动异聚合物和染色质的统一解析框架,和活性、软物质及生物物理主线高度契合。

精选 02 · 期刊 · Nature Communications

配体式与溶剂式脂质调控的浓度依赖切换

Concentration‑dependent switching between ligand‑like and solvent‑like lipid regulation in a model ion channel

Nature Communications · 第一作者:Ashley J. Newton

重构膜中的离子通道实验显示低浓度磷脂酸以协同位点配体方式调控,而磷脂酰乙醇胺呈线性膜溶剂效应;脂质浓度定量区分两种机制。

推荐理由: 直接揭示膜组成、构象系综与蛋白功能的物理耦合,是膜生物物理的重要结果。

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

信号凝聚体组织 CD28 共刺激并受 PD- 1 拮抗

CD28 costimulation is organized by signaling condensates and counteracted by PD-1

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Hui Chen

重构与细胞实验显示 CD28 胞内区和 Lck 通过凝聚组织共刺激信号,而双磷酸化 PD- 1 竞争结合并溶解凝聚体;据此设计的 CD28 突变体提高 CAR 细胞抗抑制能力。

推荐理由: 把相分离凝聚机制与免疫信号功能和工程改造直接联系,是生物凝聚体物理的重要期刊成果。

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

大分子缔合产生的组分分散性决定相反电荷多离子的液液相分离

Macromolecular association creates dispersity of components that determines liquid–liquid phase separation of oppositely charged polyions

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Matthias Ballauff

实验数据再分析表明,相反电荷多离子在均相溶液中的缔合产生组分分散性,使液液相分离出现开放互溶间隙并令共存相组成依赖初始聚合物体积分数。

推荐理由: 指出生物凝聚体模型中常被忽视的缔合分散性效应,直接关系复杂共沉淀和相图解释。

精选 05 · 期刊 · Physical Review E

挠曲电驱动的弯曲弹性软化导致极性流体自发手性破缺

Flexoelectricity-driven softening of bend elasticity leads to spontaneous chiral symmetry breaking in a polar fluid

Physical Review E · 第一作者:Aitor Erkoreka

介电、光散射和小角 X 射线实验显示,极性流体接近扭曲弯曲铁电向列相时弯曲弹性常数软化并出现集体介电模;理论将其归因于极化—弯曲耦合驱动的挠曲电转变。

推荐理由: 直接解释无手性分子极性流体的自发手性破缺,是液晶软物质的重要机制结果。

精选 06 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

两类模型微泳者流体相互作用的半解析求解

A semi-analytical approach to resolving hydrodynamic interactions between two model microswimmers

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Xinyi Yang

边界配点法覆盖任意取向与间距的球形 squirmer 对,给出力、矩和应力偶数据库并弥合近场与远场近似。

推荐理由: 直接服务活性悬浮液集体动力学与流变建模。

精选 07 · 期刊 · Nature

酶嵌入聚酯加速深海生物降解

Enzyme-embedded polyesters for accelerated biodegradation in the deep sea

Nature · 第一作者:QiuYuan Huang

少量酶热嵌入多种可堆肥聚酯,在沿岸和深海显著加速降解,同时保持机械性能。

推荐理由: 把聚合物材料设计、酶动力学和环境条件结合,应用与软材料价值突出。

精选 08 · 期刊 · Nature Physics

滑移铁电体中超越振幅饱和的相干声子控制

Coherent phonon control beyond amplitude saturation in a sliding ferroelectric

Nature Physics · 第一作者:Jan Gerrit Horstmann

双脉冲定时避开相互抵消的电子—声子通道,在固定总能量下放大层间滑移声子并进入远离平衡的非谐耦合区。

推荐理由: 期刊实验清晰展示强驱晶格的非线性控制。

精选 09 · 期刊 · Nature Biotechnology

用于人细胞全转录组单细胞 RNA 记录的 Recordanelle

Recordanelles for transcriptome-wide single-cell RNA recording in human cells

Nature Biotechnology · 第一作者:Christopher D. Reinkemeier

合成细胞器由膜锚、凝聚体组装器和 poly(A) 结合蛋白组成,可招募并保护大部分 mRNA 数日,保存瞬态转录历史。

推荐理由: 以工程凝聚体实现时间积分式细胞记录,生物凝聚体与合成生物交叉新颖。

精选 10 · 期刊 · Physical Review X

Lindblad 谱与稳态的张量网络框架

Tensor-Network Framework for Lindbladian Spectra and Steady States

Physical Review X · 第一作者:Philipp Westhoff

张量网络框架计算大尺度开放量子系统 Lindblad 算符的稳态和低激发谱,并在耗散驱动 Bose-Hubbard 模型中发现与 KPZ 超扩散一致的异常弛豫。

推荐理由: 对非平衡开放多体系统提供有力方法,KPZ 动力学也具统计物理交叉价值。

精选 11 · 期刊 · Physical Review X

近可积动力学的广义 BBGKY 层级

Generalized Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon Hierarchy for Near-Integrable Dynamics

Physical Review X · 第一作者:Leonardo Biagetti

广义 BBGKY 层级以近可积模型准粒子密度及关联描述长尺度动力学,模拟显示单粒子分布玻尔兹曼式弛豫而高阶关联长期非热。

推荐理由: 统一强局域相互作用与长程碰撞,非平衡多体方法价值高。

精选 12 · 期刊 · Science Robotics

用谱群体机器人“听见”场地形状

Hearing the shape of an arena with spectral swarm robotics

Science Robotics · 第一作者:Leo Cazenille

机器人群通过局域扩散估计拉普拉斯谱不变量,在两种硬件平台上仅凭局域交互识别全局场地形状。

推荐理由: 局域信息产生全局几何认知,对集体行为建模有直接启发。

精选 13 · 期刊 · Nature Communications

应变工程与 UV 可调胶带制备高密度定向石墨烯纳米卷

Strain-engineered fabrication of high-density aligned graphene-based nanoscrolls via UV-tunable adhesive tapes

Nature Communications · 第一作者:Maki Nakatani

释放预应变可形成方向和手性角受控的高密度石墨烯及异质纳米卷。

推荐理由: 形变驱动自组装与一维纳米结构具有软物质交叉价值。

精选 14 · 期刊 · Nature Communications

三维球体中的 Cell Painting 高内涵形态分析

High-content morphological profiling by Cell Painting in 3D spheroids

Nature Communications · 第一作者:Christa Ringers

组织透明与自动聚焦实现完整球体内单细胞分辨的 384 孔成像,并区分二维中相似的药物效应。

推荐理由: 三维细胞组织成像和形态表型分析有方法价值。

精选 15 · 期刊 · Nature Communications

慢性 TFE3 激活导致代谢僵化、溶酶体失败和细胞—基质失稳

Chronic TFE3 activation in TFE3-associated neurodevelopmental disorder drives metabolic rigidity, lysosomal failure, and cell-extracellular matrix destabilization

Nature Communications · 第一作者:José A. Martina

患者成纤维细胞显示持续 TFE3 核定位造成氧化代谢依赖、溶酶体功能障碍、黏附成熟和迁移缺陷。

推荐理由: 细胞力学界面与代谢稳态有交叉价值。

精选 16 · 期刊 · Nature Communications

热雕刻纳米限域单原子空腔实现近统一选择性尿素电合成

Thermal sculpting of nanoconfined single-atom cavities enables urea electrosynthesis with near-unity selectivity

Nature Communications · 第一作者:Boxuan Yang

可编程气化形成匹配尺度空腔,调控局域电场和中间体以提高 C–N 耦合选择性。

推荐理由: 纳米限域与界面反应设计具有材料物理价值。

精选 17 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

用化学位移约束增强无序蛋白系综的粗粒化模拟

Enhancing simulations of disordered protein ensembles with chemical shift restraints in coarse-grained models

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Mina Cullen

神经网络把粗粒化构象映射到 NMR 化学位移,使单珠蛋白模型能够按实验约束采样无序蛋白及凝聚体中的瞬态二级结构。

推荐理由: 直接改进无序蛋白与凝聚体的粗粒化建模,具有软物质和生物物理方法价值。

精选 18 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

冷冻电镜断层成像揭示利什曼原虫鞭毛结构

Unveiling the structure of <i>Leishmania</i> flagella through cryoelectron tomography

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Dylan Wilburn

冷冻电镜断层成像解析利什曼原虫鞭毛 96 纳米重复和旁鞭毛杆,揭示多种双联微管特异且不对称的连接结构。

推荐理由: 微管马达结构与鞭毛运动相关,对细胞机械生物物理有具体价值。

精选 19 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

促进变构蛋白折叠切换的低丰度嵌合中间态结构

Structure of a sparsely populated chimeric intermediate that facilitates fold-switching of a metamorphic protein

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Bodhisatwa Nandi

多核 NMR 捕获淋巴趋化因子折叠切换路径上低丰度嵌合中间态,其结构结合两个终态的不同层级特征。

推荐理由: 直接解析稀有构象与蛋白折叠能景,具有分子生物物理价值。

精选 20 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

自由与水凝胶封装蓝细菌工程蛋白分泌的信号肽

Signal peptides for engineered protein secretion by free and hydrogel-encapsulated cyanobacteria

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Nathan T. Soulier

筛选的信号肽可驱动蓝细菌分泌异源酶;海藻酸盐水凝胶封装活细胞仍能释放足量漆酶处理染料。

推荐理由: 工程活材料把细胞分泌与水凝胶耦合,具有软物质和合成生物交叉价值。

精选 21 · 期刊 · Science Robotics

结构偏置实现机器人群强化学习的可靠仿真到现实迁移

Structural bias enables reliable sim-to-real transfer in reinforcement learning for robot swarms

Science Robotics · 第一作者:Ilyes Gharbi

结构约束的多智能体强化学习让 20 台实体机器人在五类任务中实现可靠仿真到现实迁移。

推荐理由: 强调模块化局域行为与集体控制,和群体运动研究具有方法交叉。

精选 22 · 期刊 · Physical Review E

磁性多核粒子的动态磁响应:竞争各向异性

Dynamic magnetic response of magnetic multicore particles: Competing anisotropies

Physical Review E · 第一作者:Vladimir Zverev

布朗动力学和理论表明,多核磁粒子的伸长会在强偶极耦合下拓宽弛豫谱并把耗散移向低频,从而显著提高低频比损耗功率。

推荐理由: 颗粒形状、偶极关联和弛豫的联系对磁性软物质及热疗设计有价值。

精选 23 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

湍流驱动气泡破裂中的快慢表面活性剂

Fast and slow surfactants in turbulence-driven bubble breakup

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Zhan Wu

实验显示仅吸附足够快的表面活性剂会显著增加 Hinze 尺度以下气泡数并改变尺寸分布。

推荐理由: 揭示界面动力学时间尺度如何控制湍流碎裂。

精选 24 · 预印本 · arXiv

可压缩活性流体的空间控制

Spatial Control of Compressible Active Fluids

arXiv · 第一作者:Yu-Chuan Cheng

实验与连续理论研究正弦空间活动性图案下的可压缩微管活性流体:微管在低活动区富集,密度差受波长控制;短波长跨区涡旋抑制调制,长波长局域涡旋允许密度对比形成。

推荐理由: 以最小可压缩活性流体模型定量复现实验并给出空间控制失效的尺度限制,是活性流体主线的重要结果。

预印本,尚未经同行评议。

精选 25 · 预印本 · arXiv

用双稳态纳米结构控制能量递送

Controlling energy delivery with bistable nanostructures

arXiv · 第一作者:Andreas Ehrmann

模型设计相互耦合的低势垒松弛通道,使高能纳米结构在朗之万模拟中反复驱动目标远离平衡并做功。

推荐理由: 纯物理的合成纳米机器供能机制新颖,直接联系非平衡软物质。

预印本,尚未经同行评议。

精选 26 · 预印本 · arXiv

活性摩擦非布朗悬浮液中的可调剪切增稠

Tunable shear thickening in active frictional non-Brownian suspensions

arXiv · 第一作者:Bhanu Prasad Bhowmik

粒子模拟显示自推进与摩擦接触竞争,可在交叉活动度以下使高应力体系去增稠,并以无量纲主动应力统一标度、调控剪切堵塞边界。

推荐理由: 直接处理活性致密颗粒流变和堵塞,主线高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 27 · 预印本 · arXiv

主动和受驱粒子接触引起的形态失稳与负几何摩擦

Morphological instability and negative geometric friction from contact with active and driven particles

arXiv · 第一作者:Forouh Maleki

理论显示形变基底上的过阻尼粒子产生几何摩擦;在主动或受驱条件下动力学响应可令摩擦变负,软化基底并促进内陷或外翻,而平衡态摩擦保持为正。

推荐理由: 提出活性物质重塑环境的新机制,直接连接非平衡响应、几何与形态失稳。

预印本,尚未经同行评议。

精选 28 · 预印本 · arXiv

取向挫折驱动各向异性粒子在液体迷宫中增强扩散

Orientational frustration drives enhanced diffusion of anisotropic particles in a liquid labyrinth

arXiv · 第一作者:Rohit Mangalwedhekar

三维单粒子跟踪显示长纳米管虽更易困陷,却会动态对准狭窄通道而高效逃逸,使逃逸时间对长度异常不敏感。

推荐理由: 揭示几何约束下取向—平移耦合的新输运机制。

预印本,尚未经同行评议。

精选 29 · 预印本 · arXiv

通过微凝胶粒子刚度调控胶体玻璃的热记忆与耗散

Tuning Thermal Memory and Dissipation in Colloidal Glasses via Microgel Particle Stiffness

arXiv · 第一作者:Sonali Vasant Kawale

振荡流变与冷冻成像显示,微凝胶刚度非单调控制 Kovacs 记忆:过软快速适应、过硬动力学冻结,而中等刚度最大化路径不对称与耗散。

推荐理由: 直接揭示胶体玻璃中颗粒力学对非平衡记忆和能景遍历的控制。

预印本,尚未经同行评议。

精选 30 · 预印本 · arXiv

含时延双稳态主动粒子的随机共振

Stochastic resonance in time-delayed bistable active particles

arXiv · 第一作者:Antonio A. Valido

解析与数值研究含延迟反馈的双稳态主动粒子随机共振,发现适度主动噪声相关时间可增强响应,而白噪声和长记忆会削弱并展宽共振。

推荐理由: 同时处理活动性、惯性、延迟和非热噪声,是明确的非平衡活性粒子问题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 31 · 预印本 · arXiv

非晶材料循环剪切中延迟弹性吸收与疲劳失效的机制

Mechanism of delayed elastic state absorption versus fatigue failure in cyclic shear of amorphous materials

arXiv · 第一作者:Samuel B. Walker

弹塑性晶格模型把循环剪切下吸收态形成映射为有限区间扩散,并说明临界幅值两侧相同的近阈值应变积累如何分别导致弹性吸收或延迟疲劳失效。

推荐理由: 对无定形材料循环训练、吸收态与疲劳的统一机制解释高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 32 · 预印本 · arXiv

浓胶体悬浮液密度尾迹闭合:可压缩性、摩擦与自推进控制的两种机制

Closing of density wake in concentrated colloidal suspensions: two regimes governed by compressibility, friction, and self-propulsion

arXiv · 第一作者:Guillaume Duprez

二维致密胶体实验与模拟发现障碍物后密度尾迹长度随密度非单调变化;主动浴中自推进速度与持续时间以不同方式增大障碍物的有效尺寸。

推荐理由: 比较热胶体与主动胶体尾迹闭合,直接揭示可压缩性、摩擦和活动性的作用。

预印本,尚未经同行评议。

精选 33 · 预印本 · arXiv

杂乱噪声诱导二元活性极性群的相分离

Clutter Noise Induced Phase Segregation in Binary Active Polar Flocks

arXiv · 第一作者:Pradeep Kumar Yadav

二元 Vicsek 模型显示仅由组分依赖的杂乱噪声即可破坏混合态,形成条纹、同向带、反向亚稳形态及稳定相分离极性流体;流体理论将其归因于局域极性序和输运效率受抑。

推荐理由: 无需排斥或反对齐即可由噪声驱动群体相分离,直接契合集体运动与活性混合物主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 34 · 预印本 · arXiv

有限时多方过程操控揭示非单调不可逆性

Finite-time Polytropic Steering Reveals Non-monotonic Irreversibility

arXiv · 第一作者:Cong Fu

Fokker–Planck 框架显示熵产生在准静态与快速驱动极限均下降,于中间时间尺度最大,并可调控布朗热机功率—效率权衡。

推荐理由: 揭示有限时热力学中非单调耗散,贡献清晰。

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

2026-10-20 · 完整自然日 · 精选 18 篇(期刊 10、预印本 8)

精选 01 · 期刊 · Physical Review Letters

微凝胶悬浮液中的接触力

Contact Forces in Microgel Suspensions

Physical Review Letters · 第一作者:Fran Ivan Vrban

理论将微凝胶视为液滴,计算宽压入范围内的精确形变能,并发现高表面张力下接触能在较大变形时仍近似成对可加,幂律指数约为 2。

推荐理由: 直接给出软胶体接触力的可用相互作用模型,对致密微凝胶与软颗粒物理高度相关。

精选 02 · 期刊 · Nature Communications

太赫兹场诱导范德华反铁磁体中的巨大对称性调制

Terahertz field-induced giant symmetry modulations in a van der Waals antiferromagnet

Nature Communications · 第一作者:Sheikh Rubaiat Ul Haque

太赫兹强场实验在范德华反铁磁体中激发出巨大、长寿命的对称性振荡与相干声子,并观察隐藏振动模和可能的亚稳低对称态。

推荐理由: 强驱量子材料中的对称性调控和亚稳态具有非平衡物理价值,且期刊证据较强。

精选 03 · 期刊 · Nature Communications

固体多体相互作用的强场光谱学

Strong field spectroscopy of many-body interactions in solids

Nature Communications · 第一作者:Viacheslav Korolev

波长依赖高次谐波实验与第一性原理散射计算表明,强场载流子进入高电子—声子散射区会造成数飞秒退相干。

推荐理由: 把强驱固体退相干追溯到微观多体散射,对非平衡光谱和量子材料有具体价值。

精选 04 · 期刊 · Physical Review Letters

作为相对论 Unruh–DeWitt 探测器的玻色极化子:从玻色–爱因斯坦凝聚体提取纠缠

Bose Polarons as Relativistic Unruh-DeWitt Detectors: Entanglement Harvesting from Bose-Einstein Condensates

Physical Review Letters · 第一作者:T. Rick Perche

理论将玻色凝聚体中的束缚杂质映射为 Unruh–DeWitt 探测器,并给出提取凝聚体真空纠缠的可行实验参数。

推荐理由: 量子模拟与冷原子方法新颖,但和软物质、活性物质主线仅属邻近物理。

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

螺位错介导的类星系超螺旋组装及增强型生物压电效应

Screw dislocation–mediated galaxy-mimicking superspiral assembly with amplified bio-piezoelectricity

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

研究表明极简氨基酸可经螺位错诱导的层级结晶形成可编程超螺旋,并将压电响应提升约 17 倍。

推荐理由: 自组装、缺陷介导结构形成与功能放大直接关联软物质和生物材料。

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

跨越空间尺度的呼吸道病毒感染模型

Bridging spatial scales in respiratory viral infection

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Ulrik Hvid

研究用年龄依赖分支过程连接呼吸道病毒的局部扩增与远程播种,并得到早期感染指数增长率的解析表达。

推荐理由: 可解析的多尺度随机过程模型对感染动力学和统计物理读者有方法价值。

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

仿生非对称设计实现磁引导可编程热机械防护

Magnetically guided programmable thermomechanical protection enabled by biomimetic asymmetric design

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Zimu Li

仿生非对称剪切增稠凝胶与磁流变弹性体实现约 40 倍力学可调性,并展示冲击和热防护。

推荐理由: 速率依赖流变、磁耦合与可编程材料具有明确软物质交叉价值。

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

液态水中的因果性:涌现玻璃态动力学的标志

Causality in liquid water as a hallmark of emergent glassy dynamics

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Léon Huet

平衡分子动力学与因果推断指标显示,过冷高密度水中平移运动成为取向动力学的主要驱动,呈现玻璃化重组。

推荐理由: 以方向性耦合刻画平衡液体的涌现玻璃动力学,对软物质和统计物理有直接价值。

精选 09 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

逆转录驱动 HIV- 1 衣壳破裂与脱壳的机制

Mechanism of HIV-1 capsid rupture and uncoating by reverse transcription

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Kuntal Ghosh

多尺度粗粒化动力学蒙特卡洛模拟复现 HIV 逆转录过程中 DNA 增长引发的多种衣壳破裂路径,并匹配冷冻电镜形态。

推荐理由: 将随机生长、力学约束与病毒衣壳破裂相结合,具有明确的机制生物物理价值。

精选 10 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

单分子 FRET 与分子动力学揭示异质性淀粉样 β 二聚

Heterogeneous amyloid β dimerization revealed by single-molecule FRET and MD simulation

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Fanjie Meng

单分子 FRET 与增强采样模拟显示 Aβ 二聚虽罕见,却存在多种毫秒至秒寿命的结合态,反映崎岖聚集能景。

推荐理由: 直接解析聚集早期的结构与动力学异质性,对蛋白软物质和单分子生物物理有价值。

精选 11 · 预印本 · arXiv

连接聚合物流体与活性向列相的流体动力学

Connecting the Hydrodynamics of Polymeric Fluids and Active Nematics

arXiv · 第一作者:Vedad Dzanic

研究把聚合物流体连续方程映射为可变形、收缩型高温活性向列相,数值相图连接两类流体的失稳;聚合物伸展造成的活性梯度促进横向流与弹性湍流,箭头结构出现时伴随±1/ 2 拓扑缺陷。

推荐理由: 统一聚合物弹性流体与活性向列流体动力学,并提出缺陷和失稳的具体联系,正处于活性与软物质主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 12 · 预印本 · arXiv

组织界面主动输运产生的电水力场

Electrohydraulic Fields Generated by Active Transport at Tissue Interfaces

arXiv · 第一作者:Amit Singh Vishen

统一电—渗透—流体框架显示,组织界面的非均匀主动离子泵可产生长程电场、渗透压梯度和流动;偶极泵送可通过体相渗透耦合驱动自推进,反馈还能触发多极场的自发对称破缺。

推荐理由: 把主动跨膜输运、流动、自推进与组织模式形成置于同一可计算框架,和活性生物物理主线高度一致。

预印本,尚未经同行评议。

精选 13 · 预印本 · arXiv

涌现活性团簇长度尺度支配切向驱动聚合物的塌缩转变

Emergent Active-Blob Length Scale Governs the Collapse Transition of Tangentially Driven Polymers

arXiv · 第一作者:Baptiste Parage

布朗动力学模拟显示切向极性驱动会抹平聚合物线团—球状体交叉,并产生“活性团簇”折叠长度;热长度与活性长度之比使塌缩数据汇聚到统一主曲线。

推荐理由: 活性驱动如何重写经典聚合物塌缩标度是活性物质与软物质主线问题,且提出了清晰的新长度尺度。

预印本,尚未经同行评议。

精选 14 · 预印本 · arXiv

催化推进活性多面体中涌现的非互易成对相互作用

Emergent non-reciprocal pair interactions in catalytically propelled active polyhedra

arXiv · 第一作者:Silvana A. Caipa Cure

实验测量催化自推进多面体胶体的有效成对作用,随机力推断发现以径向、非互易作用为主;最小泳动活性布朗模型将其归因于浓度依赖减速、化学耦合几何与泳动吸引。

推荐理由: 非互易相互作用的直接实验推断及形状依赖机制高度契合活性胶体主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 15 · 预印本 · arXiv

二维材料界面水的显著压力减速与软玻璃流变

Dramatic pressure-induced slowdown and the soft glassy rheology of water at 2D material interface

arXiv · 第一作者:Guilhem Mariette

调谐叉 AFM 测量覆盖线性到非线性的受限水剪切流变,发现二维材料界面处水呈速率依赖的软玻璃屈服行为;压力使动力学显著减慢,弛豫时间延长至微秒量级。

推荐理由: 直接揭示分子限域流体的非线性玻璃流变与压力调控,属于软物质和纳米流体主线的重要预印本。

预印本,尚未经同行评议。

精选 16 · 预印本 · bioRxiv

旋转纳米机器的实验伞形采样

Experimental umbrella sampling of a rotary nanomachine

bioRxiv · 第一作者:Weiss, L. J. K. · 通讯作者:Friedrich C Simmel

单分子实验将电场偏置、原位势能标定和统计重加权结合,重建旋转 DNA 纳米机器的角向自由能景观,分辨超过 10 kBT 的势垒及设计微调引起的局部变化。

推荐理由: 把伞形采样真正转移到单分子实验,直接连接纳米结构、能景与人工分子机器设计,方法新颖。

预印本,尚未经同行评议。

精选 17 · 预印本 · bioRxiv

通过 AFM 压入探测跨孔原生质膜的力学性质

Probing the Mechanical Properties of Pore-Spanning Plasma Membranes via AFM Indentation

bioRxiv · 第一作者:Winkler, M. · 通讯作者:Claudia Steinem

研究构建跨孔原生质膜平台,用 AFM 压入与流体囊模型同时估计预张力、面积压缩模量和水力渗透率,并发现原生膜与人工膜的力学差异。

推荐理由: 直接测量接近原生组成膜的力学与渗透响应,对膜软物质和细胞力学高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 18 · 预印本 · arXiv

利用高次谐波光谱追踪多尺度液晶有序

Tracking multiscale liquid crystal order with high harmonic spectroscopy

arXiv · 第一作者:Marta L. Murillo-Sánchez

温控液晶平面射流实验显示偏振分辨高次谐波对向列序高度敏感;多尺度模型把短程轨道杂化、取向关联长度和相位匹配联系起来,并解析向列—各向同性转变。

推荐理由: 用强场光谱跨尺度读取液晶有序,方法新颖且对软物质结构表征价值突出。

预印本,尚未经同行评议。

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Programmable nonlinear rotation of acoustically levitated chiral stars · arXiv(预印本)
Floquet 基态有序

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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

2026-10-19 · 完整自然日 · 精选 41 篇(期刊 6、预印本 35)

精选 01 · 期刊 · Nature Communications

细胞核对胞内机械力的适应调节果蝇巨噬细胞体内吞噬能力

Nuclear adaptation to intracellular mechanical forces regulates the phagocytic capacity of Drosophila macrophages in vivo

Nature Communications · 第一作者:Clelia Amato

果蝇胚胎巨噬细胞体内成像显示,吞入凋亡小体压陷细胞核并提高 Lamin B;抑制 Lamin B 或 LINC 组分降低后续吞噬。研究将胞内拥挤产生的核形变及分子适应与持续清除能力联系,揭示核力学对细胞功能的反馈。

推荐理由: 核变形、拥挤和吞噬能力的体内因果扰动有明确细胞软物质力学价值。

精选 02 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

非极性介质中介电粒子的非线性电泳:第一部分,中等 Debye 数

Nonlinear electrophoresis of a dielectric particle in a non-polar media. Part I. Intermediate Debye numbers

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Elizaveta Frants

非极性低导电介质中的带电介电粒子数值研究发现,中等 Debye 数和较高 Dukhin 数下离子云形成薄双层与扩展空间电荷双层结构,经典 Smoluchowski 公式失效。离子通量分析解释极点电荷射流,但模型未包含载流子缔合解离。

推荐理由: 胶体非线性电泳的非平衡离子结构与输运是直接主线,且明确模型遗漏。

精选 03 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

黏弹润滑层引起的自限湍流减阻

Self-limiting turbulent drag reduction via a viscoelastic lubricating layer

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Emanuele Milocco

相场与 FENE-CR 模拟显示,薄黏弹润滑层随弹性增强提高减阻但逐步饱和。能量预算解释聚合物应力抑制法向涨落、毛细功及湍动产生,反而减少可转入弹性储存的动能,使进一步增弹的收益自限,揭示流变—输运反馈。

推荐理由: 明确解析黏弹性减阻的饱和机制而非仅性能趋势,直接连接软流体应力和能量通路。

精选 04 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

超疏水沟槽上 Bingham 流的有效滑移、塞状区与界面脱钉

Effective slip, plug formation and interface depinning in Bingham flow over superhydrophobic grooves

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Amir Joulaei

半解析与双相数值模型研究 Bingham 流体掠过充气沟槽,比较屈服、毛细、惯性和几何竞争造成的平坦、挠曲、脱钉及塌陷界面。深槽有限惯性下转变可由有效 Reynolds 数整理,浅槽则可能在脱钉前塌陷。

推荐理由: 屈服流变与润湿接触线失稳的系统耦合直接属于软物质力学,具明确相态及标度分析。

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

EIGHT 折叠的独特性质:具有复杂 8₃结拓扑的蛋白质

Unique features of EIGHT fold—Proteins with the most complex 8 <sub>3</sub> knotted topology

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Mariusz Mozajew

晶体结构揭示复杂 8₃结蛋白的内部对称,平衡展开近似两态而复折叠趋向非天然紧凑态,展开动力学跨毫秒至数日。结构模型预测经中间结型自打结与解结,提示拓扑约束造成多阶段路径,预测与实验结论应分开。

推荐理由: 高复杂度蛋白拓扑与折叠能景对聚合物生物物理有具体价值,兼有结构和动力学证据。

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

mechanoLight:活细胞 5 -HT2AR 机械转导的遗传编码荧光传感器

mechanoLight: A genetically encoded fluorescent biosensor for visualizing 5-HT2AR mechanotransduction in live cells

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:In-Yeop Baek

mechanoLight 荧光传感器选择报告剪切诱导的 5 -HT2AR 构象变化,对配体响应较弱。连接肽交换、建模和突变区分机械与配体激活模式,并将剪切响应联系到 G 蛋白下游信号,提供活细胞力感受读出。

推荐理由: 机械刺激转导的分子构象测量有明确生物物理方法价值,避免把探针信号混同所有受体活性。

精选 07 · 预印本 · arXiv

二维 Vicsek 模型的共存相

Coexistence phase of the two-dimensional Vicsek model

arXiv · 第一作者:Yu Duan

大尺度模拟考察二维 Vicsek 共存区的多种带状图案,认为多数有限尺度图案在无限系统消失。局部扰动可破坏规则全局有序带,支持该区至少部分亚稳,并提出渐近态由混沌相互作用行进带组成的无序图景。

推荐理由: 直接修订经典集群模型的共存态及亚稳性理解;无限尺度结论保留作者论证性质。

预印本,尚未经同行评议。

精选 08 · 预印本 · arXiv

二维 Vicsek 模型的相图

Phase Diagram of the Two-Dimensional Vicsek Model

arXiv · 第一作者:Yu Duan

更大时空尺度的二维 Vicsek 模拟提出更新相图,发现不止一种相分离情景,共存区可进一步细分为两部分,并绘制均匀 Toner–Tu 液体的亚稳区域。结果挑战把该模型概括为单一微相分离机制的简单图景。

推荐理由: 基础活性群集模型的系统相图与尺度效应高度相关,有明确主线新意。

预印本,尚未经同行评议。

精选 09 · 预印本 · arXiv

手性对三维活性弹性体及固体的影响

Effect of chirality on active elastomers and solids in three dimensions

arXiv · 第一作者:S. J. Kole

一般流体动力学方程比较手性活性单轴弹性体与固体,独立取向旋转对称性限制手性项。打破该对称后固定介质中出现一般失稳,强迫项随破缺场归零而消失;动量守恒惯性体系还允许新增奇弹性失稳途径。

推荐理由: 对称性如何决定手性活性固体稳定性与奇弹性项是直接理论主线,结论不扩展为实验普遍事实。

预印本,尚未经同行评议。

精选 10 · 预印本 · arXiv

手性破坏取向活性固体

Chirality destroys oriented active solids

arXiv · 第一作者:S. J. Kole

流体动力学理论预测,固定背景介质中三维单轴活性固体的手性力密度可在比奇弹性更低的梯度阶 使固态失稳;各向异性介质中的各向同性手性固体也受影响。更高对称性的极性弹性体可消除此失稳,并约束动量守恒体系的奇弹性项。

推荐理由: 对手性、活性与固体对称性的稳定性给出明确新预测,直接贴合主线;结论是理论而非实验普遍证明。

预印本,尚未经同行评议。

精选 11 · 预印本 · arXiv

群体中的抽动纤维体:桌面一维活性粒子气体

Twitching fiberboids in the collective : A table-top, one-dimensional, active particle gas

arXiv · 第一作者:Alex Arnhold

热驱动尼龙纤维在曲玻璃面上短时滚动后反向,形成宏观扩散样“抽动”。实验将其限制为一维集体,观察活性簇及非平衡动态,再用包含簇内速度对齐的格点模型定性解释,建立可桌面实现的自滚纤维活性气体。

推荐理由: 新可控实验平台连接单体反转、对齐及活性聚集,直接适合研究机械群体。

预印本,尚未经同行评议。

精选 12 · 预印本 · arXiv

自对齐活性晶体缺陷的可调退火

Tunable annealing of defects in self-aligning active crystals

arXiv · 第一作者:Kanka Ghosh

数值研究自对齐活性晶体,发现增大有极化态附近的时空取向涨落可促进缺陷退火。长持续时间及慢对齐使体系跨越势垒,实现多晶向单晶转变;分离活性强度与时间尺度后,延迟群集对齐的点粒模型也呈类似效应。

推荐理由: 从活性时标调控缺陷消除而非简单加噪,为可重构活性材料提供明确机制。

预印本,尚未经同行评议。

精选 13 · 预印本 · arXiv

从粒子到自推进棒有效模型的连续理论

From particles to continuum theories in effective models of self-propelled rods

arXiv · 第一作者:Elia Bronzo

以速度向列对齐及两类排斥有效表示自推进棒的几何,构造可系统粗粒化的 Vicsek 式粒子模型。作者由此推导流体动力学方程,展示其解与粒子集体行为定性相符,尝试弥补显式棒模型难以从微观推至连续描述的缺口。

推荐理由: 自推进棒从碰撞机制到连续理论的桥接直接属于活性物质主线,定性一致不等同完整定量相图。

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趋化活性 Janus 粒子的动态聚集

Dynamic clustering of active chemotactic Janus particles

arXiv · 第一作者:Joël Mabillard

以扩散泳自发推进模型回访三维 Janus 胶体动态聚集,溶质浓度控制相图中稳健簇区。线性稳定性刻画气相失稳,模型将聚集归于 Keller–Segel 塌缩与运动诱导相分离的共同作用,两者都可被取向—化学场耦合截停。

推荐理由: 把化学反馈与 MIPS 统一解释动态簇,直接切合活性胶体自组织。

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入侵活性前沿或近临界簇可稳定易灭绝的可激发系统

Invading activity fronts or near-critical clusters may stabilize vulnerable excitable systems against stochastic trajectories terminating in an absorbing state

arXiv · 第一作者:Kenneth A. V. Distefano

随机捕食、循环竞争及传播模型显示,脆弱区域与稳定斑块扩散耦合时,移入通量可借助入侵活性前沿或近临界大簇重建有利相关初态,抑制有限系统吸收灭绝。结果把空间活性结构而非仅平均种群量与存活稳定性联系。

推荐理由: 前沿、临界簇与随机灭绝之间的共同机制直接关联空间非平衡群体动力学。

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封闭系统中开放化学反应网络热力学的涌现

Emergence of Open Chemical Reaction Network Thermodynamics within Closed Systems

arXiv · 第一作者:Benedikt Remlein

理论给出封闭反应网络涌现开放网络的条件:快反应形成交换机制,丰度尺度分离使部分物种具大化学容量。该极限同时恢复随机动力学、局部详细平衡和熵产生,并预测开放描述有效时长随丰度分离尺度增长。

推荐理由: 为有限封闭化学体系何时可用恒化学势浴提供明确热力学条件,对生命反应网络主线直接重要。

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从微观描述构建非局域静电场论

Nonlocal Electrostatic Field Theory from Microscopic Description

arXiv · 第一作者:Varazdat Stepanyan

从微观运动方程构建平均场 Fokker–Planck 描述,将有限尺寸非局域性与非线性静电响应统一,导出广义 Poisson–Boltzmann 方程及自由能。线性极限中得到波矢相关的各向异性易感响应,并讨论局域线性响应反转。

推荐理由: 面向软介质非局域静电的微观到连续理论具有直接价值,结果保留平均场近似。

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广义涨落动态密度泛函理论:推导与应用

Generalised Fluctuating Dynamic Density-Functional Theory: Derivation and Applications

arXiv · 第一作者:Toby Kay

从微观 Hamilton 动力学经投影与粗粒化推导任意观测场的涨落动态密度泛函理论,分别关联可逆、耗散及随机贡献与微观过程。进一步平均得到宏观理论,并用胶体和非等温黏性流体检验,恢复涨落 Navier–Stokes 描述。

推荐理由: 为介观远离平衡涨落与连续理论提供统一推导,对软物质多尺度建模直接相关。

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精选 19 · 预印本 · arXiv

局部随机重置下游动—翻转粒子的运动诱导相分离

Motility-Induced Phase Separation of Run-and-Tumble Particles under Local Stochastic Resetting

arXiv · 第一作者:Pascal Grange

一维游动—翻转气体在局部随机重置下,理论预测超临界重置率产生中心稠密液滴与周围气相。动力学方程给出稳态剖面及液滴尺寸的非单调依赖,成核后以重置时标松弛;有限回返速度扩展中稳态尺寸保持不变。

推荐理由: 局部物质通量如何调节 MIPS 及液滴选择提供明确解析机制,直接贴合非平衡活性相行为。

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精选 20 · 预印本 · arXiv

等可达稳态的 McLennan 公式

A McLennan formula for equiaccessible steady states

arXiv · 第一作者:Jacob Calvert

以等可达非平衡稳态而非平衡态为展开基点,推导 McLennan 类占据公式。零阶由局部逃逸率控制,给出低扰动“low rattling”原则的强形式;一阶交通不平衡引入非局部可达性修正,标明局部速率描述何时不足。

推荐理由: 远离平衡稳态概率的可控展开直接连接活性物质自组织与随机热力学。

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精选 21 · 预印本 · bioRxiv

黏性机械线索通过骨架—核耦合及染色质重塑编码转移行为

Viscous mechanical cues encode metastatic behavior through cytoskeletal-nuclear coupling and chromatin remodeling

bioRxiv · 第一作者:Ly, K. L. · 通讯作者:Kandice Tanner

可独立调节弹性与黏性的水凝胶实验显示,软而黏基底可诱导类似硬基底的细胞、核及迁移表型。组学与模型提出慢松弛累积核应变、重塑染色质,肌动球蛋白与微管分别参与早期及持久适应,动物实验联系到转移行为。

推荐理由: 黏性与机械历史如何编码长期细胞状态有直接软生物物理价值,核应变机制保留模型支持层次。

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精选 22 · 预印本 · bioRxiv

解析体相水溶液中脉冲电场对蛋白的影响

Resolving pulsed electric field effects on proteins in bulk aqueous solution

bioRxiv · 第一作者:Zakar, T. · 通讯作者:Ondrej Kucera

脉冲电场使微管蛋白在阳极附近成胶并持续损失聚合能力,pH 成像显示相同区域酸化。调整脉冲以抑制酸化而不降低总电暴露后,结构与功能扰动不再可检测,说明所测持久响应可由电化学生成 pH 变化解释。

推荐理由: 严格对照区分外场直接作用与介质化学效应,对骨架操控及非平衡实验解释有直接价值。

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精选 23 · 预印本 · bioRxiv

失去分叉末端:揭示血凝块形成中的纤维分支机制

Losing the split ends: unraveling the mechanisms of fiber branching during blood clot formation

bioRxiv · 第一作者:Elangovan, A. · 通讯作者:Nathan E. Hudson

光片显微直接记录纤维蛋白成胶,观察到四类成熟纤维碰撞黏结路径,而非纤维分叉或小原纤维侧向结合。棒状扩散模拟重现路径频率及角度,电镜支持结点类型并显示后续纤维加固,揭示凝胶网络分支的形成机制。

推荐理由: 从实时成像到扩散模型解析生物纤维网络组装,具有清晰软物质机制贡献。

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精选 24 · 预印本 · bioRxiv

内在无序适配蛋白控制膜上 EGFR 凝聚体的尺寸与组成

An intrinsically disordered adaptor protein controls the size and composition of EGFR condensates on membranes

bioRxiv · 第一作者:Ullo, M. F. · 通讯作者:Lindsay B. Case

支持膜重构与模拟显示无序适配蛋白 GAB1 可溶解大 EGFR 凝聚体,再成核更小、组成不同的组装。无序区未磷酸化酪氨酸参与溶解,磷酸化关闭该作用;PH 域寡聚与磷脂共同调节新成核,连接序列及膜组成和受体尺寸。

推荐理由: 膜上凝聚体尺寸及溶解的可调机制直接相关,跨蛋白推广仍属于作者基于预测提出的可能性。

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精选 25 · 预印本 · bioRxiv

活细胞内结构有序并不伴随机械有序

Structural order emerges without mechanical order inside living cells

bioRxiv · 第一作者:Eskandari, M. A. · 通讯作者:Timo Betz

在图案化 RPE1 细胞中测绘力学及主动作用,并以 Wasserstein 重心比较骨架和细胞器组织。结构呈群体极化,却未发现显著空间力学图案或相关;局部各向异性存在,但巨大局部和细胞间差异压过梯度,挑战结构序必对应力学序的假设。

推荐理由: 直接检验细胞结构—力学映射的常用假设,负结果及异质性对细胞材料建模同样重要。

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精选 26 · 预印本 · bioRxiv

从分子模拟推断蛋白诱导的脂双层自发曲率

Inferring protein-induced spontaneous curvature of lipid bilayers from molecular simulation

bioRxiv · 第一作者:Hossein, A. · 通讯作者:Alexander J Sodt

提出把膜相关分子的横向位置与热涨落膜模态曲率关联,估算其诱导自发曲率的强度及符号。粗粒跨膜蛋白和全原子两亲螺旋示例展示方法,并置于 Helfrich 框架及同类实验背景中,连接分子模拟与膜形状参数。

推荐理由: 直接提供膜蛋白曲率耦合的可量化工具,属于平衡涨落和膜力学主线。

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精选 27 · 预印本 · arXiv

具有长程湮灭的吸收态转变

Absorbing state transitions with long-range annihilation

arXiv · 第一作者:Nicholas O'Dea

解析与数值研究含奇偶约束的分支扩散及长程成对湮灭模型,发现定向渗流与奇偶守恒普适类可成为连续变化临界指数系列的两端。长程湮灭削弱全局对称约束的局部效应,扩展吸收态转变的已知相图。

推荐理由: 对称性与长程作用竞争产生新临界行为,直接属于非平衡统计物理主线。

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精选 28 · 预印本 · arXiv

IRENE:流体层有限元软件

IRENE: a fluId layeR finitE-elemeNt softwarE

arXiv · 第一作者:Dennis Wörthmüller

IRENE 有限元库模拟嵌入三维空间的二维黏性流体层,可处理开放曲面、多类边界及障碍,并耦合面内流动、面外形变、张力和弹性。与解析及数值结果对比验证覆盖低雷诺数和惯性区间,面向膜到宏观薄层问题。

推荐理由: 可变形曲面流动的通用建模工具直接服务膜及软流体力学,摘要提供验证而非仅软件宣告。

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精选 29 · 预印本 · arXiv

无歧义表征纳米限域液体面内介电响应:以水为例

Unambiguous characterization of in-plane dielectric response in nanoconfined liquids: water as a case study

arXiv · 第一作者:Jon Zubeltzu

针对分子薄水层的介电常数依赖有效厚度选择,研究改用二维面内极化率表征响应。经典分子模拟分别通过涨落耗散与电容器诱导偶极计算得到一致结果,提供无需人为膜厚定义、便于模拟实验比较的响应量。

推荐理由: 澄清限域液体介电测量的定义歧义,直接涉及界面水及软物质线性响应。

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精选 30 · 预印本 · arXiv

Hopf 分岔处观测量的奇异行为

Singular Behavior of Observables at Hopf Bifurcations

arXiv · 第一作者:Benedikt Remlein

理论表明超临界 Hopf 起振时,时间平均观测量可有限却在某阶导数非解析。周期相位平均消去振幅奇次项,最低存活耦合决定折点或更高阶奇异;化学、电子及气候振子例子展示该层级,无需稳态本身发生奇异。

推荐理由: 统一解释自振系统中观测量的非发散奇异行为,直接关联非平衡分岔与测量指标。

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精选 31 · 预印本 · arXiv

低于溶胀平衡时的水凝胶力学

Hydrogel mechanics below swelling equilibrium

arXiv · 第一作者:A. Chao Correas

理论与实验表明,低于溶胀平衡的部分干燥水凝胶中,混合压力和孔压主导局部含水量,网络弹性主要适应形状。由此可视为具有环境设定目标体积的不可压固体,分阶段力学描述能重现状态与行为,简化聚合物—流体耦合。

推荐理由: 识别水凝胶不同作用的机械层级并验证简化,是直接软材料力学贡献,不自动归为活性物质。

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精选 32 · 预印本 · arXiv

外域中的扩散驱动表面自催化

Diffusion-Driven Surface Autocatalysis in Exterior Domains

arXiv · 第一作者:Denis S. Grebenkov

解析研究球外扩散粒子在表面复制与逃向无穷的竞争,三维以上出现有限种群、代数增长和指数增长三种区间。求得分布及高阶矩,并以 Dirichlet-to-Neumann 算子推广到一般外域,联系边界几何与临界催化速率。

推荐理由: 反应—扩散、分支和开放边界几何共同产生临界增长,具有明确非平衡统计价值。

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精选 33 · 预印本 · arXiv

沉降颗粒对湍流的分形强迫

Fractal forcing of turbulence by settling particles

arXiv · 第一作者:Simone Tandurella

粒子分辨直接数值模拟在高体积分数和密度比下发现,沉降颗粒形成宏观分形簇,以多尺度自相似方式激发远大于单粒尺度的湍流。大尺度簇驱动涨落与已知高波数单粒强迫不同,提出颗粒自组织生成分形强迫的机制。

推荐理由: 颗粒集体结构与跨尺度流动能量注入直接关联非平衡悬浮体系,摘要明确证据来自模拟。

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精选 34 · 预印本 · arXiv

弱弹性黏性壳层包围的微米黏性射流的超稳定性

Superstability of micrometer viscous jets surrounded by weakly-elastic viscous shells

arXiv · 第一作者:A. Rubio-González

实验显示弱弹性黏性外壳可强烈稳定微米黏性射流。结果支持聚合物黏度超过阈值且松弛时间足以发生线团拉伸时,延伸应力提供稳定作用;高黏射流只需很低聚合物浓度,所研究条件下未见串珠失稳。

推荐理由: 黏弹外壳抑制界面破裂是直接软流体机制,需保留阈值解释来自实验趋势的限定。

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精选 35 · 预印本 · arXiv

晶面异常标度的起源

Origins of Faceted Anomalous Scaling

arXiv · 第一作者:Maximilien Bernard

界面理论把坡度增量分为典型涨落与罕见跳变,说明所谓晶面异常粗糙既可来自尺寸依赖典型涨落,也可由跳变主导。两个可解模型给出粗糙指数及竞争引起的双分形,表明异常指数并不要求实际存在长直晶面。

推荐理由: 厘清非平衡界面标度的统计起源并给出精确模型检验,直接推进粗化与涨落主线。

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精选 36 · 预印本 · arXiv

随机反应网络的无模拟近似贝叶斯计算

Simulation-free approximate Bayesian computation for stochastic reaction networks

arXiv · 第一作者:Zekai Li

无模拟近似贝叶斯方法以化学主方程约束构造凸优化,筛选与观测相容的反应参数,避免大量轨迹模拟。作者给出逐步收紧及趋向精确后验的理论保证,在合成基准和单细胞转录爆发数据中展示准确性与计算效率。

推荐理由: 随机反应网络的推断与不确定性有直接生物统计物理价值,提供清晰方法新意。

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耦合相变的模块化 Landau 分析:铁电液晶应用

Modular Landau Analysis of Coupled Phase Transitions: Application to Ferroelectric Liquid Crystals

arXiv · 第一作者:Sisi Guan

模块化 Landau 方法局部松弛非临界母相变量,获得模式耦合与转变阶数修正,再比较全松弛自由能选择平衡相序。铁电液晶模型以同组参数重现既有测量的相序和转变温度,层距则通过独立观测映射拟合。

推荐理由: 耦合序参量的平衡相行为与液晶直接相关,方法清晰且区分自由能预测和观测量拟合。

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精选 38 · 预印本 · arXiv

Kerr 振子网络中参量放大驱动的雪崩与老化

Avalanches and Aging Driven by Parametric Amplification in Kerr Oscillator Networks

arXiv · 第一作者:Alejandro S. Gómez

非线性耦合 Kerr 参量振子网络中,增益先激活部分模式,频移再逐个把休眠模式拉入增益窗口。等待模式继续衰减,使激活种子变小、驻留时间几何增长并出现对数老化;加性噪声提供种子下限,可加速最慢阶段而保留序列。

推荐理由: 给出驱动耗散网络中雪崩与老化的具体动力学机制,对复杂非平衡松弛有直接价值。

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精选 39 · 预印本 · arXiv

热力学中的统计决策理论

Statistical decision theory in thermodynamics

arXiv · 第一作者:Yoshihiko Hasegawa

将估计、检验和分类统一到随机热力学的统计决策框架,以两点方法给出最坏参数下最小风险的下界。马尔可夫过程例子把分类及分布估计损失联系到动力学活性,在特定动态下进一步恢复活性或熵产生不确定关系。

推荐理由: 把感知和分类能力的限制连接到热力学资源,是明确的信息与非平衡统计交叉。

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精选 40 · 预印本 · arXiv

各向异性硬粒混合物的集体扩散

Collective diffusion of anisotropic hard-particle mixtures

arXiv · 第一作者:Anouar El Moumane

由 DDFT 简化得到集体扩散方程,将粒子直接关联引入长时扩散系数修正。硬球及单轴、双轴硬粒混合物的各向同性和向列相给出解析有效系数,连接静态相关与动态松弛,并讨论向有位置序体系推广。

推荐理由: 各向异性混合物的结构—扩散关系直接关联胶体与液晶软物质,不涉及无依据的活性标签。

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精选 41 · 预印本 · bioRxiv

波动水动力增加湍流中鱼类运动变异

Fluctuating hydrodynamic forces increase fish locomotor variability in turbulence

bioRxiv · 第一作者:Calicchia, M. A. · 通讯作者:Rui Ni

鱼类在层流与湍流中平均尾拍变化不大,但湍流增强逐周期和不对称拍动波动。准稳态模型预测平均力改变量较小、推力方差随速度涨落平方增长,并指出力与尾速相关可增大机械功,连接流动噪声与运动代价。

推荐理由: 将外部流动涨落、游动变异及能量消耗联系到可检验力学机制,直接贴合生物流体。

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