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）
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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