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BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-10-26 · 完整自然日 · 精选 38 篇(期刊 23、预印本 15)

精选 01 · 期刊 · Nature Methods

通过单分子捕获实现连续质量光度法

Continuous mass photometry by single-molecule trapping

Nature Methods · 第一作者:Dan Loewenthal

连续质量光度法将单个生物分子系留在支持脂质双层上,可持续数小时观察其复合与相互作用,并达到亚千道尔顿质量精度和毫秒时间分辨率。

推荐理由: 兼具单分子、膜界面与动力学测量突破,方法价值和生物物理相关性都很高。

精选 02 · 期刊 · Physical Review X

化学反应网络的热力学空间

Thermodynamic Space of Chemical Reaction Networks

Physical Review X · 第一作者:Shiling Liang

作者定义并解析推导给定能量预算下化学反应网络可达稳态浓度的热力学空间,同时建立反应亲和力界限,以约束外部通量驱动网络的操作范围。

推荐理由: 直接研究生命化学网络的非平衡热力学约束,兼具普适理论与生物物理意义。

精选 03 · 期刊 · Nature Communications

持续供给细胞的开放迁移系统中手性多臂螺旋的涌现

Emergence of chiral multi-armed spirals in an open system of migrating cells under continuous cell supply

Nature Communications · 第一作者:Masayuki Hayakawa

趋化缺陷的黏菌细胞形成厘米尺度顺时针多臂螺旋;实验显示短程极性对齐与微弱单细胞手性被持续细胞通量放大。开放手性 Vicsek 模型进一步指出内禀手性、极性对齐和持续供给是关键因素。

推荐理由: 这是开放活性物质中微观手性经集体序放大为宏观图样的直接实验—理论研究,和主线高度契合。

精选 04 · 期刊 · Nature Communications

用于神经免疫调节癌症治疗的动态自适应软生物电子器件

Dynamically adaptive soft bioelectronics for neuro-immunomodulatory cancer therapy

Nature Communications · 第一作者:Wenliang Liu

作者构建可注射抗疲劳导电水凝胶、液态金属电极和无电池无线供能组成的迷走神经刺激器。在胰腺肿瘤小鼠模型中,慢性刺激抑制肿瘤生长转移并改变免疫微环境,增强抗 PD-1 疗效。

推荐理由: 将动态匹配软界面、无线器件与神经免疫调控结合,具明显软生物电子学新意。

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

体外结合能刻画 Klf4 在人类全基因组中的占据

In vitro binding energies capture Klf4 occupancy across the human genome

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Anne Schwager

研究先测量 Klf4 对大量 DNA 序列的物理结合能,再用含相邻界面耦合的 Ising 模型刻画非线性序列依赖;模型无需额外拟合即可预测单分子和全基因组占据。

推荐理由: 将定量结合实验、单分子测量与统计力学模型统一,直接揭示转录因子序列识别,相关性与新意都高。

精选 06 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

介电表面间受限电解质排液中的流体动力

Hydrodynamic forces in the drainage of an electrolyte confined between dielectric surfaces

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Caroline Cramail

作者建立局域 Onsager 理论,描述带电曲面间电解质薄膜排液时流量、电荷与溶质通量的耦合,覆盖不同双电层重叠程度,并预测扩散动理学导致的保守刚度分量。

推荐理由: 直接连接受限软物质、电动流体与非平衡输运,理论相图和新刚度效应具有较高新意。

精选 07 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

两个球形液滴早期聚并理论

Theory of the coalescence of two spherical liquid drops at early times

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Rodolfo Brandão

作者用匹配渐近法求解表面张力驱动的牛顿液滴早期聚并,给出桥颈增长、间隙形状及惯性向纯黏性相似解的跨越,并与数值模拟和实验吻合。

推荐理由: 液滴聚并是软物质界面动力学核心问题,该理论统一早期标度与跨越行为。

精选 08 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

黏弹性剪切流中球形与扁球形颗粒的动力学

Dynamics of spherical and oblate particles in a viscoelastic shear flow

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Zhenyu Ouyang

数值研究显示,流体弹性会改变球形颗粒平衡位置、减慢扁球转动,并在惯性与弹性竞争下产生多种迁移—转动模式及可释放的锁定态。

推荐理由: 颗粒—黏弹性流耦合与软物质流变直接相关。

精选 09 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

湍流边界层中内孤立波下方的旁路转捩

Bypass transition beneath internal solitary waves in turbulent boundary layers

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Andrés Posada-Bedoya

三维高分辨率模拟显示,背景湍流会绕过层流条件下的模态不稳定路径,激发近壁条带并经二次不稳定形成湍流爆发,使转捩位置向波谷移动。

推荐理由: 揭示自然环境中不同于层流模型的非平衡转捩机制。

精选 10 · 期刊 · Physical Review Letters

超流氦纳米液滴中 Thomson 电荷构型的实空间成像

Real-Space Imaging of Thomson Charge Configurations in Superfluid Helium Nanodroplets

Physical Review Letters · 第一作者:Thomas Pohl

作者以金纳米颗粒标记超流氦液滴表面电荷,并通过电子显微镜印迹直接观察有限粒子数能量极小构型及曲率受挫的库仑结晶。

推荐理由: 球面受限、曲率挫折和自组装与软物质几何问题有明确交叉。

精选 11 · 期刊 · Nature Communications

胎内活动模式与出生后睡眠行为的关联

Association of fetal activity patterns in utero with postnatal sleep behavior

Nature Communications · 第一作者:Andjela Markovic

连续可穿戴监测显示胎儿已出现与母体活动及昼夜节律对齐的日周期;胎儿昼夜睡眠比是出生后睡眠偏好的主要预测量,母体睡眠规律性亦相关。

推荐理由: 以长时间动力学数据研究早期节律形成,对生物物理有交叉价值,但样本量较小。

精选 12 · 期刊 · Nature Communications

人类视觉皮层中时间特征绑定的神经极限

Neural limits of temporal feature binding in human visual cortex

Nature Communications · 第一作者:N Schönemann

高时间分辨率脑磁源定位表明,跨空间颜色—方向绑定依赖 V1/V2 约 120 毫秒的快速循环调制;当交替过快无法容纳该过程时表现降至随机水平。

推荐理由: 给出知觉绑定时间极限的具体神经动力学机制。

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

海洋冷泉高厌氧甲烷氧化速率的同位素键合记录

Global high rates of anaerobic methane oxidation at marine cold seeps recorded by isotope bonding in seep carbonates

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Scott T. Wieman

作者用冷泉碳酸盐中碳氧同位素键合建立厌氧甲烷氧化速率代理指标,并以模型及独立测量验证,估算全球现代冷泉甲烷消耗。

推荐理由: 涉及微生物代谢驱动的地球化学非平衡通量,对生物物理属相邻价值。

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

纳米量子传感器的固态激光制冷

Solid-state laser refrigeration of nanoscale quantum sensors

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Zhaojie Feng

实验将纳米金刚石和金纳米晶置于激光制冷陶瓷基底上,分别降低稳态工作温度约 25 K 和光热升温约 8.8 K。

推荐理由: 纳米传感与光热控制方法可支持生物物理测量,但主题偏量子与纳米光学。

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

自发复制叉坍塌调控野生型酵母端粒长度稳态

Spontaneous replication fork collapse regulates telomere length homeostasis in wild-type yeast

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Margherita Paschini

实验表明端粒处自发复制叉坍塌产生的底物比完整染色体末端更频繁地被端粒酶延长,并由 CST 与 RPA 复合物共同限制。

推荐理由: 揭示复制动力学与端粒稳态的新机制,具有分子生物物理价值。

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

可空间部署的铁氧化还原变阻器调节营养胁迫下的根生长

A spatially deployable iron redox rheostat tunes root growth under nutritional stress

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Joaquín Clúa

遗传扰动显示 CYBDOM 铁还原酶与 LPR 铁氧化酶构成拮抗模块,使根生长抑制随质外体铁积累定量变化,并伴随活性氧变化。

推荐理由: 呈现环境信号、氧化还原稳态与生长响应的连续控制,具有相邻生物物理价值。

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

可逆反应中位置特异同位素特征的演化

Position-specific isotope signatures evolve during a reversible reaction

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Cornelia Rasmussen

作者以葡萄糖变旋为模型,用 NMR 同时追踪异构体比例及各位点碳同位素比,直接观察非平衡反应中动力学与平衡同位素效应的演化。

推荐理由: 为化学反应非平衡动力学提供时间分辨实验,具相邻价值。

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

资源驱动的滞后期释放触发最快、最大规模海岸植物入侵

Resource-driven release from lag phase triggers the world’s fastest and largest coastal plant invasion

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Zhenpeng Ge

研究结合野外实验、人口动力学理论和历史记录,指出沉积物累积通过削弱资源调控的 Allee 效应,提高克隆与有性繁殖并结束互花米草入侵滞后期。

推荐理由: 以定量种群动力学解释生态转变,具有统计生物物理的相邻价值。

精选 19 · 期刊 · Physical Review E

有向扩展范围渗流

Directed extended-range percolation

Physical Review E · 第一作者:Wenbo Liu

作者提出有向扩展范围渗流,用消息传递方法说明当可信节点可经有限长度有向路径连接时,方向性反而可简化阈值和临界行为的求解。

推荐理由: 网络渗流理论具有统计物理价值,但应用和生物物理主线较间接。

精选 20 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

温度依赖黏度和各向异性热扩散下倾斜多孔介质中 Darcy–Forchheimer 对流的起始

The onset of Darcy–Forchheimer convection in an inclined porous medium with the temperature dependence of viscosity and anisotropic thermal diffusivity

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Pallawi Bharti

作者通过线性与非线性稳定性分析及数值特征值计算,研究内热源、倾角、黏度温度依赖和热扩散各向异性如何改变临界瑞利数与流动模态。

推荐理由: 属于多孔介质非平衡对流稳定性研究,对流体方向有具体价值。

精选 21 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

时间发展湍流边界层中小尺度剪切层的标度

Scalings of small-scale shear layers in temporally developing turbulent boundary layers

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Yonggi Park

直接数值模拟揭示剪切层嵌入双轴应变,并给出对数层、外层与缓冲层中速度跃变和厚度的不同 Kolmogorov 或黏性标度。

推荐理由: 为湍流小尺度结构及控制提供定量标度,属重要相邻流体研究。

精选 22 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

明渠流中的二次流与超大尺度运动:展弦比效应

Secondary currents and very-large-scale motions in open-channel flows: effect of flow aspect ratio

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Yifan Zhu

大涡模拟区分侧壁二次流不稳定、普通大尺度运动与超大尺度运动主导的空间区域,并展示这些区域随宽深比变化及相互隔离的机制。

推荐理由: 系统刻画受限湍流的多尺度组织,对流体动力学读者有价值。

精选 23 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

渐变过滤器中的耦合输运与吸附:非散度自由效应的多尺度分析

Coupled transport and adsorption in graded filters: A multi-scale analysis of non-solenoidal effects

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Václav Klika

作者对缓慢变化孔隙率的近周期过滤介质进行多尺度均匀化,引入浓度—流速耦合的修正不可压条件,并分析孔隙梯度、堵塞和边界条件对过滤效率的影响。

推荐理由: 多孔软介质中的耦合输运与吸附具有明确交叉价值。

精选 24 · 预印本 · arXiv

主动运动与润湿协同调节液—液相分离

Active motility and wetting cooperatively regulate liquid-liquid phase separation

arXiv · 第一作者:Dixi Yang

细菌—水相两相体系实验和流体模拟显示,界面润湿把细菌运动耦合到相分离动力学:高葡聚糖比例下旋转流抑制液桥和粗化,较低比例下润湿桥促进链状及分支聚集。

推荐理由: 把活性流、润湿与相分离形貌选择统一起来,是主线高度相关且机制清晰的研究。

预印本,尚未经同行评议。

精选 25 · 预印本 · arXiv

界面细菌驱动自由悬浮活性液滴旋转

Interfacial bacteria-driven rotation of free-floating active droplets

arXiv · 第一作者:Dixi Yang

实验与流体粒子模拟显示,铜绿假单胞菌富集在两水相界面并沿切向运动;界面定位将力偶分配到两相,使单相获得有限主动转矩而整体保持转矩平衡,从而驱动无边界液滴自主旋转。

推荐理由: 给出细菌推进经液—液界面转化为宏观转动的清晰机制,是活性液滴的重要进展。

预印本,尚未经同行评议。

精选 26 · 预印本 · arXiv

马达散粒噪声解释单根纤毛中的主动涨落

Motor shot noise explains active fluctuations in a single cilium

arXiv · 第一作者:Maximilian Kotz

理论表明有限数量分子马达的结合数涨落足以解释纤毛搏动精度和纤毛内部同步相位缺陷,将微观马达噪声与介观非平衡振荡直接联系。

推荐理由: 聚焦主动生物马达的随机涨落与集体动力学,和研究主线高度一致。

预印本,尚未经同行评议。

精选 27 · 预印本 · bioRxiv

嵌入染料对 SMC 蛋白 DNA 环挤出的影响

Intercalator effects on DNA loop extrusion by SMC proteins

bioRxiv · 第一作者:Analikwu, B. T. · 通讯作者:Cees Dekker

单分子实验系统比较四种嵌入染料,显示其可使 DNA 变硬、部分中和电荷并降低 SMC 结合与 ATPase 活性;环挤出定性机制保留,但定量动力学受影响。

推荐理由: 直接量化常用成像探针如何改变 DNA 力学和主动分子马达过程,对单分子活性生物物理很重要。

预印本,尚未经同行评议。

精选 28 · 预印本 · arXiv

均匀屈服与剪切带屈服中屈服应力流体的多尺度动力学

Multiscale dynamics in yield stress fluids during homogeneous and shear-banded yielding

arXiv · 第一作者:P. Edera

作者结合振荡流变与梯度分辨粒子追踪,比较均匀屈服微凝胶和形成稳态剪切带的致密乳液,并将长程弹道流与局域 Fick 扩散分离,发现两者作用于相同示踪粒子。

推荐理由: 直接检验屈服、剪切带与微观涨落机制,是高度相关的非平衡软玻璃研究。

预印本,尚未经同行评议。

精选 29 · 预印本 · arXiv

非老化液态泡沫中基本塑性事件驱动的应力松弛

Stress Relaxation Driven by Elementary Plastic Events in Non-Ageing Liquid Foams

arXiv · 第一作者:F. Schott

快速 X 射线断层流变测量显示,停止流动后剪切应力、塑性活动和配位数呈稳健线性关系;松弛由单个塑性事件持续时间控制并近似指数衰减,而非长程级联。

推荐理由: 提供无热非晶软物质应力松弛的直接微观证据,相关性和新意均高。

预印本,尚未经同行评议。

精选 30 · 预印本 · arXiv

各向异性带电球之间电荷调节静电相互作用的闭式理论

A closed-form theory of charge-regulated electrostatic interactions between anisotropically charged spheres

arXiv · 第一作者:Anže Božič

作者在线性 Poisson–Boltzmann 框架下统一处理球形胶体表面电荷斑块与 pH 响应,推导平均场和涨落相互作用,并预测中性各向异性粒子靠近时可诱导净单极电荷和取向分支分裂。

推荐理由: 直接适用于蛋白质与斑块胶体的电荷调节和取向相互作用,是重要软物质理论。

预印本,尚未经同行评议。

精选 31 · 预印本 · arXiv

吸收相变附近同步控制的输运:受驱颗粒单层的有效 Enskog 动力学

Synchronization-controlled transport near an absorbing transition: Effective Enskog kinetic theory of a driven granular monolayer

arXiv · 第一作者:David González Méndez

作者将振动边界同步效应纳入状态依赖碰撞规则,建立受驱颗粒单层活性相的 Enskog 理论,并由 Chapman–Enskog 展开得到输运系数。

推荐理由: 直接研究耗散颗粒体系中同步、吸收转变和宏观输运的联系,主线相关性高。

预印本,尚未经同行评议。

精选 32 · 预印本 · arXiv

刚性颗粒诱导弹性体复合材料异常软化

Rigid Particle-Induced Anomalous Softening in Elastomer Composites

arXiv · 第一作者:Yonghyun Cho

作者发现刚性颗粒在富溶胶弹性体中可主动引导凝胶化,使承载网络拓扑重构并随颗粒增加反而软化;结构模型捕捉了该行为在不同颗粒体系中的起始。

推荐理由: 以凝胶网络拓扑解释反常力学响应,是软材料设计中的新颖机制。

预印本,尚未经同行评议。

精选 33 · 预印本 · arXiv

含可溶表面活性剂的弱黏弹性降膜中的热—溶质 Marangoni 不稳定性

Thermosolutal Marangoni instabilities in a weakly viscoelastic falling film with soluble surfactant

arXiv · 第一作者:Sanghasri Mukhopadhyay

作者结合 Orr–Sommerfeld 分析、长波极限和五场加权残差模型,研究弹性记忆及热、溶质 Marangoni 应力对失稳阈值和非线性波的影响。

推荐理由: 黏弹性、表面活性剂与界面失稳耦合,和软物质流动主线高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 34 · 预印本 · bioRxiv

秀丽线虫神经系统中的多聚谷氨酰胺聚集由随机成核驱动

Polyglutamine aggregation in the C. elegans nervous system is driven by stochastic nucleation events

bioRxiv · 第一作者:van Schijndel, V. · 通讯作者:Tessa Sinnige

荧光显微和数学模型表明,多聚谷氨酰胺在单个神经元内通过随机初级成核发生;伴侣蛋白 DNAJB6 强烈抑制聚集,支持成核限制机制。

推荐理由: 把体内蛋白聚集与随机成核动力学定量联系,是高度相关的生物统计物理研究。

预印本,尚未经同行评议。

精选 35 · 预印本 · bioRxiv

IQGAP1 作为细胞连接关键黏附模块潜在破坏者的作用

Understanding the role of IQ motif-containing GTPase-activating protein 1 as a potential disruptor of the essential adhesion module at cell-cell junctions

bioRxiv · 第一作者:Biswas, N. · 通讯作者:Amit Das

研究结合牵引分子动力学等方法,探究 IQGAP1 与 α- 连环蛋白竞争结合 β- 连环蛋白并破坏钙黏蛋白—皮质肌动蛋白机械连接的分子机制。

推荐理由: 直接涉及细胞连接的受力调控与分子黏附竞争,和细胞力学生物物理高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 36 · 预印本 · bioRxiv

磷脂翻转能垒的结构决定因素

Structural Determinants of the Energetic Barrier of Phospholipid Flip-Flop

bioRxiv · 第一作者:Vuorte, M. I. · 通讯作者:Maisa Ilona Vuorte

作者用 Martini 3 计算七百余种膜—脂质组合的翻转自由能垒,系统区分头基、连接键、脂肪链及膜环境对自发翻转的贡献。

推荐理由: 大规模自由能图谱直接回答膜不对称动力学的核心软物质问题,方法与数据价值高。

预印本,尚未经同行评议。

精选 37 · 预印本 · arXiv

随机薄膜方程的微观推导及其双层与蒸发扩展

Microscopic Derivation of Stochastic Thin-Film Equation and Extensions to Two-Layer and Evaporating Films

arXiv · 第一作者:Toby Kay

作者从 N 粒子哈密顿动力学经涨落动力密度泛函理论自下而上推导随机薄膜方程,并自然扩展到多层界面及蒸发等非守恒机制。

推荐理由: 把微观热涨落与介观界面动力学严格连接,是非平衡软界面理论的重要工作。

预印本,尚未经同行评议。

精选 38 · 预印本 · arXiv

单轴向列与各向同性液晶高次谐波光谱的理论描述

Theoretical description of high-harmonic spectroscopy for uniaxial nematic and isotropic liquid crystals

arXiv · 第一作者:Simon Vendelbo Bylling Jensen

作者以半经验紧束缚模型描述不同液晶相中的高次谐波响应,指出分子间电子杂化可用于读取向列指向矢和序参量。

推荐理由: 为液晶序和超快电子动力学提供新型光谱探针,软物质相关性高。

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。

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生物物理科研日报

2026-10-25 · 完整自然日 · 精选 9 篇(期刊 6、预印本 3)

精选 01 · 期刊 · Nature Communications

时空蛋白质组学揭示塑造信号波的动态反向梯度

Spatiotemporal proteomics reveals dynamic antiparallel gradients shaping signalling waves

Nature Communications · 第一作者:Wilke H. M. Meijer

研究用微流控同步小鼠胚胎尾部并结合定量蛋白质组与转录组,解析体节形成时的时空动力学。作者发现 R-Spondin/LGR 的动态反向分布可放大前体节中 Wnt 振荡;类胃胚验证及扰动显示其动态受损会降低振荡幅度并妨碍体节形成。

推荐理由: 直接连接信号振荡、动态梯度与形态发生,并有扰动验证,是非平衡发育生物物理的重要研究。

精选 02 · 期刊 · Nature Communications

主动运动预测性地恢复头固定小鼠的头向吸引子动力学

Active locomotion predictively rescues head direction attractor dynamics in head-fixed mice

Nature Communications · 第一作者:Alexandr Pak

实验表明完全头固定造成的前庭冲突会破坏头向细胞编码,头—躯干约束也改变群体吸引子动力学;这些动力学在运动开始前数百毫秒恢复,模型显示扰动侧向连接可复现实验,提示预期自运动信号具有稳定作用。

推荐理由: 把行为状态、预测性运动信号与神经环形吸引子联系起来,兼具实验与模型证据,和主动感知及非平衡神经动力学高度相关。

精选 03 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

黏弹性剪切流中球形与扁球形颗粒的动力学

Dynamics of spherical and oblate particles in a viscoelastic shear flow

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Zhenyu Ouyang

研究以直接强制虚拟区域法和 Oldroyd-B 模型考察颗粒在黏弹性剪切流中的迁移与转动。结果显示弹性改变球形颗粒平衡位置、减慢扁球旋转,并在惯性—弹性竞争下产生六类运动模式及转动锁定。

推荐理由: 系统刻画黏弹性、惯性与非球形颗粒动力学的耦合,是软物质流变学的具体交叉问题。

精选 04 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

湍流边界层中内孤立波下方的旁路转捩

Bypass transition beneath internal solitary waves in turbulent boundary layers

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Andrés Posada-Bedoya

三维高分辨率谱模拟显示,层流环境中内孤立波下的转捩由模态不稳定性控制,而背景湍流会激发近壁流向条带并经二次不稳定产生湍流爆发,使转捩位置向波谷移动。

推荐理由: 清楚揭示自然湍流环境下不同于层流模型的旁路转捩机制,对非平衡流动与输运研究有较高价值。

精选 05 · 期刊 · Nature Communications

p97–Ufd1–Npl4–FAF1 机器处理底物的结构动力学

Structural dynamics of substrate processing by the p97-Ufd1-Npl4-FAF1 machinery

Nature Communications · 第一作者:Athina Drakonaki

冷冻电镜显示远端泛素覆盖 Npl4,起始泛素从其沟槽延伸至 ATPase 通道;Npl4 塔区随马达螺旋阶梯构象变化自适应,FAF1 与 Ufd1 共同接触近端泛素并提供底物输送所需的结构可塑性。

推荐理由: 解析 AAA-ATPase 分子机器的动态协同与底物加工路径,对结构生物物理有具体价值。

精选 06 · 期刊 · Nature Communications

扩散模型从联想记忆的记忆化与泛化中涌现

Emergence of diffusion models from associative memory through memorization and generalization

Nature Communications · 第一作者:Bao Pham

作者以稠密联想记忆解释扩散模型生成过程:小数据时样本形成独立吸引子,数据增多后进入泛化;理论预测的中间相出现非训练样本的伪状态,实验在多种架构和数据集上观察到该现象。

推荐理由: 能量景观、容量转变和涌现状态与统计物理高度相邻,但对象主要是机器学习模型。

精选 07 · 预印本 · bioRxiv

生物物理适应度景观设计的相图

Phase diagrams for biophysical fitness landscape design

bioRxiv · 第一作者:Mohanty, V. · 通讯作者:Vaibhav Mohanty

作者推导抗体控制下病毒表面蛋白进化的适应度景观设计相图,给出不同序列适应度可独立调节程度的可设计边界,并用六万余种抗体变体与三种流感糖蛋白的结合数据构建实验相图,结果与理论接近。

推荐理由: 把进化动力学、结合生物物理与可控景观的统计理论结合,具有明确方法新意和主线相关性。

预印本,尚未经同行评议。

精选 08 · 预印本 · bioRxiv

用多尺度动力学蒙特卡洛解析蛋白质—小分子结合的物理机制

Decoding the Physical Mechanisms of Protein-Small Molecule Association by Multiscale Kinetic Monte-Carlo Simulations

bioRxiv · 第一作者:Su, Z. · 通讯作者:Yinghao Wu

作者构建原子级柔性配体、粗粒化结合口袋与原子位阻包络相结合的蒙特卡洛框架,将结合拆分为相遇、入袋和有效结合三阶段。十个复合物的比较显示入袋速率与实验相关性最强,并揭示疏水、氢键和扭转柔性对各阶段的不同影响。

推荐理由: 以可解释多尺度动力学分解分子识别过程,明确关联模拟速率与实验,是高度相关的计算生物物理方法。

预印本,尚未经同行评议。

精选 09 · 预印本 · bioRxiv

以 D2O 替代 H2O 可降低生物样品冷冻电镜辐射损伤

Replacing H2O with D2O in cryo-EM reduces radiation damage in biological samples

bioRxiv · 第一作者:Chevalier Kwon, M. · 通讯作者:Jan Pieter Abrahams

200 kV 冷冻电子衍射实验显示,直接在 D2O 中生长的溶菌酶晶体,其布拉格强度衰减至 1/e 前可承受的剂量约为 H2O 样品的 1.7 倍。保护主要来自溶剂及蛋白表面可交换氢的氘化,无需在氘代培养基中表达蛋白。

推荐理由: 以清晰物理机制和定量实验给出降低辐射损伤的简便方案,对生物成像与结构生物物理具有较高价值。

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。

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生物物理科研日报

2026-10-24 · 完整自然日 · 精选 7 篇(期刊 4、预印本 3)

精选 01 · 期刊 · Nature Communications

用蛋白质语言模型预测蛋白质静电性质

Predicting protein electrostatics with protein language models

Nature Communications · 第一作者:Mingzhe Shen

作者提出基于 ESM 的序列模型预测可电离残基 pKa,在四个基准上优于替代方法,并报告其在缺乏进化支持的埋藏工程突变上性能下降;全蛋白组应用可辅助识别功能位点。

推荐理由: 面向蛋白质静电与分子模拟的方法学较有用,但核心是机器学习预测而非软物质或非平衡机制。

精选 02 · 期刊 · Nature Communications

多巴胺结合适配体复合物中的非常规 DNA 架构

Unconventional DNA architecture in a dopamine–bound aptamer complex

Nature Communications · 第一作者:Emily Hoi Pui Chao

NMR 结构显示 RKEC1 在结合多巴胺后形成紧凑折叠,既无 Watson–Crick 双链区也无 G 四链体核心;原子细节解释其配体选择性,并用于指导生物传感器设计。

推荐理由: 提供核酸折叠能景与分子识别的直接结构证据,对生物大分子软物质研究有价值。

精选 03 · 期刊 · Nature Communications

Argonaute-2 与 CK1α 的结构动力学促进微小 RNA 靶标释放

Structural dynamics between Argonaute-2 and CK1α promote target RNA release in microRNA-mediated silencing

Nature Communications · 第一作者:Ankur Garg

研究给出人 Ago2 结合向导与靶 RNA 的结构图景,观察补充配对推进时 RISC 的构象变化及 CK1α 结合,并提出分级磷酸化与 RNA 解旋共同促进靶标释放和复合物周转。

推荐理由: 结构与动态机制清晰,适合关注分子机器与核酸调控动力学的生物物理读者。

精选 04 · 期刊 · Nature Communications

HCN 通道胞外塔区作为电压传感器—孔耦联的结构枢纽

The extracellular turret as a structural hub for voltage sensor-pore coupling in HCN channels

Nature Communications · 第一作者:Kaei Ryu

丙氨酸扫描、膜片钳荧光测量和结构分析表明,HCN4 胞外塔区若干残基对超极化门控必需;相关突变保留 S4 激活却破坏塔区变化,从而使电压传感与孔开放解耦。

推荐理由: 直接阐明离子通道机电耦联机制,具有明确膜蛋白生物物理价值。

精选 05 · 预印本 · bioRxiv

细菌机械敏感通道何时被激活?

When do bacterial mechanosensitive channels get activated?

bioRxiv · 第一作者:S B, S. S. · 通讯作者:Christoph F. Schmidt

作者以双层细胞包膜模型、有限元模拟和非线性分析研究渗透压骤降时肽聚糖与质膜的张力分配。模型预测约 11 个大气压可展开 50% 的质膜储备并触发通道,削弱肽聚糖会使通道更早激活。

推荐理由: 把膜储备、细胞壁力学与非平衡渗透冲击下的通道门控直接联系起来,是高度相关的细胞软物质问题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 06 · 预印本 · bioRxiv

跨液—固界面的单分子纳米孔传感

Single molecule nanopore sensing across a liquid-solid interface

bioRxiv · 第一作者:Chau, C. C. C. · 通讯作者:Paolo Actis

研究以固态聚合物电解质替代传统液态 trans 腔,展示 DNA、DNA 纳米结构和核糖体可从液体经固态纳米孔进入固体并保持单分子分辨率。实验报告事件幅度、驻留时间和事件率提升,有限元模型指向支持离子传导与输运的纳米液—固界面。

推荐理由: 将界面离子输运、纳米流体与单分子检测结合,提出可储存、低液体操作的新型传感架构,和软物质及生物物理主线高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 07 · 预印本 · bioRxiv

用于成像荧光相关光谱的视觉 Transformer 框架

Vision Transformers as a Framework for Imaging Fluorescence Correlation Spectroscopy

bioRxiv · 第一作者:Sim, S. R. · 通讯作者:Thorsten Wohland

ImFCSViT 直接处理原始荧光图像序列,绕过会丢失高阶信息的自相关函数,以约 2.5 秒数据同时估计扩散系数、粒子密度、亮度和点扩散函数参数,并报告可分辨脂质双层与活细胞膜中的空间异质慢扩散亚群。

推荐理由: 直击扩散与涨落测量的信息瓶颈,显著缩短采样并解析异质动力学,和生物物理主线高度契合。

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

2026-10-23 · 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。