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BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-11-11 · 完整自然日 · 精选 14 篇(期刊 12、预印本 2)

精选 01 · 期刊 · Nature

糖基化与 importin 使活细胞核孔 FG 屏障保持液态

Glycosylation and importins liquefy the FG barrier in live nuclear pores

Nature · 第一作者:Miao Yu

通过活细胞时间分辨荧光各向异性、分子动力学和 MINFLUX 成像,发现核孔 FG 结构域具有纳秒尺度液态运动。importin-β 与 O-GlcNAc 糖基化协同维持动态网络和径向组织,从而兼顾快速运输与选择性屏障。

推荐理由: 直接解决生物凝聚态物理状态与选择性输运问题,实验和模拟互证,是高价值膜孔软物质成果。

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

线性标度揭示可观测微生物动力学的低维结构

Linear scaling reveals low-dimensional structure in observable microbial dynamics

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

用变分自编码器定义重构微生物群落可观测动力学所需的临界潜维数,并在多类模型、工程群落、环境群落和人体微生物组中发现该维数随观测量数量线性增长。低维表示还能保留部分预测任务所需信息。

推荐理由: 给出跨模型与实验成立的群落动力学标度律,对复杂微生物系统的降维和预测具有明确新意。

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

旱地灌木—草本生态系统的相变:由局部权衡涌现

Phase transition in a dryland shrub–grass ecosystem: Emergence through local trade-offs

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Jingyao Sun

结合旱地灌木—草本生态数据与元胞自动机,展示荒漠、灌丛和草地之间的突变、图灵样空间斑图及临界附近的特殊结构。模型将这些现象统一归因于局部资源觅食策略的广度—强度权衡,并用植物性状和斑块数据验证。

推荐理由: 以局部相互作用解释宏观相变与自组织,物理框架和生态证据结合紧密,具有明确跨领域新意。

精选 04 · 期刊 · Nature

潮汐涡轮机的柔性橡胶叶片

Flexible rubber blades for tidal turbines

Nature · 第一作者:Zhehong Zhang

实验展示弦向可变形橡胶潮汐涡轮叶片能以被动气动弹性调节削弱高频载荷,同时维持与主动变桨刚性叶片相当的总能量产出。

推荐理由: 柔性结构—流体耦合和被动负载调节有明确方法价值,但偏工程应用。

精选 05 · 期刊 · Nature

脂肪细胞异质性的双稳态调控支配热发生

Bistable regulation of adipocyte heterogeneity governs thermogenesis

Nature · 第一作者:Anying Song

揭示免疫细胞 IL-1β、H6PD、糖皮质激素受体和 Rgs2 构成双稳态调控,控制棕色脂肪细胞高低 UCP1 状态及热发生。

推荐理由: 细胞状态双稳态与时空免疫调控具有生物物理价值。

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

拉伸 J 曲线材料在拮抗布局中的使用原则

Principles of use of tensile J-curve materials in antagonistic arrangements

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Liuyang Cheng

定量定义 J 形拉伸曲线的低力脚区与应变硬化特征,并展示扭绞卷曲弹性体在拮抗布局中可解耦柔性与损伤保护。

推荐理由: 生物韧带启发的非线性材料力学与软机器人设计价值明确。

精选 07 · 期刊 · Nature

纠正 UNC13A 剪接挽救 TDP-43 缺失诱导的突触功能障碍

UNC13A splice correction rescues synaptic dysfunction induced by TDP-43 loss

Nature · 第一作者:Matthew J. Keuss

显示 TDP-43 缺失会在神经元结构退化前破坏突触通信,而纠正 UNC13A 隐匿剪接可恢复囊泡释放和网络同步。

推荐理由: 突触功能与网络动力学结果重要,但偏神经疾病机制。

精选 08 · 期刊 · Nature

急性髓系白血病发生前数年的进化动力学

Evolutionary dynamics in the years preceding acute myeloid leukaemia

Nature · 第一作者:Caroline J. Watson

利用诊断前最长 15 年的连续血样、深度测序和进化理论,量化急性髓系白血病驱动突变的出现时间与适应度,并观察到诊断前的克隆扫荡。

推荐理由: 将进化动力学定量应用于癌前过程,具有群体动力学交叉价值。

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

调控 ERK 激活及 ERK 依赖细胞迁移的磷酸酶

Phosphatases regulating ERK activation and ERK-dependent cell migration

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

利用活细胞 ERK-SPARK 报告器筛选 140 种人磷酸酶,并在果蝇中验证,发现 EYA 家族调控 ERK 信号及其依赖的细胞迁移。

推荐理由: 提供高通量、时空分辨的信号动力学测量方法,对细胞迁移生物物理有交叉价值。

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

脂滴缓冲硫化氢诱导的氧化还原失衡

Lipid droplets buffer hydrogen sulfide–induced redox imbalance

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:David A. Hanna

报告慢性低剂量硫化氢使线粒体氧化还原状态改变,并驱动碳进入脂滴;脂肪酸合成受抑会削弱呼吸恢复。

推荐理由: 揭示细胞通过脂质生物发生缓冲持续氧化还原扰动的适应机制。

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

间歇 Cauchy 游走实现跨目标形状与尺度的近最优三维搜索

Intermittent Cauchy walks enable optimal 3D search across target shapes and sizes

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Matteo Stromieri

解析三维间歇 Lévy 搜索,证明对多种凸目标几何,Cauchy 游走能在多对数修正内达到近最优探测时间标度。

推荐理由: 与生物搜寻及随机过程相关,理论结果明确,但不是当前主线核心。

精选 12 · 期刊 · Proceedings of the National Academy of Sciences

休眠稳定结构化食物网

Dormancy stabilizes structured food webs

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Zachary R. Miller

数学模型显示休眠形成的种子库可把高频种群振荡转化为更强恢复力,并稳定发生 Hopf 分岔的结构化食物网。

推荐理由: 对生态网络稳定性和记忆效应有明确非平衡统计物理价值。

精选 13 · 预印本 · bioRxiv

丝力学与周转组织细胞尺度肌动—肌球蛋白皮层中的动态承载结构

Filament mechanics and turnover organize dynamic load bearing structures in a cellular-scale model of the actomyosin cortex

bioRxiv · 第一作者:Tsukui, K. · 通讯作者:Satoshi Ii

建立细胞尺度离散肌动—肌球蛋白皮层模型,并从离散内力重建连续表面应力。模拟显示高张力区由受拉、定向的肌动丝形成各向异性承载通路;即使组分持续周转,网络连通性和整体皮层张力仍可维持,局部张力重组时间则接近肌球蛋白持续时间。

推荐理由: 直接解析主动细胞皮层中周转、流动和力链如何共同维持张力,是主动生物物质的主线贡献。

预印本,尚未经同行评议。

精选 14 · 预印本 · bioRxiv

大球珠 AFM 压缩有膨压杆状细菌的理论

Theory of large-bead AFM compression of pressurized rod-shaped bacteria

bioRxiv · 第一作者:Albarran Arriagada, O. E. · 通讯作者:Octavio Eduardo Albarran Arriagada

针对大球形探针压缩有膨压的杆状细菌,建立几何、膨压与探针尺寸耦合的解析—数值理论。模型指出全局加载下主导响应来自细胞几何和膨压,包膜弹性仅作高阶修正,并给出从 AFM 力—位移曲线反演膨压的框架。

推荐理由: 将细菌细胞力学与可测量 AFM 信号定量连接,具有清晰的生物物理方法贡献。

预印本,尚未经同行评议。

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。

BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-11-10 · 完整自然日 · 精选 24 篇(期刊 4、预印本 20)

精选 01 · 期刊 · Physical Review Letters

湍流二维玻色气体的非平衡状态方程

Nonequilibrium Equation of State for a Turbulent 2D Bose Gas

Physical Review Letters · 第一作者:Yi Jiang

在连续驱动并小尺度耗散的二维玻色气体中实验构建远离平衡状态方程。体系形成稳定幂律动量分布,所得状态方程把级联幅度与尺度不变能流联系起来,并在不同驱动、密度和相互作用强度下塌缩为普适幂律。

推荐理由: 直接给出湍流量子气体的非平衡热力学描述,实验、标度与普适性兼具,属于重要主线结果。

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

仿生机械引导 4D 打印实现可编程多稳态结构

Programmable multistable structures via bioinspired, mechanically guided 4D printing

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Yan Zhao

以仿生机械引导 4D 打印构造可编程多稳态单元、条带和变形超表面,并通过几何参数调控稳定性景观。

推荐理由: 多稳态、屈曲与软机器人有具体软物质和力学价值。

精选 03 · 期刊 · Nature Methods

基于图像的单细胞转录组原位分析浆细胞克隆性

In situ profiling of plasma cell clonality with image-based single-cell transcriptomics

Nature Methods · 第一作者:Evan Yang

开发 BCR-MERFISH,将浆细胞 V 基因使用与空间单细胞转录组结合,用于原位解析克隆性及肠道空间分布。

推荐理由: 高水平空间测量方法,对定量组织生物物理有工具价值。

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

IFITM1 通过 ephrinB2 重组与膜纳米域限域抑制亨尼帕病毒进入

IFITM1-mediated restriction of henipavirus entry is associated with ephrinB2 reorganization and confinement in membrane nanodomains

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Yuhang Luo

单分子定位显示 IFITM1 在膜上形成纳米簇并重组、限域 ephrinB2,从而抑制亨尼帕病毒进入与膜融合。

推荐理由: 膜纳米域组织和受体扩散限域具有明确生物物理交叉。

精选 05 · 预印本 · arXiv

活体液滴中中尺度游动体的拥挤与限域

Crowding and confinement of mesoscale swimmers in living droplets

arXiv · 第一作者:L. Malik

在含数十个中尺度游动体的三维活体液滴中研究拥挤与限域。作者发现游动体数量和液滴尺寸会改变振荡频率与幅度,建立碰撞概率和动量传递的标度框架,并给出三维与准二维强拥挤下不同的速度标度。

推荐理由: 把微观主动游动体碰撞连接到宏观液滴力学,实验与理论结合,主线相关性和新意都很强。

预印本,尚未经同行评议。

精选 06 · 预印本 · arXiv

主动与被动粒子混合体系中的相分离

Phase Separation in a Mixture System of Active and Passive Particles

arXiv · 第一作者:Reo Arakaki

分子动力学模拟显示主动与被动粒子混合物在足够高自推进速度下分为有序被动粒子相和稀释混合相。作者提出主动粒子有效排除尺寸增大,进而通过类似耗尽作用的机制驱动相分离。

推荐理由: 直接讨论主动—被动混合物的相分离机制,与主动软物质主线高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 07 · 预印本 · arXiv

参数奇材料的流变学

Rheology of Parametric Odd Materials

arXiv · 第一作者:Pedro Cosme

构建平台无关的奇黏弹材料模型,通过参数驱动或非线性反馈控制内部转动自由度,并由法向与剪切应力耦合产生奇流变响应。作者预测旋转驱动流化及多种流变转变。

推荐理由: 把奇黏性和奇弹性推广到可控主动流变,直接服务于功能主动材料设计。

预印本,尚未经同行评议。

精选 08 · 预印本 · arXiv

非凸颗粒转子的机械配对与自组装链

Mechanical pairing and self-assembled chains of non-convex granular rotors

arXiv · 第一作者:Thomas Barois

实验与数值展示具有旋转活性的非凸颗粒转子通过机械吸引形成稳定配对,并进一步自组装为链状结构。吸引强度由转动活性与噪声之比及转子几何共同控制。

推荐理由: 给出旋转主动颗粒从两体相互作用到集体自组装的清晰机制,主线高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 09 · 预印本 · arXiv

表面上应力受限生长的几何调控

Geometric regulation of stress-limited growth on surfaces

arXiv · 第一作者:Scott Weady

分析受生长压力抑制的表面微生物群落模型,结合球面渐近、数值解与周期表面均匀化,表明曲率和拓扑可加速或减慢生长,并给出可调控生长率的表面设计原则。

推荐理由: 揭示群体生长应力与大尺度几何的耦合,是力学生物学和群落物理的直接贡献。

预印本,尚未经同行评议。

精选 10 · 预印本 · arXiv

剪切颗粒液晶中平衡描述的适用边界

Mapping the limits of equilibrium in sheared granular liquid crystals

arXiv · 第一作者:Jacopo Bilotto

研究剪切低摩擦颗粒棒的取向动力学,发现其可由经典液晶理论描述的准平衡态,但在低长宽比和高颗粒摩擦下失效。作者以有效 Ericksen 数绘制这一远离平衡破坏区,并揭示从空间位阻屏蔽到摩擦齿合的转变。

推荐理由: 直接界定驱动无热颗粒液晶中平衡类比的适用范围,是非平衡软物质的明确主线贡献。

预印本,尚未经同行评议。

精选 11 · 预印本 · arXiv

圆柱限域中拓扑修饰环聚合物的分离动力学

Kinetics of segregation of topologically-modified ring polymers in cylindrical confinement

arXiv · 第一作者:Harsh Doshi

通过 Langevin 动力学模拟带内部环的环状聚合物在圆柱限域中的分离动力学。结果表明增加特定拓扑环通常会缩短分离时间,作者将其归因于聚合物间熵排斥增强,同时指出环长度与初始取向也会影响过程。

推荐理由: 直接连接受限聚合物物理与细菌染色体分离,模型问题和生物物理意义都很契合。

预印本,尚未经同行评议。

精选 12 · 预印本 · arXiv

非晶体系中的雪崩尺寸与事件间隔统计

Avalanche Size and Interevent Time Statistics in Amorphous Systems

arXiv · 第一作者:Thomas Muhren

在受剪切软玻璃的场论模型中研究间歇雪崩,发现雪崩尺寸与事件间隔时间均呈幂律分布,并推导两类标度指数之间的精确关系。模型还复现了多种非晶体系中的共同统计行为。

推荐理由: 直接推进软玻璃塑性流动的雪崩统计,兼具解析结果和跨体系解释力。

预印本,尚未经同行评议。

精选 13 · 预印本 · arXiv

流体中黏性表面的相场模型

A phase-field model of viscous surfaces in fluids

arXiv · 第一作者:Maximilian Kloppe

提出不可压 Navier–Stokes 流体中黏性表面的热力学一致相场模型,纳入表面剪切和膨胀黏性。作者通过匹配渐近验证锐界面极限,并构造无条件能量耗散的时间离散格式,以处理复杂流变与拓扑变化。

推荐理由: 为生物膜等黏性界面的多相流模拟提供严格且稳定的框架,主线相关性强。

预印本,尚未经同行评议。

精选 14 · 预印本 · arXiv

它确实在动——还是没有?平衡态中的伪漂移

And yet it moves - or does it? Spurious drifts at equilibrium

arXiv · 第一作者:Pierre Ronceray

指出状态依赖扩散会在平衡轨迹中产生与力无关的伪漂移,使被动粒子看似沉降、排斥或旋转。作者给出仅由轨迹矩推断伪漂移的方法,强调漂移必须与一致估计的扩散张量共同解释。

推荐理由: 对单粒子追踪和主动性判别具有直接基础意义,可避免把平衡噪声误判为非平衡驱动。

预印本,尚未经同行评议。

精选 15 · 预印本 · arXiv

简化 Phan–Thien–Tanner 流体通道与管流中的纯弹性中心模不稳定

Purely elastic centre-mode instability in channel and pipe flows of a simplified Phan-Thien-Tanner fluid

arXiv · 第一作者:Calum S. Skene

数值研究简化 Phan–Thien–Tanner 流体在通道和管道中的线性稳定性,发现无惯性条件下也可出现纯弹性中心模不稳定。该结果扩展了此前在 Oldroyd-B 与 FENE-P 模型中受限的参数范围。

推荐理由: 直接涉及黏弹流体弹性湍流的起源机制,是非平衡软物质与流变学主线问题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 16 · 预印本 · arXiv

达到感知物理极限的能量代价

Energetic costs of reaching the physical limits of sensing

arXiv · 第一作者:Albert Alonso

推导细胞化学梯度感知误差与吸收分子数之间的闭式关系,并把吸收数连接到熵产生。研究指出梯度感知还需解析通量的角向不对称,并量化接近感知物理极限所需的能量代价。

推荐理由: 直接连接细胞感知精度、耗散和信息获取,是非平衡生物物理的核心问题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 17 · 预印本 · arXiv

观察者—吸收者集合中的细胞感知极限

Limits of Cell Sensing in Observer-Absorber Assemblies

arXiv · 第一作者:Julius B. Kirkegaard

建立观察者—吸收者细胞集合模型,在有限体积摄取下统一 Berg–Purcell 监测与完全吸收。作者解析单细胞估计器,并研究共享扩散场中局部去相关优势与集体耗尽之间的竞争。

推荐理由: 把单细胞感知极限推广到相互耦合的群体环境,具有明确理论新意。

预印本,尚未经同行评议。

精选 18 · 预印本 · arXiv

流动驱动压实下多孔弹性介质的条带不稳定性

Banding instabilities in poroelastic media under flow-driven compaction

arXiv · 第一作者:Joseph J. Webber

研究压差驱动交联多孔弹性介质压实时,抗剪切变形如何改变稳态压实与渗流。作者预测均匀过滤态可发生条带不稳定,形成空间非均匀压缩结构。

推荐理由: 交联软多孔材料中的流固耦合与失稳直接相关,具有明确软物质价值。

预印本,尚未经同行评议。

精选 19 · 预印本 · arXiv

主动手性随机游走

The active chiral random walk

arXiv · 第一作者:Nir Sherf

提出包含持续、反转与手性的最简格点主动随机游走模型,并经粗粒化得到速度与方向关联、均方位移、长时扩散及奇扩散系数的闭式表达。模型在弱转向极限连接已知主动粒子理论,同时揭示连续角扩散描述无法捕捉的有限步反持续运动。

推荐理由: 模型可解、参数物理含义清晰,直接推进手性主动输运的微观—连续尺度连接,和研究主线高度契合。

预印本,尚未经同行评议。

精选 20 · 预印本 · bioRxiv

红光催化的光脂质开关实现膜单叶选择性力学控制

Red-light-catalyzed photolipid switching enables leaflet-selective control of membrane mechanics

bioRxiv · 第一作者:Yadav, R. · 通讯作者:Peter Pohl

利用红光激发的脂化 Nile Blue 催化偶氮苯光脂质异构化,实现膜单叶选择性的机械驱动。作者通过电容信号跟踪跨膜力学不对称,并以机械敏感肽通道的可逆调控验证其与膜蛋白功能的相容性。

推荐理由: 提供可逆、叶片选择性的膜力学操控工具,对膜重塑与机械敏感蛋白研究具有明确新意。

预印本,尚未经同行评议。

精选 21 · 预印本 · bioRxiv

从 Hi-C 学习揭示出芽酵母细胞周期中的核动力学重组

Learning from Hi-C reveals nuclear dynamical reorganization in budding yeast across the cell cycle

bioRxiv · 第一作者:Oliveira Junior, A. B. · 通讯作者:Vittore F Scolari

利用从 Hi-C 接触概率直接学习有效力场的全基因组聚合物模型,重建出芽酵母细胞周期中的染色体三维动力学。方法减少对核几何与染色质相互作用的先验假设,并用于比较不同周期阶段的核内重组。

推荐理由: 把数据驱动反演与染色质聚合物动力学结合,对基因组生物物理具有明确方法新意。

预印本,尚未经同行评议。

精选 22 · 预印本 · bioRxiv

细菌仿生膜揭示与 hopanoid 相关的类结构域横向异质性

Bacterial-Mimetic Membranes Reveal Hopanoid-Associated Domain-Like Lateral Heterogeneity

bioRxiv · 第一作者:Rzycki, M. · 通讯作者:Mateusz Rzycki

在含 hopanoid 的细菌仿生多组分膜中,实验与分子模拟一致观察到自发形成稳定的横向异质物理环境。该体系为定量研究细菌膜中的类结构域组织、物质输运和膜活性分子作用提供可控模型。

推荐理由: 直接揭示复杂生物膜的横向自组织,实验与模拟互证,属于膜软物质的重要结果。

预印本,尚未经同行评议。

精选 23 · 预印本 · bioRxiv

膜横向异质性塑造抗菌剂结合与趋同的力学响应

Lateral Membrane Heterogeneity Shapes Antimicrobial Association and Convergent Mechanical Responses

bioRxiv · 第一作者:Rzycki, M. · 通讯作者:Mateusz Rzycki

结合粗粒化分子动力学、巨型囊泡涨落谱和微流控捕获,研究细菌膜横向异质性如何影响三种抗菌剂的局域结合。尽管分子作用不同,作者观察到它们最终都会导致共同的膜力学稳定性丧失。

推荐理由: 从分子结合跨尺度连接到膜整体力学响应,实验与模拟互证,属于膜软物质的重要结果。

预印本,尚未经同行评议。

精选 24 · 预印本 · bioRxiv

肌动蛋白聚合的机械敏感性驱动核周结构形成

Formation of perinuclear actin structures is driven by mechanosensitivity of actin polymerization

bioRxiv · 第一作者:Becic, B. · 通讯作者:Stephan Gekle

建立含丝取向分布、聚合动力学和细胞核力学耦合的计算模型,解释核周肌动蛋白结构为何在机械刺激下优先形成。研究将局部聚合的机械敏感性与核形态和位置调控联系起来。

推荐理由: 直接研究细胞骨架自组织与机械反馈,和主动生物物质主线高度契合。

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

2026-11-09 · 完整自然日 · 精选 24 篇(期刊 15、预印本 9)

精选 01 · 期刊 · Nature Communications

两类功能不同的淀粉样 β 中间体将聚集路径连接至阿尔茨海默病理

Two functionally distinct amyloid-β intermediates link aggregation pathways to pathology in Alzheimer’s disease

Nature Communications · 第一作者:Agnieszka Urbanek

超分辨、单分子成像与动力学模型在重组体系、小鼠和人脑中识别两类膜损伤中间体;它们沿不同聚集路径形成,仅一类转为斑块,药理抑制在小鼠中减轻病理并改善认知。

推荐理由: 直接解析非平衡蛋白聚集路径、瞬态中间体与膜损伤,证据跨模型且机制价值突出。

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

主动与被动拥挤路径驱动成肌细胞拓扑和力学分化

Active and passive crowding pathways drive topological and mechanical divergence in myoblasts

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Yucheng Huo

作者将增殖导致的主动拥挤与高密度接种的被动拥挤分离,发现终态密度相近却形成不同向列序和连接耦合;持续局部重排与力传递差异进一步影响拓扑感知和肌生成融合。

推荐理由: 直接揭示路径依赖如何塑造各向异性活性细胞集体的向列序、力学协调与功能。

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

接触线老化驱动具有历史依赖的液滴摩擦

History-dependent droplet friction driven by contact-line aging

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

可调单分子层上的离子液滴显示静摩擦随等待时间增强、动态摩擦随速度减弱;作者以接触线热涨落占据缺陷的老化模型定量解释。

推荐理由: 把纳米缺陷、接触历史与宏观润湿动力学统一起来,是软界面非平衡摩擦的重要结果。

精选 04 · 期刊 · Physical Review E

活性凝胶中由细致平衡破缺产生的非平衡噪声

Nonequilibrium noise emerging from broken detailed balance in active gels

Physical Review E · 第一作者:Ashot Matevosyan

瞬态交联网络的结合—解离打破细致平衡;粗粒化推导出显式活性噪声流体方程,并预测嵌入示踪粒子的随机运动。

推荐理由: 从分子细致平衡破缺推导宏观活性涨落,直指活性物质核心理论问题。

精选 05 · 期刊 · Nature Communications

跨物种与细胞取向的活细菌纳米分辨成像

Nanometer-resolution imaging of living bacteria across species and cellular orientations

Nature Communications · 第一作者:Anna Scheeder

可逆共价固定使 AFM 在多种活菌及取向上成像,揭示 LPS 复杂度相关对比和生长期依赖膜形貌。

推荐理由: 提供原位细菌表面纳米结构的可靠生物物理方法。

精选 06 · 期刊 · Nature Communications

电极关联生长揭示厌氧甲烷氧化古菌 OmcZ 型细胞色素纳米线结构

Electrode-associated growth reveals structure of OmcZ-type cytochrome nanowires in anaerobic methanotrophic archaea

Nature Communications · 第一作者:Martijn Wissink

电极培养获得近纯古菌群体,冷冻电镜解析其 OmcZ 型纳米线的血红素堆叠与独特形貌,并建立古菌长程胞外电子传递模型体系。

推荐理由: 导电蛋白丝的结构与电子输运具有生物物理价值。

精选 07 · 期刊 · Nature Communications

关联纳米化学成像揭示孤立 MXene 片层上的离域法拉第过程

Correlative nanoscale chemical imaging reveals delocalized Faradaic processes at isolated MXene flakes

Nature Communications · 第一作者:Louis Godeffroy

SXM 与 SECCM 关联电子结构和局域反应,显示质子耦合电子转移可延伸出液滴接触区,并观察到单层 MXene 储氢证据。

推荐理由: 界面水与表面氧化还原耦合有明确软界面价值。

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

丙肝病毒包膜糖蛋白高变区 1 动力学与免疫逃逸的结构基础

Structural basis of hypervariable region 1 dynamics on HCV envelope glycoproteins in immune evasion

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Shr-Hau Hung

晶体学和负染电镜显示 HVR1 具有显著构象柔性,并作为动态屏障影响受体结合及抗体协同。

推荐理由: 构象塑性与动态屏蔽机制有生物软物质价值。

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

可替换的体细胞使收获蚁呈现负衰老

A replaceable soma enables negative senescence in harvester ants

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Blaine J. Cole

34 年群落数据显示蚁群死亡率随龄下降而繁殖上升,并将持续增长、无生殖成本及环境波动与负衰老联系。

推荐理由: 把超个体生命周期与群体增长定量连接,具相邻价值。

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

深海贻贝以球霰石快速修复酸致贝壳损伤

Rapid vaterite-mediated shell repair for acid-induced damage in a deep-sea mussel

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

原位实验显示贻贝在 30 小时内把无定形碳酸钙重结晶为球霰石并封闭溶蚀孔隙。

推荐理由: 快速生物矿化与界面修复对生物材料有价值。

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

跨膜能量受体 Aer 的信号机制

Signaling mechanism of the transmembrane energy receptor Aer

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Flory A. Olsthoorn

氧化还原两态冷冻电镜与 ESR 显示 FAD 状态经 PAS–HAMP 和 MHL 帽重排调控激酶束松紧。

推荐理由: 把能量感知转为趋化信号的结构动力学,对微生物活性行为有交叉价值。

精选 12 · 期刊 · Physical Review E

生长—合并动力学促进分群种群合作

Promotion of cooperation in deme-structured populations with growth-merging dynamics

Physical Review E · 第一作者:Damien Ribière

解析与模拟表明硬选择下生长、稀释和合并循环可提高合作比例与固定概率,随机生长进一步增强合作。

推荐理由: 群体动力学与空间结构选择有统计物理交叉价值。

精选 13 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

非均匀加热圆柱瞬态自然对流的标度

Scaling transient natural convection from a non-uniformly heated cylinder

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Zhengping Ma

标度与 DNS 区分初始扩散和稳态非局域边界层,并以累积浮力坐标折叠参数依赖。

推荐理由: 非局域热历史与自然对流标度有流体物理价值。

精选 14 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

自推进翼型中的三种独立标度区

Existence of three distinct scaling regimes in self-propelled airfoil

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Rakshita Joshi

实验发现俯仰翼型自推进随频率、振幅和转轴位置出现三种标度及不同尾迹结构。

推荐理由: 与游动物理和流固推进直接相关。

精选 15 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

微重力振动不可混溶两相流的界面转变

Interfacial transitions in vibrated immiscible two-phase flow under microgravity

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Chao-Ben Zhao

DNS 揭示分层、界面鼓包和液滴分散三态及两个由热振动与毛细平衡决定的阈值。

推荐理由: 界面形态、驱动和热输运耦合清晰。

精选 16 · 预印本 · arXiv

组织细胞数动力学中的涨落—响应关系与记忆

Fluctuation-Response Relations and Memory in Tissue Cell Number Dynamics

arXiv · 第一作者:Jens Elgeti Johannes C. Krämer

作者由稳态细胞数涨落推导组织反馈响应系数,并在随机、力学代理和膜电位调控模型中验证;分析还揭示生长非平衡性产生的记忆效应。

推荐理由: 以无扰动涨落测量活组织反馈并显式连接非平衡记忆,是活性组织物理的重要方法。

预印本,尚未经同行评议。

精选 17 · 预印本 · arXiv

集群转变处的巨扩散

Giant Diffusion at Flocking Transitions

arXiv · 第一作者:Sohini Chatterjee

二维对齐活性模型在有序—无序临界点显示单粒子扩散率巨幅增强和强有限尺寸效应;理论解释指向涨落诱导的有效长程相互作用。

推荐理由: 揭示群聚临界性独有的输运异常,直接命中活性物质与非平衡相变核心。

预印本,尚未经同行评议。

精选 18 · 预印本 · arXiv

扩散率反差诱导的酶催化相分离

Catalysis-induced phase separation of enzymes via diffusivity contrast

arXiv · 第一作者:Marie Jardat

研究酶催化底物与产物互变时,扩散率差异如何在无吸引作用下驱动相分离。作者推导稀释极限的不稳定性判据,并用布朗动力学观察到酶富集与贫化相共存,还将快化学自由度消去后的体系映射为具有非互易相互作用的有效二元混合物。

推荐理由: 给出化学驱动相分离的显式微观机制,并连接非互易物质与运动调控相分离,是非平衡软物质和生物物理的主线贡献。

预印本,尚未经同行评议。

精选 19 · 预印本 · bioRxiv

Tau 凝聚体成熟过程的微环境光谱与寿命指纹

Microenvironmental Fingerprint of Maturing Tau Condensates from Spectral and Lifetime Phasor Analysis of a Solvatochromic Dye

bioRxiv · 第一作者:Cruz Rodriguez, L. · 通讯作者:Leandro Cruz Rodriguez

多模态相量成像显示 Tau 液滴随 1 至 48 小时成熟,探针偶极松弛受限并出现空间异质性;光谱与寿命提供互补环境读出。

推荐理由: 以时空分辨方式追踪蛋白凝聚体老化和异质化,直接相关相分离与非平衡成熟。

预印本,尚未经同行评议。

精选 20 · 预印本 · arXiv

大尺度人脑静息电生理中的近临界动力学标度特征

Scaling signatures of near-critical dynamics in large-scale human resting-state electrophysiology

arXiv · 第一作者:Irem Topal

MEG 粗粒化显示方差、相关、协方差谱和神经雪崩保持标度;数据约束模型将其定位于临界点稍下方,并联系抑制驱动。

推荐理由: 以 RG 式分析连接人脑集体动力学、临界性与兴奋抑制平衡,贡献明确。

预印本,尚未经同行评议。

精选 21 · 预印本 · arXiv

动态熵形式揭示生物 Lévy 行走中的记忆

Memory in biological Lévy walks from the dynamic-entropy formalism

arXiv · 第一作者:Adriano Barra

动态熵模型区分更新、马尔可夫和长记忆行走;多类动物数据拒绝无记忆假设,并分离个体记忆、延迟相互作用和共同驱动。

推荐理由: 从轨迹统计定量拆分记忆与集体耦合,适用于活性生物运动且贡献明确。

预印本,尚未经同行评议。

精选 22 · 预印本 · bioRxiv

纳米力学表型揭示肺鳞癌肌成纤维细胞的非经典平滑肌样高收缩程序

Nanomechanical phenotyping uncovers a non-canonical smooth muscle-like hypercontractility program in lung squamous cell carcinoma myofibroblasts

bioRxiv · 第一作者:Calo, A. · 通讯作者:Jordi Alcaraz

AFM 和牵引力显微显示鳞癌肌成纤维细胞虽 ROCK 信号较低却更硬、牵引更强,并由平滑肌样 MYH11 及 ERK–RLC 通路驱动;力学表型关联血管狭窄和缺氧。

推荐理由: 以直接力学测量揭示分子组学难以识别的肿瘤基质收缩状态,契合细胞力学主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 23 · 预印本 · arXiv

紧密编织智能织物的逆向设计

Inverse Design of Tightly Woven Smart Fabrics

arXiv · 第一作者:Einav Berin

紧密编织约束将局部几何降为单一标量,通过非均匀收缩纱线和双曲 PDE 反演任意目标曲面。

推荐理由: 几何约束、可编程形变与材料逆设计高度契合软物质。

预印本,尚未经同行评议。

精选 24 · 预印本 · arXiv

三态活性晶格气体模型的平均场理论

Mean-Field Theory for the Three-State Active Lattice Gas Model

arXiv · 第一作者:Ana L. N. Dias

空间平均场方程揭示密度—噪声平面中的多种高密度有序结构,并与蒙特卡洛比较。

推荐理由: 直接研究活性晶格气体的有序态与转变,主题高度匹配,但仍为预印本理论。

预印本,尚未经同行评议。

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多组分液体中的亚稳相分离与信息检索

Metastable phase separation and information retrieval in multicomponent liquids · arXiv(预印本)

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。

BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-11-07 · 完整自然日 · 精选 3 篇(期刊 2、预印本 1)

精选 01 · 期刊 · Nature Communications

拮抗性第二信使信号协调铜绿假单胞菌的表面定植与毒力

Antagonistic second-messenger signalling coordinates Pseudomonas aeruginosa surface colonization and virulence

Nature Communications · 第一作者:Maya Bruderer

作者在单细胞尺度发现 cAMP 与 c -di-GMP 形成互斥信号态,分别产生稳定附着与表面运动亚群。初次接触先提升 c -di-GMP 并建立双极菌毛附着,随后 cAMP 驱动菌毛极化、爬行与毒力激活;人气道模型表明附着和运动均参与侵入及组织损伤。

推荐理由: 把信号切换、表面运动和群体组成联系为定植动力学机制,直接契合活性生物系统与非平衡群体行为。

精选 02 · 期刊 · Nature Communications

岛叶的运动与错误编码支持自我纠错的颅内脑机接口

Insular motor and error encoding supports self-correcting intracranial brain-computer interface

Nature Communications · 第一作者:Paul Weger

作者在癫痫患者颅内脑电中观察到,当接口偏离使用者意图时,高频群体活动由前岛叶向前额叶传播;额岛记录位点较集中地编码错误信号,可用于实时纠错,而中央顶叶信号更多混合补偿运动成分。

推荐理由: 将分布式神经群体动力学直接用于闭环接口控制,具有定量生物物理与神经工程交叉价值。

精选 03 · 预印本 · bioRxiv

淀粉样 β 纤维对太赫兹脉冲的频率依赖结构响应:非平衡分子动力学研究

Frequency-Dependent Structural Responses of Amyloid-β Fibrils to Terahertz Pulses: A Nonequilibrium Molecular Dynamics Study

bioRxiv · 第一作者:Wang, Y. · 通讯作者:Xubiao Peng

非平衡分子动力学扫描 0.5 至 60 THz 脉冲,作者报告三种淀粉样纤维的 β 折叠损失具有频率依赖性,且不同于高温对照;链间氢键可持续减少,并据此提出结构扰动与持续损伤两个电场阈值,但能量耦合和长期恢复仍待验证。

推荐理由: 研究直接聚焦外场驱动下蛋白聚集体的非平衡结构响应,并提出可检验阈值框架;预印本证据仍以模拟为主。

预印本,尚未经同行评议。

依据标题与摘要整理;论文链接指向原始出处。

BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST

生物物理科研日报

2026-11-06 · 完整自然日 · 精选 37 篇(期刊 29、预印本 8)

精选 01 · 期刊 · Physical Review X

旋转活性物质中的惯性致序:多孔流体与自旋纹理晶体

Order by Inertia in Spinning Active Matter: Holey Fluids and Spin-Textured Crystals

Physical Review X · 第一作者:Camille Jorge

高雷诺数二维旋转体出现稀疏贯通的动态多孔液体和致密自旋有序晶体两次相变;惯性流诱导的各向异性吸引、Magnus 力及自旋—位置反馈共同产生多体内聚与有序。

推荐理由: 揭示惯性水动力可促进而非破坏活性物质有序,是主线领域的重要新机制。

精选 02 · 期刊 · Science Advances

细胞质拥挤驱动上皮成熟期间胞内黏弹性增强

Cytoplasmic crowding drives intracellular viscoelastic increase during epithelial maturation

Science Advances · 第一作者:Gregory Arkowitz

主动微流变显示上皮单层成熟时细胞质黏度和弹性随干质量浓度增加;高渗扰动复现该效应,且黏弹性与干质量浓度近线性耦合。

推荐理由: 把组织成熟、分子拥挤与胞内流变定量连接,是生物软物质核心问题。

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

胃胚样体揭示具有不同细胞骨架依赖的体轴延伸替代路径

Gastruloids reveal alternative morphogenetic routes for body-axis elongation with distinct cytoskeletal dependencies

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Guillermo Serrano Nájera

作者发现底物可用性决定胃胚样体采用何种产力策略:悬浮时主要依靠细胞间作用形成单一体轴;铺在 laminin 上则多次破缺对称,通过集体迁移产生多个延伸流。后者依赖 formin、黏附和牵引,但转录变化不显著。

推荐理由: 直接揭示环境边界条件如何切换集体细胞运动与形态发生机制,是生物活性物质的重要成果。

精选 04 · 期刊 · Physical Review Letters

非 Markov 自相互作用动力学的 2.5 级大偏差与不确定关系

Level 2.5 Large Deviations and Uncertainty Relations for Non-Markov Self-Interacting Dynamics

Physical Review Letters · 第一作者:Francesco Coghi

作者针对转移率依赖历史经验观测量的自相互作用跳跃过程,利用时间尺度分离得到经验占据和通量的精确 2.5 级大偏差统计,并推导非 Markov 轨迹观测量的热力学与动力学不确定关系。

推荐理由: 把大偏差和不确定关系推广到含记忆反馈的动力学,是非平衡统计物理的重要理论进展。

精选 05 · 期刊 · Science Advances

具有类生命行为的自适应双编程磁性软机器人

Adaptive dual-programming magnetic soft robot with lifelike behavior

Science Advances · 第一作者:Yanchen Ye

磁性骨架与各向异性水凝胶双编程使机器人实现三维变形、陆水运动切换、选择性递送及胃部诊疗概念验证。

推荐理由: 集环境响应、形变、运动与功能解耦于一体,是软机器人和活性系统的重要进展。

精选 06 · 期刊 · Science Advances

使用屈服应力流体墨水的快速体素化三维打印

Rapid, voxel-based 3D printing with yield-stress fluid inks

Science Advances · 第一作者:Pranav Kaarthik

DIAL 把平移光图案化与墨水片层沉积结合,作者量化墨水流变对打印的影响,并实现快速、无支撑的大面积多尺度结构打印。

推荐理由: 屈服应力复杂流体的流变—加工耦合和新型打印范式高度契合软物质。

精选 07 · 期刊 · Science Advances

源自生物膜的水下黏附肽

A biofilm-derived peptide as an underwater adhesive

Science Advances · 第一作者:Xin Huang

作者用显微、分子动力学、原子力显微和剪切测试表征霍乱弧菌生物膜肽在多种表面的湿态吸附、黏合及絮凝能力。

推荐理由: 从天然生物膜提取界面黏附机制,实验与模拟结合,软物质价值突出。

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

贻贝具有独立的钒和铁储存系统以制造金属增强黏附纤维

Mussels possess distinct vanadium and iron storage systems for fabricating metal-reinforced adhesive fibers

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Samantha Jee

作者用 Raman、同步辐射 X 射线和电子显微谱学跨尺度分析贻贝足,发现钒以 DOPA 配位方式储存,而铁位于类铁蛋白结构中。两套储存系统为后续金属—蛋白交联、增强足丝黏附与自修复提供原料。

推荐理由: 直接连接生物矿物储存、蛋白黏附和力学增强,对生物软材料具有重要启发。

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

辐鳍鱼系统树上集体行为的演化动力学

Evolutionary dynamics of collective behavior across the tree of ray-finned fishes

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Jay Love

作者以文本和图像机器学习量化 2839 种辐鳍鱼的集体运动,识别超过 300 次演化转变。集体运动与斑块化食物、较高捕食压力相关,其出现还与宏演化净多样化速率增加相伴。

推荐理由: 把集体运动从局部机制扩展到大尺度演化规律,为活性群体研究提供独特比较数据。

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

结构预有序与密度涨落耦合:金属玻璃成核的统一图景

Coupling of structural preordering and density fluctuation: A unified picture of nucleation in metallic glasses

Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者:Tianding Xu

作者跨纯元素、金属间化合物和玻璃形成合金研究成核,发现密度涨落与结构预有序同步出现;自由体积减少、致密堆积和键取向有序由同一局域原子重排耦合发展。

推荐理由: 为无序材料成核提供统一物理图景,对玻璃与软凝聚态研究有广泛意义。

精选 11 · 期刊 · Journal of Fluid Mechanics

双分散颗粒流中的横向分选纵向条带

Transversely segregated longitudinal stripes in bidisperse granular flows

Journal of Fluid Mechanics · 第一作者:Amber P. Pearse

作者研究快速薄层致密颗粒流中二次涡如何把大小颗粒界面旋转并形成纵向组分条带;扩散与再循环平衡时可产生稳定波状界面。其深度平均分选理论定量复现实验中的三维时间演化。

推荐理由: 颗粒分选、二次流和界面波耦合明确,是软颗粒与非平衡流体的重要研究。

精选 12 · 期刊 · Nature Communications

非均匀磁场驱动的双稳态折纸机器人实现自适应多模态运动

Bistable origami robot for adaptive multimodal motion actuated by nonuniform magnetic fields

Nature Communications · 第一作者:Chong Huang

作者把磁控要求转移到预编程双稳态折纸几何中,用小幅扰动控制各稳定态运动、用脉冲触发态间跃迁,实现抓取、爬行、翻滚、跳跃等多模态动作,并由理论、模拟和实验验证。

推荐理由: 多稳态结构、几何编程与运动控制结合紧密,对主动软机器人值得关注。

精选 13 · 期刊 · Science Advances

对话语义相似轨迹中的粉红噪声预测交流愉悦度

Pink noise in dyads’ semantic similarity trajectories predicts conversation enjoyment

Science Advances · 第一作者:Kathryn C. O’Nell

作者在对话语义轨迹中发现尺度自由的粉红噪声,其强度与愉悦、联结感和练习相关。

推荐理由: 以多尺度动力学刻画人类互动,具有统计物理交叉价值。

精选 14 · 期刊 · Science Advances

原发 SARS-CoV- 2 感染中抗原特异 T 细胞扩增的时间动力学

Temporal dynamics of antigen-specific T cell expansion in primary SARS-CoV-2 infection

Science Advances · 第一作者:Andrew G. T. Pyo

人体挑战、单细胞数据与粗粒化模型显示克隆峰值时序差异可能由前体频率及 CD4/CD8 身份塑造。

推荐理由: 定量免疫动力学与模型结合,具相邻价值。

精选 15 · 期刊 · Science Advances

靶向炎症与纤维化的形状记忆支架修复子宫内膜和生育力

Shape-memory scaffold targets inflammation and fibrosis to restore endometrium and fertility in intrauterine adhesions

Science Advances · 第一作者:Keyi Yang

可降解双药形状记忆支架实现微创植入、序贯释放和屏障保护,并在大鼠模型改善内膜结构与生育结局。

推荐理由: 智能软材料与组织力学修复有具体交叉价值。

精选 16 · 期刊 · Science Advances

肌腱连接处的局部翻译程序赋予肌肉合胞体区域身份

Local translational program at the muscle-tendon junction endows domain identity in muscle syncytia

Science Advances · 第一作者:Nour El Khazen

区域特异病毒工具和核糖体标记显示肌腱连接处存在由非翻译区控制的局部翻译及运动重塑。

推荐理由: 空间翻译与受力界面区域化对细胞物理有价值。

精选 17 · 期刊 · Science Advances

键选择成像揭示临床来源微纳塑料摄取引发时空局限的代谢应激

Clinically derived micro- and nanoplastic uptake drives spatiotemporally confined metabolic stress revealed by bond-selective imaging

Science Advances · 第一作者:Jingyuan Li

受激拉曼成像显示细胞应激主要发生在颗粒摄取期间,伴随邻近脂滴花生四烯酸瞬时富集;去除外源颗粒后功能可恢复。

推荐理由: 颗粒—细胞界面与局部代谢响应的时空解析具有生物软物质价值。

精选 18 · 期刊 · Science Advances

偶氮苯中的电子竞争编程感染自适应抗菌治疗

Electron competition in azobenzene programs infection-adaptive antibacterial therapy

Science Advances · 第一作者:Yongjin Hu

氧梯度通过竞争电子受体连续调节偶氮还原、纳米组装解离和释药动力学,实现随缺氧程度变化的抗菌输出。

推荐理由: 将环境梯度转为连续动力学响应,具非平衡智能材料价值。

精选 19 · 期刊 · Science Advances

北欧海溢流水在 80 万年中的持久双稳态

Persistent bistability of Nordic Seas overflow waters over 800,000 years

Science Advances · 第一作者:Nathan Stevenard

沉积流速记录与混合模型显示深海溢流水在强弱态间长期切换,并呈阈值、非对称转变和类滞后环。

推荐理由: 长期双稳态与临界转变对非平衡统计有相邻价值。

精选 20 · 期刊 · Science Advances

氧介导投影微立体光刻制备亚 100 微米氧化锆牙贴面

Oxygen-mediated projection microstereolithography for sub–100-μm zirconia dental veneers

Science Advances · 第一作者:Yanru Shen

氧渗透界面抑制场选择性过滤散射光,使高固含陶瓷浆料实现约 80 微米薄壁打印。

推荐理由: 涉及强散射悬浮液与界面反应的加工控制,有软物质交叉价值。

精选 21 · 期刊 · Science Advances

Hoxa10 维持终身骨骼干细胞及骨修复

<i>Hoxa10</i> governs lifelong skeletal stem cell maintenance and bone repair

Science Advances · 第一作者:Kevin Leclerc

遗传删除、谱系追踪和单细胞数据表明 Hoxa10 限制过早分化,并调控胶原 III 和纤维排列以维持再生微环境。

推荐理由: 细胞命运与细胞外基质组织的耦合具有相邻生物软物质价值。

精选 22 · 期刊 · Science Advances

前生物磁铁矿实现手性—磁表面反馈

Prebiotic magnetite enables chirality-magnetic surface feedback

Science Advances · 第一作者:José A. P. M. Devienne

实验与微磁模拟表明,地球化学可行途径生成的涡旋态磁铁矿可被自旋极化手性分子不可逆重磁化,从而储存弱手性偏置。

推荐理由: 物理机制新颖,对生命起源中的对称性破缺有交叉价值。

精选 23 · 期刊 · Science Advances

空间蛋白质组学揭示共生绿草履虫细胞中的脂滴重组

Spatial proteomics reveals lipid droplet reorganization in symbiotic <i>Paramecium bursaria</i> cells

Science Advances · 第一作者:Yan-Jun Chen

空间蛋白质组与成像显示共生使宿主脂滴在尺寸、形态和位置上重塑,抑制脂质代谢会减少共生藻数量。

推荐理由: 细胞器重排与界面组织对生物软物质有价值。

精选 24 · 期刊 · Science Advances

脂滴界面酶取向的空间控制实现区域和化学选择性代谢通量

Spatial control of enzyme orientation at the lipid droplet interface enables regio- and chemoselective metabolic flux

Science Advances · 第一作者:So-Hee Son

分子动力学指导的锚定基序控制酶朝向,作者在酵母脂滴界面重排三酶级联并显著提高产物产量。

推荐理由: 界面组织、分子取向与反应通量耦合具有明确软物质价值。

精选 25 · 期刊 · Science Advances

用于功能性细胞筛选的可悬浮微隔室大规模并行自组装

Massively parallel self-assembly of suspendable microcompartments for functional cell screening

Science Advances · 第一作者:Michael Mellody

作者以球形盖粒子与碗形纳米瓶自组装成封闭水凝胶隔室,并展示单细胞克隆扩增、万级菌落筛选和分泌细胞选择。

推荐理由: 兼具胶体自组装、软材料与高通量细胞物理平台价值。

精选 26 · 期刊 · Science Advances

高冲量、反应物可再生的燃烧式微执行器

High-impulse and reactant-regenerative combustion-based micro actuators

Science Advances · 第一作者:Jihong Yin

作者通过氢—水双向转化闭环再生燃料,使厘米级执行器在无需补充燃料时运行超过 7200 次,并用于小型机器人。

推荐理由: 为软机器人和仿生驱动提供高功率微执行器方案,但活性物质关联较间接。

精选 27 · 期刊 · Science Advances

通过动态液态金属—电解质界面实现机械—电化学能量采集与自供能传感

Mechano-electrochemical energy harvesting and self-powered sensing via dynamic liquid metal–electrolyte interfaces

Science Advances · 第一作者:Xiangbo Zhou

机械运动调节液态金属界面面积并驱动不对称法拉第反应,作者展示可变形能量采集、阵列输出及自供能传感。

推荐理由: 动态软界面、形变与耗散电化学耦合对软物质研究者有具体价值。

精选 28 · 期刊 · Science Advances

早期小鼠胚胎中的 Y 染色体不稳定性

Y chromosome instability in the early mouse embryo

Science Advances · 第一作者:Agata P. Zielinska

作者发现早期胚胎有丝分裂时 Y 着丝粒异常薄弱、易被困于纺锤体极并发生错误分离;Y 丢失会减慢细胞分裂并影响胚胎大小。

推荐理由: 将染色体力学与发育后果相连,对细胞生物物理有相邻价值。

精选 29 · 期刊 · Science Advances

ppGpp 直接调控 tRNA 修饰酶,将应激信号连接至翻译控制和生物膜发育

Direct regulation of a tRNA modification enzyme by ppGpp links stress signaling to translational control and biofilm development

Science Advances · 第一作者:Aude E. Trinquier

作者发现 ppGpp 抑制 MnmE 并造成密码子特异的核糖体停顿,继而通过一段前导肽调节生物膜抑制因子 AbrB。

推荐理由: 把应激、翻译动力学与群体发育连接起来,对非平衡生物调控有相邻价值。

精选 30 · 预印本 · bioRxiv

分布式网络感知作为逃逸策略

Distributed Network Sensing as an Escape Strategy

bioRxiv · 第一作者:Le Verge-Serandour, M. · 通讯作者:Karen Alim

作者以黏菌流体网络研究空间刺激下的去中心化感知,发现尺度与连通性决定其能否通过网络重构逃离不利 pH 环境;局部收缩将刺激转化为全局流体再分配,并启发自主软机器人设计。

推荐理由: 把主动收缩、网络输运、集体感知和形态适应统一起来,直接命中活性与软物质核心问题。

预印本,尚未经同行评议。

精选 31 · 预印本 · bioRxiv

真菌菌落生长的多尺度生物物理建模

Multi-scale biophysical modeling of fungal colony growth

bioRxiv · 第一作者:Yan, L. · 通讯作者:Gianna L Marschmann

作者将显式菌丝伸长、分支和融合的离散力学模型与随机行波代理模型结合,以较低成本跨尺度模拟菌落。模型复现实验行波,并将前沿漂移与扩散分离,指出扩张速度和网络密度由不同微观参数控制,自然界策略权衡可能来自代谢而非纯力学限制。

推荐理由: 把活性生长网络、前沿涨落和宏观输运连为可计算框架,具有明确的新意和主线价值。

预印本,尚未经同行评议。

精选 32 · 预印本 · bioRxiv

分子扩散与结合动力学足以解释类似凝聚体的核内聚簇

Molecular diffusion and binding kinetics are sufficient to explain condensate-like nuclear clustering

bioRxiv · 第一作者:Kapoor, M. · 通讯作者:Mustafa Mir

作者构建以基因组位置、分子扩散和结合动力学为参数的 SPARK 模型,在不引入高阶蛋白相互作用或相分离的情况下,复现多种转录因子聚簇的高密度、球形、融合和快速交换等成像特征。结果表明这些表征不能唯一证明凝聚机制。

推荐理由: 为核内凝聚体研究提供定量零模型,直接挑战常用相分离判据,科学价值很高。

预印本,尚未经同行评议。

精选 33 · 预印本 · bioRxiv

淀粉样纤维稳定性与凝聚体材料性质独立控制 hnRNPA2 凝聚体向纤维的转变

Amyloid stability and condensate material properties independently govern the hnRNPA2 condensate to fibril transition

bioRxiv · 第一作者:Kieffer, D. J. · 通讯作者:Lukasz A Joachimiak

作者结合结构导向热力学、突变与微流变,识别控制纤维形成的芳香三联体,并发现凝聚体与纤维稳定性大体独立;较低凝聚体黏度与更快成纤相关,提出模糊外壳与纤维核心共同控制转变。

推荐理由: 相分离凝聚体的流变性质与成核聚集动力学紧密耦合,直接契合软物质生物物理主线。

预印本,尚未经同行评议。

精选 34 · 预印本 · bioRxiv

亚稳二聚体中间体驱动天然样丝蛋白成纤,脱水促进交叉 β 转变

Metastable Dimeric Intermediate Drives Native-like Spidroin Fibrillogenesis, while Dehydration Promotes Cross-β Transition

bioRxiv · 第一作者:Kajimoto, H. · 通讯作者:Hironari Kamikubo

作者用 SAXS、AFM 和 XRD 识别蜘蛛丝蛋白成纤所需的亚稳二聚体中间体,提出暴露聚丙氨酸片段在纤维端形成 β 片层并逐步聚合;天然样纤维在干燥时会不可逆转向淀粉样交叉 β 结构。

推荐理由: 连接亚稳中间体、自组装和脱水诱导结构转变,对生物软材料高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 35 · 预印本 · bioRxiv

人羊膜可溶性提取物提高 HaCaT 角质形成细胞在划痕实验中的迁移能力

hAM-pe soluble extract increases human keratinocyte HaCaT cell-line mobility in scratch assays

bioRxiv · 第一作者:Soprano, C. M. · 通讯作者:Carla Maria Soprano

划痕实验显示处理缩短集体闭合时间,但单细胞速度增加不足以解释该效应;均方位移分析与相互作用活性布朗粒子模拟支持迁移持久性增强是主要机制。

推荐理由: 实验与活性粒子模型共同解析集体细胞迁移机制,和活性物质研究高度贴合。

预印本,尚未经同行评议。

精选 36 · 预印本 · bioRxiv

高度保守的 talin 亚型编码不同的力学响应和配体结合能力

Highly conserved talin isoforms encode distinct mechanical responses and ligand-binding capabilities

bioRxiv · 第一作者:Guo, Y. · 通讯作者:Jie Yan

单分子力谱与结合实验显示,talin- 2 虽保留总体力学架构,却具有不同的协同展开路径及额外的力调控结合位点,扩展了其机械信号支架功能。

推荐理由: 直接解析蛋白力学与力敏信号耦合,方法和机制对生物软物质高度相关。

预印本,尚未经同行评议。

精选 37 · 预印本 · bioRxiv

融合孔关闭决定充满致密芯囊泡的亚量子“接吻即跑”血清素释放

FUSION PORE CLOSURE DETERMINES SUBQUANTAL KISS-AND-RUN SEROTONIN RELEASE FROM FULLY LOADED DENSE-CORE VESICLES

bioRxiv · 第一作者:De-Miguel, F. F. · 通讯作者:Francisco F. De-Miguel

作者分析水蛭神经元安培记录,并用孔几何与通量模型估算融合孔和囊泡含量。外推结果表明接吻即跑囊泡与全融合囊泡装载量相近,而实测通量衰减更快,支持亚量子释放由融合孔关闭而非囊泡耗尽决定。

推荐理由: 直接量化纳米孔动力学与分子释放,对膜融合和生物流体输运高度相关。

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。