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