435 ورقة بحثية
تقدم هذه الورقة torch-projectors، وهي مكتبة عالية الأداء وقابلة للاشتقاق لعمليات الإسقاط في فضاء فورييه (Fourier-space) في PyTorch، والتي تسرع سير عمل المجهر الإلكتروني بشكل كبير من خلال التفوق على الحلول الحالية بمقدار 1 إلى 2 مرتين من حيث القوة (orders of magnitude) عبر أجهزة CPU وApple Silicon وCUDA.
تكشف هذه الدراسة أن تكوين أميلويد بروتين TDP-43 داخل الخلايا ينشأ تحديدًا من التكثفات الناشئة المتوقفة ديناميكيًا لنطاقه الطرفي الكربوني، وهي عملية تتيحها بشكل فريد قوالب أميلويد موجودة مسبقًا وتُثبط عندما يتجاوز التكثف هذه الحالة المتوقفة.
من خلال الجمع بين الزغابات المشيمية المعاد بناؤها ثلاثية الأبعاد ونمذجة الانتشار الحسابية، تُظهر هذه الدراسة أن طرق القياس المجسم الكلاسيكية تبالغ بشكل منهجي في تقدير مقياس طول الانتشار المشيمي بنسبة تتراوح بين 15 و25% بسبب عدم مراعاة انحناء الواجهة، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى تصحيحات تراعي الهندسة في تحليلات البنية والوظيفة.
تجمع هذه الدراسة بين تنبؤات البنية القائمة على الذكاء الاصطناعي ومحاكاة الديناميات الجزيئية لتوضيح التنظيمات البنيوية المتميزة، والتفاعلات الغشائية، وآليات ارتباط الركيزة لإنزيمات تخليق صمغ الزانثان GumH وGumI، مما يوفر رؤى نقدية حول كيميائهما الفراغية التحفيزية وإمكانات الهندسة الخاصة بهما.
تكشف هذه الدراسة، باستخدام محاكاة الديناميات الجزيئية المتقدمة، أن التوتر الجانبي يعدل طاقة تشوه الغشاء من خلال مقاومة الانخفاض في المساحة المسقطة —وبالتالي التأثير على هيئات البروتينات الحساسة للميكانيكا— دون تغيير ديناميات الليبيد أحادي الجزيء، بينما تُظهر أن تغيرات تركيب الليبيد يمكن أن تحاكي هذه التأثيرات من خلال ترقق الغشاء.
تستخدم هذه الدراسة توسيع الشفرة الوراثية لدمج الحمض الأميني غير القياسي الفلوري "أكريدون-2-يل ألانين" في قنوات البروتون البشرية ذات الجهد الكهربائي كاملة الطول، مما يتيح إجراء قياسات تعتمد على تقنية نقل طاقة الرنين الفلوري (FRET) والتي تؤكد الطي الصحيح وتكشف عن التغيرات التشكلية الناجمة عن أيونات الزنك (Zn2+) والمتجمعة في الجانب داخل الخلايا.
تكشف هذه الدراسة، باستخدام منصة مجهر إلكتروني تجميدي مبتكرة لتطبيق الشد، أن بروتين ألفا-أكتينين-4 (α-actinin-4) من النوع البري يعمل كـ "رابط تشبث" (catch bond) عبر الانتقال من حالة ارتباط ضعيفة إلى حالة ارتباط قوية تحت تأثير القوة، في حين أن الطفرة K255E المرتبطة بمرض التصلب القطعي الفلقي (FSGS) تعطل هذه الآلية عن طريق حبس البروتين في حالة ارتباط قوية واحدة.
تكشف هذه الدراسة أن فسفرة بروتين Grb2 تحفز تحولاً من الحالة الأحادية إلى الحالة الثنائية، مما يؤدي إلى تكوين مكثفات سائلة مستقرة مدفوعة بالإنثالبيا، والتي تعمل كركائز ديناميكية لاستقطاب الثنائيات البرية وتنظيم مسارات إشارات Ras/MAPK مكانياً.
تقترح هذه الورقة "فرضية الإنترون الحركي"، وهي نموذج جديد يشير إلى أن الطول الهائل للإنترونات، الذي يبدو غير وظيفي، يخدم غرضاً في عملية الانقسام المتساوي وإدارة موارد النيوكليوتيدات ثلاثية الفوسفات (NTP) من خلال ديناميكيات تخليق الحمض النووي الريبي وتحلله، مدعومة ببيانات أولية تستوجب مزيداً من التحقق العلمي.
يقدم هذا البحث DNAsight، وهو إطار عمل معياري قائم على تعلم الآلة يعمل على أتمتة تجزئة والتحليل الكمي لصور مجهر القوة الذرية للكشف عن البصمات الخاصة بالبروتينات لتنظيم الكروماتين وتباعد النوكليوسومات دون الحاجة إلى وسم.