🔬 physics

Asymptotics of Protein Number Distribution in Stochastic Gene Expression Models under Burst Approximation

تحلل هذه الورقة بشكل منهجي نماذج التعبير الجيني العشوائي تحت تقريب الانفجار (burst approximation) من خلال اشتقاق حلول تحليلية تعتمد على الزمن للنماذج البديلة ذات الحالات الجينية المتعددة، وتأسيس الخصائص النظرية لتوزيعات البروتين الناتجة، وتطوير خوارزميات حوسبة فعالة مع تحديد مقدار خطأ التقريب بالنسبة للنماذج الكاملة.

Yuntao Lu, Yunxin Zhang2026-05-06
🔢 mathematics

Non-Monotone Response Modules and Cascades from the EML Operator for Reduced Models of Biological Dynamics

تقدم هذه الورقة عامل EML كقواعد لغوية مهيكلة للمعادلات التفاضلية العادية غير الخطية المختزلة، مما يتيح بناء وحدات تنشيط وتثبيط مدمجة وغير رتيبة لالتقاط الديناميكيات البيولوجية المعقدة مثل التجاوز والتكيف، وتثبت فعاليتها من خلال التحقق من صحتها على بيانات تجريبية لـ PKA-R وRho-GTPase بالإضافة إلى ضغط شبكة محاكاة مكونة من 50 حالة.

Amir Erez2026-05-06
🔬 physics

The Incommensurability Principle in Biological Transport

تثبت هذه الورقة أن أسّ التفرع العالمي (α2.72\alpha^* \approx 2.72) الملحوظ في الشبكات الوعائية للثدييات هو ضرورة رياضية ناشئة عن عدم التوافق الفيزيائي لقيود الأمثلية، وتحديداً من خلال دورة العمل الدنيا-القصوى التي توفق بين التكاليف الأيضية الواسعة وعقوبات انعكاس الموجات عديمة الأبعاد.

Riccardo Marchesi2026-05-06
⚡ electrical engineering

Molecular communication in one-dimensional channels with active transport and crowding

تبحث هذه الورقة في كيفية تعزيز النقل النشط المدفوع بالمحركات الجزيئية لفعالية الاتصال الجزيئي في القنوات أحادية الأبعاد مقارنة بالانتشار السلبي، وتحديداً من خلال تحليل سيناريوهات النقل القائم على الترحيل (relay-based transport) والمزيج من الجسيمات النشطة والمنتشرة.

Phanindra Dewan, Sumantra Sarkar2026-05-05
🔬 physics

Advancing optical imaging systems with digital fabrication

تستكشف هذه الورقة كيف يمكن للتصنيع الرقمي، ولا سيما الطباعة ثلاثية الأبعاد المكتبية، أن يحدث ثورة في أنظمة التصوير البصري من خلال تبسيط عملية التجميع، وخفض حواجز النسخ، وتمكين أدوات نمطية ذات جودة بحثية تسرع من وتيرة الابتكار والتحسين الموزع.

Tobias Wenzel, Richard Bowman, Gemma S. Cairns, Benedict Diederich, Matias Hurtado, Vicente Parot, Vittorio Saggiomo2026-05-05
🔬 condensed matter

Shape anisotropy governs organization of active rods: Swarming, turbulence, flocking, and jamming

تجمع هذه الدراسة بين التجارب والمحاكاة لتثبت أن تباين الخواص الشكلية للقضبان ذاتية الدفع والمحركة بالضوء يحكم انتقالها عبر حالات جماعية متنوعة —بما في ذلك السرب، والاضطراب، والتحليق، والتكدس— مما يوفر قواعد تصميم للمواد النشطة الاصطناعية ورؤى حول تنظيم السابحات المجهرية البيولوجية.

Yogesh Shelke, Anpuj Nair S, Hanumantha Rao Vutukuri2026-05-05
🔬 physics

FILM: Mapping organellar metabolism by mid-infrared photothermal modulated fluorescence

تقدم هذه الورقة تقنية مجهرية حرارية ضوئية في الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، معززة بصندوق زمن بصري (optical boxcar) ومكتشفة للفلورة، مدمجة مع معالجة البيانات بمساعدة الذكاء الاصطناعي، لرسم خرائط النشاط الأيضي والتركيب لليسوسومات الفردية في الخلايا والكائنات الحية، مما يكشف عن التباين الأيضي، والخلل الوظيفي المبكر أثناء الشيخوخة، والتغيرات المرتبطة بأمراض التخزين الليسوسومي النوعية للمرض.

Jianpeng Ao, Jiaze Yin, Haonan Lin, Guangrui Ding, Youchen Guan, Bethany Weinberg, Dashan Dong, Qing Xia, Zhongyue Guo (…)2026-05-04
🔬 physics

Motor shot noise explains active fluctuations in a single cilium

تُثبت هذه الورقة أن التقلبات العشوائية في عدد المحركات الجزيئية المرتبطة كافية لتفسير تقلبات الضربات، ودقة التذبذب، وعيوب التزامن الملحوظة تجريبياً في هدب واحد، مما يربط بين ضجيج المحركات المجهري والديناميكيات غير المتوازنة متوسطة الحجم.

Maximilian Kotz, Veikko F. Geyer, Benjamin M. Friedrich2026-05-04
🔬 physics

Non-Equilibrium Dynamics of the Time-Dependent Excitonic Coupling in Fluorescent Protein Dimers

تُكمّم هذه الدراسة الاقتران الإكسيتوني الأقوى بكثير مما هو متوقع في بروتينات فينوس الفلورية الثنائية من خلال دمج تأثيرات متعددة الأقطاب في المجال القريب، وتفكك التوتر بين الاقتران القوي وفك الترابط البيئي عبر آلية فصل المقياس الزمني حيث يطبع الاستثارة الضوئية الجماعية انقسام دافيدوف قبل أن يؤدي تلاشي الطور البيئي السريع إلى انتقال النظام إلى القفز غير المترابط.

Robson Christie, Cerys Murray, Youngchan Kim, Jaewoo Joo2026-05-04
🔬 physics

Model-aided quantification of patient-specific benefit in mitigating radiation induced lymphopenia by particle therapy of cancer

تقدم هذه الورقة نموذجاً حركياً بيولوجياً مُثبتاً يحدد كمياً نقص اللمفاويات الناجم عن الإشعاع والمخصص لكل مريض من خلال دمج بيانات الجرعة والحجم مع الحركية المناعية، مما يثبت أن العلاج بالجسيمات يقلل من استنزاف الخلايا اللمفاوية بنسبة 30% تقريباً مقارنة بالعلاج بالفوتونات ويقدم إطاراً ميكانيكياً لتحسين علاجات السرطان المحافظة على المناعة.

Vladislav Sandul, Marco Durante, Thomas Friedrich2026-05-04