q-bio.QM articles | Gist.Science

Integrating Mechanistic Modeling and Machine Learning to Study CD4+/CD8+ CAR-T Cell Dynamics with Tumor Antigen Regulation

Cette étude propose un cadre mathématique étendu couplant la modélisation mécaniste et l'apprentissage automatique pour analyser la dynamique des sous-populations CAR-T CD4+ et CD8+ sous régulation antigénique, démontrant ainsi comment les méthodes guidées par les données peuvent compléter les modèles biologiques face à l'incertitude des paramètres pour améliorer la prédiction des résultats thérapeutiques.

Saranya Varakunan, Melissa Stadt, Mohammad KohandelWed, 11 Ma🧬 q-bio

Understanding the temperature response of biological systems: Part I -- Phenomenological descriptions and microscopic models

Cette première partie d'une revue en deux volets examine les modèles phénoménologiques et microscopiques décrivant la réponse des systèmes biologiques à la température, en mettant l'accent sur les courbes de performance thermique et les grandeurs opérationnelles associées, tout en soulignant les limites des modèles microscopiques à capturer les effets coopératifs.

Simen Jacobs, Julian Voits, Nikita Frolov, Ulrich S. Schwarz, Lendert GelensWed, 11 Ma🧬 q-bio

Domain-aware priors stabilize, not merely enable, vertical federated learning in data-scarce coral multi-omics

Cette étude démontre que l'intégration de priors biologiques dans un cadre d'apprentissage fédéré vertical, tel que REEF, stabilise et améliore significativement la classification du stress thermique chez les coraux dans des conditions de rareté extrême des données, surpassant ainsi les approches génériques et état-de-l'art.

Sam VictorWed, 11 Ma🧬 q-bio

Exploring Strategies for Personalized Radiation Therapy Part IV: An Interaction-Picture Approach to Quantifying the Abscopal Effect

Cette étude propose une approche novatrice inspirée de la mécanique quantique pour quantifier l'effet abscopal dans le cadre de la radiothérapie PULSAR personnalisée, permettant de modéliser cet effet comme un phénomène stochastique continu et d'évaluer son intensité d'interaction au niveau individuel plutôt que de se fier uniquement aux moyennes de cohortes.

Hao Peng, Laurentiu Pop, Kai Jiang, Faya Zhang, Debabrata Saha, Raquibul Hannan, Robert TimmermanWed, 11 Ma🧬 q-bio

Sequential learning theory for Markov genealogy processes

Cet article présente un cadre basé sur les filtrations pour analyser comment l'ajout de taxons améliore l'inférence phylodynamique, en décomposant la réduction de variance attendue et en établissant une limite fondamentale sur ce que les données de séquence peuvent révéler sur la généalogie latente en raison de l'écart irréductible entre un analyste et un oracle.

David J PascallWed, 11 Ma🧬 q-bio

Association of Radiologic PPFE Change with Mortality in Lung Cancer Screening Cohorts

Cette étude démontre que la progression radiologique de la fibroélastose pleuroparenchymateuse (PPFE) sur les scanners thoraciques à faible dose est un facteur prédictif indépendant de mortalité et d'admissions respiratoires dans deux grandes cohortes de dépistage du cancer du poumon.

Shahab Aslani, Mehran Azimbagirad, Daryl Cheng, Daisuke Yamada, Ryoko Egashira, Adam Szmul, Justine Chan-Fook, Robert Chapman, Alfred Chung Pui So, Shanshan Wang, John McCabe, Tianqi Yang, Jose M Brenes, Eyjolfur Gudmundsson, The SUMMIT Consortium, Susan M. Astley, Daniel C. Alexander, Sam M. Janes, Joseph JacobWed, 11 Ma🧬 q-bio

When Many Trees Go to War: On Sets of Phylogenetic Trees With Almost No Common Structure

Cet article démontre que pour un nombre de $t$ arbres phylogénétiques suffisamment petit par rapport à $n$ , il existe des ensembles d'arbres dépourvus de structure commune exploitable, obligeant tout réseau à en contenir un nombre de réticulations proche du pire cas théorique, soit $(t-1)n - o(n)$ .

Mathias Weller, Norbert ZehTue, 10 Ma🔢 math

Double projection for reconstructing dynamical systems: between stochastic and deterministic regimes

Cet article propose une nouvelle méthode de double projection basée sur les autoencodeurs variationnels dynamiques pour reconstruire des systèmes dynamiques à partir de données observées, permettant d'estimer simultanément les trajectoires d'état et les séries temporelles de bruit afin de faciliter l'évolution multi-étapes et d'apprendre des modèles à espace d'état de faible dimension.

Viktor Sip, Martin Breyton, Spase Petkoski, Viktor JirsaTue, 10 Ma🤖 cs.LG

RadDiff: Retrieval-Augmented Denoising Diffusion for Protein Inverse Folding

Le papier présente RadDiff, une nouvelle méthode de repliement inverse de protéines qui améliore significativement les taux de récupération de séquences en combinant un modèle de diffusion débruité avec un mécanisme d'augmentation par récupération pour intégrer dynamiquement des connaissances protéiques externes.

Jin Han, Tianfan Fu, Wu-Jun LiTue, 10 Ma💻 cs

Three-Dimensional Volumetric Reconstruction of Native Chilean Pollen via Lens-Free Digital In-line Holographic Microscopy

Cette étude présente une méthode robuste de reconstruction volumétrique tridimensionnelle de grains de pollen natifs chiliens par holographie numérique sans lentille, permettant une caractérisation morphologique et biophysique précise de plusieurs espèces pour combler les lacunes de données sur la biodiversité sud-américaine.

J. Staforelli-Vivanco, V. Salamanca-Levi, R. Jofré-Cerda, M. Rondanelli-Reyes, I. LamasTue, 10 Ma🔬 physics.optics

Optical Manipulation of Erythrocytes via Evanescent Waves: Assessing Glucose-Induced Mobility Variations

Cette étude démontre que les ondes évanescentes générées par réflexion totale interne permettent de quantifier de manière non invasive la réduction significative de la mobilité des érythrocytes induite par une augmentation de la concentration en glucose.

T. Troncoso Enríquez, J. Staforelli-Vivanco, I. Bordeu, M. González-OrtizTue, 10 Ma🔬 physics.optics

CryoNet.Refine: A One-step Diffusion Model for Rapid Refinement of Structural Models with Cryo-EM Density Map Restraints

CryoNet.Refine est un modèle de diffusion en une étape qui automatise et accélère le raffinement des structures moléculaires à partir de cartes de densité cryo-EM, surpassant les méthodes traditionnelles en termes de rapidité et de qualité géométrique.

Fuyao Huang, Xiaozhu Yu, Kui Xu, Qiangfeng Cliff ZhangTue, 10 Ma💻 cs

HarmonyCell: Automating Single-Cell Perturbation Modeling under Semantic and Distribution Shifts

HarmonyCell est un cadre d'agent automatisé qui résout les hétérogénéités sémantiques et statistiques dans l'étude des perturbations cellulaires uniques en utilisant un unificateur sémantique piloté par un LLM et un moteur de recherche arborescente adaptatif pour modéliser virtuellement des cellules sans ingénierie spécifique aux jeux de données.

Wenxuan Huang, Mingyu Tsoi, Yanhao Huang, Xinjie Mao, Xue Xia, Hao Wu, Jiaqi Wei, Yuejin Yang, Lang Yu, Cheng Tan, Xiang Zhang, Zhangyang Gao, Siqi SunTue, 10 Ma💻 cs

Distilling and Adapting: A Topology-Aware Framework for Zero-Shot Interaction Prediction in Multiplex Biological Networks

Cet article propose un cadre novateur pour la prédiction d'interactions à zéro tir dans les réseaux biologiques multiplex, en combinant l'apprentissage de représentations contextuelles, la distillation de connaissances et une tokenisation de graphe sensible à la topologie pour surmonter les limites des méthodes existantes et améliorer la généralisation aux entités non vues.

Alana Deng, Sugitha Janarthanan, Yan Sun, Zihao Jing, Pingzhao HuTue, 10 Ma🤖 cs.LG

ViroGym: Realistic Large-Scale Benchmarks for Evaluating Viral Proteins

Ce papier présente ViroGym, une nouvelle référence à grande échelle évaluant les modèles de langage protéique sur des données expérimentales virales pour améliorer la prédiction des effets des variants et guider la sélection rationnelle d'antigènes vaccinaux.

Yichen Zhou, Jonathan Golob, Amir Karimi, Stefan Bauer, Patrick SchwabTue, 10 Ma💻 cs

Minority-Triggered Reorientations Yield Macroscopic Cascades and Enhanced Responsiveness in Swarms

Les auteurs proposent un mécanisme simple et biologiquement plausible où une minorité d'agents déclenche des réorientations en cascade, expliquant ainsi la sensibilité accrue et les fluctuations critiques observées dans les mouvements collectifs des essaims.

Simon Syga, Chandraniva Guha Ray, Josué Manik Nava-Sedeño, Fernando Peruani, Andreas DeutschTue, 10 Ma🔬 physics

Hydrodynamic origins of symmetric swimming strategies

En démontrant que les mouvements symétriques et antisymétriques sont hydrodynamiquement équivalents et optimaux pour la locomotion dans les fluides visqueux, cette étude établit que la prévalence des nages symétriques chez les organismes vivants résulte d'un principe d'efficacité physique plutôt que de simples contraintes développementales.

Takahiro Kanazawa, Kenta Ishimoto, Kyogo KawaguchiTue, 10 Ma🔬 physics

Modeling the spillover risk of highly pathogenic avian influenza from wild birds to cattle in Denmark: A data-driven risk assessment framework

Cette étude développe un cadre d'évaluation des risques fondé sur les données pour quantifier la probabilité de transmission de la grippe aviaire hautement pathogène (H5N1) des oiseaux sauvages au bétail au Danemark, en identifiant des périodes et des zones géographiques à haut risque afin de renforcer la surveillance et la préparation.

You Chang, Jose L. Gonzales, Erik Rattenborg, Mart C. M. de Jong, Beate ConradyThu, 12 Ma🧬 q-bio

Multi-factor modeling of chlorophyll-a in South China's subtropical reservoirs using long-term monitoring data for quantitative analysis

En se basant sur des données de surveillance à long terme (2020-2024) de trois réservoirs du Guangdong, cette étude démontre que l'azote total est le principal facteur limitant la prolifération du chlorophylle-a dans ces écosystèmes subtropicaux et développe un modèle hydro-écologique dynamique qui révèle l'effet synergique des températures supérieures à 25 °C et des nutriments sur la croissance des algues.

Haizhao Guan, Yiyuan Niu, Chuanjin Zu, Ju KangThu, 12 Ma🧬 q-bio

Alignment conditions of the human eye for few-photon vision experiments

En combinant un modèle oculaire tridimensionnel avec des mesures de densité des bâtonnets rétiniens, cette étude détermine que l'alignement optimal pour les expériences de vision à quelques photons consiste à présenter les stimuli sous un angle inférieur de 12,6 degrés par rapport à l'axe visuel, tout en établissant les précisions angulaires et translationnelles nécessaires pour cibler la région la plus sensible de la rétine.

T. H. A. van der Reep, W. LöfflerThu, 12 Ma🔬 physics.optics