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La biologie des systèmes explore comment les composants d'un organisme interagissent pour créer des comportements complexes, passant de l'étude isolée des gènes à une vision globale du vivant. Cette approche multidisciplinaire révèle les réseaux invisibles qui régulent la santé et la maladie, transformant notre compréhension fondamentale de la biologie.
Sur Gist.Science, nous parcourons quotidiennement bioRxiv pour repérer les tout nouveaux prépublications dans ce domaine. Pour chaque article, nous produisons à la fois une explication claire pour le grand public et un résumé technique détaillé, rendant ces recherches de pointe accessibles à tous sans sacrifier la rigueur scientifique.
Vous trouverez ci-dessous les dernières publications sélectionnées, prêtes à être découvertes et comprises.
Cet article présente TabularQual, un format basé sur des feuilles de calcul et un convertisseur bidirectionnel qui fait le pont entre les représentations de modèles logiques lisibles par l'humain et le format XML standardisé SBML-qual afin d'améliorer l'annotation, la curation, l'échange et l'interopérabilité des modèles réglementaires et de signalisation.
Cette étude présente une nouvelle plateforme d'intégration structurale des omiques cellulaires (COSI) qui cartographie simultanément l'expression génique unicellulaire et l'ultrastructure à super-résolution pour identifier des ensembles de gènes spécifiques régissant les fenestrations de l'endothélium sinusoïdal hépatique, fournissant ainsi de nouveaux marqueurs moléculaires pour l'évaluation et le traitement de maladies métaboliques telles que la NASH et le diabète.
MORPHE est un cadre d'IA qui fait le pont entre l'omique spatiale et la génération d'images en cartographiant les identités cellulaires discrètes et les relations spatiales dans un espace latent continu, permettant la synthèse, la reconstruction et l'extension d'architectures tissulaires biologiquement fidèles à résolution cellulaire unique sur des jeux de données 2D et 3D.
Cette étude établit un cadre quantitatif sans paramètre démontrant que la compétition bactérienne durant la famine est pilotée par le recyclage de la nécromasse, où des différences physiologiques dans les besoins de maintenance et l'absorption des nutriments créent des dynamiques de survie dépendantes de la fréquence, lesquelles peuvent être prédites avec précision par un modèle de pool énergétique partagé.
Ce papier présente un benchmark unifié démontrant que les modèles de fondation à l'échelle de la cellule unique encodent des a priori transférables sur la régulation génique et la dynamique, avec des composants spécifiques tels que les intégrations de jetons de scGPT et la tête de reconstruction de scFoundation surpassant les méthodes classiques dans la reconstruction de réseaux statiques et la sonde des transitions dynamiques dans des conditions de zéro-shot.
Cette étude présente la première analyse de motifs signés du connectome de *C. elegans*, révélant une surabondance de motifs spécifiques à trois nœuds tels que des boucles de feedforward positives et de rétroaction négative avec des architectures neuronales distinctes, démontrant ainsi l'utilité de l'analyse de motifs signés pour comprendre l'organisation des réseaux biologiques.
Cet article propose un algorithme d'optimisation multi-objectif assoupli qui surmonte les limites de l'alignement topologique strict pour identifier avec succès de grands modules de régulation conservés et cohésifs à travers les espèces en accommodant des mappings d'orthologie plusieurs-à-plusieurs dans des réseaux de régulation génique bruyants.
Cette étude révèle que la stabilité structurelle, la cinétique de renouvellement et l'abondance des protéines chez *S. cerevisiae* agissent comme des contraintes clés sur les réseaux d'interactions protéine-protéine, en favorisant spécifiquement la formation de hubs hautement connectés grâce à la prévalence de protéines abondantes mais instables, tout en laissant les goulots d'étranglement du réseau inchangés.
Ce papier présente un cadre d'apprentissage de représentations de graphes conscient de l'incertitude qui intègre la classification positive-non étiquetée et des méthodes d'ensemble pour privilégier des biomarqueurs novateurs et bien calibrés pour la maladie artérielle périphérique, démontrant une performance prédictive et une pertinence biologique supérieures par rapport aux bases de référence existantes.
Par des expérimentations informatiques comparant six modèles cinétiques, cette étude identifie un mécanisme d'électro-fixation pour le transport d'ammonium chez E. coli qui explique le couplage énergétique et révèle comment la régulation coordonnée du transporteur AmtB et de la glutamine synthétase minimise le cycle futile pour assurer une croissance robuste dans des conditions environnementales variables.