Magnetic properties of an individual Magnetospirillum gryphiswaldense cell

Gli autori hanno misurato le proprietà magnetiche di un singolo batterio *Magnetospirillum gryphiswaldense* tramite magnetometria di coppia ultrasensibile, combinando i dati con microscopia elettronica e simulazioni micromagnetiche per rivelare le configurazioni dei magnetosomi e le caratteristiche magnetiche della catena all'interno della cellula.

Mathias M. Claus, Marcus Wyss, Dirk Schüler, Martino Poggio, Boris GrossWed, 11 Ma🔬 cond-mat.mes-hall

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

Questo primo articolo di una revisione in due parti esamina i modelli fenomenologici e microscopici utilizzati per descrivere le risposte delle reazioni biologiche alla temperatura, evidenziando le deviazioni dal comportamento di Arrhenius e definendo grandezze operative come le temperature ottimali e i limiti termici.

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

Understanding the temperature response of biological systems: Part II -- Network-level mechanisms and emergent dynamics

Questo articolo, seconda parte di una serie, esamina i meccanismi a livello di rete e le dinamiche emergenti che spiegano come le dipendenze termiche delle singole reazioni biochimiche si trasformino in risposte sistemiche non lineari, limiti termici e compensazione della temperatura, fornendo un ponte meccanicistico tra modelli empirici e l'organizzazione molecolare dei sistemi biologici.

Simen Jacobs, Julian B. Voits, Nikita Frolov, Ulrich S. Schwarz, Lendert GelensWed, 11 Ma🌀 nlin

A Variational Latent Equilibrium for Learning in Cortex

Questo lavoro propone un formalismo generale basato su principi di conservazione dell'energia e azione estrema per approssimare la retropropagazione nel tempo (BPTT) in modo biologicamente plausibile, estendendo il modello di Equilibrio Latente Generalizzato (GLE) per fornire un quadro rigoroso per l'apprendimento spaziotemporale nel cervello e per circuiti fisici.

Simon Brandt, Paul Haider, Walter Senn, Federico Benitez, Mihai A. PetroviciWed, 11 Ma🤖 cs.AI

Joint Geometric-Chemical Distance for Protein Surfaces

Il documento presenta IFACE, un nuovo framework basato su corrispondenze che allinea le superfici proteiche accoppiando probabilità di geometria intrinseca e campi chimici spaziali per derivare una distanza congiunta geometrico-chimica capace di distinguere la variabilità conformazionale dalla divergenza strutturale e di identificare tasche catalitiche conservate.

Himanshu Swami, John M. McBride, Jean-Pierre Eckmann, Tsvi TlustyWed, 11 Ma🧬 q-bio

Learning to crawl: Benefits and limits of centralized vs distributed control

Lo studio presenta un modello di un crawler che, utilizzando l'apprendimento per rinforzo, dimostra come un'architettura di controllo centralizzata o gerarchica offra un compromesso ottimale tra velocità, robustezza e costo computazionale rispetto a un controllo puramente distribuito, fornendo intuizioni sia per le soluzioni biologiche che per la progettazione robotica.

Luca Gagliardi, Agnese SeminaraTue, 10 Ma🔬 physics

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

Questo studio presenta un metodo robusto per la ricostruzione tridimensionale e la caratterizzazione morfologica di pollini nativi cileni mediante microscopia olografica digitale senza lenti, permettendo l'identificazione precisa delle specie e il calcolo dei parametri biofisici per colmare le lacune nei dati sulla biodiversità sudamericana.

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

Collective Variable-Guided Engineering of the Free-Energy Surface of a Small Peptide

Il paper presenta un approccio computazionale basato su CV-FEST e HLDA che, utilizzando brevi traiettorie di dinamica molecolare non biasate, permette di prevedere come le mutazioni puntuali influenzino il paesaggio energetico libero e la stabilità termodinamica del peptide CLN025, offrendo una via efficiente per l'ingegneria di biomolecole.

Muralika Medaparambath, Alexander Zhilkin, Dan MendelsTue, 10 Ma🔬 physics

Quantum Tunneling Enables High-Flux Transport in Ion Channels

Questo studio propone un nuovo paradigma nella biologia quantistica dimostrando che l'effetto tunnel quantistico, invece dei modelli classici, è il meccanismo fondamentale che permette agli ioni di superare le barriere energetiche nei canali biologici, spiegando così l'elevata conducibilità sperimentale e l'efficienza fisiologica macroscopica.

Bin Zhou, Yangmei Li, Ziyi Zhang, Yindong Huang, Zuoxian Xiang, Chao ChangTue, 10 Ma🔬 physics.optics

Nondestructive assessment of ripeness in kiwifruit with near-infrared pulse illumination

Questo studio valuta in modo non distruttivo la maturazione del kiwi utilizzando l'illuminazione a impulsi nel vicino infrarosso a 800 nm, introducendo due indici temporali, r(n)r(n) e W1(n)W_1(n), che mostrano un comportamento non monotono durante un periodo di dieci giorni.

Hiyori Ishiji, Hiroki Kanatsu, Masaki Komatsubara, Shingo Minata, Masaki Uesugi, Kohei Yuguchi, Manabu MachidaTue, 10 Ma🔬 physics.optics

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

Il paper propone un meccanismo biologicamente plausibile in cui una minoranza di agenti che devia dalla coesione locale innesca cascate macroscopiche di riorientamento, migliorando significativamente la reattività collettiva e generando fluttuazioni critiche nei gruppi di animali in movimento.

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

Effects of Rim Fluctuations in Classical Nucleation Theory of Virus Capsids

Questo studio estende la teoria classica della nucleazione per descrivere la formazione dei capsidi virali, dimostrando che le fluttuazioni termiche del bordo generano un contributo entropico che modifica la tensione di linea efficace e può sia favorire che ostacolare la chiusura del capside a seconda dell'energia di legame e della temperatura.

Alexander Bryan Clark, Paul van der Schoot, Henri Orland, Roya ZandiTue, 10 Ma🔬 physics