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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

Duality in mass-action networks

Il paper propone che nei network a azione di massa le quantità conservate siano duali ai cicli interni e formula congetture su relazioni di dualità tra precluster, supporti poliedrici invarianti massimali e sifoni.

Alexandru IosifWed, 11 Ma🧬 q-bio

Automated Classification of Homeostasis Structure in Input-Output Networks

Il paper presenta un algoritmo basato su Python che automatizza l'identificazione e la classificazione dei meccanismi di omeostasi nelle reti biologiche complesse, superando le limitazioni computazionali dei metodi precedenti attraverso un'estensione del quadro teorico a reti con molteplici nodi di ingresso.

Xinni Lin, Fernando Antoneli, Yangyang WangWed, 11 Ma🧬 q-bio

Stochastic Reaction Networks Within Interacting Compartments with Content-Dependent Fragmentation

Questo lavoro estende la teoria delle reti di reazione stocastiche in compartimenti interagenti fornendo nuove condizioni sufficienti per la ricorrenza positiva e la non esplosività in scenari in cui il tasso di frammentazione dei compartimenti dipende dal contenuto interno, dimostrando al contempo che i risultati precedenti non sono più validi in tale contesto.

David F. Anderson, Aidan S. Howells, Diego Rojas La LuzTue, 10 Ma🔢 math

A cocktail of chemical reaction networks and mathematical epidemiology tools for positive ODE stability problems

Questo articolo unisce la teoria delle reti di reazioni chimiche e gli strumenti dell'epidemiologia matematica per analizzare la stabilità degli ODE positivi, generalizzando il teorema della Matrice del Prossimo Generazione e applicando un approccio simbolico-numerico basato sui minori di "Child Selection" per risolvere problemi di biforcazione.

Florin Avram, Rim Adenane, Andrei-Dan HalanayTue, 10 Ma🔢 math

ATP Level and Phosphorylation Free Energy Regulate Trigger-Wave Speed and Critical Nucleus Size in Cellular Biochemical Systems

Questo studio dimostra che i livelli di ATP e l'energia libera di fosforilazione agiscono come regolatori fondamentali della velocità delle onde di attivazione e della dimensione del nucleo critico nei sistemi biochimici cellulari, collegando direttamente lo stato energetico intracellulare alla dinamica spaziale dei processi decisionali biologici.

Jianwei Li, Kai Meng, Xuewen Shen, Fangting LiThu, 12 Ma🧬 q-bio

drGT: Attention-Guided Gene Assessment of Drug Response Utilizing a Drug-Cell-Gene Heterogeneous Network

Il modello di deep learning su grafi drGT, presentato nel paper, prevede la risposta ai farmaci e identifica biomarcatori interpretabili utilizzando un'attenzione su una rete eterogenea farmaco-cellula-gene, ottenendo prestazioni competitive su dataset di riferimento e validando le sue associazioni predittive attraverso l'analisi della letteratura scientifica e l'arricchimento biologico.

Yoshitaka Inoue, Hunmin Lee, Tianfan Fu, Rui Kuang, Augustin LunaFri, 13 Ma🧬 q-bio

Scalable DNA Ternary Full Adder Enabled by a Competitive Blocking Circuit

Questo articolo presenta un addizionatore ternario scalabile basato sul DNA, abilitato da un circuito di blocco competitivo e da una strategia di ottimizzazione cooperativa, che supera i limiti degli addizionatori binari precedenti permettendo esperimenti di successo fino a 17 bit.

Enqiang Zhu, Peize Qiu, Xianhang Luo, Chanjuan Liu, Jin XuFri, 13 Ma🧬 q-bio

Inferring the dynamics of quasi-reaction systems via nonlinear local mean-field approximations

Il paper propone un metodo di approssimazione locale non lineare basato su una soluzione analitica delle equazioni differenziali ordinarie per stimare con maggiore efficienza e precisione i tassi cinetici dei sistemi di reazione quasi-stocastici, specialmente in presenza di grandi intervalli temporali tra le misurazioni e di rigidità numerica, come dimostrato su dati biologici.

Matteo Framba, Veronica Vinciotti, Ernst C. Wit2026-03-10🧬 q-bio

HIDDENdb: Co-dependency database reveals a plethora of genetic and protein interactions

Il paper presenta HIDDENdb, un database interattivo e gratuito che integra dati eterogenei per mappare le co-dipendenze genetiche e proteiche, rivelando nuove relazioni funzionali e strutturali tra geni e proteine.

Iresha De Silva, Shantha Pathma Bandu, Rune T. Kidmose + 3 more2026-03-10🧬 q-bio

Relay transitions and invasion thresholds in multi-strain rumor models: a chemical reaction network approach

Questo articolo illustra l'uso del pacchetto simbolico EpidCRN per analizzare modelli di diffusione di rumor su reti sociali, dimostrando come la teoria delle reti di reazioni chimiche riveli una struttura di "relè" nelle transizioni di stabilità e nelle soglie di invasione tra equilibri multi-ceppo.

Florin Avram, Andrei-Dan Halanay2026-03-06🔢 math

The Dynamics of Inducible Genetic Circuits

Questo studio abbandona la visione dinamica convenzionale dei circuiti genetici per adottare modelli meccanico-statistici che, concentrandosi sulle concentrazioni endogene di effettori e su modelli termodinamici dettagliati anziché su funzioni di Hill e parametri artificiali, rivelano nuove prospettive sulla regolazione della stabilità nelle cellule viventi.

Zitao Yang, Rebecca J. Rousseau, Sara D. Mahdavi + 2 more2026-03-05🔬 physics

Dominant vertices and attractors' landscape for Boolean networks

Questo articolo introduce un metodo di riduzione per le reti booleane basato sui vertici dominanti, che permette di studiare la dinamica asintotica e il paesaggio degli attrattori attraverso un sistema semplificato e numericamente esplorato, in particolare nel caso delle "clover networks".

Andrea España, William Funez, Edgardo Ugalde2026-03-05🔬 physics

Quantifying Ranking Instability Across Evaluation Protocol Axes in Gene Regulatory Network Benchmarking

Questo studio presenta un quadro diagnostico sistematico che quantifica l'instabilità dei ranking nell'inferenza delle reti di regolazione genica sotto diverse scelte protocollari, rivelando come le inversioni siano guidate da variazioni nella capacità discriminativa dei metodi piuttosto che da effetti di tasso base, e proponendo pratiche di reporting consapevoli della stabilità.

Ihor Kendiukhov2026-03-05🤖 cs.LG

Ising Models of Cooperativity in Muscle Contraction

Questo studio introduce un modello di Ising unidimensionale a due parametri per descrivere la cooperatività nell'attivazione dei filamenti sottili del muscolo striato, dimostrando che tale modello riproduce con successo i dati sperimentali, inclusa la modulazione della forza generata dai motori miosinici e l'effetto anti-cooperativo del farmaco Omecamtiv Mecarbil.

Elaheh Saadat, Matthieu Caruel, Stefano Gherardini + 6 more2026-03-05🔬 cond-mat.mes-hall