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Questo articolo dimostra che, nonostante la vasta varietà di topologie possibili, tutte le reti geniche in grado di generare pattern tramite segnalazione extracellulare rientrano in sole tre classi fondamentali che condividono principi logici e dinamici comuni, includendo sia casi sperimentali noti che configurazioni teoriche non ancora scoperte.
Utilizzando un approccio di classificazione basato su pseudobulk su dati di RNA-seq a singolo nucleo, lo studio identifica PTPRG microgliale come un hub trascrizionale centrale nell'Alzheimer, capace di integrare segnali neuronali e disregolazione infiammatoria con elevata riproducibilità tra coorti indipendenti.
Lo studio dimostra che i geni che collegano la plasticità del comportamento e dell'orologio circadiano sono ampiamente conservati nelle formiche, evidenziando una significativa sovrapposizione tra i geni ritmici e quelli associati alla plasticità comportamentale sia nella specie *Pogonomyrmex barbatus* che tra specie distanti come *Camponotus floridanus*.
Questo studio presenta un approccio di modellazione basato su modelli misti non lineari e uno schema di parametrizzazione su misura che consente l'integrazione coerente di dati a livello di singola cellula e di popolazione, migliorando l'identificabilità dei parametri e l'accuratezza predittiva nello studio di processi biologici complessi come l'apoptosi estrinseca.
Gli autori introducono la macchina di Boltzmann stocastica (sBM), una nuova strategia di regolarizzazione che migliora l'inferenza dei modelli generativi per le sequenze proteiche catturando più accuratamente le correlazioni multiscala, permettendo così di generare sequenze funzionali e diversificate senza necessità di correzioni a posteriori.
Utilizzando simulazioni di dinamica molecolare, questo studio rivela che il sito CAR del ribosoma interagisce funzionalmente e strutturalmente con il sito A attraverso interazioni idrogeno e stacking π dipendenti dalla sequenza, suggerendo un meccanismo di regolazione specifica della sequenza mRNA durante l'allungamento della traduzione.
Questo studio dimostra che la memoria ipossica dinamica, che varia in base alla durata dell'esposizione all'ipossia, guida l'invasione tumorale arricchendo la densità cellulare al fronte del tumore, riducendo la sensibilità alle fluttuazioni di ossigeno e potenziando la diffusione efficace delle cellule, superando così i limiti dei modelli a memoria ipossica fissa.
Utilizzando dati del UK Biobank, questo studio sviluppa un modello di "età della capacità intrinseca" basato su 63 caratteristiche cliniche per stimare il rischio di mortalità a 18 anni e identifica marcatori proteici che rivelano l'attivazione immunitaria come meccanismo trasversale al declino funzionale.
Il documento presenta UQ-PhysiCell, un framework Python open-source e modulare progettato per abilitare l'analisi dell'incertezza, la calibrazione e la selezione dei modelli all'interno dell'ecosistema PhysiCell, facilitando l'esecuzione scalabile di simulazioni e l'integrazione con strumenti statistici avanzati per la ricerca biomedica.
Questo studio dimostra che l'integrazione del profilo cinomico proteomico con modelli di apprendimento automatico consente di prevedere la cardiotossicità degli inibitori delle chinasi, identificando specifici bersagli off-target come PDGFRB e EGFR per guidare la progettazione di farmaci più sicuri.
Questo studio presenta un framework di modellazione QSP assistito dall'intelligenza artificiale che integra modelli linguistici di grandi dimensioni con standard SBML per automatizzare la ricostruzione, l'estensione e la calibrazione di modelli meccanicistici, accelerando così lo sviluppo di farmaci per le terapie cellulari e geniche mantenendo trasparenza e conformità normativa.
Questo studio integra analisi trascrittomica multi-coorte e farmacologia di rete per identificare CD44 come nodo chiave e proporre farmaci riposizionabili come potenziali terapie per la sindrome dell'ovaio policistico (PCOS).
Questo studio analizza la dinamica dell'adattamento termico nei suini attraverso l'analisi trascrittomica del sangue, rivelando una risposta biphasica caratterizzata da un'attivazione immunitaria precoce e da successivi adattamenti metabolici mitocondriali durante le fasi di acclimatazione a breve e lungo termine.
Questo studio utilizza un quadro analitico basato sulla cinetica di reazione per dimostrare come la topologia dei network di regolazione genica e il rapporto tra degradazione e produzione proteica governino sia le transizioni temporali verso stati cellulari differenziati, sia la formazione stabile di pattern spaziali, rivelando che solo le reti a tre nodi supportano la coesistenza stabile di fenotipi differenziati tramite diffusione.
Questo studio sviluppa un modello stocastico che dimostra come ritardi di attivazione proteica dipendenti dallo stato e meccanismi di feedback negativo riducano significativamente le fluttuazioni nell'espressione genica, stabilizzando i livelli proteici e offrendo indicazioni per la progettazione di circuiti genetici sintetici robusti.
Questo studio presenta un modello di competizione delle risorse che scompone il costo adattativo dell'espressione genica in lievito, dimostrando che la competizione per i ribosomi e i fattori di trascrizione, piuttosto che i prodotti stessi, determina i costi di traduzione e trascrizione, fornendo così un quadro sistematico per ottimizzare la progettazione genetica.
Questo studio estende un modello computazionale della locomozione quadrupede per dimostrare che gli animali selezionano o combinano diverse strategie di sterzata asimmetriche (flessione del corpo, applicazione di forza laterale e spostamento degli arti) in base alla velocità, con gli arti anteriori che svolgono un ruolo primario nel controllo direzionale e quelli posteriori nel mantenimento della stabilità.
Il paper presenta DIGEST, una piattaforma di immunoassaggio digitale ultrasensibile che permette il rilevamento non invasivo di citochine fecali a livelli attomolari, consentendo di monitorare la dinamica immunitaria intestinale, distinguere le fasi attive della malattia infiammatoria intestinale e prevedere la risposta alla terapia nel melanoma.
Questo studio identifica PAGE4 iperfosforilato come un effettore centrale e un potenziale bersaglio terapeutico nella patogenesi dei fibromi uterini con mutazione di MED12, dimostrando che la fosforilazione agisce come un interruttore molecolare che riprofilisce l'interattoma di PAGE4 per attivare la trascrizione genica.
Il documento presenta sRQA, una libreria software open-source in R che unifica l'analisi di ricorrenza quantificativa simbolica per sistemi discreti e discretizzati, dimostrando la sua efficacia nel distinguere pattern dinamici significativi in ambiti biomedici e comportamentali come l'ECG, la risonanza magnetica funzionale e l'analisi del discorso.