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systems biology

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La biologia dei sistemi rappresenta un approccio affascinante che guarda agli organismi viventi non come a semplici collezioni di parti, ma come reti complesse e interconnesse. Invece di studiare singoli geni o proteine isolatamente, questo campo integra dati su larga scala per comprendere come le diverse componenti collaborino e diano vita a comportamenti emergenti, offrendo una visione d'insieme molto più ricca della vita cellulare.

Su Gist.Science, selezioniamo ogni nuovo preprint pubblicato su bioRxiv in questa categoria per renderlo immediatamente comprensibile a tutti. Il nostro team elabora questi studi avanzati fornendo sia una spiegazione in linguaggio semplice che un riassunto tecnico dettagliato, permettendo a ricercatori e appassionati di seguire l'evoluzione di queste scoperte senza barriere linguistiche o concettuali.

Di seguito trovate le ultime ricerche in biologia dei sistemi appena rese disponibili, pronte per essere esplorate attraverso le nostre sintesi chiare e approfondite.

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CellSwarm: LLM-Driven Cell Agents Recapitulate Tumor Microenvironment Dynamics and Sense Indirect Genetic Perturbations

Il framework CELLSWARM sostituisce le regole predefinite dei modelli basati su agenti con cellule autonome guidate da grandi modelli linguistici (LLM), permettendo non solo di ricreare fedelmente la dinamica del microambiente tumorale, ma anche di generalizzare tra diversi tipi di cancro, prevedere le risposte ai trattamenti e rilevare perturbazioni genetiche indirette che i modelli tradizionali non riescono a cogliere.

Meng, X., Wang, T., Dong, Z., Li, X., Cui, X., Wang, L.2026-02-26
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What microbes want: exploring microbial substrate preferences with the Web of Microbes Agent

Gli autori presentano il "Web of Microbes Agent", un sistema autonomo che combina un modello di ranking bayesiano, un modello di crescita e un modello linguistico di grandi dimensioni per prevedere le preferenze dei microrganismi per i substrati e guidare la coltivazione microbica e l'ingegneria del microbioma.

Northen, T. R., de Raad, M., Kosina, S. M., Andeer, P. F., Novak, V., Biggs, B., Peng, H., Paulitz, T., Arkin, A. P., Lo (…)2026-02-24
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A Fine-Tuned Phosphatidylinositol Profile Contributes to Colonocyte Differentiation and Malignization: Evidence From Integrated Omics

Integrando profili trascrittomici e lipidomici, lo studio dimostra che il rimodellamento dei fosfatidilinositoli, in particolare il passaggio da specie contenenti acido arachidonico a quelle a catena monoinsatura, è fondamentale per la differenziazione dei colonociti e che la perdita di questo meccanismo, accompagnata da un'alterata attività metabolica, contribuisce alla malignità del cancro del colon.

Maimo-Barcelo, A., Bestard-Escalas, J., Perez-Romero, K., Martin-Saiz, L., Muncunill-Fortuny, J., Crespi, C., Martinez (…)2026-02-22
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Multi-Omics Mapping of Human Kidney Reveals Complement-Mediated Cellular Dynamics During Progression of Focal Segmental Glomerulosclerosis

Questo studio integra approcci multi-omici su biopsie renali umane per rivelare che l'attivazione della via alternativa del complemento, guidata dal fattore D, innesca dinamiche cellulari patologiche nei podociti e nelle cellule epiteliali parietali che guidano la fibrosi glomerulare nella sclerosi glomerulare focale e segmentale (FSGS).

Hayashi, S., Takeuchi, M., Nakano, T., Setoyama, D., Singh, S. A., Sonawane, A. R., Iwamoto, T., Kishimoto, H., Tsuchimo (…)2026-02-20
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Modeling and Tracking of Heterogeneous Cell Populations via Open Multi-Agent Systems

Questo articolo presenta un algoritmo di tracciamento cellulare potenziato basato su sistemi multi-agente aperti e un filtro di Kalman esteso, capace di modellare e monitorare con precisione la dinamica, le interazioni e le linee genealogiche di popolazioni cellulari eterogenee, come quelle tumorali e stromali, in modelli di co-coltura.

Tramaloni, A., Testa, A., Avnet, S., Massari, S., Di Pompo, G., Baldini, N., Notarstefano, G.2026-02-18
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Spatial Rewiring of Enterocyte Identity in Celiac Disease

Utilizzando tecniche di trascrittomica spaziale e a singola cellula, lo studio rivela che nella celiachia la ridotta distanza tra le cellule mesenchimali produttrici di BMP e WNT causa un'alterata sovrapposizione dei campi morfogenetici, portando gli enterociti ad acquisire un'identità ibrida e a sviluppare metaplasia di tipo gastrico, meccanismi che spiegano il rimodellamento epiteliale e il malassorbimento associati all'attenuazione dei villi.

Barkai, T., Frieman-Sharabi, R., Bahar Halpern, K., Novoselsky, R., Korem Kohanim, Y., Shir, S., Golani, O., Goliand, I. (…)2026-02-17
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Agent-Based Model Replication of Global Treadmilling and Competition in the Actin Polymerization System

Questo articolo presenta un modello basato su agenti implementato in NetLogo che replica con successo la dinamica della polimerizzazione dell'actina, ricreando sia le fasi del processo che i fenomeni emergenti di treadmilling globale e competizione tra nucleazione ed allungamento.

Tarantino, R., Contino, S., Gugliotta, L., Indelicato, G., Panunzi, G., Bertolazzi, G., Romano, V.2026-02-16
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Cell cycle-dependent protein dynamics in budding yeast resolved by deconvolution of bulk proteomics

Gli autori hanno sviluppato un metodo computazionale di deconvoluzione applicato a dati di proteomica di massa del lievito in gemmazione, permettendo di ricostruire con precisione la dinamica delle concentrazioni proteiche durante il ciclo cellulare e identificare centinaia di proteine regolate in modo ciclico, incluse quelle coinvolte in processi metabolici.

Zylstra, A. J., Rovetta, M., Vedelaar, S., Bleischwitz, C., Fülleborn, J. A., van Oppen, Y. B., Markus, H. P., Korbeld (…)2026-02-13
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Emergent Threshold Dynamics in Unified Metabolic-Regulatory Models: Achieving Spontaneous Homeostasis Through Bidirectional ATP-Pathway Coupling

Questo articolo introduce le Signal Hierarchical Petri Nets, un nuovo formalismo computazionale che ottiene dinamiche di soglia emergenti e omeostasi spontanea accoppiando bidirezionalmente lo stato metabolico (livelli di ATP) con il controllo regolatorio, consentendo la ricapitolazione in silico di comportamenti cellulari adattivi come lo switch di pathway e l'accumulo di farmaci tessuto-specifico senza programmazione esplicita.

Simao, E.2026-02-09