Integrating Mechanistic Modeling and Machine Learning to Study CD4+/CD8+ CAR-T Cell Dynamics with Tumor Antigen Regulation

本論文は、CD4+ と CD8+ CAR-T 細胞の動態を抗原調節下で記述する拡張された数理モデルを開発し、その感度分析と仮想患者シミュレーションを通じて治療メカニズムを解明するとともに、パラメータ不確実性下での予測精度向上のために機械学習手法を統合したアプローチを提示しています。

Saranya Varakunan, Melissa Stadt, Mohammad KohandelWed, 11 Ma🧬 q-bio

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

この論文は、酵素反応から生物個体の性能に至るまで、単純なアレニウスの法則から逸脱する生物学的な温度応答を記述する現象論的モデルと、協同効果を捉えられない微視的モデルを概説する 2 部構成レビューの第 1 部である。

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

Domain-aware priors stabilize, not merely enable, vertical federated learning in data-scarce coral multi-omics

本論文は、極端なデータ不足(P >> N)の条件下でも、生物学的な事前知識に基づく勾配サリエンシー誘導の機能選択を導入した垂直連合学習フレームワーク「REEF」が、サンゴのストレス分類タスクにおいて従来の手法よりも安定性と解釈可能性を大幅に向上させることを実証しています。

Sam VictorWed, 11 Ma🧬 q-bio

Exploring Strategies for Personalized Radiation Therapy Part IV: An Interaction-Picture Approach to Quantifying the Abscopal Effect

この論文は、量子力学の相互作用描像を応用した新しい数理モデルを導入し、PULSAR 法における放射線治療と免疫療法の組み合わせによる「アブスコパル効果」を、集団平均ではなく個体レベルで連続的かつ確率的に定量化する枠組みを提案しています。

Hao Peng, Laurentiu Pop, Kai Jiang, Faya Zhang, Debabrata Saha, Raquibul Hannan, Robert TimmermanWed, 11 Ma🧬 q-bio

Sequential learning theory for Markov genealogy processes

この論文は、フィルトレーションに基づく枠組みを導入し、配列データのみから潜在系統発生に関する推定値を改善できる限界を明らかにするとともに、学習・不一致・共分散成分への分解を通じて、マルコフ系統発生過程における分類群の追加が疫学動態推論に与える影響を理論的に解明するものである。

David J PascallWed, 11 Ma🧬 q-bio

Association of Radiologic PPFE Change with Mortality in Lung Cancer Screening Cohorts

大規模な肺癌スクリーニングコホートにおける低線量 CT による PPFE の量的変化を分析した本研究は、PPFE の進行が死亡率の上昇や呼吸器関連の悪性転帰と独立して強く関連していることを明らかにし、PPFE の進行を定量的に評価することがスクリーニングプログラム内の呼吸器リスクの高い個人を特定するための臨床的に有用な画像バイオマーカーとなり得ると結論付けています。

Shahab Aslani, Mehran Azimbagirad, Daryl Cheng, Daisuke Yamada, Ryoko Egashira, Adam Szmul, Justine Chan-Fook, Robert Chapman, Alfred Chung Pui So, Shanshan Wang, John McCabe, Tianqi Yang, Jose M Brenes, Eyjolfur Gudmundsson, The SUMMIT Consortium, Susan M. Astley, Daniel C. Alexander, Sam M. Janes, Joseph JacobWed, 11 Ma🧬 q-bio

When Many Trees Go to War: On Sets of Phylogenetic Trees With Almost No Common Structure

この論文は、葉の数が nntt 個の系統樹が共有する共通構造がほとんどない場合、それらを表現するために必要なリチキュレーション(交差)の数が、tt の値に応じて (t1)n(t-1)n に近い値、あるいは O(nlgn)O(n \lg n) のオーダーに達することを示し、多数の系統樹を表現するネットワークの複雑性の下限を明らかにするものである。

Mathias Weller, Norbert ZehTue, 10 Ma🔢 math

Double projection for reconstructing dynamical systems: between stochastic and deterministic regimes

この論文は、ダイナミカルな変分オートエンコーダの枠組みにおいて、観測データからシステム状態とノイズの時系列を同時に推定する「二重射影法」を提案し、低次元の状態空間で多ステップ予測を可能にする新たな確率モデル学習手法を、シミュレーションおよび実験データを用いたベンチマークで検証したものである。

Viktor Sip, Martin Breyton, Spase Petkoski, Viktor JirsaTue, 10 Ma🤖 cs.LG

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

本論文は、レンズレスデジタルインラインホログラフィック顕微鏡法を用いて、キク科やブナ科などの在来チリ花粉の3 次元体積再構成と形態学的特徴をナノメートル精度で定量化し、ラベルフリーの「デジタル指紋」による自動化されたミリスパノロジーや生存性評価への応用可能性を示したものである。

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

Optical Manipulation of Erythrocytes via Evanescent Waves: Assessing Glucose-Induced Mobility Variations

本論文は、全反射により生じるエバネッセント波を用いて赤血球の挙動を解析し、高濃度のグルコース環境下で赤血球の平均移動速度が有意に低下することを示すことで、エバネッセント波が細胞膜の機械的特性を非侵襲的に評価する有効な手段となり得ることを明らかにしたものである。

T. Troncoso Enríquez, J. Staforelli-Vivanco, I. Bordeu, M. González-OrtizTue, 10 Ma🔬 physics.optics

CryoNet.Refine: A One-step Diffusion Model for Rapid Refinement of Structural Models with Cryo-EM Density Map Restraints

本論文は、従来の手法に比べて計算コストが低く手動調整が不要な、Cryo-EM 密度マップ制約を組み込んだワンステップ拡散モデル「CryoNet.Refine」を開発し、タンパク質複合体や DNA/RNA-タンパク質複合体の構造精密化を大幅に高速化・自動化する手法を提案しています。

Fuyao Huang, Xiaozhu Yu, Kui Xu, Qiangfeng Cliff ZhangTue, 10 Ma💻 cs

HarmonyCell: Automating Single-Cell Perturbation Modeling under Semantic and Distribution Shifts

本論文は、メタデータの意味的異質性と統計的分布シフトという二重の課題を、LLM 駆動のセマンティック統一化と階層的行動空間における適応的モンテカルロ木探索によるアーキテクチャ合成という二つの専用メカニズムで解決し、人手を介さずに単一細胞干渉実験の自動モデル構築を実現する「HarmonyCell」というエンドツーエンドのエージェントフレームワークを提案するものである。

Wenxuan Huang, Mingyu Tsoi, Yanhao Huang, Xinjie Mao, Xue Xia, Hao Wu, Jiaqi Wei, Yuejin Yang, Lang Yu, Cheng Tan, Xiang Zhang, Zhangyang Gao, Siqi SunTue, 10 Ma💻 cs

Distilling and Adapting: A Topology-Aware Framework for Zero-Shot Interaction Prediction in Multiplex Biological Networks

この論文は、ドメイン固有の基盤モデル、トポロジー意識型グラフトークナイザー、教師-生徒型知識蒸留を組み合わせることで、未見のエンティティに対するゼロショット相互作用予測を可能にする新しいマルチプレックス生物ネットワーク用フレームワークを提案し、最先端の手法を上回る性能を実証したものである。

Alana Deng, Sugitha Janarthanan, Yan Sun, Zihao Jing, Pingzhao HuTue, 10 Ma🤖 cs.LG

ViroGym: Realistic Large-Scale Benchmarks for Evaluating Viral Proteins

本論文は、ウイルスタンパク質における変異効果の予測やワクチン候補の選定を支援するため、79 の深層変異スキャンアッセイと実世界のタスクを含む大規模なベンチマーク「ViroGym」を構築し、実験データを用いて選定されたタンパク質言語モデルが実世界の優勢な変異を予測する上で優れていることを示した。

Yichen Zhou, Jonathan Golob, Amir Karimi, Stefan Bauer, Patrick SchwabTue, 10 Ma💻 cs

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

この論文は、局所的な秩序が高い状況で少数派の方向に追随するという単純な生物学的メカニズムを導入することで、群れがマクロな連鎖反応を発生させ、環境変化に対する応答性を大幅に高めつつ結束を維持できることを示しています。

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

Modeling the spillover risk of highly pathogenic avian influenza from wild birds to cattle in Denmark: A data-driven risk assessment framework

この論文は、米国での野生鳥類から牛への高病原性鳥インフルエンザの感染事例を基にモデルを構築し、渡り鳥の飛来経路と牛の密度データを用いて、デンマークにおける野生鳥類から牛へのウイルス越境感染のリスクを時空間的に評価するデータ駆動型の枠組みを提示したものである。

You Chang, Jose L. Gonzales, Erik Rattenborg, Mart C. M. de Jong, Beate ConradyThu, 12 Ma🧬 q-bio

Alignment conditions of the human eye for few-photon vision experiments

この論文は、3 次元眼モデルと網膜桿体密度データを用いた光線追跡シミュレーションにより、単一光子レベルの視覚実験において、視軸に対して下方 12.6 度の角度で刺激を提示することが最適であり、特定の網膜領域を標的とするために必要なアライメント精度を定量化したことを示しています。

T. H. A. van der Reep, W. LöfflerThu, 12 Ma🔬 physics.optics