FraCeMM - A Framework for Cell-Matrix Mechanotransduction
本文提出了名为 FraCeMM 的物理优先模拟框架,通过耦合随机配体 - 整合素 - 踝蛋白结合与可变形软体细胞模型,在无需预设极性、方向线索或迁移规则的情况下,仅凭局部力平衡、有限的粘附资源及机械结合机制,成功复现了刚度依赖性铺展、牵引力增强、粘着斑不对称性及定向 durotaxis 等关键机械生物学行为。
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生物物理学是一门迷人的交叉学科,它像一座桥梁,将物理学的精密原理与生命的复杂奥秘连接起来。在这里,研究者利用物理工具去解码细胞如何运作、蛋白质怎样折叠,甚至探索意识背后的物质基础,让抽象的生命现象变得清晰可测。
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本文提出了名为 FraCeMM 的物理优先模拟框架,通过耦合随机配体 - 整合素 - 踝蛋白结合与可变形软体细胞模型,在无需预设极性、方向线索或迁移规则的情况下,仅凭局部力平衡、有限的粘附资源及机械结合机制,成功复现了刚度依赖性铺展、牵引力增强、粘着斑不对称性及定向 durotaxis 等关键机械生物学行为。
本文介绍了将支持 3SPN.2 DNA 模型及新型氢键势能的 GPU 加速粗粒化模拟器 OpenCafeMol 扩展至染色质研究,该实现显著提升了计算效率,并成功模拟了 SMC 复合物在障碍存在下的 DNA 易位与环挤出过程。
ChironRNA 是一种基于 E(3) 等变扩散模型的 RNA 结构精修工具,通过分层扩散策略有效解决了实验结构中常见的立体冲突和原子缺失问题,显著提升了 RNA 结构的几何精度。
该研究通过结合计算机模拟与果蝇体内实验,揭示了异型细胞间粘附以非单调方式调控细胞跨上皮迁移效率,并证实存在一个最优粘附区间,其中适度增强 E-钙粘蛋白表达可加速生殖细胞从中肠上皮迁出。
该研究通过引入热力学约束下的最小分子模型,揭示了酶促反应调控生物分子凝聚体组装的非单调稳定性规律,并发现化学活性在凝聚体界面处发生空间局域化,从而阐明了活性凝聚体在分子尺度上的调控原理。
该研究利用光学光热红外(OPTIR)显微光谱技术,在活细胞中以亚微米分辨率揭示了棕榈酸在肝细胞内质网中的酯化过程,发现其代谢中间体二酰甘油积聚与酶扩散受阻导致的脂质毒性机制密切相关。
该研究通过大规模前瞻性评估发现,尽管 AlphaFold3、Boltz-2 和 Chai-1 等深度学习共折叠方法在预测 SARS-CoV-2 Mac1 复合物结构方面表现优异且能部分反映结合亲和力,但未能重现关键构象变化,且其置信度在区分虚拟筛选中的假阳性方面不如传统对接分数,表明将物理方法与深度学习相结合有助于优化基于结构的药物发现。
该研究通过多尺度模拟揭示,非血红素双铁酶(如 UndB)通过动态调节金属 - 金属距离来调控氧活化,解决了结构观测与光谱证据间的长期矛盾,并确立了这一距离调制作为控制多核金属酶氧化催化反应性的通用机制。
该研究证实,利用超高场(1.1 GHz)魔角旋转固体核磁共振技术,能够有效克服脂类(GD3)诱导的 Aβ42 聚集体结构异质性带来的谱线展宽问题,显著提升谱图分辨率与灵敏度,从而成功解析出此类生物相关聚集体中有序核心的原子级结构特征。
该研究通过开发一种显式模拟肌动蛋白单体、Arp2/3 复介导的分支以及 fascin 介导的交联的纤维级计算模型,成功复现了片状伪足、丝状伪足及网状网络等三种肌动蛋白自组织形态,并揭示了分子相互作用如何通过调控网络应力分布进而驱动细胞膜形态变化。