Non-Markovian Entropy Dynamics in Living Systems from the Keldysh Formalism
该研究基于 Keldysh 泛函形式和随机热力学,构建了描述生命系统非马尔可夫熵动力学的理论框架,揭示了环境记忆与活性涨落对熵产生的增强作用,并为理解发育、衰老及死亡等生命过程提供了微观物理基础。
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该研究基于 Keldysh 泛函形式和随机热力学,构建了描述生命系统非马尔可夫熵动力学的理论框架,揭示了环境记忆与活性涨落对熵产生的增强作用,并为理解发育、衰老及死亡等生命过程提供了微观物理基础。
该论文通过模拟与实验证明,在受曲率边界条件约束的干泡沫中,能够观察到类似上皮细胞的新颖“棱柱体”(scutoid)结构。
该论文从量子理论视角出发,将复波函数作为类比概率测度,对有限 (0,1) 二进制序列(特别是基因组序列)进行了扩展研究,揭示了其频谱特征与声波性质的相似性。
本文全面介绍了受物理学启发的基因组分析工具 GenomeBits,该方法通过将核苷酸映射为类自旋数值序列并利用离散傅里叶变换等信号处理技术,成功揭示了 SARS-CoV-2 和猴痘病毒等基因组序列的内在信号组织特征、突变模式以及独特的“有序 - 无序”相变现象。
本文提出了一种受细胞骨架流动启发的活性柔性杆智能体模型,该模型通过内部流动引入活性并严格遵循动量守恒,成功在微观尺度上复现了活性湍流、拓扑缺陷自推进及密度 - 取向耦合等关键特征,并展示了其在三维流动和组织生长等复杂生物材料研究中的广泛适用性。
该研究利用桌面极紫外叠层成像技术,以 44 纳米分辨率实现了无标记、定量的细菌亚细胞成像,揭示了枯草芽孢杆菌在孢子形成及抗生素胁迫下的纳米级形态与成分变化,并证实了该技术作为生物医学研究强大平台的潜力。
该研究结合磁传感的能量分辨率极限与大脑代谢功率,推导出不依赖于具体技术的脑磁图信息容量上限(约 2.2 Mbit/s),揭示了神经电流模式的空间复杂度受量子噪声抑制,并确立了时空带宽之间的基本权衡关系。
本文提出了一种无需依赖马尔可夫事件或离散动力学的新型熵产生估计器,该估计器仅基于连续空间中粒子进出区域或穿越流形的频率与持续时间,并通过引入两种空间离散化方法推导出了熵产生的下界。
该研究评估了埃塞俄比亚四家医院的辐射防护系统实施状况,发现尽管控制室和候诊区的辐射剂量符合标准,但 X 光室在设备运行期间存在严重的高辐射暴露问题,主要归因于防护实践不足,因此亟需加强人员培训、更新监测设备并设立辐射防护顾问。
本文通过采用统计力学模型和详细的热力学描述,将研究视角从传统的人为调节电路参数转向细胞内源性的效应物浓度,从而揭示了活细胞中可诱导遗传回路稳定性的调控机制,并指出了其与使用希尔函数及手动调参所得结论的显著差异。
该研究通过对比细菌群聚和人类支气管上皮细胞两种截然不同的活性系统,揭示了活性物质中缺陷的创生与湮灭过程存在空间对称性破缺且不可逆,挑战了传统的活性向列相理论,并强调了缺陷介导的动力学是非平衡生物系统中熵产生的主要来源。
该研究通过荧光偏振竞争结合实验精确测定了转录因子 Klf4 的体外结合能,并证明结合线性模型与伊辛模型(Ising model)的统计力学框架,能够仅凭体外数据准确预测 Klf4 在单分子及全基因组范围内的结合占据情况。
该研究提出了一种基于集体变量自由能面定制(CV-FEST)的框架,利用仅需局部采样的谐波线性判别分析(HLDA)构建序参量,成功实现了从野生型数据预测点突变对 Chignolin 小蛋白构象转变速率的影响,从而为无需大规模模拟即可理性调控蛋白质动力学提供了实用途径。
本文综述了微生理系统(特别是肠道靶向模型)在克服传统方法局限、模拟胃肠道复杂环境以评估纳米食品毒性方面的潜力,旨在通过更精准的风险分析推动更安全、可持续的纳米食品创新。
该研究通过计算模拟与实验验证发现,整合宿主因子(IHF)在模拟生物膜酸性环境的低 pH 条件下,会因残基质子化改变而暴露正电荷区域,从而从生理 pH 下的 DNA 弯曲转变为介导 DNA 分子间交联,进而阐明其在生物膜力学支撑中的结构作用。
该研究提出了一种结合可解释机器学习与实验验证的数据驱动方法,通过功能导向的降维技术,将复杂的微生物群落简化为少数关键功能组,从而揭示了从肠道到土壤等不同生态系统中微生物群落功能与结构之间的映射关系及其应对扰动的分子机制。