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World File Search System冷凝物
冷凝物和晶体物理学的基本原理
概要：凝结物理学关键主题的本科级别介绍，旨在补充一个学期的凝结物理学介绍或增强传统固态物理学的一个学年课程。重点放在将凝结物质主题（无定形和自我类似结构，散装和微观动力学，缩放定律）与更传统的固态物理主题（晶体结构，声子和带理论）联系起来。关键主题包括与这些结构相关的散射理论的发展的粒子结构（晶体和无定形）的描述；描述包括晶格振动，传导电子，响应函数和液体中随机过程的描述（例如流体动力模式，布朗运动和聚合物动力学）；在临界点附近的阶段过渡中最为突出的缩放定律，批判性和普遍性的作用的发展。本教科书专门写作是基特尔流行的固态物理学文本的杂交，旨在扩展传统的水晶物理学（包含在基特尔的前7章中），其标准（通常是非晶体）凝结物质主题以无缝的，连续的方式进行。它在其平衡的方法中是独一无二的凝结物理学方法，它以像Kittel's这样的本科教科书的风格交付。
专注于生物分子冷凝物
生物分子冷凝物，Banani等人首先创造的术语。仅6年前（Banani等人2017），是纳米或微观，细胞内或细胞外组件，通常通过液态液相分离形成，并且具有选择性浓缩或隔离生物分子的能力，主要是蛋白质和核酸（Emenecker等人。 2021; Mitrea等。 2022; Mountourakis等。 2023）。 我们所知道的生物分子冷凝物之间存在显着的组成和结构多样性，范围从经典的无膜无ga nelles，例如核仁和吡啶样型到由相同类型的蛋白质分子制成的单分量冷凝物。 生物分子冷凝物的这种多样性，以及它们在生活的所有王国中的普遍发生，以及对大量发育和环境sig nals的反应，表明蛋白质和核酸的凝结是生物和避相化学的关键物理化学过程。 在过去几年中，对研究生物裂块冷凝水的浓厚兴趣并没有绕过植物生物学，因此在植物细胞中释放有关此热门话题的第一个焦点问题是及时的。2021; Mitrea等。2022; Mountourakis等。2023）。我们所知道的生物分子冷凝物之间存在显着的组成和结构多样性，范围从经典的无膜无ga nelles，例如核仁和吡啶样型到由相同类型的蛋白质分子制成的单分量冷凝物。生物分子冷凝物的这种多样性，以及它们在生活的所有王国中的普遍发生，以及对大量发育和环境sig nals的反应，表明蛋白质和核酸的凝结是生物和避相化学的关键物理化学过程。在过去几年中，对研究生物裂块冷凝水的浓厚兴趣并没有绕过植物生物学，因此在植物细胞中释放有关此热门话题的第一个焦点问题是及时的。
生物分子冷凝物的特征是相间电势
生物分子冷凝物通过结合相分离和多价大分子的可逆关联的过程形成。冷凝物可以是通过共存致密相和稀阶段定义的两阶段或多相系统。在这里，我们表明溶液离子可以在由固有无序蛋白或均聚糖RNA分子形成的冷凝物定义的共存阶段不对称地分配。我们的发现是通过直接测量蛋白质和RNA冷凝物共存阶段的阳离子和阴离子活性的直接测量的。在共存阶段之间对离子分配的不对称性随蛋白质序列，冷凝物类型，盐浓度和离子类型而变化。通过溶液离子不对称分配而建立的Donnan平衡产生了称为Donnan和Nernst电位的相间电势。我们的测量结果表明，冷凝水的相位势与膜结合细胞器的膜电位相同。相间电势量化了共存相的微环境相互不同的程度。重要的是，基于凝结物特异性相间电势，这是无膜体的膜状电势，我们认为冷凝水是储存电荷的中尺度电容器。相间电势导致在冷凝水界面处产生双层。这有助于解释对电化学活性的冷凝水界面的最新观察结果。
生物分子冷凝物可以用作固有的催化剂
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证未通过同行评审获得证明）是作者/资助者，他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可，以永久显示预印本。它是制作
1标题：生物分子冷凝物可以用作固有的...
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证未通过同行评审获得证明）是作者/资助者，他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可，以永久显示预印本。它是此预印本的版权持有人（该版本发布于2024年7月11日。; https：//doi.org/10.1101/2024.07.07.06.602359 doi：biorxiv Preprint
生物分子冷凝物的细胞功能由其超微结构
了解细胞对外部刺激的反应对于解析生物学16个机制并提高治疗性发育至关重要。基于图像的高含量测定17提供了一种经济高效的方法来检查由18种interventions引起的细胞表型，该表型对生物学过程和细胞状态提供了宝贵的见解。19在本文中，我们介绍了Morphodiff，这是一种生成管道，可预测基于扰动编码的不同条件下的高分辨率细胞形态反应。21据我们所知，Morphodiff是第一个能够对细胞形态产生22个指导的高分辨率预测，对细胞形态进行了概括，这些预测遍及23种化学和遗传干预措施。模型将扰动嵌入为2D潜在扩散模型中的24个引导信号。三个开源细胞绘画数据集的全面计算，25个生物学和视觉验证显示26，Morphodiff可以在各种干预措施下产生高保真图像并产生有意义的生物学Sig-27 NAL。我们设想该模型将有助于硅28探索扰动景观对更有效的药物发现研究的探索。29
Bose-Einstein冷凝物中的自旋摩托孔纠缠
纠缠是量子信息处理的核心，对于量子加速可能至关重要。受到超冷原子系统中自旋摩菌耦合的理论和实验研究的启发，我们研究了旋转和动量自由度之间的纠缠与87 rb原子的光学自由度之间的纠缠。我们考虑由于拉曼和射频场引起的这些自由度的耦合而产生的纠缠，并通过评估von Neumann熵以及作为所达到的纠缠措施来评估其对耦合参数的依赖。我们的计算表明，在适当的实验条件下，可以获得显着的自旋摩托车纠缠，而von Neumann熵的最大可达到值的80％。我们的分析阐明了使用BEC用于量子信息应用的前景。
生物分子冷凝物的固有无序蛋白质的构象熵
最近已经发现，真核细胞宿主具有多种生物分子冷凝水。这些冷凝水通常包含具有内在无序区域（IDR）的蛋白质和/或RNA成分。虽然已经提出并证明了IDR在冷凝物生物学中扮演许多角色，但我们在这里建议IDR的另外至关重要的作用，这是将不需要的“入侵者”排除在冷凝水之外。这种排除效应来自IDR的较大构象熵，即，占用空间的自由能成本很高，否则IDR将可以使用。通过将聚合物理论与贴纸模拟相结合，我们表明，相关的插入自由能随着冷凝水中的IDR浓度以及入侵者的大小而增加，从而使大型入侵者的表面积达到线性缩放。我们发现，在逼真的IDR浓度下，颗粒的颗粒与平均蛋白质的大小（直径为4 nm）可以超过97％，将其排除在冷凝水之外。要克服这种熵屏障，分子必须与凝聚力成分相互作用，以招募作为客户进入冷凝水。将开发的尺寸排斥理论应用于生物冷凝水中表明，冷凝水IDR可能在生物体和冷凝物类型中起一般的排他性作用。
可编程RNA冷凝物和合成细胞器的共转录生产
RNA和蛋白质的缩合是细胞功能的核心，编程的能力在合成生物学和合成细胞科学中很有价值。 在这里，我们引入了一个模块化平台，用于工程合成RNA的凝结，来自量身定制的分支RNA纳米结构，这些纳米结构折叠并共同转录。 最多三个正交冷凝物可以同时累积的来宾分子。 RNA冷凝物可以在合成细胞中表达，以产生具有连接数量，大小，形态和组成的无膜细胞器，并显示出选择性捕获蛋白质的能力。 可编程RNA的原位表达可以支持生物学和合成细胞中功能的空间组织。RNA和蛋白质的缩合是细胞功能的核心，编程的能力在合成生物学和合成细胞科学中很有价值。在这里，我们引入了一个模块化平台，用于工程合成RNA的凝结，来自量身定制的分支RNA纳米结构，这些纳米结构折叠并共同转录。最多三个正交冷凝物可以同时累积的来宾分子。RNA冷凝物可以在合成细胞中表达，以产生具有连接数量，大小，形态和组成的无膜细胞器，并显示出选择性捕获蛋白质的能力。可编程RNA的原位表达可以支持生物学和合成细胞中功能的空间组织。