美国物理研究所
单个基因(图中的点)在三维和2D图像中的“运动”特性
运动成分(HRG2、HRG3)中非常“高度变异”的基因的存在是以细胞分化结束的有效相变的标志
信用:亚历山德罗·吉利亚尼 超过2米长的人类DNA分子使用复杂的折叠模式来适应细胞，同时局部展开来表达基因
然而，这种现象很难在实验中测量，解释它们的理论框架仍然相互矛盾
意大利、日本和波兰的研究人员试图为表达基因时DNA如何改变形状的统一理论指明方向
在《生物物理学评论》上展示他们的工作时，科学家们使用了一种叫做统计力学的方法来探索所谓的基因调控表达波现象
该组织希望调和与该主题最相关的两个科学领域之间的长期分歧
合著者亚历山德罗·朱利安尼说:“许多处于物理学和生物学十字路口的学者现在正在接近可能是生物学最关键的难题。”
“从受精卵中相同的遗传背景出发，怎么可能出现大约400种高度分化的细胞类型，每一种都被赋予特定的生理作用？” 基于生物学的理论通常集中在被称为转录因子的调节蛋白上，这些蛋白在生物化学上指挥着要一起表达的基因的交响乐
相比之下，许多物理学家关注的是表达波，即由DNA分子自身的松弛和凝聚驱动的整个基因组中表达水平的有节奏的变化
朱利安尼说:“这有点像所谓的hola，在足球和其他体育项目中很常见，观众同时站起来，引起一股‘浪潮’蔓延到整个体育场。”
为了抓住问题的核心，该小组专注于在乳腺癌中发现的一种特殊类型的细胞，这种细胞有着被证实的对刺激行为一贯相同的记录
他们使用统计力学，通过评估大量微观参与者在系综性质方面的集体行为，来理解DNA分子是如何折叠的，这不同于经典的自上而下的观点，比如牛顿定律
最终，研究人员倾向于表达波，承认转录因子起着至关重要的作用，但它们是改变DNA形状的次要因素
为了统一这两种观点，作者使用生物学和物理学中常见的概念给出了他们的结论，将数学的使用限制在直观的方法上，例如递归量化分析和主成分分析的经典统计方法
接下来，他们希望运用同样的方法，根据特定栖息地的物种构成来确定生态临界点
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