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量子拓扑讲座,琼斯多项式,RNA 药物,冷冻电镜的进展,AI求解薛定谔方程,储能,教育的几篇文章

最近的一些科学和研究的进展,速度快,效果好。

最近的一些科学和研究的进展,速度快,效果好。

如何将模拟、实验、数学工具、机器学习工具融合在一起,可以有新的科学研究范式。

如果物理、数学、生物的知识和实验信息也作为一种语言(形式符号系统)。将自然语言处理工具、图论、机器学习等的工具去处理这些形式化的语言,结合实验的数据,做形式符号推演,再根据推测的结论通过实验验证。可以在预先赋予一些知识结构的情况下,通过数据和形式符号系统推演出一些有意义的公式,比如琼斯多项式。甚至薛定谔方程、质能转换方程等一些有深刻物理含义的方程。然后我们再去寻找着些方程后面的逻辑关系和物理意义。

范畴论【15】应该可以起到基础的帮助作用。

有兴趣了解的,可以群了解情况。

1月13日哈佛的线上演讲(需要注册):

注册网址:

https://harvard.zoom.us/webinar/register/WN_9Qb6IBIfQ0ujujfLvue2eA

"The talk concerns two fundamental themes of modern 3-dimensional topology and their unexpected connection with a theme coming from number theory. A deep insight of William Thurston in the mid-1970s is that the vast majority of complements of knots in the 3-sphere, or more generally of 3-manifolds, have a unique metric structure as hyperbolic manifolds of constant curvature -1, so that 3-dimensional topology is in some sense not really a branch of topology at all, but of differential geometry. In a different direction, the work of Vaughan Jones and Ed Witten in the late 1980s gave rise to the field of Quantum Topology, in which new types of invariants of knot complements and 3-manifolds are introduced that have their origins in ideas coming from quantum field theory. These two themes then became linked by Kashaev’s famous Volume Conjecture, now some 25 years old, which says that the Kashaev invariant _N of a hyperbolic knot K (this is a quantum invariant defined for each positive integer N and whose values are algebraic numbers) grows exponentially as N tends to infinity with an exponent proportional to the hyperbolic volume of the knot complement. About 10 years ago, I was led by numerical experiments to the discovery that Kashaev’s invariant could be upgraded to an invariant having rational numbers as its argument (with the original invariant being the value at 1/N) and that the Volume Conjecture then became part of a bigger story saying that the new invariant has some sort of strange transformation property under the action x -> (ax+b)/(cx+d) of the modular group SL(2,Z) on the argument. This turned out to be only the beginning of a fascinating and multi faceted story relating quantum invariants, q-series, modularity, and many other topics. In the talk, which is intended for a general mathematical audience, I would like to recount some parts of this story, which is joint work with Stavros Garoufalidis (and of course involving contributions from many other authors). The “new types of modularity” in the title refer to a specific byproduct of these investigations, namely that there is a generalization of the classical notion of holomorphic modular form – which plays an absolutely central role in modern number theory – to a new class of holomorphic functions in the upper half-plane that no longer satisfy a transformation law under the action of the modular group, but a weaker extendability property instead. This new class, called “holomorphic quantum modular forms”, turns out to contain many other functions of a more number-theoretical nature as well as the original examples coming from quantum invariants."

谷歌翻译:

“演讲涉及现代3D拓扑的两个基本主题,以及它们与数论的主题之间的意外联系。威廉·瑟斯顿(William Thurston)在1970年代中期的深刻见解是,在3球体,或更普遍地说是3流形中,绝大多数结的补集具有唯一的度量结构,如恒定曲率-1的双曲流形,因此从某种意义上说,三维拓扑实际上根本不是拓扑的分支,而是差分几何。在不同的方向上,沃恩·琼斯(Vaughan Jones)和埃德·维滕(Ed Witten)在1980年代后期的工作引起了量子拓扑学领域的发展,该领域引入了新的结互补和三流形不变量类型,其起源于量子思想。场论。然后,这两个主题与现在已经有25年历史的Kashaev著名的Volume Conjecture关联了起来,Volume Conjecture说双曲线结K的Kashaev不变量_N(这是为每个正整数N定义的量子不变量,其值是代数数)增长随着N趋于无穷大,其指数与结补的双曲线体积成正比。大约10年前,我受到数值实验的启发,发现Kashaev的不变量可以升级为以有理数为参数的不变量(原始不变量为1 / N的值),然后体积猜想成为一部分一个更大的故事说新的不变量在自变量上的模群SL(2,Z)的x->(ax + b)/(cx + d)作用下具有某种奇怪的变换性质。事实证明,这仅仅是有关量子不变性,q系列,模块性和许多其他主题的令人着迷且多面的故事的开始。在面向一般数学读者的谈话中,我想讲述一下这个故事的某些部分,该故事是与Stavros Garoufalidis共同完成的(当然还有许多其他作者的贡献)。标题中的“新型模块性”是指这些研究的特定副产品,即将全纯模块形式的经典概念(在现代数论中绝对起着核心作用)推广到了新的在模块的作用下,上半平面的全纯函数不再满足变换定律,而是具有较弱的可扩展性。这一新的类称为“全态量子模块化形式”,它包含了更多具有数论性质的其他功能,以及来自量子不变量的原始示例。"

图1

图2

图3

图4

图5

使用飞书的,可以加入到飞书的团队,里面有些以前的信息的积累:

邀请你加入结构生物学探索,可通过此链接 https://go.feishu.cn/Jn1Qy7H/ 或 8 位团队码 XNNYKNVB 加入团队

1,RNA药物时代是否在加速到来。

未来,人类药物开发甚至有可能做到彻底个性化。”RNA新冠疫苗快速上市也是有原因的。“2020年底,德国BioNTech公司和美国Moderna公司开发的两款新冠病毒疫苗已经在美欧各国正式获批上市。

这两款疫苗都是RNA疫苗,开发逻辑和inclisiran有点类似,主体也是一段由四种碱基组合而成的RNA链条。只是,inclisiran是干扰破坏细胞里原有的RNA、阻止蛋白质合成的,而新冠疫苗的RNA则是进入人体细胞,指导蛋白质合成的。它们是参照新冠病毒的基因组序列设计出来的,可以在人体细胞里生产新冠病毒表面刺突蛋白的一部分,释放到血液中,供人体免疫系统识别和捕捉,从而形成对新冠病毒的免疫记忆。”

2,我们也在快速了解一些其他影响面很大的疾病的致病机理。

2020年12月28日,西湖大学校长施一公院士团队在 Cell 杂志发表了题为:Structural basis of γ-secretase inhibition and modulation by small molecule drugs 的最新研究论文。

研究首次报道了γ-分泌酶(γ-secretase)结合三种小分子抑制剂(Gamma-Secretase Inhibitor, GSI)和一种调节剂(Gamma-Secretase Modulator, GSM)的4个原子分辨率冷冻电镜结构,阐明了γ-分泌酶识别不同种类抑制剂及调节剂的分子机理。

该研究首次完整展现了γ-分泌酶结合底物与药物的全过程,为了解γ-分泌酶活性调节机制提供了前所未有的精准蓝图,也将极大地推进下一代γ-分泌酶抑制剂及调节剂的设计与优化。

b,新思路:从药物对抗到切断营养

"研究团队在发表于《美国科学院院刊》的新研究论文中进一步探究了该类抑制剂分子的抗疟可行性与作用机制。通过结构解析,研究者发现在相同抑制剂的作用下,人源葡萄糖转运蛋白(hGLUT3)的构象没有发生明显变化且不存在类似于PfHT1蛋白中的新空腔结构——这说明靶向PfHT1蛋白的特异性别构空腔进行抑制剂设计是实现选择性的关键。在原有的研究基础上,研究团队针对别构位点对抑制剂进行了进一步的改造与优化,获得了活性、选择性均有提高的TH-PF系列化合物。通过一系列的原虫实验证明了该系列化合物对疟原虫具有高杀伤性且抑制活性随着培养环境中葡萄糖浓度的降低而增强,同时通过阻断对葡萄糖的摄取有效抑制疟原虫的糖酵解活性。更重要的是,该系列化合物对红内期疟原虫各亚期都有良好的抑制效果,且与现有抗疟药物(双氢青蒿素)表现出不同的作用模式,这代表着一种新型抗疟药物的研发思路,从而为该系列抗疟药物的进一步开发奠定了基础。

"

【1】AI求解薛定谔方程,兼具准确度和计算效率,登上《自然-化学》

【1】王立铭:RNA药物时代来临了吗?| 巡山报告

【3】西安交大校长王树国:我们需要怎样的大学?

【4】http://m.hao123.com/news/shoubaiDetail/9423795792214990176

【5】科研成果 | 尹航团队和颜宁团队在“饿死疟原虫”研究中取得新进展

【6】最新发现!新冠患者体内,5336个蛋白质分子发生改变

【7】化学物理量子物理三领域科学家通力合作,新催化剂让氢能源应用取得关键突破

【8】哈佛讲座:https://cmsa.fas.harvard.edu/literature-lecture-series/

【9】再次攻陷材料领域——助力非晶结构材料研究

【10】万字长文 | 中科院蒋田仔教授:脑网络组图谱及其在脑认知与脑疾病方面的应用

【11】新冠病毒进入人体细胞的新型受体被发现!西湖大学及复旦大学联手合作,其在临床上有重大潜在应用

【12】《Science》:挑战经典!什么是化学键?

【13】吞下“外科医生”?中科院研发微纳生物机器人,自主游向肿瘤病灶,实现主动靶向癌症治疗

【14】范畴论:数学的数学 | 众妙之门

转载自久章智能(微信公众号,久章智能于 2021-01-12 转载),内容保持原貌,版权归原作者及原账号所有。阅读原文 ↗