Network Models for Materials and Biological Systems
Notice bibliographique
Résumé
abstract: The properties of materials depend heavily on the spatial distribution and connectivity of their constituent parts. This applies equally to materials such as diamond and glasses as it does to biomolecules that are the product of billions of years of evolution. In science, insight is often gained through simple models with characteristics that are the result of the few features that have purposely been retained. Common to all research within in this thesis is the use of network-based models to describe the properties of materials. This work begins with the description of a technique for decoupling boundary effects from intrinsic properties of nanomaterials that maps the atomic distribution of nanomaterials of diverse shape and size but common atomic geometry onto a universal curve. This is followed by an investigation of correlated density fluctuations in the large length scale limit in amorphous materials through the analysis of large continuous random network models. The difficulty of estimating this limit from finite models is overcome by the development of a technique that uses the variance in the number of atoms in finite subregions to perform the extrapolation to large length scales. The technique is applied to models of amorphous silicon and vitreous silica and compared with results from recent experiments. The latter part this work applies network-based models to biological systems. The first application models force-induced protein unfolding as crack propagation on a constraint network consisting of interactions such as hydrogen bonds that cross-link and stabilize a folded polypeptide chain. Unfolding pathways generated by the model are compared with molecular dynamics simulation and experiment for a diverse set of proteins, demonstrating that the model is able to capture not only native state behavior but also partially unfolded intermediates far from the native state. This study concludes with the extension of the latter model in the development of an efficient algorithm for predicting protein structure through the flexible fitting of atomic models to low-resolution cryo-electron microscopy data. By optimizing the fit to synthetic data through directed sampling and context-dependent constraint removal, predictions are made with accuracies within the expected variability of the native state.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».