인공 지능을 사용하여 재료의 특성을 엔지니어링합니다

.현대중공업, 대우조선해양 인수 후보자 확정

(울산=연합뉴스) 12일 대우조선해양 최대주주인 산업은행은 현대중공업그룹을 인수 후보자로 확정하고, 계약 체결을 위한 이사회 등 절차를 밟을 계획이라고 밝혔다. 사진은 울산시 동구에 있는 현대중공업 전경. 2019.2.12 [현대중공업 제공]

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보보(Bobo) - 이별에게

 

 

.북극의 물고기에 관한 연구는 '정크'(junk)

 

2019 년 2 월 11 일, 일리노이 대학 어 바나 샴페인 북극 어류의 연구는 '정크'유전자의 출생을 밝힙니다. 일리노이 대학의 동물 생물학 교수 크리스티나 쳉 (Christina Cheng)과 그녀의 동료들은 북극 물고기에서 부동 분자 (non-freeze protein)에 대한 유전자가 어떻게 비 암호화 DNA로부터 진화되었는지를 결정했다. 크레딧 : L. Brian Stauffer

해양 세계로 분리되어 있고 서로 관련이 없지만, 북극의 물고기 군과 남극의 다른 물고기 군은 놀랄만 한 생존 전략을 공유합니다. 둘 다 동일한 특수 브랜드의 부동액 단백질을 생산할 수있는 능력을 발전 시켰습니다 그들의 조직에서. 새로운 연구는 북극 어류가 한때 "쓰레기 DNA"로 여겨 졌던 작은 영역의 비 암호화 DNA로부터 부동액을위한 유전자를 어떻게 구축했는지 분자 적으로 묘사했다. 연구 결과는 국립 과학 아카데미 회보에 보고되었다 . "몇 년 전에 우리는 남극의 노테 노티 오이드 어류가 어떻게 부동화 된 당 단백질을 발견했는지, 동일한 방식으로 진화하지는 않았지만 똑같은 버전으로 진화했다는 것을 알았다"고이 새로운 연구를 주도한 일리노이 동물 생물학 교수 크리스티나 쳉 (Christina Cheng ) 대학원생 Xuan Zhuang. "그러나 대구가 독자적으로 어떻게 그렇게 했는가하는 것은 영속적 인 퍼즐이었습니다." 그 수수께끼를 해결하기 위해 쳉과 그녀의 동료들은 물고기와 다른 척추 동물 게놈을 조사하여 대구의 부동액 유전자의 조상 전구체 였을 가능성이있는 유전자를 찾았습니다. 그들은 비어있는 채로 나왔다. 그래서 그들은 부동액 단백질 을 생산하지 않은 대구의 게놈과 비교 하여 두 계통의 차이점 을 비교하기로 결정했다 . 연구자들은 비 암호화 DNA의 영역에서 부동액 유전자의 조상을 발견했다. 그 이름에서 알 수 있듯이 살아있는 단백질을 암호화하지는 않았다. "이 발견 이후 수년 동안, 나는 그 당시에 널리 퍼진 사고 방식은 기존의 단백질 코딩 유전자 조상으로부터 새로운 유전자 가 진화 되어야했기 때문에 아무도 나를 믿을 사람이 없다고 생각했다 "고 Cheng은 말했다. 결과적으로 연구원들은 대구의 부동액 유전자가 어떻게 유래했는지에 대한 세부 사항을 종합했습니다. "얼음이있는 북극 바다에서 살아가는이 어류의 개발은 일련의 겉으로보기에는 불가능하고 이상한 사건의 결과로 발생했습니다."라고 Cheng은 말했습니다. Cheng 교수는 "무작위적인 DNA 서열만으로 살아있는 단백질을 생산할 수있다. 비록 원래의 서열이 단백질을 만들기위한 첫 단계 인 DNA에서 RNA 로의 전사를 허용하는 빌딩 블록의 올바른 순서를 포함하고 있었다고하더라도 몇 가지 장애물이 남아 있습니다. 특정 서열은 유전자가 RNA로 전사되는지 여부와 유전자가 어떻게 RNA로 전사되는지, 어떻게 편집되는지, 그리고 RNA로부터 단백질로 번역되는지 여부를 결정한다. 대구의 부동 단백질과 같은 분비 된 단백질의 경우, 최종 단백질을 적절하게 처리하고 그것을 세포에서 혈류로 이동시키기 위해 특정한 "신호 서열"이 필요합니다. 코끼리 부동액 단백질 유전자는 여러 분자 사건의 결과로 모아졌다. 그 중심에는 뉴클레오타이드라고 불리는 9 개의 빌딩 블록으로 구성된 비 코딩 DNA의 작은 부분이 반복 복제를 통해 더 긴 반복을 만들어 냈습니다. 이 세 가지 아미노산 반복 시리즈는 threonine-alanine-alanine입니다. 이 아미노산 반복은 혈액의 얼음 결정에 결합하여 결정이 성장하지 못하게하는 올바른 화학적 성질을 가지고 있습니다. Zhuang은 진화하는 유전자 서열에서 몇 가지 다른 이상한 사건이 발생했다고 말했다. 한 비트의 DNA는 유전자가 RNA에서 RNA로 전사 된 후 올바른 방법으로 편집 될 때 세포로부터의 수출을 위해 단백질을 태그하는 서열을 포함합니다. 무작위의 단일 뉴클레오타이드 결실은 유전자가 번역 될 방법을 바꿔 놓았고, 분비 신호를 부동액 반복 영역에 연결하여 동일한 유전자의 일부로 만들었다. 그리고 어떻게 든이 유전자는 새로운 유전자가 RNA로 전사 될 수있게하는 적절한 제어 서열을 얻었다. 이 전사 신호는 게놈의 다른 곳에서 삽입되었을 수 있습니다. 또는 쭈앙 (Zhuang)은 유전자의 나머지 부분이 원래의 위치에서 전사 신호를 포함하고있는 곳으로 방황했을지 모른다고 말했다. 이러한 DNA "전좌 이동"현상은 게놈을 가로 지르는 공통적 인 현상입니다. 이 연구 결과는 세포가 처음부터 새롭고 기능적인 유전자를 어떻게 만들어 내는지에 대한 신선한 통찰력을 제공한다고 쳉 교수는 말했다. "진화는 그렇게 효율적이지 않습니다."라고 그녀는 말했습니다. "그것은 일종의 일종이다." 세포 기계는 지속적으로 또는 기능적 단백질 코딩하지 않을 수도 있습니다 DNA 서열의 성적을 본격 것으로 보인다. "이 과정은 낭비 적이지만 세포는 사용하지 않는 RNA를 재활용 할 수있다"고 Cheng은 말했다. RNA 전 사체가 특정 다른 서열을 포함하고있을 때에 만 단백질로 번역 될 것이라고 그는 말했다. 이 단백질이 유기체에 이점을주게되면 (예를 들어 얼음이없는 북극 해역에서의 생존을 보장), 해당 DNA 서열은 게놈에서 "고정"됩니다. 자신의 게놈에 해당 서열을 가진 개인 만이 환경에 머물러 새로운 특성을 전달할 것입니다. "수년간의 연구 끝에 마침내 우리는 대구의 부동액 유전자 의 탄생을 이해하게되었습니다 ."라고 Cheng은 말했다. "이 논문 은 북부 대구 의 부동액 단백질 이 어떻게 진화 했는지를 설명하며 기존 유전자가 포함 된 남극 버전보다 더 매력적인 메커니즘이라고 덧붙였다.

더 알아보기 : 불결한 물고기가 쓰레기 DNA를 감지합니다 더 자세한 정보 : Xuan Zhuang el al., "북부 가디언의 부동 산 당 단백질 유전자의 진화를 감지 할 수없는 분자 기작과 역사", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1817138116 저널 참조 : 국립 과학 아카데미 회보 제공 : University of Illinois at Urbana-Champaign

https://phys.org/news/2019-02-arctic-fishes-reveals-birth-genefrom.html

 

 

 

.기계 학습 알고리즘은 신약 검색에 도움이됩니다

 

 

2019 년 2 월 11 일, 캠브리지 대학교 기계 학습 크레딧 : CC0 공개 도메인

연구자들은 약물 발견을위한 기계 학습 알고리즘을 설계하여 업계 표준보다 2 배 효율적으로 나타 났으며 이는 질병에 대한 새로운 치료법을 개발하는 프로세스를 가속화 할 수 있습니다. 케임브리지 대학교 (University of Cambridge)가 이끄는 연구진 은 알츠하이머 병과 정신 분열병의 증상과 관련이 있다고 여겨지는 단백질을 활성화시키는 4 개의 새로운 분자 를 확인하기 위해 알고리즘을 사용했다 . 결과는 PNAS 저널에보고됩니다 . 약물 발견의 핵심 문제는 분자가 특정한 생리 학적 과정을 활성화시킬 것인지를 예측하는 것입니다. 해당 프로세스를 활성화시키는 것으로 알려진 분자들 사이에서 공유되는 화학 패턴을 검색함으로써 통계 모델 을 구축하는 것이 가능 하지만, 실험에 비용이 많이 들고 통계적으로 중요한 화학 패턴이 불분명하기 때문에 이러한 모델을 구축하는 데 필요한 데이터가 제한적입니다. "컴퓨터 학습은 데이터가 풍부한 컴퓨터 비전과 같은 영역에서 상당한 발전을 이루었습니다"라고 케임브리지의 Cavendish Laboratory의 Alpha Lee 박사와 연구의 수석 저자는 말했습니다. "다음 국경은 데이터의 양이 상대적으로 제한되어 있지만 문제에 대한 물리적 통찰력을 가지고 있으며 근본적인 화학 및 물리학으로 데이터를 결합하는 방법이 되는 마약 발견 과 같은 과학적 응용 입니다." Lee와 그의 동료가 개발 한 알고리즘은 생물 약제 회사 인 화이자와 공동으로 수학을 사용하여 약리학 적으로 관련이있는 화학 패턴을 관련없는 화학 패턴과 분리합니다. 중요한 것은이 알고리즘이 활성 인 것으로 알려진 분자와 비활성 인 것으로 알려진 분자를 모두보고 약물 작용에 중요한 분자 부분과 그렇지 않은 부분을 인식하는 법을 배웁니다. 랜덤 매트릭스 이론 으로 알려진 수학 원리 는 무작위 및 잡음이 많은 데이터 세트 의 통계적 특성 에 대한 예측을 제공합니다. 그 다음 활성 / 비활성 분자의 화학적 특성에 대한 통계와 비교하여 화학적 패턴이 발생하는 것과 반대되는 바인딩에 정말로 중요합니다. 우연히 만요. 이 방법론은 연구원 들이 활성화 된 분자뿐만 아니라 비활성 분자에서도 중요한 화학 패턴을 추출 할 수있게합니다. 즉, 실패한 실험은 이제이 기술로 악용 될 수 있습니다. 연구진은 222 개의 활성 분자로 시작하는 모델을 구축했으며 추가로 600 만 개의 분자를 컴퓨터를 통해 스크리닝 할 수있었습니다. 이로부터 연구자들은 100 개의 가장 관련이있는 분자들을 구입하고 선별 하였다. 이로부터 그들은 알츠하이머 병 및 정신 분열증과 관련이있을 수있는 CHRM1 수용체를 활성화시키는 4 개의 새로운 분자를 확인했다. "600 만 개에서 4 개의 활성 분자를 추출하는 능력은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 같습니다." "일대일 비교를 통해 우리의 알고리즘이 업계 표준보다 두 배 효율적이라는 것을 알 수 있습니다." 복잡한 유기 분자를 만드는 것은 화학에서 중요한 도전이며 잠재적 인 약물은 아직 만들 수없는 분자의 공간에 풍부합니다. 케임브리지 연구원은 현재 복합 유기 분자를 합성하는 방법을 예측하고 기계 학습 방법론을 재료 발견 까지 확장하는 알고리즘을 개발하고 있습니다. 이 연구는 윈튼 (Winton)의 지속 가능성 물리학 (Physics of Sustainability) 프로그램에서 지원되었습니다.

추가 탐색 : 비만 및 지방간 질환 치료가 효과적 일 수 있습니다. 추가 정보 : Alpha A. Lee el., "양성 및 음성 화학적 상관 관계를 정리하여 예측 된 리간드 생물학적 활성", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1810847116 저널 참조 : 국립 과학 아카데미 회보 제공 : University of Cambridge

https://phys.org/news/2019-02-machine-algorithm-drugs.html#nRlv

 

 

 

.인공 지능을 사용하여 재료의 특성을 엔지니어링합니다

 

에 의해 매사 추세 츠 공과 대학 크레딧 : CC0 공개 도메인

반도체 또는 다른 결정체 조각에 약간의 변형을 가하는 것은 전기를 전도하거나, 빛을 전달하거나, 열을 전도하는 방식과 같이 속성에서의 극적인 변화를 일으킬 정도로 구조에서 원자의 규칙적인 배열을 변형시킬 수 있습니다. 이제 MIT와 러시아 및 싱가포르의 연구원 팀이 인공 지능 을 사용 하여 이러한 변화를 예측하고 통제하는 방법을 모색 하여 미래의 하이테크 장치를위한 고급 재료 연구에 새로운 길을 열어 줄 가능성이 있습니다. 이번 연구 결과는 이번 주에 나타납니다 국립 과학 아카데미 논문집 원자력 과학 및 공학의 MIT 교수와의 저술 논문에서, 재료 과학 및 엔지니어링 후아 리, MIT의 수석 연구 과학자 밍 다오, 그리고 MIT 대학원생 ZHE시 러시아의 Skolkovo 과학 기술 연구소의 Evgeni Tsymbalov와 Alexander Shapeev, 그리고 MIT의 Vannevar Bush 명예 교수이자 전 MIT 의장이자 현재 싱가포르의 Nanyang Technological University의 현직 대통령 인 Subra Suresh와 함께. 이미 MIT의 초기 연구를 기반으로 일부 실리콘 프로세서 칩에는 어느 정도의 탄성 변형이 통합되어 있습니다. 심지어 전자가 물질을 더 빨리 통과 할 수있게함으로써 구조의 1 % 변화조차도 경우에 따라 소자의 속도를 50 % 향상시킬 수 있습니다. 홍콩 시립 대학의 MIT 박사후 연구원 인 Suresh, Dao 및 Yang Lu의 최근 연구에 따르면 자연에서 발견 된 가장 강하고 단단한 물질 인 다이아몬드조차도 손상없이 9 %까지 탄 성적으로 늘어날 수 있습니다. 그것은 나노 미터 크기의 바늘 형태입니다. 리튬과 양은 유사하게 실리콘의 나노 스케일 와이어가 순전히 탄 성적으로 15 % 이상 신장 될 수 있음을 입증했다. 이러한 발견으로 재료 의 특성 을 훨씬 더 극적으로 변화시켜 장치를 제작하는 방법을 모색 할 수있는 새로운 길을 열었습니다 . 주문에 따른 변형 화학적 도핑과 같이 영구적 인 정적 변화를 일으키는 물질의 특성을 변경하는 다른 방법과 달리 변형 공학은 속성을 즉시 변경할 수 있습니다. "변형은 동적으로 켜고 끌 수 있습니다."라고 Li는 말합니다. 그러나 변형 공학 재료의 잠재력은 가능성의 위협 범위에 의해 방해 받고 있습니다. 변형은 여섯 가지 다른 방법으로 적용 할 수 있습니다 (3 가지 다른 차원에서 각각의 변형은 좌우로 변형이 가능함). 거의 무한대의 그라디언트가 적용되므로 탐색의 범위가 실용적이지 않습니다. 단순히 시행 착오로. Li는 전체 탄성 변형 공간을 계산하려면 1 억 회의 계산이 필요합니다. 이것이 바로이 팀의 기계 학습 방법의 새로운 응용이 구제에 이르는 곳입니다. 특정 목적을 위해 주어진 속성 집합을 달성하기위한 적절한 양과 방향의 가능성을 탐색하고 체계화하는 체계적인 방법을 제공합니다. "이제 우리는 매우 높은 정확도의 방법을 사용하여 필요한 계산의 복잡성을 크게 줄였습니다. "이 연구는 물질 물리학, 인공 지능, 컴퓨팅 및 기계 학습과 같이 멀리 떨어져있는 분야에서의 최근 진보가 산업 응용에 대한 강력한 영향을 갖는 과학 지식을 발전시키기 위해 어떻게 결합 될 수 있는지를 보여줍니다."라고 Suresh는 말합니다. 연구자들은 새로운 방법은 통신, 정보 처리 및 에너지 응용 분야에 사용될 수있는 전자, 광전자 및 광자 장치 용으로 정밀하게 조정 된 재료를 개발할 수있는 가능성을 열어 줄 것이라고 전했다. 연구진은 실리콘과 다이아몬드 모두에서 반도체의 주요 전자 특성 인 밴드 갭에 대한 변형의 효과를 연구했다. 그들의 신경 네트워크 알고리즘을 사용하여 그들은 다양한 양과 방향의 변형이 밴드 갭에 어떻게 영향을 미칠지 높은 정확도로 예측할 수있었습니다. 밴드 갭 (bandgap)의 "튜닝 (Tuning)"은 실리콘 태양 전지와 같은 소자의 효율을 향상시키기위한 핵심 도구가 될 수있다. 예를 들어 밴드 갭 (bandgap)을 미세 조정하면 태양 광을 포획하는 데 효과적이지만 두께가 천분의 일인 실리콘 태양 전지를 만들 수 있습니다. 이론적으로,이 물질은 "반도체에서 금속으로 바뀔 수 있으며 대량 생산 된 제품에서 가능하다면 많은 응용 분야를 가질 것"이라고 Li는 말합니다. 어떤 경우에는 강한 전기장에 재료를 넣거나 화학적으로 변경하는 것과 같은 다른 방법으로 유사한 변화를 유도 할 수 있지만, 이러한 변화는 재료의 거동에 많은 부작용을 일으키는 경향이있는 반면, 변형률을 변경하면 그러한면이 더 적습니다 효과. 예를 들어, Li는 정전기 장이 전기가 장치를 통과하는 방식에 영향을 미치기 때문에 정전기 장이 장치의 작동을 방해하는 경우가 많다고 설명합니다. 변형을 변경하면 그러한 간섭이 발생하지 않습니다. 다이아몬드 잠재력 다이아몬드는 실리콘 기술에 비해 초기 단계에 있지만 반도체 재료로서의 잠재력이 크다. 리의 말에 따르면, 전류의 음 (-)과 양 (+)의 캐리어가 다이아몬드를 통해 자유롭게 움직이는 방식을 말하는 Li는 높은 캐리어 이동성을 가진 극단적 인 소재이다. 그 때문에 다이아몬드는 고주파 전자 장치 및 전력 전자 제품에 이상적입니다. Li는 다이아몬드가 실리콘보다 10 만 배나 성능이 좋을 수 있다고한다. 그러나 아직 아무도 큰 기판 위에 다이아몬드 층을두기위한 훌륭하고 확장 가능한 방법을 찾지 못했다는 사실을 포함하여 다른 한계가 있습니다. 이 물질은 또한 반도체 생산의 핵심 부분으로 다른 원자를 "도핑"하거나 도입하기가 어렵습니다. Dao는 변형률의 양과 방향을 변경하기 위해 조정할 수있는 프레임에 재료를 장착함으로써 도펀트 거동을 변경하는 데 "상당한 유연성"을 가질 수 있다고 말합니다. 이 연구는 재료의 밴드 갭에 대한 변형의 영향에 특별히 초점을 맞추었지만,이 방법은 전자 특성뿐만 아니라 광자 및 자기 적 거동과 같은 다른 특성에 영향을주는 다른 측면에도 일반화 할 수 있다고 Li는 말합니다. 현재 상업용 칩에 사용되는 1 % 변형에서 많은 새로운 응용 프로그램이 열리면서이 팀은 거의 10 %의 변형률 이 균열없이 가능하다는 것을 보여주었습니다 . "7 % 이상의 변형률에 도달하면 실제로 재료가 많이 바뀝니다." "이 새로운 방법은 전례없는 재료 특성을 설계 할 수 있습니다."라고 Li는 말합니다. "하지만 칩에 1 억 개의 트랜지스터를 탑재하는 과정을 어떻게 확대 할 것인가에 대한 긴장을 부과하는 방법과 그 중 어느 것도 실패 할 수 없다는 것을 확인하기 위해서는 훨씬 더 많은 작업이 필요할 것입니다."

추가 탐색 독창적 인 크리스탈 인터페이스로 압력 전달 더 자세한 정보 : Zhe Shi el al., "기계 학습을 통한 밴드 갭의 깊은 탄성 변형 공학", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1818555116 메사추세츠 공과 대학교 제공

https://techxplore.com/news/2019-02-artificial-intelligence-materials-properties.html

 

 

 

.인공 지능은 네안데르탈 인과 데니 조반이 혼합 된 인간의 조상 종을 확인합니다

 

 

2019 년 1 월 19 일, 동부 표준시 기준 오후 10시에 의해 앨런 아담 슨 테크 타임즈 닫기 깊은 학습 알고리즘은 네안데르탈 인과 데니 조반의 잡종이었을 인간 조상의 게놈을 확인했습니다. 이 종은 현대 과학으로 알려져 있지 않습니다. ( Rodrigo de la torre | Pixabay )

인공 지능은 진화 생물 학자들이 현대 과학에 아직 알려지지 않은 고대의 조상을 식별하는 데 도움을 준 것으로 보인다. 고대 인간 하이브리드 8 월에 연구원들은 고대 인간 잡종 들은 약 9 만년 전에 죽은 했다. 그녀의 뼈는 러시아 알타이 산맥의 Denisova 동굴에서 발견되었습니다. 유전 분석에 의하면 고대 개인의 부모는 별개의 인간 집단에 속해 있었다. 그녀에게는 네안데르탈 인의 어머니와 데니 조반의 아버지가 있었을 것입니다. "게놈 네안데르탈 인 조상의 흔적을지지 아버지는, 동굴에서 발견 된 이후 데니 소바 인에 관한 인구에서 온,"막스 플랑크 진화 인류학 연구소, 그리고 동료 비비안 Slon은 보고 에서 자연 . "어머니는 네안데르탈 인과 나중에 유럽에서 살았던 사람들과 더 밀접한 관계가 있습니다." 네안데르탈 인과 데니 조반 네안데르탈 인과 데니 조반 인은 고풍스러운 인간의 두 가지 아종입니다. 네안데르탈 인은 유럽과 서부 아시아의 일부 지역에 정착했습니다. Denisovans는 2008 년에 발견 된 첫 번째 뼈가있는 중앙 아시아와 시베리아에 정착했습니다. 두 그룹은 서로 유 전적으로 구별되지만 둘 다 현대인과 교차 교배 될 가능성이 큽니다. 학문은이 interbreeding 가 현대 인간에게 바이러스와 질병에서 방위를 주었다는 것을 건의한다 . 유전 된 유전자의 일부 는 심지어 인간의 두개골과 뇌의 형태에 영향을 줄 수도 있습니다. 과학자들은 일반적으로 네안데르탈 인과 데니 조반이 교배 한 것으로 생각한다. 비록 연구자들이이 상호 번식을 증명할 수있는 하나의 물리적 증거를 발견했다고해도. 새로운 연구의 조사 결과 발표 에 자연 커뮤니케이션 러시아에서 발견 된 네안데르탈 인과 데니 소바 인의 하이브리드 아니었다 고립 된 경우지만,보다 일반적인 혼입이 프로세스의 일부를 제안한다. AI는 알려지지 않은 인간 조상을 예측합니다. 타르 투 대학 (University of Tartu)의 Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG)의 라오스 (Laver) 연구원은 인간 진화를 연구하기 위해 깊은 학습 알고리즘과 통계적 방법을 사용했다. 연구원은 수십만 가지의 다른 시뮬레이션에서 얻은 게놈을 사용하여 인간의 인구 통계를 예측할 수 있도록 알고리즘을 교육했습니다. "깊은 학습은 우리가 조상의 퍼즐을 함께 맞추는 것을 관찰 할 수있게합니다"라고 Lao 는 설명했다 . 그들의 연구는 네안데르탈 인과 데니 조반의 잡종이었을 새로운 인류의 발자국 인 인간 조상의 게놈에서 밝혀졌습니다. DNA 계산 분석의 결과는 또한 아시아에서 아프리카의 현대인과 교배 된 멸종 종을 보여줍니다. "보고 된 네안데르탈 인과 데니 소바 인 introgressions뿐만 아니라, 우리의 결과는 오래된 인구에서 모든 아시아와 오세아니아 인구에있는 제 3 혼입이를 지원하는"연구자들은 썼다 .

https://www.techtimes.com/articles/237688/20190119/artificial-intelligence-human-ancestor-hybrid-neanderthals-denisovans.htm

 

 

 

.작동 단백질은 좌절을 잘 이용합니다

 

2019 년 2 월 11 일, 라이스 대학교 ( Mike Williams, Rice University) ,  베타 - 락타 마제 단백질에 대한 구조 모델에서, 촉매 잔류 물은 적색으로 표시된 베타 - 락 타미 군 전체 패밀리를 따라 일관되게 고도로 좌절 된 것들과 좌절 된 상태가 황색으로 보전되지 않은 것들로 나타난다. 라이스 대학 (Rice University), 부에노스 아이레스 대학 (University of Buenos Aires) 및 유럽 분자 생물학 연구소 (European Molecular Biology Laboratory)의 과학자들에 의한 새로운 연구에 의하면, 이들 효소는 표적과 반응하기 위해 노출되어 있어야하며, 주위의 다소 좌절 된 아미노산으로부터 보호 할 수있다. 초록색 선은 최소한의 좌절감을, 빨간색 선은 높은 좌절감을 나타냅니다. 상단과 하단의 선형 차트는 단백질 체인상의 관련 아미노산의 위치와 전체 베타 - 락타 마제 단백질 군에 대한 에너지 보존의 척도를 보여줍니다. 신용:

단백질은 아미노산 패턴으로 쓰여진 대본에 따라 접 힙니다. 그러나 제대로 작동하려면 일부 부품을 사용해야합니다. 생화학 반응을 가속화하고 안내하는 효소의 활성 부위가 생명을 가능하게합니다. 이를 위해서는 라이스 대학 (Rice University), 부에노스 아이레스 대학 (University of Buenos Aires), 독일 하이델베르그 (Heidelberg)에있는 유럽 분자 생물학 연구소 (European Molecular Biology Laboratory)의 과학자들에 따르면 단백질의 전반적인 구조 계획과 약간의 충돌이 있어야한다. 연구원에 따르면, 진화론은 효소의 일부를 기능적으로 저에너지 상태로 유도하는 접이식 깔때기로 유도하는 지침으로부터 에너지 적으로 벗어나는 것이 중요하다고 생각했다. 근본적으로 모든 알려진 효소를 측량함으로써, 연구원은 또한 더 약하게 좌절 된 상호 작용의 추가적인 수준이 촉매 현장을 둘러싸고지지한다는 의혹을 확인했다. National Academy of Proceedings of the Science의 논문은 DNA가 원래 코딩 된 선형 서열에서 단백질이 원활하게 3 차원 구형 형태로 진행될 수있는 이유를 설명하는 최소 좌절감의 원리를 확장합니다. 이 원리는 잔인한 에너지 충돌이 단백질의 기능을 어떻게 든 도움이 될 때 종종 좌절감이 풀리지 않는다는 사실을 인정합니다. 20 년이 넘는 수학적 형태의 원리를 강조한 Rice의 Peter Wolynes에 따르면, 촉매 부분을 가진 단백질의 에너지 경관은 진화론이 중요성을 부여하면서 추가 분석의 가치가 있다고합니다. "완벽하게 접힌 분자는 조각처럼 아름답더라도 할 수 없다"고 그는 말했다. "대부분 접히지 만 접힘과 양립 할 수없는 좌절 된 경첩이 있지만 화학 반응에 필요한 움직임을 허용하는 데 필요한 단백질이 있어야합니다." 원자 수준에서의 좌절은 경험하기 쉽습니다. 두 개의 자석의 양극을 함께 밀어 내고 그들이 어떻게 뒤로 밀린 지 느껴보십시오. 자석처럼, 폴딩 단백질의 아미노산은 (대부분) 갈등을 해결하고 마침내 접촉의 안정된 정렬을 형성하기 위해 서로 끌어 당기고 서로 격퇴한다. "이제 세 번째 자석을 추가하면 제거 할 수없는 좌절감을 느낄 수 있습니다."라고 생물학자인 Diego Ferreiro (그의 박사후 연구원이었던 부에노스 아이레스 팀과 공동 연구 한 Wolynes)는 말했다. 이 새로운 연구는 효소의 인접한 아미노산 사이의 좌절감이 세 번째 자석과 같은 상황에서 좌절 된 효소가 그 자리를 유지하는 것을 돕는 역할을한다는 것을 보여준다. 그것은 다소 불안정한 상태로 남아 있지만 표적 분자와 결합하고 변형시킬 수있는 영역을 가지고 있습니다. Wolynes 씨는 분명히 진화론은 완벽한 배양을 달성하는 미학을 대신하는 우선 순위를 가지고 있습니다. 이 연구팀은 수백 가지의 알려진 단백질 구조를 계산적으로 조사 하여 효소의 전체 계열이 효소 주변의 두 번째 및 세 번째 아미노산 층 또는 껍질로 확장되는 활성 부위 좌절의 특징적인 특징을 공유한다는 것을 발견했다. "우리가 발견 한 흥미로운 사실은 절대적으로 첫 번째 껍데기를 넘어 일반적으로 좌절감이 확장된다는 것"이라고 그는 말했다. "이 세 가지 껍질을 올바르게 만들어야한다는 기능적 제약에 어색하지만 필요한 미묘한 차이가 있음을 의미합니다." Wolynes는 노벨상 수상자 인 Frances Arnold와 실험실에서 인공 진화를 연구 한 다른 사람들은 새로운 반응을위한 효소를 개조하려는 노력에있어 좌절감이 있다는 증거를 보았다고 지적했다. "때로는 자연적인 화학 반응과는 다른 화학 반응을 촉매하기 위해 활성 부위를 구체적으로 변화시킬 것이지만 , 활성 부위로부터 멀리 떨어져있는 아미노산 또한 효소가 효율적으로 작용하도록 변화시킬 필요가 있음을 발견했다 "고 그는 말했다. "이유는 분명하지 않았지만 두 번째와 세 번째 껍질의 변화가 효소의 촉매 능력을 향상시키는 것으로 나타났다. "따라서 우리의 결과는 완전한 충격이 아니었지만 확장 된 좌절감은 그 성격 상 매우 유행이고 모든 알려진 효소 종류를 통하는 공통된 주제라는 것을 알았습니다 ."

추가 연구 : 디자이너 효소의 부 자연스러운 촉매 아미노산 더 자세한 정보 : Maria I. Freiberger el al., "효소 활성 부위 주변의 지역 좌절감", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1819859116 저널 참조 : 국립 과학 아카데미 회보 :에 의해 제공 라이스 대학 (Rice University) 

https://phys.org/news/2019-02-proteins-good-frustration.html#nRlv

 

 

 

.연구원들은 매우 가벼운 칼슘 동위 원소의 수수께끼 같은 크기를 조사합니다

 

2019 년 2 월 11 일 미시간 주립 대학 연구원들은 매우 가벼운 칼슘 동위 원소의 수수께끼 같은 크기를 조사합니다. FRIB 연구진은 면밀히 조사한 결과 핵 내부의 양성자와 중성자의 복잡한 행동을 반영하여 독특한 방식으로 반경이 다양하다는 사실을 발견했다. 학점 : Michigan State University

미시간 주립대의 연구자들은 자연 물리학 (Nature Physics)에 발표 된 새로운 논문에 따르면, 프로톤이 풍부한 3 가지 칼슘 동위 원소의 핵을 처음으로 측정했다 . 핵 의 가장 기본적인 성질 중 하나 는 그 크기입니다. 핵 반경은 일반적으로 양성자와 중성자 성분의 수에 따라 증가한다. 그러나 면밀히 조사했을 때, 반지름 은 핵 내부의 양성자와 중성자의 복잡한 행동을 반영하여 독특한 방식으로 다양합니다. 특히 흥미로운 것은 칼슘 동위 원소의 전하 반경의 변화이다. 그들은 칼슘 -48과 칼슘 -40과 거의 같은 반지름, 칼슘 -44의 국소 최대치, 별개의 이상한 지그재그 패턴, 칼슘 -52의 매우 큰 반경을 가진 독특한 행동을 보인다. 비록 패턴이 부분적으로 설명되었지만 (그림에서 회색 선), 많은 기존 이론들은 이러한 행동을 설명하기 위해 애 쓰고있다. 가장 가벼운 안정한 칼슘 -40 동위 원소 아래에서, 양성자가 풍부한 칼슘 핵을 생성하기가 어려워서 반경은 칼슘 -39에 대해서만 알려져있다. 칼슘 핵의 반경은 약 0.0000000000000035 미터 (또는 3.5 펨토 미터)이며, 국부적 인 변화는 여전히 200 배 작습니다. 게다가, 양성자가 많은 칼슘 동위 원소는 오히려 수명이 짧습니다. 예를 들어 칼슘 -36은 1/10 초 동안 존재합니다. 매우 수명이 짧은 동위 원소의 전하 반경의 미세한 변화 는 미시간 주립 대학 (University of Michigan State University)의 국립 초전도 싸이클로트론 연구소의 BECOLA 시설 인 BEam Cooler 및 LAser 분광기에서 개발 된 레이저 분광법을 사용하여 측정 할 수 있습니다 . NSCL 대학원 조교 인 앤드류 밀러 (Andrew Miller)가 이끄는 연구는 양성자가 풍부한 3 가지 칼슘 동위 원소 (질량 수치 A = 36, 37, 38)의 전하 반경을 처음으로 측정했다. 이들은 이전의 이론적 인 예측보다 훨씬 작고 새로운 퍼즐을 제시합니다. 그러나이 현재의 데이터에 초점을 맞춘 개선 된 이론 모델은 칼슘 36에서 칼슘 52까지의 반지름의 일반적인 추세를 현저하게 재현합니다 (그림에서 파란 선). 이 성공은 양성자가 풍부한 양의 칼슘 핵 표면 외부의 큰 거리에서 양성자가 서로 상호 작용하는 특유의 방식을 더 잘 이해했기 때문일 수 있습니다. 전하 반지름의 향상된 이해는 원자핵의 전지구 모델의 발전에 영향을 미칠 것이다. BECOLA와 개선 된 핵 모델에서의 레이저 분광학 실험은 새로운 희귀 동위 원소에 대한 전례없는 접근을 제공 할 MSU에서 현재 건설중인 희귀 동위 원소 빔을위한 시설에서 핵 반경의 결정과 해석에 훨씬 더 중요한 역할을 할 것이다 .

추가 탐구 : 연구원들은 카드뮴 동위 원소의 핵 반경을 측정하여 핵 구조 이론을 확인합니다 . 더 자세한 정보 : AJ Miller 외, 프로톤이 풍부한 칼슘 동위 원소의 Proton superfluidity와 charge radius, Nature Physics (2019). DOI : 10.1038 / s41567-019-0416-9 저널 참조 : 자연 물리학 제공 : Michigan State University 

https://phys.org/news/2019-02-puzzling-sizes-extremely-calcium-isotopes.html#nRlv

 

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0

 

 

.전기를 위해 광자를 활용하는 새로운 방법, 태양 에너지의 더 넓은 스펙트럼을 포착 할 수있는 가능성

 

 

2012 년 11 월 26 일, 매사추세츠 공과 대학교의 David L. Chandler 전기를 위해 광자를 활용하는 새로운 방법, 태양 에너지의 더 넓은 스펙트럼을 포착 할 수있는 가능성 광역 스펙트럼 태양 에너지 퍼널의 시각화. 신용 : Yan Liang 전기를 생산하기 위해 더 넓은 범위의 태양 광 에너지를 활용하려는 탐구는 탄력적 인 변형을받는 재료를 이용하는 "태양 에너지 깔대기 (solar energy funnel)"의 제안과 함께 근본적으로 새로운 방향으로 나아갔습니다. "우리는 전례없는 특성을 내기 위해 탄성 변형을 사용하려고합니다."라고 MIT의 교수이자 Nature Photonics 저널에 이번 주에 발표 된 새로운 태양 깔때기 개념을 설명하는 신문의 저자 Ju Li는 말합니다 . 이 경우 "퍼널"은 은유입니다. 전자 와 그 대응 물, 광자 의 에너지에 의해 원자에서 분리 된 구멍은 전자력에 의해 구조 중심으로 몰리며, 가정과 같이 중력에 의해서가 아닙니다 깔때기. 그럼에도 불구하고 재료는 실제로 깔대기의 모양을 취합니다. 표면이 움푹 들어간 미세한 바늘에 의해 중심에서 찌그러지고 얇은 물질로 펴진 시트입니다. 곡면 모양의 깔때기 모양을 만듭니다. . 바늘에 의해 가해지는 압력은 시트의 중심을 향하여 증가하는 탄성 변형을 부여한다. 다양한 변형 은 가시 광선 뿐만 아니라 햇빛의 에너지의 상당 부분을 차지하는 보이지 않는 스펙트럼을 포함 하여 빛의 다른 파장으로 다른 섹션을 "조정"하기에 충분한 원자 구조를 변화시킵니다 . 핵 과학 및 공학의 Battelle Energy Alliance 교수이자 재료 과학 및 공학 교수로 공동 임명 된 Li는 물질 의 변형이 새로운 연구 분야를 개척하는 것으로 보았습니다. 변형 - 재료를 다른 모양으로 밀거나 당기는 것으로 정의 - 탄성 또는 비탄성이 될 수 있습니다. 논문의 공동 저자 인 MIT 원자력 과학 및 공학과의 박사후 연구원 인 Xiaofeng Qian은 탄성 변형은 늘어난 원자 결합에 해당하고 비탄성 또는 플라스틱 변형은 깨어진 또는 교환 된 원자 결합에 해당한다고 설명합니다. 늘어나고 풀리는 스프링은 탄성 변형의 한 예이며 구겨진 은박 줄은 소성 변형의 한 예입니다. 새로운 태양 깔때기 소재는 소재에서 전자의 잠재력을 제어하기 위해 정밀하게 제어 된 탄성 변형을 사용합니다. MIT 팀은 컴퓨터 모델링을 사용 하여 막 두께가 약 6 옹스트롬 인 막을 형성 할 수있는 물질 인 이황화 몰리브덴 (MoS 2 ) 의 얇은 층에 대한 변형의 효과를 확인했습니다 . 전자의 위치 에너지에서 유도 된 탄성 변형은 깔때기의 중심으로부터의 거리에 따라 변화합니다.이 "인공 원자"가 크기가 훨씬 크다는 것을 제외하면 수소 원자의 전자와 매우 유사합니다 2 차원입니다. 앞으로 연구자들은 실험 결과를 확인하기위한 실험을 수행하기를 희망합니다. 다른 중요한 박막 재료 인 그래 핀과는 달리 MoS 2 는 자연 반도체입니다. 그것은 밴드 갭 (bandgap)으로 알려진 중요한 특징을 가지고있어서 태양 전지 나 집적 회로로 만들 수 있습니다. 그러나 실리콘과 달리 현재 대부분의 태양 전지에 사용되는 " 태양 에너지 깔때기"구성 에서 필름을 변형 시키면 표면의 밴드 갭이 달라 지므로 다른 부분이 다양한 색상의 빛에 반응합니다. 유기 태양 전지에서, exciton이라 불리는 전자 - 홀 쌍 (electron-hole pair)은 광자에 의해 생성 된 후에 물질을 무작위로 움직이며, 에너지 생산 능력을 제한한다. "이것은 확산 과정입니다. Qian은 매우 비효율적입니다."라고 말했습니다. 그러나 태양 광 깔때기에 따르면 전자 재료의 전자적 특성은 "사진을 수집 할 때 더 효율적이어야하는 [영화 센터의] 수집 사이트로 안내한다"고 덧붙였다. Li는 "최근이 탄성 변형 공학 분야를 열었습니다."라고 말하면서 탄소 나노 튜브 및 MoS 2 와 같은 나노 구조 물질의 개발은 무한히 많은 양의 탄성 변형을 유지할 수 있다는 4 가지 추세를 모았습니다 . 제어 된 방식으로 힘을 가하는 원자력 현미경 및 차세대 나노 기계의 개발 전자 현미경 및 싱크로트론 설비는 탄성 변형 장을 직접 측정 할 필요가있다. 재료의 물리적 및 화학적 특성에 대한 탄성 변형의 영향을 예측하기위한 전자 구조 계산 방법을 제공합니다. "사람들은 높은 압력을가함으로써 재료 특성에 커다란 변화를 유도 할 수 있다는 것을 오랫동안 알고있었습니다"라고 Li는 말합니다. 그러나 최근의 연구 결과에 따르면 전단 및 장력과 같은 다양한 방향으로 변형을 제어하면 막대한 다양한 특성이 나타날 수 있습니다. 탄력 - 변형 공학의 최초 상용 응용 중 하나는 IBM과 Intel 이 트랜지스터의 나노 스케일 실리콘 채널에 1 % 탄성 변형 을가함으로써 전자의 속도를 50 % 향상시킨 것 입니다.

추가 연구 : 연구자들은 은나노 와이어를 사용하여 전도성이 높고 탄성이있는 도체를 만듭니다 . 추가 정보 : li.mit.edu/Stuff/ms/Proof2/NPHOTON.2012.285.pdf 저널 참조 : Nature Photonics 제공 : 매사추세츠 공과 대학교 

https://phys.org/news/2012-11-harnessing-photons-electricity-potential-capturing.html