연필 리드에서 이국적인 '두 번째 소리'현상이 관찰 됨

.나이지리아 건물붕괴 현장서 구조된 어린이

(라고스 AP=연합뉴스) 13일(현지시간) 아프리카 나이지리아 라고스의 건물붕괴 현장에서 구조된 소년이 이송되고 있다. 이날 라고스의 초등학교가 입주해 있는 건물 한 채가 붕괴하면서 어린이 수십 명이 갇힌 것으로 전해졌다. leekm@yna.co.kr

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꽃순이를 아시나요 (음악 김국환)

.ALMA는 태양계와 유사한 행성의 형성 지점을 관찰합니다

젊은 스타 DM Tau 주변의 디스크에 대한 작가의 인상. 크레딧 : NAOJ

2019 년 3 월 14 일, 국립 자연 과학 연구소 ALMA는 태양계와 유사한 행성의 형성 지점을 관찰합니다. 행성이 형성 될 수있는 두 개의 동심원 반지를 볼 수 있습니다. 크레딧 : ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Kudo 외.

연구원은 태양을 닮은 젊은 별 주위에 행성의 형성 지점을 발견했습니다. 소행성 벨트와 태양계의 해왕성 궤도에 필적하는 거리에서 별 주변의 두 개의 고리 고리가 우리 자신과 비슷한 행성계의 형성을 목격하고 있음을 시사한다. 태양 광 시스템은 46억년 전 우주의 가스와 먼지 구름에서 형성되는 것으로 생각된다. 천문학 자 들은 다른 별 주위에 형성되는 젊은 행성계를 연구함으로써 우리 자신의 기원에 대해 더 많이 배우기를 희망합니다. 일본 국립 천문대 (NAOJ)의 천문학 자 Tomoyuki Kudo와 그의 팀은 Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)를 사용하여 젊은 스타 DM Tau를 관측했다. 별자리 황소 자리에 470 광년 떨어져있는 DM 타우는 태양 질량의 절반에 해당하며 3 백만 ~ 500 만년 전으로 추정됩니다. "이전 관측은 DM 타우 주변의 디스크에 대해 서로 다른 두 모델을 추론했습니다."라고 Kudo는 말했습니다. "반지의 반경은 태양계의 소행성 벨트 가 어디에 있는지에 관한 것이 었습니다. 다른 관측에 따르면 해왕성의 위치를 알 수있었습니다. 우리의 ALMA 관측 결과는 분명했습니다. 둘 다 맞습니다 .DM 타우에는 두 개의 고리가 있습니다. 각 위치에서. " 연구자들은 바깥 고리에 밝은 패치를 발견했습니다. 이것은 천왕성이나 해왕성과 같은 행성의 형성 사이트가 될 수있는 먼지의 국지적 집중을 나타냅니다. 일본 Astrobiology Center 연구원 인 Jun Hashimoto는 "우리는 지구가 젊은 태양 주위의 그러한 지역에서 형성 되었기 때문에 디스크의 내부 영역에 대한 세부 사항을 보는 데에도 관심이있다. " DM 타우 주변 의 내부 고리 에 먼지 가 분포 하는 것은 지구와 같은 행성의 기원을 이해하는 데 중요한 정보를 제공 할 것입니다."

이 결과는 Kudo et al. 2018 년 11 월에 Astrophysical Journal의 "DM Tau 주변의 공간적으로 고쳐진 au-scale 내부 디스크" 와 2019 년 3 월 일본 천문 학회 연례회의에서 발표되었습니다. 더 자세히 살펴보기 : 스노우 라인을 후퇴시키는 것은 젊은 별 주위의 유기 분자를 밝힙니다. 추가 정보 : Tomoyuki Kudo 외, DM Tau 주변의 공간적으로 해결 된 au-scale 내부 디스크, The Astrophysical Journal (2018). DOI : 10.3847 / 2041-8213 / aaeb1c 저널 참조 : 천체 물리학 저널 제공 기관 : 자연 과학 연구소 (National Institutes of Natural Sciences)

https://phys.org/news/2019-03-alma-formation-sites-solar-system-like-planets.html

.연구자는 Netflix 챌린지의 알고리즘을 사용하여 생물학적 이미징 속도 향상

2019 년 3 월 14 일, Optical Society of America 연산 크레딧 : CC0 공개 도메인

연구자들은 전례없는 속도로 생물학적 조직의 고전적인 라만 분광기 이미지를 얻기위한 방법을 만들기 위해 Netflix의 2009 년 영화 선호도 예측 경쟁을 위해 원래 개발 된 알고리즘을 다시 사용했습니다. 이러한 진보는 종양 검출이나 조직 분석과 같은 임상 적 응용 분야에 단순하고 라벨없는 이미징 방법을 실용적으로 만들 수 있습니다. 에서 하기 Optica , 높은 충격 연구를위한 광학 학회의 저널은 연구자의 여러 기관 그룹은 압축 이미지로 알려진 계산 이미징 접근은 라만의 양을 감소시켜 영상의 속도를 높일 수 있다는보고 스펙트럼 데이터 획득을. 그들은 일반적으로 획득하는 데 수 분이 걸릴 이미지에 대해 수십 초의 이미징 속도를 보여 주며 향후 구현이 초속을 달성 할 수 있다고 말합니다. 연구자들은 라만 분광법에 일반적으로 필요한 데이터의 일부만을 수집하여 누락 된 정보를 Netflix 영화 환경 설정에서 패턴을 찾기 위해 개발 된 알고리즘으로 채워서 이러한 위업을 달성했습니다. 이 알고리즘은 Netflix의 1 백만 달러 상금을 획득하지 못했지만 다른 실제 요구 사항,이 경우에는 더 나은 생물학적 이미징의 필요성을 충족시키는 데 사용되었습니다. "압축 라만 접근법은 이전에보고되었지만 화학적 복잡성으로 인해 생물학적 조직에 사용할 수 없습니다."라고 프랑스의 École Normale Supérieure의 연구팀 리더 인 Hilton de Aguiar는 말했습니다. "우리는 압축 이미지를 임상의가 환자를 진단하는 데 사용하는 이미지를 제공하는 빠른 컴퓨터 알고리즘과 결합 시켰지만 신속하고 수작업으로 후 처리 작업을 수행하지 않았습니다." 생체 의학 프로세스 캡처 라만 분광법은 복잡한 시료의 화학적 조성을 결정하기 위해 시료 준비가 필요없는 비 침습 기술입니다. 그것은 암세포 를 확인 하고 질병에 대한 조직을 분석 할 수있는 가능성을 보여 주었지만 일반적으로 생물 표본의 역 동성을 포착하기에는 너무 느린 이미지 획득 속도가 필요합니다. 분광 이미징으로 생성 된 방대한 양의 데이터를 처리하는 작업은 시간이 오래 걸리고 특히 넓은 영역을 분석 할 때 특히 그렇습니다. "우리가 개발 한 방법론으로 우리는이 두 가지 문제를 동시에 해결했습니다. 속도를 높이고 분광 이미지에서 유용한 정보를 얻는 더 간단한 방법을 도입했습니다."라고 de Aguiar는 말했습니다. 속도 최적화 이미징 프로세스의 속도를 높이기 위해 연구원들은 라만 시스템을 알고리즘과보다 잘 호환되도록 만들었습니다. 그들은 기존의 셋업에 사용 된 값 비싸고 느린 카메라를 공간 광 변조기 (spatial light modulator) 로 알려진 싸고 빠른 디지털 마이크로 미러 장치로 교체함으로써이 작업을 수행했습니다 . 이 장치는 고감도 단일 픽셀 검출기로 검출 된 파장 그룹을 선택하고 이미지를 수집 할 때 압축합니다. "매우 빠른 공간 광 변조기로 이미지를 획득하고 데이터 비트를 매우 빠르게 건너 뛸 수있었습니다."라고 de Aguiar는 말했습니다. "우리가 사용한 공간 광 변조기는 시장에 나와있는 다른 옵션보다 가격이 저렴하고 빠르며 전체 광학 설정을 저렴하고 빠르게 만듭니다." 연구자들은 화학적 복잡성이 높은 두뇌 조직과 단일 세포에서 분광학 이미지를 얻기 위해 라만 현미경을 사용하여 새로운 방법론을 시연했다. 그 결과,이 방법은 수십 초의 속도로 이미지 를 수집 하고 높은 수준의 데이터 압축을 달성하여 데이터를 최대 64 회까지 줄일 수 있음을 보여주었습니다 . 연구진은 새로운 접근법이 대부분의 생물 표본과 함께 작동해야한다고 생각하지만, 실험적으로이를 증명하기 위해 더 많은 조직 유형으로 시험 할 계획입니다. 임상 도구 이외에,이 방법은 조류 특성화와 같은 생물학적 응용에 유용 할 수 있습니다. 또한 초당 이미지 수집을 수행하기 위해 시스템의 스캔 속도를 향상시키고 자합니다. 더 자세히 살펴보기 :보다 빠른 3-D 이미징은 심혈관 질환, 위장병 진단에 도움이 될 수 있습니다.

더 자세한 정보 : F. Soldevila, J. Dong, E. Tajahuerce, S. Gigan, HB De Aguiar, "매트릭스 완성을 통한 빠른 압축 라만 바이오 이미징, Optica , 6, 3, 341-346 (2019). DOI : doi.org/10.1364/OPTICA.6.000341 저널 참조 : Optica 제공 : Optical Society of America

https://phys.org/news/2019-03-algorithm-netflix-biological-imaging.html

.중력은 우리가 결정하는 방식에 영향을 미칩니다 - 새로운 연구

2019 년 3 월 14 일 Elisa Raffaella Ferrè, The Conversation 크레딧 : Pixabay, CC BY-SA

국제 우주 정거장에서 지구로 돌아온 캐나다 우주 비행사 인 크리스 하드 필드 (Chris Hadfield)는 고압 환경에서 올바른 결정을 내리는 것이 중요하다고 지적했다. "대부분의 경우, 대부분의 경우 중요한 일들과 결과의 대부분을 수행하려고합니다. 삶이나 죽음이다. " 인류는 새로운 우주 시대를 준비하고 있습니다 : 화성 유인 임무는 더 이상 꿈이 아니며, 상업적 벤처 기업은 비 우주 비행사가 다른 행성을 방문 할 가능성을 열어 놓을 수 있습니다. 중력 이 우리가 결정을 내리는 방식에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것은 절대로 더 절실하지 않았습니다. 지구상의 모든 생명체는 일정한 중력장 하에서 진화 해왔다. 그것은 중력이 항상 존재하고 그것이 우리의 지각 세계의 배경의 일부이기 때문에 그 것입니다 : 우리는 그것을 볼 수없고 냄새를 맡거나 그것을 만질 수 없습니다. 그럼에도 불구하고 중력은 인간의 행동 과인지 에 근본적인 역할을 합니다. 중추 신경계에는 중력을위한 "전문화 된"센서가 없습니다. 오히려 중력은 graviception이라고 하는 과정 에서 여러 감각 신호의 통합을 통해 추론됩니다 . 이것은 시력, 우리의 균형 시스템 및 관절과 근육으로부터의 정보를 포함합니다. 내이의 정교한 기관은이 과정에서 특히 중요합니다. 육지의 중력 하에서, 우리의 머리가 똑바로있을 때, 작은 돌들 - 전정의 귀석 -은 점성 유체와 완벽하게 균형을 이룹니다. 머리를 움직이면 중력에 의해 유체가 움직이며 머리가 더 이상 똑 바르지 않다는 것을 뇌에 알려주는 신호를 유발합니다. 우주 임무 중과 같이 무중력에 장기간 노출 되면 인체 에 여러 가지 구조적 기능적 변화가 발생합니다 . 우리의 육체적 기능에 대한 무중력의 영향이 크게 조사되었지만 의사 결정에 미치는 영향은 아직 완전히 이해되지 않았습니다. 우리가 화성에 간다면 지구와의 의사 소통에서 몇 분간의 기술적 인 한계와 예상되는 간격을 감안할 때, 사람들이 결정을 내리는 방식에 변화된 중력의 영향을 아는 것은 필수적입니다.

크레딧 : Pixabay, CC BY-SA

신규성 대 일상성 요컨대, 인간의 행동은 친숙하지만 잠재적으로 차선책 인 선택의 착취와 잠재적으로 더 수익성이 높은 대안의 탐구 사이에 끊임없는 트레이드 오프입니다. 예를 들어, 식당에서 평소의 초콜릿 케이크를 선택하여 악용하거나, 전에 가지고 있지 않은 티라미수를 시도하여 탐색 할 수 있습니다. 따라서 착취는 일상적인 행동을 포함하고 탐험은 다양한 선택을 포함한다. 우리는 중력의 변화가 일상과 새로운 행동 사이의 선택에 영향을 미치는지 조사했다. 우리는 참가자들에게 실험실에 와서 가능한 한 무작위로 일련의 숫자를 생성하도록 요청했습니다. 그들이 경고음을 들었을 때마다 그들은 1과 9 사이의 숫자를 지어야했습니다. 중요한 것은 생각하거나 생각할 시간이 없었으며 숫자로 이름을 지어야한다는 것입니다. 비판적으로,이 작업은 일상적인 반응을 억제하고 새로운 반응을 생성하기 위해 우리의 두뇌를 필요로하며 성공적인 적응 행동을위한 프록시로 간주 될 수 있습니다. 그러나 이것은 중력의 영향을 받아 어떻게 변화 하는가? 우리는 참가자들에게 신체의 중력 방향에 관한 방향을 바꿔 누워 중력을 느끼는 방법을 조작했습니다. 우리가 직립 할 때, 우리 몸과 귀석은 중력의 방향과 일치하며, 누워있을 때 직각을 이룹니다. 이것은 매우 효율적인 실험실 조작으로 뇌에 도달하는 중력 신호의 변경을 모방 할 수 있습니다. 실제로 누군가를 우주로 보내는 것보다 중력의 영향을 연구하는 더 좋은 방법입니다. 왜냐하면 우리가 우주에있을 때 우리는 무중력, 복사 및 격리의 영향을 받기 때문입니다. 그리고 중력의 부족만으로는 어떤 효과가 있는지 분리 할 수 없기 때문입니다. 우리의 결과는 거짓말은 사람들이 무작위 수 생성에 어려움을 겪고 의사 결정을 내리는 데 영향을 미치는 것 같습니다. 이것은 사람들이 중력이 없을 때 참신한 행동을하는 경향이 적다는 것을 의미합니다. 이것은 실제 우주 임무 계획에 중요 할 수 있습니다. 우주 비행사는 결정이 신속하고 효율적으로 이루어져야하는 매우 어려운 환경에 처해 있습니다. 일상적인 또는 고정 관념이있는 옵션을 자동으로 선호하는 것은 복잡한 문제 해결에 도움이되지 않을 수 있으며 위험에 처할 수도 있습니다. 결과는 사람들 이 무중력을 모방하는 조건 하에서 지각과 인식의 변화를 겪는다는 것을 제안하는 연구에 추가됩니다 . 중력의 부재는 심오하게 불안정 할 수 있으며 여러 가지면에서 성능 수준을 잠재적으로 손상시킬 수 있습니다. 이것은 우주 비행사가 뇌에 변화된 중력의 영향을 극복하고 성공적이고 안전한 유인 우주 임무를 보장 할 수 있도록 일종의인지 증진 훈련의 혜택을 누릴 수 있음을 시사합니다. 추가 정보 : 우주에서의 의사 결정 제공 : The Conversation

https://phys.org/news/2019-03-gravity-decisions.html

.연필 리드에서 이국적인 '두 번째 소리'현상이 관찰 됨

2019 년 3 월 14 일, 매사추세츠 공과 대학 석묵 크레딧 : CC0 공개 도메인

다음에 주전자를 끓일 때,이 시나리오를 고려하십시오. 버너를 끈 후에 뜨거워지고 서서히 주변의 부엌과 스토브를 데우는 대신 주전자가 신속하게 실온으로 냉각되고 그 열이 끓는 파도. 우리는 열이 우리의 일상 환경에서 이런 식으로 행동하지 않는다는 것을 압니다. 그러나 이제 MIT의 연구자들은 다소 평범한 물질 인 "제 2의 소리"로 알려진 열 수송의 이처럼보기 흉하게 보이는 열 전달 방식을 관찰했습니다 : 흑연 ( 연필 리드의 재료). 120 켈빈 또는 섭씨 -240 도의 온도에서 그들은 열이 파동을 일으키며 흑연을 통과 할 수 있다는 분명한 징조를 보았습니다. 원래 따뜻했던 지점은 열이 소리의 속도에 가깝게 이동하면서 즉시 차가워집니다. 이 동작은 소리가 공기를 통해 여행하는 파동적인 방식과 닮았 기 때문에 과학자들은이 이국적인 열 수송 방식 인 "두 번째 소리"라고 불렀습니다. 새로운 결과는 과학자들이 두 번째 소리를 관찰 한 가장 높은 온도 를 나타냅니다 . 게다가, 흑연은 상업적으로 이용 가능한 재료로, 실제로 사용하기에는 너무 추울 수있는 20K, (-420F) 온도에서 두 번째 소리를 나타내는보다 순수하고 제어하기 어려운 재료와는 대조적입니다. Science 지에 게재 된이 발견 은 흑연 및 그 고성능 친환경 그라 핀이 이전에는 인식 할 수 없었던 방식으로 마이크로 전자 장치에서 열을 효율적으로 제거 할 수 있음을 시사한다. "컴퓨터 및 전자 제품과 같은 장치의 경우 소형화 및 고밀도화를위한 엄청난 노력이 있으며 열 관리는 이러한 저울에서 더욱 어려워집니다."MIT의 Haslam 및 Dewey 교수 인 Keith Nelson은 말합니다. "실내 온도에서도 그라 핀에서 두 번째 소리가 더 두드러 질 수 있다고 믿을만한 이유가 있습니다. 그래 핀이 열을 효율적으로 파도처럼 제거 할 수 있다면 분명히 훌륭 할 것입니다." 그 결과는 넬슨의 연구 그룹과 기계 공학 및 전력 공학 교수 인 칼 리차드 소 더버그 (Carl Richard Soderberg)의 강 첸 (Gang Chen) 연구 간의 장기적인 학제 간 협력에서 비롯된 것입니다. 이 논문의 MIT 공동 저자는 Sam Huberman과 Ryan Duncan, Ke Chen, Bai Song, Vazrik Chiloyan, Zhiwei Ding, Alexei Maznev 등이있다. "고속 차선에서" 일반적으로, 열은 "포논 (Phonons)"또는 소음 진동 에너지 패킷에 의해 전달되는 확산 방식으로 결정을 통과합니다. 결정질 고체의 미세 구조는 물질을 통해 열이 이동함에 따라 진동하는 원자 격자입니다. 이 격자 진동 인 포논은 최종적으로 스토브에서 점차적으로 냉각되는 주전자와 같이 소스가 가장 따뜻한 지역으로 남아 있지만 궁극적으로 열을 방출하여 소스에서 확산시킵니다. 주전자는 공기 중에서 분자가 열을 방출하므로이 분자가 주전자를 포함하여 모든 방향으로 계속 흩어지기 때문에 가장 따뜻한 지점으로 남아 있습니다. 이 "후방 산란"은 포논에 대해서도 발생하며 열이 멀리 확산되는 경우에도 고체의 원래 가열 영역을 가장 따뜻한 지점으로 유지합니다. 그러나, 두 번째 소리를 나타내는 물질에서, 이러한 후방 산란은 심하게 억제됩니다. 포논은 대신 운동량을 보존하고 한꺼번에 도피하며, 포논에 저장된 열은 물결처럼 운반됩니다. 따라서 원래 가열 된 지점은 소리의 속도에 가깝게 거의 즉시 냉각됩니다. 첸 그룹의 이전 이론적 연구는 그라 핀의 포논이 순간적으로 상호 작용하여 그라 핀이 두 번째 소리를 나타낼 수 있음을 제시했다. 작년에 첸 연구소의 연구원 인 후버 만 (Huberman)은 그래파이트와 같은보다 일반적인 물질에 대해 이것이 사실 일지 궁금해했다. 이전에 Chen의 그룹 인 graphene에서 개발 된 툴을 기반으로 그는 흑연 샘플에서 포논의 이동을 수치 적으로 시뮬레이션 할 수있는 복잡한 모델을 개발했습니다. 각 포논 (phonon)에 대해, 그는 자신의 방향과 에너지에 기초하여 모든 다른 포논과 함께 일어날 수있는 모든 산란 이벤트를 추적했다. 그는 50K에서 실온까지의 온도 범위에서 시뮬레이션을 실시하여 80K에서 120K 사이의 온도에서 두 번째 소리와 유사한 방식으로 열이 흐를 수 있음을 발견했습니다. Huberman은 다른 프로젝트에서 Nelson 그룹의 Duncan과 협력 해왔다. 그가 Duncan과 그의 예측을 공유했을 때, 실험가는 Huberman의 계산을 테스트에 적용하기로 결정했습니다. Chen은 "이것은 놀라운 협력이었습니다. "라이언은 기본적으로 짧은 시간에이 실험을하기 위해 모든 것을 중단했습니다." Duncan은 다음과 같이 덧붙였습니다. "우리는 실제로 이것으로 고속 차선에있었습니다. 규범을 지키다 Duncan의 실험은 상업적으로 이용 가능한 흑연의 작은 10 제곱 밀리미터 샘플을 중심으로 진행되었습니다. Transient thermal grating이라고 불리는 기술을 사용하여 두 개의 레이저 빔을 교차 시켜서 빛의 간섭이 작은 흑연 샘플 표면에 "리플 (ripple)"패턴을 만들어 냈습니다. 리플의 볏의 밑에있는 샘플 영역은 가열되었지만 리플의 틈에 해당하는 영역은 가열되지 않았습니다. 볏 사이의 거리는 약 10 미크론이었다. 그런 다음 Duncan은 샘플에 빛을 반사시키는 세 번째 레이저 빔을 비추 었으며 신호는 광 검출기로 측정되었습니다. 이 신호는 리플 패턴의 높이에 비례합니다. 리플 패턴은 물결 무늬보다 물결 무늬가 얼마나 더 덥 냐에 달려 있습니다. 이러한 방식으로 Duncan은 시간이 지남에 따라 시료에서 열이 어떻게 흘러가는지 추적 할 수 있습니다. 샘플에서 열이 정상적으로 흐르면 Duncan은 열이 볏에서 골짜기로 이동하면서 표면 잔물결이 서서히 줄어들면서 파급 패턴을 멀리 세척하는 것을 보았을 것입니다. 대신, 그는 120K에서 "완전히 다른 행동"을 관찰했다. 오히려 냉각대로 크레스트 서서히 골과 동일한 수준으로 감쇠 보는 것보다, 크레스트 실제로 골보다 냉각 된 맥동 패턴 된 시간의 일부 것을 역 의미하므로 열이 실질적으로 차가운 영역들에서 흘러 더 따뜻한 지역. "그것은 우리의 일상적인 경험과는 전혀 다른 온도에서 거의 모든 물질의 열 전달에 달려 있습니다."라고 Duncan은 말합니다. "이것은 실제로 두 번째 소리처럼 보였습니다. 이걸 보았을 때 나는 5 분 동안 앉아야 만했고, 나는 스스로에게 이렇게 말했습니다. '이것은 진짜 일 수 없습니다.' 그러나 나는 그것이 다시 일어 났는지보기 위해 밤새 실험을했고, 그것은 매우 재현성이 있다는 것을 증명했다. " 후버 만 (Huberman)의 예측에 따르면, 흑연의 2 차원 적 친환경 그라 핀은 상온에 근접하거나 상온을 훨씬 상회하는 고온에서도 두 번째 소리의 특성을 나타낼 수 있습니다 . 이것이 시험을 계획하는 경우라면, 그래 핀 (graphene)은 초 고밀도 마이크로 일렉트로닉 디바이스를 냉각시키기위한 실용적인 옵션 일 수있다. "이것은 제가 볼 수있는 소수의 경력 하이라이트 중 하나입니다. 결과는 실제로 당신이 평소에 생각하는 방식에 따라 실제로 향상됩니다."라고 넬슨은 말합니다. 그는 "여기에서 어디로 갈지에 따라 미래에 흥미로운 응용 프로그램이 생길 수 있다는 사실에 더욱 흥미 진진한 결과를 얻었습니다. 근본적인 관점에서 보면 정말 이상하고 흥미로운 것은 아닙니다."

더 알아보기 : 그래 핀은 열파를 만납니다. 자세한 정보 : "100 K 이상의 온도에서 흑연의 두 번째 소리 관찰" Science (2019). science.sciencemag.org/lookup/ ... 1126 / science.aav3548 저널 참조 : 과학 제공 : 매사추세츠 공과 대학교

https://phys.org/news/2019-03-exotic-phenomenon-pencil.html#nRlv

.연구는 전신 재생 과정을 제어하는 유전자 스위치를 밝혀 낸다

하버드 대학교 2019 년 3 월 14 일 유전자 크레딧 : CC0 공개 도메인

중생에 관해서는, 어떤 동물들은 놀라운 업적을 할 수 있습니다. 도롱뇽에서 다리를 자르면 다시 자랄 것입니다. 위협을받을 때, 어떤 게코들은 꼬리를 산만처럼 떨어 뜨리고 나중에 다시 성장시킵니다. 다른 동물들은 그 과정을 훨씬 더 진행합니다. Planarian 벌레, 해파리 및 말미잘은 반으로 자른 후 실제로 몸 전체를 재생할 수 있습니다. 연구원 팀은 동물이 어떻게이 묘기를 풀어 냈는지에 대한 새로운 시각을 제시하고 전신 재생을 위한 유전자를 제어하는 것으로 보이는 DNA 스위치를 밝혀냈다 . 이 연구는 3 월 15 일자 Science 지에 발표되었다 . 그녀의 연구실에서 일하는 박사후 연구원 인 Srivastava와 Andrew Gehrke는 3 밴드 표범 웜을 사용하여 비 암호화 DNA 부분이 조기 성장 반응 (early growth response)이라고 불리는 "마스터 컨트롤 유전자 (master control gene)"의 활성화를 제어한다는 것을 발견했다. 또는 EGR. 활성화되면 EGR은 다른 유전자를 켜거나 끄는 방법으로 여러 다른 프로세스를 제어합니다. "우리가 발견 한 것은이 하나의 마스터 유전자가 나오고 ... 재생 중에 켜는 유전자를 활성화시키는 것"이라고 게 흐케 (Gehrke)는 말했다. "기본적으로 비 코딩 영역은 코딩 영역을 켜거나 끌 것이라고 말하고 있습니다. 그래서 생각하는 좋은 방법은 스위치 인 것입니다." Gehrke 씨는 그 과정이 정상적으로 단단히 접히고 압축되는 웜 세포의 DNA가 변화되어야하며, 새로운 영역을 활성화시킬 수 있다고 말했다. " 유전체 를 켜거나 끌 필요가있는 규제 스위치가 있기 때문에 유전체 의 매우 단단한 부분이 실제로 물리적으로 더 개방적으로 변하게된다"고 그는 말했다. 따라서이 논문의 큰 발견 중 하나는 게놈이 매우 역동적이어서 다른 부분이 개폐되어 재생산 중에 실제로 변화한다는 것입니다. " 그러나 Gehrke와 Srivastava가 웜의 게놈의 역동적 인 성격을 이해하기 전에는 시퀀스를 만들어야했습니다. "이것은이 종이의 중요한 부분입니다. 우리는이 종의 게놈을 공개하고 있습니다.이 종은이 문에서 처음이기 때문에 중요합니다."라고 스리 바 스타 바가 말했다. "지금까지는 이용할 수있는 완전한 게놈 서열이 없었습니다." 그리고 세 줄무늬 표범 벌레가 중생을 연구하기위한 새로운 모델 시스템이기 때문에 주목할만한 것이라고 그녀는 말했다. "다른 종에 대한 이전의 연구는 우리가 중생에 관한 많은 것을 배우는 것을 도왔습니다."라고 그녀는 말했습니다. "그러나이 새로운 웜으로 작업해야하는 몇 가지 이유가 있습니다. 그 중 하나는 중요한 계통 발생 학적 위치에 있으므로 다른 동물과 관련된 방식으로 진화에 대한 진술을 할 수 있습니다. "다른 이유는 그들이 정말 훌륭한 실험실 쥐라는 것입니다."그녀는 계속 말했다. "저는 수년 전 버지니아의 박사후 과정에서 버뮤다의 현장에서 수집했습니다. 실험실에 가져온 이후로 다른 시스템보다 훨씬 많은 도구를 사용할 수있게되었습니다." Gehrke는 18,000 개의 많은 지역을 식별 할 수있었습니다. 그녀가 중요하게 생각한 점은 연구를 통해 얻을 수 있었던 의미가 얼마나 큰지입니다. 그녀는 EGR이 재생성을위한 전원 스위치와 같은 역할을한다는 결과를 보여주었습니다. 일단 켜지면 다른 프로세스가 발생할 수 있지만 EGR이 없으면 아무 일도 일어나지 않습니다. "우리는이 유전자의 활동을 감소시킬 수 있었고 당신이 Egr을 갖지 않는다면 아무 일도 일어나지 않는다는 것을 발견했다"고 스리 바스타 바 대변인은 말했다. 그는 "동물들은 재생산 할 수 없다. 모든 하위 유전자들이 켜지지 않을 것이므로 다른 스위치들은 작동하지 않으며, 집 전체는 기본적으로 어두워진다"고 말했다. 이 연구는 웜에서 프로세스가 어떻게 작동하는지에 대한 새로운 정보를 보여 주지만, 그것이 인간에서 작동하지 않는 이유를 설명하는데도 도움이 될 수 있습니다. "Egr, 주인 유전자, 그리고 하류에서 켜지거나 꺼지는 다른 유전자가 인간을 포함한 다른 종에 존재한다는 것이 밝혀졌습니다"라고 Gehrke는 말했습니다. "우리가 Egr 웜에서이 유전자를 호출 한 이유는 그 서열을 볼 때 이미 인간과 다른 동물에서 연구 된 유전자와 유사하기 때문입니다."라고 Srivastava는 말했다. "접시에 인간의 세포가 있고 스트레스가 가해지면 기계적이든 독소를 넣든간에 즉시 Egr을 표현할 것입니다. "하지만 문제는 인간이 Egr을 켜고 세포를 손상시킬 때 세포를 손상시킬 때 할 수 있다면 왜 우리는 재생성을 할 수 없습니까?" 스리 바스타 바 대변인은 말했다. "EGR이 전원 스위치 인 경우 배선이 다르다고 생각할 수 있습니다 .EGR이 인간 세포에서 말하는 것은 3 밴드 표범 웜에서 말하는 것과 다를 수 있으며 Andrew가 해낸 것입니다. 이 연구에서 이러한 연결 고리에 도달 할 수있는 방법이 생겨났다. 그래서 우리는 그 연결이 무엇인지 알아 내고, 제한된 재생을 할 수있는 척추 동물을 포함한 다른 동물에게 적용하려고한다. " 앞으로 Srivastava와 Gehrke는 재생 중에 활성화 된 유전자 스위치가 개발 과정에서 사용 된 것과 동일한지를 조사하고 게놈의 역동적 인 특성을 더 잘 이해하기 위해 연구하기를 희망한다. Srivastava는 "스위치가 재생을 위해 무엇인지 알게되었으므로 개발과 관련된 스위치와 그 스위치가 동일한 지 여부를 확인하고 있습니다. "당신은 단지 개발을 다시 끝내나요, 아니면 다른 과정이 필요합니까?" 연구팀은 또한 3-banded panther 웜과 다른 종에 대해서도 EGR 및 기타 유전자가 재생 과정을 활성화하는 정확한 방법을 이해하려고 노력하고 있습니다. 결국 Srivastava와 Gehrke는 게놈을 이해하는 것뿐만 아니라 코딩 부분뿐만 아니라 비 코딩 (non-coding)과 게놈 (genome) 모두를 이해한다는 연구의 가치를 강조했다. Gehrke는 "게놈의 약 2 %만이 단백질과 같은 것을 만든다"고 말했다. "전뇌 재생 중 게놈의 다른 98 %는 무엇인가? 사람들은 질병을 유발하는 많은 DNA 변화가 비 암호화 영역에 있다는 것을 언젠가는 알고 있지만 ... 전신 재생과 같은 과정. "우리는 표면을 긁어 낸 것만 같아요."그는 계속 말했다. "우리는 이러한 스위치 중 일부를 살펴 보았습니다. 그러나 게놈이 어떻게 열리고 닫히는 지뿐만 아니라 유전자를 켜고 끄는 데 중요하기 때문에 게놈이 어떻게 더 큰 규모로 상호 작용하는지에 대한 다른 측면도 있습니다. 나는이 규제 적 성격의 여러 층이 있다고 생각한다. " 스리 바스 타바 (Srivastava)는 "도마뱀이 할 수 있다면 왜 자연 세계를보고 생각할까?"라고 말했다. "재생산 할 수있는 종은 많으며 그렇지 않은 종도 있지만, 모든 동물의 게놈을 비교하면 우리가 가지고있는 유전자의 대부분도 3 개의 줄을 선사하는 표범 웜에있다 ... 그래서 우리는 이들 중 일부는 특정 유전자 가 존재 하는지 여부에 관계없이 유선 또는 네트워크로 연결되어있는 방식에서 유래 하지 않을 것이며 그 대답은 게놈의 비 암호화 부분에서만 발생할 수 있습니다. "

더 자세히 살펴보기 : 재생 연구를위한 새로운 모델로 3 밴드 표범 웜 데뷔 추가 정보 : "Acoel 게놈은 전신 재생의 규제 환경을 보여줍니다" Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aau6173 저널 참조 : 과학 제공 : 하버드 대학교

https://phys.org/news/2019-03-uncovers-genetic-whole-body-regeneration.html