새로운 연구는 기능별로 조직 된 장 조직을 밝힙니다
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CHRIS SPHEERIS - Allura
.종이 접기에서 영감을 얻은 재료는 재사용이 가능한 우주선에 대한 타격을 약화시킬 수 있습니다
에 의해 워싱턴 대학 종이 접기의 종이 접기 예술에 영감을받은 워싱턴 대학 (University of Washington) 팀은 우주선, 자동차 및 그 이상의 응용 분야에서 충격력을 약화시키기 위해 접는 주름 (folding creases)을 사용하는 metamaterial의 종이 모델을 만들었습니다. 크레디트 : Kiyomi Taguchi / University of Washington, 2019 년 5 월 24 일
SpaceX의 Falcon 9와 같은 우주 차량은 재사용이 가능하도록 설계되었습니다. 그러나 이것은 올림픽 유치원이 금메달을 원하기 때문에 착륙을 고수해야한다는 것을 의미합니다. 착륙 패드로 충격에서 힘을 처리해야하기 때문에 착륙은 로켓의 다리에 스트레스를줍니다. 이것을 극복하는 한 가지 방법은 힘의 일부를 흡수하고 타격을 약화시키는 재료로 다리를 만드는 것입니다. 워싱턴 대학 (University of Washington) 연구진은 우주선, 자동차 및 기타 분야의 잠재적 인 응용 분야에서 충격력을 줄이는 데 도움이되는 새로운 솔루션을 개발했습니다. 종이 접기의 종이 접기 기술에서 영감을 얻어 팀은 "접는 주름"을 사용하여 충격력을 약화시키고 체인의 응력을 완화시키는 힘을 촉진하는 메타 소재의 종이 모델을 만들었습니다 . 팀은 Science Advances 에서 결과를 5 월 24 일 발표했습니다 . "당신이이 물질로 만든 축구 헬멧을 착용하고 뭔가가 헬멧에 부딪쳤다면, 머리에 타격이 가해지는 것을 결코 느낄 수 없을 것입니다. 에너지가 당신에게 도달 할 때까지는 더 이상 밀지 않고 끌어 당깁니다."라고 해당 저자 인 진 큐 양, 항공 우주 및 우주 비행사의 UW 조교수. Yang과 그의 팀은이 새로운 메타 물질을 원하는 속성을 갖도록 설계했습니다.
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종이 접기의 종이 접기 예술에 영감을받은 워싱턴 대학 (University of Washington) 팀은 우주선, 자동차 및 그 이상의 응용 분야에서 충격력을 약화시키기 위해 접는 주름 (folding creases)을 사용하는 metamaterial의 종이 모델을 만들었습니다.
크레디트 : Kiyomi Taguchi / University of Washington "Metamaterials는 레고와 같습니다.
우리는 하나의 유형의 빌딩 블록 또는 단위 셀을 반복하여 모든 유형의 구조를 만들 수 있습니다." "단위 셀을 어떻게 디자인 하느냐에 따라 전례가없는 독특한 기계적 특성을 가진 재료를 만들 수 있습니다." 연구원은 종이 접기의 기술로이 특정한 단위 세포를 창조하기 위하여 돈다. "종이 접기는 단위 세포를 실현하는 데 아주 좋습니다."라고 공동 저자 인 UW 항공 우주 및 우주 비행사 박사 과정 학생 인 미야자와 야스히로 (Yasuhiro Miyazawa)는 말했다. "우리는 접은 자국을 플랫 소재로 바꾸는 곳을 변화시킴으로써 접을 때 펼쳐지는 강성의 정도가 다른 재질 을 디자인 할 수 있습니다 . 여기에 누군가가 밀어 넣을 때 느껴지는 힘을 부드럽게 해주는 단위 셀을 만들었습니다. 세포가 정상적인 모양으로 돌아올 때 따라 오는 긴장감. " 종이 접기처럼,이 단위 셀 프로토 타입은 종이로 만들어져 있습니다. 연구자들은 레이저 커터를 사용하여 점선을 종이에 자르어 접을 위치를 지정했습니다. 팀은 줄을 따라 종이를 접어서 원통형 구조로 만든 다음 양쪽 끝에 아크릴 캡을 붙여서 긴 사슬로 연결했습니다. 연구진은 20 개의 세포를 정렬하고 체인을 통해 반응을 밀어 내고 시작시키는 장치에 한쪽 끝을 연결했습니다. 6 개의 GoPro 카메라를 사용하여 팀은 단위 세포가 정상으로 돌아 왔을 때 초기 압축 파와 다음 장력 파를 추적했습니다. 종이 접기 세포로 구성된 사슬은 반 직관적 인 파동을 보여 주었다. 비록 장치의 압축 추진력이 전체 반응을 시작했지만, 그 힘은 결코 사슬의 다른 끝으로 가지 않았다. 대신에, 그것은 첫 번째 단위 세포가 정상으로 돌아 왔고 체인을 따라 빠르게 그리고 빠르게 전파되는 장력으로 대체되었습니다. 그래서 체인의 끝 부분에있는 단위 셀은 장력 이 그들을 뒤로 잡아 당기는 것을 느꼈습니다 . 그는 "충격은 일상적으로 만나는 문제이며, 우리 시스템은 그 효과를 줄이기위한 완전히 새로운 접근법을 제공한다. 예를 들어 자동차 사고를보다 효과적으로 사람과 자동차가 돕도록 사용하고 싶다" . "지금은 종이로 만들었지 만 복합 재료로 만들 계획입니다. 이상적으로는 각 특정 용도에 맞게 소재를 최적화 할 수 있습니다."
추가 탐색 모핑 종이 접기는 새로운 형태를 취하고 사용 가능성을 확대합니다. 자세한 정보 : "독창적 인 파도 생성을 통한 독창적 인 충격 완화" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/5/eaau2835 저널 정보 : Science Advances Washington 대학 제공
https://phys.org/news/2019-05-origami-inspired-materials-soften-reusable-spacecraft.html
연구는 스핀 - 궤도 상호 작용이 Majorana 나노 와이어를 보호하는 방법을 조사합니다
Ingrid Fadelli, Phys.org 이 연구에 사용 된 Majorana 나노 와이어 장치 중 하나의 기울어 진보기 스캐닝 전자 현미경 사진. 나노 와이어는 청색으로 표시되며, 보라색으로 표시된 NbTiN 초전도체로 부분적으로 덮여있다. 노란색 접촉부는 장치에 전압을 가하고 장치의 전도도를 통해 초전도 특성을 측정하는 데 사용할 수있는 금속 접촉부입니다. 크레디트 : Bommer et al. 2019 년 5 월 24 일 기능
Delft University of Technology의 연구원은 최근 Majorana 나노 와이어에서 스핀 - 궤도 상호 작용을 조사하는 연구를 수행했습니다. Physical Review Letters에 게재 된 그들의 연구 는 좀 더 안정적인 양자 컴퓨터의 빌딩 블록이 될 수있는 이해하기 어려운 마리아나 (Majorana) 입자의 생성을 가능하게하는 메커니즘을 명확하게 보여주는 첫 번째 연구 이다. "우리의 연구는 이론적으로 제안 된 Majorana 제로 모드의 실험 검증을 목표로하고 있습니다."Jouri Bommer는이 연구를 수행 한 연구원 중 한 명으로 Phys.org에 이메일을 통해 말했다. "이 입자는 고유 한 반 입자 (antiparticle)인데, 토폴로지컬 양자 컴퓨터 ( topological quantum computer) 를 개발하는 데 유용 할 것으로 예상되기 때문에 특히 흥미 롭습니다 ." 양자 컴퓨팅은 정보를 저장하고 컴퓨터 문제를 해결하기 위해 양자 기계 현상과 양자 상태의 사용을 탐구하는 컴퓨터 과학의 유망 영역입니다. 미래에 양자 컴퓨터는 예를 들어 신약 및 분자의 계산적이고 결정 론적 설계를 가능하게하는 등 전통적인 컴퓨팅 방법으로는 해결할 수없는 문제를 해결할 수 있습니다. 이러한 컴퓨터가 주목할만한 장점을 가질 수 있지만 양자 컴퓨팅에 대한 대부분의 접근법 은 "디코 어 (Decoherence)"로 알려진 노이즈에 민감합니다. 연구자들은 따라서 소음으로부터 본질적으로 보호되는 Majorana 입자에 의존하는 새로운 유형의 양자 컴퓨터를 개발했습니다. 이 "토폴로지"보호는 초전도성을 필요로하는데 , 이는 소산이 적은 전류를 허용하는 현상입니다. "중요한 정보를 Majorana 제로 모드의 토폴로지 특성으로 인코딩함으로써, 디코어 에러 / 문제는 기본 디바이스 레벨에서 해결 될 수 있습니다."라고 Bommer는 설명했다. "이 소설 시스템은 본질적으로 소음으로부터 보호받으며, 양자 컴퓨팅에 대한 또 다른 접근법을 괴롭히는 문제입니다. 소음에 대한 토폴로지 보호는 로프에 매듭처럼 정보를 저장하는 것과 같습니다 : 로프를 약간 흔들면 매듭이 풀리지 않습니다 . " Majoranas의 생성 은 일반적으로 초전도와 양립 할 수없는 자기장에 의존한다 . Majoranas의 명확한 요구 사항. 이러한 한계를 극복하기위한 한 가지 해결책은 스핀 - 궤도 상호 작용 ( spin-orbit interaction) 으로 알려진 현상 인 내부 "자석"과 전자 이동의 상호 작용을 활용하는 것 입니다. 이 상호 작용이있을 때, 재료는 Majoranas가 요구하는 자기장을 강하게 느끼지 않아 초전도가 가능합니다. "이전 연구에서는 Majorana zero 모드의 존재를 뒷받침하는 시그니처가 표시되었지만 이러한 실험 시그니처가 다른 물리적 현상에 의해 모방 될 수 있는지 여부에 대해서는 상당한 논란이있었습니다"라고 Bommer는 설명합니다. "최근 발표 된 논문에서 우리는 다른 접근 방식을 취하여 Majorana 제로 모드를 만들기위한 전제 조건을 조사했다. Majorana를 만들기 위해서는 본질적으로 스핀 - 궤도 상호 작용을하는 반도체 나노 와이어가 필요하다. 반도체 나노 와이어에 초전도가 새어 나올 수있다. " 지금까지 대부분의 연구는 Majorana 모드의 증거를 보여주는 실험에서 스핀 - 궤도 상호 작용의 존재를 가정했습니다. 그럼에도 불구하고 아무도 아직 이러한 모드를 만드는 데 중요한 초전도 및 반도체 Majorana 와이어에서 이러한 상호 작용의 효과를 연구하지 못했습니다. "우리의 연구에서 우리는이 효과를 밝혀 내고이 스핀 - 궤도 상호 작용과 강도를 직접 측정했습니다."라고 보머는 말했다. "우리는 초전도에 다양한 방향으로 자기장의 영향을 연구하여 이것을 달성했다." 일반적으로 자기장은 초전도 에너지 갭을 닫음으로써 초전도성을 억제합니다. 스핀 - 궤도 상호 작용은 자기장이 특정 방향을 가리킬 때이 억제를 방해합니다. 따라서 전자 수송 실험에서 연구진은이 간격을 좁히기 위해 더 강한 자기장을 필요로했다. Bommer와 그의 동료들은 이론 계산을 수행하고 실험 데이터와 비교함으로써 스핀 - 궤도 상호 작용의 강도를 추정 할 수있었습니다. 이 매우 중요한 매개 변수는 토폴로지 양자 계산 응용 시스템에서 이전에는 알려지지 않았습니다. "우리의 관측에 따르면 Majorana 모드를 생성하는 데 필수적인 성분 중 하나 인 spin-orbit interaction이 시스템에 존재하므로 이전에 관찰 된 Majorana 모드의 서명을 지원합니다"라고 Bommer는 설명합니다. "또한, 궤도 상호 작용이 초전도를 보호하는 것으로 관찰 된 물리학은 토폴로지 양자 컴퓨터에서 예상되는 노이즈 (예 : 위상 보호)에 예상되는 복원력에 궁극적 인 원인이되는 물리입니다." Bommer와 그의 동료에 의해 수행 연구는 초전도와 스핀 궤도 상호 작용하는 메커니즘 공개, 동시에 존재할 수 있음을 보여줍니다 스핀 - 궤도 상호 작용이 Majorana 나노 와이어에서 초전도를 보호합니다. 그들의 관찰은이 물질 시스템의보다 진보 된 구현이 양자 정보의 스핀 - 궤도 보호로부터 이익을 얻고, 추정 된 스핀 - 궤도 강도가 양자 컴퓨팅 회로의 설계에 중요한 입력을 제공함을 보여준다. 연구진은 개선 된 재료 시스템을 사용하여 Majorana 제로 모드에 대한 새로운 실험 서명을 찾는 것을 목표로 한 추가 연구를 계획 중이다. 예를 들어, NbTiN 초전도체를 얇은 알루미늄 층으로 변경하여 훨씬 우수한 초전도성을 제공합니다. "우리는 또한 전선의 양쪽 끝에있는 Majorana 입자를 동시에 관찰하기 위해 사냥을하고 있는데, 이는 실제 Majorana 모드의 관찰을 주장하는 강력한 주장이다."라고 Bommer는 말했다. "우리가 진행하고있는 이러한 개선은 빌딩 블록으로 Majorana 입자를 사용하는 양자 컴퓨터를 만드는 야심을 실현하는 데 필요합니다. 가까운 미래의 실험은 위상 큐 비트에 대한 중간 단계가 될뿐만 아니라 Majorana 물리학을 보다 근본적인면 "이라고 말했다.
추가 탐색 준 입자로 더 빠르게 컴퓨팅 더 자세한 정보 : Jouri DS Bommer et al. Majorana 나노 와이어에서 유도 된 초전도의 스핀 - 궤도 보호, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.187702 저널 정보 : Physical Review Letters
https://phys.org/news/2019-05-spin-orbit-interaction-majorana-nanowires.html
.새로운 연구는 기능별로 조직 된 장 조직을 밝힙니다
Daniel Mucida, Rockefeller University, 2019 년 5 월 24 일
과학자들은 장의 면역 체계의 일부가 장의 다른 부분에서 다르게 기능한다는 것을 발견했습니다. 신용 : Rockefeller University 음식이 내장으로 들어가면 바람이 많이 들고 길게 여행합니다. 대부분의 경로에서 주변 환경은 많이 변하지 않는 것처럼 보입니다. 그러나 록펠러의 다니엘 무시다 (Daniel Mucida)의 새로운 연구에 따르면 식품 가공 경로는 영양분이 흡수되는 첫 번째 세그먼트에서 덜 공격적인 방어와 함께 지나가는 음식에 대한 면역 체계의 반응을 조절하는 구획으로 구성되며, 어디 병원균이 제거됩니다. 네이처 (Nature )에 발표 된 결과 는 잠재적으로 위험한 침입 미생물로부터 몸을 보호하면서 장내가 어떻게 영양 섭취 를 최대화하는지에 대한 새로운 통찰을 제공한다 . 이 연구는 위장 장애에 대한 약물을 개선 할뿐만 아니라 경구 용 백신 개발에 대한 정보를 제공 할 가능성이있다. "처음에는 장 전체가 균일하게 보입니다."라고 Mucida는 말합니다. "그러나 우리는 표면 아래에 숨어있는 정교한 기능적 시스템을 발견했으며, 각기 다른 위치에서 다른 면역 체계 기능 을 가능하게하는 부분으로 조직되었다 ." 장 분열 Mucida와 동료들은 면역 반응을 조율하는 소화관 림프절 ( gut draining lymph node) 이라고 불리는 장 구조를 조사함으로써 생쥐의 기능적 세분화를 밝혀냈다 . 연구진은 장의 다른 부분에있는 노드가 서로 다른 세포 구성을 가지고 있음을 발견했으며 살모넬라 균과 같은 병원균으로 마우스에 도전했을 때 세그먼트 사이에 다른 면역 반응을 보였다. 면역 반응을 위치별로 구분하면 면역계가 지나가는 부분에 적절히 반응 할 가능성이 높아진다. 대부분의 영양소가 흡수되면 시스템은 식품 섭취를 방해하지 않으면 서 병원균 제거에보다 적극적으로 집중할 수 있습니다.
세그먼트 집중 치료
무디다 (Mucida)에 따르면, 소화관 세그먼트 (gut segment) 간의 면역 학적 차이는 위장 장애 치료를 비롯한 많은 치료 목적으로 활용 될 수 있다고한다. 예를 들어, 면역 억제 약물을 가장 효과가있는 부분에 타겟팅하면 부작용을 줄일 수 있습니다. 또한, 부분 간의 편차가 고려되면 장의 일부를 제거하는 수술의 결과가 개선 될 수 있습니다. 장의 면역 반응 스펙트럼은 새롭고 우수한 구강 백신을 만드는데 사용될 수 있습니다. 지금까지 경구 용 백신 - 매력적인 많은으로 인해 부재의 설계 과학자들의 노력 바늘-한 강력한 면역 생성의 어려움에 의해 좌절 된 반응 (면역하지 않는 한 시스템이 받는 충분히 강한 반응 마운트 백신을 , 그것은 할 수 없습니다 반복적 인 공격으로부터 신체를 준비하는 데 필요한 병원체의 분자 "기억"을 창조하십시오.) 무시다 (Mucida)에 따르면, 장의 초기에 면역 반응이 약해져 구강 백신이 주사보다 효과적이지 않은 경향이있는 이유 중 하나 일 수 있습니다. "이론 상으로는 장의 먼 끝 부분을 표적으로 삼아 면역 반응 을 유도하는 것이 더 효율적일 수 있습니다 ." "우리가 소화관의 적절한 부위를 이용하면 이전에 실패한 일부 백신을 접할 수 있습니다."
추가 탐색 면역 세포는 감염을 예방하기 위해 내장을 관찰합니다. 더 자세한 정보 : Daria Esterházy et al. 구획화 된 장의 림프절 배수는 적응 면역 반응을 지시한다 ( Nature , 2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1125-3 저널 정보 : 자연 록펠러 대학교에서 제공
https://medicalxpress.com/news/2019-05-reveals-gut-segments-function.html
.AI와 고성능 컴퓨팅의 힘을 활용하여 진화를 초전도체로 확장
Jared Sagoff, Argonne 국립 연구소 이 이미지는 초전도 재료의 결함 구조의 알고리즘 진화를 묘사합니다. 각 반복은 새로운 결함 구조의 기초 역할을합니다. 붉은 색은 높은 전류 운반 능력을 나타냅니다. 크레디트 : Argonne 국립 연구소 / Andreas Glatz, 2019 년 5 월 24 일
서러브레드 종마장을 소유 한 사람들은 수 백만 마리의 경주마를 신중하게 사육하여 수백만 달러의 경주에서 초를 얻었습니다. 재료 과학자들은 가능한 한 효율적으로 전류를 전달할 수있는 초전도체를 개발하기 위해 진화와 인공적 선택의 힘으로 돌아서 그 플레이 북에서 한 페이지를 가져 왔습니다. 아마도 반 직관적으로, 대부분의 적용된 초전도체 는 결함을 포함하기 때문에 높은 자기장에서 작동 할 수 있습니다. 초전도체 내의 결함의 수, 크기, 형태 및 위치는 함께 작용 하여 자기장이있는 상태에서 전류 운반 능력 을 향상시킨다 . 그러나 결함이 너무 많으면 전류 경로가 차단되거나 초전도 재료가 파손될 수 있으므로 과학자들은 결함을 재료에 통합하는 방법을 선택해야합니다. 연구원은 미국 에너지 부 (DOE) Argonne National Laboratory의 새로운 연구에서 인공 지능과 고성능 슈퍼 컴퓨터의 힘을 사용하여 다양한 형태의 결함이 초전도체의 성능에 미치는 영향을 소개하고 평가했습니다. 연구자들은 생물학적 유전자와 같은 각 결함을 처리 하는 컴퓨터 알고리즘 을 개발했습니다 . 상이한 결함의 조합은 상이한 양의 전류를 전달할 수있는 초전도체를 산출했다. 알고리즘이 특히 유리한 결함 세트를 확인하면 결함 집합을 새로운 결함 조합이 등장하는 "시드"로 다시 초기화합니다. "시뮬레이션의 각 실행이 알고리즘을 최적화하고자 결함의 새로운 세대의 형성에 해당"아르곤 국립 연구소 구별 동료와 수석 말했다 재료 과학자 와이 Kwong의 곽,이 연구의 저자. "시간이 지남에 따라, 우리가 의도적으로 가장 중요한 임계 전류를 갖는 물질을 허용하는 결함 구조를 선택함에 따라, 결함 구조가 점진적으로 정제된다." 결함이 초전도체의 필수적인 부분을 형성하는 이유 는 자기장이있는 상태에서 형성되는 자기 소용돌이 를 잡아서 고정시키는 능력에 있습니다. 이러한 와류는 전류가인가 될 때 순수한 초전도 재료 내에서 자유롭게 이동할 수 있습니다. 그들이 그렇게 할 때, 그들은 저항을 일으키기 시작하여 초전도 효과를 부정합니다. 소용돌이가 고정 된 채로 전류가 여전히 물질을 통과 할 수있게하는 동안, 적용된 초전도체에서 손실없이 전기를 전송하는 방법을 찾고자하는 과학자에게는 성배가된다. 연구진은 소용돌이의 움직임을 멈추게하는 올바른 결함 조합을 찾기 위해 임의의 모양과 크기의 결함으로 알고리즘을 초기화했다. 연구자들은 이것이 최적의 설정과는 거리가 멀다는 것을 알고 있었지만 모델은 작업 할 수있는 중립적 초기 조건 세트를주었습니다. 연구원들이 모델의 연속 된 세대를 돌면서, 그들은 초기 결함이 기둥 모양으로 변형되고 궁극적으로 평면 결함이 주기적으로 배열되는 것을 보았다. "사람들이 표적 진화에 대해 생각할 때 개나 말을 키우는 사람을 생각할지도 모릅니다."라고 Argonne 재료 과학자 인 Andreas Glatz는 말했다. "우리는 컴퓨터가 이전 세대에서 가능한 가장 좋은 배열을 배운 디자인에 의한 재료의 예입니다." 인공 결함 선택 프로세스의 한 가지 단점은 특정 결함 패턴이 모델에 고정되어 유전 데이터의 일종의 석회화를 초래한다는 사실에 있습니다. "어떤면에서는 근친 교배와 같이 생각할 수 있습니다."라고 Kwok은 말했다. "우리의 대부분의 정보를 절약 결함 세대 사이에 '유전자 풀 (gene pool)은'혜택과 과감한 시스템 전체 변환을 허용하지 않는 제한이 모두 있습니다. 그러나, 우리의 디지털 '진화'는 이러한 문제를 방지하기 위해 다른 초기 씨앗 반복 할 수 있습니다." 그들의 모델을 실행하기 위해 연구자들은 아르곤 (Argonne)과 오크 리지 국립 연구소 (Oak Ridge National Laboratory)에서 고성능 컴퓨팅 시설을 필요로했습니다. Argonne 리더십 컴퓨팅 시설과 Oak Ridge 리더십 컴퓨팅 시설은 모두 DOE Office of Science 사용자 시설입니다. 이 연구에 기반한 기사는 " 미국의 과학 아카데미 회보 (Proceeding of the National Academy of Sciences) "5 월 21 일자 판에 "대형 초전도 임계 전류에 대한 피닝 경관의 목표 진화"가 실렸다 . Kwok과 Glatz 외에도 Argonne의 Ivan Sadovskyy, Alexei Koshelev와 Ulrich Welp도 협력했습니다. 추가 탐색 과학자들은 결함을 최적화하여 더 나은 초전도 효과를 얻습니다.
자세한 정보 : Ivan A. Sadovskyy 외, 대규모 초전도 임계 전류를위한 피닝 경관의 목표 진화 , 국립 과학원 학술회 논문집 (2019). DOI : 10.1073 / pnas.1817417116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미 회보 에 의해 제공 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)
https://phys.org/news/2019-05-power-ai-high-performance-evolution-superconductors.html
.단백질 공장 이상 : 인간 유전자 발현 조절에서 리보솜의 역할
에 의한 의료 연구를위한 Stowers 학회 인간 세포주를 이용한 새로운 연구는 mRNA 메시지 내에 내장 된 명령어가 번역 수준에 따라 mRNA 수준, mRNA 안정성 및 단백질 생산에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대한 통찰력을 제공합니다. 크레디트 : Bazzini Lab, 2019 년 5 월 24 일
Stowers Medical Research의 연구원은 DNA를 단백질로 해독하는 메시지 인 건강한 mRNA를 파괴 할 때 단백질 생성 입자의 역할을 나타내는 인간 세포에서 리보솜의 새로운 기능을 발견했다. "오랫동안 많은 사람들은 단백질을 생산하는 분자 기계 인 리보솜을 세포에서 수동적 인 플레이어로 보았습니다."Stowers Assistant Investigator의 Ariel Bazzini 박사는 말합니다. "이제 인간 세포를 포함 해 리보솜이 유전자 발현을 조절한다는 증거가 늘어나고있다 ." 최근 eLife 에서 온라인으로 발표 된이 연구 결과 는 인간의 질병에서 mRNA의 역할과 유전자 부정합의 원인을 더 잘 이해할 수있게합니다. 번역 과정에서 리보솜은 생물학적 합성을위한 자리를 제공함으로써 단백질을 만듭니다. 구체적으로 말하면, 리보솜 은 mRNA 메시지에서 3 개의 연속적인 뉴클레오타이드의 코돈 - 세트를 판독 하여 성장하는 단백질 사슬에 첨가 할 아미노산 을 결정 한다. 이 과정의 일부로, 리보솜은 또한 부적절하게 만들어진 mRNA의 파괴를 촉발시키는 품질 관리의 역할을합니다. 점차 증가하는 증거에 따르면 리보솜은 적절하게 가공 된 mRNA의 안정성 (수명)에 영향을 미치기 때문에 mRNA 안정성, mRNA 수준 및 단백질 생산을 조절하는 주요 요인으로 작용한다는 것을 보여주었습니다. 이것은 효모, 대장균 및 제브라 피쉬 와 같은 유기체에서 나타났습니다 . 이번 연구에서 리보솜은 사람 세포주에서도 mRNA의 안정성에 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. "유전자 발현 양은 mRNA 생산 (전사)과 안정성의 조합이다."라고 Bazzini는 말한다. "한 잔의 물을 생각해보십시오. 유리가 어느 특정 시간에 얼마나 많은 양의 물을 보유하고 있는지에 대한 아이디어를 얻으려면 유리에 처음 얼마만큼 물을 부 었는지 물을 마시는 것이 중요합니다. 얼마나 많은 mRNA가 제대로 만들어 졌는지 측정 할 수 있지만 얼마나 많은 mRNA가 만들어 졌는지 알지 못한다면 얼마나 많은 mRNA가 있는지 실제로 어떻게 알 수 있을까요? " 이 발견은 두 가지 흥미 진진한 연구 방법의 문을 열었다 고 Bazzini는 말했습니다. 첫 번째는 리보솜이 mRNA 파괴를 일으키는 방법을 더 잘 이해하는 것입니다. 분자 메커니즘은 아직 알려지지 않았습니다. 리보솜은 수동적 인 연구자가 아닐 수도 있습니다. "리보솜과 유사하게, tRNA 라 불리는 분자 나 트랜스퍼 RNA는 단백질 합성에 근본적으로 관여한다"고이 연구의 첫 저자와 Stowers Predoctoral Researcher Qiushuang Wu는 말했다. "우리는 mRNA의 코돈을 인식하고 리보솜에 상응하는 아미노산을 제공하는 tRNA가 발달과 사람의 질병에 강력한 조절 역할을한다고 생각한다." 두 번째 연구 방법은이 새로 발견 된 규제 분자 메커니즘 이 사람의 질병과 관련된 유전자와 어떻게 관련이 있는지를 조사하고 있습니다 . 인간 게놈의 시퀀싱은 많은 경우 아미노산이 다중 코돈으로 코드화되어 있기 때문에 개인이 때로는 "조용한 돌연변이"를 가지고있는 것으로 나타났습니다.이 침묵 돌연변이는 DNA 서열 및 코돈의 변화로 단백질 의 아미노산 구성을 변화시키지 않습니다 . 그러나 침묵 돌연변이가 건강한 mRNA를 파괴하는 리보솜으로 연결된다면 여전히 영향을 미칠 수 있습니다. "생물학의 가장 기본적인 개념 중 하나는 유전자가 어떻게 조절 되는가와 그 규제가 세포를 전문화하는 방법에 관한 것입니다. 우리는 전사 후 메커니즘이 어떻게 작동하는지, 특히 어떻게 리보솜이 mRNA 파괴를 유발하는지 또는이 과정을 수행하기위한 요인을 모으는 것 "이라고 Bazzini는 말합니다. "번역이 분자 수준에서 mRNA 발현에 어떻게 영향을 미치는지 이해하면 mRNA 번역이 암, 노화 또는 바이러스 감염에서 어떻게 유전자 발현을 형성하는지 생각해 볼 수 있습니다."
추가 탐색 단백질 생산 효율은 유전자 서열에 의해 예측 될 수있다. 저널 정보 : eLife 에 의해 제공되는 의료 연구를위한 Stowers 학회
https://phys.org/news/2019-05-protein-factory-role-ribosomes-human.html
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
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정
박수진 1, 제1저자 연구원
박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어
추상
유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
.과학자들은 마지막 빙하기에서 보존 된 고대 바닷물을 발견합니다
루이즈 러너 (Louise Lerner), 시카고 대학교 Clara Blättler 조교수는, 2019 년 5 월 24 일
약 2 만년 전 마지막 빙하기로 거슬러 올라가는 해수 약병을 가지고 있습니다. 크레딧 : Jean Lachat 2 만년 전, 빙하 시대의 두꺼운 지구에서 지구는 매우 달라 보였다. 시카고와 뉴욕시를 넘어 물이 쏟아지는 수백 피트의 빙하에서 물이 잠겨 있었기 때문에 바다는 더 작았습니다. 해안선은 더 멀리 수백 마일 뻗었고 나머지 물은 더 춥고 추웠습니다. 시카고 대학교의 한 과학자는 최근 인도양의 한가운데있는 암석 지대 에 자리 잡은 빙하 시대의 바닷물이 남아있는 최초의 바다 잔해 발견을 발표했다 . "이전에 우리는 마지막 빙하기로부터 바닷물을 재구성하기 위해 계속해야했던 모든 것들이 화석 산호와 해저상의 퇴적물로부터의 화학적 서명과 같은 간접적 인 단서였습니다."라고 시카고 대학의 지구 물리학 조교수 클라라 블레 틀러 (Clara Blättler) 동위 원소 지구 화학을 사용하여 지구 역사를 연구합니다. "그러나 모든 징조에서, 우리는 지금이 20,000 년 된 바다의 실제 조각을 가지고있다." Blättler와 팀은 인도양의 한가운데에있는 작은 섬들의 집합 인 몰디브 (Maldives)를 형성하는 석회암 퇴적물을 탐험하면서 한 달 동안의 과학 탐사를 통해이 발견을 만들었습니다. 배인 JOIDES Resolution은 특히 해양 과학을 위해 제작되었으며 해저면 아래 최대 3 마일에서 1 마일 이상 바위 암석을 추출 할 수있는 훈련 장치가 장착되어 있습니다. 그런 다음 과학자들은 물을 진공 청소기로 제거 하거나 유압 프레스를 사용하여 퇴적물에서 물을 짜냅니다. 과학자들은 실제로 암석을 연구하여 해마다 아시아 몬순주기의 영향을받는 퇴적물이 어떻게 형성되는지를 결정했습니다. 그러나 그들이 물을 추출 할 때, 그들은 예비 시험이 정상적인 바닷물보다 염분이 훨씬 더 많이 되돌아 왔음을 발견했습니다. Blättler는 "이것이 우리 손에 특별한 것을 보여준 첫 번째 징후였습니다. 과학자들은 훈련으로 추출한 암석의 핵심을 가지고있다.
크레딧 : Clara Blättler
과학자들은 물의 바이알을 실험실로 가지고 가서 바닷물을 구성하는 화학 원소와 동위 원소에 대해 엄격한 테스트를 실시했습니다. 그들의 자료는 모두 똑같은 것을 지적했습니다. 물은 오늘날의 바다에서 나온 것이 아니라 바위를 통해 천천히 옮겨온 이전 시대의 마지막 잔재였습니다. 과학자들은 순환, 기후 및 날씨를 이끌어 낸 패턴이 오늘날과 매우 다르므로 마지막 빙하기를 재구성하는 데 관심이 있습니다. 이러한 패턴을 이해하면 미래에 지구의 기후가 어떻게 반응 할지를 밝힐 수 있습니다. Blättler는 "기후를 조성하는 모델은 과거를 정확하게 예측할 수 있어야합니다. 예를 들어, 그녀는 해양 순환이 기후의 주요한 요소이며, 과학자들은 빙하 시대에 해양 순환이 어떻게 보이는지에 대해 많은 의문점을 갖고 있다고 말했다. "많은 양의 신선한 물 이 빙하로 끌어 들여 졌기 때문에 바다가 상당히 더 뜨거워 졌을 것입니다. 이것은 우리가 본 것입니다."라고 블러 틀러는 말했다. "우리가 몰디브에서 발견 한 바닷물의 성질은 남반구 해양의 염분 이 현재보다 더 많은 순환을 이끌어 낼 수 있음을 시사합니다 . 그녀는 "고대 해를 복원하는 고지 해양학의 아버지로 널리 알려져있는 체사레 에밀리아니 (Cesare Emiliani) 는 1955 년 시카고 대학에서 그 주제에 관한 그의 논문을 실제로 썼기 때문에 친절한 관계"라고 말했다 . 블레 틀러는 물에서 나온 수치는 다른 증거에 근거한 예측과 일치한다고 말했다. 발견은 고대 수자원의 다른 주머니를 찾을 곳을 제안 할 수도 있습니다.
추가 탐색 계절풍 몬순 비가 주요 해류 차단 자세한 정보 : Clara L. Blättler et al. 몰디브 (Maldives) 탄산염 지구의 지층 , Geochimica et Cosmochimica Acta (2019)에 보존 된 이빙 된 빙하 해수 . DOI : 10.1016 / j.gca.2019.04.030 저널 정보 : Geochimica et Cosmochimica Acta 시카고 대학 제공
https://phys.org/news/2019-05-scientists-ancient-seawater-ice-age.html
.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포
논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,
June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.
소개
세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf
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