박막 정보의 획기적인 발전으로 퀀텀 정보 제공
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해바라기 - 슬픔만은 아니겠죠
.박막 정보의 획기적인 발전으로 퀀텀 정보 제공
로 로스 알 라모스 국립 연구소 2D 재료의 특정 위치에 대해 단일 광자 방출을 제어하는 혁신적인 방법은 전광 양자 컴퓨터 및 기타 양자 기술에 대한 새로운 길을 제시 할 수 있습니다. 이 이미지는 에피 택셜 텅스텐 디스 엘레 이드에서 단일 광자 소스를 생성하는 데 사용 된 어레이의 거짓 컬러 스캐닝 전자 현미경 사진입니다. Inset은 양자 방출을 증명하는 Hanbury-Brown Twiss 간섭계 측정을 보여줍니다. 신용 : Michael Pettes 로스 알 라모스 국립 연구소 이미지, 2019 년 5 월 29 일
신뢰할 수있는 광 기반 양자 컴퓨팅, 사이버 보안을위한 양자 키 분배 및 기타 기술을 개발하려는 노력은 단일 광자의 방출을 제어하기위한 박막을 만드는 혁신적인 방법을 시연하는 새로운 연구를 통해 향상되었습니다. "특정 박막 물질을 효율적으로 제어 하여 정확한 위치에서 단일 광자 를 방출 할 수 있습니다 (결정 론적 양자 방출로 알려져 있습니다) - 실험실 규모의 양자 물질에 대한 길을 열었습니다."라고 로스 알 라모스 국립 연구소의 재료 과학자이자 리더 인 Michael Pettes는 말했습니다. 다중 기관 연구팀의 이러한 2 차원 텅스텐 / 셀레늄 박막 의 확장 성은 양자 기술을 제조하는 프로세스에서 잠재적으로 유용합니다. 단일 광자 생성은 양자 광학 통신에서 모든 광학 양자 컴퓨팅 및 키 분배 에 대한 요구 사항이며 , 양자 정보 기술을 발전시키는 데 중요합니다. 이번 주 Applied Physics Letters 지에 주요 기사로 기록 된이 프로젝트 는 텅스텐 / 셀레늄 막의 고도로 공간적으로 국소화되고 잘 분리 된 방출 지점 또는 팁에서의 변형을 이용한다. 팀 은 다중 단계, 확산 매개 가스 원을 사용하여 화학 기상 증착 을 통해 필름을 합성했습니다 . 재료가 매우 얇기 때문에 팁의 반경과 일치하고 재료가 못의 침대에 누워있는 사람과 같이 몇 퍼센트 이상 기판을 향해 구부러집니다. 결과적인 변형은 전자 구조를 변화시키기에 충분하지만 팁에서만 가능합니다. 영향을받는 영역은 나머지 필름의 빛과 다른 색과 본성의 빛을 방출합니다. "양자 방출 사이트를 만드는 데있어 기계적 변형의 역할을 완전히 이해하려면 더 많은 연구가 필요하지만 변형을 사용하여 양자 광학 특성을 제어하는 경로를 만들 수 있습니다."라고 Pettes는 말했습니다. "이 단일 광자 소스는 광자 기반의 모든 광학 양자 컴퓨팅 체계 의 기초를 형성합니다 ." 2-D 물질의 양자 방출에 대한 공학은 아직 초기 단계에있다. 연구가 이러한 물질의 결함 구조에서 유래 한 단일 광자를 관측 한 반면, 이전 연구에서는 비 균일 변형 장이 영향을 미칠 수 있다고 제안했다. 그러나이 창 발적 현상에 책임이있는 메커니즘은 아직 명확하지 않으며 로스 알 라모스에서 진행중인 작업의 초점입니다.
추가 탐색 온 디맨드 상온 단일 광자 어레이 - 양자 통신의 획기적인 발전 추가 정보 : Wei Wu 외, 에피 택셜 수 층 텅스텐 디스 셀레 나이드 ( Applied Physics Letters , 2019)의 국부적으로 정의 된 양자 방출 . DOI : 10.1063 / 1.5091779 저널 정보 : Applied Physics Letters 에 의해 제공 로스 알 라모스 국립 연구소
https://phys.org/news/2019-05-quantum-boost-thin-film-breakthrough.html
.과학자들은 수요에 따라 디자이너에게 '큰 원자'를 제공합니다
에 의해 콜로라도의 대학 이 육각형 모양의 실리카 입자는 액정에 현탁되면 주기율표의 원소와 유사 할 수 있습니다. 신용 : Smalyukh 연구실, 2019 년 5 월 29 일
그리 멀지 않은 미래에, 연구원들은 버튼 클릭만으로 원자에 귀하의 스펙을 구현할 수 있습니다. 그것은 여전히 과학 소설의 재료이지만, 콜로라도 볼더 대학 (University of Colorado Boulder)의 팀은 "큰 원자 (big atoms)"라고 불리는 입자를 제어하고 조립할 때 가까이 다가 가고 있다고보고합니다. 5 월 29 일 네이쳐 (Nature) 지에 게재 될이 새로운 연구 는 액정과 섞이면 주기율표의 원소와 같은 역할을하는 콜로이드 입자 주위에 집중되어있다 . 이 입자 는 물리학 자에게 수소, 헬륨 및 기타 원자가 원자 수준 으로 축소 할 필요없이 어떻게 행동하고 상호 작용 하는지를 조사 할 수있는 기회를 제공 합니다 . 예를 들어, 큰 원자를 다른 종류의 빛에 노출시킴으로써 팀은 스위치를 가볍게 치면서 자신의 혐의를 뒤집을 수 있다는 것을 보여주었습니다. 다른 말로하자면, 한때 서로 끌어 당긴 입자들은 서로를 격퇴합니다. "우리는 많은 통제력을 가지고 있기 때문에 이러한 입자들이 어떻게 조립되고 어떤 특성을 갖도록 설계 할 수있는 능력이 있습니다."라고 물리학 교수 인 Ivan Smalyukh는 말했습니다. "이것은 디자이너 툴킷과 같습니다." 이 디자이너 툴킷은 간단한 성분 인 액정으로 시작합니다. 스마트 폰 화면에 생생한 이미지를 제공하는 이러한 자료는 한 방향으로 모든 점을 가리키는 막대와 같이 깔끔한 배열로 분자로 구성되는 경우가 많습니다. 그러나 지난 10 년 간 과학자들은이 유체와 같은 물질에 대해 이상한 것을 발견했습니다. 실리카의 미세 입자와 같은 입자를 액정으로 떨어 뜨리면, 내부에있는 한 번 정돈 된 분자가 구부러져서 새로운 첨가물을위한 공간을 마련하게 될 것입니다. 이미 축구계의 선구자를 이미 붐비는 지하철 차량에 밀어 넣는 것과 같습니다. 그리고 놀랍게도, 그 액정이 구부러지는 방법은 원자의 전자 껍질의 구조와 수학적으로 유사 할 수 있습니다. "액정이 입자 주위에서 어떻게 구부러 지느냐는 매우 중요합니다."라고 Smalyukh는 재료 공학 공학 프로그램과 전기, 컴퓨터 및 에너지 공학과에서 말했다. "분자를 분해하면 에너지가 소모되고 그 에너지는 흥미로운 상호 작용을 일으킨다." 벤드 액정 가 둘이 결합 원자, 그러나 더 큰 것처럼 단지 올바른 방법으로 분자와 실리카의 비트는 서로 교도소 것이다.
큰 원자를 다른 종류의 빛에 노출 시키면 주위의 액정 분자가 독특한 방식으로 구부러집니다. 신용 : Smalyukh 연구실
Smalyukh는 문제는 최근까지도 과학자들은 큰 원자 상호 작용에 대해 거의 통제 할 수 없다고 말했다. 그의 그룹에는 해결책이있었습니다. Smalyukh와 그의 동료들은 고유 한 콜로이드 혼합물을 만들기 위해 큰 원자에 대한 육각형 모양의 실리카 조각을 사용했습니다. 그러나 이들 입자를 액정에 뿌리기 전에 연구진은 다양한 종류의 빛에 노출되면 회전하는 염료 유형으로 코팅했다. 연구원들이 특정 유형의 청색광에 혼합물을 노출 시켰을 때, 액정 분자는 하나의 패턴을 따라 육각형 주위에서 휘었을 것입니다. 다른 종류의 빛을 사용하면 전혀 다른 방식으로 구부릴 것입니다. 그룹은 큰 원자의 유효 전하를 양의 값에서 음의 값으로 바꿀 수 있고 변덕스럽게 다시 되돌릴 수 있다고보고했다. "당신이 빛을 비출 수 있고 물질을 반물질로 만들 수있는 것과 거의 같습니다."물리학 박사후 연구원이며 새로운 연구의 수석 저자 인 예원은 말했다. 다른 공저자 들로는 Qingkun Liu와 Boddan Senyuk 박사가있다. 그리고 Yuan에 따르면,이 팀은 고출력 레이저가 필요없는 일반적인 램프를 사용하여 이러한 상호 작용을 제어 할 수있었습니다. "원칙적으로 우리는 콜로라도에서 맑은 날을 보내고 샘플을 외부에 가져와 이러한 상호 작용을 볼 수 있습니다."라고 Yuan은 말했습니다. 팀이이 큰 원자로 만들 수있는 것에 흥분하게 만듭니다. 연구진은 올바른 조정을 통해 고유 한 방법으로 입자를 조립하여 자연에 존재하지 않는 인위적인 원자 구조를 만든 다음 이러한 구조를 쉽게 분해 할 수 있다고 믿습니다. Smalyukh는 "어떤 점에서 우리는 여전히 우리가 이것으로 무엇을 할 수 있는지 알아낼 필요가있다"고 말했다. 자신 만의 주기율표를 처음부터 구축 하시겠습니까? 계속 지켜봐. 추가 탐색 연구원 3-D 인쇄 콜로이드 결정
자세한 정보 : 탄성 콜로이드 모노폴 및 액정의 재구성 가능한 자기 조립, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1247-7 , https://www.nature.com/articles/s41586-019-1247-7 저널 정보 : 자연 콜로라도 대학 볼더에서 제공
https://phys.org/news/2019-05-scientists-big-atoms-demand.html
.얇은 공기에서 나오는 연료 : CO2 포착 및 업그레이드의 새로운 길
에 의해 토론토 대학 박사 학위를 취득한 Geonhui Lee는 용해 된 탄산염을 CO2로 변환 한 후 합성 가스로 변환 할 수있는 전해 기 (electrolyzer)를 운영합니다. 이 장치는 대기 중의 탄소를 상업적으로 가치있는 제품으로 전환시키는 새로운 경로를 제공합니다. 크레딧 : Marit Mitchell, 2019 년 5 월 29 일
T 엔지니어링의 U에서 연구팀은 CO 변환 할 수있는 새로운 전기 경로 개발 (2) 제트 연료 또는 플라스틱과 같은 가치있는 제품으로한다. 이 기술은 공기에서 직접 탄소를 포집하고 재활용하는 경제성을 크게 향상시킬 수 있습니다. "오늘, 그것은 CO 캡처 기술적으로 가능하다 (2) 공기와, 여러 단계를 통해, 상용 제품으로 변환,"팀을 이끌 연구 교수 테드 사전 트가 말한다. 그는 "에너지 비용이 많이 들고 인센티브를 낮추는 데 많은 에너지가 필요하다"며 "우리의 전략은 에너지 집약적 인 손실을 피함으로써 전반적인 에너지 효율성을 높여 준다"고 말했다. 직접 대기 탄소 포획은 화석 연료가 아닌 이미 대기 중에있는 탄소로부터 연료 또는 플라스틱을 생산하는 것을 목표로하는 새로운 기술입니다. 스쿼 미시, BC에 파일럿 플랜트를 구축하고 캐나다 회사 탄소 공학, CO 캡처 2 알칼리성 액체 용액을 통해 공기를 강제로. 동시 2 카보네이트이라는 물질을 형성하는 액체에 용해. 순서가 완전히 재생되도록, 상기 용해 된 탄산은 일반적으로 CO 되돌리고 2 연료와 플라스틱 제의 기반을 형성 화학적 빌딩 블록으로 다음 가스 및. 이렇게하는 한 가지 방법은 탄산염을 고체 염으로 전환시키는 화학 물질을 첨가하는 것입니다. 이 소금 분말은 900 ℃ 이상의 온도에서 가열되어 CO 2 가스가 생성되며,이 가스는 추가 변환을 거칠 수 있습니다. 이 난방에 필요한 에너지로 인해 결과물의 비용이 상승합니다. U 엔지니어링 팀의 대안 방법은 전기를 사용하여 화학 반응을 일으키는 장치 인 전해 기 (electrolyzer)를 적용합니다. 이전에 전해조를 사용하여 물에서 수소를 생산 한 결과 그들은 용해 된 탄산염을 직접 CO 2 로 전환시켜 중간 가열 단계를 완전히 건너 뛰는 데 사용할 수 있음을 깨달았습니다 . "우리는 양성자 막 생성에 좋은 새로운 전해 기 설계를 사용했다."라고이 박사후 연구원 인 Chris Li와 함께 기술을 설명하는 ACS Energy Letters 의 새로운 논문의 저자 중 한 명인 Geonhui Lee는 말한다 . "이 양자는 우리가 CO에 탄산을 변환하기 위해 필요한 정확히 무엇인가 2 가스." 이들 전해조는 즉시 CO 변환 은계 촉매 포함 2 합성 가스로서 알려져있는 가스 혼합물로 제조한다. Syngas는 잘 정립 된 Fischer-Tropsch 공정의 일반적인 화학 원료이며 제트 연료 및 플라스틱 전구 물질을 포함한 다양한 제품으로 쉽게 전환 될 수 있습니다. Sargent는 "이것은 탄산염에서 합성 가스로 한 번에 갈 수있는 최초의 공정입니다. 많은 유형의 전해 기가 CO 2 를 화학 빌딩 블록으로 전환시키는 데 사용되었지만 그 중 누구도 탄산염을 효율적으로 처리 할 수 없습니다. 또한, CO는 사실 2 의 액체에 용해 매우 용이 카보네이트로 변한다 기존 기술을위한 중요한 과제이다. "이산화탄소되면 (2) 탄산으로 전환, 그것은 기존의 전해조에 액세스 할 수 없게됩니다,"리는 말한다. "이는 낮은 수율과 낮은 효율을 갖는 이유 중 하나입니다. 우리의 시스템은 100 % 탄소 사용량을 달성한다는 점에서 독특합니다. 탄소가 낭비되지 않으며 콘센트에서 하나의 제품으로 합성 가스를 생성하여 제품 비용을 최소화합니다. 정화." 실험실에서 팀 은 35 %의 전체 에너지 효율 로 탄산염 을 합성 가스 로 전환 할 수있는 능력을 보여 주었으며 전해조 는 6 일 이상 작동하여 안정을 유지했습니다. Sargent는 산업 응용에 필요한 수준으로 공정을 확장하는 데 더 많은 연구가 필요하지만 개념 증명 연구는 직접 대기 탄소 포집 및 활용을위한 실행 가능한 대안 경로를 보여 주었다고 전합니다. "그것은 먼 길 이제까지 공기 캡처 CO 사용 가능 여부에 대한 질문에 대답을 향해 간다 (2)를 상업적으로 매력적인 방법을,"라고 그는 말한다. "이것은 탄소 순환 폐쇄를위한 핵심 단계입니다."
추가 탐색 새로운 이산화탄소 포집 기술은 기후 변화에 대한 마법의 총알이 아닙니다. 에 의해 제공 Toronto 대학
https://phys.org/news/2019-05-fuels-thin-air-path-capturing.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 다가오는 큰 파도를 나타내는 조속한 순간을 발견합니다
에 의해 오레곤 대학 과학자들은 GPS 데이터에서 지진으로 10 초가 시작되는 안내 창을 발견했습니다. 4 가지 샘플 이벤트 (컬러 라인)에서 단지 5 초 후에 최대지면 변위 가속도 (오른쪽 측정 값)는 진도 9 (빨간색 X) 또는 7 단계 진도 지진과 같은 대형 지진이 진행되는지 여부를 시사합니다. 연구진은 실시간 모니터링을 통해 지진 초기 경보를 강화할 수 있다고 전했다. 학점 : University of Oregon, 2019 년 5 월 29 일
과학자들은 1990 년대 초반부터 지진의 데이터베이스를 통해 빗질 한 결과, 크기가 7 배 이상인 대형 마가킹을 신호 할 수있는 사건으로 10-15 초를 정의 할 수있는 가능성을 발견했습니다. 마찬가지로 지상 변위 가속의 최고 속도에 대한 GPS 데이터로부터 수집 한 그 순간은 더 작은 사건을 나타낼 수 있습니다. GPS는 지진 의 가장 작은 첫 번째 순간을 감지하는 지진계와 유사한 오류를 따라 이동의 초기 신호를받습니다 . 이러한 GPS 기반의 정보는 웨스트 코스트의 ShakeAlert와 같은 지진 조기 경보 시스템의 가치를 잠재적으로 향상시킬 수 있다고 오레곤 대학의 지구과학과 교수 인 디에고 멜거 (Diego Melgar)는 말했다. 콜로라도의 미국 지질 조사국 National Earthquake Information Center의 Gavin P. Hayes 공동 저자에 의해 유지 된 두 데이터베이스의 물리학 적 무거운 분석은 새로 시작된 지진이 기계적 특성이 진도를 가리키는 슬립 펄스로 전환되는 시점을 감지했습니다. 멜거 (Melgar)와 헤이즈 (Hayes)는 유럽과 중국 데이터베이스에서도 비슷한 추세를 확인할 수있었습니다. 그들의 연구는 온라인 저널 인 Science Advances 5 월 29 일자에 상세히 설명되었습니다 . 멜거는 "이 데이터베이스는 다른 방식으로 만들어 졌기 때문에 비슷한 패턴을 볼 수 있었다"고 말했다. 전반적으로 데이터베이스에는 3,000 개가 넘는 지진 데이터가 포함되어 있습니다. 2003-2016 년에 발생한 12 번의 주요 지진에 대해 10-20 초 사이의 변위 가속도 지표가 일관된 지표로 나타났습니다 . GPS 모니터는 미국 태평양 북서부 연안 620 마일 길이의 캐스 캐디 아 (Cascadia) 침강 지대 근처의 지상 위치를 포함하여 많은 육상 기지의 단층을 따라 존재하지만 실시간 위험 모니터링에서는 아직 그 사용이 일반적이지 않습니다. GPS 데이터는 초기 움직임을 센티미터 단위로 보여줍니다. "우리는 오레곤과 워싱턴의 해안을 따라있는 GPS 스테이션으로 많은 일을 할 수 있지만 지연이 따른다"고 Melgar 씨는 말했다. "지진이 움직이기 시작하면, 연안국에 도착하기 위해 결점의 움직임에 대한 정보가있는 데는 시간이 걸릴 것입니다.이 지연은 경고가 발령 될 때 영향을 줄 것입니다. 해안에있는 사람들은 블라인드 존. " 이 지연은 초기 가속 행동을 기록하기 위해 해저상의 센서에 의해서만 개선 될 것이라고 덧붙였다. 그는 이러한 기능을 해저에두고 실시간으로 데이터를 모니터링함으로써 조기 경보 시스템의 정확성을 강화할 수 있다고 그는 말했다. 캘리포니아 주 버클리 소재 버클리 지진 연구소 (Buckley Seismological Laboratory)의 연구 과학자 인 멜거 (Melgar)는 2016 년 에 지구 물리학 연구 지 (Geophysical Research Letters) 에서 실시간 GPS 데이터가 가능한 쓰나미에 대한 20 분의 경고를 추가로 제공 할 수 있다는 연구 결과를 발표 했다 . 일본은 이미 조기 경보 기능을 강화하기 위해 광섬유 케이블을 해안에 설치하고 있지만이 작업은 비용이 많이 들며 카스 카디아 단층 위의 해저에이 기술을 설치하는 데 더 낫다고 Meglar 씨는 지적했다. Melgar와 Hayes는 Slip-Pulse 타이밍을 보면서 Cascadia subduction zone의 크기 9 파열이 어떻게 보이는지 예측하기 위해 시뮬레이션에 코드화 할 수있는 구성 요소에 대한 USGS 데이터베이스를 수선했습니다. 1700 년 이래 엄청난 길이의 지진이 없었던 침강 지대는 북아메리카 대륙판 아래에 Juan de Fuca 해저 판이 잠기는 곳입니다. 이 결함은 밴쿠버 북부의 해안 바로 앞에서 북부 캘리포니아의 멘도 시티 노까지 이어집니다.
추가 탐색 멕시코의 2017 년 Tehuantepec 지진, 새로운 걱정거리 제시 더 자세한 정보 : D. Melgar, Eugene, OR el al., "파열되기 전에 큰 지진을 특성 짓는 것이 완료되었습니다", Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/5/eaav2032 저널 정보 : 과학 진보 , 지구 물리학 연구 편지 오레곤 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-05-scientists-early-moment-megaquake.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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