자연에서 영감을 얻은 새로운 합성

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Francis Goya - Rann na mona

.허블은 환상적인 나선 은하를 발견합니다

의해 NASA의 고다드 우주 비행 센터 NGC 2903은 레오 (라이온)의 별자리에서 약 3 천만 광년 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 약 145 개의 가까운 원반 은하의 중심부에 대한 허블 (Hubble) 조사의 일부로 연구되었습니다. Credit : ESA / Hubble & NASA, L. Ho et al. 2019 년 5 월 3 일

우주의 거주자 중 일부는 나선 은하처럼 상징적입니다. 이러한 각광을 띤 호이징 천체는 소용돌이 치는듯한 바람을 피우는 무기와 번쩍이는 별의 산란, 빛나는 가스의 폭발, 우주 먼지의 어두운 짜기 레인을 결합하여 NASA / ESA 허블 우주와 같은 망원경을 통해 볼 때 특히 멋진 장면을 만듭니다 망원경. 사실, 허블 (Hubble)의이 이미지는 완벽한 나선형 표본 인 멋진 NGC 2903을 프레임으로 보여줍니다. NGC 2903은 레오 (라이온)의 별자리에서 약 3 천만 광년 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 약 145 개의 가까운 원반 은하의 중심부에 대한 허블 (Hubble) 조사의 일부로 연구되었습니다. 이 연구는 천문학 자 들이 이러한 은하계 코어에 숨어있는 블랙홀 과 은하계 중심의 별, 가스 및 먼지의 럭비 공 모양의 돌출부 사이의 관계를 더 잘 이해할 수 있도록 도움을 주었다. . 추가 탐색 허블은 삼각형의 은하계를 거대한 이미지로 촬영합니다.

에 의해 제공 NASA의 고다드 우주 비행 센터

https://phys.org/news/2019-05-hubble-stunning-spiral-galaxy.html

.천문학 자, 우주의 '역사 책'이미지 창출에 도움

에 의해 예일 대학 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 5 월 2 일

천문학 자들은 하늘의 한 부분에 대한 약 7,500 개의 이미지 모자이크를 조립하여 우주에서 가장 크고 포괄적 인 역사 책을 만들어 냈습니다. Hubble Legacy Field (HLF) 모자이크 이미지는 우주에 대한 가장 광범위한 시각을 제공하는 XDF (eXtreme Deep Field) 설문 조사를 포함하여 16 년 간의 허블 우주 망원경 딥 필드 조사의 관측치를 결합한 것입니다. 이미지는 265,000 개의 은하 를 포함하고 있으며, 우주의 역사에서 133 억년을 거쳐 빅뱅 이후 5 억년이됩니다. 천문학 자들은 거리면에서 공간을 더 멀리 바라 볼 것이므로 시간이 지나면 다시 볼 수 있습니다. 새로운 이미지에서 가장 희미하고 가장 멀리있는 은하는 인간의 눈이 망원경 없이 볼 수있는 것의 백 십억 분의 일뿐 입니다. "허블은 수년 동안 하늘의이 지역을 여러 번 보았고, 이제이 모든 사진들을 하나의 매우 높은 품질의 광각 이미지로 결합했습니다. 그것은 하나의 우주 역사 책을 가지고있는 것과 같습니다 이미지 "라고 Yale 대학의 Sol Goldman 가족 교수 인 Pieter van Dokkum이 말했다.이 팀의 공동 연구원은 이미지를 조립했다. 새로운 초상화는 시간이 지남에 따라 은하가 어떻게 변하는지를 보여 주며 인근 우주에서 볼 수있는 거대한 은하가되기 위해 스스로를 구축합니다. 천문학 자들은 천문학 자들이 우주의 팽창을 추적하고, 우주의 근본적인 물리학에 대한 단서를 제공하며, 화학 원소가 언제 생겨 났는지 알려주고, 지구상에 생명체가 나타나게하는 조건을 밝혀냅니다. HLF 이미지는 이전의 딥 필드 설문 조사보다 100 배 많은 은하계를 포함하는데, 이는 더 넓은 시야를 차지하기 때문입니다. 그것은 지구에서 볼 때 지구의 달의 너비 (또는 팔의 길이에 붙들린 당신의 집게 손가락의 너비의 절반) 인 하늘 영역을 포함합니다. 이와는 대조적으로 하늘의 같은 지역에 초점을 맞춘 XDF 조사는 달의 지름의 10 분의 1도 안되는 공간을 다루고 있습니다. "이전의 조사보다 더 넓어 졌으므로, 우리는 지금까지 생산 된 가장 큰 데이터 세트에서 훨씬 더 먼 은하를 수확하고 있습니다."라고 캘리포니아 대학 산타 크루즈의 Garth Illingworth가 말했습니다. "이 한 이미지는 우주에서 은하 성장의 완전한 역사를 '유아'에서부터 '성인'으로 성장할 때까지 포함합니다. 미래의 우주 망원경이 출시 될 때까지이 이미지를 능가 할 이미지는 없을 것 "이라고 말했다. 이미지는 천문학 자들의 다른 팀에 의한 31 개의 허블 프로그램의 공동 작업으로 구성됩니다. 전체 모자이크와 그 개별 이미지 는 허블 및 다른 NASA 임무의 천문 데이터 온라인 데이터베이스 인 Mikulski for Space Telescopes (MAST)를 통해 제공됩니다. MAST는 볼티모어에있는 우주 망원경 과학 연구소의 프로젝트입니다. 반 도쿰 (Van Dokkum) 연구원은 NASA의 Great Observatories 프로그램의 다른 회원 인 스피처 우주 망원경 (Spitzer Space Telescope)과 찬드라 (Chandra) X- 선 관측소에서 얻은 장파장의 적외선 데이터와 고 에너지 X 선 관측을 포함하도록 HLF 이미지의 다중 파장 범위를 확대하고자한다. 레이 관측소. 한편, HLF 팀은 하늘의 다른 영역에서 5,200 개가 넘는 허블 (Hubble) 이미지를 포함 할 두 번째 이미지 집합을 작업 중입니다. 그것은 NASF의 계획된 광역 적외선 측량 망원경의 무대로 자리 잡고 있으며, 이것은 HLF보다 더 넓은 우주 공간을 탐험 할 것입니다.

추가 탐색 허블은 깊숙이 간다. 예일 대학 제공

https://phys.org/news/2019-05-astronomer-history-image-universe.html

.자연에서 영감을 얻은 새로운 합성

나노 소재 미시간 주립 대학 이고르 호 와트 (Igor Houwat) 학점 : Michigan State University, 2019 년 5 월 3 일

우리 행성 전역의 박테리아는 나노 미터 크기의 공장을 가지고있어 여러 가지 일을합니다. 일부는 영양분을 만들고 다른 일부는 박테리아를 해칠 수있는 독성 물질을 격리합니다. 우리는 기능적 다양성의 표면을 간신히 긁어 모았습니다. 그러나 모두 미생물학의 연구자들이 실험실에서 조작하는 법을 배우고 있는 일반적인 외장, 단백질 타일로 만들어진 껍질을 공유합니다 . 이것은 그들이 자연적인 빌딩 블록을 사용하여 자신의 디자인의 공장을 건설 할 수있게합니다. 실제로 과학자들은이 구조를 새로운 기술의 원천으로보고 있습니다. 그들은 자연에서하지 못한 일을하기 위해 용도를 변경하려고합니다. 새로운 연구에서 Cheryl Kerfeld의 실험실은 천연 구조와 단백질 진화 의 원리에 기반한 새로운 유전자 조작 쉘을보고합니다 . 새로운 껍질은 단 하나의 설계된 단백질로 더 간단합니다. 연구실에서보다 쉽게 작업 할 수 있으며 심지어 실험실에서도 발전 할 수 있습니다. 이 연구는 ACS Synthetic Biology에 발표되었습니다 . 천연 껍질은 최대 3 가지 유형의 단백질로 만들어집니다. 가장 풍부한 것은 BMC-H입니다. 6 개의 BMC-H 단백질이 모여서 벽을 타일링하기 위해 육각형 모양을 이룹니다. 진화론 적 역사의 어느 시점에서 BMC-H 단백질의 일부 쌍이 함께 결합되었습니다. BMC-T 라 불리는이 합병 중 3 가지가 합쳐져 육각형 모양을 이룹니다. "BMC-T 단백질의 두 반쪽은 서로 융합되어 있기 때문에 서로 옆에 머무르는 동안 따로 진화 할 수 있습니다."라고 Kerfeld 연구소의 postdoc 인 Bryan Ferlez는 말했습니다. "이 진화는 BMC-T 껍질 단백질의 구조와 기능에 다양성을 부여합니다. 우리는 실험실에서 디자인으로 다시 만들고 싶습니다." 연구진은 BMC-H 단백질 서열을 융합시켜 BMC-H2라는 인위적인 BMC-T 단백질을 만들었다. 새로운 디자인은 성공적이었습니다. "놀랍게도, BMC-H2 단백질은 자체적으로 껍질을 형성한다"고 말했다. Sean McGuire는 Kerfeld 연구소의 전 학부 연구생이자 기술자입니다. "그들은 껍질에 틈새가있는 와플 공처럼 보입니다." 이것은 자연 껍질이 icoshedral이기 때문에, 그들은 hexamers와 pentamers - 축구 공으로 생각 만들어 의미합니다. 그 다음, 팀은 pentamers를 형성하는 세 번째 유형의 쉘 단백질 인 BMC-P로 wiffle ball shell의 틈새를 메웠다. "새로운 BMC-H2와 BMC-P의 두 가지 단백질 유형으로 구성된 약 25 나노 미터 크기의 쉘이 결과입니다."라고 Bryan은 말합니다. "이것은 3 가지 단백질 유형 모두로 구축 된 구조의 절반 크기입니다 ." 다음 목표는 맞춤 효소에 맞춰 미세 조정하여 화학 반응을 향상시키는 것입니다. 새로운 '디자이너'껍질은 바이오 연료 생산, 의약 및 산업 응용 분야에 사용될 수 있습니다. 추가 탐색 과학자들은 생명 공학 목표를위한 박테리아 공장을 통제하는 새로운 방법을 찾는다.

자세한 정보 : Markus Sutter 외. Isoahedral Shell Assemblies를 형성 할 수있는 합성 Tandem-Domain 박테리아 마이크로 컴 파트먼트 쉘 단백질의 구조적 특성, ACS 합성 생물학 (2019). DOI : 10.1021 / acssynbio.9b00011 저널 정보 : ACS 합성 생물학 에 의해 제공 미시간 주립 대학

https://phys.org/news/2019-05-synthetic-nanofactory-nature.html

.eIF2B에 의한 eIF2의 활성화 제어를 전환시키는 분자 메커니즘에 대해 자세히 살펴 봅니다

Bob Yirka, Phys.org 작성 신용 : RIKEN, 2019 년 5 월 3 일 보도

RIKEN Biosystems Dynamics Research Center의 연구원 팀이 신경 퇴행성 질환을 예방하는 도구를 개발했습니다. 그들은 세포가 스트레스를받을 때 eIF2B에 의한 eIF2의 활성화 제어를 전환시키는 분자 메커니즘을 관찰 할 수있는 방법을 보여 주었다. 과학 저널에 게재 된 논문 에서이 그룹은 저온 전자 현미경을 사용하여 스트레스에 노출 된 세포에 어떤 일이 발생하는지 더 잘 이해할 수 있다고 설명합니다. 세포는 계속해서 세포질 내의 리보솜이 DNA의 RNA 전사 후 단백질을 합성하는 번역 과정을 거친다. 그러나 때로는이 프로세스가 외부 이벤트에 의해 중단됩니다. 이러한 이벤트는 자외선에 대한 스트레스 노출로 알려진 하나의 일반적인 예입니다. 연구원은 번역이 많은 에너지를 사용하므로 스트레스가 발생했을 때 세포 를 정지시키는 것이 중요하다는 것을 알 수 있습니다. 이것은 에너지를 절약하고 합성 된 단백질의 오류 가능성을 줄입니다. 이전의 연구에 따르면 세포가 스트레스를 감지하면 번역 개시 인자 eIF2가 인산화됩니다. 정상적인 상황에서 eIF2는 다른 번역 개시 인자 인 eIF2B에 의해 활성화됩니다. 그러나 세포가 스트레스를 받고 eIF2가 인산화되면 eIF2B의 기능이 억제되어 번역을 방지합니다. 과학자들은 스트레스로 인한 번역 중단과 관련된 분자 메커니즘 을 이해하기 위해 노력해 왔지만 eIF2B에 의한 eIF2 활성화 방법은 아직 알려지지 않았습니다. 이 새로운 노력에서 연구자들은 스트레스 동안 단백질의 합성이 중단됨에 따라 실제로 어떻게되는지를 알기 위해 세포핵 을 들여다 볼 수있는 방법을 발견했다 . 연구진은 저온 전자 현미경을 이용하여 eIF2와 eIF2B의 구조를 관찰했다 . 그렇게함으로써 eIF2B에 결합 된 eIF2의 방향은 eIF2가 인산화되었는지에 따라 크게 달랐다. 그들은 또한 eIF2B가 2 배 대칭 구조를 가지며 eIF2의 인산화가 인산화 된 eIF2의 활성화를 막을뿐만 아니라 다른 번역 개시 인자의 활성화를 막는 메커니즘으로 간주 될 수 있음을 발견했다.

https://phys.org/news/2019-05-closer-molecular-mechanism-eif2-eif2b.html

.태양 에너지 수확에 사용하기위한 새로운 열전기 나노 안테나 디자인

에 의해 SPIE IV 곡선 : (a) CDN - Ni-Pt, 전압 (검정색 선)의 기능에서 전류 및 전압 (파란색 선)의 225 기능에서 전위. (b) EDN-Ni-Pt, 전압 (검정색 선) 및 전압 (파란색 선)의 기능에 대한 전기 전위의 관계에있는 전류. 크레디트 : Javier Mendez-Lozoya 외 . 2019 년 5 월 3 일

SPIE Journal of Nanophotonics (JNP)에 실린 논문 에서 멕시코의 세 연구소의 공동 연구자들은 태양 에너지를 수확하기위한 혁신적인 나노 장치를 시연합니다. "태양 에너지 수확을위한 나노 안테나의 열전기 효율 최적화"논문은 진화 쌍극자 나노 안테나 (EDNs)가 기존의 쌍극자 나노 안테나 (CDN)보다 3 배 큰 열전기 전압을 생성한다고보고했다. 나노 장치를 사용하여 가시 광선과 적외선을 포착 하는 것은 태양 에너지 를 수집하는 데 필수적인 요소입니다 . 태양 전지 와 태양 전지 패널은 전자기 복사를 특정 광학 분야에 연결하는 나노 안테나를 사용하는 일반적인 장치입니다. EDN 안테나는 에너지 수확에서 우주 산업 전반의 어플리케이션에 이르기까지 높은 열전기 효율이 필요한 많은 분야에서 유용 할 수 있습니다 . SPIE 펠로우의 JNP Associate 편집장이자 Negev의 Ben-Gurion 대학의 Electrooptics and Photonics Engineering 부서의 교수 인 Ibrahim Abdulhalim 교수는 "이 연구는 효율적인 열전기 에너지 수확을위한 나노 안테나의 새로운 디자인과 시연에 관한 것이다. "고전적인 안테나보다 열전기 전압이 3 배 더 컸다.이 유형의 안테나는 폐열 , 감지 및 태양열 에너지 수확에서 얻은 에너지 수확 분야에서 유용 할 수있다 ." 나노 안테나는 니켈 및 백금을 사용하여 바이메탈이며 전자빔 리소그래피를 사용하여 제작되었습니다. 나노 안테나 디자인은 요소들 사이의 거리를 결정하기 위해 시뮬레이션을 사용하여 최적화되었습니다. 그들의 열전기 전압을 고전 쌍극 나노 안테나와 비교할 때, EDN은 1.3 배 더 효율적이었다. 이 특성화는 IV 곡선을 분석하는 솔라 시뮬레이터를 사용하여 수행되었습니다. 결과는 EDN 나노 안테나 배열이 폐열 에너지를 수확하기에 좋은 후보가 될 수 있음을 나타냅니다.

추가 탐색 연구원은 웨어러블 태양열 열 발전기 개발 자세한 정보 : Javier Mendez-Lozoya 외, 태양 에너지 채취를위한 나노 안테나의 열전기 효율 최적화, Journal of Nanophotonics (2019) DOI : 10.1117 / 1.JNP.13.026005 제공 : SPIE

https://techxplore.com/news/2019-05-thermoelectric-nanoantenna-solar-energy-harvesting.html

.단일 분자는 정자를 궤도에 둡니다

Bill Hathaway, Yale University 크레딧 : CC0 공개 도메인

정자는 그들의 꼬리에 경주 줄무늬 같이 배열 된 일련의 칼슘 수로를 통해 환경에있는 변화를 검출 할 때 난자에 그들의 단거리 경주를 시작한다. Yale 연구원 팀은이 채널의 개폐를 조정하는 핵심 분자 인 정자를 활성화하고 난자를 안내하는 과정을 확인했다. 분자를 암호화하는 유전자가 유전자 편집을 통해 제거되면, 수컷 쥐는 암컷이 적게 임신하고, 임신 된 암컷은 작은 새끼를 낳는다. 또한, 변형 된 수컷 쥐의 정자가 덜 활성화되어 적은 비료 계란 의 실험실 실험을 , 예일대 연구진은 저널 5 월 2 일보고 셀 . CatSper 라 불리는 정자의 꼬리에 정렬 된 칼슘 채널 복합체는 진화 적으로 여러 종에서 보존되어 있으며 여러 개의 서브 유닛으로 구성되어 있지만 "각각 무엇이 발생했는지 알지 못했습니다."세포 및 분자 생리학 조제주 교수는 말했다. 그리고 논문의 수석 저자. 이전 연구에서는 정자가 여성 생식 기관을 따라 산성도 수준과 같은 신호에 반응하고 난자 를보다 잘 탐색 할 수 있도록 운동성의 변화를 유발할 수있는 CatSper의 정확한 메커니즘을 확인하지 못했습니다 . Chung의 실험실은 모든 정자 단백질을 스크리닝하여 CatSper 채널 복합체와 상호 작용하는 단백질을 확인했습니다. EFCAB9는 환경 신호에 따라 채널의 개폐를 조정하는 센서 역할을합니다.

https://youtu.be/2c7ljL3c2d0

신용 : 예일 대학교

"이 분자는 수정에 필수적이며, 정자가 생리적 단서에 어떻게 반응 하는지를 설명하는 CatSper 채널을 위해 오랫동안 연구 된 센서이다"라고 정 교수는 말했다. 정씨는 EFCAB9가 정자의 꼬리에 채널의 활동과 배열을 조절하는 데있어 이중 역할을하는 것으로 보이며 이는 정자의 운동성을 알로 조절하는 데 도움이된다고 말했다. 돌연변이는 불임 남성의 CatSper 유전자에서 발견되었으며 불임 치료를위한 표적이 될 수 있습니다. 정자 가 기능을 발휘하기 위해서는 CatSper 채널이 필요하기 때문에 남성 호르몬을 차단하면 남성과 여성 모두에게 부작용이 최소화 된 비 호르몬 피임약이 개발 될 수 있다고 Chung은 말했다. 추가 탐색 연구원은 정자가 그들의 길을 잃을 수있는 방법을 설명합니다

더 자세한 정보 : 황재연 외 EFCAB9에 의한 생리 학적 pH와 칼슘의 이중 감지는 정자 운동성, 세포 (2019)를 조절합니다. DOI : 10.1016 / j.cell.2019.03.047 저널 정보 : 세포 예일 대학 제공

https://phys.org/news/2019-05-molecule-sperm-track.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