거대 분자의 직접 관찰

.우주의 색

화려한 밤하늘은 칠레의 아타 카마 사막에있는 라 신라 천문대에서 유럽 남서부 천문대 사진 보좌관 페트 호라렉 (Petra Horálek)의 우주 비행에서 빛납니다. 밝은 녹색 대기 광선이 수평선 근처에서 직각을 이루기 때문에 적색 방출 성운이 Orion 별자리 오버 헤드를 장식합니다. 그 중 하나는 Barnard 's Loop로 Orion Molecular Cloud Complex 주위에 호를 형성합니다. (이미지 : © P. Horálek / ESO) 2019 년 6 월 3 일 월요일 : 칠레의 아타 카마 사막에있는 라 신라 천문대에서 화려한 밤하늘이 유럽 남부 천문대 사진 대사 인 페트르 호래 레크 (Petr Horálek)의 우주 비행에서 빛납니다. 밝은 녹색 대기 광선이 수평선 근처에서 직각을 이루기 때문에 적색 방출 성운이 Orion 별자리 오버 헤드를 장식합니다. 그 중 하나는 Barnard 's Loop로 Orion Molecular Cloud Complex 주위에 호를 형성합니다. - Hanneke Weitering

 

 

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Chopin cover Szentpéteri Csilla - Pilgrim / Zarándok (Theme of Chopin: Mazurka Op. 67. No.4. )

 

 

.장기는 몇 살입니까? 놀랍게도 과학자들에게는 장기가 젊은 세포와 오래된 세포를 혼합 한 것입니다

S 연구소 왼쪽에서 : 라파엘 Arrojo 전자 Drigo와 마틴 W. Hetzer. 신용 : Salk Institute, 2019 년 6 월 6 일

과학자들은 한 번 뉴런, 또는 심장 세포가 체내에서 가장 오래된 세포라고 생각했습니다. 이제 Salk Institute의 연구자들은 마우스 뇌, 간 및 췌장에는 매우 긴 수명을 가진 세포와 단백질이 포함되어 있다는 것을 발견했습니다. 일부는 뉴런처럼 오래되었습니다. "나이 모자이크주의"를 보여주는 연구 결과는 2019 년 6 월 6 일 Cell Metabolism 에 발표되었습니다 . 팀의 방법은 비분 할 세포의 평생 기능과 세포가 어떻게 통제력을 상실하는지에 대한 유용한 정보를 제공하기 위해 신체의 거의 모든 조직에 적용될 수 있습니다 단백질의 품질과 무결성 및 노화 동안 중요한 세포 구조에 대해 "우리는 그들이 살고있는 생물체만큼 오래된 세포 구조를 발견하는 데 상당히 놀랐다."라고 선임 연구원이자 Salk의 부회장 겸 CTO 인 Martin Hetzer 교수는 말한다. "이것은 우리가 이전에 상상했던 것보다 더 큰 세포의 복잡성을 암시하며, 뇌, 심장 및 췌장과 같은 기관의 노화에 대해 어떻게 생각하는지에 흥미로운 영향을 미친다"고 말했다. 뇌의 대부분의 뉴런은 성인기에 분열하지 않으므로 수명이 길어지고 연령이 감소 합니다. 그러나 기술적 인 한계로 인하여 뇌 외부의 세포 수명은 결정하기가 어려웠습니다. "생물 학자들은 생물체의 세포가 얼마나 오래 되었는가를 묻습니다. 신경 세포는 오래되었고 신체의 다른 세포는 상대적으로 젊고 생체 내에서 재생산된다는 일반적인 생각이 있습니다."라고 라파엘 아로 호 e 드리고 (Rafael Arrojo e Drigo) 직원 과학자. "우리는 특정 기관에 뇌 세포의 뉴런과 같은 세포가 존재할 가능성이 있는지 알아보기 시작했습니다."

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과학자들은 한 번 뉴런, 또는 심장 세포가 체내에서 가장 오래된 세포라고 생각했습니다. 이제 Salk Institute의 연구자들은 마우스 뇌, 간 및 췌장에는 매우 긴 수명을 가진 세포 및 단백질이 포함되어 있다는 것을 발견했습니다. 일부는 뉴런처럼 오래되었습니다. "나이 모자이크주의"를 보여주는 연구 결과는 2019 년 6 월 6 일 Cell Metabolism 에 발표되었습니다 . 팀의 방법은 비분 할 세포의 평생 기능과 세포가 어떻게 통제력을 상실하는지에 대한 유용한 정보를 제공하기 위해 신체의 거의 모든 조직에 적용될 수 있습니다 단백질의 품질과 무결성 및 노화 동안 중요한 세포 구조에 대해 신용 : Salk Institute 연구자들은 대부분의 뉴런이 수명 동안 대체되지 않는다는 것을 알고 있었기 때문에 다른 비분 할 세포를 비교하기위한 "연령 기준선"으로 사용했습니다. 연구진은 전자 동위 원소 표지와 하이브리드 이미징 방법 (MIMS-EM)을 결합하여 젊고 오래된 설치류 모델에서 뇌, 췌장 및 간에서 세포와 단백질의 나이와 회전율을 시각화하고 정량화했다. 그들의 방법을 검증하기 위해, 과학자들은 처음에 뉴런의 나이를 결정했고, 의심되는 것으로 그들은 유기체만큼 오래되었다는 것을 발견했다. 그러나 놀랍게도, 내피 세포라고 불리는 혈관을 둘러싸고있는 세포는 뉴런만큼 오래되었다. 이것은 일부 비 신경 세포가 수명 내내 스스로를 복제하거나 대체하지 않는다는 것을 의미합니다. 혈당 수준을 유지하고 소화 효소를 분비하는 기관인 췌장도 다양한 연령대의 세포를 보였다. Langerhans의 섬으로 알려진 췌장의 작은 부분은 연구자들에게 상호 연결된 젊고 오래된 세포의 퍼즐로 보였다. 인슐린을 방출하는 일부 베타 세포는 평생 동안 복제되었고 상대적으로 젊었습니다. 일부 베타 세포는 뉴런과 마찬가지로 분열하지 않고 수명이 길었습니다. 델타 세포라고 불리는 또 다른 유형의 세포는 전혀 분열하지 않았다. 췌장은 나이 모자이크주의의 현저한 예였습니다. 즉, 수명이 다른 동일한 세포 집단입니다. 이전의 연구에 따르면 간은 성인기에 재생성 할 수있는 능력을 가지고 있으므로 연구자들은 상대적으로 젊은 간세포를 관찰 할 것으로 예상되는이 장기를 선택했습니다. 그들의 놀랍게도, 건강한 성인 생쥐의 간 세포의 대부분은 동물만큼 오래되는 것으로 밝혀졌지만, 혈관을 따라 다니는 세포와 다른 간세포 인 별 모양의 세포는 훨씬 짧았습니다. 따라서 예기치 않게 간은 또한이 장기에 대한 재생 연구의 잠재적 인 새로운 경로를 지적하는 나이 모자이크를 입증했다.

췌장 내 랑게르한스 섬 안에있는 다른 세포들의 동위 원소 영상. 구형 세포는 노란색에서 핑크색으로, 젊은 세포는 파란색에서 녹색으로 변합니다. 신용 : Salk Institute

분자 규모에서, 관찰 된 수명이 긴 세포의 선택은 나이 모자이크를 나타내는 단백질 복합체를 함유하고있다. 예를 들어, 췌장과 뉴런 에있는 베타 세포 의 일차 섬모 (세포 외부의 털 같은 부속물) 는 매우 다른 수명의 단백질 영역을 포함 하고 있었습니다. 대조적으로 간에서의 세포는 수명이 긴 단백질을 전혀 함유하지 않았다. "새로운 시각화 기술 덕분에 우리는 이전보다 더 정확하게 세포와 그들의 초분자 복합체의 나이를 정확하게 알 수 있으며 정상 및 질병 상태의 모든 세포, 조직 및 기관을 연구 할 수있는 새로운 문을 열었습니다."라고 Distinguished Mark Ellisman UC San Diego 의과 대학 신경 과학 교수이자 Hetzer와의 공동 연구의 리더입니다. 그의 실험실 인 현미경 및 영상 연구 센터는 상호 연관된 다중 스케일 및 다중 모달 현미경을위한 새로운 조직 이미징 방법을 개발 및 제공했습니다. 이 방법은이 연구가 수행 될 수있게 해주는 핵심적이고 새로운 기술을 제공했습니다. Hetzer는 "성인 생물에서 세포와 세포 구조의 나이를 결정하는 것은 세포 유지와 복구 메커니즘에 대한 새로운 통찰력과 성인의 건강과 질병 개발에 대한 누적 변화의 영향을 제공 할 것이다. 뇌, 췌장 및 심장과 같은 세포 재생이 제한적인 기관의 노화 관련 감소를 지연시킬 수 있습니다. " 다음으로 저자들은 핵산과 지질에 대한 수명의 차이를 해독 할 계획이다. 또한 나이 모자이크가 건강과 2 형 당뇨병과 같은 질병과 관련이 있는지 이해하고자합니다.

추가 탐색 염증 신호는 뇌 줄기 세포 노화를 유도합니다. 자세한 정보 : 세포 대사 (2019). DOI : 10.1016 / j.cmet.2019.05.010 저널 정보 : 세포 대사 Salk Institute 제공

https://phys.org/news/2019-06-scientists-young-cells.html

 

 

.플랑크는 우주의 기형에 대한 새로운 증거를 찾지 못한다

ESA에 의해 ESA의 Planck 임무가 관찰 한 우주의 마이크로 웨이브 배경 또는 CMB의 이방성. CMB는 우리의 우주에서 가장 오래된 빛의 스냅 사진으로, 우주가 단지 380,000 살이었을 때 하늘에 각인되었습니다. 그것은 미래의 모든 구조의 씨앗을 나타내는 약간 다른 밀도의 영역에 해당하는 작은 온도 변동을 보여줍니다 : 오늘날의 별과 은하. 이 시퀀스의 첫 번째 관점은 Planck가 얻은 전체 해상도에서 CMB 온도의 이방성을 보여줍니다. 두 번째보기에서, 온도 이방성은 필터링되어 하늘에서 5º 주변의 저울에서 감지 된 신호를 주로 나타냅니다. 세 번째보기는 CMB의 편광 분율의 방향을 추가로 표시하여 필터링 된 온도 이방성을 보여줍니다. CMB의 작은 부분은 극화되어 있습니다. 바람직한 방향으로 진동합니다. 이것은 우주 비행을 시작하기 바로 전에 전자와 함께이 빛이 마지막으로 마주 친 결과입니다. 이런 이유 때문에 CMB의 양극화는 초기 우주의 물질 분포에 관한 정보를 보유하고 있으며, 하늘에있는 그 패턴은 CMB의 온도에서 관찰 된 작은 변동의 패턴을 따른다. 이 이미지는 2018 년 7 월에 발표 된 Planck Legacy 릴리즈의 데이터를 기반으로합니다. ESA / Planck Collaboration 그리고 그 하늘의 패턴은 CMB의 온도에서 관찰 된 작은 변동의 패턴을 따른다. 이 이미지는 2018 년 7 월에 발표 된 Planck Legacy 릴리즈의 데이터를 기반으로합니다. ESA / Planck Collaboration 그리고 그 하늘의 패턴은 CMB의 온도에서 관찰 된 작은 변동의 패턴을 따른다. 이 이미지는 2018 년 7 월에 발표 된 Planck Legacy 릴리즈의 데이터를 기반으로합니다. ESA / Planck Collaboration, 2019 년 6 월 6 일

ESA의 플랑크 위성 (Planck satellite)은 우주의 온도지도에 나타난 수수께끼 같은 우주적 예외에 대한 새로운 증거를 발견하지 못했다. 최신 연구는 예외의 잠재적 인 관련성을 배제하지 않지만 천문학자가 이러한 수수께끼 같은 특징의 기원을 이해하는 것을 더욱 어렵게해야한다는 것을 의미합니다. 플랑크의 최신 결과 는 우주의 역사에서 가장 오래된 빛인 우주의 마이크로 웨이브 배경 (CMB) 방사 의 양극화 를 분석 한 것으로 우주가 단지 380,000 년되었을 때 발표되었습니다. 2013 년에 공개 된 위성의 초기 분석 은 하늘을 가로 지르는이 복사열의 온도에 집중되었습니다. 이것은 천문학 자들이 우주의 기원과 진화를 조사 할 수있게 해줍니다. 대부분 우주가 진화하는 방식에 대한 표준 그림을 확인하는 동안 플랑크의 첫 번째지도는 우주론의 표준 모델 내에서 설명하기 어려운 많은 예외를 밝혀 냈습니다. 이 예외는 큰 각 스케일로 나타나는 희미한 특징입니다. 그것들은 인공위성이나 데이터 처리 의 동작에 의해 생성 된 인공물은 아니지만 매우 희귀하지만 표준 모델에 의해 완전히 배제되지 않는 통계적인 가끔 변동일 수있는 희미한 것입니다. 대안으로, 이상 현상은 물리학의 알려진 법칙을 확장시키는 미지의 자연 과정에 사용되는 '새로운 물리학'의 표식이 될 수 있습니다. 이상 현상의 특성을 더 자세히 알아보기 위해 플랑크 팀은 CMB의 양극화에 대해 살펴 보았습니다. CMB의 양극화는 밀키의 가스 및 먼지를 포함한 전방 마이크로파 방출 원을 제거하기 위해 고안된 다중 주파수 데이터 분석을 통해 확인되었습니다. 은하계.

우주의 거의 140 억년의 역사에 대한 요약으로, 특히 우주의 전자파 배경 또는 CMB에 기여한 사건을 보여줍니다. 그림의 상단 부분에있는 타임 라인은 커다란 저울에 우주가 진화했다는 예술적 관점을 보여줍니다. 묘사 된 과정은 인플레이션, 우주가 두 번째 오래된 작은 부분 일 때 가속화 된 확장의 짧은 시대, CMB의 출시, 우주에서 가장 오래된 빛, 우주가 하늘이었을 때 찍힌 것까지 다양합니다. 단지 380,000 살; '암흑 시대'에서 우주에 수억 년이되었을 때 우주를 재편 한 최초의 별과 은하의 탄생까지, 현재까지의 모든 과정이 포함됩니다. 인플레이션 시대에 생성 된 작은 양자 변동은 미래 구조의 씨앗입니다. 오늘날의 별들과 은하들. 팽창이 끝난 후에, 암흑 물질 입자는 우주의 씨앗 주위를 뭉치기 시작했고 천천히 구조물의 조화 된 거미줄을 만들었다. 나중에, CMB의 석방 후, 정상적인 물질은 결국이 구조들에 빠지기 시작했고 결국에는 별들과 은하들을 일으켰다. 아래 인서트는 우주의 역사에서 일어나는 미세한 과정들 중 일부를 확대하여 보여줍니다. 인플레이션으로 인해 발생하는 작은 변동으로부터 조기 우주를 채우는 빽빽한 수프의 빛과 입자에 이르기까지입니다. CMB와 그 분극을 야기한 전자의 빛의 마지막 산란에서부터 우주의은 이온화에 이르기까지, CMB에 추가적인 양극화가 야기 된 첫 번째 별과 은하에 의해 야기되었다. 암흑 물질 입자는 우주의 씨앗을 둘러 싸서 천천히 구조물의 우주 웹을 형성하기 시작했다. 나중에, CMB의 석방 후, 정상적인 물질은 결국이 구조들에 빠지기 시작했고 결국에는 별들과 은하들을 일으켰다. 아래 인서트는 우주의 역사에서 일어나는 미세한 과정들 중 일부를 확대하여 보여줍니다. 인플레이션으로 인해 발생하는 작은 변동으로부터 조기 우주를 채우는 빽빽한 수프의 빛과 입자에 이르기까지입니다. CMB와 그 분극을 야기한 전자의 빛의 마지막 산란에서부터 우주의은 이온화에 이르기까지, CMB에 추가적인 양극화가 야기 된 첫 번째 별과 은하에 의해 야기되었다. 크레딧 : ESA

암흑 물질 입자는 우주의 씨앗을 둘러 싸서 천천히 구조물의 우주 웹을 형성하기 시작했다. 나중에, CMB의 석방 후, 정상적인 물질은 결국이 구조들에 빠지기 시작했고 결국에는 별들과 은하들을 일으켰다. 아래 인서트는 우주의 역사에서 일어나는 미세한 과정들 중 일부를 확대하여 보여줍니다. 인플레이션으로 인해 발생하는 작은 변동으로부터 조기 우주를 채우는 빽빽한 수프의 빛과 입자에 이르기까지입니다. CMB와 그 분극을 야기한 전자의 빛의 마지막 산란에서부터 우주의은 이온화에 이르기까지, CMB에 추가적인 양극화가 야기 된 첫 번째 별과 은하에 의해 야기되었다. 크레딧 : ESA CMB가 석방 된 후에 정상적인 물질이이 구조들에 빠지기 시작하여 결국 별과 은하를 일으켰습니다. 아래 인서트는 우주의 역사에서 일어나는 미세한 과정들 중 일부를 확대하여 보여줍니다. 인플레이션으로 인해 발생하는 작은 변동으로부터 조기 우주를 채우는 빽빽한 수프의 빛과 입자에 이르기까지입니다. CMB와 그 분극을 야기한 전자의 빛의 마지막 산란에서부터 우주의은 이온화에 이르기까지, CMB에 추가적인 양극화가 야기 된 첫 번째 별과 은하에 의해 야기되었다.

CMB가 석방 된 후에 정상적인 물질이이 구조들에 빠지기 시작하여 결국 별과 은하를 일으켰습니다. 아래 인서트는 우주의 역사에서 일어나는 미세한 과정들 중 일부를 확대하여 보여줍니다. 인플레이션으로 인해 발생하는 작은 변동으로부터 조기 우주를 채우는 빽빽한 수프의 빛과 입자에 이르기까지입니다. CMB와 그 분극을 야기한 전자의 빛의 마지막 산란에서부터 우주의은 이온화에 이르기까지, CMB에 추가적인 양극화가 야기 된 첫 번째 별과 은하에 의해 야기되었다. 크레딧 : ESA 팽창 과정에서 발생하는 작은 변동으로부터 조기 우주를 채우는 빽빽한 수프의 빛과 입자들; CMB와 그 분극을 야기한 전자의 빛의 마지막 산란에서부터 우주의은 이온화에 이르기까지, CMB에 추가적인 양극화가 야기 된 첫 번째 별과 은하에 의해 야기되었다. 크레딧 : ESA 팽창 과정에서 발생하는 작은 변동으로부터 조기 우주를 채우는 빽빽한 수프의 빛과 입자들; CMB와 그 분극을 야기한 전자의 빛의 마지막 산란에서부터 우주의은 이온화에 이르기까지, CMB에 추가적인 양극화가 야기 된 첫 번째 별과 은하에 의해 야기되었다. 크레딧 : ESA 이 신호는 소위 CMB 편광 전자 모드의 현재까지 측정 된 최고의 측정치이며 우주와 CMB에서 형성된 첫 번째 원자가 석방 된 때로 거슬러 올라갑니다. 그것은 전자들이 수소 원자들로 모이기 바로 전에 전자 입자들로부터 산란 된 빛에 의해 생성된다. 양극화는 CMB에 대한 거의 독립적 인 시각을 제공하기 때문에이 편차가 나타나면 천문학 자의 신뢰가 높아져 통계적으로 가짜가 아닌 새로운 물리학으로 인해 발생할 수 있다는 자신감을 갖게됩니다. 플랑크는 원래 양극화에 초점을 맞추지 않았지만 그 관측은 현재까지 CMB 양극화의 가장 정확한 모든 하늘지도를 만드는 데 사용되었습니다. 2018 년에 발표되어 2015 년에 발표 된 Planck의 최초 편광지도의 품질을 크게 향상 시켰습니다. 플랑크 팀이이 데이터를 조사했을 때, 그들은 이변의 명백한 징후를 발견하지 못했습니다. 기껏해야 천문학과 천체 물리학 에 발표 된이 분석 은 일부 예외적 인 현상이 존재할 수 있다는 암시를 밝힙니다. ESA Planck 프로젝트 과학자 인 Jan Tauber는 "Planck의 편광 측정은 환상적입니다. "그러나 우리가 가지고있는 위대한 데이터에도 불구하고, 우리는 이례적인 흔적을 발견하지 못했다."

ESA의 플랑크 위성 (Planck satellite)이 관찰 한 우주의 마이크로파 배경 (CMB) 분극 진폭의지도. CMB의 변동이 플랭크에 의해 매우 작은 각 스케일로 관측되는 동안,이 이미지는 하늘에서 상당히 큰 스케일 (약 5도)에서 탐지 된 신호를 대부분 보여주기 위해 필터링되었습니다. 비교시 보름달 약 반 정도. 이 큰 규모에서는 CMB 온도에서 여러 가지 예외가 관찰됩니다. 이것은 우주론의 표준 모델에서 설명하기 어려운 특징입니다. 우주는 대규모로 볼 때 동일한 특성을 지니고 있다는 가정에 의존합니다 모든 방향으로. 가장 심각한 변칙은 5도 정도의 저울에서 관찰 된 신호의 적자로 예측 된 것보다 약 10 %가 약합니다. 다른 변칙적 특성은 하늘의 두 반대 반구에서 관찰 된 신호의 유의미한 차이입니다 (두 반구는 이미지의 크고 대략 U 자 모양의 커브로, 북부는 중앙에 있음). 콜드 스팟 (cold spot) - 비정상적으로 가파른 온도 프로파일을 가진 크고 낮은 온도의 스폿 (이 스팟의 위치는 오른쪽 하단에 개략적으로 표시되어있다). 이러한 이상은 플랑크의 CMB 양극화에 대한 관찰에서 적어도 중요한 수준에서는 발견되지 않았다. 하단 맵과 함께 전체 Planck 측정 값 (신호와 노이즈 모두 포함)을 보여주는 최상위 맵과 노이즈 만 표시 한 비교는 두 개의 반구 사이의 힘 비대칭과 같은 일부 비정상적인 기능이있을 수 있음을 나타냅니다. 그러나 그들은 통계적으로 확신이 없습니다. 편광지도에서 통계적으로 중요한 예외의 부족은 온도에서 보이는 사람들의 잠재적 인 관련성을 배제하지 않지만 이러한 수수께끼 같은 특징의 기원을 이해하는 것을 더욱 어렵게 만듭니다. 지도에 회색으로 표시된 지역은 우리 은하로부터의 전방 방출이 잔존하거나 우주론 결과에 영향을주는 은하 외원을 피하기 위해 분석에서 제외되었습니다. 크레디트 : ESA / 플랭크 협업 지도에 회색으로 표시된 지역은 우리 은하로부터의 전방 방출이 잔존하거나 우주론 결과에 영향을주는 은하 외원을 피하기 위해 분석에서 제외되었습니다. 크레디트 : ESA / 플랭크 협업 지도에 회색으로 표시된 지역은 우리 은하로부터의 전방 방출이 잔존하거나 우주론 결과에 영향을주는 은하 외원을 피하기 위해 분석에서 제외되었습니다. 크레디트 : ESA / 플랭크 협업

이 문제에 직면하면 통계적으로 우연히 발생할 수있는 이변을 만드는 것처럼 보일 수 있지만 실제로 자연이 우리가 상상하는 것보다 까다로울 수 있으므로 새로운 물리를 배제하지 않습니다. 아직까지 어떤 종류의 새로운 물리학이 이변을 일으킬 수 있는지에 대한 확신 할만한 가설은 없습니다. 따라서 책임있는 현상은 CMB의 온도에만 영향을 미치지 만 양극화에는 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 이러한 관점에서 볼 때, 새로운 분석은 새로운 물리학 이 일어나고 있다는 것을 확인 하지는 못하지만, 중요한 물리학 적 제약을 가하고 있습니다. CMB 온도지도에서 나타난 가장 심각한 변칙 은 하늘에서 큰 각 눈금에서 관찰 된 신호에서 적자입니다 (약 5도). 보름달은 약 0.5도에 걸쳐 있습니다. 이러한 큰 스케일에서 플랑크의 측정은 우주론의 표준 모델이 예측하는 것보다 약 10 %가 약합니다. Planck은 또한 높은 통계적 신뢰로 CMB 온도의 이전 관측에서 힌트를 얻었던 다른 변칙적 특성, 즉 하늘의 두 반구에서 관찰 된 신호의 중요한 불일치와 소위 ' 콜드 스폿 (cold spot) '- 비정상적으로 가파른 온도 프로파일을 갖는 크고 낮은 온도 지점. "우리는 첫 번째 릴리스 시점에 Planck가 편광 데이터를 사용하여 이상을 테스트 할 것이라고 말했고, 2018 년에이 목적을 위해 충분히 깨끗한 편광 맵의 첫 번째 세트가 출시되었습니다."라고 Krzysztof M 새로운 논문의 저자 중 한 명인 Górski는 미국의 Caltech 제트 추진 연구소 (Jet Propulsion Laboratory, JPL) 출신이다.

 

ESA의 플랑크 위성 (Planck satellite)이 관찰 한 우주의 마이크로파 배경 (CMB) 온도의지도. CMB의 변동이 존재하고 플랑크에 의해 매우 작은 각 스케일로 관찰되었지만,이 이미지는 필터링되어 하늘에서 상당히 큰 스케일로 감지 된 신호를 약 5도 이상으로 나타냅니다 - 비교하면 전체 달은 약 반 정도에 걸쳐 있습니다. 이 큰 규모에서는 CMB 온도에서 여러 가지 예외가 관찰됩니다. 이것은 우주론의 표준 모델에서 설명하기 어려운 특징입니다. 우주는 대규모로 볼 때 동일한 특성을 지니고 있다는 가정에 의존합니다 모든 방향으로. 가장 심각한 변칙은 5도 정도의 저울에서 관찰 된 신호의 적자로 예측 된 것보다 약 10 %가 약합니다. 다른 변칙적 특성은 하늘의 두 반대 반구에서 관찰 된 신호의 유의미한 차이입니다 (두 반구는 이미지의 크고 대략 U 자 모양의 커브로, 북부는 중앙에 있음). 콜드 스팟 (cold spot) - 비정상적으로 가파른 온도 프로파일을 가진 크고 낮은 온도 지점 (오른쪽 아래에서 설명 됨). 신호와 잡음 모두를 포함하는 전체 Planck 측정치를 하단지도와 비교하여 노이즈 만 표시 한 최상위지도를 비교하면 예외적 인 특징이 신호에 실제로 존재하고 산물에 존재하지 않으므로 분명히 유물이 아니라는 것을 나타냅니다 소음. 이러한 이상은 플랑크의 CMB 양극화에 대한 관찰에서 적어도 중요한 수준에서는 발견되지 않았다. 편광지도에서 통계적으로 중요한 예외의 부족은 온도에서 보이는 사람들의 잠재적 인 관련성을 배제하지 않지만 이러한 수수께끼 같은 특징의 기원을 이해하는 것을 더욱 어렵게 만듭니다. 지도에 회색으로 표시된 지역은 우리 은하로부터의 전방 방출이 잔존하거나 우주론 결과에 영향을주는 은하 외원을 피하기 위해 분석에서 제외되었습니다. 크레디트 : ESA / 플랭크 협업

불행히도, 새로운 데이터는 더 이상 논쟁을하지 않았는데, 최신 결과가 이변의 본질을 확인하거나 부인하지 않았기 때문입니다. "양극화지도에서, 온도지도에서 관찰되는 것과 비슷한 권력 비대칭이있을 수 있다는 힌트가 있지만, 통계적으로는 설득력이 없습니다."라고 Enrique Martínez González는 논문의 공동 저자이기도합니다. 스페인 산탄데르의 칸타 브리아 Instituto de Física에서 온 플랑크 결과에 대한 추가 분석이 진행될 예정이지만,이 주제에 대해 새로운 결과를 얻을 가능성은 거의 없습니다. 진전을위한 분명한 경로는 CMB 양극화를 연구하기 위해 특별히 설계되고 최적화 된 전용 임무를위한 것이지만, 앞으로 적어도 10 년에서 15 년이 소요됩니다. "Planck는 우리에게 적어도 10 년 동안 얻을 수있는 최상의 데이터를 제공했습니다"라고 프랑스 Toulouse에있는 Institut de Recherche en Astrophysique et Planettologie의 공동 저자 인 Anthony Banday는 말합니다. 그 동안 변칙의 신비가 계속됩니다. 추가 탐색 거의 완벽한 우주에서 두 세계의 최고에 이르기까지 추가 정보 : undefined undefined. Planck 2018 결과. VII. CMB, 천문학 및 천체 물리학 (2019) 의 등방성 및 통계 . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201935201 저널 정보 : 천문학 및 천체 물리학 , 천문학 및 천체 물리학 ESA 제공

https://phys.org/news/2019-06-planck-evidence-cosmic-anomalies.html

 

 

.행동 복잡성의 선형 성장으로 진화하는 신경망

Ingrid Fadelli, 기술 Xplore 최고의 실적을 낸 개인의 궤적. 녹색 : 최적의 탄도; 파란색 : 실제 궤적. 둘 다 (0, 0)에서 시작합니다. 크레디트 : Inden & Jost.2019 년 6 월 6 일 

진화 알고리즘 (EAs)은 컴퓨팅 문제를 해결하면서 생물체의 행동과 진화를 재현하도록 설계되었습니다. 최근 몇 년 동안 많은 연구자들이 EA를 개발하여 다양한 최적화 작업을 수행하는 데 사용했습니다. 과거 연구에서는 로봇이나 가상 에이전트를 구동하는 신경망의 토폴로지 및 연결 가중치를 학습하는 데 이러한 알고리즘을 사용하는 방법을 모색했습니다. 이러한 맥락에서 EA를 적용하면 인공 지능 (AI) 에이전트의 성능을 향상시키고 생물 시스템에 대한 현재의 이해를 향상시키는 등의 많은 이점을 얻을 수 있습니다. 그러나 지금까지는 실세계 진화 로보틱스 어플리케이션이 거의 없었으며, EA를 사용하여 복잡한 동작을 만드는 데는 거의 연구가 이루어지지 않았습니다. 노팅엄 트렌트 대학 (Nottingham Trent University)과 맥스 플랑크 수학 (Max Planck Institute of Mathematics of the Sciences)의 연구원은 최근 행동의 복잡성이 지속적으로 증가하면서 신경망을 진화시키는 새로운 접근법을 개발했습니다. "진화 과정에서 복잡성이 지속적으로 선형 성장하기를 원한다면, 적용된 돌연변이 연산자와 관련이있는 집단 구조 및 신경 회로망의 특성을 포함하여 진화가 일어나는 환경 의 특성이 일정하게 유지되어야합니다 진화론 적 시간에 평균적으로 "연구원들은 그들의 논문에서 설명했다. "오래된 네트워크 구조 를 멈추는 것은이 목표를 달성하는 데 도움이되는 방법 중 하나 입니다. 그러나 여기에 제시된 조사가 보여줄 것이므로 목표를 달성하는 데 기여한 주요 기여자조차도 충분하지 않습니다." 연구진은 로봇 에이전트가 가능한 한 오랫동안 무한한 2 차원 평면에서 미리 정의 된 궤적을 따라야하는 작업에 초점을 맞추 었습니다.이 작업은 "작업 후 궤적"이라고합니다. 이 작업의 해당 버전에서 에이전트는 센서를 통해 위치 정보를받지 못했습니다. 그러나 궤적과 너무 멀면 에이전트가 "죽습니다." 이러한 맥락에서 진화는 에이전트가이 작업에 적응하고 개방 루프 제어를 사용하여 궤적을 따라 잡는 것을 배워야합니다. 이 작업을 수행하는 동안 에이전트의 진화 적 행동의 복잡성이 선형 적으로 증가하려면 신경 네트워크를 발전시키는 표준 방법에 네 가지 핵심 기능을 추가했습니다. 본질적으로 그들은 네트워크 의 이전에 진화 된 구조 를 동결시키는 동시에 일시적인 스캐 폴딩, 출력 노드에 대한 균질 한 전달 함수 및 출력에 대한 새로운 경로를 만드는 돌연변이를 추가합니다. 네트워크에 돌연변이를 추가하고 출력의 전달 함수를 변경하면 성능이 향상되었지만 가장 중요한 향상은 스캐 폴딩의 사용과 관련이 있음을 발견했습니다. 이것은 표준 신경 네트워크가 진화에 의해 쉽게 접근 할 수있는 방식으로 시간에 따라 변하는 행동을 생산하는데 특히 좋지 않다는 것을 암시합니다. 논문에서 연구진은 스캐 폴딩에 의해 보강 된 신경 네트워크가 신경 네트워크에서 점차 복잡 해지는 행동과 진화 를 달성 할 수있는 해결책이 될 수 있다고 제안했다 . 미래에 그들이 제시 한 접근 방식 은 로봇 제어 및 기타 작업을위한 신경망 을 발전시키는 새로운 도구의 개발을 알릴 수 있습니다. "전반적으로 진화 된 복잡성은 우리가보고 한 실험에서 표준 방법으로 달성 한 것보다 최대 2 배 이상 크며, 더 많은 성장을위한 주요 제한 요소는 사용 가능한 실행 시간입니다."라고 연구진은 논문에서 썼다. 따라서 여기에 제안 된 일련의 방법들은 다양한 현재의 신경 진화 방법에 유용한 부가 물이 될 것이라고 약속했다. 추가 탐색 프레임 워크는 인공 지능을위한 '지속적인 학습'을 향상시킵니다. 자세한 정보 : Benjamin Inden et al. 임의의 복잡성의 궤도를 따라가는 진화 신경망, 신경망 ( Neural Networks , 2019). DOI : 10.1016 / j.neunet.2019.04.013 © 2019 과학 X 네트워크

https://techxplore.com/news/2019-06-evolving-neural-networks-linear-growth.html

 

 

3-D Janus plasmonic 나선형 나노 구멍에서의 편광 암호화 기반 데이터 저장

Thamarasee Jeewandara, Phys.org 야누스 플라즈몬 나선형 나노 개구의 설계 및 제작 (a) 두 enantiomeric 형태 : 형태 A와 B 형태의 3D Janus plasmonic 나선형 나노 구경의 개략도. 기하학적 매개 변수는 p = 380 nm, r0 = 160 nm, r1 = 110 nm, θ = 90 ° 및 H = 180 nm. 맨 아래 줄에있는 B 형의 경우 그라디언트 홈 부분의 깊이는 빨간색 화살표를 따라 증가하고 조리개 부분은 파란색 이중 화살표로 표시됩니다. (b) 그레이 스케일 집중 이온빔 밀링 방법의 설명. (c) 적용된 이온 선량의 함수로서 실험적으로 얻어진 밀링 깊이. (d) 제작 3D 헬리컬 나노 개구의 정규화 된 이온 선량 분포 및 SEM 이미지. 사이드 뷰 이미지는 표면 법선에 대해 52 °의 시야각으로 캡처됩니다. 빨간색 파선 화살표는 그루브 깊이가 증가하는 방향을 나타냅니다. 눈금 막대는 왼쪽에서 오른쪽으로 200, 100 및 100 nm입니다. 크레딧 : 라이트 : 과학 및 응용 분야, doi : 10.1038 / s41377-019-0156-8, 2019 년 6 월 6 일

헬리컬 플라즈몬 나노 구조는 광학적 인 키랄성 (chirality) 으로 인해 물질 과학과 화학에서 상당한 관심을 끌고있다 . 새로운 보고서에서 Yang Chen과 미국 기계 및 항공 우주 공학과의 연구팀은 방향 제어 편극 (directional-controlled polarization)을 가진 독특한 3 차원 Janus (2 개 이상의 표면 특성을 갖는 나노 입자) 플라즈몬 헤라 닉 나노 개구 (나선형 홀)를 개발했다 감광도. 그들은 1 단계 그레이 스케일 집중 이온빔 밀링 (FIB)을 사용하여 헬리컬 구조를 설계했습니다 . Chen et al. 두 개의 나노 개구 거울상 이성질체로 야누스 메타 표면 을 부호화했다.(서로의 왼쪽 및 오른쪽 거울 이미지 분자)를 사용하여 방향 제어 편광 데이터 암호화를 처음 보여줍니다. 이 작업에서 설계된 샘플은 특정 유형의 편광 된 빛을 선택적으로 투과 시키는 동시에 다른 것들을 차단합니다. 이 편광 감도는 들어오는 빛의 방향에 달려 있습니다. 예를 들어, 특정 방향의 빛은 어레이가 2 진 이미지를 생성하도록하는 반면, 반대 방향의 빛은 회색조 사진을 재현 할 수 있습니다. Chen et al. 내 편광 제어에 이르기까지 다양한 용도 제안 야누스 헬리컬 nanoapertures를 사용 구상 광 소자에 내장 된 , 고급 거울상 센싱 , 데이터 암호화 및 암호 해독 뿐만 아니라 광 정보 처리 . 새로운 결과가에 게시되었습니다.빛 : 과학 및 응용 . 키랄리티 (Kirvin)는 거울 이미지가 그 자체와 일치 할 수없는 기하학적 인 모습을 묘사하기 위해 켈빈 (Kelvin) 에 의해 처음 정의되었습니다 . 이 특성은 아미노산 과 뉴클레오티드 와 같은 작은 생체 분자에서부터 단백질이나 핵산과 같은 거대 분자, 심지어는 손과 발에 이르기까지 다양한 생물학적 물체에 편재되어 있습니다. 거울상 이성질체로 알려진 분자의 왼손잡이 및 오른 손잡이 버전 은 유사한 화학적 및 물리적 특성을 가질 수 있지만 다양한 응용 분야 에서 완전히 다른 생물학적 기능을 수행 할 수 있습니다 .

야누스 플라즈몬 나선형 나노 개구의 설계 및 제작 A 형 및 B 형 거울상 이성질체의 제조 된 3D 나선형 나노 개구의 정규화 된 이온 선량 분포 및 SEM 이미지. 사이드 뷰 이미지는 표면 법선에 대해 52 °의 시야각으로 캡처됩니다. 빨간색 파선 화살표는 그루브 깊이가 증가하는 방향을 나타냅니다. 눈금 막대는 왼쪽에서 오른쪽으로 200, 100 및 100 nm입니다. 크레딧 : 라이트 : 과학 및 응용 분야, doi : 10.1038 / s41377-019-0156-8

Circular dichroism (CD) spectroscopy 는 일반적으로 두 개의 거울상 이성질체 의 chiroptics 를 분석하는 데 사용 되지만, chiroptical 효과는 천연 물질에 극히 약합니다. 이 과제를 극복하기 위해, 과학자들은 키랄 분자의 CD 신호를 현저하게 증폭시키는 키랄 플라즈몬 구조 를 개발했다 . 이러한 목적 외에도, 이러한 구조는 소형 편광기 , 비선형 광학 장치 및 스핀 - 제어 광학 장치 와 같은 추가 응용 분야를 갖는다 . 헬리컬 플라즈몬 나노 구조는 원형 편광 (CPL)의 전계 벡터가 나선형 궤적을 따라갈 수 있기 때문에 중요합니다. 결과적으로, 나선형 나노 구조의 양립성이 CPL의 양립성과 일치 할 때 강한 가벼운 물질 상호 작용이 예상됩니다. 그러나, 실제적으로 그러한 나선형 나노 구조물을 제조하는 것은 어렵다. 재료 과학자들은 이전에 2 광자 직접 레이저 쓰기 를 사용하여 가시 광선 및 근적외선 스펙트럼에서의 응용 동안 마이크로 스케일에서 공간 분해능 한계를 갖는 3-D 플라즈몬 나선을 생산하는 전기 도금 단계를 수행했다. 유사하게, 집중된 전자 / 이온 빔 유도 증착 은 나선 구조를 나노 구조로 스케일링 할 수 있지만,이 방법은 대규모 생산을위한 속도가 부족했다. 결과적으로, 거대한 CD 신호를 갖는 플라즈몬 헤테로 나노 구조체를 편리하고 신속하게 제조하기 위해서는 고해상도 정렬 및 섬세한 조작을 갖는 리소그래피 설비가 현재 필요하다.

 

순방향에서의 3D Janus plasmonic 나선형 나노 구경의 광학적 성질 (a) 대응하는 CDTF 스펙트럼과 함께, 순방향으로의 다양한 입 / 출력 출력 조합에 대한 형태 A의 나선형 나노 구경 어레이의 시뮬레이션 된 투과 스펙트럼 및 (b) 측정 된 투과 스펙트럼. (c) 830 nm에서의 LP 입사광의 방위각 (α)의 함수로서 측정 된 투과 강도. (d) 순방향에서의 RCP (우회전 편광) 및 LCP (좌회전 편광)에서의 반사 스펙트럼 및 흡수 스펙트럼의 시뮬레이션 및 (e) 측정. (f) 일련의 캐스케이드 도파관 세그먼트 (WG n-1, WG n, WG n + 1, ..)로 간주 될 수있는 A 형 및 B 형의 3 차원 나선형 나노 개구 내부의 스핀 의존형 모드 결합 과정의 예 ). 원형 이색 모드 분포는 812 nm에서 도파관 세그먼트 WG n 내부에 제공됩니다. (g) 812 nm에서의 RCP 및 LCP 발생 하에서 A 형의 나선형 나노 구경의 출구 평면 위의 6 nm 전계 분포. h 812 nm에서의 RCP 및 LCP 발생 하에서 A 형의 나선형 나노 구경 내부의 광 전력 흐름 분포. 크레딧 : 라이트 : 과학 및 응용 분야, doi : 10.1038 / s41377-019-0156-8

현재 연구에서, Chen et al. 는 원호 모양의 구경을 가진 하나의 광학적으로 두꺼운 금 막에 3 차원 야누스 플라즈몬 나선형 나노 구덩이를 에칭했다. 기울기 그루브의 깊이를 기준으로 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 증가 된 키랄 나선형 나노 구경은 서로 거울 대칭 인 버전 "A"와 "B"의 두 가지 거울상 이성질체 형태로 존재합니다. 과학자들은 집속 된 이온빔 밀링 과정 에서 높은 양의 Ga + 이온을 적용하고 이온 빔의 초점과 난시를 섬세하게 조정하여 만족스러운 균일 성을 가진 3 차원 나선형 나노 구경 어레이를 형성했습니다. 연구진은 원형 편광 (CPL)이 골드 표면에 조사되고 실험 장치 내에서 실리카 기판으로부터 전달되었을 때, 순방향으로 3 차원 플라즈몬 헤라 닉 나노 구경의 chiroptical 특성을 연구했다. COMSOL Multiphysics로 수행 된 수치 시뮬레이션과 연구 결과는 서로 일치하였고, Chen et al. 실험상의 불일치를 FIB 시스템의 제작 결함으로 간주했다.

Janus 메타 표면을 이용한 방향 제어 편광 암호화 데이터 저장 (a) 방향 제어형 편광 암호화 데이터 저장을위한 Janus 메타 표면의 개략도. (허가와 함께 사용 된 사진 : Niels Henrik David Bohr (1885-1962) 덴마크 물리학 자, Quantum Theory, 물리학 노벨상 1922 / Universal History Archive / UIG / Bridgeman Images.) (b) 두 사람의 메타 표면 인코딩 과정 설명 특정 회전 각도를 갖는 나노 구경 거울상 이성질체. (c) 입사 편광 방향과 3 차원 나선형 나노 구경의 투과 축 사이의 각도 θ에 대한 Malus의 법칙을 따르는 역방향의 LP 광의 정규화 된 투과 강도. (d) 다양한 입사 분극을 위해 정방향 및 역방향으로 800 nm에서 Janus metasurface의 투과 이미지를 포착합니다. 스케일 바 : 10 μm. 크레딧 : 라이트 : 과학 및 응용 분야, doi : 10.1038 / s41377-019-0156-8

과학자들은 3 차원 나선형 나노 구멍을 일련의 캐스케이드 모양의 원 호형 도파관 세그먼트로 모델링하여 예상되는 광학적 키라 리티를 얻었다. CPL (circularly polarized light)의 굴절력이 그레디언트 그루브의 그것과 일치한다면, 들어오는 광학 파워는 그레디언트 그루브를 따라 개구 영역으로 수집되어 실험 장치에서 강한 투과율을 생성 할 수있다. Chen et al. 3 차원 Janus plasmonic 나선형 나노 구경의 광학적 특성을 역방향으로 결정 하였다. 이를 위해 실리카 기판에 빛을 조사하여 금 표면에서 빛을 투과시켜 거의 동일한 세기의 역방향을 얻었으며 그 결과 원형 편광 과 함께 거대한 선형 이색 성 ( 원 편광 이색 성 )이 나타났습니다 .

Janus metasurface의 광대역 성능. 이미지는 690, 745, 800, 845 및 890 nm에서 방향 및 편광의 적절한 조명 조건 하에서 캡처됩니다. 스케일 바 : 10 μm. 크레딧 : 라이트 : 과학 및 응용 분야, doi : 10.1038 / s41377-019-0156-8

이러한 결과에 근거하여, Chen et al. Janus metasurface 를 인코딩하여 RCP (right-handed circularly polarized) 조명 하에서 순방향으로 이진 QR (빠른 응답) 코드 이미지를 생성했습니다. 두 번째 단계에서는 직선 편광으로 회색조 이미지를 역방향으로 인코딩합니다. 그들은 물리학자인 Niels Bohr 의 Wikipedia 사이트를 연결하는 암호화 된 메시지를 암호 해독하고 연결하기 위해 오른쪽 방향의 빛을 순방향으로 비추고 QR 코드 이미지를 밝힐 때 정보를 동일한 Janus 메타 표면에 인코딩 할 수있었습니다 . Chen et al. Janus 메타 표면의 광대역 성능을 테스트하여 QR 코드 스캐너를 사용하여 690 nm, 최대 890 nm 범위의 QR 코드 이미지를 구별했습니다. 이러한 방식으로, Chen et al. 방향 전환 편광 감도 (directional-switched polarization sensitivity)를 사용하는 새로운 유형의 3 차원 자누스 플라즈몬 나노 구경을 소개했다. 그들은 1 단계 그레이 스케일 FIB 밀링을 사용하여 장치를 가공했습니다. 3D 헬리컬 나노 개구의 고유 한 광학 특성으로 방향 제어 된 광 편광을 사용하여 데이터를 암호화하고 해독 할 수있었습니다. 이 연구는 다기능 편광판, 고해상도 디스플레이 및 광학 정보 처리와 같은 차세대 응용 프로그램을 추가로 갖출 예정입니다.

추가 탐색 나선 사다리 고분자의 합성 자세한 정보 : Yang Chen et al. 편광 암호화 된 데이터 저장을위한 3 차원 야누스 플라즈몬 나선형 나노 개구, Light : Science & Applications (2019). DOI : 10.1038 / s41377-019-0156-8 윌리엄 톰슨 외. 볼티모어 강의 분자 역학 및 파동 이론,(2012). DOI : 10.1017 / CBO9780511694523 Shengyan Yang et al. 키랄 접힌 Metasurfaces, 나노 편지 (2019) 에서 스핀 - 선택적 전송 . DOI : 10.1021 / acs.nanolett.8b04521 저널 정보 : Light : Science & Applications , Nano Letters

https://phys.org/news/2019-06-polarization-encryption-based-storage-d-janus.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

 

 

.깊은 학습 다이빙 : 세포가 분열을 조절하는 법

에 의해 사우스 캐롤라이나 의과 대학 E2F3A (녹색) 및 E2F8 (적색)의 발현을 보이는 배아 마우스 장의 현미경 사진. 원자핵 세그멘테이션 마스크가 이미지 위에 중첩됩니다. 크레디트 : 이미지는 Maria C. Cuitiño와 Thierry Pecot이 생성 한 핵 세그멘테이션 마스크에 의해 획득되었습니다. 2019 년 6 월 6 일

조직 이미징 및 인공 지능을 결합, 사우스 캐롤라이나 의과 대학에서 홀 링스 암 센터의 연구진은의 2019년 5월 문제에 온라인으로 발표 본 연구에서는 세포 분열주기를 조절하는 방법을 더 깊이 탐색 할 셀 보고서 . Maria Cuitino, Ph.D.와 동료들은 다세포 생명체의 개발과 정상적인 유지 관리 중에 어떻게 세포 분열 이 조절 되는지에 대해 오랫동안 답을 찾지 못했지만 동물 모델을 사용하고 단백질 수준 을 측정 하고 이전에는 세포 배양 시스템에 의해 평가된다 . 연구 결과는 조기 암 진행의 핵심 단계 인 통제되지 않은 세포 분열과 관련된 초기 사건을 확인하기 시작했다. 과거의 연구에 따르면 어떤 분자가 세포 를 분열 시키거나 분열시키지 않을지를 밝혀 냈지만, 이것은 많은 과학적 결함을 남겼습니다. 시체는 복잡한 장기를 형성하기 위해 함께 모이는 여러 종류의 세포로 구성되어 있기 때문에 한 번에 전신을 연구하는 것은 매우 복잡 할 수 있지만 매우 흥미롭고도 놀랄 수 있다고 Hollings Cancer 센터 디렉터 및 해당 저자. 시험 관내 세포 배양 시스템 에서 개별 세포 를 관찰 한 이전의 연구는 세포 내부에서 진행되는 생물학에 대한 기본적인 대답을 제공했지만 모든 세포가 기관을 형성하기 위해 함께 작용할 때 발생하는 상호 작용을 놓쳤다. Leone과 그의 팀 연구 결과는 세포 배양 시스템에서 파생 된 이전 지식의 적어도 80 %를 확인하고 답변이 필요한 새로운 중요한 질문을 제시했습니다. "세포 분열에 대한"켜고 끄는 "스위치가 언제 어디서 표현되는지는 캔버스가없는 페인트를 사용하는 것과 같지 않습니다. 이제 우리는 캔버스가 있고, 따라서 세포 내에서 세포 내에서 어떻게 작용하는지에 대한 세포 컨텍스트가 있습니다."Leone 말한다. 5 년 프로젝트는 전사 인자 단백질 (E2F family)의 중요한 계열이 포유 동물 세포에서 발현되는시기와 장소를 조사했다. 포유류는 활성화 (on) 또는 억압 (off) 기능을 가진 적어도 9 개의 서로 다른 E2F 전사 인자를 가지고 있습니다. 기능하는 기관을 만들기 위해서는 세포 내의 모든 단위가 제대로 작동해야합니다. "우리의 DNA는 우리 세포의 기능 단위 인 다중 단백질을 만들기위한 코드를 제공한다. 전사는 DNA로부터 단백질을 만드는 최초의 생물학적 과정이며, 전사 인자는이 과정의 온 / 오프 스위치이다"라고 그는 설명했다.

Dr. Maria C. Cuitiño는 MUSC Hollings Cancer Center의 연구원입니다. 신용 : MUSC 홀 링스 암 센터

암은 세포가 통제되지 않은 방식으로 증식 할 때 발생하는 가장 흔한 질병 중 하나입니다. 암과 같은 질병 과정을 이해하려면 온 / 오프 스위치, 필사 인식 요소를 이해하는 것이 필수적입니다. 배양 된 세포 (또는 시험 관내)에서 세포 분열 조절을 연구하는 대신, 연구원은 전체 - 유기체 접근법을 사용했다. 이 연구에서 두 가지 주요 발견이 이루어졌습니다. 이 연구에서 가장 놀라운 발견은 동일한 E2F 단백질 군이 우리 몸의 모든 세포 유형과 기관에서 유사하게 작동하는 두 개의 모듈로 구성된다는 것입니다. "보편적 인 메커니즘이 우리 몸에 존재하는 세포 유형의 다양성에 관계없이 세포 분열을 조절하기 위해 진화 해왔다"고 그는 말한다. 두 번째 발견은 복잡한 조직의 단백질 분석에서 이러한 수준의 정밀도를 가능하게하는 도구의 개발이었습니다. 이 연구에서 개발 된 인공 도구에 중요한 것은 Hollings Cancer Center 연구원 인 Thierry Pecot, Ph.D. "모든 세포에서 전사 인자가 드물게 검출 될 수있는 도구를 개발하고 정량화하는 것은 임상 적으로나 생물학적으로 모두 관련이 있습니다."라고 Pecot은 말합니다. Leone 연구실은 인공 지능 의 힘을 이용하여 마우스 조직의 수많은 세포에서 전사 인자를 정량화했습니다. 깊은 학습 기반 도구가 이전에 의학 이미징에 사용되었지만 조직 / 기관 내의 현미경 이미지에서 개별 세포를 인식 할만큼 충분히 발전되지 않았습니다. 실험실에서 사용되는 기술은자가 운전용 자동차가 거리의 물체를 인식하고 개별 세포를 식별하는 것과 유사합니다. 종종 특정 생물학적 발견의 정확한 임상 관련성은 수십 년 동안 명확하지 않습니다. 현재이 그룹의 다른 논문과 최신 데이터는 암에서 E2F의 역할에 대한 암시를 보여줍니다. Leone 연구실은 세 가지 전사 인자 (E2F3A, E2F8, E2F4)가 함께 세포 분열을 조절하고 두 개의 다른 전사 인자가 결합하여 세포 분열을 막음을 밝혀 냈습니다. 이러한 발견은 이러한 복잡한 메커니즘을 이해하기위한 추가 연구의 기반을 제공합니다. 이 국립 보건 연구소는 아르헨티나, 프랑스, ​​중국 출신의 수석 저자들과 광범위한 교육 및 전문성을 갖춘 국제 연구원들에 의해 주도되었으며 많은 사고 과정과 결단을 허용했습니다. 그는 "포뮬라의 E2F 전사 인자 에 대한 포괄적 인 심층 연구에서 확실하고 세련된 연구가 더 많은 의문을 불러 일으키고 있다"고 덧붙였다. 이 연구는 향후 연구를위한 중요한 질문을 촉구합니다. 첨단 기술을 사용하여 "세포 분화를위한 온 / 오프 스위치 모듈이 손상되지 않은 생물체에서 언제 어디서 발현되는지 밝혀 냈습니다." 그러나 우리는 왜 여러 스위치가 켜져 있고 꺼져 있는지, 그리고 스위치에 중복 역할이 있는지 여부를 알지 못합니다. "

추가 탐색 연구는 세포 분열을 조절하는 '마스터 스위치'의 구조를 밝힙니다 자세한 정보 : Maria C. Cuitiño 외, Two Distinct E2F Transcriptional Modules 드라이브 세포주기 및 분화, 세포보고 (2019). DOI : 10.1016 / j.celrep.2019.05.004 저널 정보 : 셀 보고서 사우스 캐롤라이나 의과 대학에서 제공

https://phys.org/news/2019-06-deep-cells-division.html

 

 

.거대 분자의 직접 관찰

하여 막스 플랑크 협회 그림은 실험에 사용 된 고해상도 대물 렌즈의 예술적 견해를 보여주

는데, 이는 빨간 레이저 광선에 의해 형성된 광학 격자에서 원자의 단일 평면을보고 있습니다. 오른쪽 이미지는 Rydberg 분자가 누락 된 쌍의 원자 (빨간색)로 식별되는 재구성 된 격자 사이트 점령을 보여줍니다. 크레딧 : Christoph Hohmann (MCQST), 2019 년 6 월 6 일

막스 플랑크 양자 광학 연구소 (MPQ)의 물리학 자들은 거대한 이원자 분자를 형성하고 이후에 고해상도 대물 렌즈를 사용하여 광학적으로 검출한다. 서브 나노 미터 체제의 작은 크기의 통상적 인 이원자 분자는 그들의 성분의 직접적인 광학 분해를 방해한다. 임마누엘 블로흐 (Immanuel Bloch) 교수가 이끄는 MPQ의 Quantum Many Body Division의 물리학 자들은 고도로 흥분하는 원자 쌍을 1 마이크로 미터의 거리에서 묶을 수있었습니다. 거대한 결합 길이 - 대장균 박테리아 와 같은 작은 생물학적 세포에 필적하는 -은 결합 된 원자를 직접 광학적으로 분해함으로써 밑에있는 결합 구조에 대한 현미경 연구를 가능하게합니다. 작은 크기와 모든 전자의 상호 작용은 매우 상세하게 분자 결합을 실험적으로 그리고 이론적으로 연구하는 것을 매우 복잡하게 만든다. 화학 결합의 기본적인 빌딩 블록 인 원자의 단순한 구조조차도 분석적으로 계산 될 수 없다. 주기율표의 첫 번째이자 가장 단순한 원소 인 수소 원자 하나만이 단일 양성자와 단일 전자로만 구성되며 정확하게 계산 될 수 있습니다. 원자에서 분자로의 전환은 어려움을 훨씬 더 증가시킵니다. 우리 행성의 거의 모든 원자가 분자로 묶여 있기 때문에 분자 결합 구조를 인식하는 것이 우리 환경의 물질적 특성을 이해하는 데 필수적입니다. 높은 흥분 상태 에있는 단일 전자를 가진 원자, 소위 Rydberg 원자는 수소 원자의 단순한 구조를 단일의 여기 된 전자가 핵과 다른 전자들로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 더 복잡한 원자들로 이동시킨다. 더욱이 Rydberg 원자는 마이크론 거리에서도 측정 할 수있는 강한 상호 작용으로 인해 최근 몇 년 동안 많은 관심을 받았으며 이미 양자 시뮬레이션 및 양자 계산 분야에서 사용되고 있습니다. 임마누엘 블로흐 (Immanuel Bloch)와 크리스티안 그로스 (Christian Groß) 팀은 레이저 빛을 이용하여 두 개의 리드베르그 (Rydberg) 원자를 묶기 위해이 상호 작용을 사용할 수 있습니다. "Rydberg 원자의 비교적 단순한 이론으로 인해, 분자의 분광적으로 분해 된 진동 상태는 이론적으로 계산 된 에너지 수준과 정량적으로 일치하며, 큰 크기는 결합 길이와 방향에 대한 직접적인 미세 접근을 허용한다. 흥분한 분자 "라고 Simon Hollerith 박사는 말합니다. 학생 및 첫 번째 저자. 실험에서 물리학 자들은 0.53 μm의 원자 거리를 가진 2 차원 원자 배열로 시작했다. 배열의 모든 위치는 처음에는 정확히 하나의 원자로 채워졌다. 기저 상태의 원자 기둥을 초기 상태로 고정시키는 광학 격자는 간섭하는 레이저 광선에 의해 생성되었다. 관련 분자가 격자에서 튀어 나와 있기 때문에, 분자 여기는이 작업의 경우 격자 대각선의 거리에 해당하는 결합 길이로 분리 된 두 개의 빈 격자 사이트로 연결됩니다. 여기 펄스 후에, 격자의 잔류 원자 점령은 고해상도 대물 렌즈로 측정되었고, 분자는 상관 빈 공간으로 확인되었다. 이 현미경 검출 방법을 사용하여, 물리학 자들은 추가로 여기 된상이한 분자 공진을위한 분자 는 여기 광의 편광과 관련하여 평행 정렬과 수직 정렬 사이에서 교번했다. 그 이유는 분자의 진동 자유도뿐만 아니라 전자 구조를 기반으로 한 간섭 효과이기도하며, 이론적 인 기대에 의해 예측되기도합니다. 앞으로 MPQ의 팀은 양자 물리 시스템의 양자 시뮬레이션을 위해 새로운 분자 공명을 사용할 계획이다. 2 개의 Rydberg 원자 의 결합 상태 는 결합 길이의 거리에서 큰 상호 작용 강도를 설계하는 데 사용될 수 있습니다.

추가 탐색 연구원은 Bose 가스에 Rydberg 폴라 론의 생성을보고합니다 자세한 정보 : Simon Hollerith 외. Rydberg macrodimers의 양자 가스 현미경, Science (2019). DOI : 10.1126 / science.aaw4150 저널 정보 : Science 제공자 막스 플랑크 협회

https://phys.org/news/2019-06-giant-molecules.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