물리학 자들은 물질의 단계 파악을위한 새로운 도구 개발
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Nicolas de Angelis - Voyage
.물리학 자들은 물질의 단계 파악을위한 새로운 도구 개발
토픽 : 물질 물리 토폴로지 예일 대학 으로 짐 쉘튼, 예일 대학 2019년 6월 19일 물질의 단계 파악을위한 새로운 도구 (© stock.adobe.com)
당신이 물리 학자가 아니더라도, 문제의 단계는 ... 정말로 중요합니다. 그것들은 빙산에서 오존에 이르기까지 우주의 모든 "물질"에 의해 취해진 뚜렷한 물리적 형태이며, 현재 예일 대학의 과학자들은 그 중 일부를 분류하는 더 정확한 방법을 개발했습니다. 이 연구 결과 는 Physical Review Letters 저널에 실린 최근 연구 와 Physical Review B에 발표 된 후속 연구 에서 나타납니다 . 물질의 기본 단계 - 고체, 액체 및 기체 -는 잘 알려져 있습니다. 그러나 물질이 차가워 지거나 극한의 온도로 가열 될 때 나타나는 것들을 포함하여 많은 다른 단계들이 있습니다. 예를 들어 극한의 열은 물질의 개별 원자를 분해하여 플라즈마 단계를 만들 수 있습니다. 다른 한편, 극심한 감기는 거의 절대 0에 이르기까지 입자가 완전히 새로운 방식으로 상호 작용하는 양자 단계의 배열을 유발합니다. 이러한 단계의 복잡성을 이해하면 양자 컴퓨팅 및 재료 과학 분야의 획기적인 발전을 이끌 수 있습니다. 실제로 이러한 단계 중 일부는 양자 정보를 저장할 양자 하드 드라이브로 사용될 수 있습니다. 이것이 과학자들이 특성화하고 분류하는 새로운 접근법을 적극적으로 찾고있는 이유입니다. 10 년 전 Caltech 물리학자인 Alexei Kitaev와 John Preskill, 그리고 MIT의 Xiao-Gang Wen과 Michael Levin이 동시에 위상 위상이 얽혀 있는지 여부를 확인하기위한 새로운 진단 도구 인 topological entanglement entropy를 개척했습니다. 토폴로지는 단순히 도넛 모양을 변형하여 도넛 형 모양을 커피 컵 모양으로 만들 수있는 이유를 설명합니다. 토폴로지 상 말하면, 커피 컵은 도넛과 동일합니다. 둘 다 하나의 구멍이 있기 때문입니다. 토폴로지는 토폴로지 위상의 견고한 속성이 매우 섬세하고 예측 불가능한 양자 물리학 세계 내에서 안정성 측정을 설정하기 때문에 양자 연구에서 특히 중요합니다. 매끄러운 변형에서 구멍의 수가 변하지 않는 도넛 형 예제와 마찬가지로 토폴로지는 위상 위상에서 양자 얽힘의 패턴으로 나타납니다. 위상 얽힘 엔트로피의 원리는 그러한 패턴을 감지 할 수 있습니다. 물리학 자 멩 쳉 (Meng Cheng)이 이끄는 예일 (Yale) 연구팀은 잘못된 결과를 초래할 수있는 원리상의 불일치를 발견했다. 팀에는 대학원생 인 Arpit Dua와 박사후 과정 동료 인 Dominic Williamson이 포함되었습니다. "이 기본 원칙은 토폴로지 위상에 관한 문헌에서 광범위하게 사용되었습니다."라고 Dua는 말했습니다. Dua는 문제의 단계에서 부분적으로 숨겨진 문자열 숨겨진 순서의 특정 종류라고 말했다. 연구자들의 첫 번째 연구는 불일치를 지적하고 그것이 발생하는 이유를 설명하며 오류를 바로 잡는 방법을 제시함으로써 원리를보다 정확하게 만듭니다. 두 번째 연구에서, 연구자들은 불일치가 발생하는 중요한 단계의 단계, 양자 하드 드라이브를 만드는 데 사용될 수있는 단계를 살펴 봅니다. 연구자들은 위상을 얽히게 만드는 엔트로피에 영향을 미치는 숨겨진 문자열 순서의 존재에 견딜 수있는 양인이 단계를 분류하는 데 사용할 수있는 양에 대해 논의합니다. "토폴로지 단계는 중요한 단계의 문제를 나타냅니다."라고 Dua가 말했습니다. "진단 및 진단 방법에 대한 연구와 방법이 중요하며 적절한 진단 도구를 찾는 것이 중요합니다."
https://scitechdaily.com/physicists-develop-new-tool-for-identifying-phases-of-matter/
.유전자 기능을 결정하는 것은 삶의 과정을 이해하는 데 도움이 될 것입니다
에 의해 켄트의 대학 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 7 월 15 일
켄트 대학 (University of Kent)의 과학자들은 삶의 과정에 대한 우리의 이해에 중요한 영향을 줄 수있는 획기적인 유전자 기능 결정 방법을 개발했다. 대학의 생명 과학 대학 (University of Biosciences)의 팀은 지금까지 알려지지 않은 기능을 가진 유전자에 기능을 할당 할 수있는 새로운 컴퓨터 접근법을 개발했습니다 . 생명의 기본 특징과 요구 사항에 대한 이해를 높이기위한 한 가지 접근법은 최소한의 게놈, 즉 생명을 가능하게하는 유전자의 수가 가장 적은 생물체를 생성하는 것입니다. Mark Wass 교수, Martin Michaelis 교수와 Magdalena Antczak 교수는 영양이 풍부한 환경에서 재배되는 박테리아 (Mycoplasma mycoides)를 기반으로 지금까지 생성 된 가장 작은 게놈을 가진 유기체를 연구했습니다. 그것은 473 개의 유전자를 포함하고 있으며, 그 중 1/3 (149 개)은 기능이 알려지지 않았기 때문에 생명이 어떻게 작용하는지에 대한 현재의 이해의 한계를 보여줍니다. 켄트 연구원 은 기능이 알려지지 않은 유전자 66 개에 기능을 할당 할 수 있는 새로운 계산 방법 을 개발했습니다 . 그들은 많은 인코딩 된 기능이 세포 내외로 물질 전달에 역할을한다는 것을 발견했습니다. Wass 박사는 "이것은 영양이 풍부한 환경에서 최소한의 게놈을 가진 유기체의 요구 사항을 반영한 것 같다. 영양이 풍부하다면 대사 기능을 수행하는 많은 유전자가 필요하지 않지만 세포 내로 영양분을 전달하고 세포 밖의 (독성) 대사 산물을 배출시키는 운반자가 중요해진다. 이것은 최소 하나의 게놈이 존재하지 않지만 최소한의 게놈의 특성은 항상 환경에 의해 형성된다는 것을 의미합니다. 결과적으로, 최소한의 게놈은 모든 형태의 생명체에 필수 불가결 한 필수 유전자 세트와 특정 환경 에서 생명을 가능하게하는 촉진 유전자의 두 번째 세트로 구성 됩니다 . 연구팀은 그들의 발견이 생명 의 근본적인 과정에 대한 이해를 증진시키는 필수 및 촉진자 유전자 세트의 확인에 대한보다 집중적 인 연구로 나아가 야한다고 말했다 . 추가 탐색 DNA가 제거 된 미생물은 생명의 비밀을 암시 할 수 있습니다.
추가 정보 : M.Wass, M. Michaelis 및 M. Antczak, 환경 조건은 최소한의 박테리아 게놈의 본질을 형성합니다. Nature Communications DOI : 10.1038 / s41467-019-10837-2 저널 정보 : Nature Communications 제공 : 켄트 대학교
https://phys.org/news/2019-07-gene-function-life.html
.허블 망원경, 신비한 블랙홀 디스크 발견
토픽 : 천문학 블랙홀 허블 우주 망원경 이미지 으로 베다니 다우 너, 허블 우주 망원경 2019년 7월 14일 허블, 신비한 블랙 홀 디스크 발견 아티스트는 나선형 은하 NGC 3147의 심장부에 초대 질량의 블랙홀을 돌고있는 물질의 얇은 원판에 대한 인상을 1 억 3 천만 광년 떨어진 곳에두고 있습니다. 크레디트 : ESA / Hubble, M. Kornmesser NASA의 / ESA
허블 우주 망원경을 이용하여 천문학 자들은 초대형 둘러싸는 재료의 예상치 못한 얇은 디스크 관찰 블랙홀 억 3 천만 광년 떨어져 NGC 3147 은하 나선의 마음을. 낮은 광도의 활성 은하계에서 블랙 홀 디스크가 존재한다는 것은 천문학 자들이 놀랐다. NGC 3147과 같은 특정 유형의 은하계에있는 블랙홀은 정기적으로 그들을 먹이기에 불충분하게 중력을 포착 한 물질이 있기 때문에 굶주리는 것으로 간주됩니다. 따라서 매우 활동적인 은하계에서 발견되는 훨씬 더 큰 디스크를 모방 한 굶주린 블랙홀을 둘러싸고있는 얇은 원반이 있다는 것은 당황 스럽다. 허블, 신비한 블랙홀 발견
1 억 3 천만 광년 떨어져있는 나선형 은하 NGC 3147의 심장부에 초대형 블랙홀을 돌고있는 독특한 얇은 디스크 재료에 대한 작가의 인상에 대한 하향식보기. 크레디트 : ESA / Hubble, M. Kornmesser
특히 흥미로운 사실은 블랙홀을 돌고있는이 원판이 알버트 아인슈타인의 상대성 이론을 시험 할 수있는 독특한 기회를 제공한다는 것입니다. 이 디스크는 블랙홀의 강렬한 중력장에 깊숙이 박혀있어서 가스 디스크의 빛이 바뀌어이 이론에 따라 천문학 자들에게 블랙홀에 가까운 다이나믹 한 과정을 볼 수 있습니다. ESA, STScI 및 Johns Hopkins University의 AURA 팀원 인 Marco Chiaberge는 "우리는 이처럼 명확성이있는 가시 광선에서 일반적인 상대성 및 특수 상대성 이론의 영향을 본 적이 없습니다. Galaxy NGC 3147
이 나선 은하의 모양과 구조는이 관점 덕분에 분명히 볼 수 있습니다. 은하 NGC 3147 은하는 약 1 억 3 천만 광년 떨어진 비교적 가까운 거리에 있으며 Draco (The Dragon)의 별자리에서 발견 할 수 있습니다. 크레디트 : ESA / Hubble & NASA, A. Riess et al.
디스크의 재질은 허블에 의해 블랙홀 주변에서 빛의 속도의 10 % 이상에서 빙빙 돌아 다니는 것으로 측정되었습니다. 그런 극단적 인 속도에서, 가스는 한쪽면에서 지구를 향해 이동할 때 밝아지는 것처럼 보이고, 다른 쪽면에서는 지구에서 멀어 질수록 어두워집니다. 이 효과는 상대 론적 광선으로 알려져 있습니다. 허블의 관측에 따르면 가스는 중력 우물 속에 너무 깊숙이 박혀있어 빛이 도망 가기 위해 고생하고 있으므로 더 붉게 보이는 파장으로 펼쳐져 보인다. 블랙홀의 질량은 태양의 약 2 억 5 천만 배입니다. "이것은 블랙홀에 매우 가까운 원반에서의 흥미로운 엿보기이므로, 빛의 광자를 보는 방법에 속도와 중력의 세기가 영향을 미친다."연구의 첫 번째 저자 인 Università의 Stefano Bianchi는 설명했다. 로마 이탈리아에서 Treli Studi degre Tre.
https://youtu.be/KfQZsou8JgQ
아티스트는 나선형 은하 NGC 3147의 심장부에 초대 질량의 블랙홀을 돌고있는 물질의 얇은 원판에 대한 인상을 1 억 3 천만 광년 떨어진 곳에두고 있습니다. 크레디트 : ESA / Hubble, M. Kornmesser
연구진은 Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) 장비를 사용하여이 디스크 깊숙히 소용돌이 치는 문제를 연구했습니다. 이 진단 도구는 물체의 빛을 여러 개별 파장으로 나누어 물체의 속도, 온도 및 기타 특성을 매우 정확하게 결정합니다. STIS는 블랙홀 주변의 저조도 영역을 효과적으로 관찰하여 은하계의 빛을 차단했습니다. 천문학 자들은 처음에는 낮은 광도의 활성 은하에 대한 인정 된 모델, 즉 영양 실조가 된 블랙홀을 입증하기 위해이 은하를 선택했습니다. 이 모델은 충분한 양의 가스가 블랙홀의 강한 중력에 의해 갇히고 연속적으로 많은 양의 빛을 방출하고 퀘이사 (quasar)라고 불리는 화려한 비콘을 생성 할 때 재료의 디스크가 형성 될 것이라고 예측합니다.
https://youtu.be/wW8NfQEGxQo
1 억 3 천만 광년 떨어져있는 나선형 은하 NGC 3147의 심장부에 초대형 블랙홀을 돌고있는 독특한 얇은 디스크 재료에 대한 작가의 인상에 대한 하향식보기. 크레디트 : ESA / Hubble, M. Kornmesser
"우리가 볼 수있는 디스크 유형은 우리가 존재할 것으로 기대하지 않았던 축소 된 퀘이사입니다."라고 Bianchi는 설명했습니다. "이것은 1000 또는 심지어 100000 배 더 많은 빛을내는 물체에서 볼 수있는 것과 동일한 종류의 디스크입니다. 매우 희미한 활동 은하에 대한 현재 모델의 예측은 분명히 실패했습니다. " 팀은 허블을 사용하여 비슷한 활성 은하에서 낮은 광도의 블랙홀 주위에 다른 매우 컴팩트 디스크를 사냥하기를 희망합니다. 간행물 : Stefano Bianchi, et al., "HST는 후보 진정한 유형 2 NGC 3147에서 경미한 상대 론적 광대역 영역을 발표했다."MNRAS, 2019; doi : 10.1093 / mnrasl / slz080
https://scitechdaily.com/hubble-telescope-discovers-mysterious-black-hole-disc/
.천문학 자들은 젊은 클러스터 VVV CL074에서 새로운 거대한 별을 탐지합니다
Tomasz Nowakowski, Phys.org VVV 조사에서 얻은 VVV CL074의 K 밴드 이미지. 관측 된 필드 (사각형)와 별 식별자가 오버 플로트됩니다. 같은 색의 사각형은 같은 관찰 블록에 해당합니다. 관찰 된 필드의 크기는 8 "이며 예상 클러스터 거리 (10.2 kpc)에서 약 0.4 pc의 직선 거리에 해당합니다. 이미지 크레디트 : Martins et al., 2019. 2019 년 7 월 15 일 보고서
ESO의 VLT (Very Large Telescope)를 사용하여 천문학 자의 국제 팀은 젊은 클러스터 인 VVV CL074에서 거대한 별을 조사했습니다. 관측 결과 25 개의 별에 대한 기본적인 성질이 드러났으며 그 중 19 개의 성운이 처음 발견되었습니다. 이 발견은 arXiv.org에서 7 월 4 일자로 발표 된 논문에서 발표되었습니다. 거대한 별은 초기 질량에 따라 다양한 유형의 대상으로 진화합니다. 그러나 거대한 별들의 진화가 여전히 완전히 제한되지는 않았기 때문에이 과정의 많은 부분은 알려지지 않았다. 이러한 불확실성을 해결하는 데 도움이 될 수있는 방법 중 하나는 다양한 거대한 별 무리를 호스팅하는 젊고 거대한 클러스터를 연구하는 것입니다. 따라서 프랑스 몽펠리에 대학의 Fabrice Martins이 이끄는 천문학 자 그룹은 VVV CL074로 알려진 대규모의 젊은 클러스터에 대한 관찰을 수행했습니다. 이 목적을 위해 그들은 VLT의 근적외선 (SINFONI) 기기에서 인트로 필드 관찰을 위해 스펙트로 그래프를 사용했습니다. "현재의 논문에서는 젊은 거대 클러스터 인 VVV CL074의 새로운 분광 관측에 대해 설명합니다. 적분장 분광법을 사용하여 가장 밝은 멤버의 분광 특성을 분석하고 새로운 OB 및 WR [울프 - 레이켓] 별을 식별합니다."천문학 자 논문에 썼다. 일반적으로 팀은 VVV CL074의 25 개의 거대한 별의 K- 밴드 스펙트럼에서 수소, 헬륨 및 때때로 탄소와 질소 라인의 존재를 조사했습니다. 결과는 19 개의 연구 대상물이 새롭게 발견 된 별이라는 것을 보여줍니다. 새로 발견 된 15 개의 별은 클러스터의 구성원 일 가능성이 가장 높으며 나머지 4 개는 전경 별로 분류됩니다. 연구 대상 25 개 샘플에서 3 개가 WR 별, 나머지는 O 및 B 별인 것으로 밝혀졌습니다. 이 별들 외에, 천문학 자들은 추가로 강한 일산화탄소 흡수를 나타내는 스펙트럼을 가진 21 개의 물체를 확인했다. 이 연구에 따르면, VVV CL074까지의 거리는 약 33,000 광년으로 계산되어 현재까지 확인 된 가장 먼 거대한 클러스터 중 하나입니다. 천문학 자들은 표본의 대부분의 별이 3 ~ 6 백만 년 사이라고 추정합니다. 그들은 또한 두 개의 WR 별 (WN8과 WC9로 표시)의 초기 질량이 40 ~ 60 태양 질량 사이에있는 것으로 나타났습니다 . 그 결과를 은하계의 다른 유사한 성단의 성질과 비교함으로써, 연구자들은 거대한 별 들의 진화론 적 경로에 대한 우리의 이해를 향상시킬 수있는 최종 결론을 이끌어 냈다 . " 은하 의 중심 클러스터 는 VVV CL074보다 오래되었고, WR 인구는 VVV CL074의 WR 별의 전구체에 비해 낮은 초기 질량을 갖는 별에서 유래한다 .WN8 및 WC9 별은 두 클러스터에 모두 존재한다. 유형은 초기 질량의 범위로 별이 진화하는 과정에서 발생한다 "고 결론 지었다. 추가 탐색 천문학 자들은 130 개의 짧은 변하기 쉬운 별을 탐지합니다.
더 자세한 정보 : F. Martins 외, 젊은 성단 VVV CL074 arXiv : 1907.02357의 거대한 별
https://phys.org/news/2019-07-astronomers-massive-stars-young-cluster.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
.원자 수준의 세부 사항에서 캡처 한 DNA 복제 기계
에 의해 세인트 주드 아동 연구 병원 이중 나선 구조를 갖는 DNA는 많은 유전 적 변이와 변이를 가질 수있다. 크레디트 : NIH
2019 년 7 월 15 일) 생명은 이중 나선 DNA 풀림과 세포 분열을 위해 복사 할 수있는 단일 가닥 분리로 달려있다. 세인트 주드 어린이 연구 병원 (St. Jude Children 's Research Hospital) 과학자들은 원자 분해능으로 그 과정을 주도하는 기계 구조를 결정했습니다. 이 연구는 Nature Communications 지에 오늘 게재 됩니다. 이 과정은 또한 연구의 선임 연구원이 생물학의 가장 큰 신비 중 하나 인 복제 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다 . 복제 과정 을 시작하기 위해 이중 가닥 DNA가 어떻게 단일 가닥으로 분리되는지 . " 이 연구에서 결정 구조 를 기반으로 우리는 회전 메커니즘이 DNA 복제를 시작하는 변형을 일으킨다 고 제안한다"고 St Jude 구조 생물학 부교수 인 Eric Enemark 박사는 말했다. 세포가 분열 하기 전에 복제라는 과정에서 DNA를 정확하게 복제해야합니다. 이 연구는 중심 염색체 역할을하는 미니 염색체 유지 또는 MCM 복합체라고 불리는 링 모양의 효소에 초점을 맞추었다. DNA 복제 중에 MCM 복합체는 이중 가닥 DNA가 단일 가닥으로 분리되는 포크에 위치합니다. 그 가닥들은 새로운 DNA 분자를 만들기 위해 복사됩니다. Enemark와 그의 동료들은 단일 가닥 DNA 및 복제를 촉진시키는 분자에 결합 된 MCM 복합체의 첫 번째 원자 분해능 이미지를 제작했습니다. 이미지는 MCM 복합체와 단일 가닥 DNA의 방향을 포함하여 주요 구조 세부 정보를 캡처했습니다. 이 요소들은 MCM 복합체를 통해 단일 가닥의 DNA를 끌어 당겨 DNA를 푸는 풀리 시스템과 같은 과정이 어떻게 작용 하는지를 설명했습니다. 같은 메커니즘이 DNA 복제가 시작되는 방법을 설명 할 수도 있다고 Enemark는 말했다. 세포 분열 이전에, 이중 가닥 DNA는 2 개의 분리 된 MCM 복합 효소에 의해 둘러 쌓여있다. 연구진은 복제 기계의 새로 결정된 구조에 기초하여 MCM 복합체가 다른 방향으로 움직이기 시작하여 이중 가닥 DNA가 단일 가닥으로 분리되도록 제안했다. "이 단일 이벤트는 세포 분열 의 중심 에 있으며 가장 유선형의 형태로 생명의 정수를 제시합니다."
추가 탐색 단일 분자 DNA 복제의 영상 이미징 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 세인트 주드 아동 연구 병원
https://phys.org/news/2019-07-dna-replication-machinery-captured-atom-level.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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