과학자들은 분자의 '지시 된 진화'에 대한 빠른 방법을 고안한다
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Frida Boccara - Il N'y A Pas De Fumée Sans Feu
.과학자들은 분자의 '지시 된 진화'에 대한 빠른 방법을 고안한다
에 의해 노스 캐롤라이나 건강 관리의 대학 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 7 월 4 일
UNC 의과 대학 과학자들은 과학적 도구의 빠른 개발과 많은 질병에 대한 새로운 치료법을위한 강력하고 새로운 "지시 된 진화"기술을 만들었습니다. 세포 에서 돌파구가보고 된 과학자들은 수 일 만에 정확한 새로운 작업을 수행하기 위해 여러 단백질을 진화시켜 기술을 시연했다. 지시 된 진화의 기존 방법은 더 힘들고 시간 소모적이며, 일반적으로 박테리아 세포에 적용되며 , 인간 세포에서 사용하기 위해 진화하는 단백질에 대한이 기술의 유용성을 제한합니다. 연출 된 진화는 사실상 진화 과정의 인위적이고 빠른 버전입니다. 아이디어는 진화 과정을 하나의 DNA 서열에 집중시켜 특정 작업을 수행하는 것입니다. 직접 진화는 원칙적으로 질병을 막고 부작용이 거의 없거나 전혀 없도록 강력하게 작동하는 새로운 치료제를 만드는 데 사용될 수 있습니다. 지시 된 진화에 관한 획기적인 과학 연구는 2018 년 노벨 화학상을 수상했습니다. "우리가 개발 한 것은 포유 동물 세포에서의 직접적인 진화를위한 가장 강력한 시스템이다."라고 유엔 학교의 약리학과 박사후 연구원 인 Justin English 박사는 말했다. "과학 공동체는 오랫동안 이와 같은 도구가 필요했습니다."라고 UNC 의과 대학 약리학 교수 인 마이클 후커 (Michael Hooker) 저명한 교수 인 Bryan L. Roth 박사는 말했다. "우리는 우리의 기술이 연구를 가속화하고 궁극적으로 우리가 더 나은 치료법을 필요로하는 많은 질병으로 고통받는 사람들을위한 더 나은 치료법으로 이끌 것"이라고 말했다. 지시 된 진화의 넓은 개념은 새로운 것이 아닙니다. 연구자들은 수세기 동안 큰 과일을 가진 작물 품종과 같은 원하는 특성을 가진 동식물의 변종을 선별하고 육종하는 데이 기술을 적용 해왔다. 최근 수십 년 동안의 생물 학자들은 실험실에서 분자 수준의 지시 된 진화를 사용했다. 예를 들어, 원하는 특성을 가진 변형이 나타날 때까지 무작위로 유전자를 돌연변이시키는 것이다. 그러나 전반적으로, 생물학적 분자에 대한 직접적인 진화 방법은 사용하기가 어려웠고 적용 분야가 제한되어있었습니다. Roth, English 및 동료가 개발 한 새로운 방법은 비교적 빠르고 쉽고 다양합니다. 그것은 변형 될 유전자의 운반체로서 Sindbis 바이러스를 사용합니다. 유전 적화물을 지닌 바이러스는 배양 접시에서 세포를 감염시킬 수 있으며 매우 빠르게 돌연변이를 일으킬 수 있습니다. 연구진은 번식 할 유일한 돌연변이 유전자가 특정 수용체 활성화 또는 특정 유전자의 전환과 같이 세포 내에서 원하는 기능을 수행 할 수있는 단백질을 암호화하는 유전자가되도록 조건을 설정했다. 이 시스템은 포유 동물 세포 에서 작동하기 때문에 기존의 박테리아 세포 기반 방법으로 생성하는 것이 부담 스럽거나 불가능한 새로운 인간, 마우스 또는 다른 포유류 단백질을 진화시키는 데 사용될 수 있습니다. 영국인과 그의 동료들은 Viral Evolution of Genetically Actuating Sequences에 새로운 시스템 인 "VEGAS"를 부릅니다. 초기 시연에서 Roth의 실험실은 유전자를 활성화하는 스위치로 작동하며 생물학 실험에 사용되는 표준 도구 인 테트라 사이클린 트랜스 액티브 (tTA)라는 단백질을 변형했습니다. 일반적으로 tTA는 항생제 테트라시 클린이나 밀접하게 관련된 doxycycline을 만나면 작동을 멈추지 만, 연구진은 매우 높은 수준의 doxycycline에도 불구하고 tTA가 계속 작동 할 수 있도록하는 22 가지 돌연변이로 새로운 버전을 발전 시켰습니다. 그 과정은 7 일 만에 끝났다. "얼마나 효과적인지 알아 내기 위해서는 테트라 사이클린 트랜스 액티브 레이터에 적용된 이전에보고 된 포유류 유도 진화 방법이 독시사이클린에 대해서 부분적으로 무감각 한 단지 두 번의 돌연변이를 산출하는 데 4 개월이 걸린 것을 고려해야한다"고 영어가 말했다. 과학자들은 다음에 VEGAS를 G 단백질 결합 수용체 (G protein-coupled-receptor, GPCR)라고 불리는 일반적인 수용체 유형에 적용했다. 인간 세포 에는 수백 가지의 다른 GPCR이 존재 하며, 다양한 종류의 질병을 치료하기 위해 현대 의약품의 표적이되는 것들이 많습니다. 특정 GPCR이 비활성 상태에서 활성 상태로 바뀔 때 정확한 GPCR이 어떻게 바뀌는지를보다 정밀한 치료법을 연구하는 연구자들에게 큰 관심을 갖습니다. 영어와 동료 연구원들은 MRGPRX2 라 불리는 연구 된 GPCR을 신속하게 돌연변이시켜 항상 활성 상태를 유지할 수 있도록 VEGAS를 사용했습니다. "이 급속한 진화 과정에서 일어난 돌연변이를 확인하는 것은 활성 상태 로의 전이에 관여하는 수용체 단백질의 핵심 영역을 처음으로 이해하는 데 도움이됩니다 . 마지막 시범에서 팀은 VEGAS가 약물 개발을보다 직접적으로 이끌어 낼 잠재력을 보여주었습니다. 그들은 VEGAS를 사용 하여 뇌 세포 에서 발견 되고 많은 정신병 약물에 의해 표적화되는 세로토닌과 도파민 수용체를 비롯한 다양한 GPCR을 활성화 할 수있는 나노 바디라는 작은 생물 분자 를 빠르게 진화 시켰다 . 이 팀은 현재 유전자 질병 치료를위한 고효율 유전자 편집 도구를 개발하고 암 유발 유전자를 중화시킬 수있는 나노 바디를 설계하기 위해 VEGAS를 사용하고 있습니다.
추가 탐색 직접적인 진화는 식물에 온다. 저널 정보 : 세포 에 의해 제공 노스 캐롤라이나 건강 관리의 대학
https://phys.org/news/2019-07-scientists-fast-method-evolution-molecules.html
.휴대용 편광 감지 카메라는 머신 비전, 자율 주행 차량, 보안 등에서 사용될 수 있습니다
에 의한 엔지니어링 및 응용 과학의 하버드 존 A. 폴슨 학교 카메라의 메타 표면은 편광을 기반으로 빛을 지시하기 위해 서브 파장 간격의 나노 기둥 어레이를 사용합니다. 빛은 이미지 센서의 네 사분면에 네 개의 이미지를 형성합니다. 이미지 센서의 각 사분면은 양극화의 다른 측면을 나타냅니다. 이를 종합하면 모든 픽셀에서 양극화의 전체 스냅 샷을 제공합니다. 신용 : 노아 루빈 / 하버드 대륙, 2019 년 7 월 4 일
뉴욕 타임즈는 1935 년에 테크니 컬러 (Technicolor)의 첨단 3 색 프로세스로 만든 최초의 장편 영화가 1935 년에 초연되었을 때 "관람객 모두가 최고에 서서 흥분을 자아 내고 ... 이상하고 아름답게 보임 그리고 예기치 않은 새로운 세계. " Technicolor는 영원히 카메라와 사람이 주변 세계를보고 경험 한 방식을 바 꾸었습니다. 오늘날에는 새로운 절벽이 있습니다.이 절벽은 양극화 된 세계를 보여줍니다. 빛이 진동 하는 방향 인 양극화 는 인간의 눈에는 보이지 않지만 (일부 새우와 곤충에서 볼 수 있음) 그러나 상호 작용하는 대상에 대한 많은 정보를 제공합니다. 편광 조명을 보는 카메라는 현재 재료 스트레스를 감지 하고, 물체 감지를 위한 대비를 향상 시키며, 흠집이나 흠집에 대한 표면 품질을 분석 하는 데 사용됩니다 . 그러나 초기 컬러 카메라와 마찬가지로 현재 세대의 편광 감지 카메라는 부피가 커집니다. 또한 부품을 움직이는 데 의존하고 비용이 많이 들고 잠재적 인 적용 범위를 심각하게 제한합니다. 이제 Harvard John A. Paulson 공학 및 응용 과학 학교 (SEAS)의 연구원은 단일 촬영으로 양극화를 이미지화 할 수있는 매우 컴팩트 한 휴대용 카메라를 개발했습니다. 엄지 손가락만한 크기의 소형 카메라는 자율 주행 차량, 탑재 된 비행기 또는 인공위성의 비전 시스템에서 대기 화학을 연구하거나 위장 된 물체를 감지하는 데 사용할 장소를 찾을 수 있습니다.
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/camerabrings.mp4
빛이 진동하는 방향 인 편광은 사람의 눈에는 보이지 않지만 상호 작용하는 대상에 대한 많은 정보를 제공합니다. 예를 들어 편광 된 빛은이 플라스틱 스푼의 결함을 강조 표시합니다. 신용 : 하버드 대양 연구는 Science에 게시됩니다 . "이 연구는 이미징을 위해 변화하고 있습니다."라고 Federico Capasso는 Applied Physics의 Robert L. Wallace 교수와 SEAS의 전기 공학 수석 연구원이자 Vinton Hayes의 수석 연구원이며 논문의 수석 저자입니다. "대부분의 카메라는 일반적으로 빛의 강도와 색만 탐지 할 수 있지만 양극화는 볼 수 없다.이 카메라는 현실에 대한 새로운 시선이며 우리가 빛이 우리 주변의 빛에 어떻게 반사되고 전달되는지 밝힐 수있게한다." SEAS의 박사후 연구원이며 연구의 공동 저자 인 폴 슈발리에 (Paul Chevalier)는 "편광은 표면 반사에 의해 변화되는 빛의 특성이다. "이러한 변화를 바탕으로 양극화는 물체를 3 차원으로 재구성하고, 물체의 깊이, 질감 및 모양을 예측하고, 인공물을 동일한 모양 및 색상이라 할지라도 자연물과 구분하는 데 도움이 될 수 있습니다 . " 강력한 양극화의 세계를 열어 가기 위해 Capasso와 그의 팀은 파장 크기의 빛과 상호 작용하는 나노 표면 구조의 잠재력을 활용했습니다. "만약 우리가 빛의 완전한 편광 상태를 측정하고자한다면, 우리는 다른 편광 방향으로 여러 사진을 찍어야합니다."라고 Capasso Lab의 논문 및 대학원생 인 Noah Rubin은 말했습니다. "이전의 장치는 다수의 이미지를 획득하기 위해 여러 경로를 따라 움직이는 부분이나 보낸 빛을 사용하여 부피가 큰 광학을 발생 시켰습니다. 새로운 전략은 특별히 패턴이 지정된 카메라 픽셀을 사용하지만이 방법은 전체 편광 상태를 측정하지 않으며 비표준 이미징 이 작업에서 우리는 필요한 모든 광학 장치를 사용하고 메타 표면이있는 단일의 간단한 장치에 이들을 통합 할 수있었습니다. "
휴대용 편광 카메라는 지름이 약 2 센티미터이며 편광을 기반으로 빛을 유도하기 위해 서브 파장 간격의 나노 기둥 배열을 가진 메타 표면을 사용합니다. 크레디트 : Eliza Grinnell / Harvard SEAS
편광 된 빛이 대상과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 새로운 이해를 사용하여 연구원은 편광을 기반으로 빛을 지시하기 위해 서브 파장 간격의 나노 기둥 배열을 사용하는 메타 표면을 설계했습니다. 빛은 4 개의 이미지를 형성하며, 각 이미지는 양극화의 다른 양상을 보여줍니다. 이를 종합하면 모든 픽셀에서 양극화의 전체 스냅 샷을 제공합니다. 이 장치는 길이가 약 2cm이며 스마트 폰의 카메라보다 복잡하지 않습니다. 렌즈와 보호 케이스가 부착 된이 장치는 작은 도시락 상자 정도의 크기입니다. 연구진은 사출 성형 된 플라스틱 물체에 결함을 보여주기 위해 카메라를 테스트하고, 자동차 앞 유리의 양극을 촬영하기 위해 외부로 가져 갔고 심지어 편광 카메라가 얼굴의 3 차원 윤곽을 시각화 할 수있는 방법을 보여주기 위해 셀카를 사용했습니다. "이 기술은 휴대폰이나 자동차의 기존 이미징 시스템에 통합 될 수있어 이전에 예기치 않았던 새로운 편광 응용 프로그램 및 응용 프로그램을 널리 채택 할 수있게되었습니다 "라고 Rubin은 말했습니다. "이 연구 는 대기 과학, 원격 감지 , 얼굴 인식, 머신 비전 및 기타 분야의 응용 프로그램을 구상 할 수있게 해주는 전례없는 컴팩트 한 카메라 기술 의 새롭고 흥미로운 방향을 제시합니다."라고 Capasso는 말했습니다.
추가 탐색 기술은보다 효율적이고 독립적 인 홀로그램을 만듭니다. 자세한 정보 : "매트릭스 푸리에 광학은 소형 풀 스톡 (full-Stokes) 편광 카메라를 가능하게합니다" 과학 (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aax1839 저널 정보 : Science 에 의해 제공 엔지니어링 및 응용 과학의 하버드 존 A. 폴슨 학교
https://phys.org/news/2019-07-portable-polarization-sensitive-camera-machine-vision.html
.새로운 기술로 화면을 밝게하고 스마트 폰 배터리를 오래 사용할 수 있습니다
Caroline Brogan 저, Imperial College London 발광 다이오드 용 탄소 기반 중합체의 키랄 층의 현미경 이미지. 제공 : Imperial College London Imperial, 2019 년 7 월 4 일
과학자들이 발명 한 기술 덕분에 우리의 미래 TV 및 스마트 폰 화면은 에너지 효율성을 두 배로 높일 수 있습니다. TV, 스마트 폰, 태블릿 및 랩탑을위한 많은 현대 스크린의 픽셀은 OLED ( 유기 발광 다이오드) 라고하는 작은 장치로 켜져 있습니다. 밝고 화창한 날에 그러한 스크린의 이미지를 볼 수 있도록하기 위해 OLED 스크린은 눈부심 방지 필터로 덮여 있습니다. 그러나, 눈부심 방지 필터가 작동하는 방법의 물리 현상으로 인해, 각 OLED 픽셀에 의해 생성 된 빛의 절반은 디스플레이 내에서 트랩되며, 이는 OLED의 에너지 효율을 반으로 줄입니다. 따라서 이러한 디스플레이 제조사는 사용성을 높이기 위해 에너지 효율 을 희생하기로 결정했습니다 . 스마트 폰은 화면을 외부에서 읽을 수없는 경우 인기가 없습니다. 이제 물리학 및 화학과의 제국 과학자 팀이 이러한 단점을 피하는 새로운 유형의 OLED를 개발했습니다. 화학 제어 Jess Wade 박사, Li Wan 교수, Matthew Fuchter 교수 및 Alasdair Campbell 교수 팀은 ACS Nano 저널에 결과를 발표했습니다 . 그들의 논문은 OLED 재료의 화학적 성질을 제어함으로써 눈부심 방지 필터를 우회 할 수있는 특수한 유형의 편광을 방출하는 OLED를 생산할 수 있음을 보여줍니다. 이러한 OLED로 만든 디스플레이는 에너지 효율이 높아야하며, 이는 배터리 수명이 길고 탄소 발자국이 적음을 의미합니다. 크레딧 : ACS Imperial 물리학과의 Wade 박사는 "우리의 연구는 OLED 제조법을 변경함으로써 효율적인 편광 OLED를 생성 할 수 있다는 것을 처음으로 시사한다. 그 발견은 모든 종류의 스크린을 더 밝고 명암을 좋게하고 더 길게 만들 수 있다고 제안했다 인생 . " 그들의 연구가 디스플레이 용 OLED에 초점을 맞추고있는 동안, 팀은 그들이 개발 한 재료와 접근법이 다른 곳에서도 더 많은 응용 분야를 가질 수 있다고 언급했다. 그들의 물질에 의해 생성 된 편광 된 빛 은 정보의 저장, 전송 및 암호화에 잠재적으로 응용할 수 있으므로 컴퓨팅 및 데이터 혁명에 유용 할 수 있습니다. 제시카 웨이드, 프란체스코 살레르노, 오리올 아르테가, 베스 레이들로, 수화 왕, 토마스 펜 폴드, 매튜 J. 푸치 터, 알라스 테어 제이 캠벨 (Alasdair J. Campbell)이 출간 한 '필름 두께를 이용한 발광 폴리머로부터의 원형 편광 된 발광의 조작성 반전' 에서 ACS 나노 .
추가 탐색 애플 공급 업체 인 LG 디스플레이, 플렉서블 디스플레이에 1.8 억 달러를 투자 자세한 정보 : Li Wan 외. 박막 두께 ACS 나노 (2019)를 사용하는 발광 폴리머로부터의 원형 편광 된 발광의 손잡이 반전 . DOI : 10.1021 / acsnano.9b02940 저널 정보 : ACS Nano 에 의해 제공 임페리얼 칼리지 런던 (Imperial College London)
https://phys.org/news/2019-07-technique-brighten-screens-smartphone-batteries.html
.토성의 달에 비행 타이탄 : 우리가 NASA의 새로운 잠자리 임무로 발견 할 수있는 것
Christian Schroeder의 The Conversation Titan은 Cassini가 영상을 찍었습니다. 크레디트 : NASA / JPL-Caltech / Univ. 애리조나 / 유니버시티 아이다 호, 2019 년 7 월 4 일
다른 세계로 날아가는 것은 우리 태양계의 탐험에서 다음 도약입니다. 화성 헬리콥터 온 피기 백 것이다 NASA 화성 2020 로버 미션 기술을 설명하기. 그러나 이것은 시작일뿐입니다. 진짜 상금은 NASA에 의해 방금 발표 된 바와 같이 토성의 가장 큰 달인 타이탄에 무인기를 보내는 2026 년 Dragonfly 임무가 될 것 입니다. 항공기가 공수가되기 위해서는 공기가 필요하거나 더 일반적으로 대기가 필요합니다. 우리 태양계의 물체들 중 소수만이 그 법안에 부합합니다. Titan은 오랜 시간 동안이 세계를 수수께끼로 덮은 지구의 것보다 두꺼운 분위기를 자랑합니다. 연구에 따르면 Titan은 원시적 인 생명체를 수용 할 수 있으며 우리의 행성에서 생명체가 어떻게 생겨 났는지를 연구하는 이상적인 장소입니다. 타이탄은 목성의 가니메데 뒤에 태양계에서 두 번째로 큰 달입니다 . 사실, 타이탄의 지름 5,149km는 지구의 수성 (4,880km)보다 큽니다. 그 대기는 주로 지구 대기 (80 % 질소, 나머지는 산소, 다른 미량 기체의 1 % 이하)와 비슷한 질소 (96 %)로 구성됩니다. 카시니 (Cassini) 우주선은 2004 년부터 2017 년까지 토성 주위를 도는 것으로, 수많은 플라이 비 (flybys) 동안 타이탄의 구름 아래에서 피어싱 할 수있는 레이더 및 기타 장비를 처음으로 사용했습니다. 호이겐스 프로브는 그것은 타이탄과 지구 이외의 태양계에서 유일하게 세계이라고 밝혀 2005 년 타이탄의 표면에 착륙 현재 활성 물 순환 완성 비, 강, 호수, 100m 이상 깊은 그들 중 일부와 함께. 유일한 차이점은 구름에서 물 비가 내리지 않는다는 것입니다 . 왜냐하면 토성과 달은 지구보다 태양에서 약 10 배 더 떨어져 있기 때문에 온도가 너무 낮아 (평균 -179 ° C) 물은 항상 단단 해지고 지구의 암석처럼 행동합니다. 그 대신, 메탄과 같은 탄화수소 (지구의 전형적인 온도의 가스)가 응축되어 호수를 채우는 액체가됩니다. 다른 복잡한 유기 (의미 탄소 기반) 분자는 타이탄의 대기에서 형성되어 눈처럼 내립니다. 이 눈은 바람에 의해 모래 언덕으로 재배치됩니다. Dragonfly 임무는 2034 년에 Shangri-La라고 불리는 그 언덕들 중 하나의 상대적 안전성에서 착륙 할 것입니다. 그곳에서 유기 물질의 성질을 조사하기 위해 다른 위치로 날아 갈 것입니다. 임무의 한 가지 중요한 측면은 지구상 에서 생명 의 기원 을 가져온 과정을 밝히는 것입니다 . 우리는 DNA와 단백질과 같은 거대 분자가 아미노산과 같은 더 간단한 유기 분자에서 형성된다는 것을 압니다. 그러나 우리는 Titan에서 관찰 할 수있는이 과정에서 정확한 중간 단계를 고정하지 않았습니다. 현재의 삶? 이 모든 빌딩 블록을 중심으로, 예를 들어 미생물 형태의 생명체가 타이탄에 존재할 수 있는지에 대한 추측이 있습니다. 그러나 이것이 얼마나 가능성이 있습니까? 매우 기초적인 수준의 생명체는 액체 물, 탄소원 및 에너지 원의 적어도 세 가지 성분을 필요로한다고 생각 됩니다. 타이탄에는 많은 탄소가 있지만 추운 기온은 물 을 얼음처럼 단단한 형태 로 유지 하며 사용 가능한 에너지를 제한합니다. 그러나 액체 표면 아래에 액상의 물이 존재할 수 있습니다. 우리는 또한 이웃 달인 엔셀라두스 (Enceladus)에서 분출 한 물 플룸 (plume)이 타이탄의 상부 대기로 비가 내려 핵심 산소 원을 제공한다는 것을 알고 있습니다. 지구상에서 극단적 인 조건에서 살 수있는 미생물의 많은 형태가 있습니다 - 극단적 인 미생물 이라고 합니다. 그러나 그것들 중에서도 기본적인 생활 기능은 -20 ° C 이하의 온도에서 포착됩니다. 그래서 타이탄에 생명체가 존재하기 위해서는 우리가 지구에서 알 수있는 적절한 조건의 봉투를 아주 멀리 펼쳐야 할 것입니다. 그러나 다시 한번, 지구상에서의 삶은 우리가 지금까지 알고있는 유일한 예이며 우리의 상상력은 제한적일 수 있습니다. 먼 미래처럼 보이더라도 Dragonfly 임무는 Titan의 거주 가능성을 적절하게 평가하고 과거 또는 현재의 잠재적 인 삶의 징조를 찾습니다. 지구에서 생명체가 어떻게 발생했는지, 현재 존재하는지 여부를 다룰 수있는 강력한 목표 는 비행 목적지 중 하나 인 직경 80km의 셀크 충돌 분화구 입니다. 여기서 지질 학적 시간 척도에 상대적으로 최근에 생성 된 충격은 물의 얼음을 녹이고 그러한 반응을 일으키는 열의 형태로 에너지를 제공했습니다. 타이탄에서 무인 항공기를 타는 것은 시간이 지나면 우리를 다시 데려가는 세계에서 벗어난 경험이 될 것입니다! 추가 탐색 NASA는 생명수를 찾기 위해 타이탄에 무인 항공기를 날릴 것입니다.
https://phys.org/news/2019-07-saturn-moon-titan-nasa-dragonfly.html
.일생의 사명 : 2034 년 타이탄의 무인 항공기
이반 쿠론 (Ivan Couronne) Elizabeth "Zibi"거북이, Laurel, Maryland에있는 그녀의 실험실에서 Titan을 탐험하는 Dragonfly 임무 책임자, 2019 년 7 월 4 일
엘리자베스 터틀 (Elizabeth Tuttle)은 6 월 26 일에 NASA로부터 전화를 받았을 때 기뻤다. 토성의 가장 큰 달인 타이탄에 무인 항공기를 보내는 그녀의 프로젝트는 녹색 불빛과 거의 10 억 달러의 예산을 받았다. 그러나 "잠자리"의 출시는 2026 년까지는 일어나지 않을 것입니다. 그녀는 15 년 동안이 프로젝트에서 일해 왔기 때문에 분명히 좌절스러운 세부 사항입니다. 존스 홉킨스 응용 물리 연구소 (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)의 Planetologist 인 Zibi Turtle (52 세)은 "오랜 시간이 걸리지는 않을 것입니다. 1,323 파운드의 무인 항공기는 2034 년까지 지구에서 약 10 억 마일 (16 억 킬로미터) 떨어진 타이탄에 착륙하지 않습니다. 터틀 (Turtle)은 " 바깥 태양계 는 먼 곳이다. 그녀는 행성 간 항해의 길이에 대해 실제로 물어 보는 것에 놀랐습니다. "바깥 태양계를 탐험하기 위해서는 어느정도의 인내가 필요합니다." 행성학의 속도는 다른 과학 분야의 속도와 거의 같습니다. 거리는 지금까지 멀었습니다. 우리가 보내준 로봇은 너무 정교 해져서 연구자들이 목숨을 바칠 수 밖에 없었습니다. MIT와 애리조나 대학에서 교육받은 Zibi Turtle은 1990 년대에 Hubble 우주 망원경으로 촬영 한 Titan의 첫 번째 이미지를 기억합니다. 이 연구원은 카시니 (Cassini) 조사에 의해 2004 년에 찍은 타이탄 (Titan)의 클로즈업 사진을받은 최초의 사람들 중 한 명으로, 7 년 전에 출시되었습니다.
2034 년에 타이탄에 착륙 할 잠자리 무인 항공기 모델
"그것은 다른 행성에 구름을 볼 수있어서 매력적이었습니다."라고 Turtle은 회상합니다. "우리는 무엇이 표면에 있었는지 전혀 몰랐다. 단지 어둡고 밝은 영역을 볼 수 있었다." 카시니 (Cassini)가 표면에 떨어 뜨린 유럽의 호이겐스 (Hoygens) 프로브는 죽기 전에 이미지를 전송했다. 세계는 타이탄의 표면을 가로 지르는 강바닥에서 우연히 쳐다 보았다. "그건 정말 획기적인 것이 었습니다. 다음 몇 년 동안 타이탄은 모양을 잡기 시작했습니다. 기온이 섭씨 -290도 (섭씨 -179도) 인 이상한 천체입니다. 수성과 달보다 큽니다. 얼음으로 만들어지며 흐르는 액체 메탄의 강과 호수가 교차합니다. 바람이 불고 구름이 움직이며 달 표면을 구성하는 계곡, 언덕, 산 위에서 비가 내립니다 (메탄). 차가운 화산은 용암으로 물을 뿌릴 수도 있습니다. 원시 지구 티탄은 다른 물질을 가지고 있기 때문에 지구상과 비슷한 지질 학적 특성을 지니고있다 "고 말했다.
2005 년 1 월 달 표면으로 내려간 호이겐스 (Hoygens) 탐사선이 보낸 타이탄의 첫 번째 이미지 중 하나
과학자들은 첫 번째 생명체가 등장하기 전에 타이탄의 조건이 지구의 조건과 비슷하다고 믿습니다. 그들은 액체 메탄 이 화학과 생물학 사이의 점프를 만들기 위해 물과 같은 역할을 할 수 있다고 생각합니다 . 소형 화학 실험실 역할을하는 잠자리 (Dragonfly)는 연구원들이 생명의 빌딩 블록 이라고 부르는 탄소 기반 분자를 찾기 위해 수년간 한 장소에서 다른 장소로 날아갈 것이다 . 고대 강에서 수집 한 분자는 결코 젖지 않는 분자와 다를 수 있습니다. 지구의 원시 역사의 모든 흔적이 지워졌습니다. 타이탄은 시간 여행을 제공 할 수 있습니다. 그리고 잠자리가 아무것도 찾지 못한다면? "우리는 타이탄에서 뭔가를 배울 수 없습니다."의심의 여지없이 말한다. "우리가 무엇을 찾든간에 우리에게 뭔가를 말해 줄 것입니다." 행성 탐사는 거북이에게 "태양계는 우리의 상상력보다 창조적이다"라고 가르쳐왔다.
Planetologist Elizabeth "Zibi"터틀이 무인 항공기가 마침내 시작하면 제어실에 있어야합니다.
"항상 놀라움이 있습니다."라고 덧붙입니다. 발사 일 전에 그녀는 4 세트의 회 전자, 소형 원자력 발전기, 리튬 이온 배터리 , 10 개의 카메라, 2 개의 샘플링 훈련 및 4 개의 과학 장비 인 잠자리 설계 및 제작을 완료해야합니다 . 여러 기관의 수백 명의 과학자와 엔지니어가이 프로젝트에 참여하고 있습니다. 수석 엔지니어 Ken Hibbard는 수개월 동안 밤낮없이 주말 근무를 해왔습니다. 그는 프로젝트로 오래 성장할 것이라는 것을 알고 있습니다. "당신은 당신의 시간과 에너지에 많은 돈을 투자합니다. 당신의 영혼 중 조금은 이러한 모든 개념에 들어갑니다."라고 그는 말합니다. 그는 "우리 중 두 명 이상이 함께하고 수백 명의 사람들이 모여 일을 진행하며 아무도 다른 사람들을 실망시키지 않을 것"이라고 말했다.
드래곤 플라이 (Dragonfly) 최고 기술자 켄 히바드 (Ken Hibbard)는 "당신의 영혼을 조금은"모든 선교 사업에 참여한다고 말합니다
그는 발사를 위해 2026 년 컨트롤 룸에있을 가능성이 큽니다. Zibi Turtle은 또한 직접 돕고 싶어합니다. "그것은 계획 일 것"이라고 그녀는 말합니다. 추가 탐색 NASA는 생명수를 찾기 위해 타이탄에 무인 항공기를 날릴 것입니다.
https://phys.org/news/2019-07-mission-lifetime-drone-titan.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 고대 암석의 초기 생활을 연구하기위한 새로운 방법을 개발합니다
앨버타 대학교의 케이티 윌리스 (Katie Willis) 가봉의 진흙 형성에서 나온이 21 억년 된 퇴적물은 새로운 연구에 따르면 고대 미생물에 의해서만 야기되었을 수있는 칼륨 농도가 높다. 크레딧 : Abder El Albani, 2019 년 7 월 4 일
과학자들은 칼륨을 사용하여 고대 암석에서 원시 생물의 흔적을 탐지하는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 방법은 탄소, 황 또는 질소를 찾는 전통적인 방법보다는 고대 퇴적암에서 고농도의 칼륨을 찾는 것에 의존합니다. 이는 고대 생물과 무관 한 과정을 통해 고대 암석에 나타날 수 있습니다. "연구 결과에 따르면, 미생물 생물막은 고대 바닷물에서 칼륨을 포획 하고 해저에 묻힌 점토 광물에 축적되는 것을 촉진 한다고 알버타 대학의 미생물 학자이자 지구 화학자 인 커트 콘 하우저 (Kurt Konhauser)는 공동 연구를했다. "이것은 삶 자체를 제외하고 칼륨 농축을 설명하기 위해 사용할 수있는 비 생물학적 메커니즘이 없기 때문에 중요합니다." 이 연구는 중부 아프리카 서부 해안의 가봉에 위치한 프랑스 빌리안 형성 지역의 점토 입자를 조사했다. 21 억년 된 형성은 점토로 잘 보존 된 미세 화석을 보유하고 있습니다. "지구에서 초기 생애의 증거를 찾는 우리의 탐구에서 불행히도 서명은 박테리아와 비 생물 과정 모두로 설명 될 수 있기 때문에 모호한 것으로 입증 된 수많은 서명을 찾는 데만 한계가있었습니다."Konhauser는 설명합니다. "우리의 결과는 다른 것을 나타냅니다 서명 - 칼륨 이 단지 살아있는 박테리아의 대사를 통해 생성 된 수 있기 때문에, 잠재적으로 더 독특한 추적을 -is." 이 연구는 프랑스 푸아티에 대학 (University of Poitiers University)의 Jérémie Aubineau와 Abder El Albani가 주도했습니다. 이 연구는 "원시 대생 암석에서의 미생물에 의한 칼륨 농축과 초기 지구의 역풍에 대한 시사점"이 Nature Communications 에 발표되었습니다 . 추가 탐색 과거 지구의 기후를 풀다 : 새로운 추적자가 시간이 지남에 따라 풍화 강도를 확인합니다.
자세한 정보 : Jérémie Aubineau 외. Paleoproterozoic shales에서의 미생물에 의한 칼륨 농축과 초기 지구의 역풍 (reverse weathering)에 대한 함축적 의미, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-10620-3 저널 정보 : Nature Communications 앨버타 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-07-scientists-method-early-life-ancient.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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