우주의 바다를 가로 질러 블랙홀을 회전시키는 X 선 점

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Edgar Tuniyants - Missing you!

 

 

.우주의 바다를 가로 질러 블랙홀을 회전시키는 X 선 점

크레디트 : NASA / CXC / Univ. 오클라호마 / X의 Dai et al. 2019 년 7 월 3 일

바다 속의 소용돌이처럼 우주에서 블랙홀을 돌리면 주변에 소용돌이 치는 토런트가 만들어집니다. 그러나 블랙홀은 바람이나 물의 소용돌이를 만들지 않습니다. 오히려, 그들은 수십억에 달하는 가스와 먼지의 디스크를 생성하여 X- 레이 빛에서 빛납니다. 수십억 광년에 걸쳐 항공 우주국 (NASA)의 찬드라 X 레이 관측소와 기회 정렬의 데이터를 사용하여, 천문학 자들은 다섯 개 초대형의 스핀 측정 할 수있는 새로운 기술 배포 한 블랙홀을 . 이 우주 소용돌이 중 하나의 문제는 빛의 속도의 약 70 % 이상에서 블랙홀 주변에서 소용돌이 치고 있습니다. 천문학 자들은 중력 렌즈라고 불리는 자연 현상을 이용했다. 올바른 정렬을 통해 큰 은하와 같은 거대한 대상에 의한 시공간의 구부러짐은 아인슈타인이 예측 한 것처럼 먼 대상의 여러 이미지를 확대하고 생성 할 수 있습니다. 이 최신 연구에서 천문학 자들은 찬드라 (Chandra)와 중력 렌즈 효과 (gravitational lensing)를 사용하여 6 개의 퀘이사 (quasar)를 연구했습니다. 각각의 콰이어는 주위의 부착 원반으로부터 물질을 빠르게 소모하는 초대형 블랙홀으로 구성됩니다. 중첩 은하계에 의해 이들 퀘이사 각각으로부터의 빛의 중력 렌즈는 4 개의 표적에 대한 챈 드라 (Chandra) 이미지에서 보여 지듯이 각 퀘이사의 여러 이미지를 만들었다. Chandra의 날카로운 영상 능력은 각 퀘이사의 다중 렌즈 영상을 분리하는 데 필요합니다. 이 연구에서 연구원이 이룩한 핵심 전진은 개재하는 은하의 개별 별이 퀘이사로부터 빛의 추가 확대를 제공하는 "마이크로 렌즈 (microlensing)"를 이용했다는 것입니다. 배율이 높으면 작은 영역에서 X 선 방출이 발생합니다.

https://youtu.be/hcDerstpFUY

연구원은 그 때 회전하는 까만 구멍이 그것으로 공간을 주변에 끌고 그리고 사정이 비 회전 까만 구멍을 위해 가능한보다는 오히려 까만 구멍에 더 가까운 궤도에 진입 할 수있는 재산을 이용했다. 따라서, 타이트한 궤도에 대응하는보다 작은 방출 영역은 일반적으로보다 빠르게 회전하는 블랙홀을 의미한다. 저자들은 마이크로 렌즈 분석을 통해 블랙홀이 급속히 회전해야하는 작은 영역에서 X- 선이 발생했다는 결론을 내렸다. 결과는 "아인슈타인 십자가 (Einstein Cross)"라고 불리는 렌즈 퀘이사의 블랙홀 중 하나가 가능한 최대 속도에서 또는 거의 거의 회전하고 있음을 보여주었습니다. 이것은 이벤트 지평선에 해당하며 블랙홀은 빛의 속도로 회전하며 시간당 약 6 억 7 천만 마일입니다. 샘플의 다른 4 개의 블랙홀은 평균 최대 약 절반의 속도로 회전합니다. (6 위는 스핀 추정을 가능하게하지 못했습니다.) 아인슈타인 십자가의 경우 X 선 방출은 사건의 지평선 크기의 약 2.5 배보다 작은 디스크 부분에서 발생하며 다른 4 개의 퀘이사의 경우 X 선은 크기의 4-5 배 범위에서 나옵니다 이벤트 지평선의 이 블랙홀은 어떻게 빨리 스핀 할 수 있습니까? 연구진은 이러한 거대 블랙홀 은 무작위 방향보다는 스핀 방향과 방향이 비슷한 부착 원반으로부터 수십억 년 동안 대부분의 물질을 축적함으로써 성장할 수 있다고 생각한다 . 같은 방향으로 밀고 나가는 목마름처럼 블랙홀은 계속 속도를 내고 있습니다. 찬드라에 의해 탐지 된 X- 레이는 블랙홀 주변의 부착 디스크가 블랙홀 근처의 디스크 위의 수백만 구름 또는 코로나를 생성 할 때 생성됩니다. 이 코로나의 X 선은 부착 디스크 의 안쪽 가장자리 에서 반사되며 블랙홀 근처의 강한 중력은 반사 된 X 선 스펙트럼, 즉 다른 에너지에서 보이는 X 선의 양을 왜곡합니다. 여기서 연구 된 퀘이사의 X- 선 스펙트럼에서 볼 수있는 큰 왜곡은 디스크의 내부 가장자리가 블랙홀에 가깝고 신속하게 회전해야한다는 추가 증거를 제공해야 함을 의미합니다. 퀘이사는 지구로부터 88 억에서 109 억 광년에 이르는 거리에 위치하고 있으며, 블랙홀의 질량은 태양의 160 ~ 500 만 배에 이른다. 이러한 관찰은 총 노출 시간이 1.7 일과 5.4 일 사이 인 중력 렌즈로 만들어진 퀘이사의 찬드라 (Chandra)에서 가장 오래되었습니다.

추가 탐색 Chandra와 XMM-Newton은 먼 블랙 홀의 스핀을 직접 측정합니다. 추가 정보 : Xinyu Dai 외. 구속 된 퀘이사 상대주의 반사 영역과 마이크로 렌즈가있는 스핀, 천체 물리 학회지 (2019) DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab1d56 에 Arxiv : arxiv.org/abs/1901.06007 저널 정보 : arXiv , Astrophysical Journal

https://phys.org/news/2019-07-x-rays-black-holes-cosmic-sea.html

 

 

.실리콘 칩 위의 '쓰나미': 세계 최초의 빛의 파도

에 의해 시드니의 대학 실리콘 기판에 Bragg gated 구조의 예술가 인상. 학점 : University of Sydney & SIngapore 기술 및 디자인 대학, 2019 년 7 월 3 일

쓰나미는 해양에서 매우 먼 거리에서 파도 모양을 유지하고 그 힘과 정보를 소스에서 멀리 떨어 뜨립니다. 통신 과학에서는 대륙에 걸친 광섬유에 정보를 유지하는 것이 중요합니다. 이상적으로는, 이것은 정보의 광 패킷의 파동 모양을 변경시키지 않고 광섬유의 소스 및 수신 단에서 실리콘 칩의 빛을 조작해야합니다. 그렇게하는 것은 지금까지 과학자들을 빠져 나갔다. 시드니 대학교 나노 연구소와 싱가포르 기술 대학 및 싱가포르 디자인 대학교 (Singapore University of Technology and Design) 사이의 협력은 전반적인 '형태'를 유지 하는 실리콘 칩 에 광파 또는 광자 정보를 처음으로 조작했습니다 . 그러한 파도는 쓰나미 또는 정보의 광 패킷이든 '솔리톤 (solitons)'으로 알려져 있습니다. Sydney-Singapore 팀은 시드니 Nano에서 최첨단 광학 특성화 도구를 사용하여 싱가포르에서 제조 된 USRN (ultra-silicon-rich nitride) 장치에서 '솔리톤 (soliton)'동역학을 처음으로 관찰했습니다. 오늘날 대부분의 통신 인프라는 여전히 정보 전파 및 수신을 위해 실리콘 기반 장치에 의존 하기 때문에이 기본 작업은 Laser & Photonics Review 에 게시되었습니다 . 솔리톤을 온칩으로 조작하면 잠재적으로 광자 통신 장치 및 인프라의 속도를 높일 수 있습니다. Ezgi Sahin, Ph.D. SUTD의 학생은 University of Sydney의 Andrea Blanco Redondo 박사와 실험을 수행했습니다.

싱가포르 기술 대학 (Singapore University of Technology and Design)의 PhD 학생이자 리드 저자 Sahin Ezgi는 실험용 칩 중 하나를 보유하고 있습니다. 학점 : 싱가포르 기술 대학

"복잡한 솔리톤 다이나믹스의 관찰은 온칩 광 신호 처리를위한 펄스 압축을 넘어 다양한 응용 분야로의 길을 열었습니다."라고 Sahin은 말했습니다. "이론, 장치 제조 및 측정에 걸친 깊은 협력을 통해 두 기관 간의 위대한 파트너십의 일원이 된 것을 기쁘게 생각합니다." 연구의 공동 저자이자 시드니 나노의 책임자 인 벤 에글 튼 (Ben Eggleton) 교수는 "이것은 솔리 톤 물리학 분야에서 획기적인 돌파구를 보여 주며 근본적인 기술적 중요성을 지니고있다. "이 성질의 솔리 톤 (소위 Bragg solitons)은 약 20 년 전에 광섬유에서 처음 관찰되었지만 칩 기반의 표준 실리콘 소재가 전파를 제한하기 때문에 칩에보고되지 않았습니다. 이러한 제한을 피하는 약간 수정 된 실리콘 버전에서 칩상의 빛을 조작하는 완전히 새로운 패러다임을위한 필드를 열었습니다. " SUTD에서이 논문의 공동 저자 인 Dawn Tan 교수는 "우리는 Bragg 격자 디자인과 우리가 사용했던 초박형 실리콘 질화물 재료 플랫폼 (USRN) 때문에 Bragg soliton 형성과 분열을 설득력있게 증명할 수 있었다. 이 플랫폼은 이전 시위를 저해 한 정보의 손실을 방지합니다. " 솔리톤은 모양을 바꾸지 않고 전파되며 충돌 및 상호 작용에서 생존 할 수있는 펄스입니다. 그들은 150 년 전에 스코틀랜드의 운하에서 처음으로 관찰되었으며, 변화하는 형태없이 수천 킬로미터를 전파하는 쓰나미 파도에 친숙합니다. 광 솔리 톤파는 1980 년대부터 광섬유로 연구되어 왔고 왜곡없이 장거리로 데이터를 전송할 수 있기 때문에 광통신 시스템에 엄청난 가능성을 제공합니다. 브래그 격자 (Bragg gratings) (실리콘 기판으로 에칭 된 주기적 구조)에서 그 특성을 유도하는 브래그 솔리 턴 (Bragg Soliton)은 첨단 신호 처리를 위해 활용 될 수있는 칩 기술 규모로 연구 될 수 있습니다. 호주 태생의 로렌스 브래그 (Lawrence Bragg)와 그의 아버지 인 윌리엄 헨리 브래그 (William Henry Bragg)는 1913 년 브래그 반사 (Bragg reflection)의 개념을 처음으로 토론하고 노벨 물리학 상을 수상하면서 브래그 솔리 튼 (Bragg solitons)이라고 불린다. 그들은 노벨상을 수상한 유일한 부계자입니다. Bragg solitons 는 1996 년 에 광섬유 브래그 격자에서 처음 관찰되었습니다 . 이것은 Eggleton 교수가 Ph.D.를 연구하는 동안 증명되었습니다. 벨 연구소에서. 브래그 격자 소자의 실리콘 기반 특성은 또한 CMOS (complementary metal oxide semiconductor) 처리와의 호환성을 보장한다. 안정적으로 솔리 톤 압축 및 분열을 시작할 수 있으므로 이전에 요구 된 것보다 긴 펄스로 초고속 현상을 생성 할 수 있습니다. 칩 규모의 소형화는 소형화를 필요로하는 어플리케이션에서 광 신호 프로세스의 속도를 향상시킵니다.

추가 탐색 실리콘 포토닉스 연구의 첫 번째 : 온칩 솔리 톤 압축이 관찰 됨 자세한 정보 : Ezgi Sahin 외, CMOS 호환 Ultra-Silicon-Rich Nitride, Laser & Photonics Reviews (2019)에 대한 Bragg Soliton 압축 및 분열 . DOI : 10.1002 / lpor.201900114 시드니 대학 제공

https://phys.org/news/2019-07-tsunami-silicon-chip-world.html

 

 

.설명 할 수없는 디밍 패턴을 가진 바이너리 별

Bob Yirka, Phys.org 작성 우리의 목표 별을 보여주는 EPIC 249706694와 다른 캠페인에서 관찰 된 두 개의 다른 EPIC 별인 211831631 및 246253930의 합성 이미지. 빨간색 선은 각 관찰 동안 각 별에 대한 우표 - 스탬프 경계를 나타냅니다. 우리는 EPIC 211831631 및 246253930의 관찰 중에 오버랩 영역의 픽셀이 정상적으로 작동하고 있음을 확인했습니다. 크레디트 : arXiv : 1906.11268 [astro-ph.EP], 2019 년 7 월 3 일자 보고서

미국, 덴마크, 영국의 연구원 팀이 NASA의 에임스 연구소 (Ames Research Center) 그룹과 협력하여 예기치 않게 흐려지는 이진 성계를 발견했다. 그들은 연구 결과를 설명하는 논문을 작성하여 arXiv 사전 인쇄 서버와 옥스포드의 Royal Astronomical Society 월간 고지에 게시했습니다 . 2 진성 별 시스템은 2 개의 별을 가진 시스템입니다. 천문학 자들은 이름을 지정할 때 쌍을 하나로 묶는 경향이 있습니다. 이 경우 연구원은 EPIC 249706694 (HD 139139)라는 이름을 가진 사람들을 발견했습니다. 그리고 지금까지 연구자들이 완전히 무작위로 통과주기라고 묘사 한 설명을 무시하고 있습니다. 행성 (또는 다른 물체)이 별과 지구 사이를 통과하여 별에서 나오는 빛의 일부를 차단할 때 발생하는 이동이 흐려집니다. 이동은 전형적으로 궤도를 선회하는 행성에 기인합니다. 즉, 주기성으로 알려진 일정한 예측 기반으로 발생하는 경향이 있습니다. 그러나 케플러 우주 망원경의 데이터는 것을 나타냅니다 이진 스타 의 주기성에 명백한 패턴이 없습니다. 연구자들은 8 월 23 일부터 2017 년 11 월 20 일까지 28 회의 이동을 관찰했으며, 다른 이동과 같이 보였고, 두 번 이동하는 경우를 제외하고는 매 시간마다 같은 시간 동안 밝기가 조절되어 하나의 물체가 원인임을 알 수있었습니다. 연구진은 전송을 일으키는 여러 행성의 가능성을 고려했으나, 다른 별계에서 관찰 된 것보다 더 많은 것이 있어야 할 이유가 없다고 제안한다. 그리고 그들은 모두 똑같은 크기 여야한다. . 그들은 또한 충돌로 인해 시스템에서 하나 또는 분해 된 행성의 가능성을 고려했다. 그들은 또한 별 주위를 돌고있는 먼지 구름의 가능성을 고려했다. 그러나 동일한 크기의 다중 조각에 대한 확률은 그러한 가능성을 거의 배제합니다. 연구자들은 또한 별들의 하나 또는 둘 모두가 알려지지 않은 이유로 밝기의 변화를 겪고 있다고 생각했으나 몇 시간 내에 발생해야하기 때문에 별의 영향을 많이받는 것으로 보인다. 그것이 그대로 서서 연구원들은 곤란을 겪습니다. 그들은 현장의 다른 사람들, 특히 강력한 망원경을 사용할 수있는 사람들에게 이상한 행동에 대한 설명을 제공 할 수 있는지 알아보기를 요구하고 있습니다.

추가 탐색 천문학 자에 의해 탐지 된 EPIC 206011496의 드워프 동반자 추가 정보 : S Rappaport et al. Random Transiter - EPIC 249706694 / HD 139139, 왕립 천문 학회 월간 고지 (2019) DOI : 10.1093 / mnras / stz1772 . 온 Arxiv arXiv : 1906.11268 [아스트로 ph.EP] arxiv.org/abs/1906.11268 저널 정보 : arXiv , Royal Astronomical Society의 월간 알림

https://phys.org/news/2019-07-binary-stars-unexplainable-dimming-pattern.html

 

 

.유기 환경에서 패턴 인식을위한 방수 인공 시냅스

Ingrid Fadelli, Phys.org 투명하고 유연한 시냅스의 구조와 재료. a) 동일한 생체 시냅스와 인공 시냅스 구조의 예. 두 전극과 기능 층은 각각 시냅스 전, 시냅스 후, 시냅스 틈새에 해당합니다. b) ITO / PEDOT의 도식 : PSS / ITO 유연하고 투명한 인공 시냅스 장치. c) Si 기판상의 PEDOT : PSS 막의 상부 및 하부 단면 SEM 이미지. 막 두께는 42.18 nm였다. e) 도식 구조 및 f) PEDOT : PSS의 라만 스펙트럼. g) PET / ITO, PET / ITO / PEDOT : PSS 및 PET / ITO / PEDOT : PSS / ITO 구조의 투과율 스펙트럼. h) PET / ITO 기판상의 PEDOT : PSS 필름의 AFM 이미지 (2 × 2 ㎛2). 제곱 평균 제곱 평균 거칠기 (Rq)는 1.99nm이었다. 신용 : Wang 외.2019 년 7 월 3 일 기능

대부분의 인공 지능 (AI) 시스템은 자연에서 관찰되는 생물학적 메커니즘과 행동을 복제하려고합니다. 이것의 중요한 한 가지 예는 전기적 시냅스 (전자 시냅스)입니다. 시냅스라고하는 인체의 표적 세포에 전기 또는 화학 신호를 전송할 수있는 신경 세포 사이의 접합을 재현하려고합니다. 지난 몇 년 동안 연구자들은 하나의 물리적 장치를 사용하여 다양한 시냅스 기능을 시뮬레이션했습니다 . 이러한 장치는 곧 인간 두뇌의 기능을 모방하여 기계에서 고급 학습 및 기억 기능을 가능하게합니다. 최근 연구에 따르면 패턴 인식을위한 유연하고 투명하며 생체와도 호환되는 전자 장치가 제안되어 신세대 착용 가능하고 이식 가능한 시냅스 시스템을 향한 길을 열었습니다 . 그러나 이러한 "보이지 않는"전자 시냅스는 주목할만한 단점이 있습니다. 물이나 유기 용액에 쉽게 녹을 수 있습니다. 이는 착용 할 수있는 응용 분야에 이상적입니다. 이러한 제한을 극복하기 위해 Shangai의 복단 대학 (Shudai University) 연구진은 유기 환경에서의 적용에 적합한 새로운 안정적이고 유연한 방수 시냅스를 개발하기 시작했다. 에 발표 된 논문에서 설명 된 그들의 연구, 화학의 왕립 학회 나노 호라이즌 저널 , 새로운 완전히 투명 전자 제시 장치 (LTP를 같은 짝 펄스 촉진 (PPF), 장기 강화 / 우울증과 같은 필수 시냅스 행동을 에뮬레이트 / LTD) 및 학습 잊기 - 재 학습 과정. "현재 연구에서, 유기 환경에서 착용 할 수있는 응용 분야에 적합한 완전히 투명한 전자 장치를 기반으로 한 안정된 방수 인공 시냅스가 처음으로 시연 된 것"이라고 연구진은 논문에서 밝혔다. 연구진이 개발 한 유연하고 완전 투명하고 방수 된 장치는 가시 광선 범위에서 약 87.5 %의 광 투과율로 놀라운 결과를 달성했습니다. 또한 굽은 상태에서 신뢰할 수있는 LTP / LTD 프로세스를 복제 할 수있었습니다. LTP / LTD는 시냅스 가소성에 영향을 미치는 두 가지 과정 으로 각각 시냅스 강도의 향상과 감소를 수반합니다. 연구진은 시냅스를 물과 일반적인 유기 용제 5 가지에 12 시간 이상 담가 두었다. 그들은 눈에 띄는 저하없이 6000 개의 스파이크로 기능한다는 것을 발견했습니다. 또한 연구진은 전자 시냅스를 사용하여 장치 대 시스템 수준의 시뮬레이션 프레임 워크를 개발함으로써 92.4 %의 손으로 쓴 숫자 인식 정확도를 달성했습니다. "이 디바이스는 550nm 파장에서 87.5 %의 탁월한 투명성과 반경 5mm에서의 유연성을 입증했다. "EPSC / IPSC, PPF 및 학습 잊어 버리는 재 학습 과정을 포함한 일반적인 시냅스 소성 특성을 에뮬레이트했으며 e- 시냅스는 물과 유기 용매에 잠긴 후에도 평평하고 굽은 상태에서 안정적인 LTP / LTD 거동을 나타냈다 12 시간 이상. " 이 연구팀이 제안한 장치는 손상되거나 열화되지 않고 유기적 환경에서 안정적으로 작동 할 수있는 최초의 "보이지 않는"방수 전자 시냅스입니다. 미래에는 웨어러블 및 이식 가능한 장치를 비롯한 새로운 신뢰할 수있는 뇌 영감의 신경 시스템의 개발을 도울 수 있습니다.

추가 탐색 인공 시냅스 장치는 인간 두뇌의 기능을 시뮬레이션합니다. 자세한 정보 : Tian-Yu Wang 외. 유기체 환경에서 패턴 인식 기능을 갖춘 완전 투명하고 유연하며 방수성 인 시냅스 인 Nanoscale Horizons (2019). DOI : 10.1039 / C9NH00341J

https://phys.org/news/2019-07-waterproof-artificial-synapses-pattern-recognition.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

 

 

.동물의 신경계의 첫 번째 완전한 배선도

에 의해 알버트 아인슈타인 의과 대학 Caenorhabditis elegans. 신용 : 위키 백과, 2019 년 7 월 3 일

앨버트 아인슈타인 (Albert Einstein) 의과 대학의 연구원은 오늘 Nature 지에 온라인으로 발표 된 연구에서 전 세계적으로 과학자들에 의해 모델 유기체로 사용 된 동물의 신경 시스템 인 Caenorhabditis elegans의 완전한 배선 다이어그램을 기술합니다. 이 연구에는 남녀의 성인이 포함되어 있으며 두 집단간에 상당한 차이가 있음이 밝혀졌습니다. 이 연구 결과는 뇌, 뇌 영역 또는 신경계 에서 무수히 많은 신경 연결을 매핑하여 특정 행동을 담당하는 특정 신경 연결을 찾기 위한 노력 인 "연결 기학 (connectomics)"분야에서 획기적인 이정표가되었다 . 연구진은 유전학 교수 인 Scott Emmons 박사와 Einstein의 분자 유전학 교수 인 Dominick P. Purpura 신경 과학부와 Siegfried Ullmann 의장이 말했다. "DNA의 구조는 유전자가 어떻게 작용 하는지를 밝혀 냈고 단백질의 구조가 효소의 기능을 밝혀 냈습니다. 이제 신경계의 구조는 동물이 어떻게 행동하고 신경 연결이 어떻게 질병을 일으키는지를 드러내고 있습니다." 연구자들은 정신 분열병과 자폐증과 같은 일부 신경계 및 정신병 적 장애가 "연결 병증 ( connectopathies)"즉 "결점이있는 배선"으로 인한 문제라고 가설을 세웠습니다 . "이 가설은 몇 가지 정신 질환 이 연결성을 결정하는 것으로 생각되는 유전자의 돌연변이와 관련 이 있다는 사실을 발견함으로써 더욱 강화되었다 "고 Emmons 박사는 말했다. "Connectomics는 우리가 어떤 정신병의 기초를 이해할 수 있도록 도움을 줄 가능성이 있으며 아마도 치료법을 제안 할 것입니다." 모델 생물 C. elegans는 매우 작기 때문에 성인은 길이가 1 밀리미터에 불과하고 약 1,000 개의 세포 만 있습니다. 수백 개의 뉴런으로 이루어진 단순 신경계 (자웅 동 / 여성 섹스에서 302 개, 남성에서 385 개)가 최고입니다 수십억 번 인간의 두뇌를 이해하기위한 동물 모델. 그것은 또한 전체 게놈을 서열화 한 최초의 다세포 생물이었습니다. Emmons 박사의 연구는 늦은 영국의 생물 학자 인 시드니 브레너 (Sydney Brenner)의 획기적인 작업에 기반을두고 있습니다. 시드니 브레너 (2002)는 C. elegans 연구를 위해 노벨 생리학 또는 의학상을 공동 수상했습니다. 브레너 (Brenner) 박사의 실험실 연구원은 실험실 회원 인 존 화이트 (John White)가 이끄는 노력으로 1986 년 C. elegans 신경계의 첫 번째지도를 출판했습니다. 수천 개의 일련의 연속 전자 현미경 사진에서 볼 수있는 신경 구조를 근면하게 분석 한 후였습니다. 각 이미지는 인간의 머리카락보다 수천 배 얇은 단면 슬라이스로 구성됩니다. 그와 그의 동료들은 수동으로 각 슬라이스 사이에 점들을 연결하여 하나의 이미지에서 다른 이미지로 구조를 연결하여 신경과 5,000 개 정도의 연결 (시냅스)을 자세하게 표현합니다. Drs. Brenner와 White는 20 년 동안 생물학과 인간 질병 연구에 필수적인 동물 모델로서 커뮤 노믹스 (Connectomics) 분야를 시작하고 회충 (roundworm)을 설립했습니다. 그러나 비공식적으로 "벌레의 마음"이라고 불리는이지도는 벌레 몸의 많은 부분을 건너 뛰고 남녀 중 하나, 즉 남성이 아니라 남녀 모두를 포함합니다. 지휘봉 잡기 새로운 연구를 위해 Emmons 박사 팀은 새로운 회충 전자 현미경 사진과 Dr. Brenner의 오래된 전자 현미경 사진을 분석하여 특별히 개발 된 소프트웨어를 사용하여 C. elegans의 성충 전체를 대상으로 전체 성인 동물의 배선도를 작성했습니다. 다이어그램에는 신경 세포와 웜의 근육 및 기타 조직 (소화관 및 피부)과 근육 세포 간의 시냅스와 시냅스의 강도 추정치와의 연결이 포함됩니다. "두 성별의 시냅스 경로가 실질적으로 유사하지만, 여러 시냅스의 강도가 다르므로 성별에 따른 행동을 이해할 수있는 기반을 제공합니다."Emmons 박사는 말했다. 1 차적인 성 차별은 생식 기능과 관련이있다 : 외음부 및 자궁 근육 및 자웅 동체에서 그들을 제어하는 ​​운동 뉴런; 많은 수의 뉴런, 성 근육 및 꼬리의 연결에서 수컷의 교접을위한 회로를 생성합니다. 그러나 이들을 넘어서서, 남녀가 공유하는 중심 경로의 뉴런 사이의 놀랄만 한 시냅스 수는 강도면에서 상당히 다른 것처럼 보입니다. Emmons 박사는 "이러한 연결된 네트워크는 C. elegans 행동의 신경 제어를 해독하기위한 출발점 역할을합니다. "회충 신경계에는 인간 신경계와 같은 많은 분자가 포함되어 있기 때문에 전자에 대해 배운 것은 후자를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다." Emmons 박사는 현재 거식 세포가 게놈에 의해 어떻게 암호화되는지를 연구하고 있습니다.

추가 탐색 Connectomics : 수컷 회충 교배에 대한 신경 네트워크 매핑 추가 정보 : Caenorhabditis elegans의 성별, Nature (2019) 의 전체 동물 연결체 . DOI : 10.1038 / s41586-019-1352-7 , https://nature.com/articles/s41586-019-1352-7 저널 정보 : 자연 알버트 아인슈타인 의과 대학 제공

https://phys.org/news/2019-07-wiring-diagram-animal-nervous.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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