나노 크기의 물질을 감싸는 새로운 세포 공정
.화성의 지형
이 이미지는 Mars Reconnaissance Orbiter 임무를 수행하는 HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment)에 의해 촬영되었습니다. 이 이미지와 같은 협곡 지형은 화성 중위도의 많은 분화구에서 발견됩니다. 고래의 변화는 2006 년 화성 궤도 카메라 (Mars Orbiter Camera)의 이미지에서 처음 발견되었으며 이러한 활동을 연구하는 것이 HiRISE의 최우선 과제였습니다. gullies의 새로운 예금의 많은 예가 현재 알려져 있습니다. 이 이미지는 위도의 남쪽 중위에있는 Gasa Crater에 새로운 퇴적물을 보여줍니다. 향상된 컬러 이미지에서 침전물은 뚜렷하게 파란색입니다. 이 이미지는 남부 봄에 입수되었지만, 퇴적물을 형성하는 흐름은 이전 겨울에 발생했습니다. 현재의 협곡 활동은 겨울과 이른 봄에 집중된 것으로 보이며, 겨울에는 협곡 골판지에서 보이는 계절별 이산화탄소 서리에 의해 발생할 수 있습니다.
작성자 : Colin Dundas 이미지 제공 : NASA / JPL / University of Arizona 최종 업데이트 : 2017 년 8 월 7 일
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An Affair To Remember Beegie Adair
.운명의 혜성이 태양에 떨어졌다. 여기 비디오가 있습니다
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으로 첼시 Gohd 15 시간 전 스카이 워칭, 우주 날씨 천문학 자 토니 필립스 (Tony Phillips)에 따르면 어제 (8 월 15 일)에 태양과 헬리오스 피릭 천문대 (SOHO) 는 더러운 눈덩이가 태양에 직접 닿아 혜성이 사라지는 것을 보았다 . SOHO가 캡처 한 비디오에서 태양 주위를 확대하는 많은 물체를 볼 수 있으며 불투명 한 디스크에 의해 눈부심을 줄이기 위해 차단됩니다. 겉으로는 태양 바로 위에 금성이 있으며, 밝고 쉽게 볼 수 있습니다. 중앙에서 왼쪽으로 비너스만큼 밝지 않은 화성도 볼 수 있습니다. 비디오에 약 10 초가 지나면 햇볕에 쬐인 혜성이 갑자기 분명 해지고 감지하기 쉽습니다. 물론 혜성은 태양으로 직접 향하며 태양의 분위기를 통해 충전되어 궁극적으로 파괴됩니다 (물론 비디오에서 볼 수는 없습니다). 필립스에 따르면이 혜성은 아마도 크로이츠 선구자 일 것이다. 관련 : 갤러리 : 혜성 ISON의 놀라운 사진 SOHO (Solar and Heliospheric Observatory)는 2019 년 8 월 15 일에 혜성이 직접 태양으로 다이빙하는 것을 관찰했습니다. SOHO (Solar and Heliospheric Observatory)는 2019 년 8 월 15 일에 혜성이 직접 태양으로 다이빙하는 것을 관찰했습니다. (이미지 제공 : NASA / ESO / SOHO) Kreutz sungrazers 는 공식적인 정의가 없기 때문에 흥미로운 혜성 그룹입니다. 그들은 수백 년 동안 관찰되었으며 1880 년대와 1890 년대에 하인리히 크로이츠에 의해 연구되었습니다. 이 혜성은 거대한 고대 혜성에서 파생 된 조각으로 생각됩니다. 시민 과학자들은 2019 년 6 월 20 일에이 혜성, 햇살과 햇살을 발견했습니다.
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시민 과학자들은 2019 년 6 월 20 일에이 혜성, 햇살과 햇살을 발견했습니다. (이미지 제공 : NASA / ESO / SOHO)
SOHO가 이번 여름에 처음 발견 한 것은 아닙니다. 2019 년 6 월 20 일, 두 개의 혜성, 하나는 Kreutz sungrazer 및 다른 하나는 Meyer sunskirter — 햇볕에 거의 닿지 않는 혜성-이 발견되었습니다. 시민 과학자들은 Sungrazer Project의 일환으로 SOHO와 NASA Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) 우주선 임무의 데이터를 사용하여 혜성 쌍을 감지했습니다 . 놀랍게도, 프로젝트 웹 사이트에 따르면, 알려진 모든 혜성의 절반 이상이 Sungrazer Project에 의해 발견되었습니다. 새로운 혜성의 발견은 과학자들이 혜성 궤도, 혜성 구성 혜성 진화 등을 연구하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 비디오에서 발견 된 것과 같은 선 그라 버의 발견은 태양에 대한 과학적 연구를 추가로 지원할 수 있습니다.
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.엡실론-니어-제로 재료에서 고조파 생성
보고서 작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 크레딧 : Yang et al.2019 년 8 월 15 일 기능
고조파 생성 (HHG)은 타겟 재료, 일반적으로 가스에서 강한 레이저 빔의 고조파가 발생하는 비선형 광학 현상입니다. 물리학 자들은 수십 년 동안 원자 가스에서 HHG를 연구 해 왔지만, 최근에는 SLAC National Accelerator Laboratory의 연구팀이이 과정을 고체에서 조사하기 시작했습니다. 견고한 목표를 사용할 때의 장점 중 하나는 상호 작용시 밀도가 높기 때문에보다 효율적인 생성입니다. 첫 번째 실험이 수행 된 산화 아연 25 개 고조파의 관찰과, 액정 번째 오더. 그 이후로, HHG는 산화 마그네슘 결정 석영을 포함한 몇몇 유전체에서 성공적으로 관찰되었다. 최신 사례 중 하나는 Sandia National Laboratories, Tsinghua University, SLAC National Accelerator Laboratory, New Mexico University 및 North Carolina State University의 연구팀이 참여한 공동 노력의 결과입니다. Nature Physics에 발표 된 그들의 논문에서 그들은 HHG가 저손실 인듐 도핑 된 카드뮴 옥사이드 박막에서 발생한다고보고했다.이 물질은 물질의 엡실론-니어-제로 (ENZ) 효과를 이용하여 달성되었다. 이번 연구의 공동 저자 인 이갈 브레너 (Igal Brener)와 양 안무 (Yuanmu Yang)는 이메일을 통해 Phys.org에 "이 연구의 역사는 제로 근처의 재료와 현상에 대한 우리의 광범위한 활동으로 거슬러 올라간다"고 말했다. 연구원들이 사용하는 필름과 같은 ENZ 재료는 일부 파장 (즉, 주파수)에서 소실 유전율 (즉, 0)을 갖는 새로운 종류의 재료입니다. 최근 연구에 따르면 서브 파장 전파 길이 내에서 초고속 비선형 효율을 보여줍니다. 이 물질의 유전율이 미리 결정된 파장에서 0이되는 결과 중 하나는 올바른 조건 (예를 들어, 각도, 편광)에서 ENZ 박막을 비출 때, 이들 필름 내부의 광학 장이 10 ~ 100X의 비율로 크게 향상된다는 것입니다 ). 즉, 광학 비선형 성과 같은 이러한 필드의 강도에 의존하는 모든 현상이 크게 향상되어야합니다. Brener와 Yang은“우리는 다른 ENZ 재료 (ITO)에서 일부 비선형 광학 실험 (예 : 고조파 생성)을 수행했으며 효율성이 향상되었다는 징후를 발견했다. "고 도핑 된 CdO (공저 저자 Jon-Paul Maria에 의해 성장 된 물질)는 훨씬 우수한 ENZ 물질 (높은 전자 이동도는 더 낮은 광학 손실 및 더 높은 광학 필드 향상을 의미 함)이므로, 이들 필름에서 HHG를 연구하고 싶었다. " 최근 몇 년 동안, 특히 컴팩트 한 실험 설정에서, 즉 큰 가스 튜브와 오늘날 이러한 펄스가 생성되는 고가의 고강도 레이저 시스템을 교체함으로써 아토초 펄스를 생성하는 새로운 방법을 찾는 데 대한 관심이 높아지고 있습니다. 그들의 연구에서 Brener, Yang 및 동료들은 저손실 인듐 도핑 된 산화 카드뮴 산화물 박막을 사용하여이 가능성을 더욱 탐구하기 시작했습니다. 그들의 실험에 사용 된 샘플은 ~ 2um의 등가 파장, 즉 ENZ 파장 인 플라즈마 주파수를 갖는 고도로 도핑 된 CdO의 얇은 (75nm) 막으로 구성된다. 이 샘플은 MgO에서 성장하며 "완벽한 흡수"라고 알려진 것을 만들기 위해 금속 상부 층이 도입되었습니다. 연구원들은 비스듬한 입사 및 p- 편광에서 기판으로부터 2.08um의 짧은 펄스로 샘플을 조명했습니다. 그런 다음 표준 UV-Vis 분광계 및 검출기를 사용하여 반사 된 광학 경로에서 생성 된 고조파를 측정했습니다. Brener와 Yang은“기판의 흡수로 인해이 반사 구성에서 9 번째 고조파까지만 측정 할 수 있었으며 측정 할 수있는 가장 짧은 파장”이라고 설명했다. "미래에, 금 상층이없는 샘플은 전송 지오메트리에서 시도 될 수 있으므로이 문제를 완화 할 수 있습니다. 그들의 연구에서, 연구원들은 ENZ 보조 고조파가 뚜렷한 스펙트럼 적색 편이와 선폭 확장을 나타냄을 관찰했습니다. 이것은 광유도 전자 가열과 그 결과 사용 된 재료의 시간에 따른 ENZ 파장의 결과였습니다. attosecond 과학 커뮤니티는 이러한 특수 펄스 생성 방법을 잠재적으로 개선 할 수 있으므로이 동작을 나타내는 재료에 관심이 있습니다. 일반적인 시스템에 사용 된 가스를 산화 카드뮴 박막과 같은 고체 물질로 대체하면 연구원들이 자연에서 가장 빠른 사건을보다 쉽고 저렴하며 세부적인 방식으로 관찰 할 수 있습니다. 고체 물질을 이용한 다른 실험에서 수집 된 관측치와 비교할 때, 연구원들이 달성 한 고조파는 약 2 배 더 적은 펌프 광학 전력을 필요로했습니다. 따라서 사용 된 재료와 공정은 HHG 및 아토초 분광기에 필요한 하드웨어를 크게 단순화합니다. 그들의 연구에 대한 또 다른 흥미로운 발견은 광학적 비선형 성이 고도로 도핑 된 CdO에 존재하는 전자들과 CdO의 밴드 구조의 성질로부터 발생한다는 것입니다. ENZ 파장에서의 광 펌핑과 HHG를 발생시키는 비선형 성의 특성은 추가적인 개선을위한 지침을 제공 할뿐만 아니라 유사한 거동을 나타내는 다른 물질에 대한 검색을 알려줍니다. Sandia에서 일하고있는 협력자들을 위해이 연구는 비선형 광학에 대한 광범위한 관심에서 비롯되었으며 다른 방식으로 계속 연구 할 계획입니다. 예를 들어, Sandia는 이미 카드뮴 산화물을 통과하는 빛이 재료 내부에서 10 배 이상 밝아지는 관련 현상을 조사했습니다. 연구팀은이 효과를 사용하여 고 대비 광 스위치 를 구축하여 광 통신 속도를 높이는 데 도움을 줄 수있었습니다.
더 탐색 나노 기술 전문가, 최초의 테라 헤르츠 속도 편광 광학 스위치 개발 추가 정보 : Yuanmu Yang et al. 엡실론이 거의없는 물질 인 Nature Physics (2019)의 고조파 생성 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0584-7 Shambhu Ghimire et al. 고형물 고형물, Nature Physics (2018). DOI : 10.1038 / s41567-018-0315-5 Orad Reshef et al. 엡실론-니어-제로 매체의 비선형 광학 효과, Nature Reviews Materials (2019). DOI : 10.1038 / s41578-019-0120-5 저널 정보 : 자연 물리
https://phys.org/news/2019-08-high-harmonic-epsilon-near-zero-material.html
.스트라이프 순서 미스터리 풀기
어 바나-샴페인 일리노이 대학교 제프 다마스 코 박사 Cuprate 초전도체의 CuO2 평면에서 도핑 된 전하는 저온에서 규칙적인 1 차원 '스트라이프'를 형성합니다. 초고속 근적외선 펄스를 가진 여기를 통해 확산 전하 역학을 직접 관찰 할 수 있으며, 이는 평면 내 초전도 설정에 관여 할 수 있습니다. 크레딧 : Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory,2019 년 8 월 16 일
응축 물질 물리학의 가장 큰 미스터리 중 하나는 충전 속도 초전도체에서 전하 순서와 초전도 사이의 정확한 관계입니다. 초전도체에서 전자는 재료를 통해 자유롭게 움직입니다. 임계 온도 이하로 냉각되면 저항이 없습니다. 그러나, 큐 레이트는 교대로 줄무늬 패턴에서 초전도성 및 전하 순서를 동시에 나타낸다. 이것은 전하 순서가 제한된 전자 영역을 설명한다는 역설적이다. 초전도성과 충전 주문은 어떻게 공존 할 수 있습니까? 어 바나-샴페인 일리노이 대학교의 연구자들은 SLAC National Accelerator Laboratory의 과학자들과 협력하여 이러한 이질적인 상태가 서로 어떻게 존재할 수 있는지에 대해 새로운 시각을 밝혔습니다. 일리노이 물리학 박사 후 연구원 인 피터 아바 몬테 (Meter Mitrano) 교수, 피터 아바 몬테 (Peter Abbamonte) 교수와 그들의 팀은 SLAC의 최신 장비를 활용하여 새로운 X 선 산란 기법, 시간 해결 공진 소프트 X 선 산란을 적용했습니다. 이 방법을 통해 과학자들은 전례없는 에너지 분해능으로 스트라이프 충전 순서 단계를 조사 할 수있었습니다. 초전도성과 관련된 에너지 규모로 처음으로 이루어졌습니다. 과학자들은 프로토 타입 산화 구리 초전도체 인 La 2-x Ba x CuO 4 (LBCO) 에서 전하 순서의 변동을 측정 했으며이 변동은 재료의 초전도 임계 온도와 일치하는 에너지를 가짐으로써이 재료의 초전도성을 암시합니다. 외삽 법에 의해, cuprates에서-청구 순서 변동에 의해 조정될 수 있습니다. 연구진은 전하 순서가 녹 으면 시스템의 전자가 수십 피코 초 이내에 줄무늬 순서의 전하 영역을 재구성 할 것이라고 설명했다. 결과적으로이 프로세스는 보편적 인 확장 법칙을 따릅니다. 실험에서보고있는 것을 이해하기 위해 Mitrano와 Abbamonte는 일리노이 물리학 교수 Nigel Goldenfeld와 그의 대학원생 Minhui Zhu에게로 돌아갔습니다. 이 결과는 2019 년 8 월 16 일자 Science Advances 저널에 발표되었습니다 . Cuprates에는 줄무늬가 있습니다 이 미스터리의 중요성은 고온 초전도체 (HTS), 특히 구리 속도를 포함하는 층상 물질 인 cuprates에 대한 연구의 맥락에서 이해할 수 있습니다. 처음 발견 된 HTS 중 일부인 cuprates는 "일반"초전도체 (예 : 알루미늄 및 초전도체의 임계 온도가 10K 미만 임)보다 상당히 높은 임계 온도를 갖습니다. 1980 년대에, cuprate 인 LBCO는 Bednorz와 Müller가 노벨상을 수상한 것으로 밝혀진 초전도 임계 온도가 35K (-396 ° F) 인 것으로 밝혀졌습니다. 그 발견은 수구에 대한 연구의 홍수를 일으켰다. 시간이지나면서 과학자들은 LBCO와 유사한 물질의 불균일성에 대한 실험적 증거를 발견했습니다. 공존하는 절연 및 금속 상. 1998 년 일리노이 물리학과 Eduardo Fradkin 교수, Stanford 교수 Steven Kivelson 등은 Mott 절연체 (전통적인 밴드 이론 하에서 수행해야하지만 전자 사이의 반발로 절연되어야하는 재료)는 전하 순서와 초전도 줄무늬를 호스트 할 수 있다고 제안했습니다. LBCO의 모 화합물 인 La 2 CuO 4 는 모트 절연체의 예이다. Ba가 그 화합물에 첨가되어 일부 La 원자를 대체 할 때, 정공의 자발적인 구조, 즉 양전하처럼 작용하는 전자의 공극으로 인해 줄무늬가 형성된다. 그럼에도 불구하고, 줄무늬의 행동에 관한 다른 질문이 남아있었습니다. 충전 주문 영역이 움직이지 않습니까? 그들은 변동합니까? 미트라 노는“이러한 도핑 된 홀을 추가하면 초전도성에 좋지 않은 정적 상을 추가 할 수있다. "동적이라면 (변동하면), 구멍이 고온 초전도성을 도울 수있는 방법이있다"고 그는 덧붙였다. LBCO의 변동 조사 미트라 노와 아바 몬테는 줄무늬가 정확히 무엇을하고 있는지 이해하기 위해, 청구 명령을 해소하고 LBCO에서의 개혁 과정을 관찰하기위한 실험을 고안했다. Mitrano와 Abbamonte는 공진 비탄성 X- 선 산란이라는 측정 기법을 재구성하여 시간 순서 프로토콜을 추가하여 40 피코 초 동안 충전 순서가 어떻게 회복되는지 관찰했다. 이 팀은 LBCO 샘플에서 레이저를 발사하여 전자에 추가 에너지를 공급하여 전하 차수를 녹이고 전자 균일 성을 도입했습니다. Mitrano는“우리는 레이저 펄스가 매우 짧은 실험을 수행하기 때문에 초고속 소스를 위해 개발 된 새로운 유형의 분광기를 사용했다”고 설명했다. "우리는이 조사 분야의 주력 제품인 SLAC의 Linac Coherent Light Source에서 측정을 수행했습니다.이 측정은 기존의 다른 산란 시설에서 수행 할 수있는 것보다 에너지에 두 배 더 민감합니다."
Peter Abbamonte 교수 (중간, 네이비 스웨터)와 박사 후 연구원 인 Matteo Mitrano (오른쪽, 흰 드레스 셔츠)는 캘리포니아 Menlo Park의 SLAC National Accelerator Laboratory에서 팀과 함께 포즈를 취합니다. 실험 팀은 시간이 해결 된 공명 소프트 x- 레이 산란이라는 새로운 조사 기법을 사용하여 전례없는 에너지 분해능으로 잘 연구 된 컵 속도 초전도체에서 스트라이핑 된 전하 순서 단계를 조사하여 전례없는 에너지 분해능으로 컵 속도의 초전도성이 전하에 의해 매개 될 수 있음을 발견했습니다. 순서 변동. 초전도성과 관련된 에너지 규모로 이러한 실험을 한 것은 이번이 처음입니다. 크레딧 : SLAC
Abbamonte는 다음과 같이 덧붙였다. "여기서 혁신적인 것은 시간 영역 산란을 사용하여 sub-meV 에너지 스케일에서 집단 여기를 연구하는 것입니다.이 기술은 이전에 포논에 대해 설명되었습니다. 밴드." 초전도 메커니즘의 힌트 이 실험의 첫 번째 중요한 결과는 충전 순서가 실제로 변동 하여 LBCO 의 임계 온도 에 의해 설정된 에너지와 거의 일치하는 에너지로 이동 한다는 것입니다. 이것은 조셉슨 결합이 초전도에 결정적 일 수 있음을 시사합니다. 1962 년 Brian Josephson이 발견 한 Josephson 효과의 기본 개념은 두 개의 초전도체가 약한 링크, 일반적으로 절연체 또는 일반 금속을 통해 연결될 수 있다는 것입니다. 이러한 유형의 시스템에서, 초전도 전자는 두 초전도체에서 약한 링크로 누출되어 초전도 전자의 전류를 생성 할 수있다. 조셉슨 커플 링은 초전도성과 충전 순서의 스트라이프 영역 사이의 커플 링에 대한 가능한 설명을 제공하며, 여기서 줄무늬는 초전도성이 충전 순서의 영역, 약한 링크로 누출되도록 변동된다. 패턴 형성의 보편적 인 스케일링 법칙 준수 청구 순서를 녹인 후 Mitrano와 Abbamonte는 시간이 지남에 따라 줄무늬의 회복을 측정했습니다. 청구 주문이 완전 복구에 가까워지면서 예상치 못한 시간 의존이 발생했습니다. 이 결과는 과거에 연구원들이 겪었던 것과 같지 않았습니다. 무엇을 설명 할 수 있습니까? 답은 연질 응축 물질 물리학 분야에서 차용되었으며,보다 구체적으로 액체와 폴리머의 패턴 형성을 설명하기 전에 Goldenfeld가 개발 한 스케일링 법 이론에서 나온 것입니다. Goldenfeld와 Zhu는 보편적이고 역동적 인 자기 유사 스케일링 법칙에 따라 LBCO 복구에서 줄무늬를 보여주었습니다. Goldenfeld는 "1990 년대 중반까지 과학자들은 균일 한 시스템이 평형에 접근하는 방식에 대해 이해했지만 스트라이프 시스템은 어떻습니까? 나는 약 20 년 전에이 질문에 대해 연구했습니다. 뜨거운 된장국의 6 각형의 반점 형, 반점 형 백색 반점과 같은 일부 상황에서 이러한 시스템은 반점 형 초전도체 에서 전자의 스트라이프 패턴과 유사한 반점이 아닌 순환 액의 스트라이프 를 형성합니다. 이는 세계 규모 법에 따른 것이다. 이것은 LBCO가 청구 순서를 개혁 할 때 우리가 본 것과 정확히 일치한다. " Goldenfeld와 Zhu는 그들의 계산을 통해 Mitrano와 Abbamonte의 실험에서 시간에 따른 패턴 재구성 과정을 설명 할 수있었습니다. 줄무늬는 로그 시간 의존성 (매우 느린 프로세스)으로 재구성됩니다. LBCO의 스케일링 법칙을 준수하면 토폴로지 결함 또는 격자 구조의 불규칙성이 포함되어 있음을 나타냅니다. 이것은이 실험에서 두 번째로 중요한 결과입니다. Zhu는 "고체 물리학 자와 함께 일하면서이 공동 연구의 일원이 된 것은 흥미로 웠지만, 고온 초전도성과 같은 강한 상관 관계 시스템에서 문제를 분석하기 위해 연질 응축 물질의 기술을 적용하는 데 흥미를 가졌다. 내 계산뿐만 아니라 다른 배경을 가진 동료들로부터 새로운 지식을 얻었고, 이런 방식으로 새로운 과학적 사고 방식뿐만 아니라 물리적 문제에 대한 새로운 관점을 얻었습니다. " 향후 연구에서 Mitrano, Abbamonte 및 Goldenfeld는 LBCO에서 전하 순서를 완전히 녹여서 줄무늬 형성의 물리학을 관찰하기 위해 전하 순서 변동의 물리학을 추가로 조사 할 계획입니다. 그들은 또한 YBCO로 잘 알려진 이트륨 바륨 구리 산화물 화합물을 포함한 다른 큐 레이트와 유사한 실험을 계획합니다. Goldenfeld는이 실험과 미래 실험을 HTS의 새로운 연구를 촉진 할 수있는 실험으로보고있다. "Eduardo Fradkin과 Steven Kivelson의 충전 조절에 관한 연구 이후 20 년 동안 우리가 배운 것은 HTS를 전자 액정으로 생각해야한다는 것입니다. "라고 그는 말합니다. "이러한 물질에 초전도 상이 존재하는 이유를 이해하기 위해 액정의 연질 응축 물질 물리를 HTS에 적용하기 시작했습니다." 더 탐색 초전도체의 경우, 발견은 장애에서 비롯됩니다 자세한 내용은 : "초고속 시간 분해 X 선 산란 라의 확산 충전하기 위해 역학 보여 2의 X 바 X 의 CuO 4 " 과학의 발전 (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aax3346 , https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax3346 저널 정보 : 과학 발전 Urbana-Champaign 일리노이 대학에서 제공
https://phys.org/news/2019-08-unraveling-stripe-mystery.html
.나노 크기의 물질을 감싸는 새로운 세포 공정
로 미네소타 대학 크레딧 : Hongbo Pang, 2019 년 8 월 16 일
나노 미터는 10 억분의 1 미터로, 사람의 눈에는 보이지 않는 분자와 과학적 빌딩 블록을 측정하는 데 일반적으로 사용되는 미터입니다. 직경이 수십 및 / 또는 수백 나노 미터 인 재료는 독특한 특성을 가지므로 다양한 인간 질병을 진단하고 치료하는데 널리 사용되어왔다. 이러한 나노 크기의 물질을 사용하는 데있어 한 가지 주요 과제는 세포로 세포를 전달하고 작용 부위에 도달하는 방법입니다. 전통적인 방법에는 세포 와 조직, 호르몬, 독소, 항생제 및 효소의 구조적 구성 요소 인 펩타이드라고하는 단백질 단편에 연결하는 것이 포함됩니다 . 이들 펩티드는 세포와 상호 작용함으로써 나노 물질을 세포로 유도 할 것이다. 이러한 상호 작용이 다른 세포 활성 에 미치는 영향은 아직까지 잘 이해되지 않았으며,이 펩티드 결합은 나노 물질 제조에 추가적인 복잡성을 가져오고 기능도 변화시킬 수있다.
Nature Communications에 발표 된 연구에서 미네소타 대학의 연구자들은 직접적인 펩티드 기능화없이 나노 물질을 삼킬 수 있는 새로운 세포 과정 을 발견했으며 , 그 활동은 세포를 둘러싼 시스테인에 의해 조절된다. 연구팀은이 방관자 NP를 포획하는이 세포 과정을 '방관자 흡수'라고 칭했다. 약학 대학의 조교수이자 홍기 팡 교수는“두 가지 유형의 나노 크기 물질을 단순히 혼합함으로써 세포에 나노 물질을 쉽게 넣을 수있는 새로운 솔루션을 제공하는 새로운 세포 공정을 발견한다”고 말했다. 프리메이슨 암 센터. 또한 살아있는 세포의 몇 가지 기본 요소를 서로 연결 하는 새로운 세포 생물학의 길을 열었다 .이 과정에 대한 이해는 세포 생물학과 나노 기술 개발에 도움이 될 것이다. 이 연구는 다음과 같은 독특한 특성을 보여주었습니다 . 방관자 흡수는 단지 세포가 나노 크기의 물질을 삼킬 수있게하지만 세포를 둘러싸고있는 다른 물질 (예 : 유체)은 흡수하지 못하고; 이 방관자 흡수의 활성은 세포를 둘러싸고있는 20 개의 천연 아미노산 시스테인 중 하나의 존재에 의해 자극된다. 이러한 현상은 다양한 세포, 나노 입자 (일명 나노 물질) 및 다양한 생리 학적 조건에서 검증되었습니다. 연구 결과는 다음과 같습니다. 펩티드 및 나노 물질 융합 인 TAT-NP와의 공동-투여는 세포가 방관자 방식으로 나노 크기 물질을 포획 할 수있게하고; 이 방관자 흡수는 나노 물질에 특이 적이지만 세포를 둘러싸고있는 다른 물질은 아니다. 세포 배양 배지에서 시스테인은이 방관자 흡수의 활성을 크게 자극한다. 더 탐색 새로운 공격 각도로 셀룰러 HIV 저장고를 자체 파괴
추가 정보 : Yushuang Wei et al., TAT 나노 입자에 의해 유도되고 세포 외 시스테인에 의해 조절되는 방관자 나노 물질의 세포 내재화, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-11631-w 저널 정보 : Nature Communications 미네소타 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-08-cellular-engulf-nano-sized-materials.html
.미래에 대한 엿보기 : 가속 입자를위한 가속 컴퓨팅
Fermi National Accelerator Laboratory의 Leah Hesla
CERN의 Large Hadron Collider에서 양성자 충돌로 발생하는 입자는이 층이 많은 다층 장비 인 CMS 검출기를 통과합니다. 2026 년에 LHC는 현재 데이터의 20 배를 생산할 것이며 CMS는 현재 데이터 급증을 읽고 처리하기 위해 업그레이드를 진행하고 있습니다. 크레딧 : Maximilien Brice, CERN,2019 년 8 월 16 일
Large Hadron Collider의 모든 양성자 충돌은 다르지만 몇 가지만 특별합니다. 특수 충돌은 특이한 패턴으로 입자를 생성합니다 (새로운 규칙 위반 물리가 나타날 수 있음). 불완전한 우주 그림을 채우는 데 도움이됩니다. 이러한 충돌을 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 잠정적으로 검색하는 것보다 어렵습니다. 그러나 게임을 바꾸는 데 도움이 필요합니다. Fermilab 과학자들과 다른 협력자들은 기존의 방법에 비해 처리 속도를 30 ~ 175 배 빠르게 하는 프로토 타입 머신 러닝 기술을 성공적으로 테스트했습니다 . 초 당 4 천만 건의 충돌에 직면 한 LHC의 과학자들은 강력하고 민첩한 컴퓨터를 사용하여 보석이 iggs 스 입자이든 암흑 물질이든 상관없이 일반 충돌의 광대 한 정전기로부터 보석을 뽑아냅니다. 시뮬레이션 된 LHC 충돌 데이터를 통해 기계 학습 기술은 초당 600 개의 이미지를 뒤집어 놓은 특정 충돌 후 패턴 (검출기를 통과하는 입자의 스프레이)을 식별하는 방법을 성공적으로 배웠습니다. 전통적인 방법은 초당 1 개 미만의 이미지를 처리합니다. 이 기술은 외부 컴퓨터에서 서비스로 제공 될 수도 있습니다. 이 오프 로딩 모델을 사용하면 연구원들이 더 많은 데이터를 더 빨리 분석하고 더 많은 LHC 컴퓨팅 공간을 다른 작업에 사용할 수 있습니다. 머신 러닝 서비스가 이미 엄청난 양의 데이터 만 커질 수있는 분야를 어떻게 지원하고 있는지에 대한 전망입니다. 과제 : 더 많은 데이터, 더 많은 컴퓨팅 성능 연구원들은 현재 현재 속도의 5 배로 양성자를 분쇄하기 위해 LHC를 업그레이드하고 있습니다. 2026 년까지 유럽 실험실 CERN의 17 마일 원형 원형 지하 기계는 현재보다 20 배 더 많은 데이터를 생성 할 것입니다. CMS는 Large Hadron Collider의 입자 탐지기 중 하나이며 CMS 공동 작업자는 자체 업그레이드 중이므로 복잡한 스토리가 많은 계측기가 LHC의 입자 충돌에 대해보다 정교한 사진을 찍을 수 있습니다. Fermilab은 CMS 실험을위한 미국의 주요 실험실입니다. LHC 과학자들이 고휘도 LHC에서 1 년 동안 수집 한 모든 원시 충돌 데이터를 저장하려면 약 1 엑사 바이트 (약 1 조 개인 외장 하드 드라이브)를 저장하는 방법을 찾아야합니다. 은색 만 새로운 현상을 드러 낼 수 있습니다. LHC 컴퓨터는이 작은 부분을 선택하도록 프로그래밍되어 추가 연구를 위해 다운 스트림으로 전송 될만큼 가치가있는 데이터를 결정합니다. 현재 LHC의 컴퓨팅 시스템은 100,000 개의 입자 이벤트마다 대략 하나를 유지합니다. 그러나 현재 스토리지 프로토콜은 향후 수십 년간의 데이터 수집으로 누적 될 미래의 데이터 플러드를 따라 잡을 수 없습니다. 업그레이드 된 CMS 탐지기로 캡처 한 고해상도 사진으로 작업이 쉬워지지는 않습니다. 이 모든 것이 현재 LHC보다 10 배 이상의 컴퓨팅 리소스를 필요로합니다.
입자 물리학 자들은 CMS에서 입자 충돌의 이미지를 처리하기위한 머신 러닝 기능을 갖춘 컴퓨터의 사용을 연구하고 있으며,이를 통해 다양한 충돌 패턴을 신속하게 식별 할 수 있습니다. 크레딧 : Eamonn Maguire / Antarctic Design
최근 프로토 타입 테스트에 따르면 머신 러닝 및 컴퓨팅 하드웨어의 발전에 따라 연구원들은 곧 출시 될 High-Luminosity LHC에서 나오는 데이터를 알 수있을 것으로 기대하고 있습니다. CMS 실험의 Fermilab 과학자이자 최근 테스트의 리더 중 한 사람인 Nhan Tran은 "여기서 머신 러닝으로 매우 정교한 작업을 수행하고 더 빠르게 수행 할 수 있기를 희망한다"고 말했다. "업데이트 된 탐지기와 복잡한 충돌 환경에서는 데이터가 점점 더 복잡해 지므로 이는 중요합니다." 구조에 대한 기계 학습 : 추론의 차이 입자 물리학의 기계 학습은 새로운 것이 아닙니다. 물리학자는 충돌 실험에서 데이터 처리의 모든 단계에 머신 러닝을 사용합니다. 그러나 기존 방법보다 최대 175 배 빠른 LHC 데이터를 통해 씹을 수 있는 기계 학습 기술 을 통해 입자 물리학 자들은 충돌 계산 과정에서 게임 변경 단계를 뛰어 넘고 있습니다. 빠른 속도는 유추라고하는 프로세스의 속도를 높여주는 Microsoft Azure ML 플랫폼에서 똑똑하게 엔지니어링 된 하드웨어 덕분입니다. 추론을 이해하려면 모터 사이클의 이미지를 인식하도록 훈련 된 알고리즘을 고려하십시오. 물체에는 더 큰 금속 몸체에 부착 된 2 개의 바퀴와 2 개의 손잡이가 있습니다. 이 알고리즘은 비슷한 특성을 가진 수레가 오토바이가 아니라는 것을 알기에 영리합니다. 이 시스템은 다른 2 륜 2 핸들 객체의 새로운 이미지를 스캔 할 때 오토바이를 예측하거나 추론합니다. 알고리즘의 예측 오류가 수정되면이를 식별하는 데 상당히 어려움을 겪습니다. 10 억 스캔 후 추론 게임에 있습니다. 대부분의 머신 러닝 플랫폼은 이미지를 분류하는 방법을 이해하기 위해 만들어졌지만 물리학적인 이미지는 아닙니다. 물리학 자들은 iggs 스 보손 (Higgs boson)이 만든 트랙을 인식하거나 암흑 물질의 힌트를 찾는 것과 같이 물리 부분을 가르쳐야합니다. Fermilab, CERN, MIT, 워싱턴 대학 (University of Washington) 및 기타 공동 연구자들은 Azure ML을 시뮬레이션하여 CMS 데이터로부터 양성자보다 약 180 배 무겁고 짧은 수명의 초등 입자 인 최고 쿼크의 사진을 식별했습니다. 특히 Azure는 충돌에서 멀리 떨어진 단일 쿼크 쿼징으로 진공에서 뽑아 낸 입자 구름 인 쿼크 제트의 이미지를 찾아야했습니다. Fermilab의 과학자 인 Burt Holzman은“우리는 이미지를 전송하여 물리 데이터로 훈련시켰다”고 말했다. "그리고 그것은 최첨단 성능을 보여 주었다. 그것은 매우 빨랐다. 그것은 우리가 많은 것들을 파이프 라인 할 수 있다는 것을 의미한다. 일반적으로,이 기술들은 꽤 훌륭하다." 추론 가속화의 기본 기법 중 하나는 기존 프로세서와 이종 컴퓨팅 아키텍처로 알려진 전문화 된 프로세서를 결합하는 것입니다.
입자 물리 실험의 데이터는 Fermilab의 그리드 컴퓨팅 센터와 같은 컴퓨팅 팜에 저장됩니다. 외부 조직은 컴퓨팅 팜을 입자 물리 실험에 대한 서비스로 제공하여 실험 서버에서 더 많은 공간을 사용할 수 있도록합니다. 크레딧 : Reidar Hahn
플랫폼마다 다른 아키텍처를 사용합니다. 전통적인 프로세서는 CPU (중앙 처리 장치)입니다. 가장 잘 알려진 특수 프로세서는 GPU (그래픽 처리 장치) 및 FPGA (필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이)입니다. Azure ML은 CPU와 FPGA를 결합합니다. Tran은“이러한 프로세스를 가속화해야하는 이유는 이것이 큰 계산이기 때문이다. "그것을 FPGA에 맞추고, 그것을 매핑하고, 적당한 시간 안에 그것을하는 것은 진정한 성과입니다." 그리고 서비스로도 제공되기 시작했습니다. 이 유형의 이기종 서비스 형 아키텍처가 기본 물리학에 어떻게 사용될 수 있는지 입증 한 것은 이번이 처음이었습니다. 컴퓨팅 세계에서 "서비스로"사용하는 것은 특정한 의미를 갖습니다. 외부 조직은 서비스 (머신 러닝 또는 하드웨어)를 서비스로 제공하고, 사용자 과학자는 필요할 때 해당 리소스를 사용합니다. 비디오 스트리밍 회사에서 몇 시간 동안 폭 넓은 시청 TV를 서비스로 제공하는 방식과 비슷합니다. 자신의 DVD와 DVD 플레이어를 소유 할 필요는 없습니다. 대신 라이브러리와 인터페이스를 사용하십시오. Large Hadron Collider의 데이터는 일반적으로 CERN의 컴퓨터 서버 및 Fermilab와 같은 파트너 기관에 저장되고 처리됩니다. 다른 웹 서비스처럼 쉽게 기계 학습이 제공되므로 오프 사이트를 포함하여 서비스가 제공되는 모든 곳에서 집중적 인 계산을 수행 할 수 있습니다. 이를 통해 추가 컴퓨팅 성능과 리소스로 실험실 기능을 강화하고 자체 서버를 제공하지 않아도됩니다. 홀즈 만은“가속 컴퓨팅을 수행한다는 아이디어는 수십 년 전부터 이루어졌지만 기존 모델은 GPU가 장착 된 컴퓨터 클러스터를 구입하여 실험실에 로컬로 설치하는 것이었다. "특별한 하드웨어를 통해 팜 오프 사이트로 작업을 오프로드하여 머신 러닝을 서비스로 제공하는 아이디어는 광고 된대로 작동했습니다." Azure ML 팜은 버지니아에 있습니다. 일리노이 주 시카고 근처 Fermilab에있는 컴퓨터에서 입자 이벤트 이미지를 Azure 클라우드로 보내고 처리하여 반환하는 데 단 100 밀리 초가 걸립니다. 그것은 눈을 깜박이는 2,500 킬로미터의 데이터 밀도 여행입니다. Tran은“이 모든 것과 함께 제공되는 배관 공사는 또 다른 업적입니다. "데이터를 다른 곳으로 보내서 다시 가져 오는 것으로 추상화하는 개념은이 프로젝트에서 가장 유쾌한 일이었습니다. 우리는 자체 팅 센터의 모든 것을 전체 묶음으로 바꿀 필요가 없습니다. "우리는 모든 것을 유지하고, 어려운 계산을 해제하고 나중에 다시 올 수있게합니다." 과학자들은 LHC에서 다른 빅 데이터 문제를 해결하기 위해 기술을 확장하기를 기대합니다. 또한 지난 몇 년간 급속하게 발전한 머신 러닝을 통해 다른 기능을 수행 할 수 있는지 살펴보면서 Amazon AWS, Google Cloud 및 IBM Cloud와 같은 다른 플랫폼을 테스트 할 계획입니다. Tran은“2015 년에 최첨단 모델이 오늘날 표준입니다. 도구로서 머신 러닝은 입자 물리학에 우주를 엿볼 수있는 새로운 방법을 계속 제공합니다. 그 자체로도 인상적입니다. "우리는 동물과 사람의 사진을 구별하고 약간의 양을 계산하며 탑 쿼크 제트와 배경의 차이를 알려주도록 훈련 된 것을 취할 수 있습니까?" 홀 즈먼은 말했다. "그게 내 마음을 아프게하는 것입니다." 더 탐색 iggs 스 보손 머신 러닝 챌린지 에 의해 제공 페르미 국립 가속기 연구소
https://phys.org/news/2019-08-glimpse-future-particles.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
https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/
.암흑 물질 검색으로 중금속 이음새를 찾기위한 기술
에 의한 기술의 스 윈번 대학 암흑 물질을 찾으면 광물이 번쩍입니다. 크레딧 : Swinburne University of Technology, 2019 년 8 월 12 일
금과 다른 중금속의 이음새를 찾는 방법은 빅토리아 주 스타 웰의 광산에서 암흑 물질을 탐지하기위한 거대한 실험에 Swinburne이 참여한 것 같지 않습니다. Swinburne의 천체 물리 및 수퍼 컴퓨팅 센터의 Alan Duffy 부교수와 SABRE (Active Background Rejection) 프로젝트를 통해 요오드화 나트륨의 일원은 우주 방사선 이 효과적으로 지하 탐지기 와 지표면 사이에서 지구의 X- 선을 생성하고 있다고 말했다 . 광산에서 SABER 실험은 아직 결정적으로 달성하지 못한 암흑 물질 입자를 탐지하려고합니다. 암흑 물질의 신호는 아주 작기 때문에 SABER 팀은 현상에 민감한 검출기를 만들었습니다.이 검출기는 금을 찾는 데 도움이되는 수많은 우주 입자에도 민감합니다. 암흑 물질이 아닌 입자를 탐지하는 것은 SABRE에 원하지 않는 소음입니다. 즉, 실험에서 광산을 1km 아래에 위치 시켰는데, 그 위의 암석은 우주 방사선을 흡수하기에 충분히 두꺼운 것으로 생각되었습니다. 그러나이 연구팀은 희미한 암흑 물질 사건 을 격리하는 데 이상적이지 않고 강력한 정보원을 생성하는 데 이상적 일 수있는 일부 방사선을 여전히 발견했습니다 . "네이처는 우리가 만들 수있는 가장 강력한 관통 스캐너를 제공했으며 라이센스가 필요하지 않습니다."라고 Duffy는 말했습니다. 이것을 Stawell Underground Physics Laboratory로 만드는이 입자는 전자와 비슷하지만 200 배 더 무겁습니다. 뮤온은 원자 번호가 높은 원자에 의해 우선적으로 흩어져 있으므로 탄소와 비교하여 원자 번호가 6 배 큰 금과 같은 중금속 침전물이 의료용 X- 선 이미지에서 뼈와 유사한 그림자를 만듭니다. 이 아이디어는 완전히 새로운 것은 아니지만 Duffy는이 기술이 "고령화되었다"고 지적했다. 이 팀의 재 설계된 뮤온 검출기 프로토 타입은 1960 년대 이전 모델과는 거리가 멀다. 스마트 폰 기술에 의해 구동되는 전자 부품의 소형화는 Duffy의 장치에 기여했으며, 이는 "유행 한 문진"과 크기가 비슷합니다. "우리가 만든 첫 번째 것은 페인트 통에있는 원통형의 섬광 플라스틱 조각이었습니다. 너무 거칠고 준비된 것들은 보지 못했지만 가장 아름답게 감지되었습니다." 이 크기는 광물 탐사 시추공으로 낮추기에 적합하며, 기술이 저렴하고 광섬유를 통해 연결할 수 있기 때문에 Duffy는 "그 중 6 개를 배치하고 멀리 걸어 갈 것"을 예상합니다. 몇 주 후, 주변 암석의 광물 사진이 데이터로부터 재구성 될 수 있으며, 이는 천체 물리학에서 사용 된 것과 유사한 처리를 요구할 것이다. Duffy는 장치를 중심으로 회사를 설립하려는 계획에 흥분하며 팀은 이미 잠재적 파트너의 관심을 끌고 있습니다. 그러나 첫 번째 단계는 프로토 타입을 활성 광산 현장에 적합한 견고한 장비로 전환하는 것입니다. 더피는“암흑 물질은 미묘하다”고 덧붙였다. "물리학의 기본이지만, 실제적인 용도를 생각하기는 어렵습니다. 그러나이 스핀 오프에서 실제 상업적 결과를 볼 수 있습니다."
더 탐색 글로벌 과학자 팀이 차세대 암흑 물질 탐지기 조립 완료 에 의해 제공 기술의 스 윈번 대학
https://phys.org/news/2019-08-dark-yields-technique-heavy-metal.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
.파리의 작은 고환에서 유전자가 어떻게 발생하는지에 대한 새로운 통찰력
에 의해 록펠러 대학 과일 파리 고환 내에서 파란색으로 정자를 개발합니다. 학점 : 록펠러 대학교의 진화 유전학과 유전체학 연구실, 2019 년 8 월 16 일
남녀의 싸움에서 남성은 최소한 유전 적 관점에서 혁신적인 우위를 차지하는 것으로 보입니다. 과학자들은 고환이 단순한 정자 공장 이상이라는 것을 발견했습니다. 이 기관들은 또한 종의 진화를위한 원료 인 새로운 유전자의 출현을위한 핫스팟 역할을합니다. 록펠러 팀은 초파리를 사용하여 정자 의 개발 과정에서 자연의 혁신 시도가 어떻게 진행되는지에 대한 주요 통찰력을 얻었습니다 . eLife 에서 8 월 16 일에 설명 된 연구 에서 그들은 단일 세포 수준에서 돌연변이의 존재를 DNA에 매핑했으며, 그러한 변화로 인해 발생하는 새로운 유전자 의 활동을 설명했다 . 이 연구를 주도한 Li Zhao 부교수는“우리의 연구는 생물이 적응하고 진화 할 수 있고 궁극적으로 지구의 다양한 삶에 기여하는 과정에 대한 전례없는 관점을 제공한다. 높은 말뚝 최근 몇 년 동안 파리에서 인간에 이르는 동물에 대한 연구는 고환에서 시작된 많은 젊은 유전자를 밝혀 냈습니다. 이 발견들과 다른 발견들은 고환이 유전자 혁신을 위해 신체에서 가장 생산적인 장소 (남성 또는 여성) 중 하나라고 평가합니다. 그러나,이 유전자 신규성 대량 생산에는 상당한 위험이 따른다. 예를 들어, 인간의 아버지 정자는 정상적인 발달 과정에서 어머니의 난자보다 2 ~ 3 배 더 많은 새로운 돌연변이를 얻음으로써 정자는 유전 적 실수로 수수께끼를 남깁니다. 어떤 경우에는 그러한 실수가 그의 후손에게 해를 끼치거나 심지어 아버지의 가능성을 완전히 망칠 수도 있습니다. 다시 말해, 남성은 진화 게임에서 중요한 한 가지, 즉 그의 유전자 풀 을 다음 세대로 전파 할 수있는 기회를 잃어 버리는 것을 의미합니다 . 그러나 개별 남성과 그 자손에 대한 잠재적 인 유전 적 유전자 실험이 무엇이든간에, 생식의 역학은 그것을 장려합니다. 잠재적 인 아버지는 여성을 끌어 들이고 경쟁자를 물리 치라는 강한 압력에 직면 해 있습니다. 예를 들어 더 밝은 깃털이나 더 단단한 정자와 같은 모든 이점은 모든 차이를 만들 수 있습니다. 분자 수준에서이 압력은 고환 내에서 많은 새로운 유전자를 유발합니다. 과학자들은이 새로운 이민자들이 건강한 자손을 낳을 수있는 남성의 능력에 기여한다면, 게놈에서 고정 된 장소를 빠르게 획득하고 심지어 신체의 다른 곳에서도 계속 기여할 수 있다고 생각합니다. 셀 단위로 검색 그러나 조금 더 가까이 보면 사진이 흐려집니다. 과학자들은 정자가 발달 하는 전구체 세포 내에서 유전자 혁신이 일어나는 역학을 아직 이해하지 못했습니다 . 자세한 내용을 알아보기 위해 실험실에서 Zhao와 연구원은 플라이 테스트에서 개별 세포에 태그를 달고 각각 포함 된 RNA 서열을 식별하고 해독했습니다. 이 접근법을 통해 특정 유전자의 활동이 발달 단계에서 어떻게 변했는지 확인할 수있었습니다. 줄기 세포 및 5 개의 중간 세포 유형 으로부터 분리 된 RNA 서열 내에서 , 연구자들은 돌연변이와 유전자의 두 가지 관점에서 혁신을 조사했다. DNA 코드의 한 문자가 다른 문자로 교체되는 치환으로 알려진 돌연변이는 정자의 발달 초기에 가장 풍부하고 감소합니다. 정자 세포의 DNA 복구 기계는 비슷한 패턴을 따르고 있는데, 초기에 가장 활성화 된 다음 테이퍼 오프 (taper off)된다고한다. 처음부터 시작 Zhao의 연구팀은 RNA 서열 내에서 기존 유전자의 복제가 아닌 스크래치에서 발생하는 특정 유형의 젊은 유전자를 찾아 냈다. 자오 (Zhao) 에게는 원래 단백질을 코딩하지 않은 서열에서 유래 한 소위 드 노보 ( de novo) 유전자가 진화론 적 관점에서 가장 흥미로운 새로운 유전자이다. 그녀의 팀 은 이전에 확인한 세트 에서 184 개 이상의 de novo 유전자를 발견했습니다. 그들이이 de novo 유전자 를 조사했을 때 , 과학자들은 복잡한 패턴을 발견했다. 특정 유전자는 주로 특정 세포 유형에서는 나타나지만 다른 세포에서는 나타나지 않았다. 과학자들은 이전에이 단계가 엄격하게 통제되기 때문에 새로운 유전자가 개발 초기에 거의 나타나지 않는다고 생각했기 때문에 줄기 세포 단계를 포함하여 이들 유전자의 약 15 %가 초기에 나타났습니다. 그러나, 신생 유전자에 대한 가장 활동적인 기간은 정자 발생의 소위 정자 세포 단계에서 중간에 일어났다. 과학자들은 이제 새로운 유전자가 처음 생길 때 어떤 목적으로 사용되는지 이해하는 데 관심이 있습니다. Zhao는 일부는 본질적으로 무작위로 발사하여 특별한 기여를하지 않을 수도 있지만, 많은 경우에 이들 새로운 유전자가 정자 세포의 성숙에 역할을한다고 의심합니다. Zhao 박사는“ 신규 개발 과정을 진행하기 위해이 de novo 유전자가 무엇을하고 있는지는 분명 흥미로운 질문이다.
더 탐색 암컷 파리 게놈은 또한 조상 서열로부터 유래 된 de novo 유전자로 채워져있다 추가 정보 : Evan Witt et al., Testis 단일 세포 RNA-seq는 드로 소 필라 ( Drosophila, eLife ) 의 드 노보 유전자 전사 및 생식선 돌연변이 바이어스의 역학을 보여줍니다 (2019). DOI : 10.7554 / eLife.47138 저널 정보 : eLife Rockefeller University 제공
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