양자 중력은 원인과 결과를 반전시킬 수있다
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.양자 중력은 원인과 결과를 반전시킬 수있다
으로 스테파니 파파스 21 시간 전 과학 및 천문학 양자 중력 이론은 어떤 이상한 시간과 맞서 싸울 것입니다. 상자의 실제 상태를 나타 내기 위해 상자가 열릴 때까지 살아 있고 죽는 상자의 불행한 고양이 인 Schrödinger의 고양이에 대해 들어 보셨을 것입니다 . 이제 슈뢰딩거의 시대를 생각해 보자. 한 사건이 동시에 다른 사건의 원인이 될 수있는 상황. 이러한 시나리오는 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론 과 양자 역학 의 작용 을 결합하려는 여전히 어두운 물리 영역 인 양자 중력 이론에서는 불가피 할 수있다 . 새로운 논문에서 과학자들은 질량이 느려지는 거대한 행성 근처에서 우주선을 상상함으로써 두 가지의 매시업을 만듭니다. 그들은 우주선이 인과 관계가 뒤바뀐 상태에있을 수 있다고 결론 지었다. 스티븐스 공과 대학 양자 과학 및 공학 센터의 물리학자인 이고르 피 코브 스키 (Igor Pikovski)는 공동 연구자 인 이고르 피 코브 스키 (Igor Pikovski)는“일시적인 질서 나 원인과 결과가 뒤 바뀌거나 뒤 바뀌지 않는 이런 종류의 시나리오를 고안 할 수있다. 뉴저지. "이것은 양자 중력에 대한 완전한 이론을 가지고 나면 예상되는 것입니다."
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양자 시간 유명한 슈뢰딩거의 고양이 사고 실험은 시청자에게 고양이와 방사성 입자를 담은 상자를 상상해 보라고합니다. 일단 부패되면 불행한 고양이를 죽일 것입니다. 양자 중첩 의 원리에 의해, 고양이의 생존 또는 사망은 측정 될 때까지 똑같이 가능성이있다. 따라서 상자가 열릴 때까지 고양이는 동시에 살아 있고 죽는다. 양자 역학에서 중첩이란 슈뢰딩거의 고양이처럼 입자가 동시에 여러 상태로 존재할 수 있음을 의미합니다. Nature Communications 저널에 8 월 21 일자로 발간 된 새로운 사고 실험 은 양자 중첩 원리와 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 결합한 것입니다. 일반 상대성 이론에 따르면 거대한 물체의 질량이 시간을 늦출 수 있다고합니다. Pikovski는 이것이 사실이며 측정 가능한 것으로 잘 확립되어 있다고 말했다. 지구를 공전하는 우주 비행사는 지구상에서 쌍둥이보다 훨씬 빠른 시간을 경험할 것입니다. (이것이 블랙홀에 빠지는 것이 매우 점진적인 경험 이되는 이유이기도 합니다 .) 따라서, 미래의 우주선이 거대한 행성 근처에 있다면, 그 승무원은 멀리 떨어져있는 동료 우주선에있는 사람들보다 시간이 조금 느려질 것입니다. 이제 약간의 양자 역학을 던져서 두 우주선에서 행성이 가까이에 그리고 멀리 떨어져있는 상황을 상상할 수 있습니다. 시간이 이상 해지다 서로 다른 타임 라인에서 시간을 겪고있는 두 선박의이 중첩 된 시나리오에서 원인과 결과가 나빠질 수 있습니다. 예를 들어, 배들에게 미사일이 발사되고 그들의 위치를 가로 챌 시간을 충분히 알고 서로 발사하고 서로의 화재를 피하는 훈련 임무를 수행하도록 요청받습니다. 근처에 시간의 흐름으로 혼란스러운 거대한 행성이 없다면 이것은 간단한 운동입니다. 반면에 거대한 행성이 존재하고 선장이 시간을 늦추지 않으면 승무원이 너무 늦게 피하여 파괴 될 수 있습니다. 행성이 겹치거나 먼 곳에 겹치면 배가 너무 늦게 피해서 서로를 파괴하는지 또는 옆으로 움직여 생존 할 수 있는지 알 수 없습니다. 게다가, 원인과 결과가 뒤바뀔 수 있다고 피 코브 스키는 말했다. 인과 관계가있는 두 가지 이벤트 A와 B를 상상해보십시오. "A와 B는 서로 영향을 줄 수 있지만 한 상태에서는 A가 B보다 앞에 있고 다른 경우에는 B가 A보다 앞에옵니다"라고 피 코브 스키는 말했다. 그것은 A와 B가 동시에 서로의 원인과 결과라는 것을 의미합니다. 피 코브 스키 교수는 다행스럽게도이 가상 우주선의 혼란스런 승무원들은 서로의 전송을 분석하여 중첩 상태에 있음을 확인하는 수학적 방법이있을 것이라고 말했다. 분명히, 실생활에서 행성은 은하계의 윌리 닐리 주위를 움직이지 않습니다. 그러나 생각 실험은 양자 중력에 대한 전체 이론을 연구하지 않고도 양자 컴퓨팅에 실질적인 영향을 줄 수 있다고 피 코브 스키는 말했다. 양자 계산 시스템은 계산에 중첩을 사용함으로써 프로세스를 원인과 결과로 동시에 평가할 수 있습니다. "Quantum 컴퓨터는보다 효율적인 계산을 위해 이것을 사용할 수 있습니다."
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.허리케인 도리안 : NASA와 NOAA가 우주에서 폭풍을 추적하는 방법
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세 개의 위성에서 볼 수있는 허리케인 도리안 왼쪽의 2019 년 8 월 28 일 TEMPEST-D (Tempestal Experimental for Storms and Tropical Systems Demonstration) TEMPEST-D 위성은 폭풍우 내 강우를 측정합니다. 2019 년 8 월 29 일 NASA의 CloudSat 위성은 레이더가있는 구름을 통해 "슬라이스"하여 2019 년 8 월 27 일에 높이와 층을 측정합니다. (이미지 제공 : NASA / JPL-Caltech)
어떻게 보든 허리케인 도리안 은 무서운 광경입니다. 그러나 폭풍우가 많을수록 기상 학자와 비상 대응자가 사람들을 안전하게 지켜야 할 가능성이 높아집니다. NASA와 미국 대기 대기 국 (NOAA)은 허리케인을 연구하는 위성을 가지고 있습니다 . 이 위성들이 수집하는 모든 데이터는 NOAA의 국립 허리케인 센터 (NHC)가 발표 한 성명서에 들어간다. 현재 도리안은 주말에 바하마 북부의 서쪽을 주요 허리케인으로 서쪽으로 향한 다음 허리케인으로 플로리다 남부를 강타 할 것으로 예상 하고있다. 화요일 (9 월 3 일)에 약간 약한 것.
NASA는 특히 도리안에 큰 관심을 가지고 있습니다. 폭풍은 현재 기관의 주요 우주 정거장 인 케네디 우주 센터 를 wall이 예상합니다 . 시설 직원은 수요일 (8 월 28 일) 이후 폭풍에 대비하고 있습니다. 심층 미션을 위해 설계된 NASA의 새로운 SLS 로켓을 지원할 400 피트 높이 (122 미터) 의 모바일 런처 (Mobile Launcher) 가 우려의 대상이 되었습니다. 이러한 높은 구조는 허리케인 바람에 명백한 위험이며, 직원 들은 폭풍을 기다리기 위해 케네디의 52 층 높이의 차량 조립 건물 로 이동하도록 준비했습니다 . 케네디 우주 센터 방문자 단지는 또한 안전을 위해 일요일 (9 월 1 일)에 문을 닫기로 결정했습니다. 2019 년 8 월 29 일 허리케인 도리안의 GOES-16 위성에서 본 모습. 2019 년 8 월 29 일 허리케인 도리안의 GOES-16 위성에서 본 모습. (이미지 제공 : NASA Earth Observatory / Joshua Stevens / NOAA / NESDIS) 국제 우주 정거장은 폭풍을 통해 전달하고 기상 학자가 위성으로부터에 의존하고 관측에 추가했다. 이 위성들은 특히 강우를 계산하고 허리케인을 구성하는 폭풍 구름의 구조를 연구하도록 조정되었습니다. 우주 정거장과 거의 같은 고도에서 공전하는 것은 폭풍 및 열대 시스템 시범 (TEMPEST-D)을위한 임시 실험이라 불리는 작은 기상 위성입니다. 곡물 상자의 크기에 대해 TEMPEST-D는 폭풍우에서 가장 높은 습기가있는 지역을 발견 할 수 있으며 실시간 폭풍 추적 기술로 지구를 덮기 위해 기상 위성 을 최소화 하는 테스트 프로그램의 일부입니다 . NASA의 Aqua 위성에는 대기 중 적외선 사운 더 장비가 탑재되어 가장 강우와 관련된 매우 높은 뇌우 구름을 식별 할 수 있습니다.
NASA의 CloudSat 위성에 탑재 된 다른 장비 는 구름 매듭의 횡단면 이미지를 생성합니다 . 과학자들은 구름의 높이와 층, 구름 속의 강수량의 크기에 대해 배울 수 있으며, 이는 폭풍에서 가장 위협적인 강우가있는 곳을 식별하는 데 도움이됩니다. 한 NASA 실행 모델은 이러한 유형의 데이터를 종합하며, 예비 분석에 따르면 폭풍에 의해 영향을받는 특정 지역은 24 시간 내에 거의 5 인치 (120 밀리미터)의 비를받을 수 있다고 성명서에 따르면 .
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.몇 초 만에 제상 표면
에 의해 물리학의 미국 학회 연구원들은 기존의 제상 방법에 필요한 에너지의 1 % 미만과 시간의 0.01 % 미만을 사용하여 표면에서 얼음과 서리를 매우 효율적으로 제거하는 방법을 개발했습니다. 연구원들은 최상층에서 모든 얼음이나 서리를 녹이는 기존의 제상 대신 표면과 얼음이 만나는 곳에서 얼음을 녹여서 얼음이 쉽게 미끄러질 수있는 기술을 확립했습니다. 이들은 Applied Physics Letters에서 그들의 작업을 설명합니다.이 이미지는 (a) 제빙 될 기판에 적용된 얇은 ITO 코팅층; (b) 전류가인가됨에 따라 ITO가 가열되고, 계면에서 물이 녹아 얼음이 중력 하에서 미끄러 져 내려갈 수있게한다. (c) 제빙 중 타임 랩스 이미지. 크레딧 : Nenad Miljkovic, 2019 년 8 월 30 일
앞으로 얼음으로 인한 비행 지연은 붕괴의 원인이 될 수 없습니다. Urbana-Champaign에있는 일리노이 대학과 큐슈 대학의 연구원들은 에너지 의 1 % 미만과 전통적인 제상에 필요한 시간의 0.01 % 미만을 사용하여 표면에서 얼음과 서리를 제거하는 방법을 개발했습니다 행동 양식. 이 그룹은 Applied Physics Letters 의 방법을 설명합니다 . 연구원들은 최상층에서 모든 얼음이나 서리를 녹이는 기존의 제상 대신 표면과 얼음이 만나는 곳에서 얼음을 녹여서 얼음이 쉽게 미끄러질 수있는 기술을 확립했습니다. "간헐적 인 제상을 수행해야하기 때문에 건물 에너지 시스템 및 냉동 시스템의 에너지 손실이 크게 증가하여 작업이 동기를 부여했습니다. 시스템을 종료하고 작동 유체를 가열 한 다음 다시 냉각해야합니다. "UIUC의 저자 Nenad Miljkovic가 말했습니다. "간헐적 인 제상주기를 실행하는 연간 운영 비용을 생각하면 많은 에너지를 소비합니다." 저자에 따르면, 기존 시스템에서 비 효율성의 가장 큰 원인은 제빙에 사용되는 많은 에너지가 서리 또는 얼음을 직접 가열하지 않고 시스템의 다른 구성 요소를 가열하는 것입니다. 이것은 에너지 소비 와 시스템 다운 타임을 증가시킵니다 . 대신에, 연구원들은 얼음과 표면이 만나 물 층을 생성하는 매우 높은 전류의 펄스를 전달할 것을 제안했습니다. 노출 된 얼음을 녹이지 않고 의도 된 공간에 펄스가 도달하도록하기 위해 연구원들은 재료 표면에 인듐 주석 산화물 (ITO) (제상에 자주 사용되는 전도성 필름)의 얇은 코팅을 적용합니다. 그런 다음 나머지는 중력에 맡깁니다. 이를 시험하기 위해 과학자들은 남극 대륙의 가장 추운 지역보다 섭씨 영하 15.1도 (섭씨 남극의 가장 따뜻한 부분)와 섭씨 영하 71도까지 냉각 된 작은 유리 표면을 해동했습니다. 이러한 온도는 각각 난방, 환기, 냉방 및 냉장 응용 및 항공 우주 응용을 모델링하기 위해 선택되었습니다. 모든 테스트에서 얼음은 1 초 미만의 펄스로 제거되었습니다. 실제 3D 시스템에서 중력은 공기 흐름에 의해 지원됩니다. Miljkovic는“규모에 따라 형상에 따라 달라집니다. "그러나이 접근 방식의 효율성은 여전히 기존 접근 방식보다 훨씬 우수해야합니다." 이 그룹은 아직 비행기와 같이 더 복잡한 표면을 연구하지는 않았지만 미래의 분명한 단계라고 생각합니다. 밀크 코비 치는“얼마나 빠르게 이동함에 따라 자연스럽게 확장되므로 얼음의 전단력이 크기 때문에 얼음을 제거하기 위해 계면의 매우 얇은 층만 녹일 필요가있다”고 말했다. "곡선 부품을 ITO에 맞게 코팅하는 방법과 필요한 에너지 량을 파악하는 작업이 필요했습니다." 연구원들은 상용화 접근 방식을 확장하기 위해 외부 회사와 협력하기를 희망합니다.
더 탐색 전력이나 화학 물질없이 얼음 축적을 제거하는 새로운 방법 추가 정보 : S. Chavan et al., Pulse interface defrosting, Applied Physics Letters (2019). DOI : 10.1063 / 1.5113845 저널 정보 : 응용 물리 편지 미국 물리 연구소에서 제공
https://phys.org/news/2019-08-defrosting-surfaces-seconds.html
.고대 해양의 산소 고갈로 인해 대량 멸종이 발생했습니다
플로리다 주립 대학 Zachary Boehm 수년 동안 과학자들은 지구 역사상 가장 극적으로 기록 된 10 가지 중 하나 인이 대량 멸종에 메커니즘을 연결하는 데 어려움을 겪었습니다. 현재 플로리다 주립 대학 (Florida State University)의 연구원들은 과학자들이 Lau / Kozlowskii 멸종이라고 언급 한이 사건이 너무나도 익숙한 범인에 의해 유발되었다는 사실을 확인했습니다. 크레딧 : Stephen Bilenky2019 년 8 월 30 일
약 4 억 4 천만 년 전에 선사 시대의 Silurian 시대에, 엄청난 양의 멸종 사건이 모든 해양 동물의 23 %를 행성의 얼굴에서 쫓아 냈습니다. 수년 동안 과학자들은 지구 역사상 가장 극적으로 기록 된 10 가지 중 하나 인 이 대량 멸종에 메커니즘을 연결하는 데 어려움을 겪었 습니다. 현재 플로리다 주립 대학 (Florida State University)의 연구원들은 과학자들이 Lau / Kozlowskii 멸종이라고 언급 한이 사건이 너무나도 친숙한 범인에 의해 유발되었다는 사실을 확인했습니다. 전세계 해양에서 빠르고 광범위하게 산소가 고갈되었습니다. 오늘 Geology 저널에 발표 된 그들의 연구 는 오랜 고 생물학적 미스터리를 해결하고, 잘 확립 된 탈산 소화 경향이 지속되고 가속화된다면 현대 해양에 닥칠 수있는 파멸적인 운명에 대한 긴급한 우려를 제기합니다. 유성 충돌이나 화산 폭발과 같은 불연속 종말 재앙과 관련이있는 다른 유명한 대량 멸종과는 달리, Lau / Kozlowskii 멸종의 원인이되는, 눈에 띄게 파괴적인 사건은 없었습니다. "이것은 현재 일어나고있는 생물 다양성의 대규모 감소와 비교할 수있는 몇 안되는 멸종 사건 중 하나이자 미래 기후 시나리오에 대한 귀중한 창"이라고 연구 공동 저자 인 Seth Young 부교수는 말했다. 지구, 해양 및 대기 과학. 과학자들은 Lau / Kozlowskii의 멸종과 지구의 탄소 순환의 붕괴로 인해 엄청난 양의 유기물이 매장되어 기후와 환경에 중대한 변화가 일어났다는 사실을 오랫동안 알고있었습니다. 그러나이 두 관련 사건들 사이의 연관성과시기 — 수십만 년 이상 탄소 사이클 붕괴 이전의 멸종은 완고하게 불투명했다. FSU의 박사 과정생 인 Chelsie Bowman은“이 사건의시기가 어떻게 기후 변화와 관련이있을 수 있는지, 또는 광범위한 저산소 조건을 멸종과 연관시키는 직접적인 증거가 있는지는 명확하게 이해되지 않았다”고 말했다. 이 어려운 사건을 해결하기 위해 팀은 선구적인 연구 전략을 채택했습니다. 라트비아와 스웨덴의 중요한 지역에서 탈륨 동위 원소, 망간 농도 및 황 동위 원소 측정을 포함한 고급 지구 화학적 방법을 사용하여 FSU 과학자들은 Lau / Kozlowskii 멸종과 관련하여 해양 탈산 소화 의 타임 라인을 재구성 하고 지구 탄소 에 대한 후속 변화를 재구성 할 수있었습니다. 사이클 . 이 팀의 새롭고 놀라운 발견은 소멸 기록이 해양 산소의 감소에 의해 유발 될 수 있다는 원래의 가설을 확인시켜 주었다. 그들의 다중 프록시 측정은 꾸준한 탈산 소수의 크리프와 멸종 사건의 단계적 성격 사이의 명확한 연결을 확립했다. 이는 심해 생물 군집에서 시작하여 얕은 수생 생물로 확산된다. 그들의 조사는 또한 멸종이 황량한 해양 조건의 확산에 의해 주도 된 것으로 밝혀졌다. Bowman 교수는“처음으로이 연구는 관측 된 단계적 멸종 사건을 주도 할 수있는 메커니즘을 제공한다.이 사건은 처음으로 해양 탈산 소화와 일치했으며, 물 기둥에 황화물이있는 더 심하고 독성이 강한 해양 조건이 뒤 따랐다. Lau / Kozlowskii 멸종의 산소가 부족한 바다가 오늘날 전 세계에서 점점 더 많은 탈산 소수에 대한 불안한 선구자 역할을하면서 지구 대기 및 대기 과학과의 조교수 인 Jeremy Owens의 공동 저자 인 연구자 먼 과거의 생태 위기로부터 배워야 할 중요한 교훈이 여전히 남아있다. "이 연구는 고대 해양에서의 초기 탈산 소화가 멸종 사건의 시작과 일치한다는 또 다른 증거를 제공한다"고 그는 말했다. "현대 해양에 대한 우리의 관측에 따르면 산소가 필요한 유기체에 더 큰 스트레스를 유발할 수있는 상당한 폭의 탈산 소화가 있음을 시사하고 또 다른 해양 질량 멸종을 향한 초기 단계가 될 수 있기 때문에 이것은 중요하다 ."
더 탐색 우리와 비슷한 고대 바다에서 산소 손실로 대량 멸종이 발생했습니다. 추가 정보 : Chelsie 보우만 N. 등, 후반 실루리 해양 단계적 질량 흡광 이벤트로 환원 조건의 점진적 확장 연결 지질 (2019). DOI : 10.1130 / G46571.1 저널 정보 : 지질학 에 의해 제공 플로리다 주립 대학
https://phys.org/news/2019-08-oxygen-depletion-ancient-oceans-major.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.
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.군중 속에서 더 빨리 움직이기
펜실베이니아 주립 대학교 샘 홀 티스 (Sam Sholtis) 박테리아 세포의 붐비는 내부의 분자 모델. 새로운 연구에 따르면 크라우 딩 분자가 균일하게 분포되지 않으면 입자가 크라우드를 통해 더 빠르게 움직일 수 있습니다. 크레딧 : Adrian H Elcock, CC BY 2.0 (creativecommons.org/licenses/by/2.0/legalcode)2019 년 8 월 30 일
군집 분자가 불균일하게 분포되어있을 때 세포 입자는 군집 된 세포 환경을 통해 더 빠르게 이동합니다. 새로운 연구에 따르면, 입자가 밀집된 영역에서 덜 혼잡 한 영역으로 이동하는 한, 혼잡 한 셀에서의 입자 운반은 혼잡하지 않은 환경에서의 이동보다 실제로 더 빠를 수 있습니다. 이러한 환경에서 입자가 이동하는 속도를 이해하면 연구원은 복잡한 분자 환경에서 여러 분자가 서로를 찾아야하는 세포 과정을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. Penn State 과학자 팀에 의한이 연구를 설명하는 논문은 ACS Nano 저널에 온라인으로 게재 됩니다. Penn State의 화학 및 화학 공학 교수 인 Vers M. Willaman 교수 인 Ayusman Sen은“Crowding은 번잡 한 복도에서 고밀도 세포질 세포에 이르기까지 다양한 길이의 생활 시스템에서 일반적이다”라고 말했다. 연구팀. "세포 내부는 단백질, 거대 분자 및 소기관으로 매우 혼잡합니다. 세포에 필요한 화학 반응에 관여하는 분자는이 혼잡 한 점성 환경 을 통해 운반되어 파트너 시약을 찾습니다. 환경이 균일하게 혼잡 한 경우, 움직임은 느리지 만 세포 내부가 균일하지 않다는 것을 알고 있습니다. 거대 분자와 다른 종의 기울기가 있습니다. 연구진은 미세 유체를 사용하여 다양한 환경에서 액체에 현탁 된 불용성 입자 인 다양한 "추적자"콜로이드의 움직임을 비교했습니다. 미세 유체 소자가 되는 연구 그라데이션에서부터 높은 저가의 유체 "크라우"매크로 분자 확립 다른 솔루션으로 채워질 수있다. 크거나 작거나, 단단하거나 부드럽고 변형 가능한 트레이서에는 형광 라벨이 붙어있어 연구원이 공 초점 현미경으로 움직임을 추적 할 수 있습니다. 펜 스테이트의 화학 공학 대학원생 이자 논문의 공동 저자 인 Farzad Mohajerani는“우리는 추적자가 크라우 더가없는 유체를 통한 것보다 크라우 더의 구배에서 더 빠르게 움직 인 것을보고 놀랐다”고 말했다 . "우리는 밀집된 밀집 자들이 실제로 추적자에 압력을 가하여 밀도가 낮은 영역으로 향하게한다고 생각합니다. 큰 추적자 분자는 작은 것보다 더 빠르게 움직이고 부드럽고 변형 가능한 추적기는 단단한 것보다 더 빨리 움직였습니다." Penn State의 화학 대학원생이자 논문의 공동 저자 인 Matthew Collins는 "부드럽고 변형 가능한 추적자는 세포에서 움직이는 실제 종을 더 잘 대표합니다. "우리는 딱딱한 입자와 달리 더 좁은 영역을 꽉 쥐기 때문에 더 빠르게 움직일 수 있다고 생각한다." 센 박사는 “우리의 실험과 모델은 거대 분자 군집의 구배를 통해 분자가 더 빠르게 움직일 수 있음을 보여줄뿐만 아니라 다른 활동적인 움직이는 분자가 군집 압력을 증가시킬 수있는 실제 살아있는 세포 내에서 이러한 운동 속도가 더 증가 할 수 있다고 생각한다.
더 탐색 세포 내부의 밀집은 많은 기능과 주요 질병에 영향을 줄 수 있습니다 추가 정보 : Matthew Collins et al., Nonuniform Crowding Enhances Transport, ACS Nano (2019). DOI : 10.1021 / acsnano.9b02811 저널 정보 : ACS Nano 에 의해 제공 펜실베니아 주립 대학
https://phys.org/news/2019-08-faster-crowd.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
https://youtu.be/VCmtgZJl3wM
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