미끄러짐과 함정 : 투수 함정 함정에서 영감을 얻은 합성 표면

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.유체 공명 주파수의 안정적인 원환 체의 첫 번째 관찰

작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 진동을받는 수은 링의 외주에서 관찰되는 패턴의 평면도. 로브의 수는 진동의 빈도에 따라 증가합니다 (각각 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로). 회색 영역은 중앙 솔리드 실린더에 해당합니다. 원환 체의 직경 ~ 4 cm. 크레딧 : Laroche et al.2019 년 9 월 13 일 기능

Laroche Laboratory, Université Paris Diderot 및 Université de Lyon의 연구팀은 최근 안정적인 유체 원환 체의 공명 주파수에 대한 첫 번째 측정 값을 수집했습니다. 물리적 검토 서한에 실린 논문에 요약 된 이러한 관찰을 수집하는 데 사용한 방법 은 소용돌이 링에서 일시적으로 발생하는 다양한 대규모 구조의 모델링을 가능하게합니다. 와류 고리는 다양한 설정에서 액체와 기체 모두에 나타날 수있는 원환 모양의 소용돌이입니다. 본질적으로,이 소용돌이 고리의 예는 다이버 나 돌고래가 생성 한 수중 버블 고리, 연기 고리 및 인간의 심장에있는 고리를 포함합니다. "와류 고리의 역학은 그 주변의 대규모 구조에 의해 지배되는 것으로 나타 났지만, 그 외형을 지배하는 메커니즘은 잘 알려져 있지 않으며, 잘 안정된 액체 원환 체를 생성하는데있어서의 실험적 어려움을 반영하고있다. 최근 연구를 수행 한 한 연구원 인 에릭 팔콘 (Eric Falcon)은 Phys.org에 말했다. "이러한 맥락에서 우리는 유체 링을 안정적으로 만들고 싶었습니다." 소용돌이 고리는 물리학 자 Hermann von Helmholtz에 의해 깊이 분석되었습니다. 그 이후로 몇몇 연구자들은 그들의 형성, 역학 및 충돌에 대해 광범위하게 연구 해왔다. 과거의 연구에 따르면, 구멍에서 유체를 밀어 내거나, 정지 상태의 고체 디스크에 액체를 떨어 뜨리거나, 액체 방울이 다른 액체에 떨어질 때 실험실 환경에서 임시 와류 고리를 생성 할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 그러나, 이들 실험 동안 발생하는 액체 고리는 빠르게 불안정 해지고 개별 액적으로 분해된다. 

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진동을받는 수은 링의 외주에서 관찰되는 패턴의 평면도. 회색 영역은 중앙 솔리드 실린더에 해당합니다. 원환 체의 외경 ~ 4 cm. 크레딧 : Laroche et al. Falcon은 "연기 고리와 같은 소용돌이 고리는 본질적으로 어디에나 존재하지만 역학적 특성으로 인해 역학은 아직 잘 이해되지 않고있다"고 말했다. "우리의 연구에서 우리는 액체 금속을 사용하여 유체의 고리 (또는 원환 체)를 안정적으로 생성 할 수 있었으며,이를 통해 유체 원환 체가 반응하는 주파수를 연구 할 수있었습니다." 팔콘과 그의 동료들은 시간이 지나도 빠르게 사라지지 않는 안정적인 유체 원환 체를 형성하기 위해 접촉하는 표면을 적시 지 않는 액체 금속 인 수은을 사용했다. 연구진은 고체 실린더의 주변에 수은을 주입하여 안정적인 액체 고리를 형성했다. 단단한 원통은 표면을 최소화하기 위해 제한이없는 원환 체의 내주 파동을 방지했습니다. "이 새로운 기술은 진동에 영향을받는 유체의 원환 체의 공명 주파수에 대한 첫 번째 측정을 수행 할 수있게 해줍니다. 액체 링은 진동이 외주에 나타나고이 로브 모양의 패턴은 특정 공명 주파수에서 증폭됩니다 팔콘이 설명했다. 이들이 관찰 한 액상 원환 체의 외경은 약 4cm였으며, 그 종횡비는 전형적인 제과 도넛의 약 2 배였다. 그들이 만든 유체 링은 주파수와 진폭이 각각 65Hz와 0.5mm 미만인 수직 진동 판 위에 놓여 있습니다. 이 진동에 해당하는 가속은 지구 중력 가속의 절반보다 낮습니다. Falcon과 그의 동료들은 레이저 기반 광학 측정 방법을 사용하여 원환 체의 외주에서 수평 진동을 정확하게 측정했습니다. 또한 액체 링 바로 위에 위치한 카메라를 사용하여 와류를 직접 시각화 할 수있었습니다.

실험에서 유휴 유체 원환 체의 종횡비는 일반적인 도넛 과자의 두 배인 실험에서 연구되었습니다. 크레딧 : Laroche et al.

Falcon은“이 정확한 광학 방법을 사용하여 진동 주파수가 증가함에 따라 링 주변에서 발생하는 최대 25 개의 로브를 관찰 할 수 있었고 해당 불안정 영역을 특성화 할 수있었습니다. 그들이 관측을 수집 한 후, 연구원들은 기존 물리 이론을 바탕으로 해석하려고 시도했습니다. 실험 결과를 비교 한 결과, 1879 년 Lord Rayleigh가 제안한 일반적인 드롭 모델을 유체 토러스에 성공적으로 적용했습니다. 그들의 측정은 또한 원환 체의 기하학적 특성을 간접적으로 추론 할 수있게했다. Falcon과 그의 동료들이 수집 한 고유 한 측정은 유체 역학 및 기타 물리 연구 분야에 여러 가지 흥미로운 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 그들의 접근법은 플라즈마 물리학, 생물 물리학 또는 지구 물리학을 포함한 다양한 분야에서 연구 된 소용돌이 고리에 일시적으로 나타나는 대규모 구조를 모델링하는 데 사용될 수 있습니다 . "가까운 미래에, 우리의 실험은 (a 도넛 전위로 대체), 고체 내부 제한을 제거하고,에 부과 쉽게 수정할 수 유체 간단하게 적용하여, (폴 로이드 소용돌이") 액체 고리의 자극 사이 회전 유동 " 팔콘은“액체 금속에 대한 전자기력”이라고 말했다. "이 구성은 자연에서 관찰되는 와류 고리 에서 이러한 대규모 과도 구조의 기원을보다 정확하게 밝혀 낼 수 있어야한다 ."

더 탐색 컴퓨터 시뮬레이션은 이제 타원형 소용돌이 고리가 어떻게 형성되는지 보여줄 수 있습니다 추가 정보 : Claude Laroche et al. 유체의 안정적인 원환 체의 공명 주파수 관찰, 물리적 검토 편지 (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 123.094502 저널 정보 : 실제 검토 서한

https://phys.org/news/2019-09-stable-torus-fluid-resonance-frequencies.html

 

 

.상자성 회전은 타고 전자를 타고 열에서 전기를 생산

에 의해 노스 캐롤라이나 주립 대학 마그 논-전자 드래그는 마그 논 (개별 원자의 스핀에서 세차 파와 작은 회색 원뿔로 표시됨)과 전자 (녹색 점) 사이의 진행 효과입니다. 열 구배는 세차 원뿔의 각도에서 구배를 생성하여 마그 논의 흐름을 일으켜 전자를 따라 끌고 열전을 생성합니다. 상자성 상태에서, 자화의 국소 열 변동 (즉, 상자 석)은 작은 마그 논 패킷을 형성한다. 이러한 파라 마그 논은 열 구배에서 획득 한 운동량을 전자로 전달하고 열 전력을 생성 할 수 있습니다. 대조적으로, 고전적인 파라 마그넷에서, 개별 원자의 자기 모멘트는 완전히 상관이 없다. 이 경우에는 파라 마그 논 또는 파라 마그네 항력이 없습니다. 학점 : 오하이오 주립대 학교 Renee Ripley 2019 년 9 월 13 일

국제 연구팀은 고체에서 스핀의 국부적 열 섭동이 상자성 물질 에서조차 열을 에너지로 변환 할 수 있다는 것을 관찰했다. 스핀은 그렇게 오랫동안 충분히 상관되지 않았다고 생각되었다. 연구원들이 "파라 마그네 항력 열 파워"라고 부르는이 효과는 온도차를 전압으로 변환합니다. 이러한 발견은보다 효율적인 열 에너지 수확으로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 자동차 배기 열을 전력으로 변환하여 연료 효율을 높이거나 체온으로 스마트 의류에 전력을 공급할 수 있습니다. 이 연구팀에는 노스 캐롤라이나 주립 대학, 에너지 부 오크 리지 국립 연구소 (ORNL), 중국 과학원 및 오하이오 주립대 학교의 과학자들이 포함됩니다. 자성 이온 (예를 들어, 망간)을 갖는 고체에서, 스핀의 열 섭동은 서로 정렬 될 수 있거나 (ferromagnets 또는 antiferromagnets) 또는 정렬되지 않을 수있다 (paramagnets). 그러나, 스핀은 파라 마그네트에서 완전히 무작위 적이지는 않다. 그것들은 단 수명, 단거리, 국부적으로 질서 정연한 구조 (파라 마뇽)를 형성하는데, 이것은 백만 분의 1 백만 분의 1 초 동안 만 존재하고 2-4 개의 원자에 걸쳐 확장된다. 연구 결과를 설명하는 새로운 논문에서 연구원들은 이러한 단점에도 불구하고 파라 마그네조차도 온도 차이 로 움직여 자유 전자 를 그들과 함께 추진 하여 파라 마그네 그 항력을 생성 할 수 있음을 보여줍니다 . 개념 증명 결과, 연구팀은 망간 텔루 라이드 (MnTe)의 파라 마그네 그 항력이 매우 높은 온도로 확장되고 전자 전하만으로 생성 할 수있는 것보다 훨씬 강한 열 전력을 생성한다는 것을 관찰했습니다. 연구팀은 리튬 도핑 된 MnTe를 Néel 온도 (섭씨 34도)보다 약 250도 (섭씨 34도) 이상으로 가열하여 파라 마그네틱 항력 열전의 개념을 테스트했습니다. 재료의 스핀이 장거리 자기 순서와 재료를 잃는 온도 상자성체가됩니다. NC 주 전기 및 컴퓨터 공학 및 재료 과학 교수이자이 논문의 공동 저술가 인 Daryoosh Vashaee는“ Néel 온도 이상에서 스핀파에 의해 생성 된 열 전력이 떨어질 것으로 예상한다 . "그러나 우리는 예상되는 하락을 보지 못했고 그 이유를 찾고 싶었습니다." ORNL 팀은 Spallation Neutron Source의 중성자 분광법을 사용하여 재료 내에서 무슨 일이 일어나고 있는지 확인했습니다. ORNL의 재료 과학자이자 공동 논문 저자 인 라파엘 헤르만 (Raphael Hermann)은“우리는 지속적인 스핀파가 없었음에도 불구하고 국소화 된 이온 클러스터가 가시적 인 자기 변동을 일으킬만큼 충분히 오래 스핀을 상관시킬 수 있음을 관찰했다. 연구팀은이 스핀파의 수명 (약 30 펨토초)이 전자 전하를 끌어 당길 수있을 정도로 길기 때문에 약 1 펨토초 또는 1 조분의 1 초만 필요하다는 것을 보여 주었다. Hermann은“따라서 짧은 수명의 스핀파는 전하를 촉진하고 예측 된 낙하를 방지 할 수있는 충분한 화력을 생성 할 수있다”고 말했다. 오하이오 주립 대학 기계 공학 및 항공 우주 공학 교수이자 논문의 공동 저자 인 Joseph Heremans는“이 연구에 앞서 마그 논 항력은 파라 마그네틱이 아닌 자기 적으로 정렬 된 재료에만 존재할 수 있다고 생각했다. "최고의 열전 재료는 반도체이기 때문에 상온 이상의 강자성 반도체를 알지 못하기 때문에 실제 응용 분야에서 마그 논 드래그가 열전 효율을 높일 수 있다고 생각한 적이 없습니다.이 새로운 발견은 완전히 바뀌 었습니다. 상자성 반도체가 많이 있습니다. " 중국 과학 아카데미의 Huaizhou Zhao 교수는“우리가 Néel 온도 이하와 Néel 온도 근처에서 Seebeck 계수의 급격한 상승을 관찰하고이 초과 된 값이 고온으로 확장되었을 때, 우리는 스핀과 근본적으로 관련된 무언가가 관련되어있을 것으로 의심했다”고 말했다. 베이징에서 공동으로 해당 논문의 저자. "따라서 우리는이 발견의 토대를 마련한 보완적인 전문 지식을 갖춘 연구 팀을 구성했습니다." Vashaee는“스핀은 전자에 대한 Pauli 배제로 인한 근본적인 상충 관계를 완화함으로써 열전기의 새로운 패러다임을 가능하게한다”고 말했다. "스핀-제벡 (Spin-Seebeck) 효과의 발견에서와 같이, 스핀 각운동량 (spin angular momentum)이 전자로 전달되는 스핀 칼로 트로닉스의 새로운 영역으로 이어졌다. 상자성 상태 (즉, 상자 석)는 선형 운동량을 전자로 전달하여 열전을 생성 할 수 있습니다. "

이 연구는 Science Advances에 나타납니다 . 더 탐색 열전 효과를 격리하기위한 50 년의 탐구가 끝났습니다 : Magnon drag unveiled 더 많은 정보 : "고도 열 전도성 수치의 Li- 도핑 된 MnTe의 파라 마그네 드래그" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/9/eaat9461 저널 정보 : 과학 발전 에 의해 제공 노스 캐롤라이나 주립 대학

https://phys.org/news/2019-09-paramagnetic-electrons-electricity.html

 

 

.미끄러짐과 함정 : 투수 함정 함정에서 영감을 얻은 합성 표면

Jian Guan, Finn Box 및 Chris Thorogood, 옥스퍼드 대학교 육식성 Nepenthes 함정. 크레딧 : Oxford Science Blog 2019 년 9 월 13 일

기술에서 액체를 조작하고 제어하는 ​​방법에 대한 우리의 이해는 살아있는 유기체가 그들의 환경과 상호 작용하기 위해 진화 한 기능적 표면에 의해 변화되었습니다. 발수 연꽃 잎, 사막 딱정벌레의 물 수집 날개 케이스 및 물 제거 도마뱀 피부는 액체 조작 기술의 도전에 대한 해결책을 영감을 얻은 많은 유기체 중 일부입니다. 발 액성 표면에 대한 요구 사항은 건축, 의료 기기 및 가정용 제품에 이르기까지 산업에 침투합니다. 기술적 인 맥락에서 윤활 표면은 미끄러운 액체 주입 다공성 표면 (SLIPS)이라고합니다. 물에 잠그고 금속, 플라스틱 및 섬유에 자체 청소 표면을 만들어 오염 물질을 제거합니다. 흥미롭게도 SLIPS 기술은 식충 식 투수 공장 (네펜 테스)의 미끄러운 표면에서 영감을 얻었습니다. 투수 식물은 잎에서 추출한 함정 함정을 만들어 동물 먹이 (일반적으로 곤충)를 끌어 당기고, 포획하고, 보유하고, 죽이고 소화하여 영양이 부족한 환경에서 생존 할 수 있도록합니다. 투수의 주요 트래핑 기능은 미세한 융기 부분으로 구성된 경 사진 거시 융기 부분이있는 연막입니다. 젖었을 때, 연막이 미끄러 워져 곤충이 그것을 빠져 나가서 트랩 안으로 들어가 소화액 풀 내에서 분해됩니다. SLIPS의 부족은 방울-고체 상호 작용의 부족으로, 표면 에서 액체 방울 의 움직임을 제어하는 것은 본질적으로 어렵다는 것을 의미합니다 . 중요하게도, 제어 된 액적 운송의 결여는 액적 기반 기술에서 이러한 액체 흘림 표면의 적용을 제한했다. 액 적의 방향성 운송을 활용하는 메커니즘은 액 적을 제어 된 방식으로 운송하는 합성 표면의 설계를 알리는 데 중요합니다. 이러한 메커니즘은 빗물 수확 및 김서림 방지 코팅과 같은 기술 뿐만 아니라 MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) 및 디지털 미세 유체 장치와 같은 새로운 기술을 빠르게 확장하는 데 적용 할 수 있습니다 .

https://youtu.be/hwqX-Epj5XE

크레딧 : Oxford Science Blog

자연의 기능적 표면을 조사하는 것은 자연 시스템의 진화에 대한 통찰력을 제공 할 수도 있습니다. 육식성 투수 식물의 포획 메커니즘이 잘 기록되어 있지만, 연동 표면의 그루브의 기능은 상대적으로 탐색되지 않은 상태로 남아 있습니다. 우리의 최근 논문에서, 모세관 작용 핀이 물방울을 평행 한 물 주입식 그루브에 고정시키고, 제어 된 방식으로 수송을 지시 함을 보여줍니다. 이것은 "침입"트래핑 메커니즘이 미끄러운 연동면 표면에 물이 주입 된 홈에 의해 강화되어 이전에 고려 된 것보다 더 엄격하게 제어되는 방식으로 트랩으로 먹이를 이동시키고 임의의 미끄러짐을 피함을 나타냅니다. 우리는 개미, 초파리 파리 및 미끄러운 연막에서 미끄러지는 물방울에 대한 관찰을 기반으로 식물에서 영감을 받아 인공 물방울을 포획, 유지 및 지시 할 수있는 인공 표면을 만들었습니다. 우리는 액체 방울을 배치하고 그 동작을 관찰하는 단계와 트렌치를 포함한 다양한 모델을 만들었습니다. 피처와 접촉하는 액적 (천연 천공의 홈과 유사)이 강하게 부착되어 쉽게 분리되지는 않았지만 피처를 따라 자유롭게 미끄러질 수있었습니다. 다시 말해,이 기능은 보존력에 큰 영향을 미쳤습니다. 거꾸로 잡고있는 경우에도 물방울을 가두어 유지하고 물방울의 이동 방향을 제어했습니다. 더욱이, 액 적은 홈을 따라 현저한 얕은 각도 (몇몇 정도)로 미끄러질 것이다. 이러한 결과는 곡선의 에너지 난간에 의해 액 적의 수송이 안내되는 시스템을 개발하기위한 잠재적 메커니즘을 보여준다. 이들은 액적-기반 유체 장치에서 구현하기에 용이하고 액 적을 미리 결정된 경로를 따라 효율적으로 대량 수송 할 수있는 액 적을 수송하고 분류하는 생체 모방 적 수단을 제공 할 것이다.

더 탐색 발수성 표면으로 물 수확 및 운송 극대화 추가 정보 : Finn Box et al. 투수 공장에서 영감을 얻은 합성 미끄러운 표면에서의 안내 된 방울 수송, Journal of the Royal Society Interface (2019). DOI : 10.1098 / rsif.2019.0323 저널 정보 : Royal Society Interface 저널 옥스퍼드 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-09-pitfalls-synthetic-surfaces-pitcher-pitfall.html

 

 

.미 세관이 새로운 방향으로 분기되는 방식, 동물의 첫 모습

에 의해 매사추세츠 애 머스트 대학 크레딧 : CC0 Public Domain

메사추세츠 대학교의 세포 생물 학자 토마스 마레스 카 (Thomas Maresca)와 선임 연구원 인 비카시 베르 마 (Vikash Verma)는 처음으로 동물 세포에서 분지 미 세관 핵 생성이라는 경로를 직접 관찰하고 기록했다. 동물 세포에서 직접 관찰되지는 않지만 추출물 및 식물 세포. 자세한 내용은 이번 달 Journal of Cell Biology에 나와 있습니다. NIH 국립 의료 과학 연구소 (National Institute of General Medical Sciences)의 지원으로이 연구에서 연구원들은 과일 파리 세포에서 Verma가 "충실하고 완전한 분열의 규칙"이라고 부르는 세포 분열의 특정 역학을 탐구하기 시작했습니다. 특히, 그들은 소관 (microtubules)이라 불리는 구조가 어떻게 분열 과정 동안 세포가 반으로 갈라지는지를 정의하는 데 도움이되는지를 이해하고자한다. Maresca는 "이것은 현미경으로 세포의 분열을 볼 수 있었지만 40 년이나 50 년 동안 매우 강렬한 것을 볼 수 있었기 때문에 오랫동안 연구되어 왔습니다. 어떻게 세포가 분열해야하는지 알려주는 신호는 무엇입니까?" 분열 평면을 놓아야합니까? 이것이 세포의 실제 분열을 유사 분열의 궁극적 인 결론입니다. " 정상적인 세포 분열에서 염색체는 세포 중심 근처에 정렬되며, 스핀들이라는 구조는 키 네토 코어라는 다리 같은 구조와 상호 작용하여 각 염색체의 사본을 정렬합니다. 모든 염색체가 정렬되면 미세 소관은 염색체를 지퍼처럼 분리합니다. 이어서 세포는 분리 된 염색체 사이에 위치 된 위치에서 물리적으로 분할되어 각각 게놈의 완전한 카피를 갖는 2 개의 딸 세포를 생성한다. Maresca에 따르면, 종종 나노 스케일 고속도로로 묘사되는 미세 소관을 이미징 할 때 생물 학자들은 분할면을 위치시키기위한 공간적 신호가 미세 소관을 필요로한다는 것을 발견했다. Vikash는 세포막 내부의 가장자리에 닿기 위해 자라고있다. Vikash는 세포막에 닿는 '플러스 엔드 (plus-ends)'튜브의 팁이 세포에 '이곳을 나눌 수있는 곳'이라고 말했다. 규제 단백질은 기어로 발차하는 플러스 엔드에 의해 접촉 된 위치로 모집되고 완전히 새로운 경로는 고리 하나를 형성하여 하나의 큰 세포를 두 개의 작은 세포로 나누기 위해 지갑 끈처럼 수축하게됩니다. " 연구원들도 타이밍이 중요한 역할을한다고 밝혔다. Maresca는 " 모든 미세 소관 팁은 지갑 스트링 경로를 유발할 수있는 특별한 능력을 가지고있는 것 같다 "고 말하면서 "시간이 지남에 따라 무언가 변화하고 세포 중앙의 팁만이 그 능력을 유지한다"고 말했다. 그는 2 월에 eLife에 발표 된 연구를 언급하면서 "우리는 세포가 분열 평면을 어떻게 배치하는지에 대한 매우 중요한 공간적 신호라고 생각했다"고 덧붙였다. 세포 분열 동안 미세 소관의 거동을 상세하게 시각화하는 것은 일반적으로 너무 많은 미세 소관이 세포 전체에서 동시에 성장하고 수축한다는 사실에 의해 방해받습니다. "그것은 많은 고속도로가 스핀들에서 같은 장소와 시간에 수렴하는 것과 같습니다. 로스 앤젤레스 고속도로지도처럼 보입니다." 그러나 TIRF (Total Internal Reflection fluorescence) 현미경이라는 강력한 기술을 사용하여 Verma는 개별 미세 소관의 동적 특성을보다 쉽게 ​​시각화 할 수있었습니다. Maresca는 다음과 같이 덧붙입니다. "우리는 스트레스가 많은 LA 교통 체증에서 일요일을 드라이브로 한 국가 도로 전망으로 옮겼습니다." 그때 그들이 분기를 목격했을 때입니다. 다색 TIRF 현미경을 사용하여 연구원들은 이제 분지 미 세관 핵 형성 과정을 명확하게보고 정량적으로 정의 할 수있었습니다. 그들이 아는 한, 이것은 동물 세포 에서 전에 실시간으로 시각화 된 적이 없었습니다 . Verma는 이렇게 회상합니다. Maresca는 "눈 앞에서 바로 이러한 아름다운 것들을 볼 때 따라 가면됩니다.이 프로젝트는 세포가 어떻게 나뉘는지 정의하는 조사로 시작되었지만이 분기 현상을 자주 그리고 명확하게 관찰했습니다. 우리는 과일 플라이 셀에서 가능한 다른 모델 시스템에서도 분기 프로세스를 볼 수 있다고 생각하지 않습니다. 모든 모델 시스템의 강점과 장점이 있다는 사실을 강조합니다. 우리의 세포와 세포를 이미징하는 단계는 독특하고 아름다운 조감도를 제공했습니다. 우리는 실제로 모든 것을 눈앞에서 실시간으로 볼 수있었습니다. " 세포에서 분지 핵 형성의 전체 과정을 시각화 할 수있게되면, 그는 우리는 현상의 기본 매개 변수를 더 정량화하기 위해 다른 색으로 공정을 조절하는 다음 '태그'단백질을 처리 할 수 ​​있다는 것을 알고 있었다. 이것이 살아있는 동물 세포 에서 이런 일이 일어나는 것을 처음으로 본 것입니다 . " 분지 핵 생성은 유사 분열의 필수 부분 중 하나 인 기본적이고 보존 적이지만 다른 모델 시스템에서는 직접 시각화하기가 어렵다고 Maresca는 지적합니다. "이 프로젝트의 과정은 과학자로서 우리가하는 가장 흥미 진진한 일 중 일부는 계획되지 않았으며, 특히 현미경 학자에게는 눈앞에서 세포의 무언가가 펼쳐지는 것을 보는 것으로 시작한다는 것을 상기시켜줍니다."

더 탐색 적절한 세포 분열의 핵심은 분자력 추가 정보 : Vikash Verma et al., 살아있는 동물 세포에서 분기 MT 핵 형성의 직접 관찰, The Journal of Cell Biology (2019). DOI : 10.1083 / jcb.201904114 저널 정보 : Journal of Cell Biology 에 의해 제공 매사추세츠 애 머스트 대학

https://phys.org/news/2019-09-microtubules-animals.html

 

 

.과학자들은 동시에 꼬이거나 꼬이지 않은 나노 물질을 만듭니다

바스 대학교 크리스 멜빈 University of Bath에서 개발 된 나노 물질은 레이저 광을 사용하여 방향 분자 비틀림을 매우 민감하게 감지 할 수 있습니다. 크레딧 : Ventsislav Valev와 Alex Murphy, 2019 년 9 월 13 일

바스 대학 (University of Bath)의 과학자들이 개발 한 새로운 나노 물질은 가장 유망한 미래의 의약품 중 일부를 조사하는 과학자들이 직면 한 수수께끼를 해결할 수있었습니다. 핀 헤드보다 10,000 배 작은 분자와 재료로 나노 스케일을 연구하는 과학자들은 동일한 구조를 가진 거울상 분자는 매우 다른 성질을 가질 수 있기 때문에 키랄성 (chirality)으로 알려진 일부 분자가 꼬이는 방식을 테스트 할 수 있어야했습니다 . 예를 들어 한 종류의 분자는 한 방향으로 비틀면 레몬 냄새가 나고 다른 방향으로는 비틀면 오렌지 냄새가납니다. 이러한 비틀림을 감지하는 것은 제약, 향수, 식품 첨가물 및 살충제와 같은 일부 고 부가가치 산업에서 특히 중요합니다. 최근에, 분자의 키랄성을 구별하기 위해 새로운 종류의 나노 규모 물질이 개발되었다. 소위 '나노 물질'은 일반적으로 키랄 자체 인 작은 꼬인 금속 와이어로 구성됩니다. 그러나 나노 물질의 비틀림과 연구에 도움이되는 분자의 비틀림을 구별하는 것은 매우 어려워졌다. 이 문제를 해결하기 위해 University of Bath의 물리학과 팀은 뒤틀린 나노 재료 를 만들었습니다 . 이 나노 물질은 서로 반대의 꼬임 수를 가지므로 서로 상쇄됩니다. 일반적으로 빛과 상호 작용할 때 이러한 재료는 비 틀리지 않고 나타납니다. 그러면 분자와 상호 작용하도록 어떻게 최적화 될 수 있습니까? 연구팀은 재료의 대칭 특성에 대한 수학적 분석을 통해 '숨겨진'비틀림을 유발하고 분자의 키랄성을 매우 민감하게 감지 할 수있는 몇 가지 특별한 경우를 발견했습니다. 배스 대학교 물리학과의 Ventsislav Valev 교수는 "이 연구는 전체 연구 분야의 중요한 장애물을 제거하고 나노 물질을 사용하여 분자의 키랄성에 대한 초 민감성 검출의 길을 닦았다"고 말했다. 박사 연구에 참여한 학생 인 Alex Murphy는 다음과 같이 말했습니다 : "분자 키랄성 (molecular chirality)은 연구하기에 놀라운 특성 입니다. 레몬과 오렌지 의 동일하지만 반대 방향으로 꼬인 분자 는 레몬과 오렌지의 냄새를 맡기 때문에 키랄성을 냄새 맡을 수 있습니다. 멘톨을 한 번 비틀면 피부에 시원한 느낌을 주지만 다른 하나는 피부를 시원하게 느끼지 않기 때문에 키 랄함을 느낄 수 있습니다. 조개를 비틀면 표현되는 키랄성을 만집니다. "레이저 빛의 색상과의 상호 작용"

더 탐색 실제와 같은 꼬인 메타 분자 추가 정보 : Christian Kuppe et al., 라 세미 나노 물질에서 원거리 필드의 광학 활동 측정 : 플라즈몬 나노 그레이팅의 회절 분광법, Nanoscale Horizons (2019). DOI : 10.1039 / C9NH00067D 에 의해 제공 목욕의 대학

https://phys.org/news/2019-09-scientists-nanomaterial-untwisted.html

 

 

.음, 꼬리가 보인다

 

 

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
Park Soo-jin is a meteorologist. She is Lee Hyun Kyu's friend of the same age.

 

 

.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/ https://phys.org/news/2019-09-black-hole-center-galaxy-hungrier.html

 

 

.움직이는 차량에서 묻힌 물체를 감지하는 새로운 진동 센서

에 의한 광학 협회 LAMBDIS를 사용하여 묻힌 물체의 진동 이미징. 크레딧 : V. Aranchuk, Univ. 미시시피, 2019 년 9 월 13 일

지뢰 탐지는 어렵고 느리게 진행될 수 있습니다. 움직이는 차량에서 감지하면 프로세스 속도가 빨라지지만 정확도는 떨어집니다. 2019 년 9 월 29 일 ~ 10 월 3 일 오스트리아 비엔나에서 열린 광학 협회 (OSA) 레이저 총회에서 미국 미시시피 대학교의 연구원들은 검출기가있는 동안에도 매장 된 물체를 효과적으로 감지하는 새로운 레이저 기반 센서를 발표 할 예정입니다. 운동. 이 새로운 장치는 기존 기술에 비해 크게 개선되었으며 외부 사운드 나 진동이있을 경우 이동 중에도 작동 할 수없고 정확성을 잃을 수 있습니다. 지상에서 여기 된 진동과 결합 된 LDV (Laser Doppler Vibrometer)는 지뢰 및 기타 매장 된 물체를 감지 할 수있는 가능성을 보여 주지만 환경 진동에 대한 민감도는 특수한 안정적인 플랫폼에서 작동해야 함을 의미합니다. LAMBDIS (Laser Multi Beam Differential Interferometric Sensor)라고하는이 장치는 비교할 수있는 감지 기능을 제공하지만 동작에 훨씬 덜 민감하여 움직이는 차량에서 사용할 수 있습니다. Vyacheslav Aranchuk 박사는“지뢰의 느린 채찍질은 이동하는 차량으로부터 넓은 지역에 대한 빠르고 정확한 심문에 심각한 문제를 제기한다. "우리의 새로운 장치는 일련의 레이저 빔을 사용한 다음 신호를 결합하여 다른 기술을 압도 할 수있는 모션 및 기타 '노이즈'를 보상 할만큼 강력한 빠른 감지 체계를 만들어이 과제를 극복합니다. LAMBDIS는 물체 의 몸 전체 움직임 이나 센서 자체에 대한 감도가 낮고 움직이는 차량에서 작동 할 수 있도록 하면서도 감도 가 높은 진동 장 . " 기준 빔이없는 측정 묻힌 물체를 감지하기 위해 LDV는 라우드 스피커와 같은 오디오 소스 또는 기계적 쉐이커와 같은 지진 소스와 함께 사용됩니다. 소리 또는 지진파는지면을 진동시킵니다. 검출기가 정지되어 있고 환경이 충분히 진동이없는 경우, LDV는 물체가 묻힌 진동 패턴의 미묘한 차이를 검출 할 수있다. 기존 LDV의 작동은 LDV 내부의 참조 빔으로 물체에서 반사 된 빛의 간섭을 기반으로합니다. 결과적으로, LDV 자체의 움직임은 LDV 신호가 물체 진동에 의해 유발 된 신호보다 현저히 높고 구별 할 수 없게 할 수있다. 새로운 연구에서 연구원들은 심문 영역으로 향하는 30 개의 레이저 빔을 선형 배열로 사용했습니다. 수신기 렌즈 및 전단 간섭계를 포함하는 광학 소자는 PDA의 출력 신호에 간섭 신호를 발생시키는 광 검출기 어레이 (PDA)에서지면의 다른 지점에서 반사 된 빛을 결합하는 데 사용됩니다. 신호의 주파수는 도플러 효과로 인한 조명 지점 간 진동 속도에 비례합니다. PDA 신호를 처리하면 표면의 조명 지점간에 진동이 나타납니다. "LAVDIS는 LDV와 달리 내부 기준 빔을 사용하지 않지만 물체의 다른 지점에서 반사 된 빛의 간섭을 사용하여 도플러 편이를 감지합니다" "기준 빔이 없기 때문에 센서 동작으로 인한 도플러 주파수는 모든 반사 된 빔에서 실질적으로 동일하며 간섭 신호에서 자동으로 제거됩니다. 결과적으로 LAMBDIS는 센서 동작에 대한 감도가 매우 낮습니다. 물체의 점들 사이의 상대 진동에 높은 감도를 가지면서도 성공적인 현장 테스트 연구자들은 실험실 및 현장 테스트에서 LAMBDIS 장치가 광범위한 조건에서 잘 작동한다고보고했습니다. LAMBDIS는 7.5 미터에서 20 미터 떨어진 매장 된 물체와 초당 3.8 미터 (시간당 약 8.5 마일)로 이동하는 차량에서 안정적인 플랫폼 장착 LDV와 비슷한 결과를 감지 할 수있었습니다. 연구원들은 공중 및 지진 음원과 서로 다른 스캐닝 각도로 장치를 테스트했으며,이 장치는 다양한 실제 조건에서 정확한 결과를 제공 할 수 있음을 시사합니다. 지뢰 탐지 외에도 LDV는 일반적으로 자동차 및 항공기 구성 요소를 검사하고 교량 및 구조 진동을 평가하고 장비 및 연구 자료를 교정하고 치과 및 생의학 응용 분야에 사용됩니다. LAMBDIS는 환경 소음이나 움직임이 LDV 장치의 사용을 방해하는 경우 이러한 응용 프로그램에 도움이 될 수 있습니다.

더 탐색 CERN에서 사용되는 센서는 중력파 사냥꾼을 도울 수 있습니다 자세한 정보 : www.osa.org/en-us/meetings/osa… ings / laser_congress / 에서 제공하는 광학 협회

https://phys.org/news/2019-09-vibration-sensor-vehicle.html

 

 

.NASA의 WFIRST는 우주의 운명을 밝히는 데 도움이 될 것입니다

NASA의 Goddard 우주 비행 센터 Ashley Balzer 작가는 NASA의 WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope)를 렌더링하여 암흑 에너지를 포함한 여러 우주 현상을 연구합니다. 크레딧 : NASA의 고다드 우주 비행 센터2019 년 9 월 13 일

과학자들은 "암흑 에너지"라고 불리는 신비한 압력이 우주의 총 에너지 함량의 약 68 %를 차지한다는 것을 발견했지만 지금까지 우리는 그것에 대해 더 많이 알지 못합니다. NASA가 암흑 에너지 퍼즐을 밝게하는 데 도움이되는 우주 망원경 인 WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope)를 구축하는 주된 이유 중 하나는 암흑 에너지의 특성을 탐구하는 것입니다. 암흑 에너지를 더 잘 이해함으로써 우리는 우주의 과거와 미래 진화에 대해 더 잘 이해할 것입니다. 확장 코스모스 20 세기까지 대부분의 사람들은 우주 가 정적이며 영원 내내 본질적으로 변하지 않은 채로 있다고 믿었습니다 . 아인슈타인 이 1915 년에 시공간 구조에 중력이 작용하는 방식을 설명하는 그의 일반 상대성 이론을 개발했을 때 , 그는 이론이 우주가 팽창하거나 수축해야한다고 지적했다. 그는 실제로 존재하는 증거가 없었지만 정적 우주를 보존하기 위해 "우주적 상수"라고 불리는 것을 추가하여 변경했습니다. 이 신비한 힘은 모든 것을 제자리에두기 위해 중력에 대항해야했습니다. 그러나 1920 년대가 가까워 지자 천문학 자 Georges Lemaitre와 Edwin Hubble은 예외는 거의 없지만 은하계가 서로 멀어지고 있다는 놀라운 발견을했습니다. 우주는 정적이지 않았습니다. 바깥으로 튀어 나왔습니다. 결과적으로, 우리가이 확장을 되 감는 것을 상상한다면, 우주의 모든 것이 거의 불가능하고 서로 가까이있을 때가 있었을 것입니다. 과학자들은 " 암흑 에너지 " 라는 신비로운 압력 이 우주의 총 에너지 함량의 약 68 %를 차지 한다는 것을 발견 했지만 지금까지 우리는 그것에 대해 더 많이 알지 못합니다. NASA가 암흑 에너지 퍼즐을 밝게하는 데 도움이 되는 우주 망원경 인 WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope)를 구축하는 주된 이유 중 하나는 암흑 에너지의 특성을 탐구하는 것입니다. 암흑 에너지를 더 잘 이해함으로써 우리는 우주의 과거와 미래 진화에 대해 더 잘 이해할 것입니다. 우주의 끝 : 불 또는 얼음? 빅뱅 이론은이 초기 초 고밀도 초 국가로부터 우주의 팽창과 진화를 설명합니다. 과학자들은 중력이 결국이 팽창을 느리게하고 심지어는 완전히 뒤집을 것이라고 이론화했다. 우주에 충분한 물질이 있다면 중력은 팽창을 극복하고 우주는 불의 "큰 위기"에서 붕괴 될 것입니다. 그렇지 않다면 확장은 끝나지 않을 것입니다. 은하가 관측 가능한 우주의 가장자리를 지날 때까지 점점 더 멀어 질 것입니다. 우리의 먼 자손들은 다른 은하의 존재에 대해 전혀 알지 못할 수도 있습니다. 우주가 서서히 얼어 붙은 검은 색으로 변하면서 현대의 많은 천문학은 언젠가 전설로 축소 될 수 있습니다. 우주는 단순히 확장하는 것이 아니라 가속화되고 있습니다 천문학 자들은 지상 망원경을 사용하여 비교적 가까운 초신성 폭발을 연구함으로써 팽창률을 측정했습니다. 미스터리는 1998 년 허블 우주 망원경이 멀리있는 초신성에 대한 관측으로 인해 오늘날 우주가 과거보다 실제로 더 느리게 확장되었다는 것을 보여 주면서 확대되었습니다. 모두가 생각한 것처럼 중력으로 인해 우주의 팽창이 느려지지 않습니다. 속도가 빨라지고 있습니다. 오늘로 빨리 감기. 우리는 여전히 정확히 가속을 일으키는 원인을 알지 못하지만 어두운 에너지라는 이름이 부여되었습니다. 이 신비한 압력은 너무 약해서 인간, 행성, 심지어 은하계의 규모에서 중력이 그것을 압도하기 때문에 오랫동안 밝혀지지 않은 채 남아있었습니다. 그것은 당신의 몸 안에서 읽을 때 당신과 함께 방에 있지만, 중력이 그것을 막아서 자리에서 날아 가지 않습니다. 암흑 에너지가 눈에 띄게되고 중력에 대한 일종의 약한 반대처럼 행동하는 것은 단지 은하계 규모입니다. 암흑 에너지 란? 암흑 에너지는 정확히 무엇입니까? 알려진 것보다 더 많은 것이 알려져 있지 않지만 이론가들은 몇 가지 가능한 설명을 쫓고있다. 우주 가속은 아인슈타인의 중력 이론에 약간의 조정이 필요한 새로운 에너지 성분에 의해 야기 될 수있다. 아마도 아인슈타인이 그의 가장 큰 실수라고 부르는 우주적 상수는 아마도 실제적 일 것이다. 또는 아인슈타인의 중력 이론은 우주적 규모로 분해 될 수 있습니다. 이 경우 이론은 우리가 관찰 한 우주 가속도를 통합 한 새로운 이론으로 대체해야합니다. 이론가들은 여전히 ​​올바른 설명이 무엇인지 모르지만, WFIRST가 우리를 찾는 데 도움이 될 것입니다. WFIRST는 암흑 에너지를 밝힐 것입니다 이전의 임무는 몇 가지 단서를 모았지만, 지금까지는 한 가지 설명을 다른 설명보다 강력하게 선호하는 결과를 얻지 못했습니다. 허블의 카메라와 동일한 해상도이지만 100 배 더 큰 시야를 제공하는 WFIRST는 전례없는 큰 우주 사진을 생성합니다. 새로운 임무는 우주 전체에 물질이 어떻게 구성되고 분포되는지를 매핑하고 수많은 먼 초신성을 측정함으로써 다른 망원경이 할 수없는 방식으로 암흑 에너지 미스터리의 탐구를 발전시킬 것입니다. 결과는 우주에서 암흑 에너지가 어떻게 작용하는지, 그리고 우주 역사를 통해 어떻게 변화했는지 여부를 나타냅니다. 임무는 세 가지 조사 방법을 사용하여 암흑 에너지에 대한 설명을 검색합니다. High Latitude Spectroscopic Survey는 "표준 눈금자"기술을 사용하여 수백만 개의 은하의 정확한 거리와 위치를 측정합니다. 은하의 분포가 거리에 따라 어떻게 다른지를 측정하면 시간이 지남에 따라 암흑 에너지의 진화에 대한 창이 생길 것입니다. 이 연구는 은하계의 거리를 빅뱅 직후 음파의 에코와 연결하고 아인슈타인의 중력 이론을 우주 시대에 걸쳐 시험 할 것입니다. High Latitude Imaging Survey는 수많은 은하와 은하단의 모양과 거리를 측정합니다. 거대한 물체 의 거대한 중력 은 시공간을 뒤틀리고 더 먼 은하계가 왜곡 된 것처럼 보이게합니다. 왜곡의 정도를 관찰하면 과학자들은 우주 전체에 질량 분포를 유추 할 수 있습니다. 여기에는 행성과 별과 같이 우리가 직접 볼 수있는 모든 물질과 암흑 물질이 포함됩니다.

https://youtu.be/wnSVBLXaoO8

암흑 물질은 정상적인 물질에 대한 중력 효과를 통해서만 볼 수있는 또 다른 어두운 우주의 비밀입니다. 이 조사는 우주에서 대규모 구조의 성장과 암흑 에너지가 우주에 미치는 영향을 독립적으로 측정합니다. WFIRST는 또한 한 종류의 폭발하는 별에 대한 조사를 수행하여 확대 된 팽창의 발견으로 이어진 관측을 기반으로합니다. Ia 초신성은 백색 왜성 별이 폭발 할 때 발생합니다. 유형 Ia 초신성은 일반적으로 피크에서 동일한 절대 밝기를 가지므로 소위 "표준 양초"가됩니다. 그것은 천문학 자들이 지구에서 얼마나 밝게 보이는지, 그리고 멀어 질수록 더 어둡게 보이는지를보고 얼마나 멀리 있는지 확인할 수 있음을 의미합니다. 천문학 자들은 또한 초신성에서 나오는 특정 파장의 빛을보고 죽어가는 별이 얼마나 빨리 우리에게서 멀어지고 있는지 알아낼 것입니다. 거리를 밝기 측정 값과 결합함으로써 과학자들은 시간이 지남에 따라 암흑 에너지가 어떻게 진화했는지 확인할 수 있으며 두 개의 고위도 측량과의 교차 점검을 제공합니다. 올리비에 도레 (Olivier Doré)는“WFIRST 사명은이 세 가지 방법을 결합하는 데있어 독특하다. 이는 암흑 에너지의 영향에 대한 매우 강력하고 풍부한 해석으로 이어지고 암흑 에너지의 본질에 대한 명확한 진술을 가능하게 할 것이다. 캘리포니아 패서 디나에있는 NASA의 제트 추진 연구소의 연구 과학자이자 WFIRST의 첫 두 가지 조사 방법을 계획하는 팀의 리더. 과거의 암흑 에너지가 우주의 팽창에 어떤 영향을 미쳤는지를 발견하면 미래의 팽창에 어떤 영향을 미칠지에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 그것이 우주의 확장을 계속 가속화한다면, 우리는 "큰 찢음"을 경험하게 될지도 모른다. 이 시나리오에서 암흑 에너지는 결국 근본적인 힘을 지배하게되며 현재 은하계, 행성, 사람 등 묶여있는 모든 것이 부서지게됩니다. 암흑 에너지 를 탐험 하면 우주의 운명을 조사하고, 심지어는 예측할 수도 있습니다. 더 탐색 슈퍼 컴퓨터는 '카멜레온 이론'이 중력에 대한 우리의 생각을 바꿀 수 있음을 보여줍니다 추가 정보 : WFIRST에 대한 자세한 내용은 www.nasa.gov/wfirst를 방문하십시오. 에 의해 제공 NASA의 고다드 우주 비행 센터

https://phys.org/news/2019-09-nasa-wfirst-uncover-universe-fate.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