350 GPa 이상의 압력에서 분자 수소가 반 금속이 됨

.가뭄에 바싹 마른 호주 사과 농장

(스텐소프 EPA=연합뉴스) 가뭄이 강타한 호주 스텐소프 외곽에 있는 코튼베일 사과 과수원의 바싹 마른 댐에서 4일 과수원 주인 디노 리자토(왼쪽부터), 데이비드 리틀프라우드 수자원부 장관, 조쉬 프라이덴버그 재무부 장관이 걷고 있다.

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.연구에 따르면 꼬인 이중층 그래 핀의 '마법 범위'가 이전 예상보다 큽니다

Thamarasee Jeewandara, Phys.org 장치 형상 및 자기 수송 데이터. (A) 장치 구조의 개략도. (B) 꼬인 그래 핀 층에 의해 형성된 모아레 초 격자에 대한 개략도. (C) Rxx 대 자기장 B 및 게이트 전압 Vg는 란다 우 팬 패턴을 나타낸다. 상단 축은 nm, 초 격자 셀당 전하 수로 표시됩니다. (디). 다른 온도에서 Rxx (Vg). 삽입 : 스케일 바가 10 μm 인 tBLG 장치의 광학 이미지. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaw9770, 2019 년 10 월 4 일 기능

재료 과학과 양자 물리학에서, " 매직 앵글 "트위스트 이중층 그래 핀 (tBLG) 내에서 플랫 밴드와 상관 행동 은 상당한 관심을 불러 일으켰다. 사이언스 어드밴스 (Science Advances)에 발표 된 새로운 보고서 에서 미국과 일본의 물리 및 재료 과학 부서의 Emilio Codecido와 동료들은 약 0.93 도의 비틀림 각도를 갖는 tBLG 장치에서 초전도성과 모트와 같은 절연체 상태를 모두 관찰했다 . 이 각도는 계산 된 마법 각도 보다 15 % 작았습니다 .이전 연구에서 (~ 1.1 °). 이 연구는 tBLG의 "마법"범위가 이전에 예상 한 것보다 더 큰 것으로 밝혀졌습니다. 이 연구는 양자 물리학 에서의 응용을 위해 tBLG 소자 내에서 강한 양자 현상을 해독하기위한 풍부한 새로운 정보를 제공했다 . 물리학 자들은 그래 핀에서 모아레 초 격자 와 평평한 밴드 를 만들기 위해 인접한 반 데르 발스 층 사이의 상대적인 비틀림 각도로 ' Twistronics '를 정의 합니다. 이 개념은 전기의 흐름을 가능하게하기 위해 2 차원 재료 기반 장치 특성을 현저하게 변경하고 조정하기위한 새롭고 독창적 인 접근 방식으로 등장했습니다. Twistronics의 두드러진 효과는 두 개의 단층 그래 핀 층이 θ = 1.1 ± 0.1 ° 의 마법 비틀림 각도 로 쌓일 때 매우 평평한 밴드의 출현을 보여주는 연구자들에 의해 획기적인 최근 연구에서 잘 드러납니다 . 본 연구에서, Codecido et al. 실험적으로 마술 각도에서 꼬인 이중층 그래 핀 (tBLG) 소자에서 초 격자의 첫 번째 미니 밴드 (구조적 특징)의 절반을 채우는 과정에서 절연 상이 관찰되었다 . 연구팀은 이것을 약간 높고 낮은 도핑에서 초전도성을 나타내는 모트 절연체 (초전도 특성을 갖는 절연체)로 확인했다. 상도 는 초전도 전이 온도 (Tc)와 페르미 온도 (T F ) 사이의 고온 초전도체 를 보여 주었다 . 이 작업은 에너지 밴드 구조, 토폴로지 및 추가 마법 각도 와 관련하여 반도체 시스템에 대한 엄청난 관심과 이론적 토론을 촉발했습니다.그래 핀 초기의 이론적 보고서와 비교할 때, 실험 연구는 드물며 이제 막 등장하기 시작했습니다 .

초전도 상태의 데이터. (A) 밀도가 초전도 단계 (Vg ~ 0.53 V 또는 nm ~ 2.5)로 조정될 때 ρ 대 온도. (B) 기본 온도 (280mK)에서 초전도 단계에서 차동 저항 dV / dI 대 바이어스 전류 및 게이트. 컬러 스케일은 킬로 옴 단위입니다. (C) T = 280mK 및 Vg = 0.50V (파란색) 및 0.58V (빨간색)에서의 전압-전류 특성. (D) VI는 다른 평행 자기장에서 곡선을 이룹니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaw9770

이 연구에서 연구팀은 상관 된 절연 및 초전도 상태를 나타내는 매직 앵글 tBLG 장치의 전송 측정을 수행했습니다. 그들은 예기치 않게 0.93 ± 0.01에서 비틀림 각을 얻었으며, 이는 이미 설정된 마법 각 보다 15 % 작았으며, 현재까지보고 된 가장 작은 것으로 초전도성을 나타냅니다. 이러한 결과는 새로운 상관 상태가 tBLG 장치에서 1 차 매직 앵글 아래에서 그리고 첫 번째 미니 밴드 그래 핀을 넘어서 나타날 수 있음을 나타냈다 . 연구팀은 장치를 만들기 위해 " 찢어짐 및 쌓기 "방식을 사용했습니다. 그들은 육방 정 질화 붕소 (BN) 층 사이의 구조물을 캡슐화했다 ; Cr / Au (크롬 / 골드) 모서리 접점에 연결된 여러 리드가있는 홀 바 형상으로 패턴 화됩니다 . 그들은 백 게이트 역할 을하는 그래 핀 층 위에 전체 장치를 제작했다 . Codecido et al. 펌핑 된 He 4 및 He 3 의 장치 측정표준 직류 (DC) 및 교류 (AC) 잠금 기술을 사용하는 저온 제어 장치. 연구팀은 소자의 종단 저항 (Rxx) 대 확장 게이트 전압 (Vg) 범위를 기록하고 1.7 K의 온도에서 자기장 B를 계산했다. 이들은 작은 전자-정공 비대칭이 tBLG 소자에 본질적인 것으로 관찰되었다. 이전 보고서. 이 팀은 초전도성을 나타내는 tBLG 장치에 대해 현재까지보고 된 가장 작은 비틀림 각도 값을 자세히 설명하기 위해 결과를 언급했습니다.

자기장에 대한 초전도 반응. 수직 자기장에 의한 초전도의 소멸을 나타내는 Rxx (Vg, B^). 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaw9770

Landau 팬 다이어그램을 자세히 살펴보면 Codecido et al. 많은 두드러진 특징을 얻었습니다. 예를 들어, 반 충진시 피크와 Landau 수준 의 2 배 축퇴 는 Mott와 같은 상관 된 절연 상태의 이전 관찰과 일치했습니다. 연구팀은 대략적인 스핀-밸리 SU (4) 대칭 의 파괴와 새로운 준 입자 페르미 표면의 형성을 보여 주었다 . 그러나 세부 사항은 더 섬세한 검사가 필요했습니다. 또한 초전도의 출현을 관찰하여 선행 작업과 마찬가지로 Rxx (종 방향 저항)가 증가 했습니다 . 그런 다음 팀은 초전도 단계의 임계 온도 (Tc)를 조사했습니다. 이 샘플에서 초전도성에 대한 최적의 도핑에서 데이터가 얻어지지 않았기 때문에 과학자들은 Tc가 0.5K로 높을 수 있다고 가정했지만, 초전도 상태에서 명확한 데이터를 얻기 전에 장치가 작동하지 않게되었다. 초전도 상태를 추가로 조사하기 위해 서로 다른 반송파 밀도에서 디바이스의 4 단자 전압-전류 (VI) 특성을 측정했습니다. 그들은 저항의 디스플레이를 획득하고 확장 된 범위의 밀도에 대한 과전류를 관찰하고 병렬 자기장의 적용에서 과전류의 억제를 보여 주었다. 연구에서 관찰 된 행동에 대한 통찰력을 얻기 위해 Codecido et al. 를 사용하여 tBLG 장치의 모아레 밴드 구조 계산Bistritzer - 맥도날드 모델 과 세련된 매개 변수 .

0.93 ° tBLG의 전자 밴드 구조 계산. (A) 에너지 분산. (B) 상태 밀도 (DOS). 밴드 구조로부터 DOS를 구할 때, 에너지 간격으로 1 meV를 사용하였고 스핀-밸리 퇴화를 고려 하였다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaw9770

이전의 마법 각도 계산과 달리 연구팀은 계산 된 저에너지 모아레 Dirac 밴드가 고 에너지 밴드와 에너지 적으로 분리되지 않았 음을 보여주었습니다. 장치의 비틀림 각도는 다른 곳에서 계산 된 마법 각도보다 작지만 이전 연구와 크게 관련이있는 현상 (Mott와 같은 절연 및 초전도)을 호스팅했습니다. 물리학 자들은 이것이 예상치 못한 것과 바람직한 것임을 발견했습니다. 과학자들은 고밀도 에서의 행동 (각 에너지에서 이용 가능한 상태의 수)에 대한 추가 평가에서 관측 된 특징을 새로 출현 된 상관 된 절연 상태로 평가했습니다. 그들은 이국적인 절연 상태를 이해하고 양자 스핀 액체 로 분류 될 수 있는지 여부를 결정하기 위해 미래의 상태 밀도 (DOS)에 대한 추가적인 섬세한 연구를 제안 합니다. 이러한 방식으로 Emilio Codecido와 동료들은 꼬인 이중층 장치 내에서 작은 꼬임 각도 (0.93 °) 로 Mott와 같은 절연 상태 근처에서 초전도성을 관찰했습니다 . 이 연구는 작은 각도와 높은 밀도에서도 모아레 초 격자의 특성에 대한 전자 상관의 영향을 보여주었습니다. 향후 연구는 새로운 초전도 단계를 찾기 위해 절연상의 스핀 밸리 순서와 저온에서의 조사를 조사 할 것이다. 실험적 연구는이 행동의 기원을 이해하기위한 이론적 노력과 결합 될 것이다.

더 탐색 새로운 초전도체를 만들기위한 '매직 앵글'찾기 추가 정보 : Emilio Codecido et al. 마술 각도 아래의 꼬인 이중층 그래 핀에서 상관 된 절연 및 초전도 상태, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aaw9770 R. Bistritzer et al. 국립 과학 아카데미 (2011) 의 논문 , 꼬인 이중층 그래 핀의 무아레 밴드 . DOI : 10.1073 / pnas. 1108174108 Yuan Cao et al. 매직 앵글 그래 핀 초 격자에있어서의 비 전통적인 초전도성, Nature (2018). DOI : 10.1038 / nature26160 저널 정보 : 과학 발전 , 국립 과학 아카데미 진행 , 자연

https://phys.org/news/2019-10-magic-range-bilayer-graphene-larger.html

 

.350 GPa 이상의 압력에서 분자 수소가 반 금속이 됨

작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 크레딧 : Eremets et al.

2019 년 10 월 4 일 기능

 

응축 물질 물리 예측에 따르면, 충분히 높은 압력에서 수소는 해리되어 원자 금속으로 변환되어야합니다. 그러나, 이것이 발생하는 정확한 압력 범위는 아직 확인되지 않았으며, 수소가 금속이되는 과정은 여전히 ​​불분명하다. 최근 연구에서 Max Planck 화학 연구소의 연구자들은 350-360 GPa의 압력과 200K 이하의 온도에서 분자 수소 가 전도하기 시작하고 반 금속이 된다는 것을 보여주었습니다 . Nature Physics에 게재 된이 논문 은 고압에서 수소의 전이에 관한 흥미로운 새로운 통찰력을 제공하며, 획득 한 일부 속성을 공개합니다. 이 연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 Mikhail Eremets는 "일반적으로 금속 수소는 분자의 해리 후 양성자로부터 만들어진 결정 인 원자 수소로 간주된다"고 Phys.org에 말했다. 그러나 수소는 또한 분자 상태에서 금속으로 변형 될 수있다.이 경우, 분자 수소 결정의 전자 밴드가 넓어지고 결국 밴드 갭이 닫히고 자유 전자와 정공이 나타나도록 중첩된다. 분자 수소 결정 의 전자 밴드가 중첩 되는 초기 상태 를 반 금속이라고합니다. 이 상태에서, 캐리어의 수가 적을수록 금속의 전도성이 떨어진다. 그러나 압력이 더 증가하면 전도성이 낮은 금속이 일반 금속으로 바뀌고 결국 수소 원자로 바뀝니다. "우리의 목표는 금속 전기 전도성이 나타나는 압력을 찾는 것이며, 이것이 분자 또는 원자 금속을 초래할 경우"라고 Eremets는 말했다. " 이것은 수소의 전도 여부와 금속인지를 직접 알려주는 유일한 방법 이기 때문에 전기적 측정 을 수행 했습니다. 금속은 일반적으로 최저 온도로 전도합니다. 반도체는 전도 할 수 있지만 온도가 낮 으면 전도도가 기하 급수적으로 감소합니다. 사라집니다. " 그들의 실험에서 연구원들은 다른 압력에서 수소에서 일어나는 변화를 식별하기 위해 최대 480 GPa의 라만 측정 값을 수집했습니다. 그들은 수소가 360 GPa 이상의 압력에서 전도하기 시작했지만 440 GPa까지 반 금속으로 남아 있음을 발견했습니다. 라만 측정을 수집하기 위해 연구원들은 합성 다이아몬드가 장착 된 소형 DAC를 사용했습니다. 이 다이아몬드는 ~ 500 GPa의 압력에서도 매우 낮은 발광성을 가지고 있습니다. 반면에 전기 측정을 위해 다이아몬드 모루에 스퍼터링 된 4 개의 전기 리드를 사용했으며, 절연 층으로 금속 개스킷에서 분리했습니다. 그들이 수집 한 측정 결과, 실험에서 관찰 된 반 금속 수소는 분자 상태에있는 것으로 나타났습니다. 따라서 이러한 발견은 수소가 분자 상태에서 금속이된다는 가설을 확인시켜줍니다. "360 GPa 이상에서 전기 전도도는 압력에 따라 크게 증가했습니다."라고 Eremets는 설명했습니다. "냉각에 따라 전도도는 기하 급수적으로 감소하지 않았으며, 이는 수소가 반도체가 아니라는 것을 나타냅니다. 반면에, 냉각에 따라 전도도가 약간 증가하기 때문에 좋은 금속이 아닙니다. 이러한 행동은 비스무트 또는 압력과 같은 반 금속에 일반적입니다 산소 또는 크세논과 같은 반 금속으로 유도됩니다. " 전반적으로, Eremets와 그의 동료들에 의해 수집 된 측정은 반 금속 수소가 적어도 440 GPa의 압력까지 분자 상태로 남아 있다는 증거를 제공합니다. 그러나 압력이 440GPa 이상으로 상승하면 수소에 의해 방출 된 라만 신호가 사라져서 추가적인 변환이 진행되고 있음을 나타냅니다. Eremets는 "350GPa 이상의 압력을 달성하는 것은 어려운 일"이라고 말했다. "먼저 모루의 형상에 대한 여러 가지 요인에 따라 달라집니다. 우리는 수 메가바 압력에 도달하기 위해 많은 시도를했지만 재현 가능한 데이터를 얻었습니다." Eremets와 그의 동료들이 수행 한 최근 연구는 ~ 360 GPa 이상에서 수소가 분자 상태에서 반 금속으로 변한다는 것을 분명히 보여줍니다. 그러나,이 반 금속 물질은 일부 비정상적인 거동을 나타내며, 이는 원자 상태에있는 금속 수소의 일반적인 이론적 예측과는 일치하지 않습니다. 반대로, 연구원들은 수소가 분자 상태에서 반 금속 물질로 이동하는 것을 관찰했습니다. "우리의 발견은 수소의 금속 으로의 복잡한 변형에 대한 이해에 대한 이론적, 실험적 연구를 자극해야한다 "고 Eremets는 말했다. "우리는 이제 전기 측정을 더 높은 압력으로 확장하고 금속 수소 에서 초전도성을 찾을 계획 이다."

더 탐색 고압 전자가 수소에서 고온 초전도로의 경로로 전환 추가 정보 : MI Eremets et al. 350 GPa 이상의 압력에서 반 금속 분자 수소, Nature Physics (2019). DOI : 10.1038 / s41567-019-0646-x 저널 정보 : 자연 물리

https://phys.org/news/2019-10-molecular-hydrogen-semimetallic-pressures-gpa.html

 

 

.천문학 자들은 이진법 체계에서 두 개의 태양이 어떻게 물질을 수집하는지 관찰

하여 막스 플랑크 협회 우주 배달 실 :이 사진은 파이프 성운이라고 불리는 성간 먼지의 광대 한 어두운 구름의 일부인 Barnard 59를 보여줍니다. 고해상도 이미지로 연구 된 이진 시스템 [BHB2007] 11은 짙은 구름에 내장되어 있지만 전파 망원경 ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array)를 사용하면 더 긴 파장에서 관찰 할 수 있습니다. 크레딧 : ESO, 2019 년 10 월 4 일

별은 큰 가스와 먼지 구름 속에서 태어납니다. 국소 치밀화는 먼저 "배아 (embryos)"를 형성 한 다음 물질을 수집하고 성장합니다. 그러나이 accretion 프로세스는 정확히 어떻게 작동합니까? 그리고 물질의 원반에 두 개의 별이 형성되면 어떻게됩니까? 젊은 항성 이진 시스템의 고해상도 이미지는 처음으로 외주 디스크의 중앙에 두 개의 프로토 스타를 키우는 복잡한 필라멘트 필라멘트 네트워크를 보여줍니다. 이러한 관측을 통해 Max Planck 외계 물리학 연구소가 이끄는 국제 천문학 자 팀은 2 단계 누적 과정, 원반 디스크에서 주변 디스크로 별까지 디스크를 식별하여 이진 스타 시스템의 형성 및 진화로 이어지는 조건을 제한 할 수있었습니다. . 우주의 대부분의 별은 쌍, 이진 또는 심지어 여러 별 시스템 의 형태로옵니다 . 이제, 이러한 이진 별 시스템의 형성이 고해상도 ALMA (Atacama Large Millimetre / submillimeter Array) 이미지에서 처음으로 관찰되었습니다. 막스 플랑크 외계 물리 연구소 (Max Planck Institute of Extraterrestrial Physics)가 이끄는 국제 천문학 자 팀은 파이프 성운 분자 구름의 Barnard 59 코어에있는 작은 별들의 작은 군집 중 가장 어린 구성원 인 [BHB2007] 11 시스템을 목표로 삼았다. 이전의 관측에서 circumbinary disk 주위에 accretion envelope가 나타 났지만 , 새로운 관측은 이제 내부 구조도 드러냅니다. MPE의 Felipe Alves는 이번 연구를 주도한 펠리페 알베스 (Pelipe Alves)는“우리는 두 어린 별을 중심으로 한 별 모양의 원반으로 해석되는 두 개의 콤팩트 소스를보고있다. "이러한 각 디스크의 크기는 우리 태양계의 소행성 벨트와 유사하며 상호 거리는 지구와 태양 사이의 거리의 약 28 배입니다."

두 프로토스 타는 모두 약 80 개의 목성 질량을 가진 외곽 원반으로 둘러싸여 있으며, 이는 나선형으로 분포 된 복잡한 먼지 구조 네트워크를 보여줍니다. 필라멘트의 형상은 낙하 물질의 스 트리머를 제안하며, 이는 분자 방출 라인의 관찰에 의해 확인된다. "

이것은 정말 중요한 결과입니다."Paola Caselli, MPE 책임자이자 Astrochemical Studies 센터 책임자 인 Paola Caselli는 말합니다. "우리는 마침내 "이송 필라멘트 (feeding filaments) "가 그것들을 circumbinary disc에 연결하는 어린 이진 별 의 복잡한 구조를 이미지화했다 . 이것은 현재의 별 형성 모델에 대한 중요한 제약을 제공한다."

https://youtu.be/PH3lPcegj0A

천문학 자들은 필라멘트를 확장 된 외주 디스크의 유입 스 트리머로 해석합니다. 여기서 두 개의 프로토 스타 중 적은 질량을 중심으로 한 외주 디스크는 이론적 예측과 일치하는 더 많은 입력을받습니다. 추정 된 누적 비율은 연간 약 0.01 목성 질량에 불과하며, 이는 다른 원형 시스템에 대해 추정 된 비율과 일치합니다. circumbinary 디스크가 circumstellar 디스크를 공급하는 것과 유사한 방식으로, 각각의 circumstellar 디스크는 그 중심에 프로토 스타를 공급합니다. 그러나 디스크 스타 수준에서는 관측에서 유추 된 가속 률이 더 큰 대상에 대해 더 높습니다. 북부 물체에 대한 확장 라디오 제트에서 방출을 관찰하면이 결과가 확인됩니다.이 프로토 스타는 실제로 더 많은 물질을 축적하고 있다는 독립적 인 표시입니다. Alves 는“우리는이 2 단계 가속 프로세스가 질량 증가 단계 에서 이진 시스템의 역학을 주도 할 것으로 기대한다 ”고 말했다. "이러한 관측과 이론의 합의가 이미 매우 유망하지만 우리는 더 많은 이진 시스템을 자세히 연구하여 별의 다중성을 초래하는 조건을 더욱 제한해야 할 것입니다." 더 탐색 거대한 별은 밝은 별과 같은 방식으로 자랍니다.

추가 정보 : FO Alves el al., 젊은 바이너리 프로토스 타인 Science (2019)의 나선형 깃발과 원주 형 디스크를 통한 가스 흐름 및 가속 . science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aaw3491 저널 정보 : 과학 제공자 막스 플랑크 협회

https://phys.org/news/2019-10-astronomers-suns-binary.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 https://phys.org/news/2019-09-programmable-swarmbots-flexible-biological-tools.html https://phys.org/news/2019-10-hard-ceramic-tough-steel-newly.html

 

 

.연구자들은 CRISPR을 사용하여 미생물 군집을 변경할 수있는 잠재력을 발굴합니다

작성자 : 웨스턴 온타리오 대학교 크리스탈 맥케이 David Edgell, PhD, Greg Gloor, PhD, Bogumil Karas, PhD. 학점 : Western University, Schulich Medicine & Dentistry, 2019 년 10 월 4 일

Western University의 연구원들은 DNA 편집 도구 CRISPR-Cas9를 실험실의 미생물에 제공하여 특정 박테리아에 대한 표적 공격을 효율적으로 시작할 수있는 새로운 방법을 개발했습니다. Nature Communications에 오늘 발표 된 이 연구는 CRISPR을 사용하여 개인별로 개인화 될 수있는 방식으로 인간 마이크로 바이 옴의 구성을 변경할 수있는 가능성을 열어줍니다. 또한 Staphyloccous aureus (Staph A) 또는 Escherichia coli (E. coli)와 같은 박테리아 를 죽이는 기존 항생제에 대한 잠재적 대안을 제시합니다 . 서구의 슐 리치 의과 대학 조교수 인 Bogumil Karas 박사는“이 연구에 대해 흥분한 주요 이유 중 하나는 광범위한 실제 응용이 가능하기 때문이다. "이 기술은 알려진 모든 항생제에 내성이있는 박테리아에도 효과적인 차세대 항균제 개발 가능성을 가지고있다.이 기술은 또한 '좋은'박테리아가 단백질 결핍으로 인한 질병을 치료하는 화합물을 생산하는 데 도움이 될 수있다"고 말했다. CRISPR은 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats의 약어로 특정 유전자 코드를 대상으로하고 정확한 위치에서 DNA를 편집하도록 프로그래밍 할 수 있습니다. 연구원들은 CRISPR을 사용하여 살아있는 세포와 유기체의 유전자를 영구적으로 변형시킵니다. 이런 방식으로 CRISPR은 박테리아를 죽 이도록 프로그래밍 할 수 있지만, 지금까지 특정 박테리아 균주 를 효율적이고 구체적으로 표적화하는 방법은 없었습니다 . Schulich Medicine & Dentistry의 교수 인 David Edgell은“CRISPR을 사용하여 사물을 죽이는 것은 새로운 아이디어가 아니다. "문제는 항상 당신이 원하는 곳으로 CRISPR을 얻는 방법이었습니다. 다른 배송 시스템은 우리가 어디를 가든 갈 수있는 몇 곳으로 갈 수있었습니다." Western에서 개발 된 딜리버리 시스템 은 박테리아의 복제와 같은 박테리아의 자연적인 능력을 사용하여 DNA를 변경하고 죽이기 위해 특정 박테리아에 CRISPR을 전달합니다. "CRISPR을 포함한 모든 치료제의 구체적인 전달은 일반적으로 새로운 치료법 개발에서 가장 큰 병목 현상 중 하나입니다.이 새로운 전달 시스템을 개발함으로써 우리는 가까운 장래에보다 효과적인 치료법 개발에 도움이되는 새로운 도구를 만들었습니다. 카라스가 말했다. 팀은 자사의 배송 시스템이 광범위하게 적용될뿐만 아니라 이전 시스템보다 효율적이라고 말합니다. "우리는 생물막에서 친밀한 접촉 조건하에 다른 박테리아 종으로 전달 비히클을 거의 완전히 전달할 수 있었다. 이는 생물막이 대부분의 박테리아의 자연 상태이며, 이동할 수 있기 때문에 중요하다 이러한 조건에서 DNA는 일반적으로 어렵지만 우리는 쉽고 효율적으로 만드는 방법을 찾았습니다.”라고 Schulich Medicine & Dentistry의 교수 인 Gregory Gloor는 말했습니다.

더 탐색 과학자들은 유전자 편집 도구를 연마 추가 정보 : Thomas A. Hamilton 등, 표적 박테리아 살해를위한 CRISPR 뉴 클레아 제의 효율적인 종간 컨쥬 게이션 전송, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-12448-3 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 웨스턴 온타리오 대학

https://phys.org/news/2019-10-potential-crispr-microbiome.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