'이상한'박사 몽상가에서 노벨 물리학상 수상자

.'이상한'박사 몽상가에서 노벨 물리학상 수상자

패트릭 갈리 스위스 천문학 자 디디에 퀘 로즈 (Didier Queloz)는 화요일에 물리학 자이자 동료 인 미셸 시장과 캐나다 계 미국인 우주 론자 제임스 피블스 (James Peebles)와 노벨 물리학상을 공유했습니다.2019 년 10 월 8 일

25 년 전 학생 천문학자가 집에서 만든 도구로 하늘을 스캔하면서, Didier Queloz는 데이터를 의심하는 데 몇 달을 보내며 피할 수없는 결론에 이르게했습니다. 그는 지구 태양계 밖의 첫 행성을 발견했을뿐입니다. 스위스 과학자는 1995 년 10 월 운명적인 밤까지 공상 과학의 영역에서만 존재했던 이른바 외계 행성 (exoplanet)을 탐지하기 위해 그의 박사 연구 리파이닝 기법을 사용했다. 화요일 에 그들의 개척 사업으로 노벨 물리학상을 수상한 Queloz와 그의 동료 Michel Mayor 는 벌써 은하계 탐색에서 많은 장애물을 극복했습니다. 그들은 프랑스 알프스 기슭의 오트 프로방스 천문대에 자신의 장비를 힘들게 건설하여 그들이 궤도를 돌고 있다고 의심되는 별에 의해 방출되는 빛의 주파수의 작은 변화를 감지 할 수 있었습니다. 이제 그들은 또 다른 문제가있었습니다. 그들이 발견 한 행성 (51 페가시 b)은 너무 컸습니다. Queloz는 화요일 AFP에 "우리가 찾은 행성이 절대적으로 기괴하고 당신이 행성이 될 것으로 예상했던 방식이 아니기 때문에 행성을 찾는 것이 모두 놀랐다"고 말했다. "나는 Michel과의 많은 토론을 기억하고 그것이 행성이 아니라는 것을 보여 주려고 노력했지만 결국 우리는 항상 원을 그리며 그것이 유일한 설명이라고 말했다." 외계 행성은 대략 목성의 크기이고, 아직습니다보다 20 배 가까이 지구 이외의 별의 일이다 이러한 차원으로 인해 팀이 당황했습니다. MIT의 행성 과학자이자 천체 물리학 자 사라 시거 (Sara Seager)는 시장과 퀘 로즈 (Queloz)가 발견했을 때 하버드 (Harvard)의 대학원생으로 당시의 "거대한 논쟁"을 회상했다.

Didier Queloz : ""우리가 찾은 행성은 절대적으로 기이하고 행성이 될 것으로 예상하지 않았기 때문에 우리는 행성을 찾는 것이 모두 놀랐습니다. "

"아무도 그들의 패러다임이 화를내는 것을 좋아하지 않으며, 우리는 학교에서 우리가 가르치는 모든 것을 믿고, 목성이 별에서 멀리 떨어져 있다고 믿고 싶었다"고 AFP에 말했다. "사람들은 매우 저항력이 강했고 과학에서도 그렇습니다. – 당신은 행성을 볼 수없고, 사진을 가지고 있지 않습니다. 별만보고 있습니다. 별에 미치는 영향 때문에 사람들은 그 효과가 다른 것에 영향을 미칩니다. " 4,000 이상 Queloz는 연구 이전의 외계 행성이 천문학 공동체 내에서 "기묘한 것들"이었기 때문에 팀의 발견이 인정되기까지 시간이 걸렸다 고 말했다. "집회에서 모퉁이에 모이는 사람들이 있었지만 아무도 공식적으로 그것에 대해 이야기하지 않을 것입니다. 너무 기괴했습니다." 오늘날, 그들의 개척 작업 덕분에 4000 개가 넘는 외계 행성이 알려져 있으며 수십억의 별들이 궤도를 돌고 있다고 생각합니다. "우리는 생명의 기원을 연구하고 있으며 이것이 바로 외계 행성이하는 일"이라고 Queloz는 말했다. "그래서이 분야가 성장하고 있습니다. 이제이 분야에 1000 명의 사람들이 일해야합니다. 정말 환상적입니다." 그리고 그의 초기 유레카 순간으로부터 25 년이 지난 지금, 그것은 가장 새로운 노벨 물리학상 수상자라고 생각합니까? "나는 여전히 숨을 쉴 수 있는데, 이는 좋은 신호이다."

더 탐색 스위스 노벨 물리학상 수상자 우박은 '단순히 특별한'

https://phys.org/news/2019-10-weirdo-phd-stargazer-nobel-physics.html

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.유기 반도체에서 트랩이없는 전하 수송을위한 창

작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 홀 트랩 역할을하는 물 분자 클러스터에 대한 예술가의 인상. 크레딧 : D. Andrienko, MPI-P.2019 년 10 월 8 일 기능

광학 및 전자 특성을 가진 탄소 기반 물질의 종류 인 유기 반도체는 현재 태양 전지, 발광 다이오드 및 전계 효과 트랜지스터를 포함한 다양한 장치를 제조하는 데 일반적으로 사용됩니다. 이러한 반도체 물질은 높은 단극 전하 수송으로 알려진 특성을 나타낼 수 있는데, 이는 본질적으로 전자 또는 정공을 주로 전도한다는 것을 의미한다. 효율성과 성능을 방해하기 때문에 다소 문제가 될 수 있습니다. Max Planck Institute for Polymer Research의 연구원들은 최근 유기 반도체가 전하 트래핑을 경험하지 않는 에너지 윈도우를 확인했습니다 . 자신의 논문에서 설명하고있는 바와 같이 발표 자연 재료 ,이 창은 트랩 무료로 충전 할 수 있습니다 수송 모두 캐리어를. "2012 년에 우리는 공액 고분자에 전자의 포획을 조사 했으며, 전자 수송이 일어나는 에너지 수준 (즉, LUMO) 을 낮추면 전자 포획의 양을 줄일 수 있음을 발견했습니다 ."라고 Gert-Jan Wetzelaer는 연구 결과는 TechXplore에게 말했다. "작년에 우리 는 유기 반도체 소자 의 전극을 개선하기위한 전략 을 개발하여 매우 광범위한 에너지 수준을 갖는 유기 반도체를 조사 할 수있었습니다. 우리의 새로운 연구에서 우리는 이러한 에너지 수준의 위치에 관심이있었습니다. 이전에는 탐험 할 수 없었던 매우 깊은 에너지 수준에서도 전자와 정공의 수송에 영향을 미칠 것입니다. " Wetzelaer와 그의 동료들은 에너지 레벨의 위치가 어떻게 전자와 정공을 수송하는 반도체의 능력에 영향을 미칠 수 있는지 조사하기 위해 다양한 유기 반도체에서 전자와 정공 전류를 측정했다. 이전 연구에서,이 전류가 반도체 필름에인가 된 전압에 의존하는 정도가 전하 트래핑 양의 척도로서 사용될 수 있음을 관찰했다. 연구원들은 서로 다른 에너지 레벨을 가진 넓은 범위의 유기 반도체를 통과하는 전류를 측정했을 때, 개별 물질의 에너지 레벨이 전하 트래핑에 의해 전류가 제한되는지 여부에 영향을 미친다는 것을 발견했다 . 일련의 실험을 수행하고 수많은 관찰을 수집 한 후 유기 반도체가 트랩없는 전하 수송을 달성 할 수있는 창을 확인할 수있었습니다. 보다 구체적으로, 그들은 재료의 이온화 에너지가 6eV 이상으로 상승하면 정공 트래핑이 발생하여 더 이상 정공을 효율적으로 전도 할 수 없다는 것을 관찰했다. 한편, 물질의 전자 친화도가 3.6 eV보다 낮 으면 전자를 효율적으로 수송 할 수 없다. 따라서 전자와 정공을 효과적으로 전도하려면 재료의 이온화와 전자 친화력 에너지 수준이이 특정 범위 내에 있어야합니다.

트랩없는 OLED 크레딧 사진 : MPI-P. Wetzelaer는

“우리의 결과는 최적의 성능을 위해 OLED 및 유기 태양 전지 와 같은 장치에 사용되는 유기 반도체의 에너지 수준이 발견 된 에너지 창 내에 이상적으로 위치해야 함을 의미한다. "이 에너지 윈도우 내에서, 전하 운반체의 전도가 효율적일 것이며, 이는 전기를 빛으로 또는 그 반대로 변환하는데 중요하다." Wetzelear와 그의 동료들이 수행 한 연구는 OLED, 태양 전지 및 전계 효과 트랜지스터의 제조에 사용될 수있는 유기 반도체에 대한 일반적인 설계 규칙을 소개합니다. 이 '일반 규칙'은 이러한 재료를 사용하여 제작 된 장치에서 더 높은 효율과 전도성을 달성하기 위해 바람직한 에너지 수준을 지정합니다. Wetzelaer는“최근에 사용 된 것보다 훨씬 덜 복잡한 장치 아키텍처로 이러한 설계 규칙에 따라 매우 효율적인 OLED 를 만들 수 있었습니다. Wetzelaer와 그의 동료들은 일련의 시뮬레이션을 수행하고 더 흥미로운 결과를 수집하여 물 클러스터가 홀 트랩의 원인이 될 수 있음을 시사합니다. 이 핵심 관찰은 반도체 필름에서 전하 트랩을 제거하는 전략을 고안하는 데 도움이 될 수 있습니다. 앞으로이 연구팀이 식별 한 에너지 창은보다 효율적인 반도체 기반 장치의 개발에 정보를 제공 할 수 있습니다. 또한, 그들의 관찰은 청색 OLED의 설계와 관련된 흥미로운 질문을 제기합니다. Wetzelaer는“블루 OLED에서 블루 발광에 필요한 에너지 갭은 약 3.0eV로 트랩이없는 윈도우보다 크다”고 말했다. "우리는 이제 고효율 블루 OLED를 만들 수 있도록 유기 반도체에서 전하 트랩을 제거하거나 비활성화하는 전략을 조사 할 계획입니다."

더 탐색 유기 반도체의 에너지 수준 조정 추가 정보 : Naresh B. Kotadiya et al. 유기 반도체 박막의 트랩없는 전하 수송을위한 창, Nature Materials (2019). DOI : 10.1038 / s41563-019-0473-6 HT Nicolai et al. 반도체 중합체에서 트랩 제한 전자 수송의 통일, Nature Materials (2012). DOI : 10.1038 / nmat3384 Naresh B. Kotadiya et al. 이온화 에너지가 높은 유기 반도체에 Ohmic 정공 주입을위한 보편적 전략, Nature Materials (2018). DOI : 10.1038 / s41563-018-0022-8 Naresh B. Kotadiya et al. 열 활성화 지연 형광을 기반으로 한 효율적이고 안정적인 단일 층 유기 발광 다이오드, Nature Photonics (2019). DOI : 10.1038 / s41566-019-0488-1 저널 정보 : 자연 재료 , 자연 광자

https://phys.org/news/2019-10-window-trap-free-semiconductors.html

 

 

.태양계의 가장자리에서 압력이 높음

NASA의 Goddard 우주 비행 센터 Mara Johnson-Groh 헬리오 스피어의 층을 묘사 한 그림. 크레딧 : NASA / IBEX / Adler Planetarium,2019 년 10 월 8 일

우리 태양계의 경계에서 압력이 높아집니다. 이 압력, 힘 플라즈마, 자기장 및 이온, 우주 광선 및 전자와 같은 입자가 흐르고 충돌 할 때 서로에 작용하는 것은 최근 과학자들에 의해 처음으로 처음 측정되었으며 예상보다 큰 것으로 밝혀졌습니다. NASA의 Voyager 우주선 과학자들은 은하 우주 광선 , 고 에너지 입자의 관측을 사용 하여 태양계 외부 영역 (헬리오 시스 (helliosheath))로 알려진 입자의 총 압력을 계산했습니다. 거의 90 억 마일 떨어진이 지역은 공부하기가 어렵습니다. 그러나 보이저 우주선의 독특한 위치와 태양 사건의 적절한시기는 헬리오 시스의 측정을 가능하게했다. 그 결과 과학자들이 태양이 주변 환경과 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 데 도움이됩니다. 뉴저지 프린스턴 대학 (Princeton University)의 새로운 연구 및 천문학자인 제이미 랭킨 (Jamie Rankin)은“이전 연구에서 알려진 부분을 합산 해 볼 때 우리는 우리의 새로운 가치가 지금까지 측정 된 것보다 여전히 더 크다는 것을 발견했습니다. "지금까지 고려되지 않은 압력에 영향을 줄 수있는 다른 부분이 있다고한다." 지구에는 중력에 의해 그려진 공기 분자에 의해 생성 된 기압이 있습니다. 우주에는 이온과 전자와 같은 입자에 의해 생성되는 압력도 있습니다. 태양에 의해 가열되고 가속 된이 입자들은 명왕성보다 수백만 마일을 확장하는 헬리오 스피어 (heliosphere)로 알려진 거대한 풍선을 만듭니다. 태양의 영향이 다른 별들과 성간 공간 의 입자 압력에 의해 극복되는이 지역의 가장자리는 태양의 자기 적 영향이 끝나는 곳입니다. (중력 영향은 훨씬 더 넓어 지므로 태양계 자체도 더 넓어집니다.) 헬리오 시스의 압력을 측정하기 위해 과학자들은 1977 년 이후 태양계를 꾸준히 여행하고있는 보이저 우주선을 사용했습니다. 보이저 2는 여전히 헬리오 시스에 남아있었습니다. 랭킨은“보 야저 1 호가 성간 공간을 건넌 직후에이 이벤트를 보았 기 때문에이 사건에 대한 독특한시기가 있었다”고 말했다. "이것이 보이저가 처음 본 사건이지만 시간이 지남에 따라 헬리오 시스와 성간 공간의 상황이 어떻게 변하는 지 확인할 수있는 데이터가 더 많이 있습니다."

하나는 헬리오 시스에 있고 다른 하나는 성간 공간 너머에있는 보이저 우주선은 4 개월 간격으로 각 우주선이 통과 한 전 세계의 병합 된 상호 작용 영역으로 알려진 태양으로 측정되었습니다. 이러한 측정을 통해 과학자들은 헬리오 시스의 총 압력과 해당 지역의 음속을 계산할 수있었습니다. 크레딧 : NASA의 Goddard 우주 비행 센터 / Mary Pat Hrybyk-Keith

과학자들은 태양의 활동으로 인해 발생하는 전역 병합 상호 작용 영역이라는 이벤트를 사용했습니다. 태양은 주기적으로 대량 방출과 같이 거대한 입자 폭발을 방출하고 방출합니다. 일련의 이러한 사건들이 우주로 나 가면서, 그들은 거대한 전선으로 합쳐져 자기장에 의해 밀려나는 플라즈마의 물결을 만들 수 있습니다. 2012 년에 그러한 파동 중 하나가 헬리오 시스에 도달했을 때, 그것은 보이저 2 호에 의해 발견되었습니다.이 파는 은하 우주 광선의 수를 일시적으로 감소 시켰습니다. 4 개월 후, 과학자들은 성간 공간에서 태양계의 경계를 가로 질러 보이저 1의 관측치가 비슷한 감소를 보였다. 우주선 사이의 거리를 알면 헬리오 시스의 압력과 소리 속도를 계산할 수있었습니다. 헬리오 시스에서 소리는 초당 약 300km로 이동하는데, 이는 공기를 통과하는 것보다 천 배나 빠릅니다. 과학자들은 은하 우주 광선의 변화가 두 우주선에서 정확히 동일하지 않다고 지적했다. 헬리오 시스 내부의 보이저 2 호에서는 우주선 주변의 모든 방향에서 우주선의 수가 감소했습니다. 그러나 태양계 외부의 보이저 1 호 에서는이 지역 의 자기장에 수직으로 이동 하는 은하 우주 광선 만이 감소했다. 이 비대칭 성은 태양계의 경계를 가로 질러 전파가 전달 될 때 어떤 일이 발생한다는 것을 암시합니다. "우주선 내부와 외부의 우주 광선 변화가 왜 다른지 이해하려고 노력하는 것은 여전히 의문 의 여지 가 남아있다"고 Rankin은 말했다. 태양계의 경계에서이 지역의 압력과 음속을 연구하면 과학자들이 태양이 성간 공간에 미치는 영향을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다 . 이것은 우리 자신의 태양계뿐만 아니라 다른 별과 행성계 주위의 역학에 대해서도 알려줍니다.

더 탐색 NASA Voyager 2는 성간 공간에 가까울 수 있습니다 에 의해 제공 NASA의 고다드 우주 비행 센터

https://phys.org/news/2019-10-pressure-high-edge-solar.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

 

 

.광합성을 조절하는 데 도움이되는 시아 노 박테리아 유전자 군 식별

 

로 미시간 주립 대학 Cyanobacteria, Tolypothrix의 이미지. 크레딧 : Wikipedia / CC BY-SA 3.0, 2019 년 10 월 8 일

새로운 미시간 주립대 (Michigan State University)의 연구에 따르면 시아 노 박테리아에서 이산화탄소 고정을 조절하는 유전자 패밀리가 발견되었습니다. 이 발견은 광합성에 대한 우리의 기본 지식을 더욱 발전시킵니다. 또한 지속 가능한 생명 공학 생산을위한 시스템 설계를위한 새로운 문을 열었습니다. 이 연구는 New Phytologist 저널에 실렸다 . 시아 노 박테리아와 식물 은 대기에서 이산화탄소를 포획하는 공통의 rubisco 효소를 공유합니다 . 탄소 포집은 탄소를 지구의 유기체에 공급하는 고 에너지 분자로 바꾸는 일련의 반응 중 첫 번째입니다. 식물에서, 루비 스코는 종종 그것에 부착되는 작은 분자에 의해 작동하는 것을 차단합니다. 이에 대한 반응으로 단백질 인 Rubisco activase가 구조를 통해 불필요한 분자를 제거하여 rubisco가 다시 작동 할 수있게합니다. 최근 생물 정보학의 발전으로 Cheryl Kerfeld 실험실은 식물 루비 스코 활성제를 암호화하는 것과 유사한 시아 노 박테리아 유전자를 확인할 수있었습니다. 새로운 유전자는 실험실에서 활성화되는 것과 유사하게 activase-like cyanobacterial protein 또는 ALC를 암호화합니다. Kerfeld 연구소의 연구 조교수 인 Sigal Lechno-Yossef는“이 유전자는 여러 종류의 시아 노 박테리아 그룹에 널리 퍼져있다. 이들은 다양한 단세포 및 다세포, 필라멘트 종을 ​​포함한다. cyanbacterial ALC의 기능은 알려져 있지 않습니다. 과학자들은 시험관에서 모델 시아 노박 테 리움 인 Fremyella diplosiphon의 ALC와 동일한 유기체의 루비 스코를 억제하려고 시도했습니다. ALC는 소분자에 의한 루비 스코의 억제를 완화시키지 않았다. 그러나 세포에서 단백질은 식물과 마찬가지로 물리적으로 루비 스코에 가깝습니다. 그것이 Lechno-Yossef가 그들이 함께 일할 것이라고 생각하는 한 가지 이유입니다. Lechno-Yossef는“우리는 시아 노 박테리아에서 rubisco와 함께 ALC가 진화하고 있음을 보여주는 생체 정보 증거를 가지고있다”고 말했다. ALC가 루비 스코의 차단을 해제하지 않으면 어떻게해야합니까? Lechno-Yossef는“우리는 ALC가 루비 스코 단백질을 응집시키는 것을 보았습니다. "이 기능은 세포에서 rubisco 조절 및 국소화에 기여하는 것으로 알려진 다른 cyanobacterial 단백질 의 기능과 유사합니다 ." ALC가 광합성율 을 조정하기 위해 숙주가 CO 2 수준을 감지하는 데 도움이된다는 증거도 있습니다. 연구팀은 실험실 시아 노박 테 리움에서 ALC 유전자를 결실했을 때, 유기체는 그들의 성장에 극적인 변화를 경험하지 않았다. (식물에서 유사한 루비 스코 활성제를 삭제하면 중요한 영양소 인 탄소가 굶주리게됩니다). 그러나, 동일한 균주는 CO 2가 풍부한 환경 에서 성장할 때 형태 학적 변화를 경험했다 . 새로운 연구는 생명 공학 분야에 대한 약속을 담고 있습니다. 식물에서 rubisco activase는 rubisco 성능을 높이기위한 노력의 일환으로 많은 연구의 초점입니다. rubisco를 개선하면 영양 함량이 높고 작물 수확량이 많은 식물이 생길 수 있습니다. 그러나 지금까지 그러한 노력은 보상받지 못했습니다. "Cyanobacterial 연구자들은 또한 광합성으로 인한 에너지 수율을 높이기를 원한다"고 Lechno-Yossef는 말했다. "목표는 시아 노 박테리아의 광합성 기계를 재 연결하여 의학 또는 산업에서 사용하기위한 재생 가능 에너지 화합물 또는 재료를 생산하는 것입니다." Lechno-Yossef는“ 시아 노 박테리아 가 루비 스코를지지하는 효소를 가지고 있다는 사실을 알고있다 .

더 탐색 이전에 생각했던 것보다 10 배 더 풍부한 탄소 고정 효소 추가 정보 : Sigal Lechno–Yossef et al. 시아 노 박테리아 카르복시 좀은 고유 한 Rubisco-Activase-Like 단백질 인 New Phytologist (2019)를 포함합니다. DOI : 10.1111 / nph.16195 저널 정보 : 새로운 Phytologist 에 의해 제공 미시간 주립 대학

https://phys.org/news/2019-10-cyanobacterial-gene-family-photosynthesis.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