격렬한 성간 매체의 화학
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.자성 물질에서 스핀파를 사용하는 새로운 방법
에 의해 뮌스터 대학 직경이 0.5 마이크로 미터 인 자기 디스크에 대한 자기 시뮬레이션. 퍼멀로이 (왼쪽)와 코발트와 니켈 (오른쪽)의 동적 자화의 공간 분포를 볼 수 있습니다. 크레딧 : B. Divinskiy et al./Nature Communications 2019 년 11 월 22 일
작고 빠르며 에너지 효율이 높은 것은 전자 장치 개발자가 수년간 노력해온 목표입니다. 예를 들어, 휴대폰 또는 컴퓨터의 개별 구성 요소를 소형화 할 수 있도록하기 위해, 전류는 전류에 의해 기능하는 종래의 데이터 전송에 대한 유망한 대안으로 현재 자기 파가 간주된다. 이유 : 칩이 점점 더 작아짐에 따라 전기 데이터 전송이 한계에 도달합니다. 서로 매우 가까운 전자가 많은 열을 방출하기 때문에 물리적 프로세스가 중단 될 수 있습니다. 이와 반대로 고주파 자기 파는 가장 작은 나노 구조에서도 전파되어 정보를 전송하고 처리 할 수 있습니다. 이를위한 물리적 인 기초는 자성 물질에서 소위 전자의 스핀이며, 이는 자기 축을 중심으로 전자의 회전으로 단순화 될 수 있습니다. 그러나 스핀 파도 마이크로 전자 공학에서 지금까지 유일한 인해 스핀 파도에 작용하고 약화되는 댐핑 소위에 제한적으로 사용되어왔다. 독일 뮌스터 대학교 (University of Münster)의 물리학 자들은 원치 않는 댐핑을 제거하고 스핀파를보다 쉽게 사용할 수있는 새로운 접근법을 개발했습니다. "우리의 결과는 효율적인 스핀 구동 부품의 적용을위한 새로운 방법을 보여줍니다."라고 연구 책임자 인 블라디슬라프 데미 도프 박사 (연구 그룹 Demokritov). 새로운 접근 방식은 미래의 마이크로 일렉트로닉스 개발뿐만 아니라 양자 기술 및 새로운 컴퓨터 프로세스에 대한 추가 연구에도 관련이있을 수 있습니다. 이 연구는 Nature Communications 저널에 발표되었다 .
실험의 레이아웃. Mu- 금속 또는 코발트 및 니켈 (파란색)의 얇은 자성 판은 백금 (베이지)의 얇은 층에 있습니다. 자기 이방성은 물질의 계면에서 작용한다. 효과는 레이저 광 (녹색; Brillouin 광 산란 분광법)으로 측정됩니다. 크레딧 : B. Divinskiy et al./Nature Communications
배경과 방법 :
Magnonics는 과학자들이 자성 물질 에서 전자 스핀과 그 파동을 연구하는 연구 분야의 이름입니다 . 이 용어는 회 전파에 해당하는 마그 논이라고하는 자성 입자에서 파생됩니다. 스핀파의 방해 감쇠를 전자적으로 보상하는 가장 좋은 방법은 몇 년 전에 발견 된 소위 스핀 홀 효과입니다. 스핀 전류의 전자는 스핀의 방향에 따라 옆으로 편향되어, 자성 나노 디바이스에서 스핀 파를 효율적으로 생성 및 제어 할 수있다. 그러나, 진동에서 소위 비선형 효과는 실제 응용 에서 스핀 홀 효과가 제대로 작동하지 않도록합니다. 과학자들이 아직 감쇠없는 스핀 파를 실현할 수 없었던 이유입니다. 그들의 실험에서 과학자들은 얇은 백금 층에 퍼멀로이 또는 코발트와 니켈로 만든 자기 디스크를 몇 나노 미터 두께로 두었습니다. 소위 자기 이방성 (magnetic anisotropies)이 상이한 재료의 계면에 작용하여, 자화가 주어진 방향으로 일어난다는 것을 의미한다. 서로 다른 층의 이방성을 균형있게함으로써 연구자들은 불리한 비선형 댐핑을 효율적으로 억제하여 코 히어 런트 스핀파, 즉 주파수와 파형이 동일하고 위상차가 고정 된 파동을 달성 할 수있었습니다. 이를 통해 과학자들은 자석 시스템에서 완전한 댐핑 보상을 달성하여 파도가 공간적으로 전파 될 수있었습니다. 과학자들은 새로운 접근 방식이 미래의 마그네틱 및 스핀 트로닉스 개발에 중대한 영향을 미칠 것으로 기대합니다. "우리의 연구 결과는 기술적으로 적절한 전력 레벨과 일관성을 갖는 마이크로파 신호를 생성 할 수있는 스핀 홀 발진기의 구현 경로를 열어 준다"고 Phriser는 강조했다. Münster University의 비선형 자기 역학 연구소의 학생이자 연구의 첫 번째 저자.
더 탐색 연구원들은 스핀을 위해 자기 파를 취합니다 추가 정보 : Boris Divinskiy et al., 스핀 홀 나노 디바이스의 제어 된 비선형 자기 댐핑, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-13246-7 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 뮌스터 대학
https://phys.org/news/2019-11-method-magnetic-materials.html
.격렬한 성간 매체의 화학
에 의해 천체 물리학 하버드 - 스미소니언 센터 약 850 광년 떨어져있는 페르세우스 분자 구름의 일부와 성운의 다중 파장 이미지. 난류는 분자 구름에 널리 퍼져 있으며, 밀도와 온도 변동이 적어 구름에서 복잡한 분자의 존재를 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 새로운 화학 및 유체 역학 모델 세트는 이러한 난류의 영향을 설명 할 수 있으며 관찰 된 화학 풍부도에 대한 개선 된 설명을 제공합니다. 크레딧 : Agrupació Astronòmica d' Eivissa / Ibiza AAE, Alberto Prats Rodríguez 2019 년 11 월 22 일
우주에서 200 개가 넘는 분자가 발견되었으며, 일부 (Buckminsterfullerene 등)는 탄소 원자와 매우 복잡합니다. 본질적으로 흥미로운 것 외에도,이 분자들은 열을 방출하여 성간 물질의 거대한 구름이 시원해지고 새로운 별을 형성하도록 수축시킵니다. 더욱이, 천문학 자들은이 분자들로부터의 방사선을 이용하여 예를 들어 행성들이 어린 별 주위의 원반에서 형성 될 때 국소 조건을 연구합니다. 이러한 분자 종의 상대적 풍부는 기본 요소의 풍부함과 자외선의 세기에서 구름의 밀도 , 온도 및 나이에 이르기까지 많은 요인에 따라 중요하지만 오래 지속되는 퍼즐 입니다. 소분자 (2 개 또는 3 개의 원자를 갖는 것)의 풍부함은 이들이 더 큰 종으로의 디딤돌을 형성하기 때문에 특히 중요하며, 이들 중 순 전하를 갖는 것들은 화학 반응을보다 쉽게 겪기 때문에 더욱 중요하다. 확산 성간 매체의 현재 모델은 일정한 밀도 또는 구름 깊이에 따라 매끄럽게 변하는 밀도를 갖는 균일 한 자외선 조명 가스 층을 가정한다. 문제는 모델의 예측이 종종 관측에 동의하지 않는다는 것입니다. 그러나, 수십 년에 걸친 관측에서도 성간 매체는 균일하지 않고 다소 난류이며, 거리가 먼 거리에서 밀도와 온도가 크게 변하는 것으로 나타났습니다. CfA 천문학 자 Shmuel Bialy는 H2, OH + , H2O + 및 ArH + 의 4 가지 주요 분자의 풍부 성을 조사하는 과학자 팀을 이끌었습니다.초음속 (움직임 속도를 초과하는 동작) 및 난류 매체. 이러한 특정 분자는 유용한 천문 프로브이며 난류에서 자연적으로 발생하는 밀도 변동에 매우 민감합니다. 난류 매체에서 분자 수소 (H2)의 거동에 대한 이전 연구를 바탕으로 과학자들은 다양한 화학 경로와 자외선에 의해 구동되는 다양한 여기 시나리오에서 초음속 난류 운동 모델을 포함하는 상세한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했습니다. 우주 광선. 분자의 광범위한 관찰과 비교했을 때의 결과좋은 동의를 보여주십시오. 난류 조건의 범위는 넓고 예측은 그에 따라 넓으므로 새로운 모델은 관측 된 범위를 더 잘 설명 할 수 있지만 모호하고 여러 가지 다른 매개 변수 조합으로 특정 상황을 설명 할 수 있습니다. 저자는 결론을보다 엄격하게 구속하기 위해 추가 관찰과 차세대 모델을 제시합니다.
더 탐색 성간 철분이 사라지지 않고 평범한 시야에 숨어 있습니다. 추가 정보 : Shmuel Bialy et al. 난류 매체의 화학적 풍부도 – H2, OH +, H2O +, ArH +, 천체 물리학 저널 (2019). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab487b 저널 정보 : 천체 물리 저널 하버드 스미스 소니 언 천체 물리 센터 제공
https://phys.org/news/2019-11-chemistry-turbulent-interstellar-medium.html
.최초의 세포 생물학에서 과학자들은 리보솜 조립을 실시간으로 관찰합니다
에 의해 스크립스 연구소 크레딧 : Scripps Research Institute 스크립스, 2019 년 11 월 22 일
리서치 (Scrips Research)와 스탠포드 대학교 (Stanford University)의 과학자 팀은 리보솜의 조립에있어 핵심 단계를 실시간으로 기록했다. 세포에서 단백질을 만들고 모든 생명체에 필수적인 복잡하고 진화 적으로 고대의 "분자 기계"이다. Cell 에보고 된 성과 는 본질적으로 끈적 거리고 잘못 접 히기 쉬운 세포 분자 인 ribonucleic acid (RNA) 가닥이 리보솜 단백질에 의해 제대로 접 히고 리보솜의 주요 구성 요소 중 하나를 형성하는 방식으로 "보호자 (chaperoned)"되는 방법을 전례없이 자세히 보여준다. . 이 발견은 리보솜이 엄격하게 통제 된 단계별 프로세스로 조립된다는 오랜 믿음을 뒤집어 놓았습니다. 스크립스 리서치의 통합 구조 및 계산 생물학과의 교수 인 제임스 R. 윌리엄슨 (James R. Williamson) 박사는“현장에서 지배적 인 이론과 달리 훨씬 더 혼란스러운 과정을 밝혀냈다. "매끄러운 디트로이트 조립 라인이 아니라 월스트리트의 거래 장과 같습니다." 연구를 위해 Williamson의 실험실은 스탠포드 대학의 교수 인 Joseph Puglisi 박사와 협력했습니다. 이 연구는 기본 세포 생물학의 중요한 업적이지만 의학에서 중요한 발전을 가능하게해야합니다. 예를 들어, 일부 현재 항생제는 박테리아 리보솜을 억제함으로써 작용하고; 새로운 연구는 박테리아 리보솜을 표적으로하는 미래의 항생제를 특이성이 높고 부작용을 줄일 수있는 가능성을 열어 줍니다 . 보다 일반적으로,이 연구는 생물 학자들에게 RNA 분자 연구에 대한 강력하고 새로운 접근법을 제공합니다. RNA 분자는 수십만 개의 전형적인 세포에서 특정 시간에 활성화됩니다. "이것은 우리가 RNA가 합성되는 동안 어떻게 접 히고 단백질이 그것들을 조립 하는지를 자세히 조사 할 수 있음을 보여준다"고 통합 구조 및 전산 생물학과의 박사후 연구원 인 Olivier Duss 박사는 말한다. Scripps Research에서 "이것은 서로 의존하고 동시에 감지되어야하는 몇 가지 뚜렷한 생물학적 과정을 포함하기 때문에 생물학에서 연구하기가 매우 어려웠습니다." 이 팀은 "제로 모드 도파관 단일 분자 형광 현미경"이라고하는 고급 이미징 기술을 사용했으며,이 기술은 최근 RNA와 단백질의 실시간 추적에 적합합니다. 리보솜은 RNA와 단백질 둘 다로 만들어졌으며 지구상의 삶의 새벽으로 거슬러 올라가는 것으로 널리 알려진 분자 파트너쉽을 반영합니다. 작년에 발표 된 원리 증명 연구 에서 연구자들은 박테리아 대장균에서 나온 리보솜 어셈블리의 초기, 짧고 비교적 잘 연구 된 단계를 기록하기 위해 그들의 접근법을 사용했습니다. 이것은 리보솜 RNA의 전사, 또는 그의 상응하는 유전자로부터의 복사 및 리보솜 단백질과이 RNA 가닥의 초기 상호 작용을 수반 하였다. 새로운 연구에서 연구팀은 리보솜 RNA의 전사뿐만 아니라 실시간 폴딩을 추적함으로써이 접근법을 확장시켰다. 이 연구는 E. coli ribosome assembly의 복잡하고 현재까지 신비한 부분 인 E. coli ribosome의 전체 주요 구성 요소 또는 도메인의 형성에 대해 자세히 살펴 보았다. 구조에 통합. 주요 발견은 리보솜 단백질 파트너가 접힌 RNA- 단백질 분자의 최종 위치에 겹치기 훨씬 전에, 가닥과의 다수의 일시적 상호 작용을 통해 RNA 가닥의 폴딩을 안내한다는 것이었다. 연구진에 따르면이 연구 결과는 실험실-접시-타입 이미징 실험에는 없지만 세포 에는 존재하고 RNA 접힘의 효율을 높이는 알려지지 않은 RNA 조립 인자, 단백질 일 가능성이 높다고 암시한다 . "우리의 연구에 따르면 리보솜 RNA 폴딩과 아마도 더 일반적으로 세포의 RNA 폴딩에서 많은 단백질이 RNA와 약하고 일시적이며 반 특이적인 상호 작용을 통해 RNA를 접는 데 도움이된다"고 Duss는 말했다. 이 팀은 이제이 연구를 더 확장하여 여러 RNA 가닥과 수십 개의 단백질을 포함하는 나머지 리보솜 어셈블리뿐만 아니라 세포에서 다른 많은 유형의 RNA 접힘 및 RNA- 단백질 상호 작용을 연구 할 수있게 될 것입니다. 원칙적으로이 연구는 RNA가 어떻게 잘못 접 히고 어떻게 그러한 사건이 교정 될 수 있는지에 대한 통찰력을 제공 할 것입니다. 과학자들은 많은 질병이 세포에서 RNA의 부적절한 폴딩 및 관련 처리를 포함하거나 잠재적으로 관련이 있다고 생각합니다. 이미 리보솜을 표적으로하는 치료법도 개선 될 수 있습니다. 아미노 글리코 시드로 알려진 부류를 포함한 일부 현재 항생제는 인간 리보솜에는 존재하지 않는 박테리아 리보솜 부위에 결합하여 작용합니다. 이러한 약물은 장내와 같은 좋은 박테리아의 리보솜을 손상시키기 때문에 부작용이있을 수 있습니다. Duss 박사는“ 박테리아 리보솜이 어떻게 조립되고 기능 하는지를 더 잘 이해하면 , 더 좁은 그룹의 해로운 박테리아 종에 영향을 미치고 좋은 종을 아껴서 환자에 대한 부작용을 줄일 수있는 방법으로 잠재적으로 표적화 할 수있다. 리보솜은 단백질 제조사 로서 기능하기 때문에 , 빠르게 성장하는 종양 세포의 생존에 중요하다. 여러 종류의 암 약물은 이미 리보솜 형성을 느리게하여 작동합니다. Duss 는 인간 리보솜에 대한 이해가 원칙적으로 암의 성장을 막기 위해보다 정확하고 강력하게 목표를 정할 수있을 것이라고 말했다. 이 연구의 공동 저자 인 "일시적 단백질 -RNA 상호 작용 가이드 초기 리보솜 RNA 폴딩"은 Scripps Research의 Galina Stepanyuk 박사입니다.
더 탐색 접어서 형태 찾기 추가 정보 : Olivier Duss et al., Transient Protein-RNA Interactions Guide Nascent Ribosomal RNA Folding, Cell (2019). DOI : 10.1016 / j.cell.2019.10.035 저널 정보 : 세포 에 의해 제공 스크립스 연구소
https://phys.org/news/2019-11-cell-biology-scientists-ribosome-real.html
역 전기 투석을 사용하여 폐열을 수소 연료로 전환
Odne Stokke Burheim 및 Kjersti Wergeland Krakhella 연구원 Odne Stokke Burheim과 Kjersti Wergeland Krakhella는 폐열 사용을 테스트하기 위해 사용한 막 전도도 측정 셀을 조립하여 수소 생산에 도움을줍니다. 크레딧 : Lars Robert Bang / NTNU
폐열을 사용하면 수소 생산 비용을 줄일 수 있습니다. 에너지 운반선으로서의 수소는 화석 연료에서 효율적으로 생성되는 경우에만 멀어 지도록 도와줍니다. 효율성을 향상시키는 한 가지 방법은 다른 산업 공정에서 남은 폐열을 사용하는 것입니다. 6 월, 국제 에너지기구 (International Energy Agency)는 대부분의 전문가들이 이미 알고있는 바를 확인했다. 세계가 무공해 에너지 원으로 순수한 수소의 사용을 늘리기 위해 더 열심히 노력해야한다는 점이다. 그러나 수소 생성의 과제 중 하나는 많은 에너지가 필요하다는 것입니다. IEA는 전기를 사용하여 오늘날의 모든 수소를 생산하려면 3600 TWh가 필요하며 이는 유럽 연합이 매년 생성하는 것보다 더 많은 양이라고 말합니다.
주제 : 에너지녹색 에너지노르웨이 과학 기술 대학.폴리머 으로 과학 기술의 노르웨이어 대학 2019년 11월 23일 적혈구의 시각화 다음은 RED 셀의 모습을 시각화 한 것입니다. 수소는 캐소드 말단에서 생성되고 산소는 애노드 말단에서 생성된다. 일러스트 크레디트 : NTNU
그러나 기존 낭비 에너지 원을 사용하여 수소 생산을 도울 수 있다면 어떨까요? 노르웨이 과학 기술 대학 (University of Science and Technology)의 연구원들이 개발 한 새로운 접근 방식은 다른 산업 공정에서 나오는 폐열을 사용하여 정확하게 수행합니다. 학술지 인 MDPI Energies에 발표 된이 프로세스에 관한 기사의 첫 번째 저자 인 Kjersti Wergeland Krakhella는“우리는 그다지 가치가없는 열을 사용하는 방법을 찾았습니다. "저급 저온 저온이지만 수소를 만드는 데 사용될 수 있습니다." 노르웨이 전기 생산의 1 분의 1 폐열은 정확히 산업 공정의 부산물로 생성 된 열과 같습니다. 산업용 보일러에서 폐 에너지 플랜트에 이르는 모든 것은 폐열을 생성합니다. 셀을 만들기위한 구성 요소 세포를 만드는 데 필요한 것은 다음과 같습니다.
그림의 앞면에는 이온 교환 막이 있고, 뒷면에는 막 전도성을 측정하는 데 사용되는 셀 구성 요소가 있습니다. 크레딧 : Lars Robert Bang / NTNU
이 초과 열은 환경으로 방출되어야합니다. 에너지 전문가들은 노르웨이 기업과 산업의 폐열은 20TWh의 에너지와 같다고 말합니다. 이러한 관점에서 노르웨이의 전체 수력 발전 시스템은 연간 140TWh의 전기를 생산합니다. 그것은 잠재적으로 작동 될 수있는 많은 폐열이 있다는 것을 의미합니다. 막과 소금 연구원들은 소금 용액과 두 가지 종류의 이온 교환막에 의존하는 역 전기 투석 (RED) 기술을 사용했습니다. 연구원들이 실제로 한 일을 이해하려면 먼저 RED 기술의 작동 방식을 이해해야합니다. RED에서 음이온 교환막 또는 AEM이라고하는 하나의 막은 음으로 하전 된 전자 (음이온)가 막을 통해 이동할 수있게하고, 양이온 교환 막 또는 CEM이라고하는 두 번째 막은 양으로 하전 된 전자 (양이온)를 막을 통해 흐릅니다. 수소 팀에 열
Heat to Hydrogen 팀 : 왼쪽부터 Frode Seland, Kristian Etienne Einarsrud, Kjersti Wergeland Krakhella, Robert Bock 및 Odne Stokke Burheim. 크레딧 : Lars Robert Bang / NTNU
막은 희석 된 염 용액을 농축 된 염 용액으로부터 분리시킨다. 이온은 농축 된 용액에서 희석 된 용액으로 이동하며, 두 가지 다른 유형의 막이 교대되기 때문에 음이온과 양이온이 반대 방향으로 이동합니다. 이러한 교호 컬럼이 두 전극 사이에 끼워지면 스택은 물을 수소 (캐소드 측) 및 산소 (애노드 측)로 분할하기에 충분한 에너지를 생성 할 수있다. 이 접근법은 1950 년대에 개발되었으며 처음에는 바닷물과 강물을 사용했습니다. 그러나 Krakhella와 그녀의 동료들은 질산 칼륨이라는 다른 종류의 소금을 사용하는 것이 었습니다. 이런 종류의 소금을 사용하면 폐열을 공정의 일부로 사용할 수있었습니다. 폐열을 사용하여 소금 재사용 위에서 설명한 RED 스택을 실행하면 어느 시점에서 농축액과 희석 된 소금 용액이 점점 더 비슷해 지므로 새로 고쳐야합니다. 즉, 농축 용액에서 소금의 농도를 높이고 묽은 용액에서 소금을 제거하는 방법을 찾아야합니다. 그곳에서 폐열이 발생합니다. 연구원들은 두 가지 시스템을 테스트했습니다.
연구원은 압력을 조정 연구원들은 측정 셀에서 멤브레인의 압력을 조정합니다. 크레딧 : Lars Robert Bang / NTNU
첫 번째는 폐열을 사용하여 농축 용액에서 물을 증발시켜 더 농축시켰다. 두 번째 시스템은 폐열을 사용하여 소금이 희석 된 용액에서 석출되도록합니다 (따라서 덜 염분이됩니다). Krakhella는“물을 제거하거나 소금을 제거 할 수있는 방법을 찾으면 작업을 완료 한 것입니다. 둘 다 장점이 있었다 연구진은 결과를 살펴보면 기존의 막 기술과 폐열을 사용하여 시스템에서 물을 증발시키는 것이 침전 방법보다 막 면적당 더 많은 수소를 생성한다는 것을 알았습니다. 수소의 생성은 침전 시스템에 비해 25 ℃에서 작동하는 증발 시스템의 경우 4 배, 40 ℃에서 작동되는 시스템의 경우 2 배 더 높았다. 그것은 비용 관점에서 더 나은 후보가되었습니다. 그러나 연구팀은 에너지 수요 측면에서 강수 공정이 더 우수하다고 밝혔다. 예를 들어, 침전 공정을 사용하여 입방 미터의 수소를 생산하는 데 필요한 에너지는 증발 공정의 55kWh에 비해 8.2kWh에 불과했습니다.
많은 가능성을 가진 새로운 시스템
Krakhella의 작품은이 개념이 효과가 있음을 증명하지만, 대부분 실험실 벤치 모델과 많은 컴퓨터 계산으로 작업했습니다. 특히 공정에 사용되는 소금의 종류와 관련하여 수행해야 할 작업이 여전히 많습니다. 연구원들은 소금 시스템에 질산 칼륨을 선택했지만 다른 소금도 효과가 있다고 그녀는 말했다. 그녀는“완전히 새로운 시스템입니다. "우리는 다른 농도의 다른 소금으로 더 많은 테스트를 수행해야합니다." 막 가격은 제한 요인입니다 수소 생산을 계속 제한하는 또 다른 문제는 막 자체가 여전히 비용이 많이 든다는 것입니다. 크라 킬라는 사회가 화석 연료에서 멀어 지길 바라면서 수요 증가로 인해 막 가격이 내려 가고 막 자체의 특성이 향상되기를 희망한다. Krakhella는“막은 우리 시스템에서 가장 비싼 부분입니다. 그러나 모든 사람들은 우리가 환경에 대해 무언가를해야한다는 것을 알고 있으며, 무공해 에너지를 개발하지 않으면 사회에 대한 가격이 훨씬 높아질 수 있습니다.” 참고 자료 : Kjersti Wergeland Krakhella, Robert Bock, Odne Stokke Burheim 및 Frode Seland 및 Kristian Etienne Einarsrud의 "Heat to H2 : 수소 전기 생산을위한 폐열 사용"(2019 년 9 월 5 일), Energies 2019, 12, 3428. DOI : 10.3390 / en12183428
https://scitechdaily.com/turning-waste-heat-into-hydrogen-fuel-using-reverse-electrodialysis/
.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
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.DNA 반복-게놈의 암흑 물질
하여 막스 플랑크 협회 시퀀싱 장치에는 DNA 서열과 후성 유전 적 서명을 모두 결정할 수있는 작은 나노 포어가 있습니다. 크레딧 : MPI f. 분자 유전학 / Pay Gießelmann 2019 년 11 월 22 일
DNA 반복의 확장은 분석하기가 매우 어렵습니다. 베를린의 막스 플랑크 분자 유전학 연구소 (Max Planck Institute for Molecular Genetics)의 연구원들이 개발 한 방법을 통해 이전에는 접근 할 수 없었던 게놈 영역을 자세히 살펴볼 수 있습니다. 나노 포어 시퀀싱, 줄기 세포 및 CRISPR-Cas 기술을 결합합니다. 이 방법은 미래에 다양한 선천성 질병 및 암의 진단을 향상시킬 수 있습니다. 게놈의 큰 부분은 게놈의 짧은 부분이 수백 또는 수천 번 반복되는 단조로운 영역으로 구성됩니다. 그러나 잘못된 장소에서 이러한 "DNA 반복"의 확장은 인간에서인지 장애의 가장 일반적으로 확인 가능한 유전 적 원인 중 하나 인 Fragile X 증후군 환자에서와 같이 극적인 결과를 초래할 수 있습니다. 그러나 이러한 반복적 인 영역은 여전히 현대적인 방법으로도 제대로 조사 할 수없는 미지의 영역으로 간주됩니다. 베를린 막스 플랑크 분자 유전학 연구소의 프란츠 조세프 ül 러 (Franz-Josef Müller)와 킬의 슐레스비히 홀슈타인 대학 병원이 이끄는 연구팀은 최근이 접근 불가능한 게놈 영역에 대해 밝혔습니다. Müller의 팀은 환자 유래 줄기 세포 배양에서 게놈 탠덤 반복의 길이를 성공적으로 결정한 최초의 팀이었습니다. 또한 연구원들은 개별 DNA 분자를 스캔하여 반복의 후생 적 상태에 대한 데이터를 얻었습니다. 나노 포어 시퀀싱 및 CRISPR-Cas 기술을 기반으로하는이 방법은 반복적 인 게놈 영역에 대한 연구와 다양한 질병의 빠르고 정확한 진단을위한 문을 열어줍니다. X 염색체의 유전자 결함 취약 X 증후군에서, 반복 염색체는 X 염색체에서 FMR1이라는 유전자에서 확장되었습니다. ül 러 박사는“세포는 반복 영역을 인식하고 메틸기를 DNA에 부착함으로써 스위치를 끈다. 이러한 작은 화학적 변화는 근본적인 유전 정보를 그대로 유지하기 때문에 후 성적 영향을 미칩니다. Un 러는 "유감스럽게도 후성 유전 학적 마크가 전체 유전자에 퍼져서 완전히 차단되었다"고 설명했다. 이 유전자는 정상적인 뇌 발달에 필수적인 것으로 알려져 있습니다. "FMR1 유전자가 없다면, 발달 장애가 심각하게 변하여 지적 장애 또는 자폐증의 정도가 다양해집니다." 대부분의 경우, 반복 영역은 일반적으로 2 개의 X 염색체 중 하나에 만 위치하므로 여성 개체는 질병의 영향을 덜받습니다. 변하지 않은 유전자의 제 2 카피는 후 성적으로 변경되지 않기 때문에, 유전자 결함을 보상 할 수있다. 대조적으로, 수컷은 하나의 X 염색체와 영향을받는 유전자의 사본 하나만 가지고 있으며 전 범위의 임상 증상을 나타냅니다. 이 증후군은 짧은 탠덤 반복을 확장하여 발생하는 약 30 가지 질병 중 하나입니다. 짧은 탠덤 반복의 첫 번째 정확한 매핑 이 연구에서 Müller와 그의 팀 은 환자 조직에서 유래 한 줄기 세포 의 게놈을 조사했습니다 . 반복 영역의 길이와 후 성적 특성을 확인할 수 있었으며, 기존 시퀀싱 방법으로는 불가능했던 업적이었습니다. 연구원들은 또한 반복 영역의 길이가 심지어 단일 환자의 세포들 사이에서도 크게 변할 수 있음을 발견했다. 연구원들은 또한 C9orf72 유전자의 2 개 사본 중 하나에서 확장 된 반복을 포함하는 환자로부터 유래 된 세포로 공정을 테스트했습니다. 이 돌연변이는 전 측두 치매 및 근 위축성 측삭 경화증의 가장 흔한 단발성 원인 중 하나를 초래한다. 뮬러는“우리는 단일 실험에서 확장 및 변경되지 않은 반복 영역의 전체 후성 유전학을 처음으로 매핑했다. 더욱이, DNA 분자에 대한 관심 영역은 물리적으로 완전히 변경되지 않은 채로 유지되었다. "우리는 단일 분자의 분석과 게놈의 가장 어두운 영역에 대한 독특한 방법을 개발했습니다. 이것이 저에게 매우 흥미로운 일입니다."
연구자들은 단계적으로 진행하고 우선 반복적으로 분자를 선택적으로 농축하고 전기 신호를 분석 한 다음 반복의 길이와 후 성적 특성을 결정했다. 크레딧 : MPI f. 분자 유전학 / Pay Gießelmann
작은 모공은 단일 분자를 스캔 "전통적인 방법은 매우 반복적 인 DNA 서열에 대해서는 제한적이다. 반복의 후성 유전 학적 특성을 동시에 검출 할 수 없다는 것은 말할 것도 없다"고 출판사의 최초 저자 중 한 명인 Björn Brändl은 말한다. 그렇기 때문에 과학자들은 나노 포어 시퀀싱 기술을 사용하여 이러한 영역을 분석 할 수 있습니다. DNA는 단편화되고, 각각의 가닥은 실리콘 칩상의 작은 구멍 ( "나노 포어") 중 하나를 통해 스레드된다. 동시에, 대전 된 입자는 공극을 통해 흐르고 전류를 생성한다. DNA 분자가이 구멍들 중 하나를 통해 이동할 때, 전류는 DNA의 화학적 성질에 따라 변한다. 전기 신호의 이러한 변동은 컴퓨터가 유전자 서열 및 후성 유전 학적 화학 표지를 재구성하기에 충분하다. 게놈 편집 도구 및 생물 정보학은 "암흑 물질"을 비 춥니 다 기존의 시퀀싱 방법은 환자의 전체 게놈을 분석합니다. 이제 과학자들은 특정 지역을 선택적으로 볼 수있는 프로세스를 설계했습니다. Brändl은 CRISPR-Cas 시스템을 사용하여 반복 영역을 포함하는 게놈에서 DNA 세그먼트를 절단했습니다. 이 세그먼트는 몇 가지 중간 처리 단계를 거친 후 시퀀싱 칩의 구멍으로 퍼졌습니다. 생물 정보 학자 Pay Giesselmann은“우리가 이런 식으로 분자를 미리 분류하지 않았다면 나머지 게놈의 소음에서 신호가 익사했을 것이다. 그는 반복에 의해 생성 된 전기 신호의 해석을 위해 특별히 알고리즘을 개발해야했습니다. "대부분의 알고리즘은 규칙적인 반복 시퀀스 패턴을 기대하지 않기 때문에 실패합니다." Giesselmann의 "STRique"프로그램은 유전자 서열 자체를 결정하지는 않지만 높은 정밀도로 서열 반복 횟수를 계산합니다. 이 프로그램은 인터넷에서 자유롭게 이용할 수 있습니다. 연구 및 클리닉의 수많은 잠재적 응용 "CRISPR-Cas 시스템과 알고리즘을 사용하면 게놈의 모든 부분, 특히 기존의 방법으로는 검사하기 어려운 영역을 면밀히 조사 할 수 있습니다"라고 프로젝트를 이끌고있는 Müller는 말합니다. 뮬러 는“우리는 모든 연구원이 게놈 의 암흑 물질을 탐색 할 수있는 도구를 만들었습니다 . 그는 기초 연구의 큰 잠재력을보고 있습니다. "신경계가 발달하는 동안 반복이 자라는 증거가있다. 우리는 이것을 자세히 살펴보고 싶다." 의사는 또한 임상 진단에서 수많은 응용을 구상합니다. 결국, 반복적 인 영역은 암의 발달에 관여하며, 새로운 방법은 비교적 저렴하고 빠릅니다. ül 러는이 절차를 다음 단계로 진행하기로 결정했다. "우리는 임상 적용에 매우 가깝습니다."
더 탐색 복잡한 형질과 관련된 유전자의 발현과 관련된 돌연변이 추가 정보 : Pay Giesselmann et al., 짧은 직렬 반복 팽창 분석 및 나노 포어 시퀀싱을 통한 메틸화 상태 분석, Nature Biotechnology (2019). DOI : 10.1038 / s41587-019-0293-x 저널 정보 : Nature Biotechnology 제공자 막스 플랑크 협회
https://phys.org/news/2019-11-dna-repeatsthe-genome-dark.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/AJD7nkZNvb0
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