인간 미토콘드리아 DNA의 상속 추적
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.목성의 달 유로파의 이상한 매화 수증기
으로 마이크 벽 42 분 전 과학 및 천문학 유로파의 깃털은 실제처럼 보이지만 매우 산발적입니다. 목성의 달 유로파에서 나오는 수증기 기둥의 예술가의 삽화. 목성의 달 유로파에서 나오는 수증기 기둥의 예술가의 삽화. (이미지 : © NASA / ESA / K. Retherford / SWRI)
목성 달 유로파의 애매하고 수수께끼의 깃털은 실제로 실제처럼 보입니다. NASA의 허블 우주 망원경은 유로파 에서 나오는 그러한 깃털 의 간접적 인 증거를 발견 했는데,이 얼음 기둥 아래에 거대한 짠 바다가있는 것으로 생각됩니다. 그리고 연구자들은 이제 그러한 깃털의 수증기를 처음으로 직접 감지했다고 새로운 연구 보고서가 발표했다. "필수 화학 원소 (탄소, 수소, 산소, 질소, 인 및 황)와 생명체에 대한 세 가지 요구 사항 중 두 가지 인 에너지 원은 태양계 전체에서 발견 됩니다 . 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터 (Godard Space Flight Center)의 행성 과학자 인 루카스 파가니니 (Lucas Paganini)는 워싱턴 DC에있는 아메리칸 대학교 (University of Washington)의 지구 과학자라고 밝혔다. Paganini 박사는“과학자들이 아직 액체 수를 직접 감지하지는 못했지만 증기 형태의 물을 발견했다.
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파가니니와 그의 동료들은 우주 생물 학자 태양계의 중 하나로 간주 1,900 마일 폭 (3,100km) 유로파, 공부 하와이의 WM 켁 천문대를 사용하는 호스트 외국인의 생활에 최상의 선택을 . 연구원들은 2016 년 2 월부터 2017 년 5 월까지 17 박 동안 유로파 를 관찰했습니다. 그날 밤 중 하나 인 2016 년 4 월 26 일에, 그들은 방출 된 적외선의 파장의 형태로 강한 수증기 신호를 받았습니다. 그리고 연구원들의 계산에 따르면, 약 2,300 톤 (2,095 미터 톤)의 상당히 많은 것들이있었습니다. 올림픽 규모의 수영장 (약 2,750 톤 또는 2,500 톤)을 채울 정도로 충분합니다. 연구원들은이 물의 원천이 매립 된 바다 또는 유로파 껍질의 녹은 얼음 저수지에서 나오는 깃털이라고 생각합니다. 우선 목성의 강력한 방사 벨트에 의해 유로파 표면에서 물 분자를 제거하는 것과 같이 "외인성"공정에서 발생하는 것으로 예상되는 양보다 관측 된 부피가 훨씬 더 높습니다. 파가니니와 그의 팀은 이 논문이 온라인 (Nature Astronomy) 저널에 온라인 (11 월 18 일)에 발간 된 새로운 논문에 썼다.
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여러 줄의 증거는 이제 유로파에 깃털이 있음을 나타냅니다. 예를 들어, 새로운 결과 이외에 원자 수소와 산소의 허블 검출, NASA의 갈릴레오 목성 프로브 (아마도 물 분자에서 나온 방사선에 의해 갈라) 큰 증가를 측정 처리시, 플라즈마의 밀도, 또는 이온화 된 가스를 1997 년 유로파 비행. 그리고 유로파의 깃털이 산발적이라는 것이 점점 더 분명 해지고 있습니다. 그런 점에서, 그들은 항상 켜져있는 100 개 이상의 강력한 간헐천에 의해 생성되는 토성의 얼음, 바다를 운반하는 달 엔셀라두스 의 남극에서 끊임없이 흐르는 깃털과는 매우 다릅니다 . Paganini는“저에게이 연구에 대한 흥미로운 점은 Europa 이상의 물을 직접 직접 감지 할뿐만 아니라 감지 방법의 한계 내에서 부족하다는 점입니다. 엔셀라두스 (Enceladus)와 유로파 (Europa)에서 발굴 된 것과 같은 깃털은 우주 생물 학자들에게 매우 흥미 롭습니다. 왜냐하면 그들은 잠재적 인 환경에서 "무료 샘플"을 로봇 탐사선에 의해 잠길 가능성이있는 공간으로 보내기 때문입니다. 그리고 모든 것이 올바르게 작동한다면 NASA 우주선이 곧 그렇게 할 가능성이 있습니다. NASA는 2020 년 중반에 출시 될 예정인 Europa Clipper 라는 임무를 개발 중입니다. 클리퍼는 목성 궤도를 돌지 만 달과 바다를 특징 짓고 미래에 생명을 구할 수있는 착륙선이 닿을 수있는 지점을 찾아 수십 마리의 플라이 비를 가까이서 연구합니다. 임무 팀 구성원이 앞으로 몇 년 동안 그 기능에 대해 충분히 배우거나 정말 운이 좋으면 클리퍼는 하나 이상의 플라이 비에서 깃털을 확대 / 축소 할 수 있습니다.
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.양자 광은 생물학적 측정의 감도를 향상시킵니다
에 의한 광학 협회 여러 분야의 연구자들은 효소 활동을 방해하지 않고 실시간으로 정확한 측정을 위해 양자 광 제어를 사용할 수 있음을 증명했습니다. 크레딧 : Simonetta Pieroni, 2019 년 11 월 18 일
새로운 연구에서 연구원들은 양자 빛이 효소 반응을 실시간으로 추적하는 데 사용될 수 있음을 보여주었습니다. 이 연구는 생물 의학 응용을위한 양자 센서의 개발을위한 중요한 단계로 양자 물리학과 생물학을 결합시킵니다. 복잡한 분자 효소로 알려진 우리 몸 안에 많은 프로세스에 대한 책임이 있습니다. 그러나 너무 많은 빛이 활동을 줄이거 나 심지어 완전히 멈추기 때문에 광학적 접근 방법으로 연구하기가 어려울 수 있습니다. OSA (Optical Society) 저널 Optics Express 에서 여러 분야의 연구 그룹은 단일 광자 또는 양자 레벨에서 제어되는 빛이 효소 활동 을 방해하지 않으면 서 정확한 측정 을 허용 할 수 있음을 보여주었습니다 . 이탈리아의 Università degli Studi Roma Tre의 연구 팀장 Ilaria Gianani는“실제적인 양자 센서가 달성되기까지는 몇 년이 걸리지 만 이러한 유형의 원리 증명 실험이 중요하다. "이는 다른 분야와 공유 지식을 구축 할 수있는 영역을 찾아 내고 기술 발전 이 필요한 부분을 밝히는 데 도움이됩니다 ." 단일 광자 제어 생체 분자를 조사 할 때는 특성이나 행동을 변화시킬 수있는 빛의 수준을 피하는 것이 중요합니다. 낮은 수준의 빛은 많은 정보를 제공하지 않을 수 있고 잡음이 희미한 신호를 쉽게 극복 할 수 있기 때문에이를 달성하는 것은 어려울 수 있습니다. 오늘날, 효소는 샘플이 빛으로 손상되는 것을 피하기 위해 주 샘플로부터 수집 된 분석에 대해 수행 된 측정으로 연구됩니다. 이 절차는 시간이 걸릴뿐만 아니라 효소를 실시간으로 직접 관찰하지 못하게합니다. 연구원들은 단일 광자 수준에서 매우 정확하게 빛을 제어 할 수있는 설정을 개발함으로써이 문제를 극복했습니다. 이를 통해 효소를 방해하지 않으면 서 낮은 조명을 사용할 수 있었으며 감도가 향상되었습니다. 샘플을 직접 처리 할 수있는 기능으로 높은 해상도로 동적 추적이 가능했습니다. "우리의 성공의 열쇠는 광자를 다루는 법을 아는 양자 물리학 자와 생물학적 체계를 다루는 법을 아는 생물 학자들 사이의 협력이었습니다." 지아니니가 말했다. "처음에는 아이디어를 교환하는 것이 어려웠지만, 팀은 결국 함께 성장하여 작업 진행을 원활하게하는 데 도움이되는 공유 언어를 개발했습니다. 양자 광학 그룹. " 효소 활동 추적 연구원들은 그들의 새로운 기술을 사용하여 인버 타제 (invertase)로 알려진 효소의 활성으로 인한 자당 용액의 키랄성 변화를 추적했습니다. 주어진 분자가 빛의 편광을 회전시키는 능력 인 키랄성 (chirality)을 추적하는 것은 효소에 의해 처리 된 수 크로스의 분자 수를 결정하는 데 사용될 수있는 정보를 제공합니다. 실험 결과 , 샘플을 방해하지 않고 양자 빛 을 사용하여 효소 활성을 실시간으로 조사 할 수 있습니다 . Gianani는“이 연구는 양자 센서가 할 수있는 일 중 하나 일 뿐이다. "양자 센서는 생물학적 이미징, 자기장 감지 및 중력파 감지를 포함한 수많은 응용 분야에 최적의 빛을 사용하는 데 사용될 수 있습니다." 연구원들은 그들의 접근이 효소 반응을 추적하기위한 방법이되기 전에 해결해야 할 기술적 측면이 있다고 말한다. 예를 들어, 광 손실은 강력한 제한 요소이지만,이 작업이이 문제를 해결할 수있는 기술 개발을 촉진하는 데 도움이되기를 바랍니다.
더 탐색 공동은 빛과 물질 사이의 강한 상호 작용을 유도합니다 추가 정보 : Valeria Cimini et al., 양자 광에 의한 효소 반응의 적응 적 추적, Optics Express (2019). DOI : 10.1364 / OE.27.035245 저널 정보 : Optics Express 에서 제공하는 광학 협회
https://phys.org/news/2019-11-quantum-sensitivity-biological.html
.거품을 불다 : 과학자, 융합 플라즈마에서 전류를 발사하고 구동하는 새로운 방법 확인
프린스턴 플라즈마 물리학 실험실 Raphael Rosen PPPL 물리학 자 파티마 에브라히미. 크레딧 : Elle Starkman / PPPL 2019 년 11 월 18 일
통신국 토카막 (tokamaks)이라 불리는 시설 내부에서 융합 반응을 생성하는 데 방해가되는 것은 제한된 자기장을 생성하는 데 도움이되는 플라즈마 전류를 펄스로 생성한다는 것입니다. 토카막의 중심을 따라 흐르는 전자석에 의해 생성 된 이러한 펄스는 융합 에너지의 정상 상태 생성을 달성하기 어렵게 할 것이다. 이 문제를 해결하기 위해 물리학 자들은 펄스되지 않은 전류를 생성하기 위해 CHI (transient coaxial helicity injection)라고하는 기술을 개발했습니다. 현재 미국 에너지 부 (DOE) 프린스턴 플라즈마 물리학 연구소 (PPPL)의 물리학 자 파티마 에브라히미 (Patima Ebrahimi)는 고해상도 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여이 기술의 실용성을 조사했습니다. 시뮬레이션 결과, CHI는 안정적인 융합 플라즈마 를 생성하기 위해 오늘날 존재하는 것보다 더 크고 강력한 토카막에서 지속적으로 전류를 생성 할 수 있음을 보여줍니다 . 물리학의 연구 결과를보고 한 논문의 저자 인 에브라히미는“토카막의 현재 구동 시스템에서 가장 중요한 측면은 안정성이다 . "플라즈마가 안정되면 더 많은 전류와 더 많은 융합을 가질 수 있으며 시간이 지남에 따라 모두 지속될 수 있습니다." 태양과 별을 구동하는 힘인 Fusion은 자유 전자 와 원자핵 으로 구성된 뜨거운 충전 물질 상태 인 플라즈마의 형태로 빛 요소를 융합 하여 엄청난 양의 에너지를 생성합니다. 과학자들은 거의 무한한 전력 공급을 위해 지구에서 핵융합을 복제하려고합니다. CHI 기술은 오늘날의 토카막에서 전류를 유도하는 솔레노이드라고하는 전자석을 대체합니다. CHI는 플라즈마에 자성 기포 또는 플라스미드를 자발적으로 생성하여 임계 전류를 생성합니다. 새로운 고해상도 시뮬레이션은 향후 토카막에서 플라즈마를 통해 행진하는 플라즈 모이 드 퍼레이드가 한정 필드를 생성하는 전류를 생성 할 수 있음을 확인합니다. 시뮬레이션은 또한 3 차원 불안정성에 의해 부풀려 질 때에도 플라스미드가 온전하게 유지 될 수 있음을 보여 주었다. 앞으로 Ebrahimi는 CHI 스타트 업을 시뮬레이션하면서 플라즈마 에 대한 더 많은 물리학을 포함 하여 프로세스를 더욱 최적화하고 다음 단계의 장치로 추정 할 수있는 통찰력을 제공 할 계획입니다. 그녀는 "이것이 조금 더 어려워졌다"면서 "현재 이러한 시뮬레이션은 CHI가 더 강력한 자기장을 통합하기 시작하면서 전 세계의 핵융합 시설에서 사용될 수있는 신뢰할 수있는 전류 구동 기술이라는 것을 보여주고있다"고 말했다. "
더 탐색 융합 플라즈마에서 성가신 파도를 제어하기 위해 새로운 접선을 복용 추가 정보 : F. Ebrahimi, 3 차원 플라스미드-재 연결 및 동축 헬리컬 주입 시뮬레이션에서 토 로이드 가이드 필드의 효과, Physics of Plasmas (2019). DOI : 10.1063 / 1.5098482 저널 정보 : 플라즈마 물리학 에 의해 제공 프린스턴 플라즈마 물리 연구소
https://phys.org/news/2019-11-scientist-current-fusion-plasmas.html
.인간 미토콘드리아 DNA의 상속 추적
에 의해 펜실베니아 주립 대학 펜실베이니아 주립 대학 (University of California, Berkeley)의 연구원에 의한 새로운 연구에 따르면 세포핵에서 발견되는 DNA와 분리 된 미토콘드리아 DNA가 어머니에서 자녀로 어떻게 전이되는지 밝혀졌다. 크레딧 : Chia Hsuan Su 펜 2019 년 11 월 18 일
스테이트와 버클리 캘리포니아 대학 (University of California, Berkeley)의 연구에 따르면, 인간 미토콘드리아에 저장된 유전자 정보가 한 세대에서 다음 세대로 전달되는 방법에 대한 새로운 통찰력은 임신 계획 여성의 유전자 상담에 중요한 영향을 미칠 수 있다고합니다. 이 발견은 특히 미토콘드리아 DNA 내에 질병을 일으키는 돌연변이를 가진 여성과 미토콘드리아 질병을 앓고있는 여성과 관련이 있습니다. 미토콘드리아는 에너지를 생성하는 세포 소단위이며, 미토콘드리아 질환 은 가장 흔한 유전 적 장애 중 하나입니다. 이들은 5,000 명 중 1 명으로 발생하며 피로에서 발달 장애, 발작, 심장 기능 저하 및 시력 저하에 이르기까지 광범위한 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 일반 인구의 여성 8 명 중 1 명이 미토콘드리아 질환의 보인 자입니다. 이 여성들은 자손에게 전염 될 수있는 질병 유발 돌연변이가 포함 된 미토콘드리아 DNA의 사본을 가지고 있지만 질병 자체는 앓지 않습니다. 여성 캐리어가 질병을 유발하는 미토콘드리아 DNA를 자녀에게 전염시킬 가능성을 예측하는 것은 어려운 일이었습니다. 미토콘드리아 DNA는 핵에 위치한 나머지 세포 DNA와 분리되어 있습니다. 부모로부터 물려받은 핵 DNA와는 달리, 미토콘드리아 DNA는 어머니에게서 물려받습니다. 각 미토콘드리아에는 2-10 개의 미토콘드리아 DNA 사본이 있으며, 일부 경우에는 미토콘드리아 질환으로 이어지는 DNA 문자의 대체, 삽입 또는 결실로 인해 약간 다를 수 있습니다. 돌연변이가 미토콘드리아 질환을 일으키는 지 여부와 질병의 중증도는 종종 돌연변이를 갖는 개인의 미토콘드리아 DNA의 비율에 달려 있습니다. 2019 년 11 월 18 일 주에 온라인 과학 학술지 논문에 게재 된이 새로운 연구 는 세대 간 미토콘드리아 DNA가 어떻게 전염되는지를 보여줍니다. 이 연구는 또한 나이 가 많은 엄마 에게서 태어난 아이들이 어린 엄마 에게 태어난 아이들보다 더 많은 미토콘드리아 돌연변이를 가지고 있음을 발견했습니다 . 이것은 질병 관련 돌연변이의 유전에 중요한 영향을 미칠 수있다. Penn State의 Pentz Biology 교수이자 공동 연구 저자 인 Kateryna Makova는“근육과 뇌와 같은 에너지가 높은 일부 조직에는 수백에서 수천의 미토콘드리아와 수천 개의 미토콘드리아 DNA 사본이 있습니다. "미토콘드리아 DNA는 어머니에게서 물려 받지만, 실제로는 각 알에서 소수의 복제본 만 전달됩니다. 즉, 어느 시점에서 세대 간 미토콘드리아 DNA의 수가 감소하여 생물 학자들이 병목 현상은 어머니에서 자녀에게 전염되는 유전 적 다양성의 양을 줄일 수 있습니다. 병목 현상이 발생하는 시점과 미토콘드리아 DNA가 얼마나 많이 통과하는지 이해하면 질병 관련 돌연변이가 어떻게 진행되는지에 대한 이해가 향상 될 수 있습니다. " 연구팀은 난자 생성 과정에서 발생하는 미토콘드리아 DNA의 급격한 병목 현상이 발견되었으며, 그 결과 난자 세포가 생성되어 수천 개의 미토콘드리아 DNA 사본이 7 ~ 10 개로 줄었습니다. 좁은 목이있는 병에서 유색 구슬을 흔드는 것과 같이 통과하는 소수의 구슬이 병의 전체 구성을 반영하지 않을 수있는 것처럼 자손에게 전달되는 미토콘드리아 DNA는 질병 관련 돌연변이의 비율을 갖지 않을 수 있습니다 어머니의 존재.
이 연구는 어머니의 수천 개의 미토콘드리아 DNA 사본 중 7-10 개만 각 어린이에게 전염되는 심각한 병목 현상을 발견했습니다. 병목 현상이 발생하여 다른 사본이 다른 어린이에게 전달 될 수 있으며 질병을 유발하는 돌연변이 (파란색)가있는 사본은 일부 어린이에게만 전달 될 수 있습니다. 자연 선택이라고 불리는 과정은 너무 많은 질병을 일으키는 사본으로 난 세포의 전구체를 제거하는 데 도움이됩니다. 나이든 어머니에게서 태어난 아이들은 돌연변이가있는 미토콘드리아 DNA의 사본을 더 많이 가지고 있으며, 이는 임신 계획 여성의 유전 상담에 중요한 영향을 줄 수 있습니다. 크레딧 : 펜실베이니아 주 Arslan Zaidi와 Kateryna Makova
버클리 캘리포니아 대학 (University of Berkeley)의 박사후 연구원 인 피터 윌튼 (Peter Wilton)은“병목의 크기는 아이가 어머니로부터 질병을 유발하는 돌연변이를 물려받을 확률에 영향을 미친다”고 말했다. "우리는 병목 현상이 좁기 때문에 자주 발생하지 않는 모체 미토콘드리아 DNA의 돌연변이가 종종 한 세대 이내에 사라졌으며, 어린이에게는 없었지만 어머니에게 더 높은 비율로 존재하는 것은 더 많았습니다. 전염 될 가능성이 있으며 경우에 따라 최대 5 ~ 10 세대까지 지속될 수 있습니다. " 이 연구를 수행하기 위해 연구팀은 Penn State Milton S. Hershey Medical Center의 소아과 의사 인 공동 저자 인 Dr. Ian Paul과 공동으로 96 명의 다세대 가정에서 345 명의 표본 수집을 감독했습니다. 가족에는 두 명의 형제, 어머니, 경우에 따라 어머니와 추가 세대가 포함되었습니다. 팀은 각 가족의 어머니와 여러 자녀를 연구했기 때문에 생식기 동안이 병목 현상이 발생했을 때 유추 할 수있었습니다. 세포가 별도의 혈통으로 분할되기 전에 병목 현상이 발생하면 결국 각 어린이를 만드는 알이됩니다. 이러한 계보가 분리 된 후 병목 현상이 발생하면 (병목 현상 동안 각 계보가 독립적으로 DNA의 양을 줄임) 형제들은 미토콘드리아 DNA의 조성이 매우 달라야한다고 연구자들이 발견했습니다. Makova는“병목 현상의 규모와시기를 아는 것은 유전 상담에 중요한 영향을 미칩니다. "병목 현상은 각 아동의 세포 계통에서 개별적으로 발생하기 때문에 미토콘드리아 질환의 매개체 인 어머니는 한 아동에게는 질병 관련 돌연변이를 전달할 수 있지만 다른 아동에게는 질병 관련 돌연변이를 전염시킬 수 없습니다. 병목 현상이 발생하는 시점을 알고 있으므로 공정에 대한 이해를 높이기 위해 동물 모델의 분자 수준에서 난 생성을 조사합니다. " 이 연구는 또한 높은 비율의 질병 유발 돌연변이를 가진 난 전구체 세포가 자연 선택이라고 불리는 진화 과정 때문에 차세대 세포로 만들지 못할 것이라고 제안했다. 이번 연구 당시 펜실베이니아 주 박사후 연구원이자 공동 제 1 저자 인 Arslan Zaidi는“병을 유발하는 돌연변이에 대한 선택은 난소 발생 동안 발생할 수 있으며 병목 현상에 의해 촉진 될 수있다”고 말했다. Wilton과 Zaidi의 공동 세 번째 저자는 연구 당시 Penn State의 박사 후 연구원 인 Marcia Shu-Wei Su였습니다. 중요한 것은, 나중에 태어 났을 때 어머니에게서 태어난 아이들은 젊은 어머니들에 비해 미토콘드리아 DNA의 돌연변이가 더 많은 사본을 가지고 있다는 것입니다. Zaidi 박사는“알은 모두 소녀가 태어 났을 때 완전히 발달 한 것이므로 오랫동안 휴면 상태에있다”고 말했다. "우리의 결과는 미토콘드리아 DNA가 분열 될 수있는 이러한 휴면 난에서 발생하고있는 돌연변이 를 획득 할 수있는 기회를 제공하는 것으로 밝혀졌다 . 나이는 어린이가 질병을 유발하는 돌연변이를 물려받을 확률에 영향을 줄 수있다" "
더 탐색 모성 유전 물질의 이전을위한 새로운 메커니즘 발견 더 많은 정보 : Arslan A. Zaidi el al., "생식선 병목 현상, 임산부 연령 및 선택은 인간의 혈통에서 미토콘드리아 DNA의 전달 역학을 조절합니다 . " PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1906331116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 에 의해 제공 펜실베니아 주립 대학
https://phys.org/news/2019-11-tracking-inheritance-human-mitochondrial-dna.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.
.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
.더 나은 광 트래핑 장치를 만드는 연구원
에 의해 펜실베니아 대학 광학 공진기의 9 가지 고유 한 위상 전하의 추상 묘사. 바다의 파도가 서로 충돌하여 더 큰 파도를 형성하거나 서로 상쇄 할 수있는 방식과 유사하게 별도의 전하가 합쳐질 수 있습니다. 이미지 하단을 따라 물결 모양의 풍경이 장치 자체의주기적인 특성에 연결됩니다. 크레딧 : Lei Chen ,2019 년 11 월 18 일
드럼을 연주하거나 기타를 튜닝 한 적이 있거나 손가락 끝을 따라 와인 잔을 "노래"로 만든 사람은 공명에 대해 잘 알고 있습니다. 드럼의 공동 또는 반 가득 찬 와인 글라스와 같은 음향 공진기는 특정 음파 주파수에서 자연적으로 진동하여 특정 톤을 생성합니다. 공명 현상은 광파에도 적용될 수 있으며, 광학 공진기는 레이저 및 센서와 같은 장치의 주요 구성 요소입니다. Nature에 발표 된 연구 는 보다 효율적인 광학 장치를 만들기위한 중요한 기본 단계 인 빛을 보다 효과적으로 포착 할 수있는 광학 공진기의 새로운 디자인을 설명 합니다. 이 작업은 Bo Zhen과 Ph.D.가 수행했습니다. Penn의 Jicheng Jin 학생과 Peking University의 연구원 및 MIT. 공명기 에 빛 을 포착하기 어렵게 만드는 것의 일부는 빛이 고주파수로 만들어져 있다는 것입니다. 즉, 사람들이 매일 듣는 음파보다 수백만 배 더 작은 파장을 의미합니다. 이러한 작은 파도를 오랫동안 포착하기 위해서는 광학 공진기가 매우 작을뿐만 아니라 매우 정밀해야합니다. 젠은“문제는 제작이 완벽하지 않다는 점이다. "당연히, 제조 공정은 표면에 거칠기를 유발하고 원래 디자인에 변동을 가져 오므로 실제 장치 는 항상 울퉁불퉁합니다." 광학 공진기 의 "범피"및 불완전한 특성은 현재 장치의 품질 계수 또는 공진기가 파도가 사라지기 전에 빛을 포착 할 수있는 시간의 양을 제한하는 것입니다. 이러한 장치를 엔지니어링하는 데 한계가 있기 때문에 연구원들은 내재 된 결함이 적은 광학 공진기를 만들려고했습니다. 이 작업은 연속체에서 경계 상태라고도하는 토폴로지 요금 이론에 대한 Zhen의 이전 연구를 기반으로합니다. 위상 전하는 간섭에 의해 형성되며, 파도가 서로 충돌 할 때 볼 수 있고 더 큰 파도를 만들기 위해 합쳐 지거나 서로 상쇄 될 때 나타나는 일반적인 파도 현상입니다. 장치에서 나오는 방 사파가 서로 상쇄 될 때 토폴로지 전하가 발생하여 장치가 더 오랫동안 빛의 에너지를 포함 할 수 있습니다. Zhen의 이론에 대한 통찰력을 바탕으로 연구진은 광결정 슬래브 (photonic crystal slabs)라고 불리는 광학 공진기 장치를 설계, 시뮬레이션 및 제작했으며, 서로 공평하게 이격 된 나노 미터 크기의 구멍으로 패턴 화되었습니다. 그들의 장치는 주사 전자 현미경 아래에서 고르지 않은 표면을 볼 수있는 "불완전한"상태 였지만,이 디자인의 독특한 토폴로지 특성은 품질 요소 또는 다른 가능한 것보다 훨씬 더 긴 시간 동안 빛을 가두는 능력을 크게 향상시켰다. 이 장치의 고유 한 특징 중 하나는 9 개의 고유 한 위상 전하를 생성 할 수 있다는 것입니다. 그런 다음 각각의 개별 전하가 하나로 합쳐져 더 긴 시간 동안 장치 내에서 빛을 가두어 방 사파를 더욱 강하게 제거합니다. Zhen은 이번 연구 결과가 이전 연구에서 예측 된 현상이라고 설명했다. "동일한 지점에 9 개의 요금이 병합된다는 사실은 매우 독특한 기능입니다. 처음에는 매우 오해의 소지가 있습니다. 다른 방식으로 해석 할 수 있으며 다른 방향으로 향한 추종을 불렀습니다. 결국 많은 생각을 통해 "모든 것이 잘되었습니다." 토폴로지 전하 병합을 사용하지 않는 다른 장치보다 10 배 높은 품질을 가진 혁신적인 플랫폼은 수많은 광학 기반 응용 프로그램을 개선 할 수 있습니다. 또한, 연구원들은 이미 통신에 사용되고있는 빛의 파장을 조사하면서 즉각적인 실제 응용에 대한 접근성의 유용성을 이미 입증했습니다. Peking University의 장치 제작과 Penn의 이론 물리학에 이르기까지 보완적인 전문 분야 덕분에 과학자들은 이전에 해결되지 않은 엔지니어링 과제에 이르기까지 간단한 물리 기반 솔루션을 개발할 수있었습니다. "조화를 최적화하지 않고 품질을 향상시킵니다"라고 최근 베이징 대학에서 석사 학위를 받았으며 현재 Zhen의 실험실에서 대학원생 인 Jin은 말합니다. "조립 방법을 개선하기 위해 까다로운 작업을 수행 할 필요는 없습니다. 스마트 한 디자인을 선택하기 만하면됩니다. 복잡한 트릭은 없지만 크게 개선 할 수 있습니다."
더 탐색 연구원들은 한 종류의 광학 재료에서 새로운 위상을 발견합니다 추가 정보 : Jicheng Jin et al. 평면 외 산란에 강인한 토폴로지 기반 초고 Q 유도 공명, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1664-7 저널 정보 : 자연 펜실베이니아 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-11-light-trapping-devices.html
.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://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
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