박테리아와 바이러스의 '무기 경쟁'에 대한 연구
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.박테리아와 바이러스의 '무기 경쟁'에 대한 연구
에 의한 오 타고 대학 Chris Brown 박사는 오 타고 대학에서 개발 한 연구 소프트웨어를 사용하여 박테리아 게놈의 CRISPR 방어 시스템을 분석합니다. 결과 는 화면 중앙에 표시된 박테리아 바이러스 상호 작용에 관한 Nature 에 발표 된 최근 연구에 기여했습니다 . 크레딧 : University of Otago 2020 년 2 월 25 일
오 타고 대학교 연구원들은 박테리아와 바이러스에 대한 이해를 향상시키는 국제 연구에 기여했습니다. 최근 국제 과학 저널 인 Nature 에 발표 된이 연구는 박테리아 면역 시스템 이 숙주에게 유해 할 수있는 방법 과 모든 박테리아에서 발견되지 않는 이유를 보여줍니다 . 프랑스의 몽펠리에 대학교와 오 타고 팀의 지원을 받아 영국 엑서 터 대학교 (University of Exeter)의 연구원들은 기존의 CRISPR 항 바이러스 면역이 특정 바이러스에 감염되었을 때 박테리아에 불리한 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다. CRISPR은 정확한 유전자 공학을위한 도구로 용도 변경으로 잘 알려져 있습니다. 그러나 CRISPR 시스템 (DNA 세그먼트)은 많은 박테리아에서 자연적으로 발생하며 바이러스 나 외래 DNA에 대한 면역성을 박테리아에 제공하는 중요한 기능을 가지고 있습니다. 이것은 다른 박테리아 병원체에서자가 분비가 중요한지에 대한 중요한 의문을 일으켰다. 오 타고 연구원 Chris Brown 박사, Teyuan Chyou 박사 및 Peter Fineran 교수는 생물 정보학을 사용하여 다양한 병원체를 포함한 170,000 개 이상의 박테리아 게놈을 분석함으로써이 문제를 해결했습니다. 사용 된 소프트웨어는 Otago 대학의 Brown 및 Fineran 그룹에서 개발 한 반면 최근 Otago Ph.D. 브리짓 왓슨 (Bridget Watson) 졸업생은 영국의 실험에 기여했습니다. 브라운 박사는“우리는 CRISPR 시스템과 통합 바이러스 게놈에 대한 DNA 서열을 조사했다. 우리는 CRISPR자가 면역이 자연적으로 널리 퍼져있을 가능성이 있음을 발견했다. Fineran 교수는 이것이 강력한 CRISPR 방어 시스템을 유발하는 것은 박테리아에 위험하다고 제안했습니다. "이것은이 방어 시스템이 60 %의 박테리아에없는 이유에 대한 오랜 의문에 답하는 데 도움이 될 것입니다." 예를 들어, 포도상 구균 아우 레 우스 병원체는 종종 다제 내성이되기 위해 여분의 유전자를 섭취하지만 CRISPR 방어는 거의 없습니다. 예를 들면 MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus )는 병원이나 일반 요양소 감염 치료에 사용되는 많은 항생제에 내성이있는 거주 간호 가정과 같은 다른 의료 환경에있는 사람들에게서 종종 발생하는 감염입니다. CRISPR 방어는 거의 없습니다. 이 연구는 박테리아와 바이러스 사이의 무기 경쟁을 이해하는 것을 목표로하는 더 큰 연구의 일부를 형성하며 중요한 의미를 갖습니다. 브라운 박사는“ 병원 방어 시스템에 대한 이러한 이해의 변화는 새로운 치료법, 특히 병원성 또는 항생제 내성 박테리아 를 죽이는 바이러스를 이용한 치료법의 설계에 도움이 될 것 ”이라고 설명했다.
더 탐색 연구원들은 탐지를 피하기위한 새로운 바이러스 전략을 발견 추가 정보 : Clare Rollie et al., 온대 파지의 표적화는 I 형 CRISPR–Cas 시스템, 자연 (2020)의 손실을 유발 합니다. DOI : 10.1038 / s41586-020-1936-2 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 오 타고 대학
https://phys.org/news/2020-02-arms-bacteria-viruses.html
.스마트 한 반창고는 박테리아 감염을 감지하고 치료합니다
2020 년 2 월 25 일 Giampaolo Pitruzzello 스마트 반창고 종이 기반 고집 석고는 정상적인 조건에서 녹색으로 나타나고, 약물에 민감한 박테리아가있는 경우 노란색으로, 약물에 내성 인 박테리아가 감지되면 빨간색으로 신호등처럼 작동하도록 설계되었습니다. (과정 : ACS Cent. Sci. 10.1021 / acscentsci.9b01104)
항 미생물제 내성은 세계 보건에 심각한 위협이며, 잘못된 치료 요법으로 인해 주로 항생제를 오용하고 남용하는 현상입니다. 따라서 박테리아에 대한 감수성 또는 항생제에 대한 내성과 함께 빠르고 저렴한 세균 탐지 방법을 개발하는 것이 중요합니다. 이를 통해 감염의 신속한 진단, 맞춤형 의약품 처방,보다 유익하고 지속적인 항생제 사용이 가능해집니다. 감각과 치료 이러한 요구에 부응하기 위해 중국 과학원 창춘 응용 화학 연구소 (Chinchun Institute of Applied Chemistry) 의 연구팀은 “감각과 치료”접근법을 기반으로 종이 기반 접착 석고 또는 반창고를 개발했다. 석고는 색이 변하여 박테리아의 존재를 감지하고 필요한 경우 항생제를 방출합니다. 또한이 논문은 특정 약물에 민감한 박테리아와 약물에 내성이있는 박테리아를 구별 할 수있어 최상의 소독 전략을 제시합니다 ( ACS Cent. Sci. 10.1021 / acscentsci.9b01104 ). 석고는 신호등처럼 작동합니다. 정상적인 상태에서는 녹색으로 나타나고 약물에 민감한 박테리아가있는 경우 노란색으로 변하고 항생제를 자동으로 방출하여 죽입니다. 박테리아가 약물 내성 인 경우 종이가 빨갛게되고 대신 광 역학 요법 (PDT)을 사용할 수 있습니다. PDT는 석고에 628 nm의 빛을 비추어 수행되며, 이는 내성 박테리아를 죽이거나 약화시키는 반응성 산소 종의 생성을 유도합니다. 애드혹 화학 석고는 박테리아가있을 때 색이 변하는 화학 물질을 이용합니다. 특히, 물질은 박테리아 대사에 의해 생성 된 산성 환경에 노출 될 때 녹색에서 황색으로 변하는 pH 지시약 인 브로 모티 몰 블루에 담근다. 이 논문은 또한 항생 물질 분자를 포함하는 우리의 역할을하는 화합물 인 pH에 민감한 금속-유기 프레임 워크를 포함하고 있습니다. 산도가 증가하면 프레임 워크가 열리고 캡슐화 된 항생제가 방출됩니다. 광범위한 종류의 내성 박테리아는 특정 유형의 항생제 분자를 파괴하는 효소 인 β- 락타 마제를 생산합니다. 이에 따라 석고에는 β- 락타 마제와 상호 작용할 때 노란색에서 빨간색으로 뚜렷한 색 변화를 나타내는 항생제 인 니트로 세핀이 장착되어있어 약물 내성 박테리아의 존재와 항생제 이외의 요법의 필요성을 알립니다 . 이러한 원리에 기초하여 연구자들은 석고가 민감성 박테리아와 내성 박테리아 모두에 감염된 생쥐의 상처 치유를 가속화한다는 것을 보여주었습니다. 그들은 3 일에 걸쳐 상처의 상태를 모니터링하고 항생제 또는 PDT의 소독 작용에 따라 개선 된 조직 재생을 명확하게 관찰 하였다. 이 팀은 과일 보존 모델에서 종이 장치의 잠재력을 보여 주었으며,이 센서는 감염된 토마토에 부착되어 3 일 동안 감지 및 치료 후 성공적으로 회수되었습니다. 진단 및 치료의 미래 이 팀의 새로운 접착 석고는 상처 감염을 진단하고 치료할 미래에 큰 잠재력을 제공합니다. 저렴하고 사용하기 쉬우 며 특정 유형의 박테리아 감염에 효과적입니다. 실용적이고 현장 치료 응용 프로그램으로 방법을 확장하는 것은 널리 사용되는 다음 도전이 될 것입니다. 이와 같은 기술은 항균 저항과의 싸움에 크게 기여할 수 있습니다.
더 읽고 싶습니까? 사이트의 모든 컨텐츠를 잠금 해제하려면 등록하십시오 이메일 주소 레지스터 Giampaolo Pitruzzello 는 물리 세계에 기고자 입니다. 그는 요크 대학의 연구원으로 단일 박테리아 및 항생제에 대한 감수성을 연구하기 위해 광학 및 전기 기술을 사용하는 데 중점을두고 있습니다. 학생 기고자 네트워크에 대해 자세히 알아보십시오
https://physicsworld.com/a/smart-band-aid-senses-and-treats-bacterial-infections/
.처음부터 양자 컴퓨팅
2020 년 2 월 25 일 마가렛 해리스 물리 세계의 2020 년 2 월호에서 발췌 .
물리 연구소의 회원은 물리 세계 앱을 통해 전체 문제 를 즐길 수 있습니다 . 갇힌 이온 컴퓨팅의 선구자 크리스 먼로 (Chris Monroe) 는 수십 년간의 학문 및 정부 연구 경험을 통해 자신의 양자 컴퓨팅 회사를 시작한 방법에 대해 설명합니다. 크리스 먼로 신생 기업 : Chris Monroe는 갇힌 이온을 사용하여 양자 컴퓨터를 개발하는 회사를 공동 설립했습니다. (과정 : Chris Monroe, IonQ) Chris Monroe 는 미국 메릴랜드 대학교 (University of Maryland)의 물리학 자 이며 트랩 된 이온을 큐빗으로 사용하여 양자 컴퓨터를 개발하는 스타트 업인 IonQ 의 공동 창립자이자 최고 과학자입니다 . 그는 최근 양자 컴퓨팅의 부상과 두 물리학 노벨상 수상자 연구실을 포함한 그의 이전 경험이 어떻게 2015 년 회사를 시작하기로 결정했는지에 대해 Margaret Harris와 이야기했습니다. 양자 컴퓨팅에 어떻게 관심이 있었습니까? 처음에 현장에 도착했기 때문에… 예, 저는 25 년 이상이 분야에 종사해 왔으며 무릎에 착륙했다고 말해야합니다. 저는 2001 년에 Boose-Einstein 응축수를 만들기 위해 노벨 물리학상을 수상한 Carl Wieman과 Eric Cornell 그룹의 볼더 콜로라도 대학에서 차가운 원자 가스에 대한 박사 학위를 받았습니다 . 그러나 나는 항상 어떤 시점에서“실제 직업”을 원할 수 있다는 것을 알고 있었고, 원자 물리학은 광학 및 레이저 및 포토닉스와 같은 실제적인 것들과 함께 일하기 때문에 그 점에서 훌륭합니다. 많은 장비가 관련되어 있으며 작업의 기술적 특성에 매료되었습니다. 박사 학위를 취득한 후 박사후 과정을 계속했습니다. 포스트 독 시스템은 임시직이기 때문에 약간 스트레스가 많으며, 20 대 후반에 있으며 다른 사람들은 자신의 경력을 쌓고 있습니다. 그러나 postdocs는 또한 무작위로 무언가를 시도해 볼 수있는 훌륭한 기회입니다. 그리고 제 경우에는 멀리 갈 필요가 없었습니다. 나는 볼더에 체재하고 작업은 도로 내려 가서 다윗 재 해석을 상기 국립 표준 기술 연구소 (NIST). 1990 년대 초 중반에서 Wineland의 실험실은 기본적으로 미국 정부의 원자 시계 부서였습니다. 그는 놀라운 연구원이며 NIST를 통해이 정부 실험실에서 학문적 유형의 연구를 수행 할 수있었습니다. 따라서 사람들이 실시간 표준으로 사용하는 시계를 만드는 대신, 더 나은 시계를 만드는 방법에 대한 연구를하고있었습니다. 우리가 가진 미친 아이디어 중 하나는 여러 원자 또는 이온을 얽힘으로써 시계를 더 빨리 (따라서 더 정확하게) 실행할 수 있으므로 두 개의 이온을 얽히는 계획을 세웠다는 것입니다. 그 결과, 우리는 작은 양자 컴퓨터를위한 양자 게이트를 구축하고있었습니다. 그러나 당시에는 그러한 용어를 몰랐습니다. 1994 년 여름까지 양자 컴퓨터를 사용하여 많은 수를 인수 분해 하는 Peter Shor의 알고리즘에 대해 배웠을 때까지 양자 컴퓨팅에 대해 듣지 못했습니다 . Wineland와 저는 Shor의 기사를 보았을 때 연구 방향이 완전히 바뀌 었습니다. 우리는 여전히 NIST에서 원자 시계를하고 있었지만 지금은 양자 컴퓨팅도하고 있었고 정부 기관은 우리가 그것을 확장하기 위해해야 할 일을 보는 데 매우 관심이있었습니다. 그 실험실에서 우리가 한 모든 일은 획기적인 것이며 Wineland는 1990 년대 그의 작업을 바탕으로 2012 년에 노벨상을 수상했습니다. 내 경력의 시작은 꽤 시원했다. 퀀텀 컴퓨팅에 대해 처음 들었을 때부터 IonQ를 설정할 때까지 몇 년이 지났습니다. "이것은 더 이상 연구 주제가 아니며, 회사를 시작하겠습니다"라고 결정한 이유는 무엇입니까? 처음 10 년 동안 많은 연구가있었습니다. 가장 좋은 유형의 양자 게이트를 골라냅니다. 사용할 원자 종 결정. 레이저가 얼마나 잘 작동하는지, 그리고 양자 시스템이 소음에 의해 죽기 전에 얼마나 클 수 있는지 알아 내기. 나뿐만 아니라 전체 공동체가 그러한 실험을하는 데 오랜 시간이 걸렸다. 그리고 소수의 큐빗이나 게이트로 확장하는 측면에서 스케일링에 대한 높은 수준의 제안과는 별다른 차이가 없었습니다. 물리학의 한계를 이해하기 시작했지만 엔지니어링을 할 준비가되지 않았습니다. 그러나 2010 년부터 우리는 사물을 좁히고 결정을 내리기 시작했으며 2014 년 또는 2015 년에 첫 번째 작은 양자 컴퓨터를 사용했습니다. 우리는 아침에 시스템을 초기화하고 보정 한 후 오후에 원자 물리학을 중단했기 때문에 흥미로 웠습니다. 시스템이 시딩되면 레이저로 땜질을 멈추고 실험을 제어하는 PC로 가서 알고리즘을 실행할 수 있습니다. 그 후 몇 가지 일이 일어났습니다. 김정상 Duke University 의 동료와 오랫동안 협력 해 왔습니다 . 그는 엔지니어이며, 우리는 우리가 서로의 격차를 메웠다는 것을 인식했습니다. 저는 물리학 자이고 오랫동안이 분야에 있었지만 그는 시스템 엔지니어링에 대한 경험이 풍부하며 물리 시스템에 대해 저와 다르게 생각합니다. 우리는 함께 놀라운 일을 할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 그와 비슷한시기에 2016 년 중반 IBM은 5 큐 비트 초전도 양자 컴퓨터를 구축하여 사람들이 사용할 수 있도록 클라우드에 배치했습니다. 처음에는 5 큐빗이 아주 작기 때문에 조금 어리석은 것처럼 보였습니다. 우리는 그로부터 아무것도 배우지 않을 것입니다. 그러나 그것은 단순한 홍보 스턴트 그 이상이었습니다. 홍보 스턴트 였지만 누구나이 시스템을 사용할 수있게 해주었습니다.이 시스템은 천재적인 움직임이었습니다. 그 결과, 우리가 구축 한 시스템도 정확히 5 큐 비트 였지만 성능 측면에서는 IBM보다 훨씬 낫습니다. 원자 큐 비트가 거의 완벽하고 정확하게 복제 가능하기 때문입니다. 원자 큐 비트 쌍을 재구성 가능한 레이저 빔과 연결할 수 있기 때문입니다. "더 깊은"회로를 실행할 수 있기 때문입니다. 그래서 사람들은 IBM 클라우드를 사용하려했지만 우리가 원하는 일에 적합하지 않다고 말합니다. 처음에는 과학적 협업과 비슷했습니다. 다른 사람들이 우리에게 보낼 응용 프로그램과 알고리즘을 실행하기 시작했습니다. 그러나 우리는 다음 단계로 가기 위해서는 상당한 양의 공학이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 대학에서는 불가능했을 것입니다. 이것이 IonQ의 기원이었습니다. IonQ를 시작할 때 알고 싶었던 점을 지금 알고 있습니까? 내가 배운 한 가지는 우리 시스템의 컴퓨터 과학과 관련이 있습니다. 알고리즘에서 작업을 최적의 방식으로 시스템에 매핑하도록 옮기면 상상할 수없는 것보다 훨씬 강력합니다. 내가 2-3 년 전에 알고 있었다면 더 많은 컴퓨터 과학 이론가들을 고용했을 것입니다. 필자가 사용한 최초의 PC는 4 킬로바이트의 메모리였습니다. 이제 우리는 수백 기가 바이트를 가지고 있습니다. 그것은 우리가 그것을 낭비한다는 것을 의미합니다. 우리는 너무 높은 해상도의 사진을 찍어 메모리가 필수품이기 때문에 하드 드라이브에 저장합니다. 싸고 쉽습니다. 그것을 낭비하지 않을 이유가 없습니다. 그러나 퀀텀 컴퓨팅을 포함한 모든 기술의 초기 단계에서는 애플리케이션 실행과 불가능한 것의 차이를 의미 할 수 있기 때문에 가능한 모든 효율을 끌어 내야합니다. 10 년에서 20 년 안에 큐 비트와 게이트가 더 많은 상품이되기를 바랍니다. 그러면 더 낭비 될 수 있습니다. 그러나 거기에 도달하려면 가능한 한 많은 효율을 추출해야합니다. 그것은 실제로 물리학이 아닙니다 – 그것은 양자 컴퓨터 과학이며, 지금은 매우 드문 기술입니다. 10 년에서 20 년 안에 큐빗과 게이트가 더 많은 상품이되기를 바랍니다. 그것은 나의 마지막 질문으로 멋지게 이어집니다. 오늘 물리학 학생들에게 조언이 있습니까? 물리학 학위를 통해 거의 모든 것을 할 수 있습니다. 문제는 문이 다른 필드와 같은 정도로 열려 있지 않다는 것입니다. 예를 들어 공학을 공부할 때는 비즈니스 스쿨에가는 것과 거의 같습니다. 당신은 연결을하고, 직업 박람회가 있으며, 이러한 큰 엔지니어링 회사를 위해 일할 수있는 문이 열려 있습니다. 여전히 물리학 자로서 그렇게 할 수 있습니다. 그것은 당신에게 오지 않을 것입니다. 찾아야 해 그래서 내가 줄 조언은 옵션을 열어 두는 것입니다. 박사 과정을 밟으면 몇 년 동안 한 가지 일을하고 있기 때문에 선택의 폭을 좁히는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 현장의 최전선에서 문제를 해결할 수 있다면, 좁은 문제 일지라도 모든 분야에서 어떻게해야하는지 배웁니다. 물리학에 심층적으로 들어가면 금융과 같이 관련이없는 일이 있어도 원하는 일을하더라도 도움이 될 것입니다. 우리는 모두 물리학 학생으로서 양자 물리학을 배우지 만, 최근이 분야는 완전히 새로운 삶을 가져 왔습니다. 그것은 더 이상 밀교적인 이론이 아니며 극단적 인 형태의 물질에서 작은 효과만을 묘사하는 것입니다. 완전히 새로운 유형의 기술에 대한 기초를 형성 할 것입니다. 물리학 자들은이 영역에 약간의 다리가 있기 때문에 올인해야한다고 생각합니다. 더 읽고 싶습니까?
사이트의 모든 컨텐츠를 잠금 해제하려면 등록하십시오 이메일 주소 레지스터 마가렛 해리스 는 물리 세계 의 온라인 편집자입니다
https://physicsworld.com/a/quantum-computing-from-the-ground-up/
.조명, 카메라, 액션 ... 초고속의 물방울 역학
로 리즈 대학 이미지 1과 2는 초당 최대 25,000 프레임으로 작동하는 두 대의 카메라로 촬영했습니다. 이미지는 물방울 아래에서 그리고 옆으로 무슨 일이 있었는지 보여줍니다. 한 방울이 다른 방울로 퍼진 직후에 순서가 왼쪽에서 시작됩니다. 표면 제트는 한 방울이 다른 방울을 가로 질러 이동하고 (약 12 밀리 초 후) 프로세스에서 혼합되는 것처럼 보입니다. 그러나 물방울은 섞이지 않습니다. 측면의 카메라는 액적 중 하나가 다른쪽에 앉아 있음을 나타냅니다. 그들은 각각의 표면 장력으로 인해 혼합되지 않았습니다. 크레딧 : University of Leeds
1 초에 최대 25,000 프레임을 촬영하는 카메라를 사용하여 두 방울의 액체가 함께 모여 혼합되는 순간을 포착하여 3D 인쇄를위한 새로운 응용 분야에 대한 연구가 시작되었습니다. 컬러 카메라 중 하나가 액적 아래에 배치되고 다른 하나가 측면으로 배치 된 상태에서 동기화 된 시스템은 하나의 액 적이 다른 쪽 위로 지나가는 순간을 기록하여 15 밀리 초 미만, 즉 15,000 초 미만의 표면 제트를 생성 할 수있었습니다. 그들이 합쳐진 후 토마스 사이크 스 박사 리즈 대학 (University of Leeds)의 연구원이자이 연구의 수석 저자는 고속 이미징의 사용은 액체 역학으로 알려진 과학의 한 부분 인 상호 작용할 때 방울이 행동하는 복잡한 방식에 대한 새로운 통찰력을 제공했다고 말했다 . Leeds의 유체 역학 공학 및 물리 과학 연구 협의회 (EPSRC) 센터의 유체 훈련 역학 및 Leeds 유체 역학 연구소의 일원 인 Sykes는 다음과 같이 말했습니다. 예를 들어, 방울들이 나란히 놓이거나 한 방울이 다른 방울 위에 놓이기를 원할 수 있습니다. "다른 경우에는 더 복잡한 구조를 3 차원 인쇄에 원하는 반응을 얻기 위해 완전히 혼합하기를 원합니다."
이미지 1과 2는 초당 최대 25,000 프레임으로 작동하는 두 대의 카메라로 촬영했습니다. 이미지는 물방울 아래에서 그리고 옆으로 무슨 일이 있었는지 보여줍니다. 한 방울이 다른 방울로 퍼진 직후에 순서가 왼쪽에서 시작됩니다. 표면 제트는 한 방울이 다른 방울을 가로 질러 이동하고 (약 12 밀리 초 후) 프로세스에서 혼합되는 것처럼 보입니다. 그러나 물방울은 섞이지 않습니다. 측면의 카메라는 액적 중 하나가 다른쪽에 앉아 있음을 나타냅니다. 그들은 각각의 표면 장력으로 인해 혼합되지 않았습니다. 크레딧 : University of Leeds
원하는 액적 거동을 얻기 위해 과학자들은 액 적의 표면 장력을 변경하여 더 쉽게 혼합하거나 분리 할 수 있도록 노력했습니다. 그러나 인쇄 과정에서 어떻게 그렇게 할 수 있을지는 잘 모릅니다. 이 연구에서 과학자들은 동기화 된 두 대의 카메라를 사용하여 표면과 물방울 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 비교하고 더 나은 혼합 평가를 할 수있었습니다. 옥스퍼드 대학교 (University of Oxford)에 기반을 둔 부교수 겸 공동 저자 인 알폰소 카스 트론-피타 (Alfonso Castrejón-Pita) 박사는 다음과 같이 덧붙였다. 두 대의 카메라가 서로 다른 관점에서 액적 상호 작용을 기록하도록하는 것이 그 질문에 대한 답입니다. " 이 연구는 옥스퍼드 대학교와 런던 퀸 메리 대학교 리즈 대학교 (University of Leeds)의 연구원들과 공동 연구이며,이 연구 결과는 Physical Review Fluids 저널에 발표되었습니다 .
이미지는 아래에서 액적 상호 작용을 보여주는 GIF입니다. 크레딧 : University of Leeds
3D 프린팅의 미래 동향 적층 제조라고도하는 3D 인쇄 는 컴퓨터 인쇄에 뿌리를 둔 새로운 기술 입니다. 3 차원 프린터는 페이지에 잉크를 흘리지 않고 화학 물질을 층에 쌓아서 종종 컴퓨터를 이용한 디자인 시스템에서 물건을 만들 수 있습니다. 과학자들은 인간 조직이 성장할 수있는 실험실에서 조직 공학을위한 고정밀 "스캐 폴드 (scaffold)"와 같이 3D 프린팅으로 제조 할 수있는 제품의 범위와 유형을 확장하고자합니다. 그러나 기술의 상당한 발전을 위해서는 화학 물질이 3D 프린터에 의해 증착 될 때 화학 물질이 반응하는 방식에 대한 명확한 이해가 필요합니다. Leeds의 부교수이자 프로젝트 책임자 인 Mark Wilson 박사는 다음과 같이 말했습니다. "우리는 빠른 역학을 포착하기에 충분한 속도로 이미징하는 동안 내부 흐름을 노출 할 수있었습니다.이 실험 설정을 통해 액 적의 표면 장력을 변경하여 동작 을 변경하는 방법을 시각화 할 수 있습니다."
더 탐색 작은 물방울 안에 얼음의 파도 추가 정보 : Thomas C. Sykes et al. 충격 및 재떨이 방울의 유착 동안 표면 제트 및 내부 혼합. 물리. Fluids 5, 023602 – 2020 년 2 월 24 일 게시 DOI : 10.1103 / PhysRevFluids.5.023602 리즈 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-02-camera-action-super-fast-world-droplet.html
.박테리아 조상의 발견으로 칼슘 채널에 대한 새로운 통찰력 제공
에 의해 eLife 박테리아 Meiothermus ruber 의 주사 전자 현미경 사진 . 크레딧 : Tindall et al., 2010, Stand Genomic Sci (CC BY 2.5) 2020 년 2 월 25 일
포유류 칼슘 채널의 진화에서 '누락 된 연결'일 가능성이있는 칼슘 채널의 발견은 오늘 공개 저널 eLife 에보고되었다 . 뇌의 전기 신호 에 반응하여 열고 닫는 칼슘 채널 은 사고, 기억 및 근육 수축에 필수적입니다. 다양한 유기체에서 이러한 칼슘 채널 의 구조와 진화를 연구하면 그들이 작동하는 방식에 대해 많은 것이 밝혀졌습니다. "이전 연구에 따르면, 과학자들은 포유 동물에서 발견 된 칼슘 채널이 박테리아 조상에서 진화 한 것으로 예측했지만이 누락 된 연결을 찾을 수 없었습니다." 국립 생리 과학 연구소의 신경 생물학, 일본. "이 조상 같은 박테리아 칼슘 채널을 식별하는 것은 박테리아와 포유류 칼슘 채널 사이의 구조적, 기능적 및 진화 적 관계를 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다." 시모무라 (Shimomura)와 그의 팀은 잠재적 조상 후보자들을 위해 박테리아 전압-게이트 칼슘 채널 (CaVs)의 유전 적 서열을 닦았다. 그들은 박테리아 Meiothermus ruber 에서 CavMr이라는 후보를 발견했다 . CavMr은보고 된 다른 박테리아 채널과 진화 적으로 구별됩니다. 다음으로, 그들은 CavMr을 암호화하는 유전자에 돌연변이를 삽입했을 때 어떤 일이 일어 났는지 연구했다. 그들의 돌연변이 분석은 CavMr 선택성 필터에서 작은 글리신 잔기가 칼슘 선택성을 결정하는 간과되는 특징임을 나타냈다. 글리신 잔기는 또한 포유 동물 CaV의 서브 도메인 I 및 III의 선택성 필터에서 잘 보존된다. 이 발견으로 인해 CavMr은 칼슘 채널을 박테리아 조상에 연결한다고 결론을 내 렸습니다. "저희의 연구는 포유 동물과 박테리아 모두에서 칼슘 선택성의 보편적 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다."일본 나고야 대학의 세포 구조 생리학 연구소 조교수 Katsumasa Irie는 말합니다. "CavMr은 또한 칼슘 신호를 조작하여 뇌 활동을 제어하는 방법에 대해 더 많이 배우는 연구에 유용 할 수 있습니다." Irie는 이러한 칼슘 채널의 구조 정보를 연구하면 채널 진화에 대한 더 깊은 이해를 제공하고 칼슘 선택성의 근본 원인과 원리를 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 덧붙였습니다 .
더 탐색 미토콘드리아 보호 메커니즘의 제어 확인 추가 정보 : Takushi Shimomura et al, 새로운 선택성 필터 시퀀스 eLife (2020) 가있는 원핵 생물 전압 의존성 칼슘 채널 . DOI : 10.7554 / eLife.52828 저널 정보 : eLife eLife 제공
.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
참고.
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
http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html
또 다른 모델은 TOI-700d를 구름이없는 전 지구의 현대 지구 버전으로 묘사합니다. 별빛이 행성의 대기를 통과 할 때 이산화탄소와 질소와 같은 분자와 상호 작용하여 스펙트럼 선 (spectral line)이라고하는 독특한 신호를 생성합니다.”또한 과학자들은 TOI-700d의 20 가지 모델 게시되었습니다 .
버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.
.나이트 비전의 유전 비밀
하여 막스 플랑크 협회 눈의 놀라운 복잡성과 빛에 민감한 망막은 밤에 보는 중요성을 반영합니다. 크레딧 : Ernie Janes / Alamy 스톡 사진, 2020 년 2 월 25 일
척추 동물 눈의 가장 두드러진 특징 중 하나는 망막입니다. 놀랍게도, 광수 용기 세포의 민감한 부분은 망막의 뒤쪽에서 발견되는데, 이는 빛이 검출되기 전에 살아있는 신경 조직을 통과해야한다는 것을 의미한다. 망막의 높은 광학적 품질의 기원은 대부분 조사되지 않은 채로 남아 있지만, 특이한 DNA 조직이 야행성 포유 동물의 시력을 향상시키는 역할을한다는 것이 오랫동안 제안되어왔다. 드레스덴에있는 막스 플랑크 분자 세포 생물학 및 유전학 연구소의 연구원들은 이제 생후 첫 달에 생쥐 망막의 광학적 품질이 높아져 저조도 조건에서 시각적 감도가 향상되는 것으로 나타났습니다. 우리의 망막은 척추 동물의 눈의 놀라운 특징입니다. 이 빛 의 민감한 층 조직을 렌즈에 의해 투영 된 이미지를 스크린과 같은 안구 공 작용의이면을 긋고있다. 망막의 두께는 130 ~ 500 마이크로 미터이며 5 층의 치밀한 신경 조직으로 구성 됩니다. 광수 용기 세포의 민감한 부분이 망막의 뒤쪽에서 발견되기 때문에, 광은이 고밀도 신경 조직을 통과하여 감광체에 도달 할 필요가있다. 연구자들은 막대 광 수용체의 세포핵에서 DNA의 특정 소형 배열은 야행성 동물에서 야간 시력을 향상시킬 수 있지만 야간 시력 이이 유전 물질 조직으로부터 혜택을 볼 수 있는지 여부는 불분명하게 남아 있다고 제안했다 . 막스 플랑크 분자 세포 생물학 및 유전학 연구소의 연구원 인 Moritz Kreysing의 과학자들은 뮌헨의 Ludwig Maximilians Universität의 TU Dresden 및 Biozentrum의 동료들과 함께 망막 신경 세포의 세포가 왜, 왜 그런지 알아 내고자했습니다 광학적으로 특별하고 망막의 투명성에 대한 의미는 무엇입니까? 이러한 맥락에서 투명성은 각각의로드 셀이 더 적은 광을 산란하여 더 투명하게한다는 것을 의미한다. DNA 재배치로 투명성 향상 특히, 연구진은 막대 광수 용기 세포에서 DNA 압축의 중요성에 초점을 맞추고 망막의 광학적 특성의 변화가 까다로운 조명 조건에서 마우스 시력을 향상시키기에 충분히 강력하다면. 연구의 첫 번째 저자 인 카우 시카 람 수 브라마 니안은 "우리가 생쥐를 연구했을 때, 생후 첫 달 동안 망막의 광학적 질이 증가한다는 것을 발견했다. 소형으로 인한 망막 투명도는 2 배 향상되었다 "핵 핵에서 유전 물질의 재 배열. 달빛 강도에서의 행동 테스트를 통해, 우리는 또한 이러한 DNA 적응을 가진 마우스가 그러한 배열이 결여 된 마우스에 비해 저조도 조건에서 더 잘 볼 수 있음을 보여줄 수있다." 이 연구는 세포의 DNA 조직의 두드러진 예외에 대한 기능을 보여줄뿐 아니라 이 연구는 또한 이미지 선명도가 이미지 투사 렌즈의 문제 일뿐만 아니라 망막 의 광학 품질에 민감하게 의존한다는 것을 보여줍니다 . 이 연구를 감독하고 Center for Systems Biology Dresden의 회원 인 Moritz Kreysing은 다음과 같이 요약합니다. 세포의 투명성을 향상시키는 데 사용생체 현미경은 생체 조직을 더 잘 연구하기 위해 투명하게 만들 수 있기 때문에 생물학적 현미경 검사법에 큰 도움이 될 수 있습니다. 지금까지는 비 생물 조직에서만 가능합니다. "
더 탐색 새로 발견 된 망막 구조는 일부 조류의 시력을 향상시킬 수 있습니다 추가 정보 : Kaushikaram Subramanian et al. 로드 핵 구조는 망막의 조영제 전달과 생쥐의 행동 민감도, eLife (2019)를 결정합니다. DOI : 10.7554 / eLife.49542 저널 정보 : eLife 제공자 막스 플랑크 협회
https://phys.org/news/2020-02-genetic-secret-night-vision.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
.과학자들은 또한 붉은 행성(mars)에서 화석화 된 미생물 생명의 징후를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다
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