509km 이상의 새로운 기록 섬유 QKD 전송 거리 달성
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
http://jk0620.tripod.com
https://twitter.com/ljunggoo
.찬드라 데이터, 중성자 별의 내부 구조를 자세히 설명
TOPICS : 천문학천체 물리학찬드라 엑스레이 천문대이미지NASANeutron Star 으로 찬드라 X 레이 관측소 2013 3월 7일 Chandra의 데이터는 Neutron Stars의 내부 구조를 자세히 보여줍니다 47 투카 나에
과학자들은 Chandra, ESA의 XMM-Newton 및 NASA의 Rossi X-ray Timing Explorer의 데이터를 사용하여 중성자 별 의 반경 과 질량 사이의 관계에 대한 가장 신뢰할만한 추정값 중 하나를 만들어 중성자 의 내부 구조에 대한 이해를 높였습니다. 별. 거대한 별들이 붕괴 된 후에 남겨진 초 고밀도 코어 인 중성자 별들은 블랙홀 바깥의 우주에서 알려진 밀도가 높은 물질을 포함하고있다 . Chandra와 다른 X-ray 망원경의 새로운 결과는 중성자 별의 반경과 질량 사이의 관계에 대한 가장 신뢰할만한 결정 중 하나를 제공했습니다. 이 결과는 양성자와 중성자, 그리고 구성 요소 쿼크와 같은 핵 물질이 중성자 별에서 발견되는 극한 조건에서 상호 작용하는 방식을 제한합니다. 찬드라, ESA의 XMM- 뉴턴, NASA의 로시 엑스레이 타이밍 익스플로러 (RXTE)는 3 개의 망원경으로 중성자 8 개를 관측하는데 사용되었다. 은하수 . 위에 표시된 이미지는 47 개의 Tucanae에 대한 Chandra의 긴 관측으로 구성되었습니다. 저에너지 X- 레이는 빨간색, 중간 에너지를 가진 X- 레이는 녹색, 가장 높은 에너지 X- 레이는 파란색으로 표시됩니다. 이미지에서 X7으로 표시된 이중 또는 이진 별 시스템에는 중성자 별이 포함되어 있으며 태양보다 질량이 훨씬 낮은 동반자 별에서 천천히 가스를 끌어냅니다. 2006 년에, 연구원들은 중력자 별의 질량과 반지름 사이의 관계를 결정하기 위해 이론적 모델과 함께 다른 에너지에서 X7의 X- 선 양에 대한 관측을 사용했습니다. 다른 구상 성단 인 NGC 6397에서 중성자 별의 찬드라 관측과 ESA의 XMM-Newton에 의해 관찰 된 클러스터 내 다른 두 개의 중성자 별에 대해서도 유사한 절차가 사용되었다.
중성자 별의 찬드라 관측 NGC 6397의 X- 선 이미지
RXTE에서 4 개의 다른 중성자 별이 중성자 별의 대기를 팽창시키는 X 선 폭발을 겪는 것으로 관찰되었습니다. 별의 냉각에 따라 표면적을 계산할 수 있습니다. 그런 다음 중성자 별까지의 거리를 독립적으로 추정하여 과학자들은이 중성자 별의 질량과 반지름 사이의 관계에 대한 자세한 정보를 수집 할 수있었습니다. 중성자 별의 질량과 반지름은 별 내부의 입자들 사이의 상호 작용과 직접 관련이 있기 때문에 최신 결과는 과학자들에게 중성자 별의 내부 작용에 대한 새로운 정보를 제공합니다. 연구원들은이 붕괴 된 물체의 구조에 대해 다양한 모델을 사용했으며 태양 질량의 1.4 배인 질량을 갖는 중성자 별의 반경이 10.4 ~ 12.9km (6.5 ~ 8.0 마일)임을 확인했습니다. 또한 중성자 중심의 밀도는 지구와 같은 조건에서 발견되는 핵 물질의 밀도의 약 8 배인 것으로 추정했다. 이것은 지구 내부에 다이아몬드가 형성되는 데 필요한 압력의 10 조 배가 넘는 압력으로 해석됩니다. 결과는 전체 버스트 소스 세트 또는 다른 소스 중 가장 극단적 인 것이 샘플에서 제거되는지 여부에 적용됩니다. 이전의 연구는 더 작은 중성자 별 표본을 사용했거나 모델을 사용할 때 많은 불확실성을 설명하지 않았습니다. 자유 쿼크로 구성된 물질이 별의 핵심에 존재하더라도 중성자 별의 구조에 대한 새로운 가치는 그대로 유지되어야합니다. 쿼크는 양자와 중성자를 형성하기 위해 결합하는 기본 입자이며 일반적으로 분리되어 발견되지 않습니다. 자유 쿼크가 중성자 별의 중앙에 존재할 수 있다고 추정되었지만, 이에 대한 확실한 증거는 발견되지 않았습니다. 연구원들은 또한 지구상의 원자핵에서 중성자와 양성자 사이의 거리를 추정했습니다. 중성자 별 반경이 클수록 평균적으로 중핵의 중성자와 양성자가 더 멀리 떨어져 있음을 의미합니다. 그들의 추정치는 지상 실험의 값과 비교되고 있습니다. 중성자 별 관측은 또한 핵 물질에 대한 소위 "대칭 에너지"에 대한 새로운 정보를 제공했는데, 이는 중성자와 다른 수의 양성자를 가진 시스템을 만드는 데 필요한 에너지 비용입니다. 대칭 에너지는 양성자보다 거의 10 배 많은 중성자를 포함하기 때문에 중성자 별에 중요합니다. 우라늄과 같은 지구상의 중원 자에도 중요합니다. 왜냐하면 그들은 양자보다 중성자가 더 많기 때문입니다. 결과는 대칭 에너지가 밀도에 따라 크게 변하지 않음을 보여준다. 이러한 결과는 2013 년 3 월 1 일호 The Astrophysical Journal Letters의 논문에 발표 될 것 입니다. 저자는 워싱턴 대학 원자력 연구소의 앤드류 스타이너 (Andrew Steiner), 뉴욕 스토니 브룩 대학 (Stony Brook University)의 제임스 라티 머 (James Lattimer), 미시간 주립 대학 (Michigan State University)의 에드워드 브라운 (Edward Brown)입니다. 앨라배마 헌츠빌에있는 NASA의 마샬 우주 비행 센터 (Marshall Space Flight Center)는 워싱턴에있는 NASA의 과학 선교국의 찬드라 프로그램을 관리합니다. 스미스 소니 언 천체 물리 관측소는 매사추세츠 케임브리지에서 찬드라의 과학 및 비행 작전을 통제합니다.
간행물 : Andrew W. Steiner, James M. Lattimer 및 Edward F. Brown,“중성자 질량-질량 반경 관계 및 밀도 문제의 상태,”2013 ApJ 765 L5 doi : 10.1088 / 2041-8205 / 765 / 1 / L5 논문 : Steiner, A. et al.,“뉴트론 스타 매스-라 디우스 관계와 밀도 문제의 상태,”2013, ApJ 765, L5; arXiv : 1205.6871 이미지 : NASA / CXC / Michigan State / A. Steeiner et al.
https://scitechdaily.com/chandra-data-helps-detail-the-interior-structure-of-neutron-stars/
.항암제 전달을위한 DNA 종이 접기 보호
에 의해 브룩 헤이븐 국립 연구소 (왼쪽 위) 투과 전자 현미경 (스케일 바 : 50 나노 미터)으로 이미지화 된 팔면체-모양 DNA 종이 접기의 구조; 삽입은이 구조의 개략도이다. (왼쪽 아래) DNA 종이 접기 코팅을위한 두 가지 다른 유형의 펩 토이 드 구조의 개략도 : 브러시와 블록. (오른쪽) 브러시 (상단) 및 블록 (하단) 유형의 이중 DNA와 펩 토이 드 구조 (상호 = 펩 토이 드 골격, 적색 = DNA 결합 도메인, 청색 = 수용성 도메인) 사이의 상호 작용에 대한 분자 역학 시뮬레이션. 크레딧 : Brookhaven National Laboratory 2020 년 3 월 9 일
과학자들은 다양한 생 의학적 관련 조건 하에서 구조적 분해로부터 3-D DNA 나노 구조를 효율적으로 보호하기 위해 정확한 서열과 길이의 분자 사슬을 설계하고 합성했습니다. 그들은 이러한 "펩 토이 드-코팅 된 DNA 종이 접기"가 어떻게 항암제 및 단백질을 전달하고, 생물학적 분자를 이미징하고, 암에 연루된 세포 표면 수용체를 표적으로하는 데 사용될 가능성을 보여 주었다. 생리적 환경에서 DNA 종이 접기를 안정화시키기 위해 펩 토이 드를 설계하는 방법 은 3 월 9 일에 국립 과학원 논문집에 발표 된 논문에 설명되어 있습니다. 일본 종이 접기 기술과 유사하게, DNA 종이 접기 는 짧은 DNA 가닥의 상보적인 염기쌍으로 사슬의 다른 부분을 "스 테이핑"함으로써 길고 유연한 DNA 사슬을 나노 스케일 (수십 미터의 미터)로 원하는 모양으로 접는 것입니다. . 이러한 프로그램 가능하고 정밀하게 제어 된 나노 스케일 아키텍처는 원하는 조직 또는 세포에 약물 및 유전자의 표적화 된 전달, 신체 내부의 생물학적 과정의 영상화, 질병 탐지 또는 건강 모니터링을위한 바이오 센싱을 포함하여 많은 생체 의학 응용에 유용 할 수 있습니다 . 그러나, 그러한 응용을 가능하게하려면 복잡한 생물학적 유체에서 DNA 종이 접기 구조를 보호하고 DNA 고유의 기능이 아닌 새로운 기능을 가능하게하는 솔루션이 필요합니다. "DNA 종이 접기의 구조 및 모양 이점을 나노 의학에 적용 할 때의 제한 요소 중 하나는 인체 내에 놓이면 DNA 나노 구조가 효소에 의해 쉽게 분해되거나 용액 조성 또는 pH 수준의 변화에 반응하여 분해된다는 것입니다." 첫 번째 저자 인 Shih-Ting (Christine) Wang은 미국 에너지 부 (DOE)의 Brookhaven National Laboratory에서 기능성 나노 물질 센터 (CFN)의 연질 및 바이오 나노 물질 그룹의 박사후 과정을 설명했습니다. "이 연구에서 우리는 잘 정의 된 분자 배열 구성과 길이로 펩 토이 드라는 생체 적합성 분자를 합성했습니다. 우리는 작은 분자 안티 와 같은 나노 크기의화물을 운반하기위한 높은 기계적 안정성과 넓은 열린 공간을 가진 팔면체 모양의 DNA 종이 접기를 코팅했습니다. 암 약물—이 펩 토이 드와 함께. 우리의 시연은 펩 토이 드 코팅이 다양한 생리 학적 조건에서 DNA 종이 접기를 효율적으로 보호하고 생의학 응용을위한 다른 화학적 기능의 추가를 지원한다는 것을 보여 주었다. 펩 토이 드는 펩타이드 또는 짧은 사슬의 아미노산과 유사하다. 그러나, 펩 토이 드에서, 측쇄 (분자의 주쇄 또는 골격에 부착 된 화학 그룹)는 탄소가 아닌 질소에 부착된다. 또한, 펩 토이 드는 골격에 수소 결합이 없기 때문에 더욱 유연하다. 이러한 유연성은 펩 토이 드가 DNA 종이 접기에 어떻게 결합되는지를 제어하는데 이용 될 수있다. CFN Soft의 책임자 인 올렉 갱 (Oleg Gang)은“우리의 목표는 종이 접기에 대량으로 첨가하지는 않지만 동시에 여러 가지 생물 기능과의 보호, 용해성 및 호환성을 제공 할 수있을 정도로 효율적인 최소한의 코팅을 만드는 것이 었습니다. Bio Nanomaterials Group과 Columbia Engineering의 화학 공학 및 응용 물리 및 재료 과학 교수. "코팅 된 종이 접기가 부피가 커지면 모양과 다른 생체 분자 및 종이 접기와 상호 작용하고 수용하는 방법에 영향을 미쳐 다양한 합병증을 유발합니다." 임페리얼 칼리지 런던 (Imperial College London)의 협력자 인 Wang and Gang은 Lawrence Berkeley National Laboratory의 Molecular Foundry (MF)에있는 시설을 사용하여 DNA 종이 접기 보호를위한 두 종류의 펩 토이 드 아키텍처 (브러시 유형 및 블록 유형)를 합성했습니다. 두 구조 모두 DNA 결합 도메인 (음전하 DNA에 결합하는 양으로 하전 된 부분)과 수용성 도메인 (DNA가 물 분자로 둘러싸여있어 안정화에 필요한 부분)을 가지고 있습니다. 브러시 유형 아키텍처는이 두 도메인을 번갈아 가며 블록 유형 아키텍처는 이들을 클러스터링하여 별개의 "블록"을 형성합니다. 보호를 제공하는 데 어떤 유형이 더 나은지 결정하기 위해 과학자들은 이중 가닥 DNA와 펩 토이 드 사이의 결합을 연구했습니다. 형광 염료 (DNA에 결합)를 사용한 실험은 특정 브러시 유형 구조가 고온에서 펩 토이 드로 코팅 된 이중 DNA를 안정화시키는 데 가장 효과적임을 보여주었습니다. 호주 RMIT 대학의 공동 연구원이 분자 수준 DNA- 펩 토이 드 상호 작용을 시뮬레이션하여 이유를 이해했습니다. 왕은“우리는 교대 구조가 균형을 이룬다 고 믿는다. 일부 조각은 DNA 이중 나선 구조의 홈 내에 앉아 보호를 제공하고 다른 조각은 물과 호의적으로 상호 작용하기 때문이다. "최적의 구성은 12 개의 DNA 결합과 12 개의 수용성 그룹을 가진 브러시 유형입니다." DNA 종이 접기를 코팅하는 펩 토이 드 서열에 혼입 된 "알킨"반응성 기가 어떻게 "아 지드"화학 기 (적색 형태)로 변형 된 형광 단-표지 된 나노 카고 (예컨대 트라 스투 주맙)와 접합 될 수 있는지를 보여주는 개략도. 알킨-아 지드 클릭-화학 반응을 통해 펩 토이 드-코팅 된 DNA 종이 접기의 표면이 기능화 될 수있다. 크레딧 : Brookhaven National Laboratory 이 연구에 의해 연구팀은 여러 유형의 생리 학적으로 관련된 조건에서 펩 토이 드 코팅 DNA 종이 접기의 구조적 안정성을 조사했다 : DNA- 특이 적 함유 용액에서 저농도의 양으로 하전 된 마그네슘 (Mg) 이온을 포함하는 용액 뉴 클레아 제 (효소의 유형), 및 세포 배양 배지에서 배양 (저농도의 뉴 클레아 제 및 Mg 이온을 함유 함). 일반적으로 DNA-DNA 음전하 의 반발을 줄임으로써 DNA 종이 접기를 안정화하려면 높은 Mg- 이온 농도가 필요 하지만 생리 액에는 훨씬 낮은 농도가 포함되어 있습니다. 그들의 연구를 위해 그들은 실험 기술의 조합을 사용했다 : 아가 로스 겔 전기 영동, 전하와 크기에 기초하여 DNA 단편 (또는 다른 거대 분자)을 분리하는 방법; CFN에서의 투과 전자 현미경 이미징 및 동적 광산란; Brookhaven의 국립 싱크로트론 광원 II (NSLS-II)의 생명 과학 X 선 산란 (LiX) 빔라인에서 실시간 소각 X 선 산란. 결과는 종이 접기의 구조가 특별히 설계된 펩 토이 드로 코팅되고 다른 생리 학적 조건에 놓여진 후에도 그대로 유지되었다는 것을 나타냈다. 이 실험에 이어 과학자들은 스탠포드 대학의 Bertozzi Group과 협력하여 펩 토이 드 코팅 종이 접기가 생물 의학 응용 분야에서 어떻게 사용될 수 있는지 탐구하기 위해 일련의 시연을 수행했습니다. 예를 들어, 화학 요법 약물 독소루비신을 코팅 된 종이 접기에 넣었습니다. 독소루비신은 HER2 양성 유방암 환자에게 흔하게 투여되는 약물 중 하나이며, 여기서 HER2 단백질 (유방 세포의 수용체)의 과발현은 세포를 제어 할 수없이 분열 및 성장시킨다. 48 시간에 걸쳐, 코팅 된 종이 접기는 약물의 고유 형광 강도를 통해 측정 된 바와 같이, 코팅되지 않은 대응 종이보다 독소루비신을 덜 방출 하였다. Wang은“최종 목표는 약물 전달 과정에서 방출 속도를 조절하여 생물학적 및 독성 효과를 조절할 수있게하는 것”이라고 설명했다. 두 번째 나노 카고 시연에서 그들은 단백질이 유사한 방식으로 전달 될 수 있는지 조사했다. 그들은 단백질 소화 효소 트립신의 존재하에 코팅 된 종이 접기 안에 소 유래 단백질 (시각화를 위해 형광 분자에 부착 됨)을 캡슐화했습니다. 트립신에 의한이 캡슐화 된 단백질의 소화는 DNA 종이 접기 자체와 펩 토이 드 코팅의 조합으로 인해 감소되고 느려졌다. 마지막 시연에서, 그들은 트라 스투 주맙으로 펩 토이 드-코팅 된 DNA 종이 접기의 표면을 기능화시켰다. 상표명 허셉틴 (Herceptin)으로보다 일반적으로 알려진 트라 스투 주맙은 HER2 수용체를 표적으로하는 항체이다. 이들 수용체에 결합하면, 트라 스투 주맙은 암 세포가 성장하는데 필요한 화학적 신호를받지 못하게 차단한다. 그들은 트라 스투 주맙 분자의 특정 부위 및 펩 토이 드 서열에 화학기를 첨가함으로써 표면 기능화를 달성 하였다. "클릭 화학"을 통해 이들 그룹은 선택적으로 반응하여 공유 결합을 형성합니다 (시트 벨트 버클 클릭과 유사). 후속 실험에서 Wang은 독소루비신을 운반하고 트라 스투 주맙 기능화 된 표면을 특징으로하는 펩 토이 드-코팅 된 DNA 종이 접기가 HER2 양성 유방암 세포를 표적으로하는 조합 요법의 가능성을 탐구 할 계획이다. Wang은 2019 년 4 월 Brookhaven의 기술이 전국 (Office of Technology Transfer)에서 주최 한 두 번째 기업가 훈련 워크숍에 참여한 피치를 기반으로 Brookhaven의 기술 성숙 프로그램 (Technology Maturation Program)을 통해 자금을 지원 받았습니다. Brookhaven의 지적 재산권 그룹은 최근에 미국 특허청에 펩 토이 드 설계 방법론에 대한 임시 특허 출원. "우리는 현재 세포와 잠재적으로 전체 유기체를 사용하여 실험을 수행하면서 번역 단계로 나아가고있다"고 Gang은 말했다.
더 탐색 미래의 임무에 적합한 DNA 나노 구조 추가 정보 : Shih-Ting Wang el al., "엔지니어링 된 서열-정의 펩 토이 드를 통한 DNA 종이 접기 보호 및 분자 계면", PNAS (2020) www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1919749117 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 에 의해 제공 브룩 헤이븐 국립 연구소
https://phys.org/news/2020-03-dna-origami-anti-cancer-drug-delivery.html
.509km 이상의 새로운 기록 섬유 QKD 전송 거리 달성
작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 크레딧 : Chen et al.2020 년 3 월 9 일 기능
SNS-TF (Single-or-Sending Twin-Field) 프로토콜은 지금까지 양자 키 분배 (QKD) 애플리케이션에서 장거리에 걸쳐 높은 속도를 달성하기위한 매우 유망한 전략으로 입증되었습니다. 실제로, 큰 오정렬 오차를 허용함으로써,이 프로토콜은보다 효과적인 방식으로 중계기 한계를 능가 할 수 있는데, 이는 장거리 QKD 실현에 중요한 요소이다. Jian-Wei Pan, Qiang Zhang, Xiang-Bin Wang 및 중국 과학 기술 대학 및 칭화 대학의 다른 연구원들은 최근 SNS-TF 프로토콜을 사용하여 전례없는 QKD 전송 거리를 달성했습니다. Physical Review Letters에 실린 그들의 논문은 QKD에 안전한 키 분배를 통해 509km 길이의 광섬유에 대한 무 중계 경계를 무너 뜨린다 고보고합니다. Qiang Zhang은“ SNS-TF (Single-or-Sending Twin-Field) 프로토콜을 사용 하여 광섬유를 통한 QKD의 새로운 기록적인 거리 인 509km 이상의 안전한 양자 키 분배 (QKD)를 실현했습니다. 이 연구를 수행 한 연구자들 중 Phys.org에 말했다. "우리 연구의 중요한 목표 중 하나는 모든 측정 장치를 사용하여 중계기없는 QKD의 절대 키 레이트 한계를 성공적으로 깨는 것이 었습니다." SNS-TF 프로토콜은 최근 논문을 작성한 일부 연구자들에 의해 이전 연구 노력 으로 개발 및 도입되었습니다 . 이전 연구에서이 프로토콜은 QKD 응용 분야, 특히 장거리 전송에 매우 유리한 것으로 입증되었습니다.
크레딧 : Chen et al.
최근 연구에서 Zhang과 그의 동료들은 두 개의 독립적 인 레이저 사이에 단일 광자 수준의 1 차 간섭을 유도하여 SNS-TF QKD 프로토콜을 구현했습니다. 이 두 개의 독립적 인 레이저는 원격 주파수 잠금 기술과 결합되어 최고의 거리에서 QKD 전송이 가능합니다. 그들의 실험에서 연구원들은 높은 카운트 속도와 검출 효율을 가진 초전도 단일 광자 검출기를 사용했습니다. Zhang은“우리는 시간-주파수 전파 연구에 일반적으로 사용되는 기술을 채택하고 초소형 레이저 캐비티에서 두 개의 독립적 인 레이저 주파수를 고정시켰다. "따라서 우리는 하나의 광섬유에서 양자 신호와 위상 기준으로 강한 레이저 광을 시간 다중화했다. 강한 광은 많은 노이즈 카운트를 유발했지만이를 피하기 위해 많은 필터링 방법을 이용했다." SNS-TF 접근 방식을 사용하여 연구원들은 509km에서 안전한 중계기 바운드 QKD보다 7 배 이상 높은 동일한 키 손실을 달성했습니다. 놀랍게도, 그들이 달성 한 주요 속도는 완벽한 리피터리스 QKD 장치에서 실행되는 더 전통적인 QKD 프로토콜에 의해 달성 된 것보다 높습니다. Zhang은“우리는 광섬유 QKD 전송 거리에 대한 새로운 기록을 실험적으로 제공했으며 이것이 반복기없는 QKD의 절대 키 레이트 한계를 뛰어 넘는 것임을 입증했습니다. "우리의 향후 연구에서, 우리는 더 높은 주요 요율과 더 긴 거리를 탐색 할 계획입니다." 최근 연구에서 연구원들은 SNS-TF QKD 프로토콜 의 가능성을 확인하는 새로운 증거를 수집 하고이 체계를 기술 도구와 결합하여 장거리 거리에서 높은 보안 키 전송률을 달성하는 방법을 보여주었습니다. 그들의 작업은 곧 200-300 km에서 비교적 높은 키 레이트로 QKD의 대규모 구현을 가능하게 할 수 있으며, 이는 도시 내 QKD 네트워크의 개발에 특히 유용 할 수 있습니다. 실제로, 기술을 QKD 기본 트렁크 라인에 적용하면 신뢰할 수있는 릴레이를 줄이고보다 효율적인 QKD를 얻을 수 있습니다. 더 탐색 물리학자는 양자 메모리를 사용하여 양자 보안 직접 통신을 시연합니다.
추가 정보 : Jiu-Peng Chen et al. 독립적 인 레이저로 전송 또는 전송하지 않음 : 509km 이상의 안전한 트윈 필드 양자 키 배포, 물리적 검토 서신 (2020). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.124.070501 Xiang-Bin Wang et al. 정렬 오류가 큰 트윈 필드 양자 키 분포, Physical Review A (2018). DOI : 10.1103 / PhysRevA.98.062323 저널 정보 : 신체 검토 서신 , 신체 검토 A
https://phys.org/news/2020-03-fiber-qkd-transmission-distance-km.html
.고급 광학 이미징 기술은 구조 유도 약물 설계로 이어질 수 있습니다
작성자 : Clemson University , Laura Schmitt 연구진은 FRET 실험을 위해 34 개의 서로 다른 이중 표지 샘플을 설계하여 효소의 거리를 측정하여 기능을 시각화했습니다. 각 구체는 상응하는 조작 된 돌연변이 부위를 갖는 형광 마커 중 하나를 나타낸다. 크레딧 : Courtesy Hugo Sanabria 2020 년 3 월 9 일
Clemson University Science College 연구원은 주로 독일 Heinrich Heine University의 연구팀과 함께 단일 분자 작동을 모니터링하는 새로운 광학 이미징 방법을 개발하고 시연했습니다. 이 형광 기반 기술은 구조 생물학 분야를 가속화하여 과학자들이 분자의 조립, 기능 및 상호 작용 방식을 더 잘 이해하도록 도와 주며, 이는 구조 유도 약물 설계에 도움이 될 수 있습니다. Clemson의 물리학과 천문학 부교수 인 Hugo Sanabria는 동료들과 함께 FET (Förster Resonance Energy Transfer)를 사용하여 박테리오파지 T4의 라이소자임을 연구했습니다. 그들은 2020 년 3 월 6 일 Nature Communications 에 발표 된 "단일 효소 분자에서 과도 상태의 역학 및 기능 해결"이라는 논문에서 발견 한 사실을보고했다 . 독일 하인리히 하이네 대학교 분자 물리 연구소 소장 인 Claus AM Seidel에 따르면이 연구는 생체 분자 기계 (효소)의 필수적인 반응 단계를 뒷받침한다고한다. Seidel은“우리의 FRET 연구는 유명한 Michaelis-Menten 역학에서 세 번째 기능 상태가 필요함을 보여줍니다. "Michaelis-Menten 설명은 가장 유명한 효소 동역학 모델 중 하나입니다." 이 이미징 도구의 중심은 FRET 기반 현미경으로, 수 나노 미터 정도로 작은 생체 분자를 시각화 할 수있는 정교하고 강력한 기계입니다. 직장에서 생체 분자를 시각화하기 위해 Sanabria와 동료들은 분자 집합에 두 개의 형광 마커를 놓아 분자 수준 에서 통치자를 만들었다 . 마커의 다른 위치를 사용하여 연구팀은 관찰 된 분자의 모양과 형태를 설명하는 일련의 거리를 수집했습니다. 본질적으로이 프로세스는 계산적으로 처리 된 데이터 포인트 모음을 생성하여 연구자들이 분자의 모양과 이동 방식을 구별 할 수있게했습니다. Sanabria 박사는“구조의 변화를 관찰하고 신호가 시간에 의존하기 때문에 시간이 지남에 따라 분자가 어떻게 움직이는 지 알 수있다”고 말했다. 그의 연구에서 Sanabria와 그의 공동 연구팀은 FRET 기반 현미경을 분자 시뮬레이션과 결합하여 눈물과 점액에서 발견되는 효소 인 라이소자임을 조사했습니다. 리소자임은 박테리아 세포벽을 둘러싼 보호 탄수화물 사슬을 파괴합니다. 과학자들은 단백질 구조 와 기능 을 연구하기 위해 라이소자임을 널리 사용 합니다. Sanabria 박사는“박테리오파지 T4가 전례없는 공간적 및 시간적 해상도로 거의 원자 수준에서 기질을 처리함에 따라 박테리오파지 T4의 라이소자임을 추적 할 수있다”고 말했다. "우리는 이미징 분야를 완전히 새로운 수준으로 끌어 올렸습니다." Sanabria의 광학적 방법은 라이소자임 구조가 이전에 생각했던 것과 다르다는 것을 밝혀 냈습니다. 지금까지 과학자들은 주로 X- 선 결정학, 핵 자기 공명 (NMR) 분광법 및 냉동 전자 현미경 과 같은 방법을 사용하여 리소자임 과 같은 단백질의 구조를 결정했습니다 . "이 분자는 표적 박테리아의 기질이나 세포벽을받는 방법 때문에 가장 오랫동안 2- 상태 분자로 간주되었다"고 그는 말했다. "그러나 우리는 새로운 기능적 상태를 확인했다." 이 팀은 유사하게 생성 된 생체 분자 모델의 FRET 기반 구조 모델을 다른 과학자가 저장하고 액세스 할 수있는 데이터베이스를 구축하는 데 도움을주고 있습니다. FRET 커뮤니티와 함께이 그룹은 FRET 현미경에 대한 권장 사항을 설정하기 위해 노력하고 있습니다. Clemson University 생물 물리학 부교수 Hugo Sanabria와 국제 연구팀은 언젠가 구조 유도 약물 설계에 도움이 될 수있는 새로운 광학 이미징 방법을 시연했습니다.
크레딧 : Ken Scar, Clemson University Sanabria는 그의 이미징 방법론을 다른 생체 분자에 적용하는 것을 목표로합니다.
Sanabria 박사는“이 광학적 방법은 단백질 폴딩과 오 폴딩 또는 생체 분자의 구조적 구조를 연구하는데 사용될 수있다. "또한 약물 스크리닝 및 개발에 사용될 수 있으며, 약물을 대상으로하기 위해서는 생체 분자가 어떻게 생겼는지 알아야합니다." Seidel은“이 연구는 FRET를 사용하여 수명이 짧은 기능적으로 관련된 효소 상태를 매핑하는 구조 결정의 이정표입니다.
더 탐색 뇌졸중 환자에 대한 잠재적 치료 결과 추가 정보 : Hugo Sanabria et al., 단일 효소 분자에서 과도 상태의 역학 및 기능 해결, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-14886-w 저널 정보 : Nature Communications Clemson University 제공
https://phys.org/news/2020-03-advanced-optical-imaging-technique-structure-guided.html
.2 차원 나노 튜브의 그루비 키
라이스 대학교 제이드 보이드 라이스 대학교 대학원생 나츠미 코마츠 (Natsumi Komatsu)는 2D 탄소 나노 튜브 필름의 정렬이 필름 아래 여과지의 홈에 해당한다는 것을 처음으로 알게되었습니다. 크레딧 : Jeff Fitlow / Rice University , 2020 년 3 월 9 일
초박형 탄소 나노 튜브 결정은 폐열을 거의 완벽한 효율로 전기로 변환하는 등 놀라운 용도로 사용될 수 있으며, 라이스 대학교 엔지니어들은 그 목표를 향해 큰 발걸음을 내딛었습니다. 최신 단계는 Rice의 Junichiro Kono와 그의 학생들 이 필터 막 에서 박막으로 탄소 나노 튜브를 박막으로 정렬하는 혁신적인 방법을 발견 한 2013 년에 시작된 이야기를 계속합니다 . 나노 튜브는 길고, 중공이며, 엉킴이 심하다. 수십 마일 길이의 정원 호스를 상상 한 다음 호스의 직경을 몇 개의 원자 너비로 줄이십시오. 매듭이 달린 호스로 싸운 사람은 Kono의 업적을 이해할 수 있습니다. 그와 그의 학생들은 규칙적이지 않은 나노 튜브 군중을 잘 정리 된 집단으로 만들었습니다. 그들 자신의 협정과 수십억의 나노 튜브는 상자에 마른 스파게티처럼 기꺼이 나란히 누워있었습니다. 문제? 코노와 그의 학생들은 왜 그런 일이 일어 났는지 전혀 몰랐습니다. 전기 기술자 인 코노 (Kono)는 20 년 이상 탄소 나노 튜브를 연구 한 물리학 자이자 재료 과학자 라고 말했다 . "우리는 현미경 규모에서 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 전혀 몰랐습니다. 그리고 가장 중요한 것은 나노 튜브가 어떤 방향으로 정렬 될 것인지조차 알지 못했습니다." 그와 그의 팀은 2016 년에 그들의 연구 결과를 발표했고, 그 분야는 가능한 설명으로 무게를 달았습니다. Kono의 팀과 일본 공동 연구자들의 새로운 논문에서 설명 된 바와 같이, 그 답은 예상치 못하고 단순하다. 종이의 생산 과정의 인공물 인 여과지의 작은 평행 홈이 나노 튜브 정렬을 야기하기 때문이다. 이 연구는 미국 화학 학회지 Nano Letters 에서 온라인으로 볼 수 있습니다 . 코노 박사는 실험실의 대학원생이자 연구 책임자 인 나츠미 코마츠 (Natsumi Komatsu)가 처음으로 그루브를 발견하고이를 나노 튜브 정렬과 연관 시켰다고 말했다. Komatsu는“이 기술에 사용되는 시중에서 구입 한 모든 필터 멤브레인 용지에 이러한 홈이있는 것을 발견했습니다. "홈의 밀도는 배치마다 다릅니다. 그러나 항상 홈이 있습니다."
Rice University의 연구자들은 진공 여과 과정에서 필름이 형성되는 여과지의 작은 홈 때문에 2D 필름에서 단일 벽 탄소 나노 튜브가 나란히 정렬되어 있음을 발견했습니다. 직경 1 인치의 필름 (왼쪽 위)은 액체 계면 활성제와 나노 튜브를 분리하는 종이 필터 위에 형성됩니다. 쌀 연구자들은 종이의 홈 (오른쪽 위)이 나노 튜브 (하단)를 고도로 정렬 된 배열로 안내한다고 밝혔다. 크레딧 : Kono Group / Rice University
2-D 결정질 막을 형성하기 위해, 연구자들은 먼저 나노 튜브의 혼합물을 계면 활성제 용액에 현탁시켰다. 비누 형 계면 활성제는 나노 튜브를 코팅하고 디 탱글 러로서 작용한다. 2013 년 Kono의 학생들은 진공 여과를 사용하여 막 여과지를 통해 이러한 혼합물을 그렸습니다. 액체는 종이 막을 통과하여 정렬 된 나노 튜브의 필름을 상부에 남겼다. 철저한 실험 세트에서 Kono 그룹 박사 후 연구원 인 Saunab Ghosh를 포함한 Komatsu와 동료들은이 필름에서 나노 튜브의 정렬이 종이의 평행 한 초 미세 홈과 일치 함을 보여주었습니다. 코노는 공장에서 필터 페이퍼를 롤에 넣을 때 홈이 형성 될 것이라고 말했다. Komatsu는 수십 개의 여과지 샘플을 검사하고 주사 전자 현미경과 원자력 현미경을 사용하여 그루브와 그루브 패턴을 특성화했습니다. 그녀는 필터를 조각으로 자르고 홈이 다른 방향을 향하도록 조각을 재 조립하고 일치하는 정렬을 가진 필름을 생산하는 것을 보여주었습니다. Komatsu와 동료들은 옷의 주름을 다림질하는 것과 동일한 원리를 사용하여 열과 압력을 사용하여 여과지 에서 홈을 제거했습니다 . 그들은 홈이없는 종이로 만든 필름이 여러 방향으로 정렬 된 나노 튜브를 가지고 있음을 보여 주었다. 마지막으로, 그루브가없는 종이로 시작하여주기적인 그루브가있는 매우 미세한 반사 격자를 사용하여 고유 한 그루브 패턴을 만들고 해당 나노 튜브 필름이 그 패턴을 따랐다는 것을 보여주었습니다. Kono는이 방법이 2-D 결정질 나노 튜브 막의 생산에 필요한 수준의 예측 성을 제공하기 때문에 흥미 롭다고 말했다. 코노 박사는“나노 튜브가 무작위로 배향되면 모든 1 차원 특성을 잃게된다”고 말했다. "일차원적인 것이 핵심이다. 그것은 이례적이면서도 중요한 모든 속성으로 이어진다." Kono 그룹의 필름은 직경이 1 인치에 불과하지만 수십억 미터에 불과한 2D 인 본질적으로 2-D 인 반면, 개별 나노 튜브는 특히 광학 및 전자 특성면에서 1D 재료처럼 행동합니다.
흰색 화살표 (왼쪽)는 시중에서 판매되는 필터 멤브레인의 광학 현미경 이미지에서 큰 "매크로"를 나타냅니다. 원자력 현미경 (가운데 및 오른쪽)으로 확대하면 더 작은 미세 홈이 나타납니다. 가운데 이미지는 왼쪽 이미지의 흰색 상자 내 영역을 나타내고 오른쪽 이미지는 가운데 이미지의 흰색 상자 내 영역을 나타냅니다. 크레딧 : Kono Group / Rice University
탄소 나노 튜브의 탁월한 광학 및 전자 특성은 직경과 구조 또는 키랄성에 따라 달라집니다. 일부 키랄성은 금속과 같은 역할을하고 반도체와 같은 다른 것들은 수십 년 동안 와이어 나 코노의 1 인치 직경 필름 중 하나와 같은 거대하고 거시적 인 물체를 순수하게 하나의 직경과 키랄성을 갖는 나노 튜브로 만드는 방법을 찾기 위해 노력해 왔습니다. "이것은 분명히 다음 단계"라고 Ghosh는 말했다. "이 연구에서 우리는 여전히 직경 분포를 갖는 금속 및 반도체 탄소 나노 튜브의 혼합물을 사용했다. 다음 단계는 정렬 방향의 전체 제어를 달성하기 위해 격자를 사용하여 의도적 인 그루브 제조에 기초한이 새로운 방법을 적용하는 것이다." 코노 교수는 그의 팀이 다양한 나노 튜브 혼합물로 용액으로부터 고도로 정렬 된 2 차원 결정을 만들었다 고 말했다 . "그러나 우리가 단일 키 랄리 티 솔루션으로 갈 때 우리는 그 정렬에 만족하지 못했습니다."라고 그는 말했다. "이러한 홈에 대한 지식으로 단일 키랄 탄소 나노 튜브 필름의 경우 정렬 정도를 개선 할 수 있다고 확신합니다." 단일 키 랄리 티 필름은 거의 완벽한 효율로 열을 빛으로 변환하는 순수한 탄소 시트와 같이 마음을 사로 잡는 잠재력을 가진 응용 분야의 문을 열 수 있습니다. 이러한 시트를 광기 전 재료와 결혼하면 열을 전력으로 매우 효율적 으로 전환하는 방법을 제공 할 수있어 모터와 전자 장치를 냉각 시키면서도 전력을 공급하는 라디에이터가 발생할 수 있습니다. Kono의 연구실과 Rice의 Gururaj Naik 연구 그룹은 쌍곡 탄소 나노 튜브 필름에 관한 2019 년 논문에서 이에 대한 개념을 보여주었습니다. 코노 교수는 단 키랄 결정질 필름은 엑시톤 폴라 리톤 및 보스-아인슈타인 축합 물과 같은 새로운 물질 상태를 연구하고 아직 구상되지 않은 응용 분야에도 사용될 수 있다고 코노는 말했다. "현재, 세계에서 소수의 그룹 만이 이들을 정렬하고 밀도가 높으며, 심하게 패킹 된 탄소 나노 튜브 필름으로 만들 수있다"고 그는 말했다. "우리가 방금 끝낸 작업, 그루브 보조 작업은 더 많은 제어 기능을 제공합니다. 이는 더 나은 영화, 새로운 응용 및 새로운 과학으로 이어질 것입니다. 우리는 매우 기대됩니다."
더 탐색 나노 튜브가 필름을 형성하도록 정렬 추가 정보 : Natsumi Komatsu et al., 진공 여과, 나노 문자 (2020) 에서 탄소 나노 튜브의 그루브 보조 글로벌 자발적 정렬 . DOI : 10.1021 / acs.nanolett.9b04764 저널 정보 : Nano Letters 라이스 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-groovy-key-nanotubes-d.html
.매우 유연한 신형 초박형 유기 태양 전지
주제 : 에너지RIKEN태양 전지 으로 RIKEN 2020 년 3월 9일 유연한 태양 전지 유연한 태양 전지를 묘사 한 재고 사진.
RIKEN Cluster for Pioneering Research 및 RIKEN Emergent Matter Science 센터의 과학자들은 국제 파트너와 협력하여 매우 효율적이고 내구성이 뛰어난 초박형 유기 태양 전지를 만드는 데 성공했습니다. 간단한 후-어닐링 공정을 사용하여 대기 조건에서 3,000 시간 동안 5 % 미만으로 열화되고 동시에 태양 전지 성능의 주요 지표 인 에너지 전환율이 13 % 인 유연한 유기 전지를 만들었습니다. 유기 광전지는 실리콘 기반의 종래의 필름에 대한 유망한 대안으로 여겨지며,보다 환경 친화적이고 생산하기가 저렴하다. 초박형가요 성 태양 전지는 중량 당 큰 전력을 제공 할 수 있고 웨어러블 전자 장치에 전력을 공급하는 것과 같은 다양한 유용한 응용 분야 및 소프트 로봇 공학의 센서 및 액추에이터로 사용될 수 있기 때문에 특히 매력적이다. 그러나, 초박형 유기 막은 비교적 효율적인 경향이 있으며, 전형적으로 약 10 내지 12 %의 에너지 전환율을 가지며, 25 %만큼 높을 수있는 실리콘 전지 또는 강성 유기 전지의 비보다 현저히 낮다. 최대 약 17 %입니다. 초박막은 또한 햇빛, 열 및 산소의 영향으로 빠르게 분해되는 경향이 있습니다. 미합중국 국립 과학원 (National Academy of Sciences) 의 논문에 발표 된 연구 에서이 그룹은 초박형 셀이 내구성이 있고 효율적일 수 있음을 보여 주었다. 이 그룹은 Toray Industries, Inc.에서 개발 한 공여체 층용 반도체 폴리머로 시작하여 비 풀러렌 수용체를 사용하여 열 안정성을 높이는 새로운 아이디어를 실험했습니다. 또한, 90도에서 초기 어닐링 한 후 재료를 150도까지 가열하는 간단한 후-어닐링 공정을 실험했습니다. 이 단계는 층들 사이에 안정적인 인터페이스를 생성함으로써 장치의 내구성을 증가시키는 데 중요한 것으로 입증되었다. 이 연구의 저자 중 한 사람인 후쿠다 켄지로 (Fenda Kenjiro)에 따르면,“새로운 발전 층을 간단한 소둔 후 처리와 결합함으로써 초박형 유기 태양 전지에서 높은 에너지 변환 효율과 장기 저장 안정성을 모두 달성했습니다. . 우리의 연구에 따르면 초박형 유기 태양 전지는 오랜 기간 동안 안정적인 방식으로 높은 전력을 공급하는 데 사용될 수 있으며 고온 및 습도와 같은 가혹한 조건에서도 사용할 수 있습니다. 이 연구가 옷에 부착 된 센서와 같은 웨어러블 전자 장치에 사용될 수있는 장기적으로 안정적인 전원 공급 장치의 개발에 기여할 수 있기를 바랍니다.”
참조 : 2020 년 3 월 9 일 , 국립 과학 아카데미 절차 . DOI : 10.1073 / pnas.1919769117 이 연구는 RIKEN 연구원들이 주도했으며 도쿄 대학, 산타 바바라 캘리포니아 대학 및 모나 쉬 대학의 연구원들과 공동으로 수행했습니다.
.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.
.연구자들은 단백질 운동을지도
에 의해 코넬 대학교 (Cornell University) 도 1은 리소자임 (상부) 및 하나의 단백질 (하부)을 함유하는 트라이 클리닉 단위 세포의 리본도. b 확산 산란의 매우 상세한 3 차원 맵이 얻어졌다. 외부 구는 2Å 해상도로 그려집니다. c 총 산란은 비탄성 콤프 턴 산란 (왼쪽 아래), 확산 신호를 지배하는 넓은 등방성 링 (왼쪽 위) 및 산란 산란의 다양한 특징 (오른쪽)으로 구성됩니다. Bragg 피크 (l = 0 평면, 오른쪽 위)를 포함하는 레이어에서 강렬한 후광이 보입니다. 흐림 산란은 브래그 피크 사이의 중간면에 가장 잘 나타납니다 (l = 1∕2 평면, 오른쪽 하단). 크레딧 : Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-14933-6 2020 년 3 월 9 일
코넬의 구조 생물 학자들은 전통적인 X- 선 분석 방법을 사용하여 기존의 방법으로는 설명하지 않은 무언가를 포착하는 새로운 접근 방식을 취했습니다 : 단백질의 집단 운동. 그리고 그들은 일반적으로 프로세스에서 무시되는 데이터 스크랩을 힘들게 연결하는 소프트웨어를 만들었습니다. 그들의 논문, "단백질 결정에서 상관 된 움직임으로부터의 산란 X- 선 산란"은 Nature Communications에 3 월 9 일 출판되었다 . 구조 생물 학자, 안도 노조미, MS '04, Ph.D. '08 화학 및 화학 생물학 조교수는 단백질 기능 과 그 내부 부분을 도표화하여 단백질 기능 을 더 잘 이해하는 데 관심이 있습니다 . 이러한 유형의 운동은 잘 알려져 있지만 단백질 이미징을위한 표준 기술은 X- 선 결정학이기 때문에 본질적으로 정적 스냅 샷을 생성하기 때문에 문서화하기가 어렵습니다. 박사후 연구원 인 Steve Meisburger 박사는“우리는 매우 어려운 생물학적 시스템을 연구하고 있기 때문에 종종 새로운 구조적 방법을 개척해야한다”고 말했다. '14, 논문의 수석 저자. "처음부터 관심을 가져 왔던 질문 중 하나는 단백질의 미묘한 호흡 동작이 어떻게 생화학 적 기능을 지시하는지에 대한 것입니다." 연구원들은 프로젝트를 코넬의 고 에너지 싱크로트론 소스 (CHESS)로 가져 와서 시설의 필라투스 6M 픽셀 어레이 검출기를 이용하여 고해상도 이미지를 만들 수있었습니다. 이 연구를 위해, 일반 결정학에서와 같이 X- 선이 샘플 결정에서 비춰졌습니다. 픽셀 어레이 검출기는 결정 단백질에 의해 회절 된 X- 선의 강도를 기록하여 원자 구조를 암호화한다. 결정 내부의 모든 장애, 즉 운동은 추가 광자가 튀어 나와 확산 산란이라는 매우 약한 배경 신호를 생성했습니다. 이 정보는 전통적으로 데이터 처리 중에 삭제되었습니다. 이 논문의 선임 저자 인 안도는“광자가 어디든 가고 신호가 퍼져서 신호가 매우 약해 보인다”고 말했다. "수십 년 동안 사람들은 그것을 정확하게 측정 할 수 없었고 그것을 해석하는 방법을 몰랐습니다." Meisburger는 약 5 천만 개의 고유 한 데이터 포인트를 처리하는 소프트웨어를 개발하여 고품질 3 차원지도를 만들었습니다. 연구자들은 놀랍게도이 확산 산란 패턴의 중요한 구성 요소는 실제로 단백질 격자 진동의 결과라는 것을 밝혀냈다. 이 흔들리는 운동은 매우 지배적이었고, 단백질 내부의 움직임을 가리는 것으로 보였으며, 이는 초기에 연구원들에게 실망스러운 일이었습니다. 그러나 시뮬레이션에서 이러한 격자 진동을 설명한 후 연구원들은 내부 단백질 운동도 확인했습니다. 이러한 운동에는 단백질의 활성 부위의 개폐가 포함되었습니다. 안도는“크리스탈이 손을 잡고 함께 걸 으려고 노력하는 사람들의 행과 같다고 상상하지만 동시에 각 개인은 약간 다른 일을하고있을 수있다”고 말했다. "모두가 함께 움직이는 모든 사람들의 신호가 지배적이기 때문에 우리는 개인들로부터 오는 미묘한 신호를 분별할 수 없었습니다. 그것은 설명 된 적이 없었습니다." 확산 산란에 대한이 새로운 접근법은 연구자들이 단백질 구조와 역학에 대한 명확한 그림을 얻을 수있게 해주 며, 궁극적으로 생화학 반응에 대한 이해도를 높여줍니다. Meisburger는“ 많은 사람들이이 기술을 사용하고 단백질 에 대해 새로운 것을 배울 수있는 방향으로 이것을 추진하고 싶다 ”고 말했다. "이에 대한 한 가지 좋은 점은 정기적 인 결정학 실험을 할 때마다 확산 산란이 무료라는 것입니다.이 기술은 실제로 얻을 수있는 정보에 정보를 추가합니다."
더 탐색 평행 이동 교정 스크류 구조 앙상블에서 X- 선 확산 산란 예측 추가 정보 : Steve P. Meisburger et al. 단백질 결정에서 상관 된 움직임으로부터 확산 된 X- 선 산란, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-14933-6 저널 정보 : Nature Communications 코넬 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-protein-motion.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
댓글