과학자들은 뇌 성장을 뒷받침하는 수학적 규칙을 발견
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.과학자들은 뇌 성장을 뒷받침하는 수학적 규칙을 발견
스탠포드 대학교 톰 아바 테 스탠포드 연구원은 고급 현미경과 수학적 모델링을 사용하여 worm 벌레 뇌에서 뉴런의 성장을 통제하는 패턴을 발견했습니다. 이 기술을 사용하여, 그들은 인공 조직과 기관을 생명 공학자로 만드는 길을 만들기 위해 신체의 다른 부분에서 세포의 성장을 안내하는 패턴을 찾고자합니다. 크레딧 : Wang Lab 2020 년 3 월 12 일
인생은 패턴으로 가득합니다. 생물이 자라면서 비슷한 일련의 유사한 특징을 반복적으로 생성하는 것이 일반적입니다. 그것은 뇌가 다르지 않다는 것이 밝혀졌습니다. 스탠포드 연구원은 고급 현미경 및 수학적 모델링을 사용하여 뇌 세포 또는 뉴런 의 성장을 제어하는 패턴을 발견했습니다 . 비슷한 규칙이 체내의 다른 세포의 발달을 안내 할 수 있으며,이를 이해하는 것은 인공 조직과 기관을 성공적으로 생물 공학하는데 중요 할 수 있습니다. Nature Physics에 발표 된 그들의 연구 는 뇌에 다양한 유형의 뉴런이 포함되어 있고 어떤 작업을 수행하기 위해서는 여러 유형이 함께 작동한다는 사실을 토대로합니다. 연구자들은 올바른 종류의 뉴런이 뇌를 구축하기 위해 올바른 위치에 자신을 배열 할 수있게하는 보이지 않는 성장 패턴을 밝히기를 원했습니다. "상보적인 기능을 가진 세포는 어떻게 기능적인 조직을 구성하기 위해 스스로를 배열합니까?" 생명 공학 조교수 인 보왕 (Bang Wang)은 말했다. "우리는 뇌가 너무 복잡하여 단순한 패턴 규칙을 갖기 어렵다고 생각했기 때문에 뇌를 연구함으로써 그 질문에 답하기로 선택했습니다. 실제로 그러한 규칙이 있음을 발견했을 때 우리 자신을 놀라게했습니다." 그들이 조사하기로 선택한 뇌는 절단 후 매번 새로운 머리를 자라게 할 수있는 1mm 길이의 벌레 인 플라나리아에 속했다. 먼저, 실험실에서 대학원생 인 Wang과 Margarita Khariton은 형광 얼룩을 사용하여 벌레에 다른 유형의 뉴런을 표시했습니다. 그런 다음 고해상도 현미경을 사용하여 전체 뉴런의 이미지 (글로벌 뉴런 및 모두)를 캡처하고 패턴을 분석하여 구조를 안내하는 수학 규칙을 추출 할 수 있는지 확인했습니다. 그들이 발견 한 것은 각각의 뉴런은 그 자체와 비슷한 약 12 개의 이웃으로 둘러싸여 있지만 그 사이에 다른 종류의 뉴런이 산재되어 있다는 것입니다. 이 독특한 배열은 단일 뉴런이 쌍둥이에 플러시되지 않고 다른 유형의 상보 뉴런이 작업을 완료하기 위해 함께 작동하기에 충분히 가까울 수 있음을 의미합니다. 연구자들은이 패턴이 전체 신경 벌레를 반복해서 반복하여 신경망을 형성한다는 것을 발견했다. 연구 공동 저자 인 화학 공학 조교수 인 지안 친 (Jian Qin)과 박사후 연구원 인 ian 콩 (Xian Kong)은 계산적 모델을 개발했다.이 복잡한 기능 네트워크는 뉴런이 너무 가까이 있지 않고 가능한 한 밀접하게 묶이는 경향에서 비롯된다 같은 유형의 다른 뉴런. 신경 과학자들은 언젠가이 방법론을 인간 두뇌의 신경 패턴을 연구하기 위해 적용 할 수 있지만 스탠포드 연구원들은이 기술이 조직 공학의 신흥 분야에보다 유용하게 적용될 수 있다고 생각합니다. 기본 아이디어는 간단합니다. 조직 엔지니어는 모든 세포 유형에서 파생되는 강력한 범용 세포 인 줄기 세포를 간, 신장 또는 심장을 형성하는 다양한 특수 세포로 성장시키기를 희망합니다. 그러나 과학자들은 심장이 뛰기를 원한다면 다양한 세포 를 올바른 패턴으로 배열해야합니다 . Wang은“유기체가 유용한 기능을 수행하는 형태로 어떻게 자라는가에 대한 질문은 과학자들을 매료시켰다. "우리의 기술 시대에, 우리는 세포 수준에서 이러한 성장 패턴을 이해하는 것에 만 국한되지 않고 생물 공학 응용을 위해 이러한 규칙을 구현하는 방법을 찾을 수 있습니다."
더 탐색 과학자들은 심장 박동 중에 뇌가 흔들리는 방식으로 뉴런을 분류합니다. 추가 정보 : Margarita Khariton et al. 원시 뇌의 자연 색소 교착, Nature Physics (2020). DOI : 10.1038 / s41567-020-0809-9 저널 정보 : 자연 물리 Stanford University 제공
https://phys.org/news/2020-03-scientists-mathematical-underpinning-brain-growth.html
.생명의 기원에서 온 대사 화석
하인리히-하인 대학교 뒤셀도르프 크레딧 : Heinrich-Heine University Duesseldorf 2020 년 3 월 12 일
생명은 수천 번의 반응을 포함하는 밀집된 네트워크를 통해 음식을 세포로 변환합니다. 새로운 연구는 그러한 네트워크가 어떻게 생겨날 수 있었는지에 대한 통찰력을 밝힙니다. 독일, 뉴질랜드 및 미국의 국제 연구팀은 원시 미생물의 대사 네트워크를 조사하고 유전자보다 오래된 자동 촉매 세트 (상호 연결된 자기 강화 반응 모음)를 확인했습니다. 살아있는 세포는 대사 네트워크의 최종 산물입니다. 세포로 들어가는 음식 분자는 중앙 중간체로 전환 된 후 세포가 만들어지는 분자를 생성하는 경로로 보내진다. 이들 네트워크는 전형적으로 1000 개 이상의 반응을 수반하며, 이들 모두는 거의 효소 (단백질)에 의해 수행되고, 유전자 ( 핵산 )에 의해 암호화된다 . 유전자와 단백질 사이의 연결은 유전자에 저장된 정보에 따라 단백질을 만들도록 리보솜에 지시하는 보편적 유전자 코드입니다. 이들 성분은 모두 상호 연결되어있다 : 리보솜은 50 중량 % 단백질 및 50 중량 % RNA, 단백질은 아미노산으로 이루어지고, RNA는 핵산 염기로 이루어지고, 아미노산 및 염기는 약 1000 개의 반응에 의해 만들어진다. 유전자가 암호화하는 효소에 의해 촉매되는 대사. 상호 의존이 매우 많은 층으로 인해 과학자들이 어떻게 복잡한 상호 작용 시스템이 생명의 근원에서 일어날 수 있는지에 대한 질문에 대해 한 세기가 넘게 뭉개져 버린 것은 놀라운 일이 아닙니다. 모든 복잡한 시스템의 진화와 마찬가지로 더 간단한 것부터 시작해야했습니다. 근데 뭐? Joana C. Xavier와 런던 의 Royal Society B 절차 에서보고 된 동료들의 새로운 발견은 이 오랜 질문에 새로운 진입을 제공합니다. 새로운 단서는 수학에서 가장 기대가 적은 곳에서 나옵니다. 거의 50 년 전 미국의 폴리 매트 인 스튜어트 카우프만 (Stuart Kauffman)은자가 촉매 세트 (autocatalytic set) 라 불리는 이론적 구성체가 우리가 대사와 세포에서 발견하는 종류의 분자 복잡성의 기원에서 중간체 일 수 있다고 제안했다. 이러한자가 촉매 세트는 생성물 및 촉매 둘 다인 요소 (세트의 구성원)로 구성되어, 적합한 출발 물질이 주어지면 스스로 더 많은 것을 만들 수있다. 신진 대사와 효소와의 유사성이 분명합니다. 뉴질랜드의 캔터베리 대학 (University of Canterbury)의 수학자 마이크 스틸 (Mike Steel)과 네덜란드의 컴퓨터 과학자 Wim Hordijk (이 연구의 공동 저자)까지 이러한 자동 촉매 세트의 존재와 속성은 많은 투쟁과 수십 년에 걸친 격렬한 논쟁의 주제로 남아있다. 컴퓨터에서 그것들을 활용하는 방법. 연구진은 세포 대사와 디자인이 매우 유사한 RAF (반복적으로 자동 촉매 식품 생성 네트워크 용)라고하는 특정 종류의 자동 촉매 세트가 처음부터 완전히 일어날 수있는 예상치 못한 특성을 가지고 있음을 발견했습니다. 스틸은“놀라운 점은 요소들이 스스로 더 많은 것을 만들기 시작하기 전에 시스템에 소량의 촉매를 추가하기 만하면된다는 점이다. "이것은 물리학 자들이 자기 조직이라고 부르는 것입니다. 실제 세포의 신진 대사 네트워크에 대한 배경으로, 조안나 C. 자비에르는 뒤셀도르프 대학의 분자 진화 연구소에서 RAF가 가장 원시적 인 미생물, H에서 살고 엄격한 혐기성 미생물의 대사 네트워크에서 감지 할 수 있는지 질문 2 및 CO 2 . 실제로, 그녀 RAF가 고대 혐기 미생물의 대사가 있다고 발견 있지만 변환 H 것을 고대 미생물의 경우에만 394 반응을 포함하는 전체 대사지도보다 상당히 작았 2 및 CO 2 , 생계 아세테이트 및 H 변환 고대 미생물의 경우 209 개 반응 2 및 CO 2메탄으로. 자비에르 교수는“이 중간 크기는 흥미 롭다”고 말했다. 왜냐하면 그것이 대사의 진화에서 중간 상태를 가리 키기 때문이다. 이는 개별 반응보다는 복잡하지만 세포보다는 덜 복잡하기 때문이다. 연구에 초점을 둔 두 종류의 단세포 유기체 인 아세트 겐과 메탄 겐은 생명의 기원에 관심이있는 미생물 학자들의 관심을 받아왔다. 그것들은 최후의 보편적 공통 조상 인 LUCA 및 열수 배출구에서의 지구 화학적 반응과 관련이 있습니다. Xavier는 아세트 겐과 메탄 겐 세트가 겹쳐져 172 개의 반응으로 이루어진 고대 핵심 네트워크를 형성한다는 것을 발견했습니다. 이 고대 보존 핵심은 박테리아와 고세균의 발산 이전에 흥미로운 속성을 가지고 있습니다. 간단한 시작 식품 세트에서 아미노산과 핵산 염기를 생성 할 수 있지만, 염기 만 식품으로 제공되는 경우 네트워크가 없습니다전혀 등장합니다. 이 연구의 공동 저자이자 자동 촉매 개척자 인 카우프만 (Kauuffman)은“자동 촉매 네트워크는 실제 대사에서 화석을 남겼을뿐만 아니라, 진화 과정에서 RNA와 단백질 폴리머보다 앞서 나갔다”고 말했다. 뒤셀도르프 대학 (University of Düsseldorf)의 공동 연구자 인 윌리엄 마틴 (William Martin)은 "LUCA의 신진 대사를 추적하는 네트워크는 유전자보다 오래되어 생명의 화학 반응에서 자연 질서를 가리킨다"고 말했다. 아세토 겐과 메탄 겐은 오늘날 열수 통풍구에서 발생하는 다양한 조건에서 자랍니다. 열수 통풍구에서 생명이 생겼습니까? 자비에르는“우리가 더 가까이서 볼수록 그 방향을 향한 더 많은 표시가 계속되고있다”며“이 아이디어는 수렴 된 결과를 밝혀 내고있다.이 통풍구는 아마도 지구상 최초의 생물 반응기 일 것이다.”라고 말했다. 현대 신진 대사의 구성 요소로 autocatalytic 네트워크의 식별은 드로잉 보드에서 미생물 생활의 실제 세계로 이동합니다. 초기의 화학 진화 단계에서 화석을 발견 한 것은 예상치 못한 결과였으며, 생명이 작은 자연 발생 화학 물질 세트에서 시작된 40 억 년 전의 시간을 조사하면서, 가장 깊은 진화론 적 과거 연구를위한 새로운 경로를 열어줍니다. 어쩌면 수열 통풍구에서 발생한 반응.
더 탐색 바위가 생명의 기원을위한 토대를 놓을 때 추가 정보 : Joana C. Xavier et al., 대사의 기원에 따른 자동 촉매 화학 네트워크 , Royal Society B : Biological Sciences (2020)의 절차. DOI : 10.1098 / rspb.2019.2377 저널 정보 : 왕립 학회 B의 절차 Heinrich-Heine University Duesseldorf 제공
https://phys.org/news/2020-03-metabolic-fossils-life.html
.'와인의 눈물'현상을 설명하기 위해 제안 된 저압 충격
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 새로운 연구는 와인의 눈물로 알려진 현상의 유체 역학을 탐구합니다. 크레딧 : Dukler et al. 2020 년 3 월 11 일 보고서
물리적 검토 유체 (2020) 캘리포니아 대학 (University of California)의 소규모 연구팀은 와인의 눈물 모양을 설명하는 이론을 개발했습니다. 그들은 자신의 이론을 설명하는 논문을 작성하여 arXiv 프리 프린트 서버에 올렸습니다 . 이 논문은 Physical Review Fluids 저널에 게재 될 수 있습니다. 유리 에 담긴 와인의 일부가 옆으로 당겨 져서 남은 와인으로 배수 되는 와인의 눈물이 흔히 발생합니다. 유리를 둘러싼 결과 패턴은 인간의 눈물과 유사합니다. 과학자들은 한 세기 동안 그 효과를 숙고 해 왔으며, 그들의 연구는 그 과정을 부분적으로 설명했지만, 액체는 왜 눈물 모양의 패턴을 형성 했는가? 이 새로운 노력에서 연구원들은 그들이 믿는 답을 제안했습니다. 이전 연구는 와인이 표면 장력 으로 인해 모세관 작용에 의해 유리의 측면으로 당겨지는 것으로 나타났습니다 . 와인 이 유리 표면을 코팅 함에 따라 와인 은 증발하기 시작하지만 알코올은 물보다 빠르게 증발하여 액체의 알코올을 덜 만듭니다 . 그리고 그것은 더 많은 표면 장력으로 이어지고 , 이는 유체를 훨씬 더 끌어 당깁니다. 어떤 시점에서 유체는 중력에 의해 극복되어 유리로 다시 내려갑니다. 이 전체 과정은 1865 년에 과정을 연구하고 그의 아이디어를 다시 출판 한 Carlo Marangoni에 이어 Marangoni 효과로 알려지게되었습니다. 유체가 눈물 모양으로 형성되는 이유는 아직 알려지지 않았습니다. 모양을 설명하기 위해 연구자들은 다양한 환경에서 효과를 연구하고 이론을 개발했습니다. 그들은 충격파 이론이 그 해답을 제공한다고 제안합니다. 그들은 초음속이 아닌 경우에도 교란이 발생할 때 충격파가 형성 될 수 있다고 언급합니다. 증발에 의해 유체 가 유동 할 때의 예가 관찰되었다 . 이러한 상황에서는 충격파를 저압 충격이라고합니다. 연구원들은 그러한 충격파가 없으면 와인 이 손가락 모양으로 형성 될 것이라고 제안했다 . 또한 액체의 불안정성으로 모양 이 변경되어 충격파가 발생하여 역 압축 충격이 발생하고 궁극적으로 유리 측면에 달라 붙는 파열 모양의 패턴이 있다고 제안합니다..
더 탐색 와인 잔 크기는 식당에서 마시는 양에 영향을 줄 수 있습니다 추가 정보 : 와인 찢어짐에 대한 비 압축 충격 이론, Physical Review Fluids (2020) journals.aps.org/prfluids/acce… c39536c10099b7209059 , Arxiv : arxiv.org/abs/1909.09898
https://phys.org/news/2020-03-undercompressive-wine-phenomenon.html
.화학 결합을 통한 원자의 화학 반응성 변화 측정
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 크레딧 : Julian Berwanger, University Regensburg 2020 년 3 월 11 일 보고서
뮌헨 레 겐스 부르크 대학교 (University of Regensburg)와 루드비히 막시밀리안 대학교 뮌헨 (Ludwig-Maximilians-University Munich)의 연구팀은 원자의 화학적 반응성이 화학 결합에 의존하는지 측정하는 방법을 개발했다. Physical Review Letters 저널에 실린 논문 에서이 그룹은 프로세스와 테스트시 발견 한 내용을 간략하게 설명합니다. 이전의 연구에 따르면 화학적 반응성 은 원자의 원자 분리 정도에 영향을 받는다. 여러 채권을 가지고 그 사람들은 적은 경향이있다 본드 몇 채권과 원자보다 다른 원자와. 이 간단한 개념은 촉매 및 화학 작용 에 중요한 역할을 합니다. 그러나 지금까지 화학자들이 다른 수의 다른 원자와 결합한 원자의 화학적 반응성의 변화를 직접적이고 정량적으로 측정하는 방법은 없었습니다. 이 새로운 노력에서 연구자들은 다른 방법으로 쉽게 재현 할 수있는 방법을 찾았습니다. 이 작업에는 일종의 스캐닝 프로브 현미경이 포함되었습니다.(SPM)은 검토중인 물질과 접촉하지 않고 작동합니다. 단일 원자와 그 사이의 결합을 이미징, 조작 및 분광 분석 할 수있는 유형입니다. 연구진은 SPM 프로브의 끝에 CO 분자를 부착 한 다음 다른 원자와의 배위 량을 조절하는 수단 인 철 원자의 다른 크기의 클러스터 (3-25)를 만드는 데 사용했습니다. 그런 다음 팁을 사용하여 클러스터의 원자를 조사했습니다. 팁이 원자 근처로 이동하면 결합이 발생하여 측정 할 수있었습니다. 결합의 변화에 주목함으로써, 연구팀은 서로 다른 크기의 클러스터에 속했을 때 원자들 사이에 형성되는 결합의 강도를 계산할 수 있었고, 원자의 반응성 정도를 직접 측정 할 수 있었다. 연구진은 그룹 원자의 모서리 원자와 모서리 원자가 그룹 중간의 다른 원자보다 반응성이 낮다는 사실을 발견했다. 그러나 새로운 결과에서 연구팀은 다른 원자 와의 조정 정도에 따라 원자의 화학적 반응성에 대한 측정 가능한 결정을 제공 할 수 있었다 .
더 탐색 원자 이미지는 일부 산소 원자에 대한 많은 이웃을 보여줍니다. 추가 정보 : Julian Berwanger et al. 작은 Fe 클러스터의 원자 적으로 해결 된 화학적 반응성, 물리적 검토 편지 (2020). DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 124.096001 저널 정보 : 실제 검토 서한
https://phys.org/news/2020-03-variations-atom-chemical-reactivity-bonds.html
.슈퍼 버그와 싸우는 새로운 나노 전략
라이스 대학교 Mike Williams 도식은 분자 각인 된 흑연 질 질화 탄소 나노 시트를 제조하는 3 단계 방법을 보여준다. Rice University의 연구자들이 개발 한 과정은 폐수 공장에서 생산 된 2 차 폐수에서 발견되는 자유 부유 항생제 내성 유전자를 잡아 내 죽일 수 있습니다. 크레딧 : Danning Zhang / Rice University, 2020 년 3 월 12 일
항생제 내성 박테리아를 폐수에서 제거하여 사회에 미치는 위험을 제거하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 그들이 남겨둔 비트도 파괴되어야합니다. 라이스 대학의 브라운 엔지니어링 스쿨 (Brown School of Engineering)의 연구자들은 항생제 내성 유전자를 "포획 및 재 포핑"하는 새로운 전략을 가지고있다.이 박테리아는 숙주가 죽었음에도 불구하고 다른 박테리아의 내성을 찾아 내고 내성을 높일 수있는 박테리아이다. 라이스 환경 엔지니어 인 페드로 알바레즈 (Pedro Alvarez)가 이끄는 팀은 분자 각인 흑연 질화 질화 질소 나노 시트를 사용하여 하수 시스템 폐수에서 이러한 유전자 잔유물을 흡수하고 분해하여 다른 박테리아에 침입하여 감염시킬 수 있습니다. 연구자들은 다중 약물에 저항하는 것으로 알려진 뉴 델리 메탈로-베타-락타 마제 1 (NDM1)을 코딩하는 플라스미드 암호화 항생제 내성 유전자 (ARG)를 표적으로 삼았다. ARG와 용액으로 혼합되고 자외선에 노출 될 때, 처리 된 나노 시트는 흑연 질화 질소 단독보다 유전자를 파괴하는데 37 배 더 우수함을 입증했다. 쌀 기반 나노 시스템 공학 나노 기술 가능 수처리 연구 센터 (NEWT)의 후원하에 수행 된 작업은 미국 화학 학회지 Environmental Science and Technology에 자세히 설명되어 있습니다. "이 연구는 슈퍼 버그로 알려진 다제 내성 박테리아의 출현에 대한 우려가 커지고있다"고 NEWT 센터의 Alvarez 이사는 말했다. "2050 년까지 매년 천만 명이 사망 할 것으로 예상됩니다. 그는“환경 엔지니어로서 일부 수자원 인프라가 수퍼 버그를 가지고 있을까 걱정하고있다”고 말했다. "예를 들어, 우리가 연구 한 톈진 의 폐수 처리장 은 번식지이며, 각각 하나씩 들어가는 5 개의 NDM1 양성 균주를 배출합니다. 폭기조는 모든 박테리아가 자라는 고급 호텔과 같습니다. "안타깝게도 일부 슈퍼 버그는 염소 처리에 저항력을 가지며, 저항성 박테리아는 수용 환경에서 점토에 의해 안정화되고 토착 박테리아를 변형시켜 저항성 저수지가되는 세포 외 ARG를 방출합니다. 이는 세포 외 ARG의 방출을 막기 위해 기술 혁신의 필요성을 강조합니다. "이 논문에서 우리는 세포 외 ARGs를 파괴하는 트랩 앤 za 전략에 대해 논의합니다. 우리의 전략은 배경 유기 화합물에 의한 선택성을 향상시키고 간섭을 최소화하는 분자 각인 코팅을 사용하는 것입니다."
왼쪽에서, 주사 전자 현미경 이미지는 분자-각인 된 흑연 질 질화 탄소 나노 시트의 메조 포러스 구조를 보여준다. 오른쪽, 투과 전자 현미경 이미지는 시트의 가장자리와 결정 구조를 보여줍니다. Rice University의 연구자들은 폐수 공장에서 생산 된 2 차 폐수에서 발견 된 자유 부유 항생제 내성 유전자를 잡아 죽이기 위해 나노 시트를 각인했습니다. 크레딧 : Alvarez Research Group / Rice University
분자 각인은 올바른 모양의 분자에만 맞는 결합 부위를 가진 천연 효소와 달리 열쇠를 끄는 자물쇠를 만드는 것과 같습니다. 이 프로젝트에서, 흑연 질 질화 탄소 분자는 NDM1을 흡수하고 파괴하도록 맞춤화 된 잠금 또는 광촉매이다. 촉매를 만들기 위해 연구원들은 먼저 나노 시트 가장자리를 폴리머, 메타 크릴 산 및 내장 된 구아닌으로 코팅했다. Alvarez는“구안 닌은 가장 쉽게 산화되는 DNA 염기이다. "구아닌은 염산으로 씻겨져 자국이 남는다. 이것은 환경 DNA (eDNA)를위한 선택적 흡착 사이트 역할을한다." 이 논문의 공동 저자 인 쌀 대학원생 Danning Zhang은 질화 탄소는 비금속 성이므로 사용하기에 안전하고 쉽게 이용할 수 있기 때문에 기본 나노 시트로 선택되었다고 말했다. Alvarez는 모든 촉매가 증류수에서 ARG를 제거하는 데 효율적이지만 고형물과 유기 화합물을 제거한 후 하수 처리장의 산물 인 2 차 폐수에서는 그다지 효과적이지 않다고 지적했다. Alvarez는“2 차 유출 물에는 활성 산소 종 제거제 및 기타 억제 화합물이있다. "이 트랩 앤-전략은 eDNA 유전자의 제거를 크게 향상시켜 상업용 광촉매보다 성능이 뛰어납니다." 연구원들은 염소 처리 및 자외선을 포함한 폐수 처리장에서 사용되는 기존의 소독 공정이 항생제 내성 박테리아 를 제거하는 데에는 효과적이지만 ARG를 제거하는 데에는 상대적으로 비효율적이라고 지적했습니다. 그들은 그들의 전략이 산업 규모로 적용될 수 있기를 희망합니다. Zhang은이 실험실이 아직 다른 ARG에 대한 광범위한 테스트를 수행하지 않았다고 말했다. "구아닌은 DNA의 일반적인 구성 요소이므로 ARG이기 때문에이 접근법은 다른 eARG를 효율적으로 분해해야한다"고 그는 말했다. 탁월한 초기 성공에도 불구하고 현재 프로세스를 개선 할 여지가 있습니다. Zhang은“우리는 아직 광촉매 물질이나 처리 공정을 최적화하려고 시도하지 않았다. "우리의 목표는 분자 각인이 eARG를 목표로하는 광촉매 공정의 선택 성과 효능을 향상시킬 수 있다는 개념 증명을 제공하는 것입니다." 중국 난징 기술 대학의 Qingbin Yuan은이 논문의 공동 저자입니다. 공동 저자는 라이스 대학원생 인 Ruonan Sun과 Hassan Javed, 그리고 휴스턴 맥거번 의대 (Houston 's McGovern Medical School)의 텍사스 대학교 건강 과학 센터 (Texas University of Texas Health Science Center)의 혈액 조교수 강우 (Gang Wu)입니다. 라이스 박사후 연구원 인 핑펑 유 (Pingfeng Yu)는 공동 저자이다. 알바레즈 (Alvarez)는 조지 R. 브라운 (George R. Brown) 토목 및 환경 공학 교수이며 화학 및 화학 및 생물 분자 공학 교수입니다.
더 탐색 하수도에서 번식하는 '슈퍼 버그' 추가 정보 : Qingbin Yuan et al., 분자 각인 된 흑연 질 탄소 질화물, 환경 과학 및 기술에 의한 세포 외 항생제 내성 유전자의 선택적 흡착 및 광촉매 분해 (2020). DOI : 10.1021 / acs.est.9b06926 저널 정보 : 환경 과학 및 기술 , 환경 과학 및 기술 라이스 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-nano-strategy-superbugs.html
.왜 화성에 가나 요?
화성은 우리 태양계와 가깝기 때문에 탐험의 명백한 목표이지만 붉은 행성을 탐험해야 할 더 많은 이유가 있습니다. 화성에가는 과학적인 이유는 생명을 찾고, 표면과 지구의 진화를 이해하고, 미래의 인간 탐험을 준비함으로써 요약 될 수 있습니다. 화성에서 생명체 찾기 지구를 넘어 우주의 다른 곳에 생명체가 존재했는지 이해하는 것은 인류의 근본적인 문제입니다. 화성은 태양계의 지구와 가장 유사한 행성이기 때문에이 질문을 조사하기에 훌륭한 장소입니다. 증거는 화성은 한때 물로 가득 차고 따뜻하며 더 두꺼운 분위기를 가지고있어 잠재적으로 거주 가능한 환경을 제공한다고 제안합니다. 화성의 표면과 진화에 대한 이해 지구에서 생명이 일어나고 진화하는 동안 화성은 심각한 기후 변화를 겪었습니다. 행성 지질 학자들은 암석, 퇴적물 및 토양을 연구하여 단서의 역사를 밝혀 낼 수 있습니다. 과학자들은 생명이 어떻게 살아남 았는지 이해하기 위해 화성의 물 역사에 관심이 있습니다. 화산, 유성 충돌로 인한 분화구, 대기 또는 광 화학적 영향의 징후 및 지구 물리학 적 과정은 모두 화성의 역사를 담고 있습니다. 대기의 표본은 그것의 형성과 진화에 대한 결정적인 세부 사항을 밝힐 수 있으며 화성이 지구보다 대기가 적은 이유를 보여줍니다. 화성은 우리가 집에 대해 더 많이 배우도록 도울 수도 있습니다. 화성의 지구 물리학 적 과정을 이해하면 태양계에서 지구와 다른 행성의 진화와 역사에 대한 세부 정보를 발견 할 수 있습니다. 화성과 지구의 대기 비교 화성과 지구의 대기 비교 인간 탐험 인간의 화성 탐사 비용과 위험을 줄이기 위해 로봇 임무는 앞서 스카우트하고 잠재적 자원과 지구에서 일할 위험을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 우주 비행사를 보내기 전에 위험을 이해해야합니다. 불가피하게 우주 비행사는 장비 나 자신을 통해 지구로 돌아올 때 포함되지 않은 화성 물질을 가져올 것입니다. 토양과 먼지의 생물학적 위험을 이해하면 이러한 미래의 임무를 계획하고 준비하는 데 도움이됩니다. 화성에가는 것은 어렵고 우리는 이웃 행성으로의 여행에서 살아 남기 위해 모든 것을 포장해야하기 때문에 인간에게는 더욱 어려워집니다. 이미 현지에서 이용할 수있는 리소스를 사용할 수 있다면 화성 임무를 설계하는 것이 더 쉬울 것입니다. 물은 우주 비행사가 소비하고 연료를 소비하기위한 인간 탐험에 유용한 자원입니다. 로봇이 수집 한 샘플은 미래의 인간 탐험가가 이용할 수있는 잠재적 자원이 어디 있는지, 어떻게 활용하는지 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.
https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/Why_go_to_Mars
.암흑 물질 보이지 않는 암흑 물질은 대부분의 우주를 구성하지만 중력 효과로만 탐지 할 수 있습니다
암흑 물질 보이지 않는 암흑 물질은 대부분의 우주를 구성하지만 중력 효과로만 탐지 할 수 있습니다. 우리 우주의 은하들은 불가능한 업적을 달성하고있는 것 같습니다. 그들은 관측 가능한 물질에 의해 생성 된 중력이 그것들을 함께 붙잡을 수없는 속도로 회전하고있다. 그들은 오래 전에 떨어져서 찢어 졌어 야했다. 은하단의 은하에서도 마찬가지입니다. 과학자들이 우리가 볼 수없는 것이 작동하고 있다고 믿게합니다. 그들은 우리가 아직 직접적으로 감지하지 못한 것은이 은하들에 여분의 질량을주고, 그대로 유지하는데 필요한 여분의 중력을 생성한다고 생각합니다. 이 이상하고 알려지지 않은 물질은 보이지 않기 때문에“암흑 물질”이라고 불렀습니다. 암흑 물질 일반 물질과 달리 암흑 물질은 전자기력과 상호 작용하지 않습니다. 즉, 빛을 흡수, 반사 또는 방출하지 않으므로 눈에 잘 띄지 않습니다. 실제로, 연구자들은 가시적 인 물질에 미치는 것으로 보이는 중력 효과로부터 만 암흑 물질의 존재를 유추 할 수있었습니다. 암흑 물질은 가시적 물질보다 약 6 대 1로 가장 큰 것으로 보이며, 우주의 약 27 %를 차지합니다. 냉정한 사실이 있습니다. 우리가 알고있는 모든 별과 은하를 구성하는 것은 우주 내용의 5 %만을 차지합니다! 그러나 암흑 물질은 무엇입니까? 한 가지 아이디어는 "초대칭 입자"를 포함 할 수 있다는 것 입니다. 표준 모델 에서 이미 알려진 입자와 파트너 인 가정 된 입자입니다 . 대형 하드론 충돌기 실험 (LHC)는 암흑 물질에 대한보다 직접적인 단서를 제공 할 수 있습니다. 많은 이론에 따르면 암흑 물질 입자는 LHC에서 생성되기에 충분히 가벼울 것이라고합니다. 만약 그들이 LHC에서 만들어 졌다면, 그들은 탐지되지 않은 채 탐지기를 통해 탈출 할 것입니다. 그러나 그들은 에너지와 운동량을 제거하여 물리학 자들은 충돌 후 에너지와 운동량의“결 측량”으로부터 그들의 존재를 유추 할 수있었습니다. 암흑 물질 후보는 초대칭 및 추가 차원과 같이 표준 모델 이상의 물리학을 제안하는 이론에서 자주 발생합니다. 한 이론은 우리가 알고있는 물질과 거의 공통점이없는 암흑 물질로 이루어진 평행 세계인“숨겨진 계곡”의 존재를 제안합니다. 이 이론들 중 하나가 사실이라면, 과학자들이 우리 우주의 구성, 특히 은하계가 어떻게 결합되는지에 대해 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 암흑 에너지 암흑 에너지는 우주의 약 68 %를 구성하며 우주의 진공과 관련이있는 것으로 보입니다. 우주뿐 아니라 시간에도 우주 전체에 골고루 분포되어 있습니다. 즉, 우주가 팽창함에 따라 그 영향이 줄어들지 않습니다. 균일 한 분포는 암흑 에너지가 국소적인 중력 효과가 아니라 우주 전체에 미치는 전체적인 영향을 의미합니다. 이로 인해 반발력이 생겨 우주의 팽창을 가속화하는 경향이 있습니다. 팽창률과 가속도는 허블 법칙에 근거한 관찰에 의해 측정 될 수있다. 이러한 측정은 다른 과학적 데이터와 함께 암흑 에너지의 존재를 확인했으며이 신비한 물질의 존재 정도를 추정합니다.
https://home.cern/science/physics/dark-matter
.넓게 분리 된 원자 사이의 양자 얽힘
주제 : Max Planck Institute양자 정보 과학양자 역학양자 물리 으로 막스 플랑크 연구소의 2012 년 7 월 19 일 장거리 양자 통신을 향한 길을 개척하다 빔 스플리터와 두 개의 광 검출기로 구성된 실험 설정은 루비듐 원자 (빨간색 빔)에서 방출 된 광자를 등록하고 두 원자가 얽힌 상태 (보라색 빔으로 표시)에있을 때마다 신호를 생성합니다. 그래픽 : Wenjamin Rosenfeld
과학자들은 독립적으로 20 미터 떨어져있는 두 개의 단일 루비듐 -87 원자의 스핀 사이의 얽힘을 예리하는 방법을 시연하여 먼 거리에서 양자 통신을 향한 길을 닦았다. 현재, 이론 물리학 자 및 실험 물리학자는 양자 네트워크가 양자 노드가 광섬유를 통해 광자에 의해 매개되는 고정 노드로 이루어진 것으로 생각한다. 고정 양자 시스템 사이의 양자 기계적 얽힘은 장거리 통신에 핵심적인 역할을합니다. 그러나, 유리 섬유에서 광자의 손실로 인해 그러한 네트워크의 확장이 제한된다. 이러한 문제에 대한 해결책은 소위 양자 리피터 (quantum repeater)에 의해 제공되는데, 이는 소위 다수의 작은 섹션의 시퀀스에 걸쳐 얽힘을 통과 시켜서 얽힌 상태를 먼 길로 연장시킨다. Wenjamin Rosenfeld (MPQ, Garching의 양자 광학 연구소, MPQ), Markus Weber 박사 (LMU) -Ludwig-Maximilians-Universität München, LMU) 및 교수 Harald Weinfurter (LMU 및 MPQ)는 이제 이러한 장치의 기본 구성 요소를 개발했습니다. 실험에서 20 미터 떨어진 두 개의 루비듐 원자가 얽힘이 이루어질 때마다 신호가 생성되는 방식으로 얽힌 다 (과학, 2012 년 7 월 6 일; DOI : 10.1126 / science.1221856 ). 예를 들어 검정 또는 흰색과 같은 고전적인 물체와 달리 양자 입자는 동시에 두 가지 "색상"을 취합니다. 입자가 측정 가능한 두 가지 특성 중 하나를 결정하는 것은 바로 마지막 순간입니다. 이 독특한 행동은 두 개의 양자 객체가 하나의 얽힌 상태를 형성 할 때 그 특성이 엄격하게 연결되어 즉 양자 상관 관계가있을 때 더욱 놀랍습니다. 하나의 입자 상태, 예를 들어 광자의 편광 상태가 측정에서 결정되면, 입자 사이의 거리에 관계없이 두 입자 중 하나가 파트너 입자에서 관찰 될 것임을 즉시 알 수 있습니다. 이“원거리에서의 행동”은 지역적 인과성 규칙을 따르는 정보의 고전적인 의사 소통과 양립 할 수 없습니다. 얽힘은 도청에 안전한 퀀텀 네트워크의 두 노드 사이에 통신 채널을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 도청 작업은 두 노드에서 상관 관계가 감소하여 눈에 띄는 엉킴을 즉시 제거합니다. 얽힘은 또한 매우 먼 거리에서 양자 정보의 순간 이동을위한 자원의 역할을 할 수있다. 극복하기 어려운 점은 얽힘을 매개하는 광자 중 상당 부분이 유리 섬유의 산란 및 흡수 과정으로 인해 손실된다는 사실입니다. 이제 Harald Weinfurter 주변의 과학자들은 이러한 손실을 보상하는 데 도움이되는 양자 장치의 첫 번째 구성 요소를 개발했습니다. 기본 개념은 광자의 도움을 받아 공간에서 분리 된 두 원자 사이의 얽힘을 만들고이 상태를 후속 원자 (각각 정지 된 양자 시스템)로 옮기는 것입니다. 따라서, 각각 광학 쌍극자 트랩 내에 포획 된 2 개의 루비듐 원자는 제어 레이저로부터의 광 펄스에 의해 자극되어 광자를 방출한다. 이 과정에서 원자 의 양자 상태는 광자의 편광 상태와 얽혀 있습니다. 별도의 유리 섬유를 통과하여 두 광자는 빔 스플리터에 도달하여 간섭을받습니다. 빔 스플리터의 다른 출력 포트에서 두 광자를 동시에 감지하면 성공적인 얽힘을 알 수 있습니다. 신호가 없으면 전체 절차가 반복됩니다. 와인 퍼터 교수는“우리는 약 백만 번 시도해야한다”고 설명했다. “엉킴을 확인하면 체인과 같은 여러 시스템을 직렬로 연결하기가 더 쉬워 져 전체 체인에 걸쳐 엉킴을 확장 할 수 있습니다. 그러한 신호가 없다면 얽힘 생성을 위해 훨씬 더 복잡한 방법을 사용해야 할 것입니다.” 실험의 두 부분이 이미 독립적으로 작동하므로 전체 실험 설정을 더 큰 차원으로 확장 할 수 있습니다. 이 팀은 몇 년 동안 두 개의 고정 시스템을 최대 400 미터 거리까지 얽 히기를 희망합니다. 아마도이 실험은 1935 년 Albert Einstein에 의해 시작된 논쟁을 해결하는 데 도움이 될 것입니다. 저명한 물리학자는 양자 입자의 애매함과 관찰자의 특성에 미치는 영향에 대해 의심을 가졌습니다. 아인슈타인은 보리스 포돌스키 (Boris Podolski)와 나단 로젠 (Nathan Rosen)과 함께 측정하기 전에도 그 특성이 입자 안에 숨겨져 있다고 제안했다. 새로운 실험은이 이론의 타당성을 테스트 할 가능성이 있습니다. 이미지 : 웬 자민 로젠펠트
https://scitechdaily.com/quantum-entanglement-between-widely-separated-atoms/
.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.
.최악의 기후 변화 시나리오 : 그린란드와 남극 대륙이 예상보다 6 배 빠르게 얼음을 잃음
주제 : 남극기후 변화유럽 우주국지구 온난화그린란드 으로 유럽 우주국 - ESA , 2020 3월 12일 그린란드지는 얼음 그린란드. 크레딧 : I. Joughin, University of Washington
새로운 보고서에 따르면, 그린란드와 남극 대륙은 1990 년대보다 6 배 더 빨리 얼음을 잃고 있습니다. 현재 기후 변화의 최악의 기후 온난화 시나리오에 관한 정부 간 패널에서 진행되고 있습니다. 네이처 (Nature)의 두 개의 별도 논문에 발표 된 연구 결과에 따르면 그린란드와 남극 대륙은 1992 년에서 2017 년 사이에 6.4 조 톤의 얼음을 잃어 전세계 해수면이 17.8 밀리미터 증가한 것으로 나타났습니다. 극지 빙상이 녹아 발생하는 해수면 상승 중 약 60 % (10.6mm)는 그린란드의 얼음 손실로 인한 것이며 40 %는 남극 (7.2mm)으로 인한 것입니다. 총 빙상 손실률은 1990 년대 810 억 톤에서 2010 년대에는 475 억 톤으로 30 년 만에 6 배 증가했습니다. 이것은 극지 빙상이 해수면 상승의 3 분의 1을 담당한다는 것을 의미합니다. 새로운 평가는 현재까지 얼음 손실에 대한 가장 완벽한 그림을 만들어 낸 89 명의 극지 과학자들로 구성된 국제 팀에서 나왔습니다. NASA Jet Propulsion Laboratory의 Leeds 대학교와 Erik Ivins의 Andrew Shepherd가 이끄는 Ice Sheet Mass Balance Inter-comparison Exercise (IMBIE)는 ESA의 ERS-1, ERS-2, Envisat 등 11 개 위성의 데이터를 비교하고 결합했습니다. 빙상 체적, 유량 및 중력의 변화를 모니터링하기위한 EU의 Copernicus Sentinel-1 및 Sentinel-2 임무와 CryoSat 임무. 이 팀은 30 년에 걸친 관측 데이터를 사용하여 그린란드와 남극 대륙의 얼음의 득 또는 손실 (질량 균형이라고도 함)에 대한 단일 추정치를 생성했습니다. 셰퍼드 교수는 다음과 같이 설명합니다.“해발 1 센티미터 씩 상승 할 때마다 해안 홍수와 해안 침식이 일어나 지구의 사람들의 삶을 방해합니다. 필드 캠프 알렉산더 섬 남극 남극 반도 알렉산더 섬의 오벨리스크 옆에있는 영국 남극 조사 2 인용 야영지. 크레딧 : Hamish Pritchard, BAS “남극 대륙과 그린란드가 최악의 기후 온난화 시나리오를 계속 추적한다면, 세기 말까지 17 센티미터의 해수면이 추가로 상승 할 것입니다. 이는 2100 년까지 연간 해안 홍수로 4 억 명의 사람들이 위험에 처해 있음을 의미합니다. 이들은 작은 영향을 미치는 사건은 아닙니다. 그들은 이미 진행 중이며 해안 지역 사회에 치명적일 것입니다.” Josef Aschbacher의 ESA 지구 관측 프로그램 이사는 다음과 같이 말합니다. "IMBIE는 또한 유럽과 미국 최고의 과학 팀이 어떻게 과학의 불타고있는 문제를 해결하기 위해 모범적 인 방법으로 협력 해 왔는지를 보여주는 훌륭한 예입니다." IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)의 최신 보고서에 따르면 전 세계 해수면이 2100 년까지 60cm 증가 할 것으로 예상되며 이로 인해 연간 해안 홍수가 발생할 위험이 360 만 명이 될 것으로 추정됩니다. 그러나 IMBIE 팀의 연구에 따르면 남극 대륙과 그린란드의 얼음 손실은 예상보다 빠르게 증가하여 IPCC의 최악의 기후 온난화 시나리오를 추적합니다. 아이슬란드 대학 빙하학과 교수 인 Guðfinna Aðalgeirsdóttir와 기후 변화 6 차 평가 보고서에 관한 정부 간 패널의 수석 저자는 다음과 같이 말했습니다 : 그들의 위성 관측 결과에 따르면 그린란드에서 녹는 것과 얼음의 배출이 관측이 시작된 이후 증가했다. “아이슬란드의 아이스 캡은 지난 2 년간 기록 된 아이스 손실이 비슷한 수준이지만 2019 년 여름은이 지역에서 매우 따뜻하여 대량 손실이 발생했습니다. 2019 년에도 비슷한 그린란드 질량 손실이 증가 할 것으로 예상됩니다. 매년 큰 해빙이 얼마나 많은지 파악하기 위해 큰 빙상을 계속 모니터링하는 것이 매우 중요합니다.” 남극 대륙에서 잃어버린 얼음과 그린란드에서 잃어버린 얼음의 거의 모든 부분이 유출 빙하를 녹이는 바다에 의해 유발되어 속도가 빨라집니다. 그린란드의 나머지 얼음 손실은 기온이 상승하여 빙상이 표면에서 녹아서 발생합니다.
참고 문헌 : The IMBIE 팀 (Andrew Shepherd, Erik Ivins, Eric Rignot, Ben Smith, Michiel van den Broeke, Isabella Velicogna,
.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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