연구원들은 포괄적 인 단일 셀지도 책을 향해 큰 발걸음을 내딛습니다
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.배고픈 스타는 'Be X-Ray'시스템에서 서로를 식인합니다
작성자 : OZGRAV 2020 년 3 월 29 일 이진 별 시스템에서 발견 된 행성 형성 생명선 이중 별 시스템의 아티스트 인상. 크레딧 : ESO / L. 칼카 다
인류는 우리 역사가 시작된 이래로 별에서 빛을 연구 해 왔습니다. 그러나 우리는 지난 수십 년 동안 별이 혼자 있고 싶지 않다는 것을 발견했습니다. 서로 주위를 공전하는 두 개의 별을 포함하는 이진 시스템은 가장 일반적인 중력 결합 별 모음 중 하나이지만 진화는 복잡합니다. 천문학 자들은 더 큰 그림을 나타 내기 위해 여러 별의 관측 퍼즐을 모 으려고 노력하고 있습니다. 과학자들은 이진 진화에 대한 이해를 이용하여 ARC 중력파 발견 센터 (OzGrav)의 연구원들이 개발 한 항성 집단 합성 코드 COMPAS를 사용하여 항성 이진 집단을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 모나 쉬 대학교 및 버밍엄 대학교의 하노버 막스 플랑크 연구소 (University of Hannover)와 협력하여 OzGrav 연구원들은 최근 Small Magellanic Cloud에서 관찰 된 'Be X-ray'바이너리의 속성의 기원을 이해하기위한 연구를 수행했습니다. X-ray 바이너리는 일반적으로 빠르게 회전하는 거대한 별 주위를 도는 중성자별로 구성된 별 시스템 입니다. 이 회전은 거대한 별이 유출 물질의 디스크를 생성하게하며,이 중 일부는 중성자 별에 의해 축적됩니다. 그런 다음 중성자 별은 과학자들이 관찰하고 측정 할 수있는 X 선 방사선을 발사합니다. OzGrav Affiliate Serena Vinciguerra가 이끄는이 연구는 COMPAS 코드를 사용하여 Small Magellanic Cloud와 같은 환경을 시뮬레이션했습니다. 시뮬레이션 된 Be X-ray 바이너리의 궤도 특성과 관측 된 궤도 특성을 비교함으로써 연구자들은 이러한 별 시스템의 진화 가능성을 밝혀 냈습니다.
궤도 특성 X 선 이진 크레딧 : 중력파 발견을위한 ARC Excellence of Center
처음에는 두 개의 별이 단단한 이진 시스템에서 태어납니다. 가장 거대한 별은 더 빨리 진화하고 팽창합니다. 두 별 사이의 근접성으로 인해 팽창 된 거대한 별은 재료를 작은 별에 공급합니다. 시간이 지남에 따라 거대한 별은 대부분의 질량을 먹이고 잃을 수 있습니다. 그러나 작은 별은 너무 꽉 차서 모든 '음식'(재료)을 받아들이지 않을 수 있습니다. 각 별의 개인 '다이어트'는 체질과 나이뿐만 아니라 별을 먹이는 거대한 별에 달려 있습니다. X 선 이진법에서 별들의식이는 천문학 자들이 이전에 가정했던 것보다 더 관대합니다. 결과적으로, 잘 먹인 별은 거대 해지고 빠르게 회전합니다. 나중에 진화하면서 원래 가장 거대한 별은 초신성으로 폭발하여 작지만 밀도가 높은 중성자 별을 남길 수 있습니다. 별들이 폭발에서 살아남 으면 중성자 별이 거대하고 빠르게 회전하는 별을 선회하는 Be X 선 시스템을 형성합니다. 참조 :“SMC에서 XI 이진을 대량 전송 효율의 지표로 사용하십시오.”Serena Vinciguerra, Coenraad J. Neijssel, Alejandro Vigna-Gómez, Ilya Mandel, Philipp Podsiadlowski, Thomas J. Maccarone, Matt Nicholl, Samuel Kingdon, Alice Perry 및 Francesco Salemi, 2020 년 2 월 29 일, 고 에너지 천체 물리 현상 . arXiv : 2003.00195
https://scitechdaily.com/hungry-stars-cannibalize-each-other-in-be-x-ray-systems/
.은하의 벌지에서 시차 Microlensing 자유 부동 별
주제 : 천문학천체 물리학하버드-스미소니언천문물리학센터스피처 우주 망원경 으로 천체 물리학 하버드 - 스미소니언 센터 2020년 3월 28일 중력 렌즈 은하 벌지 개념
광선의 경로는 일반 상대성 이론에 설명 된 바와 같이 질량의 존재에 의해 구부러집니다. 따라서 거대한 물체는 렌즈 (소위 "중력 렌즈")와 같은 역할을하여 뒤에 보이는 물체의 이미지를 왜곡 할 수 있습니다. Microlensing은 관련된 현상입니다. 중력 렌즈 역할을하는 움직이는 우주 물체가 배경 별이 빛을 통과 할 때 배경 별의 빛의 세기를 조절할 때 짧은 빛의 섬광이 생성됩니다. 약 50 년 전에 과학자들은 잘 분리 된 2 개의 유리한 지점에서 마이크로 렌즈 섬광을 관찰 할 수 있다면 시차 측정으로 어두운 물체의 거리를 줄일 수 있다고 예측했습니다. 스피처 우주 망원경으로 지구에서 멀어지면서 태양을 공전하지만 궤도 경로의 약 1/4만큼 지구 뒤를 쫓습니다.비용 절감 측정으로서의 NASA . CfA 천문학 자 Jennifer Yee는 작은 천체의 시차 마이크로 렌즈 측정을 수행하는 대규모 국제 천문학 자 팀의 일원입니다. 이 기술은 자유 부유 행성, 갈색 왜성, 저 질량 별 및 블랙홀과 같은 고립 된 물체를 프로빙하는 강력한 도구입니다. 질량이 낮은 쪽에서, 마이크로 렌즈는 이미 몇 개의 가능한 지구 질량 물체를 포함하여 몇 개의 자유 부유 행성 후보를 이미 감지했습니다. 이러한 발견은 자유 부유 행성의 기원과 진화에 대한 이론을 테스트하는 데 중요합니다. 유사하게, 고립 된 갈색 왜성 같은 더 큰 물체의 마이크로 렌즈 관찰은 보통의 디스크 별과 반대되는 의미로 공전하는 물체를 식별했다. 마이크로 렌즈를 통해 발견 된 스텔라 질량 크기의 물체는 스텔라 질량 블랙홀과 중성자 별을 나타냅니다.
Spitzer의 중력 마이크로 렌즈 감지 마이크로 렌즈 시스템의 허블 우주 망원경 이미지. 왼쪽 이미지는 마이크로 렌즈 현상이 관찰 된 후 3.7 년 동안 촬영되었습니다. 오른쪽에있는 것은 움직이는 전경 (렌즈) 소스가 위치를 변경 한 후 8.9 년 후에 촬영되었습니다. 렌즈와 소스 구성 요소 (A 및 B)는 이후 이미지에서 명확하게 해결됩니다. 크레딧 : NASA / Hubble
새로운 microlensing 시차 관측은 두 개의 작고 고립 된 별의 질량과 거리를 결정할 수있었습니다. 하나는 질량이 약 0.6 태양 질량이며 우리로부터 약 23,700 광년 떨어져 있습니다. 두 번째에 대한 모델링은 모호하여 약 24,800 광년에서 0.40 태양 질량 또는 24,300 광년 거리에서 0.38 태양 질량이라는 결론을 내립니다. 두 별은 모두 붉은 거인이며 은하수 에서 땅콩 모양의 오래된 별 (약 100 억년 전)에 있으며 , 우리 은하의 중앙 지역에서 반경은 약 7 천 광년입니다. 새로운 결과는 6 개의 초기 시차 마이크로 렌즈 측정과 함께 갤럭시의 현재 모델과 돌출부 형성을 강력하게 지원합니다.
참조 :“ 스피처Microlensing 시차는 은하 팽창에서 두 개의 고립 된 별을 보여준다
https://scitechdaily.com/parallax-microlensing-free-floating-stars-in-the-milky-ways-bulge/
.행성 수비수는 소행성 편향 코드를 검증
로렌스 리버모어 국립 연구소 놀란 오브라이언 Lawrence Livermore 연구원은 소행성 변형 시뮬레이션 결과를 실험 데이터와 비교 한 결과 강도 모델이 운동량 전달에 상당한 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 크레딧 : Lawrence Livermore National Laboratory
로렌스 리버모어 국립 연구소 (LLNL)의 행성 방위 연구자들은 미국 지구 물리학 연합 지 Earth and Space Science 의 4 월호에 발표 될 연구에서 지구-지속 소행성을 어떻게 편향시킬 수 있는지 정확하게 시뮬레이션하는 능력을 계속 검증하고 있습니다 . LLNL 물리학자인 Tané Remington이 이끄는이 연구는 2021 년 DART (Double Asteroid Redirection Test) 미션을위한 모델링 계획을 설계하는 데 도움을 줄 수있는 코드 매개 변수의 민감도를 발견했으며, 이는 최초의 운동 학적 충격 편향이 될 것입니다. 지구 근처의 소행성에 대한 데모. 소행성은 지구에 영향을 미치고 지역 규모에서 지구 규모로 피해를 입힐 가능성이 있습니다. 인류는 잠재적으로 위험한 물체를 편향 시키거나 방해 할 수 있습니다. 그러나 소행성에 대해 직접 실험을 수행 할 수있는 능력이 제한되어 있기 때문에 여러 변수가 운동 변형에 영향을 줄 수있는 방법을 이해하는 것은 관련 실험실 규모 실험에 대해 철저한 검증을 거친 대규모 유체 역학 시뮬레이션에 의존합니다. 레밍턴은“우리는 일생 동안 일어날 확률이 매우 낮은 것을 준비하고 있지만, 그럴 경우 매우 높은 결과를 얻을 수있다”고 말했다. "언젠가 우리의 길로 향하는 것을 본다면 시간은 적이 될 것입니다. 우리는 그것을 편향시킬 수있는 창이 제한적일 수 있으며, 우리는 재난을 피하는 방법을 알고 싶어 할 것입니다. 이것이 바로이 작업의 전부입니다." 이 연구는 초고속 발사체가 현무암 구체 목표에 영향을 미치는 교토 대학에서 실시한 1991 년 실험실 실험의 데이터와 시뮬레이션 결과를 비교하여 코드의 정확성을 조사했습니다. 레밍턴은 실험 결과와 매우 유사한 시뮬레이션 결과를 생성하기 위해 Spheral이라는 적응 형 평활 입자 유체 역학 코드를 사용했습니다. 또한이 시뮬레이션을 통해 연구원들은 부서지기 쉬운 암석 소행성을 사용하여 영향 시나리오를 정확하게 시뮬레이션하는 데 가장 중요한 모델과 재료 매개 변수를 식별 할 수있었습니다. 그들은 강도 모델과 그 매개 변수의 선택이 예상 분화구 크기와 목표 소행성으로 전달되는 운동량에 실질적인 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 팀은 강도 모델 외에도 시뮬레이션 결과 가 변형 모델 및 재료 매개 변수에 민감 하다는 것을 발견했습니다 . 이러한 결과는 올바르게 검증 된 코드를 갖는 것과 편향 미션을 효과적으로 계획하는 데 필요한 신뢰를 갖는 것 사이의 연관성을 강조합니다. 소행성이 지구에 즉각적인 위협을 가하는 것은 아니지만, LLNL 연구자들은 DART 미션을위한 모델링 계획을 개발하기 위해 국립 원자력 안보국 및 NASA와 협력하고있다. 이러한 결과는 팀이 DART 모델링 계획을 연마하는 데 도움이됩니다. DART 우주선은 2021 년 7 월 말에 출시 될 예정입니다. 목표는 Didymos라는 지구 근처의 소행성 (이 둘은 서로 공전하는) 소행성으로, 지구상의 망원경을 사용하여 충돌 전에 그 특성을 정확하게 측정하기 위해 강렬하게 관찰되고 있습니다. DART 우주선은 2022 년 9 월에 약 6.6km / 초의 속도로 Didymoon이라고 불리는 이원 소행성의 작은 위성에 충돌 할 것입니다. 충돌로 인해 본체 주위의 궤도에있는 달의 속도가 1 %의 비율로 변화하지만, 이것은 지구상의 망원경으로 관찰하고 측정하기에 충분할 정도로 몇 분씩 달의 궤도주기를 변화시킬 것입니다. “이 연구는 DART 미션이 이전에 계산 된 것보다 더 작은 운동량 전달을 제공 할 것임을 시사한다”고 Spheral 코드의 논문 및 개발자에 대한 LLNL 물리학자인 Mike Owen은 말했다. "지구에 바운드 소행성이 있었다면, 운동량 전달을 과소 평가하는 것은 성공적인 편향 미션과 충격의 차이를 의미 할 수 있습니다. 우리가 올바른 답을 얻는 것이 중요합니다. 비교할 실제 데이터를 갖는 것은 그 책."
더 탐색 이 강력한 이온 엔진은 NASA의 DART 임무를 수행하여 소행성을 재 시도합니다. 추가 정보 : TP Remington et al. 소행성-변형 코드 검증, 지구 및 우주 과학에 대한 실험실 규모, 초고속 충격 실험의 수치 시뮬레이션 (2020). DOI : 10.1029 / 2018EA000474 에 의해 제공 로렌스 리버모어 국립 연구소
https://phys.org/news/2020-03-planetary-defenders-validate-asteroid-deflection.html
.연구원들은 포괄적 인 단일 셀지도 책을 향해 큰 발걸음을 내딛습니다
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 3 월 27 일 보고서
중국 항저우 (Hangzhou)의 여러 기관과 제휴 한 대규모 연구팀은 포괄적 인 인간 단일 세포지도 책을 만들기 위해 매우 큰 발걸음을 내딛었습니다. Nature 지에 게재 된 논문 에서이 그룹은 자원 봉사자들이 기증 한 50 만 개가 넘는 단일 세포의 RNA를 어떻게 서열 분석하고 단일 세포지도 책에 사용될 수있는 방식으로 그 정보를 제시하는 방법을 설명합니다. 인체의 모든 세포는 동일한 기본 유전 정보를 가지고 있으며 유전자가 발현되는 방식이 다릅니다. 발현되는 유전자는 주어진 세포의 기능을 정의합니다. 한동안 의학 연구자 들은 신체의 모든 부분에서 어떤 유전자가 세포에서 발현되는지를 설명하는 아틀라스를 원했습니다. 이러한 아틀라스는 과학자들이 새로운 연구 노력에 소요되는 시간을 절약 할뿐 아니라 세포의 기능과 함께 작동하는 방식을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 아틀라스는 일부 조직 유형에 대해 생성 되었지만 현재 인체의 모든 세포 유형 을 포괄하는 단일 아틀라스는 없습니다 . 이러한 아틀라스를 만들려면 인체 와 같이 수년에 걸쳐 많은 시간과 노력이 필요합니다결국 30 조 이상의 세포가 있습니다. 이 새로운 노력에서 연구원들은 모든 주요 기관을 포함하여 신체의 다른 부분 (및 일부 태아 조직)에서 500,000 개 이상의 세포에 대한 유전자 발현 정보를 제공함으로써 그 목표를 향한 큰 발걸음을 내딛었습니다. 이 작업에는 먼저 조직 샘플을 얻은 다음 처리하는 작업이 포함 되었습니다. 이를 위해 세포를 먼저 원심 분리기에 넣고 다른 효소와 함께 효소를 사용하여 분리했습니다. 일단 분리되면, 각 세포는 이전에 Microwell-seq라고하는 특수 도구를 사용하여 시퀀싱되었으며, 이는 다수의 세포를 빠르게 시퀀싱 할 수있게합니다. 이 팀은 60 가지 유형의 조직에서 세포를 배열했습니다. 그런 다음 연구원들은 세포 정보를 분류하기 위해 고안 한 방법을 사용하여지도를 생성했습니다. 맵과 기본 데이터는 포괄적이고 포괄적 인 단일 셀 데이터베이스가 될 수있는 기초를 형성합니다.
더 탐색 피부 세포의 분자지도 책 추가 정보 : Xiaoping Han et al. 단일 세포 수준, 자연 (2020) 에서 인간 세포 조경의 건설 . DOI : 10.1038 / s41586-020-2157-4 저널 정보 : 자연
https://phys.org/news/2020-03-big-comprehensive-single-cell-atlas.html
.양자 회로의 효율 최적화
작성자 : 인도 과학 연구소 Aniket Majumdar 양자 회로. 다른 레이어는 다른 오류 허용 오차에 해당하며 아래쪽 레이어는 최소 오류 허용 오차를 갖습니다. 크레딧 : 저자 / 물리적 검토 편지 , 2020 년 3 월 27 일
양자 컴퓨터의 빌딩 블록 인 양자 회로는 양자 역학적 효과를 사용하여 작업을 수행합니다. 그것들은 오늘날 전자 장치에서 발견되는 기존 회로보다 훨씬 빠르고 정확합니다. 그러나 실제로는 양자 회로에 오류가 전혀 없습니다. 양자 회로의 효율을 극대화하는 것은 전 세계의 과학자들에게 큰 관심거리입니다. 인도 과학 연구소 (IISc)의 연구원들은 이제 수학적 아날로그를 사용하여이 문제를 해결했습니다. 그들은 필요한 컴퓨팅 리소스의 수를 명시 적으로 계산하는 알고리즘을 고안하여 최대 효율 을 얻도록 최적화했습니다 . "우리는 이론적으로 가장 효율적인 회로를 구축하고 엄청난 요소에 필요한 자원의 양을 줄일 수있었습니다."라고 IISc의 고 에너지 물리 센터 부교수 인 Aninda Sinha는 다음과 같이 발표했습니다. 에서 피지컬 리뷰 레터스 (Physical Review Letters) . 연구원들은 이것이 양자 회로에 대해 가능한 최대 효율이라고 제안했다 . 양자 회로 효율 최적화는 다양한 분야, 특히 양자 컴퓨팅 에서 유용합니다 . 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 더 빠르고 정확한 결과를 제공 할뿐만 아니라 더 안전 할 것입니다. 해킹 할 수 없기 때문에 디지털 은행 사기, 보안 침해 및 데이터 도난으로부터 보호하는 데 유용합니다. 또한 교통 문제 최적화 및 금융 시장 시뮬레이션과 같은 복잡한 작업을 처리하는 데에도 사용할 수 있습니다. 클래식 회로는 범용 논리 게이트 (예 : NAND 및 NOR 게이트)로 구성되며 각 게이트는 입력에 대해 사전 정의 된 작업을 수행하여 출력을 생성합니다. "아날로그 적으로 양자 회로를 만들기위한 범용 양자 게이트가있다. 실제로, 게이트는 100 % 효율적이지 않다; 각 게이트의 출력과 관련된 오류가 항상있다. 그리고 그 오류를 제거 할 수는 없다. 회로에 사용 된 모든 게이트 "라고 Sinha의 Ph.D. Pratik Nandy는 말합니다. 학생과 논문의 공동 저자. 가장 효율적인 회로는 출력 오류를 최소화하지 않습니다. 오히려 동일한 출력을 얻는 데 필요한 자원을 최소화합니다. "순서 오차 허용 오차가 주어지면 양자 회로를 만드는 데 필요한 최소 게이트 수는 얼마입니까?" Nandy는 말합니다. 2006 년 퀸즐랜드 대학교 (University of Queensland)의 전 교수 인 마이클 닐슨 (Michael Nielsen)이 주도한 연구에 따르면 최대 효율을 달성하기 위해 게이트 수를 세는 것은 부피가있는 수학적 공간에서 두 지점 사이의 거리가 가장 짧은 경로를 찾는 것과 같습니다 V. 별도의 2016 년 연구에 따르면이 숫자는 V와 직접적으로 달라져야한다고 주장했습니다. Sinha 는“우리는 Nielsen의 원래 작업으로 돌아가서 그의 게이트 카운팅으로 V에 대한 변형을 제공하지 않고 V 2에 따라 변동하는 것으로 나타났습니다 . 그와 그의 팀은 연구의 가정을 일반화하고 최적화 문제를 해결하기 위해 몇 가지 수정을 도입했습니다. "우리의 계산에 따르면 최소 게이트 수는 실제로 볼륨에 따라 직접적으로 다릅니다"라고 그는 말합니다. 놀랍게도, 그들의 결과는 효율성 최적화 문제를 끈 이론과 연계시키는 것으로 보이며, 우주 이론이 어떻게 작동하는지 설명하기 위해 중력과 양자 물리학을 결합하려는 유명한 아이디어입니다. Sinha와 그의 팀은이 연결이 과학자들이 중력과 관련된 이론을 해석하는 데 도움이 될 수 있다고 믿고 있습니다. 또한 기존 방법으로는 이론적으로 시뮬레이션 할 수없는 특정 실험 량을 계산하기 위해 양자 회로 모음을 설명하는 방법을 개발하는 것이 목표 입니다.
더 탐색 양자 컴퓨팅 분야의 혁신을 이끄는 연구원 추가 정보 : Arpan Bhattacharyya et al. 정규화 된 회로 복잡성, 물리적 검토 서한 (2020). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.124.101602 MA 닐슨. 기하학으로서의 양자 계산, 과학 (2006). DOI : 10.1126 / science.1121541 Adam R. Brown et al. 홀로 그래픽 복잡성은 대량 작업과 동일합니까?, 물리적 검토 서한 (2016). DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 116.191301 저널 정보 : 신체 검토 서신 , 과학 에서 제공하는 과학의 인도 연구소
https://phys.org/news/2020-03-optimizing-efficiency-quantum-circuits.html
.연구원들은 흑색 인 전 섬유 습도 센서를 개발합니다
중국 과학원 Li Yuan BP 코팅 ESMF에서 빛의 전송 경로. 크레딧 : LI Jia 2020 년 3 월 27 일
노스 웨스턴 폴리 테크니컬 대학교 (Northwestern Polytechnical University)의 YANG Dexing 교수와 함께 중국 과학 아카데미의 선진 첨단 기술 연구소 (SIAT)의 LI Jia 교수 및 XU Xuefeng 교수가 이끄는 연구 그룹은 고 응답 전 섬유 습도를 개발했습니다. 7ms의 초고속 응답 시간을 가진 센서. 대기 중에 존재하는 수증기의 농도 인 습도는 삶과 생산의 여러 측면에서 중요한 기준값입니다. 광섬유는 고성능 감지 효과를위한 중요한 광전 전략을 제공합니다. 컴팩트 한 크기, 가벼운 무게, 전자기 간섭에 대한 내성 , 저렴한 비용 및 높은 신뢰성과 같은 광섬유의 고유 한 장점 외에도 광섬유 기반 광학 센서는 높은 감도 , 빠른 응답 및 인라인 결정을 보장합니다. 연구원들은 기존의 트랜지스터 기반 BP 습도 센서와는 다른 식각 된 단일 모드 광섬유 (ESMF)가있는 블랙 인 (BP) 나노 시트를 통합했습니다. 단일 모드 섬유는 BP 나노 시트로 직접 코팅되었다. 광은 섬유 코어를 통과하여 BP 코팅으로 침투 된 소멸 파를 생성하여 수분 검출을위한 강력한 광물질 상호 작용을 일으키고 반응성이 높은 습도 센서를 실현했다. LI 교수 는“이 장치는 환경 변화 에 대해 광섬유와 흑색 인의 감도와 빠른 응답의 이점을 활용한다 . "우리는 우리의 연구가 고성능 습도 감지를위한 전광 감지 플랫폼을 제공하고 생의학, 화학 및 환경 과학 분야에서 잠재적 인 증기 / 가스 감지 어플리케이션을위한 새로운 기회를 열 수 있기를 바랍니다 ." 이 연구는 physica status solidi (RRL)-Rapid Research Letters에 발표되었습니다 .
더 탐색 재료 응력의 시각화를위한 폴리머 기반 광섬유 추가 정보 : De Yu et al. 반응성이 높은 습도 감지, RRL (physica status solidi) – 신속한 연구 서한 (2020)을 위한 Black Phosphorus 올 파이버 센서 . DOI : 10.1002 / pssr.201900697 중국 과학원 제공
https://phys.org/news/2020-03-black-phosphorus-all-fiber-humidity-sensor.html
.유기체의 성장은 파도의 패턴을 타고
에 의해 매사 추세 츠 공과 대학 MIT 연구원들은 바다와 대기 순환에서 양자 유체에 이르기까지 다른 시스템과 유사한 새로 수정 된 난에서 파문을 관찰합니다. 크레딧 : Massachusetts Institute of Technology
거의 모든 성적으로 번식하는 종의 난자가 수정되면 난자 표면에 파문이 나는 일련의 파도가납니다. 이 파는 수십억 개의 활성화 된 단백질에 의해 생성되는데,이 막은 작은 잠복 센티넬 스트림처럼 난자의 막을 통해 솟아 오르고 난자가 분열, 접힘 및 분열을 시작하여 유기체의 첫 세포 종자를 형성하도록 신호합니다. 이제 MIT 과학자들은 불가사리 알 표면 에서 생성 된이 파도의 패턴을 자세히 살펴 보았습니다 . 이 알은 크기가 크므로 관찰하기 쉬우 며 과학자들은 불가사리 알을 다른 많은 동물 종의 알을 대표한다고 생각합니다. 각 난에서 연구팀은 수정의 시작을 모방하기 위해 단백질을 도입하고, 반응하여 표면을 가로 질러 파문이있는 파동의 패턴을 기록했다. 그들은 각각의 파동이 나선 패턴으로 나타나고 한 번에 여러 개의 나선이 난 표면을 가로 질러 소용돌이 치는 것을 관찰했다. 어떤 나선은 자발적으로 반대 방향으로 소용돌이 치고 소용돌이 치는 반면 다른 나선은 정면에서 충돌하여 즉시 사라졌습니다. 연구자들은 이러한 소용돌이 치는 파도의 행동은 양자 유체의 소용돌이, 대기와 해양의 순환 , 심장을 통해 전파 되는 전기 신호 와 같은 다른 관련이없는 시스템에서 생성 된 파도와 유사하다는 것을 깨달았다. 뇌. 토마스 D.와 버지니아 물리학 자 니카 파크 리 (Nikta Fakhri)는“계란의 표면파의 동역학에 대해서는 알려진 바가 거의 없으며, 이러한 파동을 분석하고 모델링하기 시작한 후에는 다른 모든 시스템에서 동일한 패턴이 나타나는 것을 발견했다. W. 캐벗 조교수 MIT. "이것은 매우 보편적 인 웨이브 패턴의 표현입니다." MIT의 수학 부교수 인 존 던켈 (Jörn Dunkel)은“이는 완전히 새로운 관점을 열어 준다. "사람들은 다른 시스템에서 유사한 패턴을 연구하고 생물학에 대해 배우기 위해 개발 한 많은 기술을 빌릴 수 있습니다." Fakhri와 Dunkel은 오늘 Nature Physics 저널에 결과를 발표했다 . 그들의 공동 저자는 MIT의 Tzer Han Tan, Jinghui Liu, Pearson Miller 및 Melis Tekant입니다. 중심 찾기 이전 연구에 따르면 난자의 수정은 즉시 비활성 상태에서 세포의 세포질 내에서 부유하는 난 내의 단백질 인 Rho-GTP를 즉시 활성화시키는 것으로 나타났습니다. 일단 활성화되면 수십억 개의 단백질이 세포질의 쇠약에서 일어나 계란 막에 붙어 파도의 벽을 따라 긁습니다. 던켈은“아주 더러운 수족관이 있고 물고기가 유리 근처에서 헤엄 친다면 그것을 볼 수있다”고 설명했다. "유사한 방식으로, 단백질은 세포 내부 어딘가에 있고, 활성화되면 막에 부착되어 움직이기 시작합니다." Fakhri는 계란 막을 가로 질러 이동하는 단백질의 파동이 부분적으로 세포의 핵심 주위에 세포 분열 . Fakhri 박사는“난자는 거대 세포이며 이들 단백질은 중심을 찾기 위해 함께 작용해야하기 때문에 세포는 유기체를 형성하기 위해 여러 번 나누어지고 접을 곳을 알 수있다”고 말했다. "이 단백질들이 파동을 형성하지 않으면 세포 분열이 없을 것입니다." 연구팀은 단백질의 농도를 변경했을 때 활성 표면의 Rho-GTP와 계란 표면에서 생성되는 파도의 패턴에 중점을 두었습니다. 실험 을 위해 최소 침습 수술 절차를 통해 불가사리 난소에서 약 10 개의 난자 를 얻었다 . 그들은 성숙을 자극하기 위해 호르몬을 도입했으며, 반응으로 상승한 활성 형태의 Rho-GTP에 부착하기 위해 형광 마커를 주사했습니다. 그런 다음 공 초점 현미경을 통해 각 난을 관찰하고 인공 호르몬 단백질의 다양한 농도에 반응하여 수십억 개의 단백질이 난 표면을 가로 질러 활성화되고 파문되는 것을 관찰했습니다. Fakhri는“이러한 방식으로 다양한 패턴의 만화경을 만들고 그 결과 역학을 관찰했습니다. 허리케인 트랙 연구원들은 먼저 각 계란의 흑백 비디오를 조립하여 표면을 지나는 밝은 파도를 보여주었습니다. 파도의 영역이 밝을수록 특정 영역에서 Rho-GTP의 농도가 높아집니다. 각 비디오에 대해 단백질 의 밝기 또는 농도를 비교했습니다. 픽셀에서 픽셀로 비교하고 이러한 비교를 사용하여 동일한 웨이브 패턴의 애니메이션을 생성했습니다. 그들의 비디오에서, 팀은 파도가 작은 허리케인과 같은 나선처럼 바깥쪽으로 진동하는 것으로 나타났습니다. 연구진은 각 파동의 근원을 각 나선형의 핵심까지 추적했다.이를 "토폴로지 결함"이라고한다. 그들은 호기심으로 이러한 결함 자체의 움직임을 추적했습니다. 그들은 어떤 결함이 난 표면을 얼마나 빨리 이동했는지, 그리고 나선이 얼마나 자주, 어떤 구성으로 나타나고 충돌하고 사라 졌는지 결정하기 위해 통계 분석을 수행했습니다. 놀랍게도, 그들은 통계적 결과와 난 표면에서의 파동 거동이 다른 크고 크고 관련이없는 다른 시스템에서의 파동 거동과 동일하다는 것을 발견했다. 던켈은“이러한 결함의 통계를 보면 유체의 소용돌이, 뇌의 파동 또는 더 큰 규모의 시스템과 본질적으로 동일하다”고 말했다. "이것은 셀 수준으로 축소 된 동일한 보편적 현상이다." 연구원들은 특히 양자 컴퓨팅의 아이디어와 파도의 유사성에 관심이 있습니다. 난의 파동 패턴이 특정 신호를 전달하는 것처럼,이 경우 세포 분열의 경우, 양자 컴퓨팅은 정보를 변환하고 계산을 수행하기 위해 유체의 원자를 정밀한 패턴으로 조작하는 것을 목표로하는 분야입니다. Fakhri는 “아마도 우리는 양자 유체 로부터 아이디어를 빌려 생물학적 세포로부터 미니 컴퓨터를 만들 수있다”고 말했다. "우리는 약간의 차이를 기대하지만, 계산을위한 도구로서 [생물학적 신호 파]를 더 탐구 할 것입니다."
더 탐색 과학자들은 뇌의 편견을 볼 수 있습니다 추가 정보 : 살아있는 세포 막의 토폴로지 난기류, Nature Physics (2020). DOI : 10.1038 / s41567-020-0841-9 , https://nature.com/articles/s41567-020-0841-9 저널 정보 : 자연 물리 매사추세츠 공과 대학 제공
https://phys.org/news/2020-03-growth-pattern.html
.무료 범위 미토콘드리아가 찾아옵니다
작성자 : John Hewitt (Phys.org) 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 3 월 27 일 보고서
세포들 사이의 미토콘드리아의 전이는 유비쿼터스 발생하고 이제는 보편적으로 알려진 현상이다. 수년 동안 연구자들은 하나의 특정 새로운 세포 유형이 메타 호스트 유기체의 생존에 필수적인 특정 대사 목표를 달성하기 위해 미토를 또 다른 특정 세포 유형으로 옮길 수 있음을 연속적으로 입증 해왔다. 그러나 미토콘드리아가 외부 세계, 자신의 종의 다른 구성원 또는 다른 종에서 온 경우 어떻게됩니까? 이러한 실제 상황을 해결하기 위해, 우선 어떻게 미토가 셀 경계를 가로 질러 어떻게 그리고 왜 전송되는지에 대한 세부 사항을 살펴 봐야합니다. EMBO Reports 에 의해 우리에게 제공된 최신 파견 중 하나는 중간 엽 줄기 세포 (MSC) 가 과민성 면역계를 제거하고 염증 반응을 억제하기 위해 미토를 T 세포 로 직접 전달 하는 호기심이 많은 상황을 설명합니다 . 보다 구체적으로, 칠레 저자는 CD + T 세포에 의한 미토 흡수가 FOXP3, IL2RA, CTLA4 및 TGFb mRNA의 증가 된 발현을 통해 조절 T 세포 분화 및 활성화를 유도한다고보고한다. 중간 엽 줄기 세포 이동은 급성 호흡 곤란 (ARD)의 초기 질환 모델에서 잘 확립되어 왔으며, 터널링 나노 튜브를 통한 대 식세포로의 이동은 그들의 식작용 능력을 상향 조절한다. 유사하게, MSC의 기관 내 투여는 신진 대사 활성을 증진시키고 폐 손상을 완화시키기 위해 미토를 폐포 상피 로 이동시켰다. 다른 연구에 따르면 기관지 폐포 액은 일반적으로 세포 외 소포에 캡슐화 된 많은 미토를 함유하고 있으며 골수 유래 조절 세포는 이러한 엑소 좀을 사용하여 미토를 CD4 + T 세포 로 옮깁니다 . 기증 된 미토는 T 세포 미토콘드리아 네트워크 합 포체와 직접 통합되어 폐의 염증을 치료하기위한 약간의 무질서한 가능성을 시사합니다. Covid-19로 유발 된 호흡 곤란을 치료할 수있는 새로운 방법에 대해 이야기 할 수 있습니까? 단순히 미토를 흡입하여 ARD를 고치는 것은 꿈처럼 들릴지 모르지만 아마도 좀 더 살펴볼 가치가 있습니다. 핵심은 미토가 실제로 어떻게 움직이는 지 이해하는 것입니다. 즉, 미토콘드리아 회로는 무엇입니까? 최근 미토가 모든 네트워크의 마스터 인 신경계를 순환 할 때 할 수있는 일을 포함하여 많은 단서가 등장했습니다. 전술 한 대 식세포로의 단방향 여행이 반드시 거기서 끝나는 것은 아니다. 대 식세포는 차례로 필요할 때 미토를 신경 결말에 직접 기증 할 수 있습니다. 일단 거기에 가면 그들은 놀라운 일을 할 수 있습니다. 예를 들어, DRG의 감각 뉴런에서(등근 신경절) M2 대 식세포에서 유래 된 미토는 염증 반응을 끄고 관련 통증 메시지를 완전히 해결합니다. 회로의이 다리는 대 식세포에서 CD200 수용체 (CD200R) 및 감각 뉴런 에서 비정규 CD200R- 리간드 iSec1의 발현이 필요 합니다 . 아마도 더 흥미롭게도,이 미토는 또한 사이드 피가 흐르며, 전혈에서 자유 범위 미토콘드리아 로 간단히 소급됩니다 . 이 안식년 동안, 그들은 완전히 세포가없는 상태로 남아 있지만 여전히 호흡 능력이있는 미토콘드리아입니다. 이것이 본질적으로 의미하는 것은 혈액이나 뼈를 기증하고받을 때 미토콘드리아뿐만 아니라 매우 실제적인 의미에서 우리의 정체성을 교환한다는 것입니다. 키메라 상태. 우리 종도 장기 이식을 통한 미묘하지만 아마도 더 교활한 트랜스 미토콘드리아 이동 에 적극적으로 관여하고 있기 때문에 아무도 놀라지 않아야합니다 . 필자는 최근 전혈 수혈 후 발생할 수있는 잠재적 인 대규모 침습성 이종 질의 영향에 대해 전혈 미토 논문의 저자 인 알랭 티에리 (Alain Thierry)와 이야기했다. 특히, 그러한 사건이 유익 할 때와 그렇지 않을 때, 그것을 증명하는 방법. 나는 이에 대한 좋은 답변을 받았다. "저는 이것에 대해 연구하고 있으며,이를 공개하기가 어렵습니다. 모든 연구원이 똑같이 말할 것입니다. 귀하의 질문은 매우 관련이 있습니다." 미토 테라피를 사용 하여 노화 된 생쥐의 인지 능력과 운동 능력을 향상시킨 중국 연구자들이 한 가지 확실한 전망이 나오고 있습니다 . 그들의 결과는 어린 미토를 정맥 주사 한 직후에 노화 된 쥐와 어린 쥐의 이형 접합성 미토콘드리아 DNA가 여러 조직에 공존한다는 것을 보여 주었다. Covid-19에서 가장 감수성이 높은 인구는 노인, 정확히는 연령 관련 미토콘드리아 기능 장애가 가장 높은 노인이라는 것이 흥미 롭습니다. 또한, Covid-19에 굴복 한 젊은이들이 많이있었습니다. 이 모든 것을 고려할 때, 불행한 개인의 유전학을 좀 더 면밀히 살펴보면 실제로 고통받는 젊은이들이 전임상 미토콘드리아 결핍에 유 전적으로 취약한 지, 여기에 언급 된 바와 같이 몇 가지 새로운 개입의 혜택을 볼 수 있는지 알아볼 가치가 있습니다 .
더 탐색 새로운 혈액 성분 공개 추가 정보 : Angela C Court et al. MSBO에서 T 세포로의 미토콘드리아 전이는 Treg 분화를 유도하고 염증 반응을 제한한다고 EMBO는보고했다 (2020). DOI : 10.15252 / embr.201948052 저널 정보 : EMBO 보고서
https://phys.org/news/2020-03-free-range-mitochondria.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.
.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.
.전 세계 과학 협력, 회백질의 유전 적 구조 공개
데이트: 2020 년 3 월 26 일 출처: 노스 캐롤라이나 대학교 건강 관리 요약: 처음으로 184 개의 다른 기관에서 온 360 명 이상의 과학자들이 뇌 피질의 구조에 영향을 미치고 정신과 및 정신에서 중요한 역할을 할 수있는 300 개 이상의 특정 유전자 변이와 게놈의 200 개 지역을 찾기위한 전 세계적 노력에 기여했습니다 신경 학적 조건. 공유: 전체 이야기 두뇌와 DNA 개념 그림 (재고 이미지). 크레딧 : © Giovanni Cancemi / Adobe Stock
대뇌 피질은 사고, 정보 처리, 기억 및주의에 중요한 뇌의 상대적으로 얇고 접힌 외부 "회색 물질"층입니다. 피질 표면적의 크기와 두께에 영향을 미치는 유전 적 토대에 대해서는 아직 많이 밝혀지지 않았으며, 둘 다 정신 분열증, 양극성 장애, 우울증, 주의력 결핍 과잉 행동 장애 (ADHD), 자폐증. UNC- 채플 힐을 포함한 184 개의 다른 기관에서 온 360 명의 과학자들이 처음으로 게놈의 200 개가 넘는 지역과 300 가지가 넘는 유전 적 변이를 찾아 내고 있습니다. 대뇌 피질과 정신과 신경 상태에서 중요한 역할을 할 가능성이 있습니다. Science에 발표 된이 연구 는 UNC 의과 대학 유전학과 조교수 인 Jason Stein 박사가 공동 연구를 통해 이루어졌다. Sarah Medland, 호주 QIMR Berghofer 의료 연구소의 선임 연구원; 그리고 University of Southern California의 Mark와 Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute의 부국장 인 Paul Thompson 박사. 10 년 전,이 과학자들은 수백 개의 영상 유전체학 연구자들을 모아 뇌 영상 및 유전자 데이터를 기반으로 뇌 구조, 기능 및 질병을 이해하는 국제 연구 네트워크 인 ENIGMA Consortium을 공동 설립했습니다. Stein 박사는“이 연구는 MRI 스캐닝 및 유전자형 분석 참가자와 관련된 60 개가 넘는 사이트의 과학적 협력 덕분에 가능했습니다. "이 연구는 지금까지 ENIGMA 컨소시엄의 주얼리입니다." 연구자들은 유전자가 개인의 대뇌 피질의 차이에 어떻게 기여하는지 밝히기 위해 뇌 구조에 영향을 미치는 306 개의 유전자 변이를 식별하기 위해 50,000 명 이상의 사람들로부터 MRI 스캔과 DNA를 연구했습니다. 유전자 변이 또는 변이는 우리를 독특하게 만드는 약간의 유전 적 차이입니다. 일반적으로 말하면 일부 변형은 머리카락 색이나 혈액형과 같은 차이에 영향을줍니다. 일부는 질병에 관여합니다. 그러나 수백만 개의 유전자 변이체 중 대부분은 알려진 의미가 없습니다. 이것이 피질의 크기와 구조와 관련된 유전자 변이를 정확히 찾아내는 것이 큰 이유입니다. 스타 인과 동료들은 뇌의 새로운 유전자 로드맵을 일종의 "로제 타석 (Rosetta stone)"으로 간주하여 일부 유전자가 어떻게 개인의 뇌 구조와 신경 학적 결과에 영향을 미치는지를 번역하는데 도움을 줄 것이다. Science에 발표 된 연구 결과는 다음과 같습니다. 일부 유전자 변이체는 표면적으로 측정 된 피질 폴딩과 관련이있는 반면, 다른 유전자 변이체는 피질의 두께와 관련이 있습니다. 표면적을 결정하는 유전자는 태아 피질의 초기 발달과 관련이 있으며, 두께는 성인 피질에서 활성 인 유전자에 의해 유도되는 것으로 보입니다. 우울증이나 불면증의 유전 위험이있는 사람들은 유 전적으로 표면적이 낮아지는 경향이 있지만, 파킨슨 병의 유전 위험이있는 사람들은 표면적이 더 높은 경향이 있습니다. 이 프로젝트의 광대 한 규모는 전세계 사람들의 두뇌 발달과 노화를 유발하는 특정 유전자의 발견을 가능하게했습니다. Stein 박사는“뇌에 영향을 미치는 유전자에 대한 우리의 이전 이해의 대부분은 마우스와 같은 모델 시스템에서 나온 것”이라고 말했다. "마우스를 사용하면 유전자를 찾고 유전자를 녹아웃하거나 유전자를 과발현하여 뇌의 구조 나 기능에 어떤 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다. 그러나 이것에는 몇 가지 문제가 있습니다." 한 가지 문제는, 간단히 말해서, 마우스는 인간이 아닙니다. 과학자들이 인간의 뇌에서만 연구 할 수있는 많은 인간 특유의 특징이 있습니다. Stein 박사는“마우스의 유전자 기초는 인간의 유전자 기초와는 매우 다르다”며“특히 게놈의 비 암호화 영역에서”라고 말했다. 유전자는 행동으로 번역 될 때 손가락 근육의 유형이나 심장 박동 또는 간 과정 독소를 돕는 것과 같이 일을 "하는"단백질을 생성하는 기본 인간 코드 인 DNA를 포함합니다. 그러나 인간 게놈의 약 3 %만이 단백질을 코딩합니다. 인간 게놈의 대부분을 비 코딩 게놈이라고합니다. 이 지역의 대부분은 생쥐와 인간 사이에 공유되지 않습니다. 이 비 코딩 게놈은 다른 유전자의 발현을 조절할 수있는 작은 분자 스위치로 구성됩니다. 이 스위치는 단백질의 기능을 직접적으로 변경하지는 않지만 발현되는 단백질의 양에 영향을 줄 수 있습니다. 정신과 질환과 관련된 대부분의 유전자 변이체는 게놈의 비 암호화 영역에서 발견된다. 이 발견은 이제 과학자들이 뇌에 미치는 유전 적 영향과 이들이 여러 조건과 어떻게 관련되는지에 대한 중요한 질문에 답변하는 데 도움이되는 자료가 될 수 있습니다. UNC- 채플 힐의 프랭크 포터 그레이엄 아동 발달 연구소 (Prank Porter Graham Child Development Institute)의 정신과 신경 영상 연구 담당 이사 인 Aysenil Berger 박사는이 연구의 공동 저자입니다. 이 연구는 국립 보건원 (National Institutes of Health), 호주 국립 보건 의료 연구위원회 (National Health and Medical Research Council), 마이클 제이 폭스 재단 (Michael J. Fox Foundation) 및 카 블리 재단 (Kavli Foundation)을 포함한 국내 및 국제 공공 및 민간 자금 지원 기관에 의해 자금이 지원되었습니다.
스토리 소스 : University of North Carolina 건강 관리에서 제공하는 자료 . 참고 : 스타일과 길이에 맞게 내용을 편집 할 수 있습니다. 저널 참조 : Katrina L. Grasby et al. 인간 대뇌 피질의 유전 적 구조 . 과학 , 2020; 367 (6484) : eaay6690 DOI : 10.1126 / science.aay6690 이 페이지를 인용하십시오 : MLA APA 시카고 노스 캐롤라이나 대학교 건강 관리. "전세계 과학 협력은 회색 물질의 유전자 구조를 공개합니다." ScienceDaily. ScienceDaily, 2020 년 3 월 26 일.
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200326160801.htm
.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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