연구원들은 신약 설계를 위해 VR 사용을 개척했습니다
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.연구원들은 신약 설계를 위해 VR 사용을 개척했습니다
에 의해 브리스톨 대학 VR에서 단백질과 상호 작용하는 사용자. 크레딧 : University of Bristol, 2020 년 3 월 11 일
브리스톨 대학교 (University of Bristol)의 연구원들은 차세대 약물 치료를 설계하기위한 도구로 가상 현실 (VR)을 사용하는 선구자입니다. PLOS ONE 저널에 발표 된 연구 결과는 연구원들이 VR을 사용하여 일반적인 약물이 분자 수준 에서 어떻게 작용하는지 이해하는 방법을 설명합니다 . 많은 약물이 소분자 이며 새로운 약물을 발견하려면 단백질과 같은 생물학적 표적에 결합하는 분자를 찾는 것이 필요합니다. 이 연구에서 사용자는 VR을 사용하여 단백질을 '내부로 들어가'단백질과 이들에 결합하는 약물을 VR (iMD-VR)의 대화식 분자 역학 시뮬레이션을 사용하여 원자 세부적으로 조작 할 수있었습니다. 이 iMD-VR 접근법을 사용하여 연구자들은 약물 분자를 단백질에 도킹하여 약물이 어떻게 결합하는지 정확하게 예측할 수있었습니다. 연구 된 시스템 중에 독감과 HIV에 대한 약물이있었습니다. 브리스톨 대학교 전산 화학 센터의 Adrian Mulholland 교수는이 연구를 공동으로 이끌었다. "많은 약물이 단백질에 결합하여 작용을 멈추게하여 작용한다. 예를 들어, 특정 바이러스 단백질 인 약물 에 결합함으로써 바이러스가 번식하는 것을 막을 수 있습니다. "잘 결합하기 위해서는 소분자 약물이 단백질에 꼭 맞아야한다. 약물 발견의 중요한 부분은 특정 단백질에 단단히 결합하는 소분자를 찾아 내고 그것들을 단단히 결합시키는 이유를 이해함으로써 더 나은 약물을 디자인하는 데 도움이된다. "새로운 치료법을 디자인하려면 연구자들이 약물 분자가 생물학적 목표에 어떻게 부합하는지 이해해야합니다.이를 위해 VR을 사용하여이를 3 차원 물체로 표현합니다. 사용자는 단백질의 '키홀'내에 약물을 넣을 수 있습니다. 그들이 어떻게 어울리는지를 발견 할 수있는 시판되는 인플루엔자 약물 타미플루 (광선에 의해 강조됨)는 표적이되는 바이러스 성 단백질 인 뉴 라미니다 제 (보라색에서 황색으로 착색 됨)에 결합 된 것으로 나타났다. 단백질과 함께 사용자의 VR 헤드셋 및 컨트롤러 렌더링이 제공됩니다. 크레딧 : University of Bristol 이 연구에서, 사용자는 인플루엔자 뉴 라미니다 제 및 HIV 프로테아제와 같은 단백질 표적에 약물을 결합시키는 작업을 설정했다. 테스트 결과 사용자는 약물이 단백질 표적에 어떻게 결합하는지 정확하게 예측할 수있었습니다. 약물을 단백질로 끌어 당김으로써 실험에서 발견 된 약물 복합체의 구조와 매우 유사한 구조를 만들 수있었습니다. 비전문가조차도 약물을 단백질에 효과적으로 도킹 할 수있었습니다. 이는 새로운 잠재적 약물이 표적에 어떻게 결합하는지 정확하게 예측하기 위해 대화 형 VR을 사용할 수 있음을 보여줍니다. 이 연구는 비전문가조차도 구조 기반 약물 설계에서 VR을 효과적으로 사용할 수있는 방법을 보여줍니다. 즉시 사용 가능한 VR 장비와 오픈 소스 소프트웨어 프레임 워크를 사용하므로 누구나 적용 할 수 있습니다. Mulholland 교수는 다음과 같이 덧붙였다.“이 연구의 중요한 측면은 약물과 단백질 목표가 완전히 유연하다는 점입니다. 우리는 구조적 변화와 역학을 모델링하고 사용자가 약물을 생물학적 목표와 상호 작용하는 방식을 찾기 위해 대화식으로 조작 할 수 있습니다. 모델에 정말 흥미 진진하고 강력한 방법되는 약물은 바인딩. 우리는 정확한 결과를 얻을 수 있음을이 연구에서 보여 주었다. 이러한 도구는 설계 및 개발에 도움이 될 것입니다 신약 . " 브리스톨 화학과 및 컴퓨터 과학부 로얄 소사이어티 선임 연구원 인 David Glowacki 박사는 다음과 같이 말했습니다 : "우리의 결과는 유사 단백질의 타임 스케일보다 훨씬 짧은 시뮬레이션 타임 스케일로 단백질 표적으로부터 약물을 결합 해제하고 리 바인드 할 수 있음을 보여줍니다 비 대화식 분자 역학 엔진을 사용하여 관찰 된 사건. "iMD-VR을 사용하여 생성 된 전체 언 바인드 및 리 바인드 이벤트는 사용자가 5 분 이내에 실시간으로 달성 한 것입니다. "전문가가 아닌 사용자가 자신에게 올바른 자세를 보여주는 미량 원자가있는 경우, 모든 참가자는 과학적으로 리록 된 것으로 간주 될 수있는 시작 구조에 가까운 도킹 자세를 설정할 수있었습니다. "미량 원자가 존재하지 않는 경우, 결합 자세는 당연히 더 많은 변화를 보였지만, 사용자는 여전히 세 시스템 모두에 대해 동일한 범위의 허용 된 경계 위치 내에 도달 할 수있었습니다.이 결과는 각각 한 시간 동안의 훈련 세션 내에서 달성되었습니다 이 VR 프레임 워크의 유용성을 보여주는 참가자입니다. "
더 탐색 리간드와 단백질 사이의 상호 작용의 빠른 모델링 추가 정보 : PLOS ONE의 H. Deeds, R. Walters, S. Hare, M. O'Connor, A. Mulholland 및 D. Glowacki의 '정확한 유연한 단백질-리간드 도킹을위한 가상 현실에서의 상호 작용 분자 역학' . 저널 정보 : PLoS ONE 브리스톨 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-vr-drugs.html
.엔지니어, 양자 혁신을 향한 58 세 퍼즐
하여 뉴 사우스 웨일즈 대학 나노 미터 규모의 전극을 사용하여 실리콘 칩 내부의 단일 핵의 양자 상태를 로컬에서 제어하는 방법에 대한 예술가의 인상. 크레딧 : UNSW / Tony Melov 2020 년 3 월 11 일
실험실에서 행복 사고은 반세기 이상 서 문제가 해결되지 획기적인 발견을 주도하지만,에서 연구 발표 오늘 양자 컴퓨터와 sensors.In의 개발을위한 중요한 의미를 가지고있다 자연 , 팀 UNSW 시드니의 엔지니어들은 1961 년에 유명한 과학자가 처음으로 제안한 것을 수행했지만 전기장 만 사용하여 단일 원자의 핵을 제어 한 이후로 모든 사람들을 뛰어 넘었습니다. "이 발견은 우리가 현재 작동을 위해 진동하는 자기장을 필요로하지 않고 단일 원자 스핀을 사용하여 양자 컴퓨터를 구축 할 수있는 통로가 있다는 것을 의미한다"고 UNSW의 양자 공학과 Andrea Morello 교수는 말했다. 또한,이 핵을 전기 및 자기장의 정밀한 정밀 센서로 사용하거나 양자 과학의 근본적인 질문에 대답 할 수있다”고 말했다. 자기장 대신 전기로 핵 스핀을 제어 할 수 있다는 것은 광범위한 결과를 초래합니다. 자기장을 생성하려면 큰 코일과 높은 전류가 필요하지만 물리 법칙에 따르면 자기장을 매우 작은 공간으로 한정하기가 어렵습니다. 반면에, 전기장은 작은 전극의 끝에서 생성 될 수 있으며, 끝에서 매우 급격하게 떨어집니다. 이를 통해 나노 전자 장치에 배치 된 개별 원자를 훨씬 쉽게 제어 할 수 있습니다. 새로운 패러다임 Morello 교수는 이번 발견 은 의학, 화학, 광업과 같이 이질적인 분야에서 널리 사용되는 기술인 핵 자기 공명 의 패러다임을 흔들 었다고 말합니다 . "핵 자기 공명은 현대 물리학, 화학, 심지어 의학이나 광업에서 가장 널리 사용되는 기술 중 하나입니다"라고 그는 말합니다. "의사는 광물 회사가 암석 샘플을 분석하는 데이를 사용하는 동안 환자의 신체 내부를 매우 상세하게 관찰하기 위해이를 사용합니다.이 모든 것이 매우 잘 작동하지만 특정 응용 분야에서는 자기장을 사용하여 핵을 제어하고 감지하는 것이 불리 할 수 있습니다. " Morello 교수는 당구 테이블의 비유를 사용하여 자기장과 전기장으로 핵 스핀을 제어하는 것의 차이점을 설명합니다. "자기 공명을 수행하는 것은 전체 테이블을 들어 올려서 당구대에서 특정 공을 이동시키는 것과 같습니다"라고 그는 말합니다. "우리는 의도 된 공을 움직일 것입니다. 그러나 우리는 다른 모든 것을 움직일 것입니다." "전기 공명의 돌파구는 실제 당구대를 잡고 원하는 곳에 정확하게 공을 치는 것과 같습니다." 놀랍게도 Morello 교수는 1961 년 자기 공명 선구자이자 노벨상 수상자 인 Nicolaas Bloembergen이 처음 제안한 전기장으로 핵 스핀을 제어 할 수있는 방법을 찾는 데 오랜 시간이 걸렸다는 사실을 완전히 인식하지 못했습니다. Morello 교수는“저는 20 년 동안 스핀 공명을 연구했지만 솔직히 핵 전기 공명에 대한 아이디어를 들어 본 적이 없습니다. "우리는 완전한 사고로이 효과를 '재발견'했습니다. 그것은 그것을 찾기 위해 결코 일어나지 않았을 것입니다. 핵 전기 공명의 모든 분야는 그것을 증명하려는 첫 번째 시도 후에 반세기 이상 동안 거의 휴면 상태에있었습니다. 도전적인." 호기심에서 연구원들은 원래 안티몬의 단일 원자, 즉 큰 핵 스핀을 갖는 원소에 대해 핵 자기 공명을 수행하기 시작했습니다. Serwan Asaad 박사는이 연구의 주요 저자 중 한 명은 다음과 같이 설명합니다. "우리의 원래 목표는 핵 스핀 의 혼란스러운 행동에 의해 설정된 양자 세계와 고전 세계 사이의 경계를 탐구하는 것이 었습니다 . 이것은 순전히 호기심이었습니다. 응용 프로그램을 염두에두고 프로젝트를 주도했습니다. " 그러나 실험을 시작한 후에는 무언가 잘못되었다는 것을 깨달았습니다. 핵은 매우 이상하게 행동하여 특정 주파수에서는 반응을 거부하지만 다른 반응에서는 강한 반응을 보였습니다.”라고 저자 인 Vincent Mourik 박사는 회상합니다. 종이. "이것은 우리가 '유레카 순간'을 가질 때까지 우리를 당황하게하고 자기 공명 대신 전기 공명을하고 있다는 것을 깨달았습니다 ." Asaad 박사는 다음과 같이 말했습니다 : "우리는 안티몬 원자와 특수 안테나를 포함하는 장치를 제작하여 원자핵을 제어하기 위해 고주파 자기장을 생성하도록 최적화되었습니다. 우리의 실험은이 자기장이 상당히 강해야합니다. 그래서 우리는 안테나에 많은 힘을 쏟아 부었습니다. " 게임 "일반적으로 인과 같은 더 작은 핵의 경우, 안테나를 폭파하면 '게임 오버'상태가되고 장치를 버려야합니다."라고 모릭 박사는 말합니다. 손상 이후 안테나는 자기장 대신 강한 전기장을 생성하고 있었기 때문에 핵 전기 공명을 '재발견'했습니다. " 전기장으로 핵을 제어 할 수있는 능력을 보여준 후, 연구진은 정교한 컴퓨터 모델링을 사용하여 전기장이 정확히 핵의 스핀에 미치는 영향을 이해했습니다. 이 노력은 핵 전기 공명 이 진정으로 국소적이고 미세한 현상 이라는 것을 강조했다 . 전기장은 핵 주위의 원자 결합을 왜곡하여 스스로 방향을 바꾼다. Morello 교수는“이 획기적인 결과는 발견과 응용 분야의 보물을 열어 줄 것입니다. "우리가 만든 시스템은 우리가 매일 경험하는 고전 세계가 양자 영역에서 어떻게 나타나는지 연구하기에 충분한 복잡성을 가지고 있습니다. 또한, 양자 복잡성을 사용하여 감도가 크게 개선 된 전자기장 센서를 구축 할 수 있습니다. 금속 전극에인가되는 작은 전압으로 제어되는 실리콘으로 만들어진 전자 장치! "
더 탐색 2 차원 물질 육각형 질화 붕소에서 원자와 같은 불순물의 스핀을 제어하는 능력 입증 추가 정보 : 실리콘 내 단일 고 스핀 핵의 일관된 전기적 제어, Nature (2020). DOI : 10.1038 / s41586-020-2057-7 , https://nature.com/articles/s41586-020-2057-7 저널 정보 : 자연 에서 제공하는 뉴 사우스 웨일즈 대학
https://phys.org/news/2020-03-year-old-puzzle-quantum-breakthrough.html
.콘도 구름에 대한 세계 최초의 실험 관찰
홍콩 시립 대학교 콘도 구름 탐지의 개략도. 크레딧 : Jeongmin Shim 2020 년 3 월 11 일
물리학 자들은 수십 년 동안 곤도 구름 양자 현상을 관찰하려고 노력해 왔습니다. City City of Hong Kong (CityU)의 과학자를 포함한 국제 연구팀은 최근 콘도 클라우드의 길이를 성공적으로 측정하고 제어 할 수있는 새로운 장치를 개발했습니다. 연구 결과는 응축 물리 물리학의 이정표로 간주 될 수 있으며 고온 초전도체와 같은 다중 불순물 시스템을 이해하기위한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. CityU 물리학과 조교수 Ivan Valerievich Borzenets 박사는 독일, 일본, 한국의 과학자들과 협력했다. 그들의 연구 결과는 Nature 에 발표되었다 . 콘도 클라우드 란 무엇입니까? 콘도 효과는 1930 년대에 발견 된 물리적 현상입니다. 금속에서는 온도가 떨어지면 일반적으로 전기 저항이 떨어집니다. 그러나 금속에 약간의 자기 불순물 이 있으면 반대 결과가 나타납니다. 처음에는 저항이 떨어집니다. 그러나 일부 임계 온도보다 낮 으면 온도가 더 낮아질수록 저항이 증가합니다. 이 퍼즐은 50 년 전 일본 이론 물리학 자 준 콘도 (Jun Kondo)가 그 효과를 명명 한 것으로 해결되었습니다. 그는 자성 원자 (불순물)가 금속 내부에있을 때 스핀을 가진다고 설명했다. 그러나 하나의 전자와 결합하여 한 쌍의 스핀 업 및 스핀 다운을 형성하는 대신, 주변의 일부 영역 내의 모든 전자와 집합 적으로 결합하여 불순물 주변의 전자 구름을 형성합니다.이를 콘도 클라우드라고합니다. 전압이인가 될 때 전자는 자유롭게 움직이지 않거나 곤도 구름에 의해 차단되어 저항이 증가합니다.
이 장치는 1 차원 채널에 연결된 양자점으로 구성되며, 3 개의 게이트가 장벽을 생성하기 위해 양자점으로부터 1.4 μm, 3.6 μm 및 6.1 μm 거리에 내장되어 있습니다. 학점 : 홍콩 시티 대학교 / 자연
구름이 얼마나 큽니까? 콘도 효과의 일부 기본 특성은 실험적으로 입증되었으며 콘도 온도 (저온에서 저항이 상승하기 시작하는 임계 온도)와 관련이있는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 콘도 구름의 길이는 아직 측정되지 않았습니다. 이론적으로, 콘도 클라우드는 반도체 불순물로부터 수 마이크로 미터 이상으로 퍼질 수 있습니다. 보르도 네츠 박사는“콘도 구름을 탐지하는 데 어려움은 곤도 효과에서 스핀 상관 관계를 측정하려면 수십 기가 헤르츠의 빠른 탐지가 필요하다는 사실에있다. 이 연구의 실험적인 측정을 수행했습니다. 복잡한 실험을 즐기는 연구원이되자 그는이 과제를 해결하기로 결정했습니다. 장치에서 단일 Kondo 클라우드 분리 나노 기술의 발전 덕분에 연구팀은 직경이 수백 나노 미터에 불과한 작은 전도성 섬처럼 양자점에 짝을 이루지 않은 전자 스핀 (자기 불순물)을 제한 할 수있는 장치를 제조했다. Borzenets 박사는“양자점이 매우 작기 때문에 불순물이 어디에 있는지 정확하게 알 수있다. 양자점에 연결하는 것은 일차원적이고 긴 채널입니다. 짝을 이루지 않은 전자는이 채널에서 전자와 결합하여 거기에 곤도 구름을 형성하기 위해 수축됩니다. "이러한 방식으로, 우리는 하나의 불순물 주위에 하나의 곤도 구름을 분리하여 구름의 크기도 제어 할 수 있습니다." 설명했다. 이 시스템의 참신 성은 양자점으로부터 다양한 거리를두고 채널 내부의 다른 지점에 전압을인가함으로써 채널을 따라 "약한 장벽"을 유도한다는 것이다. 그런 다음 연구원들은 다양한 장벽 강도와 위치에 따른 전자 흐름의 변화와 곤도 효과를 관찰했습니다. 실험에서 수집 한 데이터 (녹색 파랑 및 자주색 점)는 이론 결과 (적십자)와 비교되고 동일한 곡선에 정렬됩니다. 학점 : 홍콩 시티 대학교 / 자연 비밀은 진동 진폭에 있습니다 전압을 변경함으로써, 장벽을 어디에 두었 든 상관없이 컨덕턴스가 올라 갔다 내렸다는 것을 알 수있었습니다. 그리고 컨덕턴스에 진동이있을 때, 측정 된 콘도 온도의 진동이 관찰되었다. 연구원들이 이론적 구름 길이로 나눈 불순물로부터의 장벽 거리에 대한 콘도 온도의 진동 진폭을 플롯 팅했을 때, 이론적으로 예상 한 바와 같이 모든 데이터 포인트가 단일 곡선으로 떨어지는 것을 발견했습니다. Borzenets 박사는“우리는 실험적으로 마이크로 미터 규모의 콘도 구름 길이의 이론적 결과를 확인했다. "처음으로 우리는 곤도 구름 길이를 직접 측정하여 구름의 존재를 증명했습니다. 그리고 우리는 곤도 구름의 크기와 곤도 온도를 연결하는 비례 계수를 알아 냈습니다." 여러 불순물 시스템에 대한 통찰력 제공 팀은이 연구에서 거의 3 년을 보냈습니다. 다음 단계는 콘도 상태를 제어하는 다양한 방법을 조사하는 것입니다. "장치에서 다른 많은 조작을 수행 할 수 있습니다. 예를 들어, 두 개의 불순물을 동시에 사용할 수 있으며 구름이 겹칠 때 어떻게 반응하는지 확인할 수 있습니다. 이번 연구 결과는 여러 불순물 시스템 에 대한 이해에 대한 통찰력을 제공 할 수 있기를 바랍니다. 콘도 격자, 스핀 글래스 및 높은 전이 온도 초전도체로. "
더 탐색 강자성 콘도 효과 자세한 정보 : 콘도 스크리닝 클라우드 관찰, 자연 (2020). DOI : 10.1038 / s41586-020-2058-6 , https://nature.com/articles/s41586-020-2058-6 저널 정보 : 자연 홍콩 시티 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-world-experimental-kondo-cloud.html
.공리 : 기초 물리학과 우주의 기원에 대한 새로운 통찰
주제 : 천문학천체 물리학입자 물리학대학교 미시간 으로 프린스턴 고등 연구소 2020년 3월 11일 공생
QCD 액시온 (검은 볼)의 회전은 반물질 위에 과량의 물질 (컬러 볼)을 생성하여 은하와 인간이 존재할 수있게합니다. (그래픽 : Harigaya and Co 사진 : NASA) 우주의 기원을 더 잘 이해하기 위해 수행 된 새로운 연구는 기초 물리학에서 가장 오래 지속되는 몇 가지 질문에 대한 통찰력을 제공했습니다. 암흑 물질이란 무엇입니까? 그리고 양성자와 중성자를 함께 묶는 힘에서 예상치 못한 관찰 된 대칭의 이론적 기원은 무엇입니까? 논문 2020 년 3 월 17 일에 물리적 검토 서신에 발표 될 예정인 논문“Axiogenesis”에서 연구원 Keisuke Harigaya, Advanced Institute for Advanced Study의 자연 과학부 회원, 미시간 대학교의 Raymond T. Co, 1977 년 처음 이론화 된 양자 색채 역학 (QCD) 액시온이 이러한 질문들에 대한 몇 가지 중요한 해답을 제공하는 매력적인 사례를 제시했다. 하리 가야는“우리는 QCD 액시온의 회전이 우주에서 발견되는 과잉 물질을 설명 할 수 있음을 밝혀냈다. "우리는이 메커니즘을 axiogenesis라고 명명했습니다." 무한히 가벼워진 QCD 액시온 (양성자보다 10 억 배 이상 가벼움)은 거의 유령과 비슷합니다. 이러한 입자의 수백만은 매초마다 일반 물질을 통과합니다. 그러나, QCD 액시온의 아 원자 수준 상호 작용은 전례없는 감도를 갖는 실험에서 여전히 검출 가능한 신호를 남길 수있다. QCD 액시온은 직접 검출 된 적이 없지만,이 연구는 실험자들이 찾기 어려운 입자를 사냥 할 수있는 추가 연료를 제공합니다. Co.는“기본 물리학의 미스터리를 푸는 데있어 QCD 액시 언트의 다재다능 함은 정말 놀랍습니다.”라고 말했습니다. 더 중요한 것은 실험이 곧 자연의 신비가 QCD 액시온을 암시하는지 여부를 알려줄 수있을 것입니다.” Harigaya와 Co는 QCD axion이 3 개의 누락 된 물리 퍼즐 조각을 동시에 채울 수 있다고 추론했다. 첫째, QCD axion은 원래 소위 강한 CP 문제를 설명하기 위해 제안되었습니다. 왜 양자와 중성자를 묶는 강한 힘이 CP (Charge Parity) 대칭이라는 대칭을 예기치 않게 보존합니다. CP 대칭은 중성자가 하전 된 성분에도 불구하고 전기장과 반응하지 않는다는 관찰로부터 추론된다. 둘째, QCD 액시온은 암흑 물질에 대한 훌륭한 후보 인 것으로 밝혀졌으며, 직접 관측 된 적이없는 우주 질량의 약 80 %의 구성을 이해하는 데 중요한 돌파구가 될 수있었습니다. 초기 우주에서의 작업에서 물질과 반물질 입자가 상호 작용함에 따라 서로 소멸된다. 빅뱅 다음의 초의 첫 번째 부분 에서 물질과 반물질은 같은 양으로 존재했습니다. 이 대칭은 한 유형의 물질이 다른 유형보다 우세한 것을 방지했습니다. 오늘날 우주는 물질로 가득 차서이 대칭이 깨 졌음을 나타냅니다. Harigaya와 Co는 QCD axion을 범인으로 인용합니다. QCD 액시온의 운동으로 인한 운동 에너지는 추가적인 남작이나 평범한 물질을 생성했습니다. 물질에 유리한이 작은 규모의 기울기는 오늘날 알려진 우주의 길을 열어주는 캐스케이드 효과를 나타 냈을 것입니다. 새로 발견 된 QCD axion의 역학에 대한 이해는 우주의 팽창 이력을 잠재적으로 변화시켜 중력파 연구에 정보를 제공 할 수 있습니다. 이 주제에 대한 미래의 연구는 작은 중성미자의 기원과 같은 근본적인 물리학의 다른 지속적인 질문에 대한 추가 통찰력을 제공 할 수도 있습니다. “이론적이고 실험적인 입자 물리학 자, 천체 물리학 자, 우주 론자들이 QCD 액시온 연구를 시작한 이후로 큰 진전이있었습니다. 우리는 우리의 연구가 이러한 학제 간 연구 노력을 더욱 발전시키기를 희망합니다.”라고 Harigaya는 덧붙였습니다.
참고 : 2020 년 3 월 17 일, Raymond T. Co와 Keisuke Harigaya의“Axiogenesis”, Physical Review Letters . arXiv : 1910.02080 Institute for Advanced Study는 이론 연구 및 지적 조사를위한 세계 최고의 센터 중 하나입니다. 뉴저지 프린스턴에 위치한 IAS는 과학 및 인문학에 걸친 독립적 인 연구에 전념하고 있습니다. "진실과 아름다움"이라는 모토로 1930 년에 설립 된이 연구소는 즉각적인 적용에 대한 우려없이 지식의 경계를 발전시키는 데 전념하고 있습니다. IAS의 앨버트 아인슈타인 (Albert Einstein) 창립에서부터 오늘날의 최고의 사상가에 이르기까지, IAS는 장기적인 유용성과 새로운 기술을 제공하는 대담하고 부적합한 현장 주도적 연구를 가능하게하여 예기치 않은 방식으로 사회를 혁신하고 풍요롭게합니다. 매년 연구소는 영구 교수진에 의해 선발되고 멘토링되는 200 명 이상의 세계에서 가장 유망한 연구원 및 학자들을 환영합니다. 역사 연구, 수학, 자연 과학, 사회 과학 등 4 개의 학교로 구성된 IAS는 새로운 이해를 소개하는 놀라운 기록을 만들어 냈으며 최초의 저장 프로그램 컴퓨터 중 하나의 개발에서 여러 분야와 세대에 걸쳐 부인할 수없는 발전을 책임지고 있습니다. 미국의 학문으로서 예술사를 설립하는 데 현재 및 과거의 교수진과 회원 중에는 34 명의 노벨상 수상자, 60 명의 필드 메달리스트 중 42 명, 20 명의 아벨 상 수상자 중 18 명, 많은 MacArthur Fellows 및 Wolf Prize 수상자가 있습니다. 공유 트위터 핀
.매우 큰 망원경은 비가 오는 곳의 외계 행성을 관측합니다
https://youtu.be/OE8rxydsg2M
에 의해 ESO 이 그림은 외계 행성 WASP-76b의 야경을 보여줍니다. 초고온 거대 외계 행성은 하루 종일 기온이 섭씨 2400도 이상으로 올라가 금속을 기화시키기에 충분히 높다. 강한 바람은 철 증기를 서늘한 밤쪽으로 운반하여 철 방울로 응축합니다. 이미지의 왼쪽에는 외계 행성의 저녁 경계가 있으며, 밤낮으로 바뀌고 있습니다. 크레딧 : ESO / M. 콘 메서, 2020 년 3 월 11 일
ESO의 VLT (Very Large Telescope)를 사용하는 연구원들은 철 비가 내린다고 의심되는 극단적 인 행성을 관찰했습니다. 초고온 거대 외계 행성은 하루 종일 기온이 섭씨 2400도 이상으로 올라가 금속을 기화시키기에 충분히 높다. 강한 바람은 철 증기를 서늘한 밤쪽으로 운반하여 철 방울로 응축합니다. 스위스 제네바 대학교 (University of Geneva)의 데이비드 에렌 라이히 (David Ehrenreich) 교수는“ 철이 비를 제외하고는이 행성이 저녁에 비가 올 것이라고 말할 수있다 . 그는 이 외계 행성 에 대한 Nature 저널에 toda9y로 출판 된 연구를 이끌었다 . WASP-76b로 알려진이 물고기 자리는 물고기 자리에 약 640 광년 떨어져 있습니다. 이 이상한 현상은 '철비'행성이 오직 한 얼굴, 낮면, 부모 별 , 영원한 밤이 영원한 어둠에 남아 있기 때문에 발생합니다 . WASP-76b는 지구 주위의 궤도에있는 달과 같이 '정말 적으로 잠긴'상태입니다. 별 주위를 돌아 다니는 것처럼 축을 중심으로 회전하는 데 시간이 오래 걸립니다. 낮에는 지구의 태양보다 지구의 별보다 수천 배나 많은 방사선을받습니다. 분자가 원자로 분리되어 뜨겁기 때문에 철과 같은 금속이 대기로 증발합니다. 낮과 밤의 온도 차이가 심해지면 철 증기가 매우 더운 날에서 더 차가운 밤쪽으로 가져와 온도가 섭씨 1500도까지 내려갑니다. 새로운 연구에 따르면 WASP-76b는 낮과 밤의 온도가 다를뿐만 아니라 낮과 밤의 화학적 성질도 다르다. 칠레의 아타 카마 사막에있는 ESO의 VLT에서 새로운 ESPRESSO 기기를 사용하여 천문학 자들은 초고온 기체 거대 행성에서 처음으로 화학 변형을 확인했습니다. 그들은 저녁 경계에서 행성의 낮과 밤을 구분하는 철 증기의 강력한 신호를 감지했습니다. "놀랍게도, 우리는 아침에 철 증기를 볼 수 없습니다"라고 Ehrenreich는 말합니다. 그 이유는 "이 극단적 인 외계 행성의 밤에 철이 비가 내리고 있기 때문"이라고 말했다. 스페인 마드리드의 천문학 센터의 천체 물리학 자이자 ESPRESSO 과학 팀의 의장 인 마리사 로사 자 파테로 오소리오 (María Rosa Zapatero Osorio)는“이 관측 결과는 WASP-76b의 더운 날 대기에 철 증기가 풍부하다는 것을 보여준다. "이 철분의 일부는 지구의 회전과 대기의 바람으로 인해 야간에 주입됩니다.이 철분은 훨씬 시원한 환경, 응축 및 비가 내립니다." 이 결과는 2018 년 9 월 ESPRESSO를 사용한 최초의 과학 관찰 결과, 계측기를 구축 한 과학 컨소시엄 (포르투갈, 이탈리아, 스위스, 스페인 및 ESO의 팀)이 얻은 것입니다. 록키 외계 행성 및 안정적인 분광 관측을위한 에셀 분광계 인 ESPRESSO는 원래 태양과 같은 별 주위의 지구와 같은 행성을 사냥하도록 설계되었습니다. 그러나 훨씬 더 다양한 것으로 입증되었습니다. 칠레 ESO의 ESPRESSO 계측 과학자 인 페드로 피게이라 (Pedro Figueira)는“우리는 VLT의 놀라운 수집력과 ESPRESSO의 뛰어난 안정성이 외계 행성을 연구하는 데 중요한 기계가되었다는 것을 곧 깨달았습니다. "우리가 지금 가지고있는 것은 가장 극단적 인 외계 행성의 기후를 추적 할 수있는 완전히 새로운 방법"이라고 Ehrenreich는 결론 지었다.
더 탐색 외계 행성의 분위기에서 철과 티타늄 추가 정보 : 초거성 외계 행성, 자연 (2020) 에서 철의 나이트 사이드 응축 . DOI : 10.1038 / s41586-020-2107-1 , https://www.nature.com/articles/s41586-020-2107-1 저널 정보 : 자연 ESO 제공
https://phys.org/news/2020-03-large-telescope-exoplanet-iron.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.
.해저 아래의 미생물들은 생존을 위해 재활용에 의존합니다
로 우즈 홀 해양 연구소 해저 아래에 수천 피트의 암석을 자세히 조사한 결과, 해양 해양 지각의 대식 암에서 생명이 드러났다. 샘플 중 하나의 얇은 부분 현미경 사진이 여기에 표시됩니다. 크레딧 : Frieder Klein, ..Woods Hole Oceanographic Institute
Woods Hole Oceanographic Institute의 과학자들은 3 월 11 일 Nature 지에 발표 된 한 연구에서 미생물이 낮은 해양 지각의 해저 아래에 수천 피트 떨어진 암석에서 어떻게 생존 할 수 있는지 밝히고 있습니다 . 효소 활동, 현미경, 문화 및 바이오 마커 분석의 측정과 결합 된이 원격 지구에서 다른 단백질을 만들기위한 지시 사항을 포함하는 메신저 RNA의 첫 번째 분석은 바이오 매스가 낮지 만 미생물 군집이 다양하다는 증거를 제공합니다. 다른 살아있는 (또는 죽은) 유기체로부터 탄소를 얻는 이영 양을 포함 WHOI 생화학 자이자 논문의 주요 저자 중 한 명인 Paraskevi (Vivian) Mara 박사는“해저 아래에 존재하는 유기체는 적대적인 환경에서 살고있다. 희소 한 자원은 암석의 골절을 통해 순환하고 무기 및 유기 화합물을 운반하는 해수와 지하 유체를 통해 해저로 들어갑니다 . 미생물의 종류, 그들은 생존을 위해 무엇을 국제 해양 디스커버리 프로그램 원정대 360를 타고 3 개월간 아래 해양 지각에서 암석 샘플을 수집 연구원이 극단에 살고을 확인하려면 연구 선박 아틀란티스 은행이라는 수중 능선에 여행을 남부 인도양을 가로지 릅니다. 그곳에서 지각 활동 은 해저의 낮은 해양 지각을 드러내며, "거의 접근하기 어려운 영역에 편리하게 접근 할 수있게한다"고 저자는 밝혔다. 연구자 들은 생명체를 찾는데 도움을주기 위해 유전 물질 과 다른 유기 분자에 대한 암석을 빗어 내고, 세포 수를 수행하고, 실험실에서 샘플을 배양했습니다. WHOI의 미생물학자인 Virginia Edgcomb 박사는“우리는이 새로운 샘플들을 가능한 한 많이 집중적으로 조사하기 위해 완전히 새로운 방법의 칵테일을 적용했다”고 말했다. . "모두 데이터가 이야기를 그리기 시작합니다."
몽펠리에 대학 (University of Montpellier)의 Benoit Ildefonse 연구원 (왼쪽)과 WHOI의 Virginia Edgcomb는 인도양 아틀란티스 은행 (Atlantis Bank)에서 탐사하는 동안 미생물 표본을 선택합니다. 크레딧 : Jason Sylvan, TAMU
메신저 RNA를 분리하고 다른 대사 과정에 대한 지시 사항 인 유전자의 발현을 분석함으로써 연구원들은 바다 밑의 미생물이 다양한 배열의 유전자를 발현한다는 증거를 보여 주었다. 일부 미생물은 세포에 탄소를 저장하는 능력이있어 부족한 시간 동안 비축 할 수있었습니다. 다른 이들은 질소와 황을 처리하여 에너지를 생성하고, 비타민 E와 B12를 생산하고, 아미노산을 재활용하고, 다 환식 탄화수소라고하는 분해하기 어려운 화합물에서 탄소를 뽑아 낼 수 있다는 징후를 가지고있었습니다. Edgcomb는“매우 검소 해 보인다”고 말했다. Edgcomb은 지구의 먼 곳에서 생명에 대한이 희귀 한 견해가 해저 아래에서 탄소 순환에 대한 우리의 견해를 넓히고 있다고 말했다. 낮은 해양 지각을 포함한 깊은 생물권의 부피를 보면 매우 느린 대사 속도에서도 상당한 양의 탄소에 해당 할 수 있다”고 말했다.
더 탐색 해양 지각 내에서 살아남는 미생물 추가 정보 : 재활용 및 신진 대사 유연성은 해양 지각의 자연인 Nature (2020)의 수명을 나타냅니다 . DOI : 10.1038 / s41586-020-2075-5 , https://www.nature.com/articles/s41586-020-2075-5 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 우즈 홀 해양 연구소
https://phys.org/news/2020-03-microbes-beneath-seafloor-recycling-survive.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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