MIT 연구에 따르면 열 흐름 특성을 설명하기위한 교과서 수식이 지나치게 단순화되었습니다
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
http://jk0620.tripod.com
https://twitter.com/ljunggoo
.Higgs Boson – Top Quark Interaction에서 물질-반물질 비대칭에 대한 CERN 검색
주제 : CERNHiggs Boson입자 물리학 으로 CERN
2020년 4월 29일 ATLAS CMS Higgs Top Quark 이벤트 디스플레이 크레딧 : ATLAS Collaboration / CERN ATLAS 및 CMS 협업은 전체 LHC Run 2 데이터 세트를 사용하여 상호 작용에 대한 새로운 통찰력을 얻었습니다. 최근 몇 년간 Higgs boson에 대한 연구가 발견 연령에서 측정 연령으로 진행되는 것을 보았습니다. ATLAS와 CMS의 협력에 의한이 독특한 입자의 특성에 대한 최신 연구 중에는 가장 높은 기본 입자로서 iggs 스 보손과 가장 강한 상호 작용을하는 최고 쿼크와의 상호 작용을 더 밝게 비추는 측정이 있습니다. 상위 iggs 스 상호 작용의 강도를 결정할 수있을뿐만 아니라, 분석은 전하 패리티 (CP) 위반에 대한 새로운 창을 엽니 다. 50 년 전에 예기치 않게 발견 된 CP 위반은 본질적으로 근본적인 비대칭 성을 나타내며, 이는 물질 입자와 반물질 대응 프로세스의 비율에서 드물게 차이를 유발하므로 관찰 된 물질의 풍부함을 설명하는 데 필수적인 성분으로 생각됩니다 우주의 반물질. 입자 물리학의 표준 모델이 CP 위반을 설명 할 수 있지만, 실험에서 지금까지 관찰 된 CP 위반의 양은 최근 LHCb 협력에 의한 매력 쿼크의 행동에서 너무 작아서 우주 론적 물질 반물질 불균형을 설명하기에는 너무 작습니다. 따라서 CP 위반의 새로운 원인을 찾는 것은 물리학 자에게 큰 관심사입니다. 최근 연구에서 CMS와 ATLAS 팀은 독립적으로 상위 -Higgs 상호 작용의 속성을 직접 테스트했습니다. 이 연구는 LHC의 Run 2의 전체 데이터 세트를 기반으로하며, Higgs boson이 두 개의 광자로 붕괴되기 전에 하나 또는 두 개의 상단 쿼크와 관련하여 생성되는 충돌 이벤트를보다 정확하게 측정하고 분석 할 수 있습니다. 2018 년에 두 번의 협력 으로 처음 관찰 된 이 매우 드문 연관성의 탐지 에는 탐지기와 분석 기술의 전체 용량이 필요했습니다. 표준 모델에 의해 예측 된 바와 같이, 어느 실험에 의한 상위 -Higgs 상호 작용에서 CP 위반 징후가 발견되지 않았다. 입자들 사이의 상호 작용 강도의 척도 인 최고 iggs 스 생산 속도는 두 실험에서 이전 결과와 일치하고 표준 모델 예측과 일치하는 것으로 밝혀졌습니다. 상위 -Higgs 상호 작용에서 CP 위반에 대한 이러한 첫 번째 조사에 이어 ATLAS와 CMS 물리학 자들은 우주에서 사라진 반물질의 기원에 대한 수십 년 동안의 검색의 일환으로 다른 Higgs-boson 붕괴 채널을 연구 할 계획입니다.
.MIT 연구에 따르면 열 흐름 특성을 설명하기위한 교과서 수식이 지나치게 단순화되었습니다
주제 : 유체 역학유체 역학기계 공학MIT 에 의해 데이비드 L. 챈들러, 2020년 4월 29일 층류 열 차가운 표면 표면을 가열 또는 냉각시키는 유체는 매끄러운 흐름에서 난류의 혼합 흐름으로 전환됩니다. 새로운 MIT 분석은 전이 영역의 열 흐름 및 온도 제어의 중요성을 보여줍니다. 크레딧 : 연구원의 호의, MIT 뉴스 편집
유체가 표면을 가열 또는 냉각시키는 방법 이해 – 많은 산업 분야에서 중요 산업 플랜트의 응축기 판을 가로 질러 흐르는 물이든, 가열 및 냉각 덕트를 통한 공기의 흐름이든, 평평한 표면을 가로 지르는 유체의 흐름은 현대 생활의 많은 과정의 핵심입니다. 그러나이 과정의 측면은 잘 이해되지 않았으며 일부는 여러 세대의 공학 학생들에게 잘못 가르쳐 졌다고 새로운 분석 결과가 나왔습니다. 이 연구는 유체 흐름에 관한 수십 년 간 발표 된 연구 및 분석을 조사했습니다. 열전달에 관한 대부분의 학부 교재와 강의실 수업은 갑작스런 전이에 의해 분리 된 두 개의 다른 구역을 갖는 것과 같은 흐름을 설명하지만 실제로는 세 개의 별개의 구역이 있음을 발견했습니다. 긴 전이 구역은 첫 번째 구역과 최종 구역과 마찬가지로 중요하다고 연구원들은 말합니다. 불일치는 유체가 흐를 수있는 두 가지 방식 사이의 전환과 관련이 있습니다. 물이나 공기가 평평하고 단단한 시트를 따라 흐르기 시작하면 얇은 경계층이 형성됩니다. 이 층 내에서, 표면에 가장 가까운 부분은 마찰로 인해 거의 움직이지 않으며, 그 부분은 원래 흐름의 최고 속도로 움직일 때까지 조금 더 빠르게 흐릅니다. 얇은 경계층을 가로 지르는이 꾸준하고 점진적인 속도 증가를 층류라고합니다. 그러나 더 많은 다운 스팀은 흐름이 바뀌어 혼란스러운 소용돌이와 난류로 알려진 에디로 분해됩니다. 이 경계층의 특성은 유체가 열을 얼마나 잘 전달할 수 있는지 결정하는데, 이는 고성능 컴퓨터, 담수화 설비 또는 발전소 응축기와 같은 많은 냉각 공정의 핵심입니다. 학생들은 층류에서 난류로 갑작스런 변화가있는 것처럼 그러한 흐름의 특성을 계산하도록 배웠습니다. 그러나 MIT 의 물과 기계 공학의 압둘 라 테프 자멜 교수 인 존 리엔 하르트 (John Lienhard)는 공개 된 실험 데이터를 면밀히 분석하여이 그림이 공정의 중요한 부분을 무시한다는 것을 발견했다. 연구 결과는 방금 열전달 저널에 발표되었습니다 . Lienhard의 열전달 데이터 검토는 층류와 난류 사이의 중요한 전이 영역을 보여줍니다. 이 전이 구역의 열 흐름에 대한 저항은 다른 두 구역의 열 흐름에 따라 점진적으로 변하며 구역은 그 이전의 층류 구역만큼 길고 독특합니다. Lienhard는 이번 연구 결과는 담수화 또는 기타 산업 규모 공정을위한 열교환 기 설계에서부터 제트 엔진을 통한 공기의 흐름 이해에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칠 수 있다고 말했다. 그러나 실제로 그러한 시스템을 작업하는 대부분의 엔지니어는 학부 교과서에없는 경우에도 긴 전환 영역의 존재를 이해한다고 Lienhard는 말합니다. 이제, 전환을 명확하게하고 정량화함으로써,이 연구는 이론과 교육을 실제 공학 실무와 일치시키는 데 도움이 될 것입니다. "갑작스런 전환의 개념은 지난 60 년 또는 70 년 동안 열전달 교과서와 교실에 뿌리를 내 렸습니다." 평평한 표면을 따라 흐르는 흐름을 이해하기위한 기본 공식은 곡면 비행기 날개 또는 터빈 블레이드를 통한 공기 흐름 또는 대기로 다시 들어갈 때 우주 차량을 냉각시키는 것과 같이보다 복잡한 흐름 상황에 대한 기본 토대입니다. Lienhard는“평평한 표면은 어떤 것이 어떻게 작동하는지 이해하기위한 출발점입니다. 평평한 표면에 대한 이론은 1921 년 독일 연구원 Ernst Pohlhausen에 의해 시작되었습니다. 그러나“실험실 실험은 일반적으로 이론에 의해 가정 된 경계 조건과 일치하지 않았습니다. 실험실 판은 모서리가 둥글거나 온도가 균일하지 않을 수 있으므로 1940 년대, 50 년대, 60 년대의 연구자들은 종종이 이론과 일치하도록 데이터를 '조정'했습니다. 다른 좋은 자료와이 이론 사이의 불일치도 열전달 문헌의 전문가들 사이에서 격렬한 의견 불일치를 초래했다. Lienhard는 영국 항공국의 연구원들이 1931 년에 불균일 한 표면 온도의 문제를 식별하고 부분적으로 해결했다는 것을 발견했다. "1949 년부터 디지털 컴퓨터를 사용할 수있을 때까지 기다려야했습니다." 그 사이에 전문가들 사이의 논쟁은 계속 진행되었다. 리엔 하르트 교수는 연구중인 방정식에 대한 실험적 근거를 살펴보기로 결정했으며, 연구자들은 수십 년 동안 전환이 중요한 역할을한다는 것을 알고 있었다고 밝혔다. “이 방정식으로 데이터를 작성하고 싶었습니다. 이런 식으로 학생들은 방정식이 얼마나 잘 작동하거나 작동하지 않았는지 알 수있었습니다.”라고 그는 말했습니다. "저는 1930 년까지 실험적인 문헌을 살펴 보았습니다.이 데이터를 수집하면 우리가 가르치는 내용이 지나치게 단순화 된 것입니다." 유체 흐름에 대한 설명의 불일치로 인해 열 전달 계산이 때때로 해제되었습니다. 이제이 새로운 분석을 통해 엔지니어와 학생들은 매우 다양한 유량 조건과 유체에서 온도와 열 흐름을 정확하게 계산할 수있을 것이라고 Lienhard는 말합니다. 조지아 테크 (Georgia Tech)의 기계 공학과 안드레이 페도로프 (Andrei Fedorov) 교수는“층류에서 난류로의 흐름 전이가있는 지역 내에서 열전달 계수의 예측은 근본적인 물리학에 대한 명백한 첫 번째 원리 이해의 부족으로 인해 큰 과학적 도전이었다. 이 작업에 참여하지 않은 사람. 그는 Lienhard는“다른 연구자들에 의해 수십 년 동안 출판 된 전이 지역에 대한 여러 가지 실험 데이터를주의 깊게 빗나 갔으며 전 범위의 흐름에 걸친 열전달 계수에 대한 예측력과 상관 관계에 놀랍도록 효과적인 결과를 도출했다고 덧붙였다. 층류에서 난류로의 전환” 이 작업과 관련이없는 Virginia Tech의 기계 공학 명예 교수 인 Robert Mahan은 Lienhard가 한 세대 이상 해결되지 않은 고전 문학의 불일치를 지적하고 해결하고 있다고 말합니다. 학계의 먼지가이 짧지 만 강력한 회오리 바람으로부터 해결 될 때,이 공헌에 제시된 업데이트 된 상관 관계는 의심 할 여지없이 심각한 학자와 실무 엔지니어가 평판으로부터의 열 전달을 예측하는 데 사용할 것입니다.”
참조 :“평판 경계층에서의 열전달 : 층류, 천이 및 난류에 대한 상관 관계”John H. Lienhard. URI : 1721.1 / 124894
.우주선이 대기 조석 파에 의해 유지되는 금성의 슈퍼 회전을 보여준다
TOPICS : 천문학홋카이도 대학행성인기금성 으로 홋카이도 대학 2020년 4월 26일 금성 컴퓨터 시뮬레이션 글로벌 뷰 금성 – 90도 동경을 중심으로 한 컴퓨터 시뮬레이션 글로벌 뷰. 크레딧 : NASA / JPL
아카츠키 우주선의 이미지는 금성 대기가 지구보다 훨씬 빠르게 회전하는 것을 밝힙니다. 홋카이도 대학의 호리 노우치 다케시 (Takeshi Horinouchi)가 이끄는 국제 연구팀 은이 '초 회전'이 지구의 태양열 난방과 야간 냉방으로 형성된 대기 조석에 의해 적도 근처에서 유지된다고 밝혔다. 그러나 극에 가까울수록 대기의 난기류와 다른 종류의 파도가 더 두드러집니다. 이 연구는 4 월 23 일 Science 에서 온라인으로 출판되었습니다 . 금성은 매우 천천히 회전하며 243 일 동안 축을 중심으로 한 번 회전합니다. 이 매우 느린 회전에도 불구하고 금성의 대기는 행성 회전보다 60 배 빠르게 서쪽으로 회전합니다. 이 초 회전은 고도가 높아질수록 지구 전체를 구름 덮개의 상단으로 순환하는 데 4 일밖에 걸리지 않습니다. 빠르게 움직이는 대기는 행성의 낮에서 밤으로 열을 전달하여 두 반구의 온도 차이를 줄입니다. Horinouchi는“1960 년대 슈퍼 회전이 발견 된 이후로 성형 및 유지 관리의 메커니즘은 오랫동안 미스터리였습니다.
금성 대기권의 슈퍼 회전을 유지하는 제안 된 시스템 비너스 대기의 슈퍼 회전 (노란색)을 유지하는 제안 된 시스템. 적도 정상을 향한 열 조수 (빨간색)는 서쪽 방향으로 회전합니다. 대기는 이중 순환 시스템, 즉 극쪽으로 천천히 열을 전달하는 자오선 (수직) 순환 (화이트)과 행성의 밤쪽으로 빠르게 열을 전달하는 초회 전에 의해 제어됩니다. 크레딧 : Planet-C 프로젝트 팀
우주 및 우주 과학 연구소 (ISAS, JAXA )와 다른 연구소의 Horinouchi와 그의 동료들은 아카츠키 우주선의 자외선 및 적외선 카메라가 제공 한 이미지에서 구름을 추적하고 바람 속도를 유도하는 새롭고 매우 정밀한 방법을 개발했습니다. 이를 통해 2015 년 12 월 금성 궤도에 도달 할 수있었습니다.이를 통해 대기의 파도와 난류가 슈퍼 회전에 미치는 영향을 추정 할 수있었습니다. 연구팀은 먼저 위도와 아래의 대기 온도 차이가 위도를 순환하지 않고는 설명 할 수 없을 정도로 작다는 것을 알아 차렸다. 호리 노우치는“이러한 순환은 바람의 분포를 바꾸고 슈퍼 회전 피크를 약화시키기 때문에 관측 된 바람의 분포를 강화하고 유지하는 또 다른 메커니즘이 있음을 의미한다. 추가 분석에 따르면 유지 관리는 낮과 밤의 태양열 난방 대비에 의해 여기 된 대기 파인 열조에 의해 유지되며 낮은 위도에서 가속을 제공합니다. 초기 연구에 따르면 대기 난류와 열 조수 이외의 파도가 가속을 제공 할 수 있다고 제안했습니다. 하나, 그들의 발견은 전 세계에 효과적으로 열을 전달하는 이중 순환 시스템, 즉 극을 향해 천천히 열을 전달하는 자오선 순환과 행성의 야간을 향해 열을 빠르게 전달하는 수퍼 회전을 제안하면서 수퍼 회전을 유지하는 요소를 밝혀 냈습니다. 호리 노우치는“우리의 연구는 한쪽이 항상 중심 별을 향하고있는 조력으로 고정 된 외계 행성의 대기 시스템을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수있다. 읽기 비너스 '분위기 빠른 때문에 열 파도의 표면보다 회전합니다 지금까지 본 연구에 대한 자세한 내용은.
참고 문헌 : 프랑스 파리에있는 Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD / IPSL)의 Sebastien Lebonnois가“비너스 분위기를 회전시키는 것”; 프랑스 파리의 Sorbonne Université의 S. Lebonnois; 프랑스 파리 ENS의 S. Lebonnois; 프랑스 파리 PSL 연구소의 S. Lebonnois; 프랑스 파리 Ecole Polytechnique의 S. Lebonnois; 프랑스 파리에 위치한 Institut Polytechnique de Paris의 S. Lebonnois; 프랑스 파리 CNRS의 S. Lebonnois DOI : 10.1126 / science.abb2424 일본 삿포로 홋카이도 대학의 호리 노우치 다케시 (Takeshi Horinouchi)는“파동과 난기류가 금성 대기의 초 회전을 유지하는 방법”; 호리 노우치 다케시; 야마자키 아츠시; 무라카미 신야; 하비에르 페랄타; 마사토 나카무라; 사가 미하라, 일본 항공 우주 탐사 기관의 Takehiko Satoh; 일본 고베 고베 대학의 요시유키 하야시; 와게 나베 시게토; 일본 에베 츠의 홋카이도 정보 대학에서 타카오 M. 사토; 일본 나라 시노의 치바 공과 대학 야마다 마나부; 일본 도쿄의 첨단 산업 과학 기술 연구소의 Kouyama Toru; 마코토 타 구치; 일본 도쿄 릿쿄 대학의 테츠야 후쿠하라; 일본 교토 교토 교 대학의 다카기 마사히로; 일본 히코 네 시가현 가즈 노리오고하라; 산 제이 S. 위스콘신 대학교 매디슨 대학교 리마 예 (WI); 일본 카시와에있는 도쿄 대학의 이마무라 다케시; 마사토 나카무라; 일본 도쿄에 위치한 대학원 고급 대학원 (SOKENDAI)의 사토 타케히코 (Takehiko Satoh). DOI : 10.1126 / science.aaz4439
.춤 검은 관 블랙 큐에 수행
작성자 : Jonathan Amos BBC Science 특파원 2020 년 4 월 29 일 페이스 북과 공유 메신저와 공유 트위터와 공유 이것을 이메일과 공유 공유 OJ 287의 미디어 캡션아트 워크 : 작은 블랙홀이 12 년마다 두 번씩 증가 디스크를 뚫습니다. 천문학 자들은 두 개의 블랙홀이 서로 움직이는 방식을 연구함으로써 아인슈타인 이론의 주요 결과를 테스트 할 수있었습니다. 이 물체 중 하나는 진정한 거상입니다. 태양의 질량이 180 억 배나되는 구멍입니다. 다른 하나는 "1 억 5 천만 태양 질량"에 그다지 크지 않습니다. 과학자들은 상호 작용을 매우 정확하게 예측할 수있었습니다. 그들은 시공간에 뒤틀림 효과를 포함시키고 더 큰 구멍이 매끄러운 "표면"을 가졌다 고 가정함으로써 그렇게했다. OJ 287로 알려진 블랙홀 페어링은 지구에서 약 35 억 광년 떨어져 있습니다. 허블, 놀라운 30 번째 생일 사진 제공 초 거대 블랙홀에서 뒤틀린 제트 중력파 : 풀어야 할 새로운 장난감 과학자들은이 시스템에서 12 년마다 두 번 발생하는 갑자기 밝아진 것을 오랫동안 인식 해 왔습니다. 에너지의 폭발은 구멍의 은하에서 한 번에 1 조의 태양이 켜지는 것과 같습니다. 이 특별한 행동에 대한 가장 좋은 설명은 작은 물체가 큰 동반자에게 가해지는 가스와 먼지 디스크를 통해 충돌하여 흡기 재료를 공정에서 매우 높은 온도로 가열한다는 것입니다. 그러나이 플레어 링은 다소 불규칙합니다. 때때로 12 년 기간의 밝은 에피소드는 1 년 간격으로 발생합니다. 다른 시간은 10 년 간격입니다.
미디어 캡션이 애니메이션은 OJ 287의 작은 블랙홀이 더 큰 파트너를 공전하는 방법을 보여줍니다. 작은 구멍이 파트너를 따라가는 경로의 복잡성에 대해 이야기합니다. 연구팀은 이제 매우 복잡한 모델에 복잡성을 부여했습니다. 핀란드 투르 쿠 대학의 모리 발토 넨 교수는“작은 블랙홀의 궤도는 전진한다. 그로 인해 충격의 시간이 달라진다”고 설명했다. "1996 년으로 돌아가서, 우리는 어떤 일이 일어날 지 예측하는 모델을 가지고있었습니다. 그러나 우리는 점점 더 정확 해졌습니다"라고 BBC News는 말했습니다. 업데이트 된 모델의 중요한 매개 변수 중 하나는 중력파 형태로 시스템에서 방출되는 에너지입니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 결과 인 시공간 구조에서의 이러한 잔물결은 가속 물체에 의해 생성되며, OJ 287의 초대형 환경에서는 시스템 작동 방식에 상당한 영향을 미칩니다. 최신 모델의 큰 테스트는 작년 7 월 31 일에 이루어졌으며 가장 최근의 플레어의 출현이 방정식이 예상 한 것의 2.5 시간 내에 확인되었습니다. 이미지 저작권NASA 이미지 캡션 작품 : 현재 은퇴 한 스피처는 관측을 할 수있는 유일한 망원경이었습니다.
https://ichef.bbci.co.uk/news/320/cpsprodpb/E8F9/production/_112014695_ssc2020-05c_sm.jpg
이 사건은 OJ 287이 당시 태양과 지구의 반대편에 있었기 때문에 지상 기반 시설에는 보이지 않았기 때문에 운이 좋은 관측으로 미국 우주국 Nasa의 Spitzer 적외선 망원경에 의해 포착되었습니다. . 반면 스피처는 지구 (1 억 6 천만 킬로미터)에서 분리하여 최고의 위치에 놓았습니다. "OJ 287의 가시성을 처음 확인했을 때, 다음 번 플레어가 발생할 것으로 예상되는 바로 그 날에 Spitzer에게 가시성이 있다는 사실에 충격을 받았습니다."라고 미국 칼 테크의 과학자 인 Seppo Laine 박사는 말했다 스피처보기. "스피처로이 플레어의 정점을 포착 할 수 있었던 것은 매우 운이 좋은 일이었습니다. 다른 어떤 인공기구도 그 특정 시점에이 위업을 달성 할 수 없었기 때문입니다." 이 모델의 또 다른 개선점은 더 큰 블랙홀의 물리적 특성에 대한 세부 사항을 접는 것입니다. 특히 회전입니다. Stephen Hawking 후기를 포함한 과학자들은 블랙홀의 "머리가없는"정리로 알려진 것을 개발했습니다. 이것은 본질적으로 회전축을 따라 블랙홀의 표면 또는 "이벤트 수평선"이 대칭이라는 것을 나타냅니다. 덩어리와 충돌은 없습니다. OJ 287의 관찰은이 머리없는 아이디어 중 최고의 테스트라고합니다. 심각한 불규칙성이 있었다면, 예상 타이밍이 제대로 작동하지 않았을 것입니다. 인도 Tata Institute of Fundamental Research의 Achamveedu Gopakumar 교수는 대학원생 Lankeswar Dey와 함께 모델에 중력파를 추가하는 작업을 수행했습니다. 교수는 Spitzer 데이터가 나오는 것을 보며 자신의 "우정"에 대해 이야기했습니다. 그는 작년에 블랙홀의 최초의 그림을 만든 Event Horizon Telescope로 촬영 한 OJ 287을 기대하고 있습니다. "EHT는 2017 년과 2018 년에 소스를 모두 관찰했습니다. 다른 캠페인은 (코로나 바이러스로 인해) 일시 중지되었으며 2021 년 캠페인 기간 동안 시간을 갖기를 바랍니다"라고 BBC News는 말했습니다. Spitzer 관측치에 대한 자세한 내용은 The Astrophysical Journal Letters에 게시 되어 있습니다. 다음 번 번화는 2022 년, 그리고 2033 년과 2034 년입니다.
https://www.bbc.com/news/science-environment-52464250
.강력하고 견고하며 빠르게 회복되는 하이드로 겔을위한 분자 공학 금속 조정 상호 작용
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 하중지지를위한 분자 수준에서의 금속 이온 조정 상호 작용의 협력 공학, 결합 상수 및 분자 메커니즘. (A) 단일 리간드 (PH1, 좌측)에 의해 형성된 금속 이온 배위 착물은 동적이고 약하다. 다수의 리간드 (PH3, 중간)로 만들어진 금속 킬레이트 부위를 형성 할 때, 금속 이온 결합은 단일 리간드의 것보다 훨씬 강하고 덜 역동적으로된다. 또한, 2 개의 금속 킬레이트 부위를 직렬로 배열 할 때 (PH6, 오른쪽), 2 개의 부위 사이의 협력으로 인해 결합 친화도, 기계적 강도 및 회합 속도가 향상 될 수있다. (B 내지 D) 25 ℃에서 1M 트리스 완충제 (pH 7.60, 300mM KCl 함유) 중의 ZnCl2를 갖는 PH1 (왼쪽), PH3 (중간) 및 PH1 (오른쪽) 펩티드의 ITC 적정 데이터. (E) PH3 및 돌연변이 된 PH3 펩티드의 Zn2 +-결합 상수 (Ka). 돌연변이 된 아미노산은 적색으로 강조 표시된다. 오차 막대는 피팅 오차를 나타냅니다. (F) PH6 및 돌연변이 된 PH6 펩티드의 Zn2 +-결합 상수. 왼쪽 및 오른쪽 패널은 PH6의 두 바인딩 사이트에 대한 Ka1 및 Ka2에 해당합니다. PH6 및 (GHHGH) 2 펩티드 만이 2 개의 결합 상수를 나타냈다. 나머지 펩티드는 단일 부위 결합 특성을 나타냈다. 오차 막대는 피팅 오차를 나타냅니다. (G) PH1의 (G 내지 J) CD 스펙트럼 : GGH; (H) PH3 : GHHPH; (I) PH6 : (GHHPH) 2; 및 Zn2 + 이온의 존재 및 부재 하의 (J) (GHHGH) 2 펩티드. PH6-Zn2 + 복합체가 100 % PPII 나선 구조를 나타낸다고 가정하면, PH1 및 PH3의 PPII 구조의 상대 함량은 205 nm에서 주요 CD 피크의 높이를 기준으로 9.6 및 34.2 %이다. (K) PH6의 협력 적 Zn2 +-결합 메커니즘의 개략도. 제 1 배위 부위의 형태 변화는 Zn2 + 결합에보다 유리한 형태로 제 2 부위의 구조 변화를 초래한다. 해당 사항 없음. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaz9531 ,2020 년 4 월 29 일 기능
근육 및 연골과 같은 하중지지 조직은 전형적으로 높은 탄성, 인성 및 빠른 회복 속도를 나타낸다. 그러나 실험실에서 이러한 기계적 특성을 결합하여 합성 생체 재료를 만드는 것은 근본적으로 어려운 일입니다. 현재 과학 발전 에 관한 새로운 연구 에서 Wenxu Sun과 중국의 물리, 공학 기계 및 스마트 장치 연구팀은 강력하고 견고하며 빠르게 회복되는 하이드로 겔을 개발했습니다. 이 팀은 협력적인 동적 상호 작용이있는 가교제를 사용하여 재료를 제작했습니다. 그들은 히스티딘이 풍부한 데카 펩티드를 디자인했습니다단일 결합 단백질 모티프 또는 단리 된 리간드 단백질과 비교하여 열역학적 안정성, 더 강한 결합 강도 및 구조물의 더 빠른 결합 속도를 촉진하기 위해 2 개의 탠덤 (연속) 아연 (Zn) 결합 모티프를 함유하는 (10 아미노산 사슬). 펩티드 아연 착물을 갖는 조작 된 하이브리드 네트워크 하이드로 겔은 몇 초 만에 높은 안정성, 인성 및 빠른 회복을 나타냈다. 연구팀은 발판이 하중지지 조직 공학 응용 프로그램을 효과적으로 관리하고 소프트 로봇 공학을 위한 빌딩 블록으로 기능 할 것으로 기대합니다 . 새로운 결과는 분자 수준에서 하이드로 겔의 기계적 및 동적 특성을 조정하는 일반적인 경로를 제공합니다. 우리가 걸을 때, 우리의 근육, 연골 및 힘줄은 실질적인 기계적 부하에 영향을 받지만, 생물학적 조직은 많은 기계적주기 동안 안정적으로 기능하기 위해 빠르게 회복 될 수 있습니다. 바이오 엔지니어들은 생체 역학적 액츄에이터 , 합성 연골 , 인공 근육 , 이온 성 피부 및 연약한 로봇 공학과 같은 근육과 같은 기계적 성질을 가진 연질 하이드로 겔을 연구했습니다 . 그들은 특별한 에너지 소산 을 도입함으로써 하이드로 겔의 기계적 강도와 인성을 향상시키기 위해 많은 노력을 기울였습니다.메커니즘. 빠른 회복은 또한 기계적 강도 및 인성을 제외하고는 내 하중 연조직의 독특한 특성이지만, 합성 하이드로 겔은 여전히 빠른 회복을위한 메커니즘이 부족합니다. 예를 들어, 희생 네트워크로서 짧은 폴리머 사슬을 갖는 전통적인 이중 네트워크 (DN) 또는 하이브리드 네트워크 (HN) 하이드로 겔은 일반적으로 빨리 복구 할 수 없으며, 보통 몇 분에서 며칠이 걸립니다. 하이드로 겔 의 강도는 그의 가교제 의 수명에 의존하며, 느린 결합 / 결합 해제 역학은 강한 하이드로 겔을 초래하는 반면, 빠른 교환 속도는 부드러운 하이드로 겔을 생성한다. 높은 강도와 인성을 얻기 위해서는 가교제를 느리게해야하지만 빠른 회복을 위해서는 가교제를 높은 회합 및 해리 속도로 동적이어야합니다. 이러한 모순을 극복하기 위해 자연적으로 발생하는 내 하중 재료는 약한 상호 작용의 협력 을 사용했습니다 . 이 연구에서 Sun et al. 물리적 가교제로서 특별히 설계된 펩티드-금속 복합체를 갖는 유사하게 조작 된 하이브리드 네트워크 (HN) 하이드로 겔. 연구팀은 필요한 특성을 갖는 하이드로 겔을 조작하기 위해 펩타이드 서열에서 효율적인 금속 결합 부위를 형성했다.
메쉬 크기, 졸 / 겔 분율 및 펩타이드의 실제 백분율이 하이드로 겔 네트워크에 통합됩니다. Zn2 + 이온을 첨가하기 전에 HN-PH1 겔 (A), HN-PH3 겔 (B) 및 HN-PH3 겔 (C)의 (AC) SEM 이미지. (DF) ImageJ 소프트웨어를 사용하여 SEM 이미지로부터 추정 된 HNPH1 겔 (D), HN-PH3 겔 (E) 및 HN-PH6 겔 (F)의 메쉬 크기 분포. (G) Zn2 + 이온이없는 경우 HN-PHn 겔의 평균 메쉬 크기. (H) 아연을 첨가하기 전에 상이한 HN-PHn 겔의 졸 / 겔 분획. (I) 하이드로 겔 네트워크에 포함되는 펩티드의 백분율. 초기 펩티드 농도는 각각 PH1, PH3 및 PH6에 대해 0.3M, 0.10M 및 0.05M이었다. 하이드로 겔에 혼입되는 펩티드의 백분율은 사용 된 총량에서 용리 된 펩티드의 팩션을 빼서 추정 한 바와 유사 하였다. 오차 막대는 평균 ± SD NS를 나타냅니다 : p> 0.05. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaz9531
연구팀은 먼저 아연 이온 (Zn 2+ )과 결합하여 HN 하이드로 겔을 만들기 위해 리간드로 3 개의 짧은 히스티딘이 풍부한 펩티드 (HR- 펩티드)를 설계했다. 이들은 연결된 히스티딘의 수에 기초 하여 펩티드 서열을 PH 1 , PH 3 및 PH 6 으로 표시 하였다. Sun et al. 고체상 펩티드 합성을 사용하여 펩티드를 합성하고이를 고성능 액체 크로마토 그래피로 정제 하였다 . 그들은 자외선 (UV)과 라만 분광법을 이용한 Zn 2+ 히스티딘 배위 복합체 의 형성을 관찰했다 . 특이 적으로 설계된 펩티드 서열은 상승적이며 협력적인 Zn 2+를 허용 하였다그들의 서열 상에 랜덤 히스티딘 잔기를 갖는 펩티드와 비교하여 결합 친화도. 과학자들은 원형 이색 법을 사용하여 PH 6에 대한 아연 아연 결합의 분자 메커니즘을 연구했으며, 결과는 PH 6 의 첫 번째 배위 부위의 등각 변화가 협동 결합에 중요하며 구조적 변화가 어떻게 추가 Zn 2+ 결합을 선호 하는지를 보여 주었다 .
금속 이온 배위 착물의 단일 분자 힘 분광법. (A) AFM 기반 단일 분자 힘 분광학 실험의 개략도. 펩티드 리간드는 PEG 링커 (MW, 5 kDa)를 통해 캔틸레버 팁 및 기질에 연결되었다. (B to D) 1000 nm s-1의 인장 속도에서 PH1-Zn2 + (빨간색), PH3-Zn2 + (파란색) 및 PH6-Zn2 + (검은 색) 파열에 대한 일반적인 힘-확장 곡선. 힘-확장 곡선 (검은 선)의 웜-유사 체인 피팅은 ~ 50 nm의 연장에서의 피크가 단일 금속 이온 킬레이트 결합의 파열에 해당함을 확인 하였다. (E to G) PH1-Zn2 + (빨간색), PH3-Zn2 + (파란색) 및 PH6-Zn2 + (검정색)에 대한 파 단력 히스토그램. 가우스 피팅은 각각 90 ± 29, 87 ± 24 및 135 ± 41 pN의 평균 파열 력을 보여줍니다. 3 개의 펩타이드에 대해 제안 된 Zn2 + 이온 결합 모드가 삽입으로 도시되어있다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaz9531
Sun et al. 원자력 현미경 (AFM) 기반 단일 분자 힘 분광법 (SMF) 과 같은 고급 기술을 사용 하여 HR- 펩티드 -Zn 2+ 복합체, 즉 분자 수준에서 하이드로 겔의 가교제의 기계적 안정성을 측정 하였다 . PH 6 의 평균 파열 력은 다른 유형의 하이드로 겔에 비해 훨씬 높았으므로 하이드로 겔의 인성을 확인했습니다. 결과는 금속-리간드 착물의 기계적 안정성이 결합 부위에 기초하여 상당히 개선 될 수 있음을 보여 주었다. 연구진은 가교제의 고유 특성에 대한 변화가 일련의 하이브리드 네트워크 (HN) 하이드로 겔을 준비함으로써 하이드로 겔의 거시적 기계적 특성을 변경할 수 있는지 탐구했다. 그들은 구조 에서 희생 가교제로 HR- 펩티드 -Zn 2+ 를 사용하고 영구 가교제로 공유 결합을 사용하였고 , 사용 된 펩티드 서열에 기초 하여 생성 된 하이드로 겔을 HN-PH 1 , HN-PH 3 , 및 HN-PH 6 이라고 명명했다 . 네트워크 구조는 3 개의 하이드로 겔 모두에서 유사했지만 HN-PH 6 겔은 다른 것보다 압축성이 더 높았지만 스트레스가 많은 기계적 환경에서 효과적으로 기능했습니다. 흥미롭게도 과학자들은 HN-PH 6을 뒤틀 수도 있습니다.하이드로 겔을 나선형으로 만들고 영구적 인 손상을 입히지 않고 날카로운 날로 재료를 압축하십시오. 날카로운 날을 사용하여 HN-PH6 하이드로 겔을 압축해도 재료가 손상되지 않습니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaz9531 HN-PH 6 겔 의 파단 변형률, 영률 및 인성이 현저히 높아지도록 겔에 대해 인장 기계적 시험 을 수행 하고 벌크 레벨의 결과와 분자 레벨의 결과를 상관시켰다 . Sun et al. 그런 다음 로딩-언 로딩 사이클을 기반으로 재료의 회복 특성을 조사하고 HN-PH 6 겔이 거의 전체적으로 몇 분 안에 거시적 기계적 특성을 회복하는 것으로 나타났습니다 . 그러나, 그들이 HN-PH 6 겔을 조각으로 절단하면 , 히드로 겔은 공유 가교 결합 제가 파괴 후에 개질되지 않기 때문에자가 치유 할 수 없었다. 실험 결과를 이해하기 위해, 연구팀은 이론적 분석을 수행하고 PH에 대한 협력 적 아연 결합 제안6 은 빠른 회수율로 강력하고 강인한 하이드로 겔을 형성하는 다른 요인들 중에서도 중요한 요소입니다.
펩티드 -Zn2 + 배위 착물에 의해 가교 된 HN-PHn HN 하이드로 겔의 구조 및 특성. (A) HN-PHn 하이드로 겔의 네트워크 구조의 개략도. 네트워크는 1 차 가교제로서 공유 결합 및 2 차 가교제로서 리간드-금속 상호 작용을 포함한다. (B) 압축-완화주기 하에서 HN-PH1 (상부), HN-PH3 (중간) 및 HN-PH6 (하부) 하이드로 겔의 광학 이미지. HN-PH1 및 HN-PH3 겔은 파쇄 된 반면, HN-PH6 겔은 거의 완전히 회수되었다. (C) 극도의 압축 조건 하에서 HN-PH6 겔의 광학 이미지 (1.6 Hz에서 100 회 초과> 70 % 변형률로 압축). (D) 극한 인장 조건 하에서 HN-PH6 겔의 광학 이미지 (1.6 Hz에서 100 회 초과> 150 % 변형). (E) HN-PH6 겔의 광학 이미지는 나선형으로 꼬여있다. (F) 날카로운 블레이드로 압축되고 이완 된 HN-PH6 겔의 광학 이미지. 겔에서 검출 가능한 절단이 관찰되지 않았다. PAM, 폴리 아크릴 아미드. 사진 크레디트 : Nanjing University, Wenxu Sun. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaz9531
이런 식으로 Wenxu Sun과 동료들은 천연 하중지지 물질에서 발견되는 히스티딘 잔류 물에 의해 바이오 영감을 얻은 새로운 하이드로 겔 물질을 개발했습니다. 실험실에서 이러한 뛰어난 기계적 특성을 결합하는 것은 천연 단백질로 인코딩 된 고유 한 금속 이온 결합 특성을 효과적으로 이용할 수 없기 때문에 도전 과제로 남아 있습니다. 이 연구에서 Sun et al. 분자 수준 에서 원하는 하이드로 겔을 형성하기 위해 가교제로서 생체 영감을 얻은 Zn 2 + -결합 펩티드를 사용하여 재료 합성 동안 협력 금속 조정의 중요성을 강조 하였다. 그들은 다른 조직 과의 접착 과 같은 추가적인 기계적 특징을 조사하려고합니다.조직 공학에 실제 응용 프로그램을 수행하기 전에.
더 탐색 열 반응성 단백질 하이드로 겔 개발 추가 정보 : Wenxu Sun et al. 강력하고 거칠고 빠르게 회복되는 하이드로 겔을위한 금속 배위 상호 작용의 분자 공학, Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.aaz9531 C. Cvetkovic et al. 국립 과학 아카데미의 절차 (2014) , 골격근에 의해 구동되는 3 차원으로 인쇄 된 생물학적 기계 . DOI : 10.1073 / pnas.1401577111 정윤선 외 신축성이 높고 거친 하이드로 겔, Nature (2012). DOI : 10.1038 / nature11409
https://phys.org/news/2020-04-molecular-metal-interactions-strong-tough.html
.초정밀 나노 센서로 철분 장애 감지
에 의해 시드니의 대학 시드니 대학교 Pooria Lesani 박사. 크레딧 : 시드니 대학 Pooria Lesani 박사 2020 년 4 월 29 일
혈액에 철분이 너무 적거나 너무 많으면 만성 철분 불균형이 빈혈 및 혈색소증에서부터 암, 파킨슨 병 및 알츠하이머 병과 같은 더 심각한 질병에 이르기까지 의학적 상태를 초래할 수 있습니다. 혈색소 침착증은 호주에서 가장 흔한 유전병 중 하나이며 호주 통계청은 약 780,000 명의 사람들이 빈혈증을 앓고 있다고 추정합니다. 의 생명 공학부 Ph.D. Hala Zreiqat 교수와 Zufu Lu 박사의 감독하에 연구를 수행하고있는 후보자 및 Sydney Nano Institute 학생 대사 인 Pooria Lesani는 연구자들이 세포, 조직의 철 장애 를 정확하게 모니터링 할 수있는 다목적 나노 규모 바이오 프로브를 개발했습니다 . 및 1/1000 분의 1 밀리몰의 체액. 이 검사는 철분 장애를 탐지하기 위해 현재 사용되는 혈액 검사보다 더 민감하고 구체적입니다. 비 침습적 피하 또는 정맥 주사를 포함하는 새로운 탄소 기반 형광 바이오 나노 프로브 기술을 사용하는이 테스트 는 증상이 시작되기 전에 보다 정확한 질병 진단을 가능하게하여보다 심각한 질병의 조기 치료 및 예방을 가능하게합니다. "전 세계 인구의 30 % 이상이 철 불균형으로 생활하며 시간이 지남에 따라 특정 형태의 암뿐만 아니라 파킨슨 병 및 알츠하이머 병으로 이어질 수 있습니다"라고 조직 공학 및 생체 재료 연구 부서 및 ARC 센터의 Lesani 씨는 말했습니다. 혁신적인 생명 공학. "현재의 테스트 방법은 복잡하고 시간이 많이 소요될 수 있습니다.이를 방지하고 심각한 질병을 조기에 발견 할 수 있도록 신체 세포 및 조직의 철을 검출하기위한 초 고감도 및 비용 효율적인 피부 테스트 기술을 개발했습니다. "우리의 가장 최근의 테스트는 놀랍도록 높은 감도로 유리 철 이온의 빠른 검출을 보여주었습니다. 철은 이전 나노 프로브보다 10 배 더 작은 10 억 분율 범위의 농도에서 검출 될 수있었습니다. "우리의 센서는 다기능이며 복잡한 생물학적 조직과 합성 스캐 폴드의 구조를 시각화 할 수있는 작은 프로브를 포함하는 심부 조직 이미징에 적용될 수 있습니다." 돼지 피부에서 테스트 한이 나노 프로브는 심부 조직 이미징을위한 현재 기술을 능가했으며, 생물학적 조직을 280 마이크로 미터 깊이까지 빠르게 침투했으며 합성 조직에서 최대 3,000 마이크로 미터 (약 3 밀리미터)까지 탐지 할 수있었습니다. 이 팀은 더 큰 동물 모델에서 나노 프로브를 테스트하고 복잡한 생물학적 조직의 구조를 결정하는 데 사용할 수있는 다른 방법을 조사하는 것을 목표로합니다. 우리는 임상의가 원격으로 환자의 건강을 모니터링 할 수 있는 휴대용 진단 혈액 검사 도구 인 "lab-on-a-chip"감지 시스템에 나노 프로브를 통합하기를 희망합니다 . "Lab-on-a-chip 시스템은 상대적으로 작동이 간단하고 신체의 잠재적 제 2 철 이온 장애에 대한 정확한 통찰력을 얻기 위해 환자의 소량의 혈액 샘플 만 필요하며 조기 개입 및 질병 예방을 지원합니다." 나노 센서는 농업 및 석유 화학 폐기물로 만들어져 저렴하고 지속 가능한 제조가 가능합니다.
더 탐색 연구원들은 다친 힘줄과 인대를 치료하기 위해 합성 비계를 개발합니다 추가 정보 : Pooria Lesani et al., Two-photon Dual-Emissive Carbon Dot-Based Probe : 세포 내 제 2 철 이온의 심층 조직 이미징 및 초 고감도 감지, ACS 응용 재료 및 인터페이스 (2020). DOI : 10.1021 / acsami.0c05217 저널 정보 : ACS 응용 재료 및 인터페이스 시드니 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-04-ultra-precision-nano-sensor-iron-disorders.html
.핵심 조건을 재현하면 지구의 외부 핵심이 액체 철보다 밀도가 낮습니다
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 4 월 29 일 보고서
일본과 프랑스의 여러 기관과 제휴 한 연구팀은 지구의 외핵이 단순한 액체 철 이상으로 만들어 졌다는 증거를 발견했습니다. Physical Review Letters 저널에 실린 논문 에서이 그룹은 외부 코어의 시뮬레이션 조건과 그 특성과 발견 한 것을 테스트합니다. 이전 연구에 따르면 지구의 코어 (표면에서 약 3,000km)에는 단단한 철-니켈 합금 내부 코어 와 액체 철 외부 코어가 있습니다. 과학자들은 지진으로 인한 지진파가 지구를 통해 이동하는 방식과 실험실의 물체를 통해 이동하는 유사한 파동을 비교하고 컴퓨터 시뮬레이션을 만들고 연구함으로써 이러한 결론에 도달했습니다. 지구의 외핵에서 조건을 재현하기위한 이전의 노력은 동적 압축 실험의 사용과 관련이 있었지만, 결과의 마이크로 초보기 만 허용했기 때문에 중요한 결론을 도출하기가 어려웠습니다. 이 새로운 노력에서 연구진은 필요한만큼 오랫동안 유지 될 수있는 외부 코어의 조건을 재현 한 다음이를 예측과 비교하여 테스트함으로써 지구의 코어에 대한 더 나은 관점을 얻으려고했습니다. 이 팀의 연구는 2 개의 다이아몬드 모루를 사용하여 10 마이크로 미터의 철 조각을 116 GPa (내부 코어에 대해 계산 된 압력보다 약간 적음)로 압착 한 다음 적외선 레이저를 사용하여 4350K로 가열하는 작업을 포함했습니다. 이러한 온도와 압력에서 철은 액체입니다. 연구팀은 X 선 산란 기법을 사용하여 액체 철의 밀도를 측정했다. 연구원들은 실험에서 액체 철의 밀도를 지구의 외부 코어에 존재하는 액체 철의 밀도와 비교했을 때 차이를 발견했다는 것을 발견했습니다. 실험실의 철분은 7.5 % 더 밀도가 높았습니다. 이것은 외부 코어 가 철 보다 가벼운 다른 물질을 포함 하고 있음을 시사합니다 . 연구자들은 그들의 결과가 지구의 핵심을 더 잘 이해하고 다른 행성의 내부 활동에 대한 통찰력을 제공 할 수 있다고 제안합니다.
더 탐색 최초의 종류 실험은 다이아몬드 모루를 사용하여 지구의 핵심을 시뮬레이션합니다. 더 많은 정보 : Yasuhiro Kuwayama et al. 극한 조건에서 액체 철 상태 방정식, 물리적 검토 서한 (2020). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.124.165701 저널 정보 : 실제 검토 서한
https://phys.org/news/2020-04-core-conditions-earth-outer-dense.html
.슈퍼 버그에 대항하기위한 박테리아 구조에 대한 새로운 통찰력
에 의해 셰필드 대학 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 4 월 29 일
셰필드 대학교 (University of Sheffield)의 과학자들은 항균 내성에 대한 이해를 높일 수있는 연구에서 박테리아 세포벽의 구조에 대한 최초의 고해상도 이미지를 만들었습니다. Nature에 발표 된이 연구 는 박테리아 Staphylococcus aureus 의 외부 박테리아 층의 새롭고 예상치 못한 구조를 밝혀 냈습니다 . 이번 발견은 박테리아 가 어떻게 자라는 지, 항생제가 어떻게 작용 하는지를 이해하기위한 새로운 틀을 설정 하여 외부 박테리아 층의 구조에 대한 이전 이론을 뒤집어 놓았습니다. 이 이미지는 박테리아 세포벽의 구성에 대한 전례없는 통찰력을 제공하며 항생제 내성 에 대항하기 위해 항생제 개발에 대한 새로운 접근법을 알려줄 것 입니다. 분자 규모까지 비교 가능한 분해능에서 유기체의 세포벽 연구에 대한 다른 예는 없습니다. Laia Pasquina Lemonche, Ph.D. 셰필드 대학교 물리 및 천문학과 연구원은 "많은 항생제가 박테리아의 세포벽 생성, 박테리아 주변의 강력하지만 투과성 피부 인 박테리아의 생존을 결정하는 것을 막음으로써 작용합니다. "우리는 여전히 페니실린과 같은 항생제가 어떻게 박테리아를 죽이는 지 이해하지 못하지만, 지금까지 박테리아 세포벽의 실제 조직에 대한 정보가 거의 없기 때문에 놀라운 것은 아닙니다.이 연구는 우리가 희망하는 필수 디딤돌을 제공합니다. 항생제가 어떻게 작용하는지에 대한 더 나은 이해와 항생제 내성에 대항하기위한 새로운 접근법의 미래 개발에 대해 이 팀은 AFM (Atomic Force Microscopy)이라는 고급 현미경 기술을 사용했습니다.이 기술은 날카로운 바늘을 사용하여 표면의 모양을 느끼고 등고선과 유사한 이미지를 만들지 만 개별 분자의 규모로 이미지를 만듭니다. 셰필드 대학교 물리학과 교수 인 제이미 홉스 (Jamie Hobbs) 교수는“물리학 자와 생물 학자들이 협력하여 박테리아 세포벽을 이해함에있어 이러한 혁신을 이룰 수있게되었다”고 말했다. 연구진은 지금 방법을 이해하는 동일한 기술을 사용하는 항생제가 의 변화 방법 또한 세포벽의 구조를 변경하고 세포 벽 항생제 내성에 중요하다.
더 탐색 항생제가 새로운 방식으로 박테리아를 죽이는 것을 발견했습니다. 추가 정보 : 그람 양성 박테리아 세포벽의 구조, 자연 (2020). DOI : 10.1038 / s41586-020-2236-6 , https://www.nature.com/articles/s41586-020-2236-6 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 셰필드 대학
https://phys.org/news/2020-04-insight-bacterial-superbugs.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.
.유전자 돌연변이의 진화를 예측하기 위해 개발 된 알고리즘
주제 : 알고리즘콜드 스프링 하버 실험실유전학인기 으로 콜드 스프링 하버 연구소 2020년 4월 26일 단백질 시각화 "최소 전이 보간"이라는 알고리즘은 단백질이 어떻게 매우 효과적으로 또는 전혀 비효율적으로 진화 할 수 있는지 시각화합니다. 그들은 수천 가지 버전의 단백질의 기능성을 비교하여 돌연변이로 인해 단백질이 하나의 기능적 형태에서 다른 형태로 진화하는 방식의 패턴을 발견했습니다. 크레딧 : McCandlish lab / CSHL, 2020
Cold Spring Harbor Laboratory의 정량 생물학자인 David McCandlish와 Juannan Zhou는 예측 능력을 가진 알고리즘을 개발하여 과학자들이 특정 유전자 돌연변이가 어떻게 결합하여 종의 진화 과정에서 중요한 단백질을 변화시킬 수 있는지 확인할 수있는 능력을 제공합니다. Nature Communications에 설명 된 "최소 전이 보간"이라는 알고리즘은 단백질이 어떻게 매우 효과적이거나 전혀 효과적이지 않게 진화 할 수 있는지 시각화합니다. 그들은 수천 가지 버전의 단백질의 기능성을 비교하여 돌연변이로 인해 단백질이 하나의 기능적 형태에서 다른 형태로 진화하는 방식의 패턴을 발견했습니다. "희생"은 한 유전자의 효과가 다른 유전자의 존재에 의존하는 유전자 돌연변이 사이의 임의의 상호 작용을 설명한다. 많은 경우 과학자들은 현실이 예측 모델과 일치하지 않을 때 유전자 간의 이러한 상호 작용이 작용한다고 가정합니다. 이를 염두에두고 McCandlish는 모든 돌연변이가 중요하다는 가정하에이 새로운 알고리즘을 만들었습니다. 용어 "보간"은 종이 최적의 단백질 기능을 달성하기 위해 겪을 수있는 돌연변이의 진화 경로를 예측하는 작용을 설명한다. 연구원들은 연쇄상 구균 GB1 단백질을 만드는 유전자에서 발생하는 특정 돌연변이의 영향을 테스트함으로써 알고리즘을 만들었습니다. 그들은 복잡한 구조로 인해 GB1 단백질을 선택했는데, 이는 엄청난 수의 가능한 방식으로 결합 될 수있는 엄청난 수의 돌연변이를 생성 할 것입니다. McCandlish는“이러한 복잡성 때문에이 데이터 세트의 시각화가 매우 중요해졌습니다. "우리는 [데이터]가 우리에게 말하는 것을 더 잘 이해할 수 있도록 숫자를 그림으로 바꾸고 싶었습니다."
https://youtu.be/0miHVrncrhY
시각화는 토폴로지 맵과 같습니다. 높이와 색은 단백질 활성 수준과 상관 관계가 있으며,지도상의 점 사이의 거리는 돌연변이가 해당 수준의 활동으로 진화하는 데 걸리는 시간을 나타냅니다. GB1 단백질은 본질적으로 적당한 수준의 단백질 활성으로 시작하지만, 여러 곳에서 발생하는 일련의 돌연변이를 통해 높은 수준의 단백질 활성으로 진화 할 수 있습니다.
David McCandlish 그의 사무실에서 David McCandlish의 사진. 그는 단백질 GB1의 "진화 공간"이라고 부르는 것을 시각화하고 있습니다. 크레딧 : CSHL, 2020
McCandlish는 단백질의 진화 경로를 하이킹으로 비유합니다. 여기서 단백질은 가장 효율적으로 가장 높은 산 정상에 도달하려고하는 등산객입니다. 유전자는 같은 방식으로 진화합니다 : 돌연변이는 최소 저항 경로와 효율성 증가를 추구합니다. 산맥에서 다음 최고봉에 도달하기 위해 등산객은 계곡으로 내려가는 것보다 능선을 따라 여행 할 가능성이 더 큽니다. 능선을 따라 가면 잠재적으로 힘든 다른 상승을 피할 수 있습니다. 시각화에서 계곡은 파란색 영역이며, 돌연변이 조합은 단백질 활성 수준이 가장 낮습니다. 이 알고리즘은 각각의 가능한 돌연변이 서열이 얼마나 최적이고 하나의 유전자 서열이 다른 많은 가능한 서열 중 어느 것으로 변이하는 데 걸리는 시간을 보여줍니다. COVID-19 전염병 과 같은 상황에서 도구의 예측 능력이 특히 유용 할 수 있습니다. 연구자들은 바이러스가 가장 위험한 형태에 도달하기 전에 언제 어디서 차단해야하는지 알기 위해 어떻게 진화하고 있는지 알아야합니다. McCandlish는이 알고리즘이 바이러스가 면역 체계를 피하거나 약물 내성을 얻기 위해 진화 할 때 취할 수있는 유전 경로를 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 설명했다. 가능성있는 경로를 이해할 수 있다면 저항이나 면역 회피의 진화를 막을 수있는 요법을 설계 할 수있을 것입니다.” 약물 개발 및 농업을 포함하여 이러한 예측 유전자 알고리즘에 대한 추가의 잠재적 응용이 있습니다. McCandlish는“유전학의 초기에는 이러한 유전 공간이 실제로 어떻게 보일 수 있는지에 대한 흥미로운 추측이 있었다”고 덧붙였다. “지금 우리는 정말하고 있습니다! 정말 멋지다.”
참조 : 2020 년 4 월 14 일, Nature Communications , Juannan Zhou와 David M. McCandlish의“시퀀스-기능 관계에 대한 최소 전이 보간” . DOI : 10.1038 / s41467-020-15512-5
https://scitechdaily.com/algorithm-developed-to-predict-the-evolution-of-genetic-mutations/
.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