나노 디바이스는 내부에서 추적하여 시간이 지남에 따라 세포가 어떻게 변하는 지 보여줍니다
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.Massive, Never-Before-Seen Star System Puzzles Scientists
거대하고, 전에는 본적이없는 스타 시스템 퍼즐 과학자
주제 :천문학천체 물리학중력파오즈 그라브 작성자 : OZGRAV 2020 년 5 월 26 일 갤럭시 불꽃 크레딧 : 엑스레이 : NASA / CXC / Caltech / P.Ogle et al; 광학 : NASA / STScI; IR : NASA / JPL- 칼텍; 라디오 : NSF / NRAO / VLA 올해 초 국제 과학자 팀은 두 개의 중성자 별의 충돌로 인한 중력파 신호의 두 번째 탐지를 발표했습니다. GW190425라고 불리는이 사건은 당황 스럽습니다. 두 중성자 별의 결합 질량은 다른 관측 된 이진 중성자 별 시스템 보다 큽니다 . 결합 된 질량은 태양 질량의 3.4 배입니다. 불안정한 사례 BB 대량 이송 크레딧 : Carl Knox,
중력파 발견을위한 ARC 우수 센터 (OzGrav) 이 거대한 중성자 별 이진은 우리 은하에서 결코 보지 못했으며, 과학자들은 지금까지 어떻게 형성 될 수 있었는지에 대해 미스터리했습니다. ARC 중력파 발견 센터 (OzGrav)의 천체 물리학 자 팀은 그들이 답을 가질 수 있다고 생각합니다. 이진 중성자 별 은 서로 공전하면서 중력파 ( 시공간의 잔물결)를 방출 하며 과학자들은 중성자 별이 합쳐질 때 이러한 파를 감지 할 수 있습니다. 중력파에는 질량을 포함하여 중성자 별에 대한 정보가 들어 있습니다. 우주 사건 GW190425의 중력파는 전파 또는 중력파 천문학을 통해 이전에 관찰 된 중성자 이진보다 더 중성자 이진에 대해 이야기합니다. Monash University의 OzGrav PhD 학생 Isobel Romero-Shaw가 이끈 최근 연구는이 바이너리의 높은 질량과 유사한 시스템이 전통적인 무선 천문학 기술로는 관찰되지 않는다는 사실을 설명하는 형성 채널을 제안합니다. Romero-Shaw는 다음과 같이 설명합니다.“우리는 GW190425가 원래 1981 년에 정의 된 절차 인 '불안정 BB 물질 전달'이라는 프로세스를 통해 형성되도록 제안합니다. 그것은 별의 파트너 인 헬륨 (He) 별을 갖는 중성자 스타로 시작합니다. 탄소-산소 (CO) 코어로. 별의 헬륨 부분이 중성자 별을 감싸기에 충분히 확장되면,이 헬륨 구름은 이진이 사라지기 전에 이진을 서로 더 가깝게 밀어 넣습니다. 별의 탄소-산소 핵은 초신성에서 폭발하여 중성자 별으로 붕괴된다.” 이러한 방식으로 형성되는 이진 중성자 별은 전파를 통해 관측 된 것보다 훨씬 더 클 수 있습니다. 또한 초신성 폭발 후에 매우 빠르게 병합되어 전파 천문학 조사에서 포착되지 않을 수 있습니다.
Romero-Shaw는“우리의 연구는 불안정한 BB 물질 전달 과정이 거대한 별 시스템이 형성되는 방법 일 수 있다고 지적했다. OzGrav 연구진은 또한 최근 개발 된 기술을 사용하여 별 시스템의 궤도 모양이 원에서 얼마나 많이 벗어난 지 이진의 편심을 측정했습니다. 그들의 발견은 불안정한 경우 BB 물질 전달과 일치한다. 현재의 지상 기반 중력파 검출기는 편심을 정확하게 측정하기에 민감하지 않습니다. 그러나 2034 년 발사 예정인 우주 기반 탐지기 LISA와 같은 미래 탐지기는 과학자들이보다 정확한 결론을 내릴 수있게한다. 참조 :“이심률 검색 : LIGO 및 처녀 자리 의 중력파 과도 카탈로그에서 동적 형성의 시그니처 ”Isobel M Romero-Shaw, Paul D Lasky 및 Eric Thrane, 2019 년 10 월 26 일 , 왕립 천문 학회 월간 고지 . DOI : 10.1093 / mnras / stz2996
https://scitechdaily.com/massive-never-before-seen-star-system-puzzles-scientists/
.Novel insight reveals topological tangle in unexpected corner of the universe
소설 통찰력으로 우주의 예기치 않은 구석에있는 토폴로지 엉킴
작성자 : Argonne National Laboratory , Savannah Mitchem 이미지는 강유전성 나노 입자 내의 일부 편광 라인을 도시한다. 라인은 Hopfion 토폴로지 구조와 얽혀 있습니다. 크레디트 : Picardie 대학교와 러시아 남부 연방 대학교 Yuri Tikhonov 및 남부 연방 대학교 Anna Razumnaya의 이미지 MAY 26, 2020
문학 애호가가 되풀이되는 주제에 대한 소설을 탐구하는 것처럼 물리학 자와 수학자는 자연 전체에 존재하는 반복되는 구조를 찾습니다. 예를 들어, 과학자들이 Hopfion이라고 부르는 특정 기하학적 구조의 매듭은 입자 물리학 에서 생물학, 우주론에 이르기까지 예기치 않은 우주 구석에 나타납니다 . 피보나치 나선 및 황금 비율과 마찬가지로, Hopfion 패턴은 여러 과학 분야를 통합하며, 그 구조와 영향에 대한 깊은 이해는 과학자들이 변형 기술을 개발하는 데 도움이 될 것입니다. 최근 이론 연구에서 미국 에너지 부 (DOE) 아르곤 국립 연구소의 과학자들은 프랑스의 피카르 디 대학과 러시아의 남부 연방 대학과 협력하여 나노 크기의 입자에서 Hopfion 구조의 존재를 발견했습니다. 강유전체 — 마이크로 일렉트로닉스 및 컴퓨팅 분야에서 유망한 응용 분야의 재료. 나노 입자에서 Hopfion 구조의 식별은 다양한 규모에 걸쳐 자연의 구조에서 눈에 띄는 패턴에 기여하며, 새로운 통찰력은 기술 개발을 위한 강유전성 물질의 모델에 정보를 제공 할 수 있습니다. 강유전성 물질은 전기장의 영향을받을 때 내부 전기 분극의 방향을 반대로 (양의 방향에서 양과 음의 전하의 약간의 상대적 이동) 뒤집을 수있는 독특한 능력을 가지고 있습니다. 강유전체는 전기장이있을 때 확장 또는 수축 할 수있어 에너지가 기계와 전기 사이에서 변환되는 기술에 유용합니다. 이 연구에서 과학자들은 강유전체 나노 입자의 소규모 거동을 조사하기 위해 새로운 컴퓨터 시뮬레이션으로 기본 토폴로지 개념을 활용했다. 그들은 나노 입자의 분극이 우주의 겉보기에 별개의 영역에 존재하는 매듭이있는 Hopfion 구조를 취한다는 것을 발견했다. 아르곤 느 소재의 선임 과학자이자 Distinguished Fellow는 " 강유전체 기반 에너지 저장 장치 및 정보 시스템 의 설계를위한 새로운 경로를 열어, Hopfion 구조에 얽힌 편광 라인이 재료의 유용한 전자 특성을 야기 할 수있다 "고 말했다. 과학 부서. "이 발견은 또한 많은 과학 분야에서 반복되는 경향을 강조합니다."
머리 뒤쪽 소용돌이의 머리카락 추적 경로와 같이 표시된 편광 화살표를 따라 추적 경로를 사용하면 시뮬레이션에서 선이 생성됩니다. 크레디트 : Picardie 대학교와 러시아 남부 연방 대학교 Yuri Tikhonov 및 남부 연방 대학교 Anna Razumnaya의 이미지
세계에서 Hopfions는 무엇입니까? 수학의 서브 필드 인 토폴로지는 기하학적 구조와 그 특성에 대한 연구입니다. 1931 년 오스트리아 수학자 Heinz Hopf가 처음 제안한 Hopfion 위상 구조는 광범위한 물리적 구조에서 나오지만 주류 과학에서는 거의 연구되지 않습니다. 정의하는 특성 중 하나는 Hopfion 구조 내의 두 개의 선이 연결되어 있어야하며, 서로 연결된 몇 개의 고리에서 수학적 쥐의 둥지까지 복잡한 매듭을 구성해야합니다. Vinokur는 "Hopfion은 매우 추상적 인 수학적 개념이지만 유체 구조, 전기 역학, 심지어 생물학적 시스템과 바이러스에서 DNA와 RNA 분자의 패킹에도 나타난다"고 말했다. 유체 역학에서 Hopfion은 구 내부로 흐르는 액체 입자의 궤적에 나타납니다. 마찰이 무시되면, 비압축성 액체 입자의 경로는 얽히고 연결된다. 우주론은 홉 피온 패턴을 반영합니다. 일부 가설은 우주에있는 모든 입자의 경로가 구체의 액체 입자와 동일한 Hopfion 방식으로 서로 얽혀 있다고 제안합니다. 현재의 연구에 따르면, 구형 강유전성 나노 입자의 분극 구조는 이와 동일한 매듭이 달린 소용돌이를 띤다. 소용돌이 시뮬레이션 과학자들은 편광 라인을 길들여 강유전체 나노 입자에서 떠오르는 홉 피온 구조를 인식 할 수있는 전산 적 접근 방식을 만들었습니다. Southern Federal University와 Picardie University의 Yuri Tikhonov 연구원이 수행 한 시뮬레이션은 직경이 50 ~ 100 나노 미터 인 나노 입자 내에서 극 미립자 기술의 강유전성 나노 입자에 대한 실제 크기 인 편광을 모델링했습니다. 피카르 디 대학 (University of Picardie)의 과학자 이고르 k 얀척 (Igor Luk'yanchuck)은“편광을 시각화했을 때 Hopfion 구조가 출현하는 것을 보았다. "우리는이 나노 입자 안에 세상이 있다고 생각했습니다."
https://youtu.be/k_EscPFn7M0
시뮬레이션은 강유전성 나노 입자 내의 편광 라인의 Hopfion 구조를 나타낸다. (피카르 디 대학교와 러시아 남부 연방 대학교 유리 티호 노프, 남부 연방 대학교 안나 라주 나야의 비디오)
시뮬레이션에 의해 밝혀진 편광 라인은 에너지 효율을 최대화하는 방식으로 나노 입자 주위에서 변화하기 때문에 원자 내의 전하 사이의 변위 방향을 나타낸다. 나노 입자는 구체에 국한되어 있기 때문에, 선은 무한히 그 주위를 여행하며 결코 표면에서 끝나거나 표면에서 빠져 나가지 않습니다. 이 동작은 닫힌 구형 용기에 대한 이상적인 유체의 흐름과 평행합니다. 액체 흐름과 이러한 나노 입자에 표시된 전기 역학 사이의 연결은 오랜 이론적 병렬성을 강화시킨다. Vinokur는“Maxwell은 전자기파의 거동을 설명하기 위해 유명한 방정식을 개발할 때 유체 역학과 전기 역학 사이의 유사성을 사용했습니다. "과학자들은이 관계를 암시했지만 우리는 Hopfion 구조로 특징 지어진이 개념들 사이에 실질적이고 정량화 가능한 연결이 있음을 보여주었습니다." 이 연구의 발견은 강유전체 나노 입자의 전자 기적 행동에 대한 Hopfions의 근본적인 중요성을 확립합니다. 새로운 통찰력으로 인해 기술 적용을 위해 이러한 재료의 고급 기능 (예 : 슈퍼 커패시턴스)에 대한 제어력이 향상 될 수 있습니다. Luk'yanchuck 박사는“과학자들은 종종 강유전체의 성질을 화학 성분과 처리에 크게 의존하는 별도의 개념으로보고 있지만, 이러한 발견은 이러한 현상 중 다수를 통일 된 일반적인 방식으로 설명하는 데 도움이 될 수있다”고 말했다. 이러한 소규모 토폴로지 구조의 또 다른 기술적 이점은 고급 컴퓨팅을위한 메모리입니다. 과학자들은 계산 시스템을위한 강유전성 물질의 잠재력을 탐구하고 있습니다. 전통적으로, 재료의 뒤집을 수있는 분극은 일반적으로 0과 1로 지칭되는 두 개의 분리 된 상태로 정보를 저장할 수있게했다. 그러나, 강유전성 나노 입자로 만들어진 마이크로 일렉트로닉스는 정보를 저장하기 위해 Hopfion- 형 분극을 이용할 수있다. 더 복잡한 방법. Luk'yanchuck은“하나의 나노 입자 내에서 이러한 위상 현상으로 인해 훨씬 더 많은 정보를 쓸 수있을 것이다. "우리의 이론적 발견은 뇌의 시냅스와 같이보다 유기적으로 정보를 저장하는 미래의 신경 형태 컴퓨터 개발에 획기적인 단계가 될 수 있습니다." 향후 계획 강유전체 내의 위상 현상에 대한 심층 연구를 수행하기 위해 과학자들은 아르곤의 슈퍼 컴퓨팅 기능을 활용할 계획입니다. 과학자들은 또한 DOE 과학 사용자 실인 Argonne 's Advanced Photon Source (APS)를 사용하여 강유전체 나노 입자 에서 Hopfions의 이론적 인 존재를 테스트 할 계획 이다. Vinokur는“이러한 결과는 첫 번째 단계라고 생각합니다. "우리의 의도는 Hopfions의 존재를 고려하면서 이들 입자의 전자 기적 거동을 연구하고 그 의미를 확인하고 탐구하는 것입니다. 이러한 작은 입자의 경우,이 작업은 싱크로트론을 통해서만 수행 될 수 있으므로 운 좋게도 아르곤의 APS를 사용할 수 있습니다. " 이 연구에 기반을 둔 기사는 "강유전체에서 발생한다"는 5 월 15 일 Nature Communications 에 온라인으로 게재되었다 .
더 탐색 강유전체에 대한 새로운 연구는 신경성 컴퓨팅을위한 다중 값 논리에 대한 로드맵을 제공합니다 추가 정보 : I. Luk'yanchuk et al., Hopfions는 강유전체, Nature Communications (2020) 에서 등장 합니다. DOI : 10.1038 / s41467-020-16258-w 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)
https://phys.org/news/2020-05-insight-reveals-topological-tangle-unexpected.html
.Electron microscopy of nanoparticle superlattice formation at a solid-liquid interface in non-polar liquids
비극성 액체에서 고체-액체 계면에서의 나노 입자 초 격자 형성의 전자 현미경
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 비극성 액체에서 올레 일 아민-캡핑 된 AuNP의 액상 전자 현미경 (LP-EM)의 개략도. 왼쪽에서 오른쪽으로 : 조립 된 액체 셀의 회로도. AuNP 방울이 얇은 SiN 막 윈도우를 갖고 150nm 두께의 스페이서를 포함하는 마이크로 칩 상에 배치 된 후, 액체 셀이 제 2 마이크로 칩을 사용하여 조립된다. 샘플을 통해 전자빔을 스캐닝하고 투과 된 전자를 기록함으로써 이미지가 얻어지고, 이에 의해 액체는 SiN 막 윈도우에 의한 증발로부터 보호된다. 그런 다음 자체 조립 된 나노 입자의 데이터를 분석합니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba1404
고체-액체 계면에서 형성되는 나노 입자 초 격자 필름은 메조 스케일 재료에 중요 하지만, 고체-액체 계면에서의 형성의 시작에 대한 분석이 어렵다 . Science Advances 에 관한 새로운 보고서에서 , E. Cepeda-Perez와 독일의 재료, 물리 및 화학 연구팀은 액상 전자 현미경을 사용하여 고체-액체 인터페이스에서 나노 입자 조립의 초기 단계를 연구했습니다. 올레 일 아민 안정화를 관찰액체 인클로저의 실리콘 질화물 막 윈도우 상에 자발적으로 얇은 층을 형성하는 금 나노 입자. 제 1 단층에서, 어셈블리는 비극성 용매 유형과 무관하게 6 각형 대칭의 밀집된 패킹을 유지 하였다. 두 번째 층은 6 각형 벌집 구조의 고밀도 패킹에서 액체의 유전 상수를 기반으로 준 결정질 입자 배열에 이르기까지 다양한 형상을 나타 냈습니다 . 더 약한 상호 작용으로 이루어진 복잡한 구조는 보존 된 상태로 유지되고 표면은 액체에 잠기 게됩니다. Cepeda-Perez 등은 나노 입자 초 격자 형성에 관련된 물질의 특성을 미세 조정함으로써 준결정을 포함한 초 격자의 3 차원 (3-D) 지오메트리 제어 (새로운 상태). 2 차원 또는 3 차원으로 밀집된 나노 입자는 규칙적인 나노 입자 초 격자 배열을 형성 할 수있다. 예를 들어, 반도체 입자 초 격자는 새로운 메조 스케일 물질 을 형성하기 위해 입자 로 도핑 될 때 "메타"반도체로서 작용할 수있는 반면, 밀도가 높은 초 격자 내의 플라즈몬 입자 는 결합되어 각도 의존적이고 조정 가능한 파장 응답을 갖는 집단 모드를 형성 할 수있다. 표면 강화 라만 분광법을 위해 이러한 입자들 사이에 큰 전기장이 발생할 수 있습니다 . 액체-액체, 기체-액체 및 고체-액체 인터페이스 에서 초 격자를 개발할 수 있습니다.입자-기판, 입자-입자 및 입자-액체 상호 작용 사이의 정적 및 동적 상호 작용은 초 격자의 구조를 지시 할 수있다. 그러나, 그러한 구조를 미리 예측하는 것은 여전히 어렵다. 예를 들어 모델링에 사용할 수있는 실내 실제 공간 데이터가 거의 없기 때문에 여러 단계에서 초 격자 어셈블리를 시뮬레이션하는 것은 아직 불가능합니다. 따라서 초 격자 형성의 기본 메커니즘에 대한 실험적 통찰력을 수집하는 것은 어려운 일입니다 .
SiN 막과의 계면에서 액체로 형성된 AuNPs 막. 상이한 비극성 액체에서 관찰 된 예시적인 주사 투과 전자 현미경 (STEM) 이미지 : (A) 헥사 데칸 (액체 두께 lsolv = 3.9 μm, 전자 플럭스 D = 1.3 e- / sÅ2), (B) 옥탄 (lsolv = 6.9 μm, D = 0.3 e- / sÅ2), (C) 시클로 헥산 (1solv = 2.3 μm, D = 0.3 e- / sÅ2) 및 (D) 톨루엔 (lsolv = 1.0 μm, D = 0.3 e- / sÅ2). 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba1404
이 연구에서 Cepeda-Perez et al. 액상 전자 현미경 (LP-EM)을 사용하여 상이한 비극성 용매에 현탁 된 금 나노 입자 (AuNP) 의 직접 이미지화 된 초 격자 . 표면 위의 제 1 층의 AuNP는 기판 및 서로 강하게 상호 작용 하였다. 층 단위로 조립 된 상부 구조로서, 표면 상호 작용이 감소하였고, 패턴은 주변 액체의 특성에 의해 매개되는 나노 입자들 사이에서 더 약한 힘에 부딪쳤다. 연구팀은 서로 다른 용매 조건에서 단일 층과 이중층의 패턴을 조사함으로써 입자 표면 상호 작용에서 약한 입자 간 상호 작용으로의 전이를 연구했다. 초 격자의 기원을 연구하기 위해 그들은 단일 유형의 올레 일 아민-코팅 된 AuNP를 검사 하였다.실리콘 질화물 (SiN) 코팅 된 막. AuNPs와 기판 사이의 상호 작용을 이해하기 위해 과학자들은 용매를 변경하고 전자 전송 현미경 (STEM)을 사용하여 가능한 가장 낮은 전자 플럭스로 가능한 최고의 공간 분해능을 얻었습니다. 연구팀은 샘플을 로딩하기 전에 SiN (실리콘 질화물) 막을 산화 플라즈마에 노출시켜 표면 극성을 직접 유도했다. 그런 다음 액상 전자 현미경을 사용하여 고체-액체 계면에 위치한 금 나노 입자 (AuNP)를 관찰했습니다. 그들은 서로 다른 유전 상수를 가진 4 개의 다른 비극성 액체를 테스트하여 상호 작용의 범위를 변화시켰다. 입자-기판 상호 작용은 나노 입자를 액체로부터 SiN 표면으로 끌어 당겨 박막을 형성시켰다. 강하고 약한 상호 작용으로 인해 조밀 한 패킹이 발생하여 용매 선택에 의해서만 약한 영향을 받았습니다. 선형 밀도 용매의 경우 전체 밀도가 가장 높았다.
헥사 데칸의 고체-액체 계면에서의 단일 층의 AuNP. (A) AuNP의 단일 층의 STEM 이미지. 삽입 된 값은 FFT : lsolv = 3.9 μm, D = 5.0 e- / sÅ2에 해당합니다. (B) (A)에 표시된 빨간색 선에 대해 획득 한 회색 값 대 위치의 플롯. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba1404
헥사 데칸 용매 에서 AuNP 층을 이미지화 할 때 , 팀은 이미지 신호에서 3 개의 개별 레벨과 함께 단층 위에 AuNP가 존재 함을 나타내는 밝고 희미한 점을 관찰했습니다. 관찰 된 패턴은 샘플 영역의 이미지를 시간 경과에 기록한 후에도 안정적으로 유지되었다. 상대적으로, 사이클로 헥산 비극성 유기 용매는 밀도가 높은 6 각형 상부 층으로 이어졌으며, 팀은 6 각형 기부와 마름모꼴이 6 각형 (각 삼각형에 1 개의 삼각형, 2 개의 평행 사변형 및 1 개의 육각형으로 표시됨) 타일링을 갖는 구조에 주목했습니다. 샘플은 또한 준 결정질 성질의 패치를 보여 주었다. 연구팀은 첫 번째 입자 층과 비교하여 두 번째 층의 입자 결합이 약한 것을 관찰했으며, 입자-기판 상호 작용 전위의 붕괴로 인해 입자 패킹 밀도가 감소했다고 평가했다.
결정 성 및 준결 정성 AuNP 구조는 고체-액체 계면에서 자체 조립됩니다. (A) 사이클로 헥산에서 AuNP에 대해 6 각 격자 : lsolv = 0.5 μm, D = 30.4 e- / sÅ2. (B) 마름모꼴 삼각형 패턴으로 배열 된 톨루엔의 AuNP : (C) 마름모꼴 육각형 타일의 개략도. 삼각형, 평행 사변형 및 육각형 (각 측면)에서 발견 된 치수는 각각 8.3 nm, 8.3 nm x 10 nm 및 10 nm였다. (D) BMQC (컬러 영역)의 비-자기-유사 변형 (lsolv = 0.8 μm, D = 30.4 e- / sÅ2), (E) 비-자기-유사 BMHC 치수, (F) 타일과 기본 십이 대칭. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba1404
이러한 방식으로, E. Cepeda-Perez와 동료들은 유전 상수가 높은 용매가 패킹 밀도를 감소시키고 준결정 구조를 형성 할 수 있음을 보여주었습니다. 결과는 기판-유도 된 자기-조립 및 입자-기판 인력에 대한 연구의 가설과 일치 하였다. LP-EM 데이터는 금 나노 입자 의 자기 조립 초 격자 형성의 메커니즘을 설명했다고체 액체 인터페이스에서. 결과는 준 결정질 입자 배열로 이어졌으며, 이는 셋업에서 액체의 유전 상수의 강도에 의존 하였다. 결과에 기초하여, 복잡한 준결정 구조를 포함하는 초 격자의 3 차원 형상은 관련된 액체, 나노 입자 및 계면 물질의 특성을 조작함으로써 미세 조정될 수있다.
톨루엔에 자체 조립 된 다층 구조의 타임 랩스 STEM 이미지 시리즈. 이 시리즈의 첫 번째 이미지는 결국 마름모꼴 육각형 패턴으로 배열되었습니다. 실험 조건은 lsolv = 0.8 μm, D = 30.4 e- / sÅ2를 포함합니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba1404
더 탐색 현장 액체 셀 TEM에 의한 원자 경로 추적 추가 정보 : E. Cepeda-Perez et al. 비극성 액체에서 고체-액체 계면에서의 나노 입자 초 격자 형성의 전자 현미경, Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.aba1404 안 강동 등 액체-공기 계면, Nature (2010) 에서 자기-조립 된 이원 나노 결정 초 격자 막 . DOI : 10.1038 / nature09188 에이지 아베 외. 클러스터 응집체로서의 준결정, Nature Materials (2004). DOI : 10.1038 / nmat1244 저널 정보 : 과학 발전 , 자연 , 자연 재료 © 2020 과학 X 네트워크
https://phys.org/news/2020-05-electron-microscopy-nanoparticle-superlattice-formation.html
.Urge to merge: Understanding how cells fuse
병합 촉구 : 세포 융합 방법 이해
에 의해 UT 사우스 웨스턴 의료 센터 다수의 액틴 필라멘트 (자홍색)는 냉동 전자 단층 촬영으로부터 유도 된이 모델에서 다이나 민 헬리컬 중합체 (무지개 색) 주위에 구성된다. 최근의 UTSW 연구에 따르면 F-actin을 묶음으로써 dynamin은 actin cytoskeleton의 기계적 강도를 증가시키고 세포-세포 융합 동안 침윤성 막 돌출부의 형성을 가능하게합니다. 이 독특한 멀티 필라멘트 번들링 메커니즘은 일반적으로 디나 민 및 액틴을 포함하는 다른 세포 골격 리모델링 이벤트에 적용 할 수있다. 크레딧 : UTSW MAY 26, 2020
과학자들은 섬유를 만들기 위해 함께 결합하는 근육 세포와 같은 다른 필수 기능을 수행하기 위해 다른 세포와 융합하는 세포가 융합 파트너의 영역을 침범하는 긴 돌기를 형성한다는 사실을 10 년 동안 알고 있습니다. 그러나이 공정에 포함 된 얇고 플로피 폴리머가 어떻게 기계적으로 뻣뻣한 돌출부를 촉진시키는지는 알려지지 않았다. 오늘 Nature Cell Biology 에서 온라인으로 발표 된 새로운 연구에서 , UT 남서부 과학자들은 액틴과 dynamin으로 알려진 두 단백질 사이의 상호 작용에 초점을 맞추고, 이러한 예측의 형성 뒤에 메커니즘을 설명합니다 . 그들은 이번 연구 결과가 다세포 유기체의 개념, 발달, 재생 및 생리에 필수적인 핵심 세포 과정에 대한 통찰력을 제공하며 드문 근육 질환에 대한 새로운 치료법으로 이어질 수 있다고 말합니다. 세포 융합에는 3 가지 주요 단계가 포함되며, 이 과정에 중점을 둔 UT Southwestern Medical Center 의 분자 생물학과 세포 생물학과 교수 엘리자베스 첸 박사는 설명합니다 . 첫째, 부착 분자 함께 세포막을 그리하지만 간극 남겨 세포 ; 다음으로, 하나의 세포는 다른 세포를 침범하는 손가락 모양의 돌출부를 확장합니다. 마지막으로, 소위 푸소 제닉 단백질은 세포막을 더욱 가까이 접촉 및 병합시킨다. Chen은 실험실의 중간 단계에서 액틴이라는 단백질이 돌기를 형성하는 데 중요한 역할을하는 것으로 나타났습니다. 그러나, 액틴은 각각 직경이 7 나노 미터 인 액틴 필라멘트 로 알려진 플로피 및 얇은 폴리머를 형성한다 . 이 얇은 필라멘트가 다른 세포에 침입하는 돌기를 밀어 낼 정도로 기계적으로 단단해지는 방법은 불분명했습니다. 이를 해결하기 위해 Chen과 동료들은 세포 전체에서 발견되는 특정 화학 결합에서 에너지를 방출 할 수있는 단백질 인 dynamin과의 actin의 상호 작용을 연구했습니다. dynamin의 역할 중 하나는 세포막에서 튀어 나온 소포의 "목"주위에 구조를 형성하여화물을 세포로 가져 오는 새로 형성된 소포를 집어내는 것입니다. 이전의 연구에서 많은 세포 구조에서 dynamin과 actin이 서로 연관되어 있음을 보여 주었지만, 그들이 어떻게 함께 작용하는지는 20 년 동안 미스터리로 남아있었습니다. Chen과 그녀의 팀은 과일 파리 근육 세포 를 모델 시스템으로 사용하여 유전자 조작 된 배아에서 기능적인 디나 민을 만들지 않도록 근육 세포 융합을 관찰하는 것으로 시작했습니다. 그들은 dynamin 기능이 없으면이 세포들이 더 이상 합쳐지지 않을뿐만 아니라 정상적인 투영을 형성 할 수 없다는 것을 발견했습니다. 이는 dynamin이이 과정의이 단계에서 중요한 역할을한다는 것을 나타냅니다. 연구진은 현미경을 사용하여 정제 된 디나 민과 액틴 단백질이 동일한 부분으로 혼합되었을 때 상호 작용하는 방식을 자세히 살펴 보았습니다. 그들은 액틴 필라멘트가 다이나 민에 의해 규칙적으로 이격 된 간격으로 함께 묶인 다발로 조직 된 것으로 나타 났으며, 후자는 다수의 다이나 민 분자가 함께 모일 때 나선을 형성한다. 놀랍게도, 액틴 필라멘트를 감싸는 다이나 민 나선 대신에, 필라멘트는 나선의 외부 림에 바인딩되며, 각 나선은 최대 16 개의 필라멘트를 캡처합니다. 이 실험은 다이나 민이 다수의 액틴 필라멘트를 더 강한 다발로 포획하고 보유 할 수있는 능력을 가지고 있음을 보여 주지만, 완전히 점유 된 다이나 민 나선은 세포에서 오래 지속될 것 같지 않은데, 이러한 다이나 민 구조가 개별 단위로 용해 될 수있는 충분한 에너지 원 풍부합니다. 물론, 연구자들이 에너지 원을 다이나 민-액틴 믹스에 추가했을 때, 다이나 민 나선은 분리되었지만 동기화 된 방식은 아니 었습니다. 완전히 조립 된 나선이 끊어졌지만 다른 필라멘트는 그대로 남아있어서 액틴 다발을 함께 유지하면서 다이너 민에 의해 바운드되지 않은 영역에서 새로운 필라멘트가 나올 수있었습니다. 이러한 역동적 인 프로세스는 궁극적으로 다수의 상호 연결된 병렬 액틴 번들을 형성하여 액틴 네트워크의 기계적 강도를 더욱 증가 시킨다고 Chen은 말했다. Chen과 동료들은 근육 세포를 모델 시스템으로 사용했지만 여기서 발견 한 액틴 과 다이나 민 간의 상호 작용 은 뼈 흡수 세포 간 또는 면역 세포 간과 같은 다른 유형의 세포 융합에서 중요한 역할을 할 수 있다고 지적합니다 . 이 과정에서의 결함은 또한 근육 세포가 너무 작은 섬유질을 형성하는 상태 인 중심핵 근병증과 같은 일부 희귀 질환의 원인이 될 수 있습니다. 이전의 연구는 다이나 민에서 여러 유전자 돌연변이가이 질환을 유발할 수 있음을 보여주었습니다. Chen은“우리는 인간 돌연변이가 어떻게 융합 과정을 막고 있는지 연구하는데 관심이 있으며, 결국이 환자들을 개입시키고 돕는 새로운 방법으로 이어질 수있다”고 말했다.
더 탐색 팀은 dynamin이 어떻게 막 수축과 분열을 매개 하는지를 보여줍니다 추가 정보 : Ruihui Zhang et al. Dynamin은 멀티 필라멘트 액틴 번들링 단백질 인 Nature Cell Biology (2020) 로서 액틴 세포 골격의 역학 및 기계적 강도를 조절합니다 . DOI : 10.1038 / s41556-020-0519-7 저널 정보 : Nature Cell Biology 에 의해 제공 UT 사우스 웨스턴 의료 센터
https://phys.org/news/2020-05-urge-merge-cells-fuse.html
.Flow-through electrodes make hydrogen 50 times faster
관통 전극으로 수소를 50 배 빠르게 만듭니다
듀크 대학교 칼 레이프 베이츠 듀크 연구원들이 규모의 페니로 전기 분해에서 더 많은 수소를 생산하는 데 사용했던 작은 흐름 전극의 예. 학점 : 듀크 대학교 Wiley Lab MAY 26, 2020
물을 통해 전류를 통과시켜이를 수소와 산소로 분해하는 전기 분해는 바람이나 태양 에너지로부터 과도한 에너지를 저장하는 편리한 방법이 될 수 있습니다. 수소는 태양이 내리거나 바람이 차가워지면 나중에 연료로 저장되고 사용될 수 있습니다. 불행히도 이와 같은 저렴한 에너지 저장 장치가 없으면 매년 수십억 와트의 재생 에너지가 낭비됩니다. 들어 수소 저장 문제에 대한 솔루션으로, 물 분해 전기 분해가 훨씬 더 저렴하고 효율적으로 할 것, 벤 와일리, 듀크 대학의 화학 교수는 말했다. 그와 그의 팀은 그것을 달성하는 방법에 대한 아이디어를 가지고 있습니다. Wiley와 그의 실험실은 최근 전기 분해 효율을 향상시키기 위해 다공성의 관통 형 전극으로 사용될 수있는 세 가지 새로운 재료 를 테스트했다 . 그들의 목표는 생성되는 기포 를 포획하지 않으면 서 반응을위한 전극의 표면적을 증가시키는 것이었다 . Wiley 교수는“수소가 생성되는 최대 속도는 전극을 막는 기포에 의해 제한되어 물이 표면에 도달하여 분열되는 것을 말 그대로 막는다”고 말했다. 5 월 25 일 Advanced Energy Materials 에 게재 된 논문에서 , 그들은 반응이 일어날 때 알칼리수가 흐를 수있는 다공성 전극의 세 가지 구성을 비교했습니다.
전기 분해에서 수소를 생성함에 따라 표면적과 기포 방출을 최적화 한 니켈 펠트 물질의 현미경 사진. 학점 : 듀크 대학교 Wiley Lab
그들은 각각 1 밀리미터 두께의 스폰지 모양의 재료로 4 밀리미터 크기의 3 가지 종류의 관통 전극을 제작했다. 하나는 니켈 폼으로 만들어졌고, 하나는 니켈 마이크로 파이버로 만든 '펠트'였고, 세 번째는 니켈 구리 나노 와이어로 만들어진 펠트였습니다. 5 분 동안, 5 분 동안 전극을 통해 전류를 펄싱 한 결과, 니켈-구리 나노 와이어로 만들어진 펠트는 다른 두 물질보다 표면적이 크기 때문에 수소가 더 효율적으로 생성된다는 것을 발견했습니다. 그러나 30 초 안에 재료가 기포로 막혀서 효율성이 떨어졌습니다. 니켈 폼 전극 은 기포가 빠져 나가는 데 가장 좋았지 만 다른 두 전극보다 표면적이 상당히 낮아 생산성이 떨어졌습니다. 스위트 스팟은 반응 25 % 적은 표면적에도 불구하고, 나노 와이어 펠트 이상 수소 생성 니켈 마이크로 섬유의 펠트 밝혀졌다. 100 시간의 테스트 과정에서, 마이크로 화이버는 평방 센티미터 당 25,000 밀리 암페어 의 전류 밀도 에서 수소를 생성한다고 느꼈다 .
이 속도에서 현재 물 전기 분해에 사용되는 기존의 알칼리성 전해조보다 50 배 더 생산적이라고 연구원들은 계산했다. 전기 분해로부터 수소를 생성함에 따라 표면적 및 기포 방출을 최적화 한 니켈 펠트 물질의 전자 현미경 뷰. 학점 : 듀크 대학교 Wiley Lab
현재 산업용으로 대량의 수소를 만드는 가장 저렴한 방법은 물을 나누는 것이 아니라 매우 뜨거운 증기로 천연 가스 (메탄)를 분리하는 것입니다. 즉, 1 톤의 수소마다 9 ~ 12 톤의 CO2를 생성하는 에너지 집약적 인 방법입니다. 1000도 섭씨 증기를 생성하는 데 필요한 에너지는 포함하지 않습니다. 와일리는 상업적인 수전 해제 생산자들이 그의 팀이 배운 것에 기초하여 전극 구조를 개선 할 수 있다고 말했다. 그들은 크게 수소 생산 속도를 증가시킬 수 있다면, 수소의 비용이 분할에서 생산 된 물 이 신 재생 에너지에 대한 저렴한 스토리지 솔루션 만들기 위해 심지어 충분히 내려갈 수 있습니다. 또한 듀크의 배스 커넥션 (Duke 's Bass Connections) 프로그램 학생들과 함께 일하면서 인도의 풍부한 태양력에서 수소를 만들기 위해 흐름 전기 분해가 확장 될 수 있는지 조사하고있다.
더 탐색 물 분할 사전은 저렴한 재생 가능 에너지를 약속합니다 추가 정보 : Feichen Yang et al., 미세 섬유류 관통 전극, 고급 에너지 재료 (2020)를 사용한 25 A cm -2의 알칼리성 물 전기 분해 . DOI : 10.1002 / aenm.202001174 저널 정보 : Advanced Energy Materials 듀크 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-05-flow-through-electrodes-hydrogen-faster.html
.Study unveils properties of 11 recently discovered pulsars
연구 결과 최근 11 개의 펄서 발견
Tomasz Nowakowski, Phys.org 2018 년 10 월 16 일에 기록 된 PSR J0344-0101의 1 시간 관찰에서 모드 변경 동작. 크레딧 : Cameron et al., 2020.MAY 26, 2020 REPORT
국제 천문학 자 팀이 최근 5 백 미터 조리개 구형 전파 망원경 (FAST)에서 발견 한 11 개의 펄서에 대한 자세한 연구를 수행했습니다. arXiv.org에 5 월 19 일 발행 된 논문에 발표 된 새로운 연구 는 이러한 객체의 속성에 대한 필수 정보를 제공합니다. 펄서는 자화되어 회전하는 중성자 별이며 전자기 방사선을 방출합니다. 그것들은 일반적으로 짧은 전파 방출 형태로 감지되지만, 일부는 광학, X 선 및 감마선 망원경을 사용하여 관찰됩니다. 현재까지 대부분의 펄서는 호주의 Parkes Observatory를 사용하여 발견되었습니다. 최근 11 개의 새로운 펄서가 중국의 FAST 망원경으로 확인되었으며 64 미터의 Parkes Radio Telescope of Parkes Observatory를 사용하여 확인되었습니다. 호주 연방 과학 및 산업 연구기구 (CSIRO)의 앤드류 카메론 (Andrew Cameron)이 이끄는 천문학 자 그룹은이 새로운 발견 된 펄서를 자세히 조사하여 그들의 속성에 대한 더 많은 통찰력을 얻기를 희망했습니다. 이를 위해 그들은 Parkes Radio Telescope와 독일에 위치한 100 미터 Effelsberg Radio Telescope로이 물체에 대한 후속 관찰을 수행했습니다. "이 백서에서는 UWB [ultra-wide-bandwidth] 수신기로 FAST에서 발견 한 11 개의 펄서에 대해 설명합니다.이 펄서는 현재 Parkes 망원경 으로 최소 1 년 동안 모니터링되어 각 펄서 의 타이밍 솔루션 이 가능해졌습니다. 천문학 자들은 논문에 썼다. 일반적으로,이 연구는 각 펄서의 스핀 특성에 대한 타이밍 모델과 플럭스 보정 및 편광 특성을 포함한 방출 특성에 대한 자세한 평가를 얻었습니다. 조사 된 펄서는 0.56 ~ 4.76 초 범위의 스핀 기간과 0.65 ~ 320 백만 년의 특성 연령을 갖는 것으로 밝혀졌다. 이 논문에 따르면, PSR J0344-001로 지정된 11 개의 펄서 중 하나가 맥동에서 모드 변경 동작의 유형을 보여줍니다. 펄서는 수십 초 동안 점차적으로 일어나는 "정상"상태와 "변형"상태 사이에서 전이되는 것으로 밝혀졌다. 스핀 기간은 약 1.23 초, 분산 측정 값은 30.9 parsecs / cm 3 이며 특성 연령은 5,58 백만 년입니다. 샘플에서 또 다른 흥미로운 대상은 PSR J1926-0652이며, 이는 널링 및 서브 펄스 드리프트를 포함하여 많은 방출 현상을 나타냅니다. 약 650,000 년의 특징적인 나이를 가진 11 개의 연구 대상 중에서 가장 어린 펄서입니다. 그것은 약 1.6 초의 스핀주기 및 85.3 파섹 / cm 3 의 분산 측정을 갖는다 . 이 논문에서 제시된 가장 두드러지는 펄서는 PSR J1931-0144입니다. 광범위한 단일 성분 가우시안 펄스, 약 0.59 초의 스핀주기, 38.3 parsecs / cm 3 의 분산 측정 값을 나타내며 , 연구 된 샘플에서 가장 오래된 펄서입니다. 결과를 종합하면, 천문학 자들은 그들의 연구가 FAST, MeerKAT 및 Square Kilometer Array (SKA)와 같은 망원경에 대한 차세대 펄서 조사를위한 길을 열었다 고 말합니다.
더 탐색 SUPERB 설문 조사, 느리게 회전하는 새로운 무선 펄서 감지 추가 정보 : FAST, arXiv : 2005.09171 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2005.09171에 의해 발견 된 11 개의 펄서에 대한 심층 조사
https://phys.org/news/2020-05-unveils-properties-pulsars.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.
.Nanodevices show how cells change with time, by tracking from the inside
나노 디바이스는 내부에서 추적하여 시간이 지남에 따라 세포가 어떻게 변하는 지 보여줍니다
바스 대학 Vittoria D' alessio 현재 발달 단계에서, 배아 염색체 (중앙에서 적색으로 나타남)는 첫 번째 세포 분열 동안 분리를 준비하고 있습니다. 장치 갈래는 주변에 녹색 형광 작용이있는 형광 녹색으로 보일 수 있습니다. 크레딧 : Tony Perry 교수, MAY 26, 2020
처음으로 과학자들은 포유 동물 세포 내부에 직접 미세한 추적 장치를 도입하여 개발의 시작을 지배하는 프로세스에 전례없는 엿봄을 제공했습니다. 한 세포 배아 에 대한이 작업 은 일반적으로 세포 행동을 뒷받침하는 메커니즘에 대한 우리의 이해를 이동시키기 위해 설정되며 궁극적으로 노화와 질병에 무엇이 잘못되었는지에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. University of Bath의 생물학 및 생화학 부서의 Tony Perry 교수가 이끄는 연구는 마우스의 난자 세포에 정자와 함께 실리콘 기반 나노 장치를 주입하는 것을 포함했습니다. 그 결과 추적 장치가 포함 된 건강하고 수정란이되었습니다 . 작은 장치는 거미와 비슷하며 매우 유연한 8 개의 다리가 있습니다. 다리는 세포 내부 에 가해지는 '풀링 및 추진'힘을 매우 높은 수준의 정밀도로 측정하여 재생중인 세포 력을 드러내고 세포 내 물질이 시간이 지남에 따라 어떻게 재 배열되는지를 보여줍니다. 나노 소자는 셀의 일부 구조적 구성 요소와 유사하고 22 나노 미터를 측정하여 파운드 동전보다 약 10 만배 더 얇습니다. 이것은 세포의 세포질의 움직임을 1 세포 배아가 2 세포 배아가되기위한 항해를 시작함에 따라 등록 할 수있는 유연성을 의미합니다. Perry 교수는“이것은이 규모의 세포에서 물리학의 첫 번째 모습이다. "누구나 내부에서 세포 물질이 어떻게 이동하고 조직되는지를 처음 본 사람은 이번이 처음이다."
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2020/nanodevicess.mp4
각각 5,200 만 분의 1 미터 길이의 나노 장치를 포함하는 5 개의 마우스 배아. 배아가 2 시간이되면 영화가 시작되어 5 시간 동안 계속됩니다. 각 배아의 직경은 약 1 억 미터입니다. 크레딧 : Tony Perry 교수 왜 세포의 기계적 행동을 조사 하는가? 세포 내 활동은 세포가 어떻게 기능 하는지를 결정한다고 페리 교수는 설명했다. "세포 내 물질의 행동은 아마도 유전자 발현만큼 세포 행동에 영향을 줄 수있다"고 그는 말했다. 그러나 지금까지이 복잡한 셀룰러 물질 춤은 대부분 연구되지 않은 채 남아있다. 결과적으로 과학자들은 세포를 구성하는 요소를 식별 할 수 있었지만 세포 내부가 전체적으로 어떻게 행동하는지는 알 수 없었습니다. Perry 교수는“생물학과 배아 연구에서 우리는 특정 분자와 세포 현상에 대해 알고 있으며,이 정보를 어떻게 작동하는지에 대한 환원주의 이야기로 엮어 냈지만 이제는이 이야기가 바뀌고있다”고 말했다. 내러티브는 생물 학자들이 주로 질문과 도구를 가지고 생물 학자들에 의해 작성되었습니다. 빠진 것은 물리학이었습니다. 물리학은 세포의 행동을 유발하는 힘에 대해 묻고 답을 찾는 하향식 접근법을 제공합니다. "우리는 이제 셀을 만드는 너트와 볼트뿐만 아니라 셀 전체를 볼 수 있습니다." 마우스 배아는 상대적으로 큰 크기 (직경이 10 마이크론 [10 만분의 미터] 인 일반 세포와 비교하여 직경이 100 마이크론, 또는 100 만 미터 인 미터) 때문에 연구를 위해 선택되었습니다. ). 이것은 각 배아 안에 추적 장치를위한 공간이 있음을 의미했습니다. 연구자들은 배아가 발달함에 따라 현미경을 통해 찍은 비디오 기록을 조사하여 측정을 수행했습니다. 페리 교수 는“때로는이 장치가 근육 세포 내부의 힘보다 훨씬 큰 힘에 의해 구부러지고 비틀어졌다 ”고 말했다. "다른 경우에, 장치는 매우 적게 움직여 세포 내부가 침착 해졌다는 것을 보여주었습니다. 단세포 배아가있는 순간부터 모든 것이 예측 가능한 방식으로 수행됩니다. 물리학은 프로그래밍되어 있습니다. " 결과는 살아있는 세포 내부의 물질이 정적이 아니라 세포가 기능을 수행하거나 환경에 반응함에 따라 미리 정해진 방식으로 그 성질을 변화 시킨다는 것을 암시하는 생물학의 새로운 그림에 추가됩니다. 이 연구는 언젠가 세포가 노화되거나 세포가 정상적으로 작동을 멈추는 방식에 대한 이해에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 질병에서 발생합니다. 이 연구는 이번 주 Nature Materials 에 발표 되었으며 영국, 스페인 및 미국에 기반을 둔 생물 학자, 재료 과학자 및 물리학 자 간의 학제 간 파트너십을 포함했습니다. Explore further 일상적인 셀룰러 프로세스에 대한 새로운 이해
추가 정보 : Marta Duch et al., 마우스 단세포 배아 발달, Nature Materials (2020)의 세포 내 힘 및 기계적 성질 변화 추적 DOI : 10.1038 / s41563-020-0685-9 저널 정보 : Nature Materials 에 의해 제공 목욕의 대학
https://phys.org/news/2020-05-nanodevices-cells-tracking.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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