Shock-dissipating fractal cubes could forge high-tech armor
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.Physicist optimizes DNA microscopy technique to improve imaging speed, add color
물리학자는 DNA 현미경 기술을 최적화하여 이미징 속도를 개선하고 색상을 추가합니다
에 의해 뮌헨의 루드비히 막시밀리안 대학 학점 : 생화학의 S. Strauss / MPI JULY 7, 2020
초 고해상도 형광 현미경을 사용하여 200 나노 미터보다 작은 구조, 즉 빛의 회절 한계 미만의 구조를 시각화 할 수 있습니다. DNA-PAINT라고하는 현미경 기술 중 하나는 생화학 MPI의 연구 그룹 리더이자 LMU의 실험 물리학 교수 인 Ralf Jungmann이 동료들과 함께 개발했습니다. 이 기술은 이미지의 초 해상도 재구성을 위해 필요한 "깜박임"을 생성하기 위해 상보적인 방식으로 그들의 표적 분자에 일시적으로 결합하는 짧은 '이미 저', 염료 표지 DNA 가닥을 사용합니다. Jungmann 박사는“최근에 DNA 서열 설계를 최적화함으로써 DNA-PAINT의 전통적으로 다소 느린 획득 속도를 몇 배나 향상시켰다. 융만 박사는“그러나 이것은 다중화를 잃는 비용이 발생했기 때문에 셀의 여러 구조를 동시에 관찰 할 수 없다는 것을 의미한다. 그러나 여러 단백질을 동시에 관찰하는 것은 종양과 정상 세포 사이의 복잡한 신호 전달 단계를 더 잘 이해하는 데 중요합니다 . 혼성화 특성이 개선 된 최적화 된 단일 서열 만이 이용 가능하므로 속도 최적화 DNA-PAINT에서는 이러한 다중화 능력을 달성 할 수 없었다. Jungmann 그룹의 논문 및 공동 저자 인 Sebastian Strauss는“멀티 플렉스 이미징을 허용하는 방법과 동시에 이미지 획득 속도를 더욱 높이는 방법을 스스로에게 물었다”고 말했다. 이번 연구에서 연구원들은 이미징 속도를 성공적으로 개선 한 새로운 개념을 제시합니다. 그들은 이미 저의 표적 가닥에 대한 결합 빈도가 이용 가능한 결합 부위의 수와 선형으로 비례한다는 사실을 이용했다. Strauss는“결합 부위가 많을수록 이미지 획득 속도가 빨라지지만 결합 부위를 단순히 연결하면 도킹 시퀀스가 길어져 이미지 해상도를 낮추고 비특이적 인 바인딩을 증가시킬 수 있습니다. 이러한 문제를 피하기 위해, 연구원들은 중복 결합 부위를 제공하지만 가닥 길이는 약간만 증가하도록 연결될 수있는 반복적 인 서열 모티프 (예 : (TCC) n)를 설계했습니다. "우리는 6 개의 개별적인 주기적 시퀀스 모티프를 디자인했습니다. 새로운 서열 모티프를 최적화하고 개선을 벤치마킹하기 위해이 그룹은 자체 조립 된 나노 미터 크기의 DNA 객체 인 DNA 종이 접기 구조를 사용하여 사전 정의 된 형태로 자율적으로 접습니다. 이러한 구조는 예를 들어 5nm 거리에서 정확하게 이격 된 DNA-PAINT 결합 부위를 배열하는데 사용될 수있다. 이를 통해 연구원들은 정의 된 조건에서 DNA-PAINT의 개선점을 평가할 수있었습니다. Strauss는“최신 최적화 된 DNA 서열을 통해 단 몇 분만에 6 가지 DNA 종이 접기 구조를 해결할 수있었습니다. "우리는 생물학적 문제를 해결하기 위해 DNA-PAINT에서 이제 더욱 개선 된 이미징 속도를 적용하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 예를 들어, 종양 마커는 이전에는 단일 분자 수준에서 느리게 명확하게 검사 할 수 없었습니다. 다른 종양 표지자들은 분자 위치와 상호 작용에 대한 빠르고 정확한 분석을 확인합니다. 이는 약물 개발과 작용 기전에 대한 중요한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.
더 탐색 빠른 속도로 DNA-PAINT 초 해상도 현미경 추가 정보 : Sebastian Strauss et al. 최적화 된 DNA-PAINT, Nature Methods (2020) 에서 최대 100 배 속도 향상 및 멀티플렉싱 . DOI : 10.1038 / s41592-020-0869-x 저널 정보 : Nature Methods 에 의해 제공 뮌헨 루드비히 막시밀리안 대학
https://phys.org/news/2020-07-physicist-optimizes-dna-microscopy-technique.html
.Shock-dissipating fractal cubes could forge high-tech armor
충격 분산 프랙탈 큐브는 첨단 갑옷을 만들 수 있습니다
로 로스 알 라모스 국립 연구소 시뮬레이션은 복잡성이 증가하는 프랙탈 구조가 충격파에서 에너지를 소산시키는 방법을 보여줍니다. 크레딧 : Los Alamos National Laboratory JULY 7, 2020
복잡한 프랙탈 보이드가 내장 된 초소형의 3D 프린트 플라스틱 큐브는 충격파를 방산하는 데 효과적이며 폭발 및 충격에 효과적인 새로운 유형의 경량 갑옷 및 구조 재료로 이어질 수 있습니다. Los Alamos National Laboratory의 과학자 인 Dana Dattelbaum은 AIP Advances 저널에 논문의 저자 인 Dana Dattelbaum 은“이 연구의 목표는 충격파로 인한 파동 상호 작용을 조작하는 것이다. "그 방법에 대한 지침 원리 는 적층 가공 된 재료의 기계적 변형과 비교할 때 확실히 잘 정의되지 않았습니다. 우리는 고급, 중간 규모의 제조 및 설계로 인해 그 원리를 정의하고 있습니다." 보이드를 이용하는 충격파 분산 재료는 과거에 개발되었지만 일반적으로 시행 착오를 통해 발견 된 무작위 분포와 관련이 있습니다. 다른 사람들은 충격을 반향하고 파동을 방출하기 위해 층을 사용했습니다. 재료의 구멍 위치를 정확하게 제어함으로써 연구원들은 재현 가능한 방식으로 설계된대로 수행되는 구조물을 설계, 모델링 및 테스트 할 수 있습니다. 연구원들은 시간당 약 670 마일로 충돌자를 발사하여 프랙탈 구조를 테스트했습니다. 구조화 된 큐브는 동일한 재료의 솔리드 큐브보다 충격을 5 배 더 잘 분산 시켰습니다. 효과는 있지만 프랙탈 구조가 충격을 최소화하는 최상의 디자인인지는 확실하지 않습니다. 연구원들은 충격을 분산시키기위한 이상적인 구조를 찾기 위해 다른 공극 또는 인터페이스 기반 패턴을 조사하고 있습니다. 새로운 최적화 알고리즘은 정기적이고 반복되는 구조로 구성된 외부의 구조로 작업을 안내합니다. 잠재적 응용 분야에는 차량, 헬멧 또는 기타 사람이 착용 할 수있는 보호를위한 구조적 지지대와 보호 층이 포함될 수 있습니다. 이 연구는 DM Dattelbaum 등의 "인터페이스가 지배하는 다공성 구조에 의한 충격파 소실"기사 에 AIP Advances 2020 년 7 월호에 발표 될 예정이다 .
더 탐색 사상 가장 견고한 다공성 경량 소재 저널 정보 : AIP Advances 에 의해 제공 로스 알 라모스 국립 연구소
https://phys.org/news/2020-07-shock-dissipating-fractal-cubes-forge-high-tech.html
.New collection of stars, not born in our galaxy, discovered in Milky Way
우리 은하에서 태어나지 않은 은하계에서 발견 된 새로운 별 모음
오스틴 텍사스 대학교 Aaron Dubrow 우주가 몇 백만 년 전인 시점부터 시작된 개별 은하 형성 시뮬레이션에서 여전히. 크레딧 : Caltech, Hopkins Research Group JULY 7, 2020
천문학 자들은 하늘에서 새로운 물체를 찾지 않고도 전체 경력을 쌓을 수 있습니다. 그러나 Caltech의 이론 물리학 박사 후 연구원 인 Lina Necib의 경우, 은하수에서 별 무리를 발견했지만 은하수에서 태어나지 않은 것은 슈퍼 컴퓨터, Gaia 우주 관측소, 그리고 새로운 딥 러닝 방법. 네시 브와 그녀의 공동 연구자들은 이번 주 에 자연 천문학 (Nature Astronomy)에 글을 써서, 태양 근처에서 광대 한 새로운 항성 천인 닉스 (Nyx)를 설명하는데, 왜소 은하 가 은하수 디스크와 합쳐 졌다는 첫 징후를 제공 할 수도있다 . 이 항성 스트림은 완전히 파괴되기 전에 조력에 의해 궤도를 따라 뻗어있는 구상 성단 또는 왜소 은하 인 것으로 생각된다. Nyx의 발견은 회로적인 길을 택했지만 오늘날 천문학과 천체 물리학에 대한 다각적 인 방식을 반영하는 길을 찾았습니다. 우주에서의 화재 Necib 는 은하수에서 별 과 암흑 물질 의 운동학 또는 운동을 연구합니다 . "특정 방식으로 함께 움직이는 별 덩어리가 있다면, 보통 별들이 함께 움직이는 이유가 있음을 알려줍니다." 2014 년부터 Caltech, 노스 웨스턴 대학교, UC 샌디에고 및 UC 버클리의 연구원들은 FIRE (Feedback In Realistic Environments)라는 프로젝트의 일환으로 현실적인 은하에 대한 매우 상세한 시뮬레이션을 개발해 왔습니다. 이 시뮬레이션에는 과학자들이 은하의 형성과 진화에 대해 알고있는 모든 것이 포함됩니다. 시작은 가상의 시작부터 시작하여 시뮬레이션은 우리처럼 보이는 은하를 만들어냅니다. 은하수 매핑 FIRE 프로젝트와 동시에 Gaia 우주 천문대는 2013 년 유럽 우주국에 의해 시작되었습니다. 그것의 목표는 은하계와 그 너머에 걸쳐 약 10 억 개의 별이있는 매우 정확한 3 차원지도를 만드는 것입니다. "지금까지 가장 큰 운동 학적 연구이다. 천문대는 10 억 별의 움직임을 제공한다"고 설명했다. "7 백만 개의 별인이 중 일부는 3 차원 속도를 가지므로 별의 위치와 동작을 정확히 알 수 있습니다. 우리는 아주 작은 데이터 세트에서 이전에는 할 수 없었던 대규모 분석을 수행했습니다. 은하수의 구조를 이해하기 위해. " Nyx의 발견은이 두 가지 주요 천체 물리 프로젝트를 결합하고 딥 러닝 방법을 사용하여 분석하는 것을 포함했습니다. 시뮬레이션과 하늘 측량에 대한 질문 중 하나는 다음과 같습니다. 은하수는 오늘날의 모습이 어떻게 되었습니까? "은하계는 다른 은하를 삼키면 서 형성된다"고 Necib은 말했다. "우리는 은하수가 조용한 합병 이력을 가지고 있다고 가정 해 왔으며, 한동안 시뮬레이션에 많은 합병이 있었기 때문에 얼마나 조용한 지에 관한 것이 었습니다. 이제는 더 작은 구조물에 접근 할 때 그것이 이 도구, 데이터 및 시뮬레이션을 모두 사용하는 것이 매우 강력합니다.이 문제를 풀기 위해 모든 도구를 한 번에 사용해야합니다. 우리는 실제로 형성을 이해할 수있는 초기 단계에 있습니다. 은하수. " Gaia에 딥 러닝 적용 수십억의 별지도는 혼합 된 축복입니다. 정보는 많지만 인간의 인식으로 해석하기는 거의 불가능합니다. Necib 박사는“전까지 천문학 자들은 많은 모양과 음모를 꾸미고 클러스터링 알고리즘을 사용해야 할지도 모른다”고 말했다. "우리는 700 만 별을 응시할 수없고 그들이 무엇을하고 있는지 알아낼 수 없습니다.이 일련의 프로젝트에서 우리가 한 일은 Gaia 모의 카탈로그를 사용하는 것이 었습니다." Robyn Sanderson (University of Pennsylvania)이 개발 한 Gaia mock 카탈로그는 본질적으로 다음과 같이 물었습니다. 'FIRE 시뮬레이션이 Gaia에서 실제로 관찰되고 관찰 되었다면 무엇을 볼 수 있을까요?' 이전에 LHC (Large Hadron Collider) 프로젝트에 참여한 Necib의 공동 작업자 인 Bryan Ostdiek (이전의 오레곤 대학교 및 현재 하버드 대학교)는 기계 및 딥 러닝을 사용하여 대규모 데이터 세트를 다루는 경험이있었습니다. 이러한 방법을 천체 물리학으로 이식하면 우주를 탐험 할 수있는 새로운 방법이 열렸습니다. "LHC에는 놀라운 시뮬레이션이 있지만, 훈련 된 기계가 실제 물리가 아닌 시뮬레이션을 배울 수 있다고 걱정합니다 "라고 Ostdiek은 말했습니다. "유사한 방식으로 FIRE 은하들은 우리 모델을 훈련시키는 훌륭한 환경을 제공하지만 은하수가 아닙니다. 우리는 시뮬레이션에서 흥미로운 별을 식별하는 데 도움이 될뿐만 아니라이를 얻는 방법을 배워야했습니다. 우리의 은하계로 일반화하십시오. " 이 팀은 가상 은하에서 각 별의 움직임을 추적하고 별은 호스트 은하에서 태어나거나 은하 합병의 산물로 분류되는 별을 표시하는 방법을 개발했습니다. 두 가지 유형의 별에는 서명이 다르지만 차이점은 미묘합니다. 이 레이블은 딥 러닝 모델을 학습하는 데 사용되었으며 다른 FIRE 시뮬레이션에서 테스트되었습니다. 카탈로그를 작성한 후 Gaia 데이터에 카탈로그를 적용했습니다. "우리는 신경망에 '배운 내용을 바탕으로 별이 정확한지 표시 할 수 있습니까?'라고 물었습니다."라고 Necib은 말했습니다. 이 모델은 별이 0에서 1까지의 범위에서 은하계 밖에서 태어났다는 것이 얼마나 자신감이 있는지 평가했습니다. 하나의 데이터 세트에 대해 훈련 된 모델을 적용하고 다른 그러나 관련된 모델에 적용하는 이러한 접근 방식을 전송 학습이라고하며 문제가 발생할 수 있습니다. "우리는 시뮬레이션에 관한 인공적인 것을 배우지 않고 데이터에서 실제로 일어나고있는 것을 확인해야했다"고 Necib은 말했다. "그러므로 우리는 약간의 도움을 주어야하며 알려진 일부 요소를 재 계량하여 약간의 앵커를 주도록 지시해야했습니다." 그들은 먼저 그것이 은하의 알려진 특징을 식별 할 수 있는지 확인했다. 여기에는 약 60 억에서 100 억년 전에 은하수와 합쳐진 독특한 소와 같은 궤도 모양 인 왜소 은하의 잔해 인 "가이아 소시지"가 포함됩니다. "매우 특별한 서명이있다"고 설명했다. "신경망이 예상대로 작동하면 이미 알고있는이 거대한 구조를 볼 수있을 것입니다." 가이아 소세지에는 은하수에 별 모양을 부여하는 별의 후광과 마찬가지로 먼 과거에 은하수와 합쳐져 1999 년에 발견 된 또 다른 난쟁이 은하 인 헬 미천이 있었다. 첫 시력 : Nyx 이 모델은 은하의 원반으로 회전하면서 은하의 중심을 향하는 250 개의 별들로 이루어진 군집을 분석에서 확인했습니다. "첫 번째 본능은 버그가 있다는 것입니다."라고 Necib은 말했습니다. "그리고 당신은 '오 안돼!' 그래서 저는 3 주 동안 어떤 공동 작업자에게도 말하지 않았습니다. 그런 다음 그것이 버그가 아니라 실제로 현실이며 새로운 것임을 깨닫기 시작했습니다. " 그러나 이미 발견 된 경우 어떻게해야합니까? "당신은 아무도 그것을 보지 못했고 운 좋게도 아무도 읽지 못하도록하기 위해 문학을 살펴보기 시작했습니다. 그래서 나는 천체 물리학에서 가장 흥미 진진한 이름을지었습니다. 나는 그것을 그리스의 밤의 여신 Nyx라고 불렀습니다. 이 특별한 구조는 기계 학습 없이는보기가 매우 어려웠 기 때문에 매우 흥미 롭습니다. " 이 프로젝트에는 여러 단계에서 고급 컴퓨팅이 필요했습니다. FIRE 및 업데이트 된 FIRE-2 시뮬레이션은 지금까지 시도 된 가장 큰 은하계 컴퓨터 모델 중 하나 입니다. 9 개의 주요 시뮬레이션 (각각 태양의 시작점이 약간 다른 3 개의 별개의 은하 형성)은 세계에서 가장 크고 가장 빠른 슈퍼 컴퓨터에서 계산하는 데 몇 달이 걸렸습니다. 여기에는 NASA의 고급 컴퓨팅 시설 인 NCSA (National Center for Supercomputing Applications)의 Blue Waters와 가장 최근에는 Texas Advanced Computing Center (TACC)의 Stampede2가 포함되었습니다. 연구원들은 오리건 대학교 (University of Oregon)의 클러스터를 사용하여 딥 러닝 모델을 훈련하고이를 대규모 Gaia 데이터 세트에 적용했습니다. 그들은 현재 세계 모든 대학에서 가장 빠른 시스템 인 Frontera를 사용하여 작업을 계속하고 있습니다. Necib는“이 프로젝트에 관한 모든 것은 계산적으로 매우 집약적이며 대규모 컴퓨팅 없이는 불가능할 것입니다. 향후 단계 Necib와 그녀의 팀은 지상 망원경을 사용하여 Nyx를 더 탐험 할 계획입니다. 이것은 스트림의 화학적 구성에 대한 정보와 Nyx가 은하계에 도착한 날짜를 알려주고 출처가 어디인지에 대한 단서를 제공 할 것입니다. 2021 년 Gaia의 다음 데이터 릴리스에는 카탈로그에 약 1 억 개의 별에 대한 추가 정보가 포함되어있어 더 많은 클러스터가 발견 될 가능성이 높습니다. "가이아 미션이 시작되었을 때 천문학 자들은 그것이 가장 큰 데이터 세트 중 하나라는 것을 알고 흥분 할 것이 많았다"고 Necib은 말했다. "하지만 우리는 데이터 세트에 적응하기 위해 기술을 발전시켜야했습니다. 우리가 분석법을 변경하거나 업데이트하지 않으면 데이터 세트에있는 물리학이 빠져있을 것입니다." Caltech 팀 접근 방식의 성공은 더 큰 영향을 줄 수 있습니다. "우리는 많은 연구 분야와 비 연구 관련 분야에서도 사용할 수있는 전산 도구를 개발하고있다"고 그녀는 말했다. "이것은 우리가 일반적으로 기술 영역을 넓히는 방법입니다."
더 탐색 비디오 : Gaia의 두 번째 데이터 릴리스에 따르면 10 억 개의 별과 계산 추가 정보 : Lina Necib et al., 태양 근처의 광대 한 등급의 별 스트림에 대한 증거, Nature Astronomy (2020). DOI : 10.1038 / s41550-020-1131-2 저널 정보 : 자연 천문학
https://phys.org/news/2020-07-stars-born-galaxy-milky.html
.Microplastic pollution harms lobster larvae, study finds
랍스터 유충에 미세한 오염이 발생하여 연구 결과
에 의한 해양 과학에 대한 비글 연구소 이 애벌레 랍스터의 등뼈 아래에 축적 된 미세 섬유가 보입니다. 새로운 연구에 따르면, 미세 섬유질 섬유 오염은 개발의 각 단계에서 애벌레 가재에 영향을 미칩니다. 크레딧 : Madelyn Woods JULY 7, 2020
새로운 연구에 따르면 해양의 미세한 섬유질 오염은 개발 단계마다 애벌레 가재에 영향을 미친다. 해양 오염 게시판에 발표 된 연구에 따르면 섬유질은 동물의 먹이와 호흡에 영향을 미치며 일부 유충이 성인기에 도달하지 못하게 할 수도 있습니다. "오늘날 바다 에서 유기체는 많은 생명체가 다음 단계의 생명체에 영향을 미치는 많은 환경 요인에 노출되어있다 "고 Bigelow Laboratory for Ocean Sciences의 연구 저자이자 선임 연구원 인 Paty Matrai는 말했다. "랍스터는 주 경제뿐만 아니라 메인 만의 생태계에서 근본적인 역할을하며 오염 물질이 개발에 미치는 영향을 이해하는 것이 중요합니다." 어린 랍스터는 4 가지 뚜렷한 발달 단계를 통해 성년으로 자랍니다. 연구자들은 각 단계의 생리학이 동물들이 플라스틱 섬유 와 상호 작용 하는 방식을 결정한다는 것을 발견했습니다 . 가장 어린 랍스터들은 그것들을 소비하지 않았지만, 아가미를 보호하는 껍질 아래에 축적 된 섬유질에 시달리고있었습니다. 유충이 높은 수준의 섬유에 노출 된 실험에서 가장 어린 유충은 생존 가능성이 가장 낮았습니다. 보다 가볍고 민첩한 구형 랍스터 유충은 껍질 아래에 섬유를 축적하지는 않았지만 입자를 섭취하여 소화 시스템에 보관했습니다. 이것은 바다에서 랍스터 애벌레가 나이가 들어감에 문제가 될 수 있습니다. 신선한 플라스틱은 종종 화학 물질을 침출하며 표면은 잠재적으로 독성이있는 해양 생물을 키울 수 있습니다. Bigelow Laboratory의 다른 연구 저자이자 선임 연구원 인 David Fields는“플라스틱 입자는 바다의 거의 모든 동물에서 발견되었습니다. "동물이 작은 작은 구멍에 무언가를 넣을 수 있다면 아마도 동물과 먹이 웹에 영향을 줄 수있을 것입니다." Madelyn Woods 연구원은 애벌레 가재가 어떻게 소성 섬유와 상호 작용하는지 조사하는 실험을하는 경향이 있습니다.
새로운 연구에 따르면, 미세 섬유질 섬유 오염은 발달의 각 단계에서 애벌레 가재에 영향을 미치며 일부 애벌레가 성인기에 도달하지 못하게 할 수도 있습니다. 크레딧 : Paty Matrai / Bigelow
해양 과학 연구소 미세한 섬유질은 폐수를 포함한 원천에서 바다로 유입되며, 더 큰 물질이 분해되면서 해양에서도 생성 될 수 있습니다. 플라스틱은 표면에 떠다니며 햇빛과 파동에 노출되어 결국 작은 입자로 분해됩니다. 연안의 메인 해수에서 미세 섬유의 수준은 상대적으로 낮지 만 여전히 직면하는 동물에게 심각한 도전을 줄 수 있습니다. 또한 일부 동물은 그 지역에있는 어떤 섬유와도 만나기 쉽다. microplastic 섬유가 바다의 표면에 남아있는 경향이 있기 때문에, 서식하는 동물 것을 지표수가 가능성이 접촉들을 포함하여 애벌레 바닷가에 와서. Fields는“플라스틱이 상대적으로 적을지라도 동물과 마주 치는 동물에게 해로울 수 있으며 동물이 물기둥에 사는 곳에서 문제를 증폭시킬 수있다”고 말했다. "플라스틱 섬유를 먹는 랍스터 유충은 사탕 포장지를 먹는 것과 같습니다. 대단하지는 않지만 아마도 통과 할 것입니다. 그러나 당신이 먹는 모든 것이 사탕 포장지라면, 그것은 당신의 다른 반향을 일으킬 것입니다. 건강." 해양 산성화와 기온 상승이 이미 바닷가 재와 다른 해양 생물에 어려움을 겪고 있기 때문에 연구원들은이 소성 오염이 해양 동물들이 직면하고있는 다른 환경 스트레스 요인들과 어떻게 복합 될 수 있는지에 특히 관심이 있습니다. 그들은이 세 가지 요인에 의해 동시에 도전을받을 때 동물들이 어떻게 영향을 받는지 조사 할 수있는 미래의 실험을 수행하는데 관심이 있습니다. Matrai와 Fields는 최근 Bigelow Laboratory 인턴이자이 논문의 주 저자 인 Madelyn Woods와 함께 홍합에 대한 미세 섬유의 영향을 연구했습니다. 동료 저자 Theresa Hong, Donaven Baughman 및 Grace Andrews도 2019 년 여름 학부 인턴을위한 리서치 경험으로 Matrai 및 Fields와 함께 공부했습니다. Matrai는“ 글로벌 커뮤니티 로서 해양에서의 플라스틱의 영향과이 오염이 환경의 다른 변화에 겹쳐진다는 사실을 인식하고있다. "바다에있는 미세 섬유의 양을 줄이기 위해 함께 노력함으로써 우리는 중요한 해양 자원을 보호 할 수 있습니다."
더 탐색 연구에 따르면 홍합이 미세 섬유질 오염을 처리하는 방법 추가 정보 : Madelyn N. Woods et al., 미국산 랍스터 애벌레 (Homarus americanus), Marine Pollution Bulletin (2020) 에서 미세 섬유의 축적 및 효과 . DOI : 10.1016 / j.marpolbul.2020.111280 저널 정보 : 해양 오염 게시판 에서 제공하는 해양 과학에 대한 비글 연구소
https://phys.org/news/2020-07-microplastic-pollution-lobster-larvae.html
.Scientists introduce new method for machine learning classifications in quantum computing
과학자들은 양자 컴퓨팅에서 기계 학습 분류를위한 새로운 방법을 소개합니다
에 의한 한국 과학 기술원 (KAIST) A quantum circuit for implementing the non-linear kernel-based binary classification. Credit: KAIST JULY 7, 2020
양자 정보 과학자들은 양자 컴퓨팅에서 기계 학습 분류를위한 새로운 방법을 도입했습니다. 양자 이진 분류기의 비선형 양자 커널은 현재 AI 기술을 능가하는 것으로 여겨지는 양자 머신 러닝의 정확성을 향상시키는 새로운 통찰력을 제공합니다. 전기 공학부 (University of Electrical Engineering)의 June-Koo Kevin Rhee 교수가 이끄는 연구팀은 다른 초기 상태를 사용하고 Hadamard 분류를 스왑 테스트로 대체함으로써 양자 상태 충실도에 기반한 양자 분류기를 제안했습니다. 기존의 접근 방식과 달리,이 방법은 큰 피쳐 공간에서 비선형 피쳐를 찾는 데있어 양자 이점을 활용함으로써 학습 데이터 세트가 작을 때 분류 작업을 크게 향상시킬 것으로 예상됩니다. 양자 머신 러닝은 양자 컴퓨팅을 위한 필수 응용 프로그램 중 하나로서의 가능성을 가지고 있습니다 . 머신 러닝에서 광범위한 응용 분야의 근본적인 문제 는 분류입니다. 분류 된 훈련 데이터는 이전에 보지 못한 새로운 데이터에 레이블을 할당하기 위해 레이블이 지정된 학습 데이터의 패턴을 인식하는 데 필요한 작업입니다. 커널 방법은 복잡한 데이터에서 비선형 관계를 식별하는 귀중한 분류 도구였습니다. 최근에는 커널 머신 방식이 퀀텀 머신 러닝에 성공적으로 도입되었습니다. 양자 컴퓨터가 양자 특징 공간에서 데이터를 효율적으로 액세스하고 조작하는 능력은 양자 기술이 기존의 다양한 기계 학습 방법을 향상시킬 수있는 기회를 열 수있다. 비선형 커널을 사용한 분류 알고리즘의 아이디어는 양자 테스트 상태가 주어지면 프로토콜이 스왑 테스트 회로를 통해 양자 병렬로 양자 데이터의 충실도의 가중 전력 합계를 계산 한 다음 두 개의 단일 큐 비트 측정을 수행한다는 것입니다 (그림 참조). 1). 이것은 데이터 크기에 관계없이 적은 양의 퀀텀 데이터 연산 만 필요합니다. 이 접근법의 참신 성은 라벨링 된 훈련 데이터가 양자 상태로 조밀하게 패킹 될 수 있고 테스트 데이터와 비교 될 수 있다는 사실에있다.
크레딧 : KAIST KAIST
팀은 남아프리카의 콰 줄루 나탈 대학 (UKZN)과 독일의 데이터 사이버네틱스 (Cybernetics) 연구원들과 협력 하여 맞춤형 양자 커널을 갖춘 양자 분류기를 도입함으로써 빠르게 진화하는 양자 머신 러닝 분야를 발전 시켰다. 입력 데이터는 양자 피쳐 맵 또는 고유 양자 데이터를 통한 클래식 데이터로 표시되며 분류는 테스트 데이터와 훈련 데이터의 근접성을 측정하는 커널 기능을 기반으로합니다. 이 연구의 주요 저자 중 하나 인 KAIST의 Daniel Park 박사는 양자 커널 을 체계적으로 임의의 전력 합에 맞출 수있어 실제 응용 분야의 훌륭한 후보가 될 수 있다고 말했다 . 이 교수는 이전에 팀이 발명 한 기술인 양자 포크 (quantum forking)는 모든 레이블이 붙은 훈련 데이터와 테스트 데이터가 별도의 큐 비트로 독립적으로 인코딩 된 경우에도 프로토콜을 처음부터 시작할 수있게한다고 말했다. UKZN의 Francesco Petruccione 교수는 "두 양자 상태의 상태 충실도에는 전체 양자 특징 공간을 사용할 수있는 확률 진폭의 허수 부분이 포함된다"고 설명했다. 분류 프로토콜 의 유용성을 입증하기 위해 Data Cybernetics의 Carsten Blank는 분류기를 구현하고 클라우드 서비스를 통해 일반 사용자가 자유롭게 사용할 수있는 5 쿼 비트 IBM 양자 컴퓨터를 사용하여 클래식 시뮬레이션을 비교했습니다. "이것은이 분야가 발전하고 있다는 유망한 신호"라고 Blank는 지적했다.
더 탐색 새로운 양자 데이터 분류 프로토콜로 미래의 양자 인터넷에 더 가까이 다가 갈 수 있습니다 추가 정보 : Carsten Blank et al, 맞춤형 양자 커널을 갖춘 Quantum 분류기, npj Quantum Information (2020). DOI : 10.1038 / s41534-020-0272-6 에 의해 제공 한국 과학 기술원 (KAIST)
https://phys.org/news/2020-07-scientists-method-machine-classifications-quantum.html
.'Light squeezer' reduces quantum noise in lasers, could enhance quantum computing and gravitational-wave detection
'광 압착기'는 레이저의 양자 노이즈를 줄이고 양자 컴퓨팅 및 중력파 감지를 향상시킬 수 있습니다
에 의해 매사 추세 츠 공과 대학 크레딧 : CC0 Public Domain JULY 7, 2020
MIT의 물리학 자들은 들어오는 레이저 빔의 양자 노이즈를 15 % 줄이는 양자 "라이트 스 퀴저"를 설계했습니다. 실온에서 작동하는 최초의 시스템으로, 양자 노이즈가 제한 요인 인 레이저 측정을 개선하기 위해 고정밀 실험에 추가 될 수있는 소형의 휴대용 설정이 가능합니다. 새로운 압착기의 핵심은 대리석 크기의 광학 캐비티로 진공 챔버에 수용되며 거울 하나가 머리카락의 직경보다 작은 두 개의 거울을 포함합니다. 큰 거울은 고정되어 있고 다른 거울은 움직일 수 있고 스프링 같은 캔틸레버에 의해 매달립니다. 이 두 번째 "나노 메카니컬"거울의 모양과 구성은 시스템이 실온에서 작동 할 수있는 열쇠입니다. 때 레이저 빔이 상기 캐비티를 입력, 상기 두 개의 미러 사이에 반송. 빛에 의해 부여 된 힘은 나노 기계적 거울이 앞뒤로 흔들 리게하여 연구원들이 공동을 빠져 나가는 빛을 특수한 양자 특성을 갖도록 설계 할 수있게한다. 레이저 광은 압착 된 상태에서 시스템을 빠져 나갈 수 있으며, 이는 예를 들어 양자 계산 및 암호학 및 중력파의 검출과 같은보다 정확한 측정을 위해 사용될 수 있습니다. "결과의 중요성은 실온에서 양자 역학적 특성을 가질 수 있도록 이러한 기계 시스템을 설계 할 수 있다는 것입니다."라고 MIT의 대리석 교수 겸 물리 책임자 인 Nergis Mavalvala는 말합니다. "이것은 우리 실험실뿐만 아니라 대형 극저온 냉장고에 보관 된 세계뿐만 아니라 이러한 시스템을 사용할 수 있다는 점에서 게임을 완전히 바꿔 놓았습니다." 이 팀은 Nature Physics 저널에 그 결과를 발표했다 . 이 논문의 주요 저자는 노스 웨스턴 대학교 (Northwestern University)의 박사 후 연구원 인 MIT LIGO Laboratory의 물리 물리 대학원생 인 Nancy Aggarwal입니다. Mavalvala와 함께 논문의 다른 공동 저자는 MIT의 Robert Lanza와 Adam Libson입니다. 루이지애나 주립대 학교의 토리 컬렌, 조나단 크립, 토마스 코 비트; 캘리포니아 주 산타 바바라에있는 Crystalline Mirror Solutions의 Garrett Cole, David Follman 및 Paula Heu. 차가운 "쇼 스토퍼" 레이저에는 밝고 집중된 빛의 광선을 생성하기 위해 동기화 된 파도로 흘러 나오는 수많은 광자가 들어 있습니다. 그러나,이 정렬 된 구성 내에서, 물리학에서 "샷 노이즈 (shot noise)"라고도 알려진 양자 변동의 형태로 레이저의 개별 광자 사이에 약간의 임의성이 존재한다. 예를 들어, 주어진 시간에 검출기에 도달하는 레이저의 광자 수는 예측하기 어려운 양자 방식으로 평균 수 주위에서 변동될 수 있습니다. 마찬가지로, 위상과 관련하여 광자가 검출기에 도달하는 시간도 평균값 주위에서 변동될 수 있습니다. 레이저 광자의 수와 타이밍 모두 이러한 값은 연구원들이 레이저 측정을 얼마나 정확하게 해석 할 수 있는지 결정합니다. 그러나 양자 역학의 기본 원리 중 하나 인 Heisenberg의 불확실성 원리에 따르면 절대 위치로 동시에 입자의 위치 (또는 타이밍)와 운동량 (또는 수)을 동시에 측정하는 것은 불가능합니다. 과학자들은 양자 압착을 통해이 물리적 제약을 해결합니다. 레이저 양자 특성의 불확실성,이 경우 광자의 수와 타이밍이 이론적 원으로 표현 될 수 있다는 생각입니다. 완벽하게 둥근 원은 두 속성에서 동일한 불확실성을 나타냅니다. 타원 (압축 된 원)은 원의 레이저 방법과 레이저 양자 특성의 불확실성 비율에 따라 한 속성에 대한 작은 불확실성과 다른 속성에 대한 더 큰 불확실성을 나타냅니다. 연구자들이 양자 압착을 수행하는 한 가지 방법은 거울과 같은 부품으로 설계된 광학 기계 시스템을 통해 들어오는 레이저 광에 의해 작은 정도로 움직일 수 있습니다. 거울은 빛을 구성하는 광자에 의해 가해진 힘으로 인해 움직일 수 있으며, 그 힘은 주어진 시간에 거울에 부딪친 광자의 수에 비례합니다. 그 때 미러가 이동 한 거리는 미러에 도달하는 광자의 타이밍에 연결됩니다. 물론 과학자들은 주어진 시간에 광자의 수와 타이밍에 대한 정확한 값을 알 수 없지만 이러한 종류의 시스템을 통해 두 양자 특성 사이의 상관 관계를 설정하여 불확실성과 레이저의 전체 양자를 줄일 수 있습니다 소음 . 지금까지는 극저온 냉동고에 보관해야하는 대형 설비에서 광역 학적 압착이 실현되었습니다. 이는 실내 온도에서도 주변 열 에너지가 시스템의 가동 부품에 영향을 미치기에 충분하기 때문에 양자 노이즈로 인한 영향을 압도하는 "지터"를 유발하기 때문입니다. 열 소음을 막기 위해 연구원들은 시스템을 약 10 켈빈 (화씨 -440도)까지 냉각시켜야했습니다. Mavalvala는“극저온 냉각이 필요한 순간 휴대용 소형 압착기를 사용할 수 없습니다. "큰 냉장고에 넣을 수있는 압착기를 가지고 실험이나 현장에서 작동하는 장치에 사용할 수 없기 때문에 쇼 토퍼가 될 수 있습니다." 쥐어 짜기 Aggarwal이 이끄는이 팀은 열 에너지를 본질적으로 거의 흡수하지 않는 재료로 만든 이동식 거울로 광학 시스템을 설계하여 외부에서 시스템을 냉각시킬 필요가 없었습니다. 그들은 궁극적으로 갈륨 비소와 알루미늄 갈륨 비소의 교대 층으로 이루어진 매우 작은 70 미크론 폭의 거울을 설계했습니다. 두 재료는 들어오는 열이 빠져 나가지 않도록 매우 규칙적인 원자 구조를 가진 결정입니다. "가장 무질서한 물질은 전자가 부딪 히고 충돌하여 열 운동을 일으킬 수있는 곳이 많기 때문에 쉽게 에너지를 잃을 수있다"고 Aggarwal은 말한다. "질서가 많고 순도 높은 재료 일수록 에너지를 잃거나 잃을 장소가 적다." 팀은이 55m 길이의 캔틸레버로이 다층 거울을 매 달았습니다. 캔틸레버와 다층 거울은 또한 최소한의 열 에너지 를 흡수하도록 성형되었습니다 . 이동식 거울과 캔틸레버는 Crystalline Mirror Solutions의 Cole과 그의 동료들에 의해 제작되었으며 고정 거울이 있는 공동에 배치되었습니다 . 이 시스템은 루이지애나 주립대 학교의 코 비트 (Corbitt) 그룹이 제작 한 레이저 실험에 설치되어 연구원들이 측정을 수행했습니다. 새로운 압착기를 통해 연구진은 레이저가 반사되어 두 거울에서 반사 될 때 광자 수의 양자 변동을 타이밍과 비교할 수있었습니다. 이 특성화를 통해 팀은 레이저의 양자 노이즈를 15 % 줄임으로써보다 정확한 "압착 된"빛을 생성 할 수있었습니다. Aggarwal은 연구원들이 들어오는 레이저 광의 모든 파장에 시스템을 채택 할 수 있도록 청사진을 작성했습니다. Mavalvala는“광역 학적 압착기가 실용화되면서 이것이 시작된 작업이다. "이것은 우리가 이러한 실온 , 파장에 구애받지 않는 압착기 를 만드는 방법을 알고 있음을 보여줍니다 . 실험과 재료를 개선할수록 더 좋은 압착기를 만들 것입니다."
더 탐색 양자 변동은 사람의 규모로 물체를 움직일 수 있습니다 저널 정보 : 자연 물리 매사추세츠 공과 대학 제공
https://phys.org/news/2020-07-squeezer-quantum-noise-lasers-gravitational-wave.html
Optromix SFE and SFY benchtop models are single-frequency low noise 1.5 µm (1530 nm – 1580 nm) and 1 µm (1030 nm – 1122 nm) wavelength Erbium or Ytterbium fiber lasers with a wide-range thermal wavelength tuning and a fast piezo tuning using an external PZT driver. The SFE and SFY key parameter is the ultra-narrow linewidth based on the longitudinal single mode. In the standard version, these models provide an optical output using a PM fiber patch cord with an FC/APC connector. These models are controlled via USB port using a software supplied with the device. SFE and SFY models can be equipped with an additional low power optical output for the wavelength monitoring.
*Blog Notice
On June 23, 2020, my blog posts random product advertisements on a single line within the blog, so companies of related products allocate profit distribution per quantity of product sold as stocks and divide it into my blog address. This donation stock fund is fully donated to our growing children for education and job security, as well as for the venture start-ups and welfare benefits they seek. Invest.
원문(한국어) 제 블로그에 2020 년 6 월 23 일 부터 블로그 내에 한줄에 임의의 상품광고를 게재하니, 관련 상품의 회사는 상품 판매 수량 당 이익배분을 주식으로 할당하여 제 블로그 주소에 배당 해 주십시요. 이 기부주식 자금은 우리의 성장하는 아이들에게 전액 교육 및 직업 안정 그리고 그들이 지망하는 벤처 창업사업 및 후생복지 생활 안정에 전액 기부. 투자합니다.
https://www.facebook.com/junggoo.lee.9
.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.First Optical Measurements of Milky Way’s Mysterious Fermi Bubbles
.RNA key in helping stem cells know what to become
줄기 세포가 무엇이 될지 알도록 돕는 RNA 키
에 의해 콜로라도의 대학 크레딧 : CC0 Public Domain JULY 7, 2020
세포 내부를 깊게 살펴보면 각각의 세포가 동일한 게놈을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 세포의 형태와 기능에 대한 지침을 제공하는 완전한 유전자 세트입니다. 그러나 각 청사진이 동일하다면 왜 안구 세포가 피부 세포 나 뇌 세포와 다르게 보이고 행동합니까? 장기와 조직 세포가 만들어지는 원료 인 줄기 세포는 어떻게 될지 어떻게 알 수 있습니까? 7 월 8 일에 발표 된 콜로라도 대학교 볼더 연구진은 분자 메신저 RNA (리보 핵산)가 우리의 유전자와 다리 사이의 다리 역할을하는 세포 분화에 없어서는 안될 역할을한다는 결론을 내리는 근본적인 질문에 한 걸음 더 다가 서고 그것들을 켜고 끄는 "후생 적 (epigenetic)"기계 장치. 그 다리가 없거나 결함이있을 때, 연구원 들은 심장 세포가되는 길에 줄기 세포는 결코 이길 방법을 배우지 않는 Nature Genetics 저널에보고합니다 . 이 논문은 제약 회사들이 전례없는 RNA에 관심을 가지고있는 시대에 왔습니다. 그리고이 연구는 아직 젊지 만 암 치료부터 심장 이상 치료에 이르기까지 새로운 RNA 표적 치료법의 개발에 궁극적으로 도움이 될 수 있습니다. 노벨상 수상자이며 저명한 공동 수석 저자 인 토마스 체흐 (Thomas Cech)는“모든 유전자가 모든 세포에서 항상 발현되지는 않는다. 생화학 교수. "우리는 RNA가이 후성 유전 침묵의 주된 조절 인자이며 RNA가 없으면이 시스템이 작동하지 않는다는 것을 매우 상세하게 결정했습니다. 그것은 생명에 중요합니다." 과학자들은 수십 년 동안 각 세포가 동일한 유전자를 가지고 있지만 다른 기관과 조직의 세포가 다르게 발현한다는 것을 알고 있습니다. 후성 유전학 또는 유전자를 켜거나 끄는 기계 장치가이를 가능하게합니다. 그러나 기계가 어떻게 작동하는지는 불분명합니다. 2006 년, CU 볼더의 생화학 교수이자 새로운 논문의 공동 저자 인 존 린 (John Rinn)은 RNA (종종 간과 된 DNA의 형제) (데 옥시 리보 핵산)가 핵심 일 것이라고 제안했다. 세포의 랜드 마크 논문에서 Rinn은 핵 내부에서 RNA가 polycomb repressive complex (PRC2)라고하는 접힌 단백질 군집에 부착되어 있으며, 이는 유전자 발현을 조절하는 것으로 생각됩니다. 그 후 수많은 다른 연구에서 동일한 RNA를 발견하고 다른 RNA도 다른 단백질 복합체에 결합한다고 덧붙였다. 뜨거운 논쟁의 여지가있는 질문 : 이것이 실제로 세포의 운명을 결정하는데 중요합니까? 그 이후로 502 편 이상의 논문이 발표되었습니다. 일부 결정된 RNA는 후성 유전학에서 중요하다; 다른 사람들은 접선으로서의 역할을 기각했다. 따라서 2015 년 Cech 실험실의 생화학 자이자 박사후 연구원 인 Yicheng Long은 최신 도구를 사용하여 다시 질문을 시작했습니다. 두 실험실이있는 BioFrontiers Institute의 휴게실에서 우연히 만난 후 Long은 Rinn 실험실의 전산 생물 학자 황 태영과 충돌했습니다. 독특한 파트너십이 탄생했습니다. "우리는 데이터 과학 접근법과 고성능 컴퓨팅을 사용하여 분자 패턴을 이해하고 새로운 정량적 방식으로 RNA의 역할을 평가할 수있었습니다"라고 Long과 함께 Long은 새로운 논문의 공동 저자입니다. 실험실에서 연구팀은 간단한 효소를 사용하여 세포의 모든 RNA를 제거하여 후성 유전 학적 기계가 유전자를 침묵시키는 DNA로가는 길을 찾았는지 이해했다. 대답은 '아니오'였습니다. 롱 박사는 “RNA는 비행기 나 단백질 복합체를 DNA의 올바른 지점으로 유도하여 유전자 를 착륙시키고 침묵시키는 항공 교통 관제사의 역할을하고있는 것 같다 ”고 말했다. 세 번째 단계에서는 CRISPR이라는 유전자 편집 기술을 사용하여 인간의 심장 근육 세포가 될 예정인 단백질 복합체 PRC2가 RNA에 결합 할 수없는 줄기 세포를 개발했습니다. 본질적으로 비행기는 항공 교통 관제와 연결할 수 없었고 길을 잃어 버렸고 프로세스는 무너졌습니다. 7 일까지 정상 줄기 세포 는 심장 세포처럼 보이고 행동하기 시작했습니다. 그러나 돌연변이 세포 는 이길 수 없었습니다. 주목할만한 것은 정상적인 PRC2가 복구되었을 때 더 정상적으로 작동하기 시작했습니다. 롱 박사는“이번 세포 분화 과정에서 RNA가 중요하다는 사실을 분명히 알 수있다 ”고 말했다. 이전 연구는 이미 이들 단백질에 결합하는 RNA의 능력을 방해하는 인간의 유전자 돌연변이가 특정 암과 태아 심장 이상의 위험을 증가 시킨다는 것을 보여주었습니다. 궁극적으로, 연구자들은 RNA- 표적 요법이 그러한 문제를 해결하기 위해 사용될 수있는 하루를 계획하고있다. "이러한 발견은 후성 유전학과 RNA 생물학 사이의 불가분의 관계를 보여주는 새로운 과학적 단계를 설정하게 될 것"이라고 Rinn은 말했다. "그들은 앞으로 인간 질병을 이해하고 해결하는데 광범위한 의미를 가질 수있다."
더 탐색 암의 온-오프 스위치를 감시하기 위해 세포 내부의 동료들 추가 정보 : Yicheng Long et al., RNA는 PRC2 염색질 점유율과 인간 다 능성 줄기 세포, Nature Genetics (2020) 에서 기능에 필수적입니다 . DOI : 10.1038 / s41588-020-0662-x 저널 정보 : Nature Genetics 에 의해 제공 콜로라도의 대학
https://phys.org/news/2020-07-rna-key-stem-cells.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
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