Using Air to Amplify Light in Hollow-Core Optical Fibers
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.Using Air to Amplify Light in Hollow-Core Optical Fibers
공기를 사용하여 할로우 코어 광섬유에서 빛 증폭
주제 :전기 공학EPFL광섬유포토닉스통신 으로 EPFL 2020년 8월 13일 에어 라이트 중공 코어 광섬유 공기 또는 가스로 채워진 새로운 중공 형 광섬유. 크레딧 : Alain Herzog / 2020 EPFL
"이 아이디어는 약 15 년 동안 머리를 맴돌고 있었지만 그것에 대해 아무것도 할 시간이나 자원이 없었습니다." 그러나 이제 EPFL 공과 대학의 광섬유 그룹 책임자 인 Luc Thévenaz는 마침내이를 실현했습니다. 그의 연구실은 최신 중공 코어 광섬유 내부에서 빛을 증폭하는 기술을 개발했습니다. 원의 제곱 오늘날의 광섬유에는 일반적으로 단단한 유리 코어가 있으므로 내부에 공기가 없습니다. 빛은 섬유를 따라 이동할 수 있지만 15km 후에는 강도의 절반을 잃습니다. 300km에서 거의 감지되지 않을 때까지 계속 약화됩니다. 따라서 빛이 계속 움직이려면 일정한 간격으로 증폭되어야합니다. Thévenaz의 접근 방식은 공기 또는 가스로 채워진 새로운 중공 코어 광섬유를 기반으로합니다. “공기는 감쇠가 적다는 것을 의미하므로 빛이 더 먼 거리를 이동할 수 있습니다. 이것이 진정한 장점입니다.”라고 교수는 말합니다. 그러나 공기와 같은 얇은 물질에서는 빛을 증폭하기가 더 어렵습니다. “이것이 문제의 핵심입니다. 빛은 저항이 적을 때 더 빠르게 이동하지만 동시에 조치를 취하기가 더 어렵습니다. 다행히도 우리의 발견은 그 원을 정복했습니다.”
https://youtu.be/QlLVzuIleLM
적외선에서 자외선까지 그래서 연구원들은 무엇을 했습니까? 박사후 과정 학생 인 Fan Yang은“우리는 약간의 통제 된 저항을 제공하기 위해 섬유의 공기에 압력을가했습니다. “이것은 광학 핀셋과 비슷한 방식으로 작동합니다. 공기 분자는 압축되어 일정한 간격의 클러스터로 형성됩니다. 이것은 진폭이 증가하는 음파를 생성하고 강력한 소스의 빛을 약화 된 빔으로 효과적으로 회절시켜 최대 100,000 배까지 증폭됩니다.” 따라서 그들의 기술은 빛을 훨씬 더 강력하게 만듭니다. “우리의 기술은 적외선에서 자외선, 가스에 이르기까지 모든 유형의 빛에 적용될 수 있습니다.”라고 그는 설명합니다. 그들의 연구 결과는 Nature Photonics 에 방금 발표되었습니다 . 매우 정확한 온도계 앞으로이 기술은 광 증폭 외에도 다른 용도로 사용될 수 있습니다. 예를 들어 중공 또는 압축 가스 광섬유는 매우 정확한 온도계를 만드는 데 사용될 수 있습니다. “우리는 섬유를 따라 어느 지점에서나 온도 분포를 측정 할 수 있습니다. 따라서 터널을 따라 화재가 발생하면 특정 지점의 온도 상승을 기반으로 화재가 시작된 위치를 정확히 알 수 있습니다.”라고 PhD 학생 인 Flavien Gyger는 말합니다. 이 기술은 현재 가능한 것보다 10 배 더 긴 마이크로 초 동안 광섬유의 빛을 차단하여 임시 광학 메모리를 만드는 데 사용될 수도 있습니다.
참조 : Fan Yang, Flavien Gyger 및 Luc Thévenaz의“중공 코어 도파관을 사용하여 가스에서 강렬한 Brillouin 증폭”, 2020 년 8 월 10 일, Nature Photonics . DOI : 10.1038 / s41566-020-0676-z
https://scitechdaily.com/using-air-to-amplify-light-in-hollow-core-optical-fibers/
ㅡ“우리는 약간의 통제 된 저항을 제공하기 위해 섬유의 공기에 압력을가했습니다. “이것은 광학 핀셋과 비슷한 방식으로 작동합니다. 공기 분자는 압축되어 일정한 간격의 클러스터로 형성됩니다. 이것은 진폭이 증가하는 음파를 생성하고 강력한 소스의 빛을 약화 된 빔으로 효과적으로 회절시켜 최대 100,000 배까지 증폭됩니다.” 따라서 그들의 기술은 빛을 훨씬 더 강력하게 만듭니다. “우리의 기술은 적외선에서 자외선, 가스에 이르기까지 모든 유형의 빛에 적용될 수 있습니다.”라고 그는 설명합니다.
메모200143.
광통신이 현존하는 최상의 선택이 분명하다. 그런 광통신 내트워크가 제대로 성능을 발휘하려면 광자가 더 정확하게 더 멀리 갈수 있는 환경을 광섬유 내부에서 빛을 증폭 시킬 방법을 찾아내야 한다. 광섬유내에서 최대거리를 유지하려는 조건에 압축공기에 일정한 간격에 크러스터가 생성된다고 한다. 압축공기는 구간별 광섬유 단위를 만들어 연결하는 단위에서 그 압력을 유지할 수 있다.
ㅡ“We applied pressure to the air in the fiber to provide some controlled resistance. “It works in a similar way to optical tweezers. Air molecules are compressed and formed into evenly spaced clusters. This produces a sound wave of increasing amplitude and effectively diffracts light from a powerful source into an attenuated beam, amplified by up to 100,000 times.” So, their technology makes the light much more powerful. “Our technology can be applied to all types of light, from infrared to ultraviolet to gas,” he explains.
Memo 200 143.
Optical communication is obviously the best option in existence. For such an optical communication network to perform properly, it is necessary to find a way to amplify the light inside the optical fiber in an environment where photons can go further and more accurately. It is said that clusters are created at regular intervals in compressed air under the condition of maintaining the maximum distance within the optical fiber. Compressed air can maintain its pressure in the units that make optical fiber units for each section and connect them.
.Hubble finds that Betelgeuse's mysterious dimming is due to a traumatic outburst
허블은 Betelgeuse의 신비한 디밍이 외상성 폭발로 인한 것임을 발견했습니다
4 개의 패널로 구성된이 그래픽은 빠르게 진화하는 밝은 적색 초거성 베텔게우스의 남쪽 지역이 2019 년 말과 2020 년 초에 몇 달 동안 갑자기 희미 해 졌는지 보여줍니다. 처음 두 패널에서 허블 공간의 자외선에서 볼 수 있습니다. 별 표면에있는 거대한 대류 세포의 출현에서 밝고 뜨거운 플라즈마 덩어리 인 망원경이 방출됩니다. 패널 3에서 유출 된 배출 가스는 빠르게 바깥쪽으로 팽창합니다. 그것은 가려진 먼지 알갱이의 거대한 구름을 형성하기 위해 냉각됩니다. 마지막 패널은 별 표면의 1/4에서 빛을 차단하는 거대한 먼지 구름 (지구에서 본 것처럼)을 보여줍니다. 출처 : NASA, ESA 및 E. Wheatley (STScI) AUGUST 13, 2020
Betelgeuse에 대한 최근 관측에 따르면 2019 년 말과 2020 년 초에 예상치 못한 현저한 밝기 감소 기간은 고밀도의 뜨거운 가스의 방출과 냉각으로 인해 발생했을 가능성이 가장 높으며 별은 1 년 이상 일찍 또 다른 밝기 감소 기간을 겪을 수 있습니다. . 2019 년 10 월과 11 월 사이에 허블 우주 망원경은 밀도가 높고 가열 된 물질이 별의 확장 된 대기를 통해 시속 200,000 마일로 바깥쪽으로 움직이는 것을 관찰했습니다. 다음 달에 몇 대의 지상 망원경이 베텔게우스 남반구의 밝기가 감소하는 것을 관찰했습니다. 마치 별의이 지역에서 빛을 차단하는 것처럼 보입니다. 2020 년 2 월까지 별은 광채의 2/3 이상을 잃었고 육안으로도 희미 해져 별이 초신성이 될 것이라는 소문을 불러 일으켰습니다. 허블과 함께 계속되는 자외선 분광 관측 은 연구자들이 시간을 거슬러 올라가 신비한 디밍의 원인을 정확히 찾아내는 빵 부스러기와 같이 따라야 할 타임 라인을 제공했습니다. "허블을 통해 우리는 이전에 Betelgeuse 표면에서 뜨거운 대류 세포를 관찰했으며 2019 년 가을에 Betelgeuse의 확장 된 대기를 통해 바깥쪽으로 이동하는 다량의 고밀도 뜨거운 가스를 발견했습니다. 우리는이 가스가 별 밖에서 수백만 마일을 냉각했다고 생각합니다. 1 월과 2 월에 촬영 된 별의 남쪽 부분을 막는 먼지를 형성하는 것 "이라고 천체 물리학 센터 부소장 인 안드레아 듀프리가 말했다. Harvard & Smithsonian이며 연구의 주 저자입니다. "이 물질은 별의 일반 밝기보다 2 ~ 4 배 더 밝았습니다. 그 후 약 한 달 후 별이 희미 해짐에 따라 베텔게우스의 남쪽 부분이 눈에 띄게 어두워졌습니다. 허블의 유출로 인해 어두운 구름이 발생했을 가능성이 있습니다. 감지되었습니다.
이 스펙트럼 플롯은 2019 년 3 월부터 2020 년 2 월까지 허블 우주 망원경 관측을 기반으로합니다. 허블은 근처의 적색 초거성 베텔게우스의 대기에서 놀라운 폭발을 기록했습니다. 마그네슘 II의 방출 측정은 별의 맥동하는 대기의 움직임을 추적하는 데 사용되었습니다. 허블의 우주 망원경 이미징 분광기 (Space Telescope Imaging Spectrograph)는 2019 년 10 월 별의 남동부 지역에서 흰색 원으로 표시된 마그네슘 방출 밝기의 극적인 증가를 포착했습니다. (Betelgeuse는 허블이 별의 거대한 원반을 해결할 수있을만큼 충분히 가깝고 큽니다.)이 외상 적 사건은 별의 420 일 맥동 기간에 일반적으로 나타나는 것과는 달랐습니다. 동시에 10 월에 별이 갑자기 어두워지기 시작했습니다. 이 페이딩은 2020 년 2 월까지 계속되었습니다. 그때 허블의 자외선 스펙트럼 데이터가 정상으로 돌아 왔습니다. 폭발은 몇 달 동안 별빛의 상당 부분을 차단하는 먼지를 형성하기 위해 냉각 된 뜨거운 플라즈마 구름을 분출 한 것으로 의심됩니다. 허블은 별을 모니터링하는 긴 기준이 퍼즐 조각을 맞추는 데 도움이되었습니다. 출처 : NASA, ESA, A. Dupree (CfA) 및 E. Wheatley (STScI) 그리고 Betelgeuse는 허블 관측에서 발견 된 플라즈마가 항성 모델이 예측 한대로 별의 회전 극에서 방출되지 않는다는 사실을 밝혀냈을 때 과학자들에게 또 다른 놀라움을 선사했습니다. "허블 관측은 물질이 항성 표면의 어느 부분에서나 쫓겨날 수 있음을 시사합니다."라고 Dupree는 말하면서 Betelgeuse에서의 최근 활동이이 별에 대해 정상적이지 않다고 덧붙였습니다. Dupree는 Betelgeuse가 태양보다 3 천만 배 높은 속도로 질량을 잃고 있지만 최근 활동으로 인해 남반구에서만 정상적인 물질 양의 약 2 배가 손실되었다고 지적했습니다. "모든 별성간 매개체에 물질을 잃어 버리고 있습니다. 우리는이 물질이 어떻게 손실되는지 모릅니다. 항상 부드러운 바람이 부는가? 아니면 적합하고 시작합니까? 아마도 우리가 Betelgeuse에서 발견 한 것과 같은 사건으로? 우리는 더 뜨겁게 빛나는 다른 별들이 물질을 잃고 빠르게 먼지로 바뀌어 별이 훨씬 희미 해 보인다는 것을 알고 있습니다. 그러나 1 세기 반이 넘게 베텔게우스에게는 이런 일이 일어나지 않았습니다. 매우 독특합니다. " STELLAr 활동 관측소 인 STELLA를 사용한 보완 관측은 별 표면이 맥동주기 동안 상승 및 하강함에 따라 속도의 변화를 측정하여 별의 대기를 통해 유출되는 플라즈마를 추진할 수있는 파급 효과를 생성했습니다. "우리는 모든 흡수 라인을 보았습니다이 연구의 공동 저자이자 라이프니츠 연구소의 우주 자기장 책임자 인 클라우스 G. 스트라 스마 이어 (Klaus G. Strassmeier)는 스펙트럼에서 파란색으로 이동하여 별이 팽창하고 있음을 알았습니다. 청색 편이는 점점 작아졌고 별이 가장 희미했을 때 실제로 적색 편이로 되돌아갔습니다. 그래서 우리는 디밍이 별의 광구의 팽창과 수축과 어떤 식 으로든 관련이 있음을 알았습니다. 그러나 그것만으로는 그렇게 큰 디밍을 일으킬 수 없었습니다. "
NASA의 STEREO 우주선에 탑승 한 Heliospheric Imager의 이미지는 원으로 표시된 별 Betelgeuse를 보여줍니다. 2020 년 몇 주 동안 STEREO는 우주에서 우주선의 고유 한 위치 때문에 Betelgeuse를 측정하는 유일한 관측소였습니다. 크레딧 : NASA / STEREO / HI
별이 낮 하늘로 이동하여 허블과 스텔라의 시야에서 벗어나자 연구자들은 초거성의 밝기를 모니터링하기 위해 NASA의 태양 천체 관계 관측소 (스테레오)를 찾았습니다. 그러나 여름철 관측은 놀라운 놀라움을 드러 냈습니다. 2020 년 6 월 말과 8 월 초 사이에 STEREO는 다른 별과 비교하여 별의 상대적 밝기를 측정하여 5 일 동안 베텔게우스를 관찰했습니다. Dupree는 "STEREO를 사용한 Betelgeuse를 관찰 한 결과 별이 다시 어두워지고 있음을 확인했습니다. Betelgeuse는 일반적으로 약 420 일 동안 지속되는 밝기주기를 거치며, 이전 최소값이 2020 년 2 월에 발생했기 때문에이 새로운 디밍이 1 년 이상 빠릅니다. 내년에 STEREO로 Betelgeuse를 다시 한 번 관측 할 계획입니다. 이 그림은 2018 년 말부터 현재까지 여러 관측소에서 측정 한 Betelgeuse의 밝기를 보여줍니다. 파란색과 녹색 점은 지상 관측소의 데이터를 나타냅니다. 이러한 측정의 간격은 Betelgeuse가 지구의 낮 하늘에 나타날 때 발생하므로 정확한 밝기 측정을 수행 할 수 없습니다. 2020 년이 관측 격차 동안 NASA의 STEREO 우주선 (빨간색으로 표시됨)은 독특한 유리한 지점에서 Betelgeuse를 관측하기 위해 들어와 별이 예상치 못한 어두움을 드러 냈습니다.
STEREO의 2018 년 데이터 포인트는 임무의 기록 데이터에서 발견되었으며 다른 망원경에 대한 STEREO의 측정 값을 보정하는 데 사용되었습니다. 신용 : Dupree, et al.
베텔게우스를 둘러싼 열렬한 관심은 별이 계속해서 어두워지면서 점점 어두워지면서 지난 해 말에 불을 붙였습니다. 일부 과학자들은 오래된 별이 곧 초신성이 될 것이라는 신호를 보냈습니다. 팽창하고 수축하는 변광성으로서 각주기에 걸쳐 어두워지고 밝아지는 별로서 "베텔게우스는 우리 은하의 밝은 별이며, 수명이 다해 초신성이 될 가능성이 있습니다. 2020 년 2 월에 별이 매우 희미 해졌을 때, 이것은 150 년 전에 측정이 시작된 이래로 가장 희미한 일이었습니다. "라고 Dupree는 말했습니다. "오리온 별자리를 볼 때 모든 사람에게 어두움이 분명해졌습니다. 매우 이상했고 Betelgeuse가 거의 사라졌습니다." 725 광년 떨어진 곳에서 오늘날 지구상의 Betelgeuse에서 볼 수있는 빛과 어두움은 1300 년에 별을 떠났습니다. " 별이 폭발하기 몇 주 전에 별이 어떻게 행동하는지 아무도 모르며, Betelgeuse가 초신성이 될 준비가되어 있다는 불길한 예측이있었습니다. 그러나 우리 일생 동안 폭발하지 않을 가능성이 있지만 누가 알겠습니까? " 오늘 The Astrophysical Journal 에 발표 된 허블 및 STELLA 연구의 전체 결과 . STEREO의 관측은 2020 년 7 월 28 일 The Astronomer 's Telegram 을 통해보고되었습니다 .
더 탐색 ESO 망원경은 희미한 Betelgeuse의 표면을 본다 추가 정보 : Andrea K. Dupree et al. Betelgeuse의 Great Dimming에 대한 공간적으로 해결 된 자외선 분광학, The Astrophysical Journal (2020). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / aba516 , arxiv.org/abs/2008.04945 저널 정보 : Astrophysical Journal
https://phys.org/news/2020-08-hubble-betelgeuse-mysterious-dimming-due.html
.Researchers design efficient low-cost system for producing power at night
연구원들은 야간에 전력을 생산하기위한 효율적인 저비용 시스템을 설계합니다
작성자 : The Optical Society 연구원들은 밤에 조명을위한 전력을 효율적으로 생산하기 위해 복사 냉각을 사용하는 독립형 저비용 모듈 식 에너지 소스를 설계했습니다. 크레딧 : Lingling Fan 및 Wei Li, Stanford University AUGUST 13, 2020
연구원들은 야간에 효율적으로 전력을 생산할 수있는 독립형 저비용 모듈 식 에너지 원을 설계했습니다. 이 시스템은 상업적으로 이용 가능한 기술을 사용하며 궁극적으로 도시 지역의 야간 조명 요구를 충족하거나 개발 도상국에 조명을 제공 할 수 있습니다. 태양 광 발전 은 많은 이점을 제공 하지만 태양 광의 사용은 많은 지역에서 제한 될 수 있고 밤에는 완전히 사용할 수없는 햇빛 분포에 크게 좌우됩니다. 낮 동안 생산 된 에너지를 저장하는 시스템은 일반적으로 고가이므로 태양열 사용 비용이 증가합니다 . 저렴한 대안을 찾기 위해 Stanford University의 Shanhui Fan이 이끄는 연구원들은 복사 냉각을 고려했습니다. 이 접근 방식은 주변 공기에서 흡수 된 열로 인한 온도 차이 와 차가운 공간의 복사 냉각 효과를 사용하여 전기를 생성합니다. The Optical Society (OSA) 저널 Optics Express 에서 연구원들은 배터리 나 외부 에너지가 필요하지 않은 옥상 장치로 평방 미터당 2.2 와트를 생성 할 수있는 최적화 된 복사 냉각 방식을 이론적으로 입증했습니다. 이는 실험적으로 입증 된 에너지의 약 120 배이며 보안 또는 환경 애플리케이션에 사용되는 모듈 식 센서에 전력을 공급하기에 충분합니다. 이 논문의 제 1 저자 인 Lingling Fan은 "우리는 개발 도상국 및 농촌 지역의 모든 사람에게 안정적이고 지속 가능한 저비용 조명 에너지 원에 대한 액세스를 제공 할 수있는 지속 가능한 고성능 조명 세대를 개발하기 위해 노력하고 있습니다."라고 말했습니다. "모듈 형 에너지 원은 다양한 응용 분야에 사용되는 독립형 센서에 전원을 공급하고 자동차의 폐열을 사용 가능한 전력으로 변환하는 데 사용될 수도 있습니다." 발전 극대화 복사 냉각을 사용하여 전기를 생성하는 가장 효율적인 방법 중 하나는 열전 발전기를 사용하는 것입니다. 이 장치는 열전 재료를 사용하여 열원과 장치의 냉각면 또는 복사 냉각기 간의 온도 차이를 전압으로 변환하여 전력을 생성합니다. 이번 연구에서 연구원들은 열전 발전의 각 단계를 최적화하여 옥상에서 사용할 장치로 야간 발전을 극대화했다. 그들은 에너지 수확을 개선하여 주변 공기에서 더 많은 열이 시스템으로 흐르도록하고 장치에서 에너지를 얼마나 잘 사용 하는지를 향상시키는 새로운 상용 열전 재료를 통합했습니다 . 그들은 또한 옥상 1 평방 미터를 덮는 열전 발전기가 열 손실과 열전 변환 사이에서 최상의 균형을 이룰 수 있다고 계산했습니다. 연구팀의 일원 인 Wei Li는 "가장 중요한 혁신 중 하나는 장치의 차가운면에 부착 된 선택적 이미 터를 설계하는 것이 었습니다."라고 말했습니다. "이것은 발전기가 과도한 열을보다 효율적으로 제거 할 수 있도록 복사 냉각 프로세스를 최적화합니다." 연구진은 컴퓨터 모델링을 사용하여 실제 물리적 매개 변수로 시스템을 시뮬레이션함으로써 새로운 접근 방식을 시연했습니다. 이 모델은 이전의 실험 결과를 충실히 재현했으며 연구원이 설계 한 최적화 된 시스템이 열전 변환을 사용하여 최대 효율로 계산 된 값에 근접 할 수 있음을 보여주었습니다. 실험을 수행하는 것 외에도 연구원들은 시스템의 실제 적용을 확장 할 수있는 야간 외에도 낮 동안 시스템을 운영하기위한 최적의 설계를 검토하고 있습니다.
더 탐색 냉각 메커니즘은 자체 전원을 사용하는 실외 센서의 태양 에너지 수확량을 증가시킵니다. 추가 정보 : Lingling Fan et al, 최적의 복사 냉각을 통한 최대 야간 전력 생성, Optics Express (2020). DOI : 10.1364 / OE.397714 저널 정보 : Optics Express 에서 제공하는 광학 협회
https://phys.org/news/2020-08-efficient-low-cost-power-night.html
.To understand the machinery of life, this scientist breaks it on purpose
생명의 기계를 이해하기 위해 이 과학자는 일부러
에 의해 애리조나 대학 번역 기계는 모든 유기체의 세포에서 중요한 구성 요소입니다. 수십억 년 동안 진화를 거듭하면서 거의 변화를 겪지 않았기 때문에 "시간이 멈춘 진화 사고"라고 불려 왔습니다. 그 핵심에는 RNA 가닥에 저장된 유전 정보를 생명의 빌딩 블록 인 단백질로 변환하는 리보솜 (파란색)이 있습니다. 크레딧 : National Science Foundation AUGUST 13, 2020
"나는 인생에 매료 되었기 때문에 그것을 깨고 싶은 것입니다." 이것은 애리조나 대학교의 분자 세포 생물학과, 천문학과, 달 및 행성 연구소에 임명 된 조교수 인 Betül Kaçar가 그녀의 연구를 설명하는 방법입니다. 냉담하게 들릴 수있는 것은 우주 생물학에서 합법적 인 과학적 접근입니다. 조상 시퀀싱으로 알려진이 아이디어는 생명체의 새벽부터 유전자 서열을 "부활"하여 현대 미생물의 세포 경로에서 작동하도록하는 것입니다. 쥬라기 공원을 생각하면 공룡 대신 멸종 된 유전자를 사용하고 유기체가 어떻게 대처하는지 연구합니다. . 국립 과학 아카데미 회보에 실린 최근 논문에서 Kaçar의 연구팀은 예상치 못한 발견을보고합니다. 진화는 멀티 태스킹에 그다지 좋지 않은 것 같습니다. Kaçar는 조상 시퀀싱을 사용하여 무엇이 생명체를 똑딱 거리게하고 유기체가 진화 적 선택 압력에 의해 어떻게 형성되는지 알아냅니다. 얻은 통찰은 유기 전구체 분자가 생명을 일으키기 위해 필요한 것이 무엇인지에 대한 단서를 제공 할 수 있습니다. 지구상이든 먼 세계이든. 그녀의 연구실에서 Kaçar는 작은 보이지 않는 렌치처럼 작동하는 분자를 설계하는 것을 전문으로하며, 유기체가 먹고, 움직이고, 번식 할 수 있도록하는 섬세한 세포 기계에 혼란을 일으 킵니다. Kaçar는 박테리아의 DNA에 암호화 된 정보를 단백질로 변환하는 미로 분자 시계 장치 인 번역 기계에 관심을 집중했습니다. 미생물에서 조류, 나무, 인간에 이르기까지 모든 유기체는 세포에이 기계 조각을 가지고 있습니다. Kaçar는 "우리는 현재 가지고있는 것을 기반으로 과거에 대한 모든 것을 대략적으로 추정합니다."라고 말했습니다. "모든 생명체 에는 정보를 가져 와서 작업을 수행 할 수있는 분자로 바꾸는 코딩 시스템이 필요합니다 . 번역 기계는 바로 그 일을합니다. 생명의 알파벳을 만듭니다. 이것이 우리가 그것을 거의 변하지 않은 화석으로 생각하는 이유입니다. 적어도 그것의 핵심은. 우리가 다른 곳에서 생명체를 발견한다면, 우리가 가장 먼저 살펴볼 것은 정보 처리 시스템이고 번역 기계는 바로 그것 일 것입니다. " 35 억년이 넘는 진화 과정을 거치면서도 그 부분은 거의 실질적인 변화를 겪지 않은 지구상의 생명체에 대한 번역 기계가 매우 중요합니다. 과학자들은 이것을 "시간에 얼어 붙은 진화 적 사고"라고 불렀습니다. Kaçar는 "내가해서는 안되는 일을 엉망으로 만드는 경향이있는 것 같다"고 말했다. "시간에 갇혔나요? 잠금을 해제합시다. 깨 뜨리면 세포가 파괴 될까요? 깨자."
Betül Kaçar는 삶의 기원을 연구하기 때문에 그녀는 여러 분야에서 집에 있습니다. 그녀는 애리조나 대학의 조교수이며 분자 및 세포 생물학, 천문학, 달 및 행성 연구소에 임명되었습니다. 크레딧 : Carl Philabaum
연구진은 6 개의 다른 대장균 균주를 가져와 그들의 번역 기계의 돌연변이 된 구성 요소로 세포를 유 전적으로 조작했습니다. 그들은 셔틀 단백질을 약 7 억년 전의 재건 된 조상을 포함하여 다른 미생물에서 채취 한 진화 사촌과 교환함으로써 유전 정보를 유닛에 공급하는 단계를 목표로 삼았습니다. Kaçar는 "우리는 생명의 가장 초기 기계 중 하나라고 생각하는 것의 중심에 들어갑니다."라고 말했습니다. "우리는 세포가이 문제를 어떻게 처리하는지 확인하기 위해 의도적으로 조금씩, 많이 쪼개는 것입니다.이 과정에서 우리는 세포에 긴급한 문제가 발생한다고 생각하고이를 고칠 것입니다." 다음으로, 팀은 "The Hunger Games"의 미생물 버전처럼 조작 된 박테리아 균주가 서로 경쟁하도록하여 진화를 모방했습니다. 천 세대가 지난 후 예상대로 일부 균주는 다른 균주보다 더 잘 처리되었습니다. 그러나 Kaçar의 팀은 박테리아가 번역 구성 요소의 섭동에 어떻게 반응하는지 정확히 분석했을 때 예기치 않은 것을 발견했습니다. 처음에는 자연 선택이 손상된 번역 기계를 개선했지만 기계의 성능이 완전히 회복되기 전에 초점이 다른 세포 모듈로 옮겨졌습니다. 그 이유를 알아보기 위해 Kaçar는 샌디에고 캘리포니아 대학의 인구 유전학 전문가 인 Sandeep Venkataram을 영입했습니다. Venkataram은 프로세스를 두더지 두더지 게임에 비유하며 각 두더지는 세포 모듈을 나타냅니다. 모듈이 변이를 경험할 때마다 팝업됩니다. 그것을 다시 부수는 망치는 자연 선택의 행동입니다. 돌연변이는 모든 모듈에 무작위로 퍼져서 모든 두더지가 무작위로 나타납니다. "우리는 자연 선택의 망치도 무작위로 내려올 것으로 예상했지만 그것은 우리가 찾은 것이 아닙니다"라고 그는 말했다. 오히려 그것은 무작위로 작용하지 않지만 강한 편향을 가지고있어, 그것이 유기체에 이익을 제공하더라도 다른 덜 유익한 돌연변이를 박살 내면서 가장 큰 체력 이점을 제공하는 돌연변이를 선호합니다. " 다시 말해, 진화는 문제 해결에있어 멀티 태 스커가 아닙니다. "진화는 근시안적인 것 같다"고 Venkataram은 말했다. "가장 당면한 문제에 초점을 맞추고 반창고를 씌운 다음 이전에 작업하던 문제를 완전히 끝내지 않고 다음 문제로 넘어갑니다." Kaçar는 "세포가 문제를 해결하는 것으로 밝혀졌지만 우리가 해결할 수있는 방식은 아닙니다."라고 덧붙였습니다. "어떻게 보면 울퉁불퉁 한 길을 운전할 때 배달 트럭을 정리하는 것과 비슷합니다. 불가피하게 뒤죽박죽이되기 전에 한 번에 너무 많은 상자 만 쌓아서 정리할 수 있습니다. 큰 상자를 만들 기회는 없습니다. , 질서 정연. " 자연 선택 이 이런 방식으로 작용하는 이유 는 아직 연구되지 않았지만, 연구 결과에 따르면 전체적으로 그 과정은 저자가 "진화 적 지체"라고 부르는 결과를 초래한다는 것입니다. 수정이 필요한 기타 문제. 그들은 적어도 박테리아와 같이 빠르게 진화하는 집단에서 유익한 돌연변이의 가용성에도 불구하고 일부 모듈의 적응이 중단 될 것이라고 결론지었습니다. 이로 인해 유기체가 완전히 최적화 된 상태에 도달 할 수없는 상황이 발생합니다. Kaçar는 "시스템이 최적 상태에 미치지 못하여 진화가 교란에 직면하여 조치를 취해야합니다. 즉, 개선의 여지가 있어야합니다."라고 말했습니다. Kaçar는 진화의이 특징이 자기 조직화 시스템의 시그니처 일 수 있다고 믿고 있으며, 그녀는이 원칙이 모든 수준의 생물학적 계층에서 대응하는 요소를 가지고 있으며, 생명의 시작으로 돌아가며, 아마도 생명체가 아직 구체화되지 않은 프리 바이오 틱 시대까지 거슬러 올라갑니다. John Templeton Foundation과 NASA의 지속적인 자금 지원으로이 연구 그룹은 현재 조상 시퀀싱을 사용하여 시간을 더 거슬러 올라가는 작업을하고 있다고 Kaçar는 말했습니다. "우리는 더 많은 것을 제거하고 우리가 전생 애로 간주 할 것으로 시작하여 우리가 인생으로 간주하는 것으로 전환하는 시스템을 만들고 싶습니다."
더 탐색 리플레이에 진화를 적용하면 어떻게 되나요? 추가 정보 : Sandeep Venkataram et al, 진화 적 지연과 세포 모듈 개선을위한 자연 선택의 힘에 대한 한계, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI : 10.1073 / pnas.1921881117
https://phys.org/news/2020-08-machinery-life-scientist-purpose.html
.Helium Structures Found in Sun’s Atmosphere by NASA Sounding Rocket
NASA Sounding Rocket이 태양 대기에서 발견 한 헬륨 구조
주제 :천문학NASANASA 고다드 우주 비행 센터인기 있는태양 으로 NASA 고다드 우주 비행 센터 2020년 8월 9일 태양 수소 헬륨 저 코로나 낮은 코로나에서 수소 (왼쪽)와 헬륨 (가운데 및 오른쪽)을 보여주는 태양의 합성 이미지. 적도 지역 근처에서 고갈되는 헬륨은 분명합니다. 크레딧 : NASA
헬륨은 수소 다음으로 우주에서 두 번째로 풍부한 원소입니다. 그러나 과학자들은 측정하기 어려운 태양 대기에 실제로 얼마나 많이 있는지 확신하지 못합니다. 태양 대기에있는 헬륨의 양을 아는 것은 태양풍의 기원과 가속도를 이해하는 데 중요합니다. 2009 년에 NASA 는 확장 된 태양 대기에서 헬륨을 측정하기 위해 로켓 조사를 시작했습니다. 처음으로 전체 세계지도를 수집했습니다. 최근 Nature Astronomy 에 게재 된 결과 는 우리가 우주 환경을 더 잘 이해하는 데 도움이되고 있습니다. HERSCHEL 사운 딩 로켓 발사 HERSCHEL 소리가 나는 로켓이 뉴 멕시코의 화이트 샌즈 미사일 범위에서 발사됩니다. 출처 : White Sands Missile Range 이전에는 태양풍이 지구에 도달 할 때 헬륨과 수소의 비율을 측정 할 때 관측 결과 예상보다 훨씬 낮은 비율을 발견했습니다. 과학자들은 누락 된 헬륨이 태양의 가장 바깥 쪽 대기층 (코로나) 또는 아마도 더 깊은 층에 남겨졌을 것이라고 의심했습니다. 이것이 어떻게 일어나는지 발견하는 것은 태양풍이 어떻게 가속되는지 이해하는 데 중요합니다. 대기 중 헬륨과 수소의 양을 측정하기 위해 NASA의 코로나와 헬리오 스피어의 헬륨 공명 산란 또는 HERSCHEL은 소리가 나는 로켓이 태양 코로나의 이미지를 촬영했습니다. 워싱턴 DC의 해군 연구소가 이끄는 HERSCHEL은 이탈리아 의 Osservatorio Astrofisico di Torino 와 프랑스 의 Institute d' Astrophysique Spatiale 과의 국제 협력이었습니다 .
HERSCHEL의 관찰에 따르면 헬륨은 코로나 주변에 고르게 분포되지 않았습니다. 적도 지역에는 헬륨이 거의 없었고 중위도 지역이 가장 많았습니다. ESA / NASA의 SOHO (Solar and Heliospheric Observatory )
이미지와 비교 하여 과학자들은 중위도에서 태양의 자기장 선이 태양계로 열리는 위치와 겹치는 부분의 풍부함을 보여줄 수있었습니다. 이것은 헬륨 대 수소의 비율이 코로나의 자기장 및 태양풍의 속도와 강하게 연결되어 있음을 보여줍니다. 헬륨 풍부도가 낮은 적도 지역은 지구 근처의 태양풍 측정치와 일치했습니다. 이것은 과학자들이 생각했던 것보다 더 역동적 인 태양 대기를 가리킨다. HERSCHEL 소리가 나는 로켓 조사는 태양풍의 느린 구성 요소의 기원을 이해하려는 작업에 추가됩니다. HERSCHEL은 태양풍이 가속되는 지역의 원소 구성을 원격으로 조사하며, 이는 Parker Solar Probe와 같은 내부 태양계의 현장 측정과 함께 분석 할 수 있습니다. 태양의 열은 초음속 바람으로 태양을 탈출하기 위해 가장 가벼운 원소 인 이온화 된 수소 양성자에 전력을 공급하기에 충분하지만, 다른 물리학은 헬륨과 같은 더 무거운 원소의 가속을 지원해야합니다. 따라서 태양 대기의 원소 풍부함을 이해하면 태양풍이 어떻게 가속되는지에 대한 전체 이야기를 배우려고 할 때 추가 정보를 얻을 수 있습니다.
Sun Open Magnetic Field Lines 헬륨 합성 이미지는 헬륨이 풍부한 영역과 겹치는 열린 자기장 선 (색상)이있는 태양을 보여줍니다. 크레딧 : NASA
미래에 과학자들은 풍부함의 차이를 설명하기 위해 더 많은 관찰을 할 계획입니다. ESA / NASA의 Solar Orbiter에 탑재 된 Metis 및 EUI의 두 가지 새로운 기기는 유사한 전 세계 풍부도 측정을 수행 할 수 있으며 코로나의 헬륨 비율에 대한 새로운 정보를 제공하는 데 도움이 될 것입니다.
참조 : John D. Moses, Ester Antonucci, Jeffrey Newmark, Frédéric Auchère, Silvano Fineschi, Marco Romoli, Daniele Telloni, Giuseppe Massone, Luca Zangrilli, Mauro Focardi, Federico Landini, Maurizio Pancrazzi의 "태양 코로나의 글로벌 헬륨 풍부 측정" , Guglielmo Rossi, Andrea M. Malvezzi, Dennis Wang, Jean-Christophe Leclec'h, Jean-Pierre Moalic, Frédéric Rouesnel, Lucia Abbo, Aurélien Canou, Nicolas Barbey, Chloé Guennou, John M. Laming, James Lemen, Jean-Pierre Wuelser, John L. Kohl 및 Lawrence D. Gardner, 2020 년 7 월 27 일, Nature Astronomy . DOI : 10.1038 / s41550-020-1156-6
https://scitechdaily.com/helium-structures-found-in-suns-atmosphere-by-nasa-sounding-rocket/
ㅡ헬륨은 수소 다음으로 우주에서 두 번째로 풍부한 원소입니다. 그러나 과학자들은 측정하기 어려운 태양 대기에 실제로 얼마나 많이 있는지 확신하지 못합니다. 태양 대기에있는 헬륨의 양을 아는 것은 태양풍의 기원과 가속도를 이해하는 데 중요합니다.
메모 2008144.
우주에 수소가 가장 풍부한 이유는 무엇일까? 원소단위 1은 oms 단위로 비유될 수 있다. 문제는 그 분포가 광범위하고 조밀한 거의 완벽하게 빈틈이 없이 시공간 그물망에 채워진 omsfull 상태이고 헬륨 2는 anti-oms 2개로 oms를 이룬 2번째로 많은 상태가 단위가 된 점이다. 헬륨 2의 특히한 점은 소립자 2개로 안정된 원소 2를 나타낸듯 하다. 수소 1은 본래의 original ms(oms)이다.
H=1, oms(=1), omsfull 8x8~nxn~ ∞ x ∞ :우주를 거의 꽉 채운 물질분포 상태
oms 4x4 상태
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He=2, anti oms 1+1=oms(=2) 상태
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Helium is the second most abundant element in the universe after hydrogen. However, scientists aren't sure how much really is in the solar atmosphere, which is difficult to measure. Knowing the amount of helium in the solar atmosphere is important for understanding the origin and acceleration of the solar wind.
Memo 2008 144.
Why is the universe most abundant in hydrogen? Element unit 1 can be compared to the oms unit. The problem is that the distribution is broad and dense, and the omsfull state is filled in the space-time network almost completely without gaps, and helium 2 is the second most large state united in oms with two anti-oms. The special point of helium 2 seems to represent the stable element 2 with 2 small particles. Hydrogen 1 is the original original ms (oms).
H=1, oms(=1), omsfull 8x8~nxn~ ∞ x ∞ : The distribution of matter that almost completely fills the universe
sms 4x4 status
1000
0001
0100
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He=2, anti oms 1+1=oms(=2) state
0020
0101
1100
1001
.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.
.Rare ‘Boomerang’ Earthquake Tracked by Scientists in the Ocean for the First Time
해양 과학자들이 처음으로 추적 한 희귀 한 '부메랑'지진
주제 :지진임페리얼 칼리지 런던지질 구조 판 에 의해 임페리얼 칼리지 런던 (IMPERIAL COLLEGE LONDON) 2020년 8월 13일 Romanche 골절 구역 골절 영역의 재구성 된 이미지. 크레딧 : Hicks et al.
과학자들은 대서양 단층 선을 따라 발생한 '부메랑'지진을 관찰하여 어떻게 땅에 황폐화를 일으킬 수 있는지에 대한 단서를 제공했습니다. 지진은 두 블록 또는 판 사이의 경계인 단층에서 돌이 갑자기 부서 질 때 발생합니다. 큰 지진이 발생하면 바위가 부서져 단층 선까지 퍼질 수 있습니다. 이제 국제적인 연구팀이 '부메랑'지진을 기록했습니다. 처음에는 파열이 처음에는 파열 된 곳에서 멀어졌다가 더 빠른 속도로 반대 방향으로 되돌아가는 곳입니다. 단층에 따른 파열의 강도와 지속 시간은 지표면의 지반 흔들림에 영향을 미쳐 건물을 손상 시키거나 쓰나미를 일으킬 수 있습니다. 궁극적으로, 단층이 파열되는 메커니즘과 관련된 물리학을 아는 것은 연구자들이 미래의 지진에 대한 더 나은 모델과 예측을 만드는 데 도움이 될 것이며 지진 조기 경보 시스템에 알릴 수 있습니다. 사우스 햄튼 대학교와 런던 임페리얼 칼리지 의 과학자들이 이끄는 팀은 2020 년 8 월 10 일 Nature Geoscience 에 결과를보고했습니다 . 지진 소음 장벽 파괴 대규모 (크기 7 이상) 지진은 육지에서 발생하고 근처의 모니터 네트워크 (지진계)에 의해 측정되었지만 이러한 지진은 종종 일련의 도미노와 같은 복잡한 단층 네트워크를 따라 움직임을 유발합니다. 이로 인해이 '지진 미끄럼'이 어떻게 발생하는지에 대한 기본 메커니즘을 추적하기가 어렵습니다. 해저에서는 많은 유형의 단층이 단순한 모양을 가지고 있으므로 '지진 엔진'의 보닛 아래로 들어갈 가능성을 제공합니다. 그러나 그들은 육지의 대규모 지진계 네트워크와는 거리가 멀다. 연구팀은 새로운 수중 지진계 네트워크를 사용하여 적도 근처의 대서양 아래 900km에 걸쳐있는 단층 선인 Romanche 균열 구역을 모니터링했습니다.
https://youtu.be/UDkvUQYvMiA
2016 년에 그들은 Romanche 균열 지역을 따라 진도 7.1 지진을 기록하고 단층을 따라 파열을 추적했습니다. 이것은 처음에 파열이 한 방향으로 진행된 후 지진을 통해 돌아 서서 '지진 방음벽'을 깨고 초고속 지진이되었음을 보여 주었다. 전 세계적으로 기록 된 지진은 극소수뿐입니다. 팀은 파열의 첫 번째 단계가 두 번째 빠르게 미끄러지는 단계를 일으키는 데 결정적이라고 믿습니다. 지진 예보 제공 연구의 첫 번째 저자 인 Imperial의 지구 과학 및 공학과의 Stephen Hicks 박사는 다음과 같이 말했습니다.“과학자들은 이러한 역 파열 메커니즘이 이론적 모델에서 가능하다는 것을 발견했지만, 우리의 새로운 연구는 다음과 같은 가장 명확한 증거를 제공합니다. 이 수수께끼 같은 메커니즘이 실제 결함에서 발생합니다. "단층 구조는 단순 해 보이지만 지진이 커지는 방식은 그렇지 않았으며 데이터 분석을 시작하기 전에 예상했던 지진의 모습과 완전히 반대였습니다." 그러나 팀은 유사한 유형의 후진 또는 부메랑 지진이 육지에서 발생할 수있는 경우 지진을 통해 중간을 도는 지진 파열이 발생하는 지반 흔들림의 양에 큰 영향을 미칠 수 있다고 말합니다. 지금까지 관측 증거가 부족했기 때문에이 메커니즘은 지진 시나리오 모델링 및 그러한 지진의 위험 평가에서 설명되지 않았습니다. 부메랑 지진의 상세한 추적을 통해 연구원은 다른 지진에서 유사한 패턴을 찾고 모델링에 새로운 시나리오를 추가하고 지진 영향 예측을 개선 할 수 있습니다. 사용 된 해저 지진계 네트워크는 PI-LAB 및 EUROLAB 프로젝트의 일부였습니다.이 프로젝트는 영국의 자연 환경 연구위원회, 유럽 연구위원회 및 미국의 국립 과학 재단이 자금을 지원 한 백만 달러 규모의 실험이었습니다.
참조 :“2016 년 M에서 역 전파 초 전단 파열w 7.1 Romanche 변형 단층 지진”Stephen P. Hicks, Ryo Okuwaki, Andreas Steinberg, Catherine A. Rychert, Nicholas Harmon, Rachel E. Abercrombie, Petros Bogiatzis, David Schlaphorst, Jiri Zahradnik, J-Michael Kendall, Yuji Yagi, Kousuke Shimizu and Henriette Sudhaus, 2020 년 8 월 10 일, Nature Geoscience . DOI : 10.1038 / s41561-020-0619-9
.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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