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.New Understanding of Coral Skeleton Growth Suggests Ways to Restore Coral Reefs

산호 골격 성장에 대한 새로운 이해는 산호초 복원 방법을 제안합니다

주제 :생체 역학기후 변화산호초재료 과학위스콘신-매디슨 대학교 대학 : UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON 2020 년 11 월 13 일 산호 Turbinaria peltata Turbinaria peltata의 골격에 대한 고출력 현미경 이미지는 골격에 대한 새로운 미네랄의 이온 부착 (파란색) 및 나노 입자 부착 (녹색)의 패턴을 보여 주며, 이는 두 시스템이 산호 골격을 만드는 데 사용됨을 나타냅니다. 크레딧 : 번데기 길버트의 의례

산호초는 바다에있는 모든 종의 4 분의 1이 서식하는 활기찬 공동체이며 나머지 종의 생존에 간접적으로 중요합니다. 그러나 그들은 기후 변화로 인해 서서히 죽어 가고 있습니다. 일부 추정치는 암초의 30 ~ 50 %가 손실되었다고합니다. 새로운 연구에서 University of Wisconsin–Madison 물리학 자들은 나노 스케일에서 산호를 형성하는 산호를 관찰하고 그들이 어떻게 골격을 만드는지 확인했습니다.

ㅡ결과는 산호가 이산화탄소 수준 상승으로 인한 산성화 바다에 대해 어떻게 저항하는지에 대한 설명을 제공하며 산도가 아닌 수온을 제어하는 ​​것이 손실을 줄이고 산호초를 복원하는 데 중요 함을 시사합니다. “현재 산호초는 기후 변화에 의해 위협을 받고 있습니다. 그것은 미래가 아니라 현재입니다.”라고 UW–Madison의 물리학 교수이자이 연구의 선임 저자 인 Pupa Gilbert는 말합니다. "산호가 골격을 어떻게 퇴적시키는가는 생존을 평가하고 돕는 데 근본적으로 중요합니다."

 

번데기 길버트. 크레딧 : 번데기 길버트의 의례

암초를 형성하는 산호는 미네랄 탄산 칼슘의 한 형태 인 아라고 나이트로 구성된 단단한 골격을 만드는 해양 동물입니다. 그러나 해골이 어떻게 자라는지는 불분명합니다. 한 모델은 산호의 석회화 유체에 용해 된 칼슘 및 탄산염 이온이 성장하는 골격의 결정질 아라고 나이트에 한 번에 하나씩 부착된다는 것을 제안합니다. 2017 년 Gilbert와 동료들이 제안하고 한 종의 산호에 대한 연구를 기반으로 한 다른 모델은 용해되지 않은 나노 입자가 부착 된 다음 천천히 결정화된다는 것을 제안합니다. 년 11 월 (9), 2020 년 발표 된 새로운 연구의 첫 번째 부분에서는 국립 과학 아카데미 논문집 , 길버트와 그녀의 연구팀은, 오 갓 수확 산호의 성장 골격을 조사하기 위해 PEEM로 알려진 spectromicroscopy 기술을 사용 산호초를 형성 할 수있는 네 가지 가능한 산호 모양의 대표자를 포함합니다.

칼슘 스펙트럼의 PEEM 화학지도를 통해 과학자들은 나노 스케일에서 다양한 형태의 탄산 칼슘 조직을 결정할 수있었습니다. PEEM 결과는 산호 조직, 성장 표면 및 조직과 골격 사이의 영역에 존재하는 무정형 나노 입자를 보여 주었지만 성숙한 골격 자체에는 결코 존재하지 않아 나노 입자 부착 모델을 지원합니다. 그러나 그들은 또한 성장 가장자리가 탄산 칼슘으로 밀집되어 있지는 않지만 성숙한 골격은 나노 입자 부착 모델을 지원하지 않는 결과임을 보여주었습니다.

ㅡ“여러 개의 구체를 상상한다면 공간을 완전히 채울 수는 없습니다. 구 사이에는 항상 공간이 있습니다.”라고 Gilbert는 말합니다. "그래서 그것은 나노 입자 부착이 유일한 방법이 아닐 수도 있다는 첫 번째 징후였습니다." 연구진은 다음으로 다공성 물질의 노출 된 내부 표면적을 측정하는 기술을 사용했습니다. 생명체가 아닌 것에 의해 형성된 아라고 나이트 또는 방해석의 큰 지질 결정은 나노 입자로 구성된 동일한 양의 물질보다 표면적이 약 100 배 적은 것으로 밝혀졌습니다. 이 방법을 산호에 적용했을 때, 그들의 골격은 나노 입자 물질이 아닌 큰 결정과 거의 같은 가치를주었습니다. “산호는 방해석이나 아라고 나이트의 단결정만큼 공간을 채 웁니다. 따라서 이온 부착과 입자 부착이 모두 발생해야합니다.”라고 Gilbert는 말합니다. "입자 대 이온을 옹호하는 두 개의 분리 된 진영은 실제로 둘 다 맞습니다."

산호 Micromussa lordhowensis 산호 Micromussa lordhowensis는이 동물들이 돌로 된 골격을 만드는 방법을 결정하기 위해 연구 된 5 종 중 하나였습니다. 크레딧 : 번데기 길버트의 의례

산호 골격 형성에 대한이 새로운 이해는 일반적으로 가정 된 바와 같이 해수가 성장하는 골격과 직접 접촉하지 않는다는 사실이 한 가지 더 사실 인 경우에만 의미가 있습니다. 실제로 산호 석회화 유체에 대한 최근 연구에 따르면 산호 석회화 유체에는 해수보다 약간 더 높은 농도의 칼슘과 3 배 더 많은 중탄산염 이온이 포함되어있어 성장하는 골격이 실제로 해수에서 분리되어 있다는 생각을 뒷받침합니다. 대신 연구진은 산호가 산호 조직을 통해 해수에서 칼슘과 탄산염 이온을 펌핑하여 골격 근처에 미네랄을 집중시키는 모델을 제안합니다.

ㅡ중요한 것은이 제어를 통해 산호가 이산화탄소 수준의 상승으로 인해 산성화되는 경우에도 내부 이온 농도를 조절할 수 있다는 것입니다. “이 작업까지 사람들은 해수와 성장하는 골격 사이에 접촉이 있다고 가정했습니다. 우리는 골격이 바닷물과 완전히 분리되어 있다는 것을 증명했으며 이는 즉각적인 결과를 가져옵니다.”라고 Gilbert는 말합니다. “산호초 복원 전략이 있다면 그들은 해양 산성화에 초점을 맞추지 말고 해양 온난화에 초점을 맞춰야합니다. 산호초를 구하려면 물의 pH를 높이는 것이 아니라 온도를 낮추어야합니다.”

참조 : "입자 부착에서 공간을 채우는 산호 골격까지" 국립 과학 아카데미 절차 . DOI : 10.1073 / pnas.2012025117 이 연구에 대한 지원은 미국 에너지 부 (DE-FG02-07ER15899), 국립 과학 재단 (DMR-1603192) 및 유럽 연구위원회 (부여 계약 번호 755876)에서 제공됩니다. 분광 현미경 실험은 미국 에너지 부 (계약 번호 DE-AC02-05CH11231)에서 지원하는 고급 광원에서 수행되었습니다.

https://scitechdaily.com/new-understanding-of-coral-skeleton-growth-suggests-ways-to-restore-coral-reefs/

ㅡ결과는 산호가 이산화탄소 수준 상승으로 인한 산성화 바다에 대해 어떻게 저항하는지에 대한 설명을 제공하며 산도가 아닌 수온을 제어하는 ​​것이 손실을 줄이고 산호초를 복원하는 데 중요 함을 시사합니다. “현재 산호초는 기후 변화에 의해 위협을 받고 있습니다. 그것은 미래가 아니라 현재입니다.”라고 UW–Madison의 물리학 교수이자이 연구의 선임 저자 인 Pupa Gilbert는 말합니다. "산호가 골격을 어떻게 퇴적시키는가는 생존을 평가하고 돕는 데 근본적으로 중요합니다."

=메모 2011141 나의 oms 스토리텔링

인류의 화석연료의 무분별한 산업 문명화로 인하여 지구의 기후변화는 바다의 수온을 인위적으로 높아졌다. 지구의 극지의 빙하들이 대규모로 녹는 상황은 해양식물의 위기를 초래했다.

향후, 지구의 생태계 관리에 oms 기후이론을 적용 시켜야 할 것이다. 지구의 안정적인 원 안에는 oms 바다의 수온=n 유지가 존재한다. 환경적인 요인에 의해 지구는 타원형으로 변하여도 유지되어야 하는 oms 바다의 수온=n 이 존재할 수 있다.

보기1. 6차oms(original magicsum)이다.

100000
000010
010000
000001
001000
000100

oms 바다의 수온=n 값을 나타내려면 보기1.의 6^googol.adam&eve size oms 픽셀로 물분자 단위에서 oms 관리 된다. 허허.

 

ㅡThe results provide an explanation for how corals resist acidified seas due to rising carbon dioxide levels and suggests that controlling water temperature, not acidity, is important for reducing losses and restoring coral reefs. “Currently, coral reefs are threatened by climate change. It's not the future, it's the present,” says Pupa Gilbert, professor of physics at UW–Madison and lead author of the study. "How coral deposits the skeleton is fundamentally important in assessing and helping survival."

=Memo 2011141 My oms storytelling

Due to the reckless industrial civilization of human fossil fuels, global climate change has artificially increased the temperature of the sea. The massive melting of the earth's polar glaciers has caused a crisis of marine plants.

In the future, oms climate theory should be applied to the management of the global ecosystem. In the Earth's stable circle, there is an oms sea temperature = n maintenance. Due to environmental factors, even if the earth changes to an elliptical shape, oms sea water temperature = n, which must be maintained, may exist.

Example 1. It is the 6th order oms (original magic sum).

100000
000010
010000
000001
001000
000100

To indicate the water temperature of the oms sea = n, the oms is managed in the water molecule unit with 6^googol.adam&eve size oms pixels in Example 1. haha.

 

 

 

.HAMLET: A platform to simplify AI research and development

HAMLET : AI 연구 및 개발을 단순화하는 플랫폼

작성자 : Ingrid Fadelli, Tech Xplore 하이퍼 그래프로 표시되는 기계 학습 시스템의 예입니다. 크레딧 : Esmaeili et al.NOVEMBER 13, 2020 FEATURE

기계 학습 (ML) 알고리즘은 이미지, 오디오 및 텍스트 분류 작업을 포함한 다양한 실제 문제를 해결하는 데 매우 유용한 계산 도구로 입증되었습니다. 전 세계 컴퓨터 과학자들은 매일 이러한 알고리즘을 더 많이 개발하고 있습니다. 따라서이를 추적하고 과거에 소개 된 것을 빠르게 찾거나 액세스하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. 이를 염두에두고, 신시내티의 퍼듀 대학과 대학의 연구팀은 최근 햄릿, 생성 된 플랫폼을 도울 수있는 컴퓨터 과학자 기존 기계 학습 모델과 기차를 통해 검색 할 수와 개발자 또는 따라서 자신의 연구와 개발 노력을 돕고, 자신의 알고리즘을 평가합니다. arXiv에 사전 게시 된 논문에 제시된이 플랫폼은 궁극적으로 전 세계에서 개발 된 기계 학습 모델을 대중화하여 연구 팀이 서로 모델을 공유 할 수 있도록합니다. 이 연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 Ahmad Esmaeili는 TechXplore에 "기계 학습 알고리즘과 데이터 세트를 구성하고 추적하는 것은 항상 우리뿐만 아니라 해당 분야의 다른 많은 연구자들에게 중요한 과제였습니다. "이것은 시간이 지남에 따라 그리고 한 프로젝트에서 다른 프로젝트로 ML 솔루션과 구성 요소의 수가 계속 증가 할 때 더욱 중요해집니다. HAMLET을 개발할 때 사용 가능한 ML 기여를 관리 할뿐만 아니라 위의 요구를 충족하는 플랫폼을 만들기 위해 노력해 왔습니다. 분산 된 방식으로 자산과 자원을 효과적으로 액세스, 비교 및 ​​평가하는 등의 작업을 촉진합니다. "

위 이미지의 하이퍼 그래프에 설명 된 기계 학습 시스템의 계층 적 표현입니다. 크레딧 : Esmaeili et al.

Hierarchical Agent-based Machine LEarning plaTform의 약자 인 HAMLET은 대규모 ML 알고리즘 그룹, 관련 리소스 (예 : 데이터 세트) 및 ML 모델이 완료하도록 훈련 된 작업을 "관리"하도록 훈련 된 AI 에이전트 그룹으로 구성됩니다. 연구자들은 플랫폼을 "관리"하는 인공 에이전트의 기술을 정의했으며, 플랫폼은 그들이 나타내는 알고리즘, 데이터 또는 작업을 기반으로 다른 수준의 계층으로 배열되었습니다. Esmaeili는 "HAMLET 플랫폼은 빈 구조로 시작하여 시간이 지남에 따라 새로운 ML 리소스 / 쿼리가 도입됨에 따라 계속해서 자율적으로 성장하고 있습니다."라고 설명했습니다. "다중 에이전트 시스템을 기반으로하는 HAMLET은 컴퓨터와 장치의 네트워크를 통해 배포 될 수 있습니다. 따라서 호스트 할 수있는 알고리즘 / 데이터의 크기와 유형에 제한이 없습니다." HAMLET 플랫폼은 사용자 친화적 인 인터페이스와 유연한 쿼리 구조를 가지고 있습니다. 연구자들은이를 사용하여 알고리즘을 개별적으로 또는 일괄 적으로 훈련하고 테스트하는 등 다양한 작업을 수행 할 수 있습니다.

기계 학습 예제의 추가 계층 적 표현입니다. 크레딧 : Esmaeili et al

그 효과를 테스트하기 위해 Esmaeili와 그의 동료는 SPADE (Smart Python Agent Development Environment)로 개발 된 시뮬레이션 환경에서 120 개의 교육과 4 개의 배치 테스트 작업을 완료하는 데 사용했습니다. 그들은 AI 에이전트 훈련을 위해 9 개의 유명한 데이터 세트를 사용하여 24 개의 ML 알고리즘을 반복적으로 테스트하고 훈련했습니다. 그들의 실험 결과는 HAMLET이 ML 알고리즘을 훈련하고 테스트하는 데 매우 유망하고 유용한 도구임을 시사합니다. Esmaeili는 " 머신 러닝 접근 방식이 점점 더 널리 보급되고 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다 . "HAMLET은 ML 솔루션의 민주화를 촉진하고 지리적 위치에 관계없이 ML 연구 커뮤니티가 방법과 리소스를 쉽게 공유하고 추적 할 수 있도록 지원합니다." 미래에 Esmaeili와 그의 동료가 만든 플랫폼은 전 세계 연구자들이 여러 데이터 세트에서 새로운 ML 알고리즘을 훈련하고, 특정 목적을위한 기존 모델을 식별하거나, 새로운 알고리즘을 평가하고, 다른 기존 알고리즘의 성능과 비교하는 데 사용할 수 있습니다. HAMLET에서는 이러한 모든 작업을 단일 쿼리를 통해 쉽게 완료 할 수 있습니다. Esmaeili는 "이 프로젝트는 초기 단계에 있으며 현재 연구 및 산업 요구 사항을 더 잘 충족하도록 여러 측면에서 개선 될 수 있습니다."라고 말했습니다. "다음 연구에서 우리는 더 정교한 알고리즘, 실패에 대한 플랫폼의 존속성, 다중 플랫폼 병합, 데이터 / 알고리즘 액세스의 프라이버시를 지원하는 작업을 계속할 계획입니다."

더 알아보기 Kaolin : 3D 딥 러닝 연구를위한 최초의 종합 라이브러리 추가 정보 : Esmaeili et al., HAMLET : 계층 적 에이전트 기반 기계 학습 플랫폼. arXiv : 2010.04894 [cs.LG]. arxiv.org/abs/2010.04894 © 2020 과학 X 네트워크

https://techxplore.com/news/2020-11-hamlet-platform-ai.html

 

 

 

 

.New fiber optic sensors transmit data up to 100 times faster

새로운 광섬유 센서는 데이터를 최대 100 배 더 빠르게 전송합니다

작성자 : Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Simon Zaslawski, Zhisheng Yan 및 Luc Thévenaz 교수. 크레딧 : EPFL / Alain Herzog NOVEMBER 13, 2020

터널의 화재 감지, 파이프 라인의 누출 위치 파악, 산사태 예측과 같은 중요한 응용 분야에 사용되는 광섬유 센서는 더욱 빠르고 정확 해집니다. EPFL 엔지니어는 광섬유 센서가 더 넓은 영역에서 최대 100 배 더 빠르게 데이터를 전송할 수있는 고급 인코딩 및 디코딩 시스템을 개발했습니다.

"온도계와 같이 특정 지점에서 측정을 수행하는 기존 센서와 달리 광섬유 센서는 광섬유를 따라 데이터를 모두 기록합니다."라고 EPFL 공과 대학의 교수이자 광섬유 그룹 (GFO) 책임자 인 Luc Thévenaz는 말합니다. "그러나 기술은 지난 몇 년 동안 거의 개선되지 않았습니다." 안전 애플리케이션에서 널리 사용됨 광섬유 센서는 파이프 라인의 균열을 발견하고 토목 공학 구조의 변형을 식별하며 산 경사면에서 잠재적 인 산사태를 감지하는 것과 같은 위험 감지 시스템에 일반적으로 사용됩니다. 센서는 광섬유가 배치 된 모든 곳에서 온도를 판독 할 수 있으므로 사이트가 수십 킬로미터에 걸쳐있는 경우에도 특정 사이트의 연속적인 열 다이어그램을 생성합니다. 이는 사고가 발생하기 전에 가능한 사고에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다. 신호 품질 향상 베이징 우편 통신 대학과 협력하여 두 명의 GFO 엔지니어 인 포스트 닥 양 Zhisheng 및 Ph.D. 학생 Simon Zaslawski – 광섬유를 따라 전송 된 데이터를 인코딩 및 디코딩하는 새로운 시스템을 개발했습니다.

이 방법을 사용하면 센서가 더 높은 에너지 신호를 수신하고 더 빠르게 디코딩 할 수 있으므로 더 넓은 영역에서 더 빠르게 측정 할 수 있습니다.

그들의 연구는 Nature Communications 에 방금 발표되었습니다 . 엔지니어들은 시스템이 에코처럼 작동한다고 설명합니다. 한 단어를 외치면 그 단어가 다시 들립니다. 하지만 노래를 부를 때 들리는 것은 구별하기 어려운 소리의 혼합입니다. 소리를 해독하고 이해할 수 있도록하려면 '열쇠'가 필요합니다. 광섬유 센서는 악기가 광섬유를 따라 소리가 아닌 광 펄스를 보내는 것을 제외하고는 유사한 방식으로 작동합니다. 신호는 광섬유를 다시 반사하고 장치는 신호를 디코딩하여 신호를 사용 가능한 데이터로 변환합니다. 센서의 효율성을 높이기 위해 Yang과 Zaslawski는 신호가 더 큰 강도로 반사되도록 광 펄스를 시퀀스로 그룹화했습니다. 그러나 이것이 "에코"문제, 즉 신호를 읽을 수있는 키를 찾는 것은 해결되지 않았습니다. 그래서 그들은 광섬유를 통해 전송 된 데이터를 인코딩하는 방법을 개발했습니다. 그들의 방법은 결함에 대처하기 위해 특별한 유전자 최적화 알고리즘을 사용합니다. "다른 시스템은 범위가 제한적이거나 비용이 많이 듭니다."라고 Thévenaz는 말합니다. "하지만 우리의 경우 기존 장비에 소프트웨어 프로그램을 추가하기 만하면됩니다. 센서 를 조정 하거나 복잡한 장치를 사용할 필요가 없습니다 ."

더 알아보기 재료 응력 시각화를위한 폴리머 기반 광섬유 추가 정보 : Xizi Sun et al. 분산 광섬유 센서를위한 유전자 최적화 비주기 코드, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-19201-1 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 로잔 연방 공과 대학교

https://techxplore.com/news/2020-11-fiber-optic-sensors-transmit-faster.html

 

 

 

.음, 꼬리가 보인다

 

 

.Measurement of Planetary Boundary Layer Winds with Scanning Doppler Lidar

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 .

https://scitechdaily.com/astronaut-says-alien-lifeforms-that-are-impossible-to-spot-may-be-living-among-us/

버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.

First Optical Measurements of Milky Way’s Mysterious Fermi Bubbles

 

 

.Senescent tumor cells building three-dimensional tumor clusters

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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