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.Topological phases in biological systems
생물학적 시스템의 위상 단계
에 의해 뮌헨의 루드비히 막시밀리안 대학 상호 작용 체인. 크레딧 : C. Hohmann LMU DECEMBER 18, 2020
ㅡ물리학 자들은 토폴로지 단계가 생물학에 존재할 수 있음을 보여 주었으며, 그렇게함으로써 고체 물리학과 생물 물리학 사이의 연관성을 확인했습니다.
위상 전이의 개념은 이론 물리학에서 중요한 주제가되었으며 1980 년대에 비정상적인 물질 상태의 특성화에 처음 적용되었습니다. 양자 홀 효과 (QHE)는 토폴로지에서 도출 된 아이디어가 초기의 수수께끼 현상에 대한 새로운 통찰력을 제공 한 한 가지 예입니다.
QHE는 원자 적으로 얇은 필름에서 관찰됩니다. 이러한 실질적인 2 차원 재료가 매끄럽게 변하는 자기장을 받으면 전기 저항이 개별 단계로 변경됩니다. 응축 물질 물리학에서 이러한 위상 상태의 중요성은 발견 자들에게 2016 년 노벨 물리학상을 수여함으로써 인정되었습니다. 이제 Erwin Frey 교수가 이끄는 LMU 물리학 자들은 생물학적 모델 시스템 의 역학을 설명하기 위해 이와 동일한 토폴로지 개념을 사용했습니다 . Frey 팀의 박사 과정 학생이자 Johannes Knebel과 함께 새로운 연구의 공동 제 1 저자 인 Philipp Geiger는 "고체 물리학에서 발견 된 단계적 위상 전이의 종류가 생물학적 시스템에서 발견 될 수 있는지 물었습니다."라고 말했습니다.
모델 시스템 조사를 위해 선택은 프레이의 그룹이 이전에 다양한 모바일 종들이 서로 경쟁하는 생태계의 인구 역학을 조사하기 위해 사용했다고 하나였다. 기본 요소 이 시스템을 모델링하는 데 사용은 게임 이론의 고전적인 요소이다 가위 바위 (RPS) 사이클이다. 이러한 각 요소 (또는 전략)는 다른 요소 중 하나를 물리 치지 만 세 번째 요소에는 굴복합니다. "이 기본 모델에서 우리는 이러한 많은 RPS주기를 서로 연결하여 상호 작용 체인을 구축했습니다."라고 Geiger는 설명합니다.
ㅡ"또한 우리는 원래 모델을 훨씬 더 추상적으로 만들었습니다." RPS 규칙에 의해 지배되는 지배 관계에서 가장 가까운 이웃과 경쟁하는 종의 추상 버전에서 저자는 상호 작용 격자의 한쪽 또는 다른 쪽에서 강한 정도의 양극화가 나타나는 것을 관찰했습니다. 즉,이 위치에있는 종들이 전체 시스템을 지배하게되었습니다.
ㅡ모델의 진화 역학이 상호 작용 체인의 왼쪽 또는 오른쪽에서 피크 분극을 유발했는지 여부는 두 상호 작용 속도 간의 정량적 관계에만 의존하는 것으로 나타 났으며 역학은 상호 작용 강도의 작은 섭동에 대해 강건했습니다. . 고체 물리학 에서 도출 된 방법의 도움으로 Frey와 그의 동료들은 위상 위상 측면에서 진화 역학의 양극화를 설명 할 수있었습니다., 편광의 변화는 위상 전이와 동일한 방식으로 처리 될 수 있습니다. "이 모델은 처음으로 그러한 효과가 생물학에서 발생할 수 있음을 보여줍니다."라고 Frey는 말합니다.
"이 연구는 생물학적 시스템에서 위상 단계의 개념을 적용하기위한 첫 번째 단계로 볼 수 있습니다. 유전 적 규제 네트워크 분석의 맥락에서 위상 단계를 사용할 수 있다는 것도 생각할 수 있습니다. 이러한 단계가 어떻게 가능한가? 실험적으로 실현되는 것은 흥미로운 질문이며 미래의 연구를위한 도전 과제입니다. "
더 알아보기 결정을 위상 학적으로 녹이기 추가 정보 : Johannes Knebel et al. 결합 된 Rock-Paper-Scissors주기의 위상 전이, Physical Review Letters (2020). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.125.258301 저널 정보 : Physical Review Letters 에 의해 제공 뮌헨 루드비히 막시밀리안 대학
https://phys.org/news/2020-12-topological-phases-biological.html
ㅡ물리학 자들은 토폴로지 단계가 생물학에 존재할 수 있음을 보여 주었으며, 그렇게함으로써 고체 물리학과 생물 물리학 사이의 연관성을 확인했습니다.
ㅡ"또한 우리는 원래 모델을 훨씬 더 추상적으로 만들었습니다." RPS 규칙에 의해 지배되는 지배 관계에서 가장 가까운 이웃과 경쟁하는 종의 추상 버전에서 저자는 상호 작용 격자의 한쪽 또는 다른 쪽에서 강한 정도의 양극화가 나타나는 것을 관찰했습니다. 즉,이 위치에있는 종들이 전체 시스템을 지배하게되었습니다.
==메모 201220 나의 oms 스토리텔링
보기1. 6차 oms이다.
100000<bigs A
000010<
010000
000001
001000
000100
bigs A는 이 위치에있는 종들이 전체 시스템을 지배하게 된다. 보기1.을 확장하면 더 많은 bigs가 나타난다. 그 종류는 보기1.에서1+2= 3개, 8차oms에서는 1+2+3=6. 10=m차 oms는 m/2-1=n, n(n+1)/2=4(4+1)/2=10.
중요한 사실은 보기1.을 확장하면 zz'에 위치에 배정된 지배층 bigs가 잠재적으로 더 많이 늘어난다는 사실이다. 물리학적 입장과 생물학적 토풀로지의 그 어떤 미묘한 차이를 oms가 함의하고 있다는 가정을 유도해낼 수 있다.
zz'에는 10차 oms에서는 10 종류의 bigs을 사용하여 실제로는 최대 10/2-1개 만을 사용하게 된다. 그 빈도가 보기1.이 확장되면 될수록 높아진다. 생물학적의 지배층이 소수가 되어야 하는 이유를 나타낸다. 국소질서를 나타내는데 있어, oms가 실질적으로 모델링될 수 있다.
ㅡPhysicists have shown that topological steps can exist in biology, and by doing so, they confirmed the link between solid state physics and biophysics.
"Also, we made the original model much more abstract." In an abstract version of a species competing with its closest neighbor in a dominant relationship governed by the RPS rule, the authors observed a strong degree of polarization on one or the other side of the interaction grid. That is, the species in this position came to dominate the entire system.
==Memo 201220 My oms storytelling
Example 1. It is 6th oms.
100000<bigs A
000010<
010000
000001
001000
000100
In bigs A, species at this location dominate the entire system. Expanding example 1. shows more bigs. The types are 1+2=3 in example 1., 1+2+3=6 in 8th order oms. 10=mth order oms is m/2-1=n, n(n+1)/2=4(4+1)/2=10.
The important fact is that expanding example 1. could potentially increase the number of dominant bigs assigned to zz' positions. We can derive the assumption that oms implies some subtle difference between the physical position and the biological topology.
In zz', 10 kinds of bigs are used in 10th order oms, and in reality, only 10/2-1 is used. The frequency increases as example 1. expands. This shows why the dominant biological layer should be a minority. In representing local order, oms can be practically modeled.
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빛으로 더 스마트하고 빠른 머신 인텔리전스 개발
작성자 : George Washington University 대규모 병렬 진폭 전용 푸리에 신경망. 크레딧 : George Washington University DECEMBER 18, 2020
조지 워싱턴 대학의 연구원은 캘리포니아 대학, 로스 앤젤레스 및 심층 기술 벤처 스타트 업 Optelligence LLC의 연구원과 함께 페타 바이트 단위로 대량의 정보를 처리 할 수있는 광 컨볼 루션 신경망 가속기를 개발했습니다. , 초당. 빛의 방대한 병렬성을 활용하는이 혁신은 자율 주행 자동차, 5G 네트워크, 데이터 센터, 생물 의학 진단, 데이터 보안 등을 포함하여 수많은 애플리케이션에서 기계 학습을위한 새로운 광 신호 처리 시대를 예고합니다.
기계 학습 하드웨어에 대한 전 세계 수요 가 현재 컴퓨팅 전원 공급 장치를 크게 앞 지르고 있습니다. 그래픽 처리 장치 및 텐서 처리 장치 가속기와 같은 최첨단 전자 하드웨어는이를 완화하는 데 도움이되지만 반복적 인 데이터 처리가 필요하고 배선 및 회로 제약으로 인한 지연이 발생하는 직렬 데이터 처리의 본질적인 문제입니다.
ㅡ전자 하드웨어에 대한 광학적 대안은 정보가 비 반복적 인 방식으로 처리되는 방식을 단순화하여 기계 학습 프로세스의 속도를 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 광자 기반 기계 학습은 일반적으로 광 집적 회로에 배치 할 수있는 구성 요소의 수로 제한되어 상호 연결성을 제한하는 반면 자유 공간 공간 광 변조기는 느린 프로그래밍 속도로 제한됩니다.
이 광학 기계 학습 시스템의 혁신을 달성하기 위해 연구원들은 공간 광 변조기를 디지털 미러 기반 기술로 대체하여 시스템을 100 배 이상 빠르게 개발했습니다. 이 프로세서의 비 반복적 타이밍은 빠른 프로그래밍 가능성 및 대규모 병렬화와 결합하여이 광학 기계 학습 시스템이 추가 최적화를위한 공간과 함께 최고급 그래픽 처리 장치를 한 단계 이상 능가 할 수 있도록합니다.
초기 프로토 타입을 넘어서. 정보를 순차적으로 처리하는 전자 기계 학습 하드웨어의 현재 패러다임과 달리,이 프로세서는 디지털 미러 기술을 사용하여 훨씬 단순한 요소 별 곱셈만큼 신경망의 필요한 컨볼 루션을 수행 할 수있는 주파수 필터링 개념 인 푸리에 광학을 사용합니다. "이 대규모 병렬 진폭 전용 푸리에 광학 프로세서는 정보 처리 및 기계 학습의 새로운 시대를 예고합니다. 우리는이 신경망을 훈련하면 위상 정보의 부족을 설명 할 수 있음을 보여줍니다."라고 전기 및 컴퓨터 공학 부교수 Volker Sorger는 말합니다.
George Washington University에서. "Optics를 사용하면 단일 시간 단계에서 대규모 매트릭스를 처리 할 수 있으므로 컨볼 루션을 광학적으로 수행하는 새로운 스케일링 벡터를 사용할 수 있습니다. 여기에 설명 된대로 머신 러닝 애플리케이션에 상당한 잠재력을 가질 수 있습니다."라고 Puneet Gupta 교수 및 부회장은 말합니다. 로스 앤젤레스 캘리포니아 대학교 컴퓨터 공학. Optelligence LLC의 공동 창립자 인 Hamed Dalir는 "이 프로토 타입 데모는 네트워크 에지 처리, 데이터 센터 및 고성능 컴퓨팅 시스템과 같은 여러 애플리케이션에 사용할 수있는 광학 가속기의 상업적 경로를 보여줍니다. "Massively Parallel Amplitude-Only Fourier Neural Network"라는 논문은 오늘 Optica 저널에 게재되었습니다 .
더 알아보기 광자 기반 처리 장치로 더 복잡한 기계 학습 가능 추가 정보 : Mario Miscuglio et al. 대규모 병렬 진폭 전용 푸리에 신경망, Optica (2020). DOI : 10.1364 / OPTICA.408659 저널 정보 : Optica 에 의해 제공 조지 워싱턴 대학
https://phys.org/news/2020-12-smarter-faster-machine-intelligence.html
ㅡ전자 하드웨어에 대한 광학적 대안은 정보가 비 반복적 인 방식으로 처리되는 방식을 단순화하여 기계 학습 프로세스의 속도를 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 광자 기반 기계 학습은 일반적으로 광 집적 회로에 배치 할 수있는 구성 요소의 수로 제한되어 상호 연결성을 제한하는 반면 자유 공간 공간 광 변조기는 느린 프로그래밍 속도로 제한됩니다.
이 광학 기계 학습 시스템의 혁신을 달성하기 위해 연구원들은 공간 광 변조기를 디지털 미러 기반 기술로 대체하여 시스템을 100 배 이상 빠르게 개발했습니다. 이 프로세서의 비 반복적 타이밍은 빠른 프로그래밍 가능성 및 대규모 병렬화와 결합하여이 광학 기계 학습 시스템이 추가 최적화를위한 공간과 함께 최고급 그래픽 처리 장치를 한 단계 이상 능가 할 수 있도록합니다.
==메모 2012201 나의 oms 스토리텔링
그 어떤 시스템이든 빠르고 간단명확한 모습을 원한다. 전자기 시스템보다 광학적 기계 시스템이 빠른 성능을 내는 것은 잘 알려진 부분이다. 그 광학적인 기계가 얽힘을 이루는 양자효과를 달성한다면 더 나은 시스템의 진화될 것이다.
보기1. 10차 복합 oms이다.
0100000010<
0010000100<
0001000001
0010001000
0100010000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001
보기1.이 바닥의 유리 표면에 나타난 모습이고 0100000010< 에서의 1이 점으로 유리 아래에 보여진 깊이가 서로 다른 물체의 부피의 꼭지점 이라 한다면, 그 수면 아래의 물로 채워져 부피 혹은 질량을 가진 풍선의 모습들은 시공간의 구부러진 광자 혹은 양자얽힘이다.
그런 복잡계에서도 oms값을 여전히 유지한다면 이는 빛을 반사하는 시스템이 더 복잡한 단계로 업그레이드 되어질 가능성을 시사하는 것일 수 있다. 허허.
ㅡAn optical alternative to electronic hardware can help speed up the machine learning process by simplifying the way information is processed in a non-repetitive way. However, photon-based machine learning is usually limited by the number of components that can be placed in an optical integrated circuit, limiting their interconnectivity, while free-space optical modulators are limited by slow programming speeds.
To achieve the innovation of this optical machine learning system, researchers have developed the system more than 100 times faster by replacing spatial light modulators with digital mirror-based technology. The non-repetitive timing of this processor, combined with its fast programmability and massive parallelism, allows this optical machine learning system to outperform top-of-the-line graphics processing units by more than one level, with room for further optimization.
==Memo 2012201 My oms storytelling
Any system wants a quick, simple and clear look. It is well known that optical mechanical systems perform faster than electromagnetic systems. Better systems will evolve if the optical machine achieves the entangled quantum effect.
Example 1. It is a 10th order complex oms.
0100000010<
0010000100<
0001000001
0010001000
0100010000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001
Example 1. If it is the shape that appears on the glass surface of this floor, and 1 in 0100000010< is a point, and the depth shown under the glass is the vertex of the volume of an object with different depths, the shape of a balloon filled with water under the surface of the water and having a volume or mass Are bent photons or quantum entanglements between space and time.
If the oms value is still maintained even in such a complex system, this may indicate the possibility of upgrading the light-reflecting system to a more complex level. haha.
.Researchers set new bounds on the mass of leptoquarks
연구원들은 렙토 쿼크의 질량에 새로운 한계를 설정했습니다
에 의해 CERN CMS 검출기 (이미지 : CERN)DECEMBER 18, 2020
ㅡ가장 근본적인 수준에서 물질은 전자와 같은 렙톤과 양성자, 중성자 및 기타 복합 입자를 형성하는 쿼크의 두 가지 유형의 입자로 구성됩니다.
입자 물리학의 표준 모델에서 렙톤과 쿼크는 모두 3 세대에 걸쳐 질량이 증가합니다. 그렇지 않으면 두 종류의 입자가 구별됩니다. 그러나 표준 모델을 확장하는 일부 이론은 쿼크와 렙톤 모두와 상호 작용하여 쿼크와 렙톤을 통합하는 렙토 쿼크라고하는 새로운 입자의 존재를 예측합니다.
새로운 논문에서 CMS 협업은 3 세대 쿼크 및 렙톤 (상단 및 하단 쿼크, 타우 렙톤 및 타우 중성미자)과 상호 작용할 렙토 쿼크에 대한 최신 검색 결과를보고합니다 . 이러한 3 세대 렙토 쿼크는 B 중간자 (B mesons)라고하는 입자의 특정 변형에서 발견되었지만 아직 확인되지 않은 표준 모델 (또는 "이상")의 일련의 장력에 대한 가능한 설명입니다. 따라서 이러한 가상 입자를 찾아 내야하는 또 다른 이유가 있습니다. CMS 팀은 13 TeV의 에너지에서 LHC (Large Hadron Collider)에 의해 생성되고 2016 년과 2018 년 사이의 CMS 실험에 의해 기록 된 양성자-양성자 충돌 데이터 샘플에서 3 세대 렙토 쿼크를 찾았습니다.
팀은 상부 또는 하부 쿼크와 타우 렙톤 또는 타우 중성미자로 변하는 렙토 쿼크 쌍과 타우 중성미자와 함께 생산되어 상부 쿼크와 타우 렙톤으로 변형되는 단일 렙토 쿼크를 찾았습니다. CMS 연구자들은 충돌에서 그러한 렙토 쿼크가 생성되었다는 어떠한 징후도 찾지 못했습니다. 그러나 그들은 질량에 하한을 설정할 수있었습니다. 그들은 그러한 렙토 쿼크가 고유 스핀과 쿼크 및 렙톤과의 상호 작용 강도에 따라 질량이 0.98–1.73 TeV 이상이어야한다는 것을 발견했습니다. 이러한 경계는 3 세대 렙토 쿼크에서 가장 좁고 B- 중간 이상을 설명 할 수있는 렙토 쿼크 질량 범위의 일부를 제외 할 수 있습니다. leptoquarks에 대한 검색은 계속됩니다. 더 알아보기 렙토 쿼크 사냥이 시작되었습니다.
추가 정보 : s√ = s = 13 TeV에서 양성자-양성자 충돌에서 3 세대 페르미온에 결합 된 단일 및 쌍 생성 렙토 쿼크를 검색합니다. arXiv : 2012.04178v1 [hep-ex] arxiv.org/abs/2012.04178 CERN 제공
https://phys.org/news/2020-12-bounds-mass-leptoquarks.html
ㅡ가장 근본적인 수준에서 물질은 전자와 같은 렙톤과 양성자, 중성자 및 기타 복합 입자를 형성하는 쿼크의 두 가지 유형의 입자로 구성됩니다.
입자 물리학의 표준 모델에서 렙톤과 쿼크는 모두 3 세대에 걸쳐 질량이 증가합니다. 그렇지 않으면 두 종류의 입자가 구별됩니다. 그러나 표준 모델을 확장하는 일부 이론은 쿼크와 렙톤 모두와 상호 작용하여 쿼크와 렙톤을 통합하는 렙토 쿼크라고하는 새로운 입자의 존재를 예측합니다.
==메모 2012202 나의 oms 스토리텔링
oms는 단위이다. 그런데 복합단위가 있어 단위가 늘어난다. 렙톤과 쿼크가 단위이지만 질량이 늘어나는 현상을 통해 새로운 입자를 추적 중이다.oms에서도 단위가 늘어나는 현상이 나타나 더 기본적인 단위를 추적 중이다.
보기1. 10차 복합 oms이다.
0100000010<
0010000100<
0001000001
0010001000
0100010000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000<
0000001001
보기1.은 불안정한 배열 그룹 두개를 결합하여 2의 값을 얻어냈다. 렙톤이나 쿼크의 질량 증가로 더 기본적인 입자를 추적하듯 보기1,에서 "2000000000< " 2보다 큰, 증가된 값으로 만들 수도 있고 다른 위치에 놓을 수도 있다. 물질의 기본단위도 보기1.의 복합 oms모듈을 가질 수도 있다. 허허.
-코에 걸면 코걸이 귀에 걸면 귀걸리 oms인듯.. 허허.
At its most fundamental level, matter consists of two types of particles: leptons, such as electrons, and quarks, which form protons, neutrons and other complex particles.
In the standard model of particle physics, both leptons and quarks increase in mass over three generations. Otherwise, the two types of particles are distinguished. However, some theories extending the standard model predict the presence of new particles called leptoquarks that interact with both quarks and leptons to integrate quarks and leptons.
==Memo 2012202 My oms storytelling
oms is the unit. However, there are complex units, so the units increase. Lepton and quarks are units, but new particles are being tracked through the phenomenon of increasing mass, and the phenomenon of increasing units in oms is also tracking more basic units.
Example 1. It is a 10th order complex oms.
0100000010<
0010000100<
0001000001
0010001000
0100010000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000<
0000001001
Example 1 obtained a value of 2 by combining two unstable array groups. As the mass of leptons or quarks increases, the more basic particles can be tracked, as in Example 1, "2000000000<" can be made to an increased value, greater than 2, or placed in another location. The basic unit of matter may also have a composite oms module of Example 1. haha.
-If you hang it on your nose, it looks like it's a nose ring.
At its most fundamental level, matter consists of two types of particles: leptons, such as electrons, and quarks, which form protons, neutrons and other complex particles.
In the standard model of particle physics, both leptons and quarks increase in mass over three generations. Otherwise, the two types of particles are distinguished. However, some theories extending the standard model predict the presence of new particles called leptoquarks that interact with both quarks and leptons to integrate quarks and leptons.
==Memo 2012202 My oms storytelling
oms is the unit. However, there are complex units, so the units increase. Lepton and quarks are units, but new particles are being tracked through the phenomenon of increasing mass, and the phenomenon of increasing units in oms is also tracking more basic units.
Example 1.It is a 10th order complex oms.
0100000010<
0010000100<
0001000001
0010001000
0100010000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000<
0000001001
Example 1 obtained a value of 2 by combining two unstable array groups. As the mass of leptons or quarks increases, the more basic particles can be tracked, as in Example 1, "2000000000<" can be made to an increased value, greater than 2, or placed in another location. The basic unit of matter may also have a composite oms module of Example 1.haha.
-If you hang it on your nose, it looks like it's a nose ring.
.음, 꼬리가 보인다
.Plants can be larks or night owls just like us
식물은 우리처럼 종달새 나 올빼미가 될 수 있습니다
에 의해 Earlham 연구소 Dr. Hannah Rees, 영국 Earlham Institute의 박사후 연구원. 크레딧 : Earlham Institute DECEMBER 19, 2020
식물의 일주기 리듬을 지배하는 유전자를 탐구하는 새로운 연구에 따르면 식물은 인간에서 발견되는 것과 동일한 신체 시계의 변형을 가지고 있습니다. 이 연구는 DNA 코드의 단일 문자 변경이 잠재적으로 식물이 종달새인지 올빼미인지 결정할 수 있음을 보여줍니다.
이 발견은 농부와 작물 육종가가 자신의 위치에 가장 적합한 시계가있는 식물 을 선택하는 데 도움이 될 수 있으며, 수확량 을 높이고 기후 변화 를 견딜 수있는 능력까지도 높일 수 있습니다 . circadian 시계는 낮과 밤을 통해 유기체를 안내하는 분자 메트로놈입니다. 아침이 오면 cockadoodledooing하고 밤에는 커튼을 닫습니다. 식물에서는 새벽 광합성을 프라이밍하는 것부터 개화시기를 조절하는 것까지 다양한 과정을 조절합니다. 이러한 리드미컬 한 패턴은 지리, 위도, 기후 및 계절에 따라 달라질 수 있습니다. 식물 시계는 지역 조건에 가장 잘 대처할 수 있어야합니다.
Earlham Institute와 Norwich에있는 John Innes Center의 연구원들은 기후 변화에 대한 긴급한 위협 인 환경의 지역적 변화에 더 탄력적 인 작물을 재배하는 궁극적 인 목표를 가지고 자연적으로 얼마나 많은 일주기 변화가 존재하는지 더 잘 이해하기를 원했습니다. 이러한 지역적 차이의 유전 적 기초를 조사하기 위해 연구팀 은 스웨덴 애기 장대 식물의 다양한 일주기 리듬 을 조사 하여 시계의 변화하는 진드기와 관련된 유전자를 확인하고 검증했습니다.
Earlham Institute의 박사후 연구원이자이 논문의 저자 인 Hannah Rees 박사는 다음과 같이 말했습니다. "식물의 전체적인 건강 상태는 일주기 시계가 하루의 길이와 계절의 경과에 얼마나 가깝게 동기화되는지에 따라 크게 영향을받습니다. 신체 시계는 경쟁자, 포식자 및 병원균보다 우위를 점할 수 있습니다. "우리는 일광 시간과 기후에 극심한 변화를 경험하는 스웨덴에서 식물 생체 시계가 어떻게 영향을 받는지보고 싶었습니다. 신체 시계의 변화와 적응 뒤에있는 유전학을 이해하면 다른 지역에서 기후에 강한 작물을 더 많이 번식시킬 수 있습니다. " 연구팀은 스웨덴 전체에서 얻은 191 종의 애기 장대에서 유전자를 연구했다. 그들은 일주기 기능의 차이를 설명 할 수있는이 식물들 사이의 작은 유전자 차이를 찾고있었습니다.
그들의 분석에 따르면 특정 유전자 (COR28)의 단일 DNA 염기쌍 변화는 늦게 꽃이 피고 기간이 더 긴 식물에서 발견 될 가능성이 더 높습니다. COR28은 개화 시간, 동결 내성 및 일주기 시계 의 알려진 조정자입니다 . 모두 스웨덴의 현지 적응에 영향을 미칠 수 있습니다. Rees 박사는 "단일 유전자의 서열 내에서 단 하나의 염기쌍 변화가 시계가 똑딱 거리는 속도에 영향을 미칠 수 있다는 것은 놀랍습니다."라고 설명했습니다. 과학자들은 또한 선구적인 지연 형광 이미징 방법을 사용하여 일주기 시계가 다르게 조정 된 식물을 선별했습니다. 그들은 가장 이른 라이저와 최신 단계적 공장의 시계 사이에 10 시간 이상의 차이가 있음을 보여주었습니다. 이는 반대로 교대 패턴으로 작동하는 공장과 비슷합니다. 식물의 지리와 유전 적 조상 모두 영향을 미치는 것으로 보입니다. "Arabidopsis thaliana는 모델 식물 시스템"이라고 Rees 박사는 말했습니다. "지놈 염기 서열을 분석 한 최초의 식물이며 일주기 생물학에서 광범위하게 연구되었지만, 다른 시계 유형을 담당하는 유전자를 찾기 위해 이러한 유형의 연관 연구를 수행 한 사람은 이번이 처음입니다. "우리의 연구 결과 는 작물 육종가의 표적을 제시 하고 미래 연구를위한 플랫폼을 제공 할 수있는 몇 가지 흥미로운 유전자 를 강조합니다 . 당사의 지연 형광 이미징 시스템은 모든 녹색 광합성 물질에 사용할 수 있으므로 다양한 식물에 적용 할 수 있습니다. 다음 단계 이러한 발견을 브 라 시카와 밀을 포함한 주요 농작물에 적용 할 것입니다. " 연구 결과는 Plant, Cell and Environment 저널에 게재되었습니다 .
더 알아보기 생물학적 시계와 추가 유전자 쌍은 중요한 식물 기능을 제어합니다. 추가 정보 : Hannah Rees et al, 스웨덴 애기 장대 접근에서 시계 유전자 좌위와 관련된 자연 발생 일주기 리듬 변이, 식물, 세포 및 환경 (2020). DOI : 10.1111 / pce.13941 Earlham Institute 제공
https://phys.org/news/2020-12-larks-night-owls.html
.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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