.Searching for invisible axion dark matter with a new multiple-cell cavity haloscope

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.Searching for invisible axion dark matter with a new multiple-cell cavity haloscope

새로운 다중 세포 캐비티 할로 스코프로 보이지 않는 액시온 암흑 물질 검색

작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 관심의 공진 모드에 의한 액시온 유도 전기장의 예상 분포와 함께 다양한 다중 셀 (이중, 4 중 및 8 진 셀) 캐비티의 단면도를 보여주는 그림. 신용 : Jeong et al.DECEMBER 28, 2020 FEATURE

ㅡ지난 수십 년 동안 많은 실험 물리학 자들은 기본 대칭을 설명하는 이론과 실험 사이의 모순을 설명 할 수 있다고 생각하는 특정 메커니즘에서 비롯된 액시온이라고하는 입자의 존재를 조사해 왔습니다. 이 대칭은 서로 다른 입자 간의 상호 작용에 반영된 우주의 물질 반물질 불균형과 관련이 있습니다. 이 메커니즘이 초기 우주에서 일어난다면, 그러한 입자는 매우 작은 질량을 가지고 '보이지 않을 것'일 수 있습니다. 결과적으로 연구자들은 악 시온 이 암흑 물질에 대한 유망한 후보가 될 수 있다고 제안했습니다.

ㅡ빛을 방출, 반사 또는 흡수하지 않습니다. 암흑 물질은 아직 실험적으로 관찰되지 않았지만 우주 질량의 85 %를 차지하는 것으로 여겨집니다. 액시온을 감지하는 것은 이러한 파악하기 어려운 입자에 대한 현재의 이해를 향상시킬 수 있으므로 진행중인 암흑 물질 실험에 중요한 의미를 가질 수 있습니다.

기초 과학 연구소 (IBS)의 연구원들은 최근 에 그들이 설계 한 다중 세포 캐비티 할로 스코프 (즉, 후광, 파헬리아 및 기타 유사한 물리적 현상을 관찰하는 도구)를 사용하여 보이지 않는 액시온 암흑 물질을 검색했습니다 . 그들의 결과는 이전의 할로 스코프 기반 axion 암흑 물질 검색의 결과와 비교하여 그들이 암흑 물질 검색과 다른 물리학 연구를 위해 만든 도구의 잠재력을 강조했습니다.

ㅡ이 연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 윤성 우는 Phys.org에 "액시온은 마이크로파 광자의 형태로 감지되어 강한 자기장의 존재 하에서 변환된다"고 말했다.

"일반적으로 솔레노이드에 배치 된 원통형 공진기를 사용하여 공명을 사용하여 신호를 향상시키는 캐비티 haloscope는 잘 확립 된 이론적 모델을 조사하는 가장 민감한 접근 방식입니다." 캐비티 할로 스코프는 축을 감지하는 유망한 도구가 될 수 있지만 일반적으로 상대적으로 낮은 주파수에 매우 민감합니다. 이는 주로 공진 주파수가 공동의 반경에 반비례하여 고주파 검색에 대한 감지 볼륨을 감소시키기 때문입니다. 이것이 지금까지 수행 된 가장 민감한 액시온 검색, 즉 워싱턴 대학의 Axion Dark Matter eXperiment (ADMC)가 실험 한계를 1GHz 미만으로 설정 한 이유 중 하나입니다. 이러한 볼륨 손실을 피할 수있는 방법 중 하나는 모든 주파수와 위상이 동기화되도록하기 위해 많은 작은 캐비티를 함께 묶고 개별 신호를 결합하는 것입니다. "이 다중 캐비티 시스템은 이전에 제안되었지만 신뢰성에 대한 영향과 시스템 작동의 복잡성 증가로 인해 성공적으로 해결되지 않았습니다"라고 Youn은 말했습니다.

"한국 과학 기술원 (KAIST)에 위치한 IBS의 Axion 및 정밀 물리 연구 센터 (CAPP)에있는 저희 팀은 제가 이끄는 새로운 캐비티 디자인을 개발했습니다. -세포 구멍. " Youn과 그의 동료가 설계 한 캐비티 haloscope는 캐비티의 부피를 동일한 세포로 수직으로 나누는 다중 파티션이 특징입니다.

ㅡ이 독특한 디자인은 볼륨 손실을 최소화하면서 공진 주파수를 증가시킵니다. 연구원들은 또한 공동 중앙에 위치한 칸막이가 틈으로 분리되어 있는지 확인했습니다. "모든 셀을 공간적으로 연결함으로써 우리의 설계는 단일 안테나가 전체 볼륨에서 신호를 포착 할 수있게하여 수신기 체인의 구조를 크게 단순화합니다."라고 Youn은 설명합니다.

"최적화 된 크기의 갭은 또한 액시온 유도 신호가 공간 전체에 고르게 분포되도록하여 캐비티 구성에서 가공 공차 및 기계적 오정렬에 관계없이 유효 볼륨을 최대화합니다.이 캐비티 디자인을 '피자 캐비티'라고 명명하고 간격을 비교했습니다. 원래 토핑으로 조각을 그대로 유지하는 피자 세이버. " 연구자들이 실험을 수행하는 데 사용한 할로 스코프는 시뮬레이션을 기반으로 약 2 년 동안 연구 한 결과 수많은 프로토 타입을 제작 한 결과입니다.

최근 연구에서는 2 켈빈 (−271 ° C)의 온도에서 9T 초전도 자석을 사용하여 액시온 암흑 물질을 검색하는 데 사용되었습니다. 이를 통해 연구자들은 ADMX 실험에서 다루는 것보다 4 ~ 5 배 높은 3GHz 이상 200MHz 이상의 주파수 범위를 빠르게 스캔 할 수있었습니다. "액시온과 같은 신호를 관찰하지 않았더라도 다중 셀 캐비티가 고성능 및 신뢰성으로 고주파 신호를 감지 할 수 있음을 성공적으로 입증했습니다."라고 Youn은 말했습니다.

"우리는 또한 더 큰 부피와 더 높은 효율성으로 인해이 새로운 공동 설계를 통해 기존 주파수 범위보다 4 배 더 빠르게 주어진 주파수 범위를 탐색 할 수 있다고 계산했습니다. 저는 종종 유머러스하지만 의미있는 진술을합니다. 무언가를 조사하는 데 4 년이 걸리면 실험은 1 년 밖에 걸리지 않습니다. 우리의 Ph.D. 학생들은 다른 학생들보다 훨씬 빨리 졸업 할 수 있습니다. ' " Youn과 그의 동료가 수행 한 연구는 고주파 지역에서 보이지 않는 암흑 물질 수색 을 수행하기 위해 개발 한 피자 캐비티 haloscope의 가치와 잠재력을 증명합니다 . 따라서 미래에는이 찾기 어려운 유형의 물질을 찾는 데 도움이 될 수 있으며 언젠가는 탐지를 가능하게 할 수도 있습니다. "현재 우리 센터는 더 높은 주파수의 액시온을 찾기 위해 기존 시스템에 여러 개의 피자 구멍을 접목하여 실험을 준비하고 있습니다."라고 Youn은 덧붙였습니다.

더 알아보기 다중 세포 공동으로 보이지 않는 액시온 암흑 물질 검색 추가 정보 : 다중 셀 할로 스코프로 보이지 않는 액시온 암흑 물질을 검색하십시오. 물리적 검토 편지 (2020). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.125.221302 . 저널 정보 : Physical Review Letters

https://phys.org/news/2020-12-invisible-axion-dark-multiple-cell-cavity-1.html

 

보기1.

ㅡ지난 수십 년 동안 많은 실험 물리학 자들은 기본 대칭을 설명하는 이론과 실험 사이의 모순을 설명 할 수 있다고 생각하는 특정 메커니즘에서 비롯된 액시온이라고하는 입자의 존재를 조사해 왔습니다. 이 대칭은 서로 다른 입자 간의 상호 작용에 반영된 우주의 물질 반물질 불균형과 관련이 있습니다. 이 메커니즘이 초기 우주에서 일어난다면, 그러한 입자는 매우 작은 질량을 가지고 '보이지 않을 것'일 수 있습니다. 결과적으로 연구자들은 악 시온 이 암흑 물질에 대한 유망한 후보가 될 수 있다고 제안했습니다.
ㅡ빛을 방출, 반사 또는 흡수하지 않습니다. 암흑 물질은 아직 실험적으로 관찰되지 않았지만 우주 질량의 85 %를 차지하는 것으로 여겨집니다. 액시온을 감지하는 것은 이러한 파악하기 어려운 입자에 대한 현재의 이해를 향상시킬 수 있으므로 진행중인 암흑 물질 실험에 중요한 의미를 가질 수 있습니다.
ㅡ이 독특한 디자인은 볼륨 손실을 최소화하면서 공진 주파수를 증가시킵니다. 연구원들은 또한 공동 중앙에 위치한 칸막이가 틈으로 분리되어 있는지 확인했습니다. "모든 셀을 공간적으로 연결함으로써 우리의 설계는 단일 안테나가 전체 볼륨에서 신호를 포착 할 수있게하여 수신기 체인의 구조를 크게 단순화합니다."라고 Youn은 설명합니다.

 

==메모 201229 나의 oms 스토리텔링

암흑물질에 대한 검색은 이론과 실험을 일치 시키는 것이다. 이론에는 있는데 실험에서 찾을 수 없다면 검색도구를 달리하는 문제도 있다. 이론에서 대칭성을 보이는 곳에 있고 일반물질과 전혀 반응하지 않는다는 것이다. 그래서 도구를 좀더 조밀하게 분할 가능한 기존의 모델인 다중세포를 모델링한 할로 스코프는 시뮬레이션을 기반으로 피자 캐비티가 필요했다. 공진 모드에 의한 액시온 유도 전기장의 예상 분포와 함께 다양한 다중 셀 (이중, 4 중 및 8 진 셀) 캐비티의 단면도를 제시했다.

과연 액시온은 할로 스코프는 시뮬레이션 도구로 검색될 수 있을까? 액시온이 대칭성을 가지고 있다고 하여 대칭성 무한분할의 검색에 신호가 잡히리라는 예측에 걸려들까? 그 대칭성이 선대칭 반대편에 보이지 않는 위치에 있다면 어떻게 검색될까? 그 모델을 oms full에서 제시한다.

액시온의 예측의 근거가 되는 대칭성은 보기1. omsfull의 선대칭 오른쪽에 있다고 가정해 보자.
그런데 반응하지 않는 물질로 있다. 서로 겹쳐지지 않기 때문이다. 그런데 겹쳐질 것 같은 착각을 유도할 수는 있다. 말인즉, 오른쪽이 비여 있으면 언젠가는 부딪히며 반응하리라는 예측이다. 예측에 착각이 존재한다. 검색하려는 기대심리의 반전이다. 착각은 실험적 오류에 갇힌다.

이것은 허블상수로 부터 빅뱅의 우주를 역추적한 우주탄생의 물리적 표준이론의 개념처럼 명확하리라 착각일 수 있다. 그런데 실제로는 그런 일이 일어나지 않는다. 보이지 않을 것이라 생각하여 반대편의 위치가 달라지는 게 아닌 점이 진실이다.

ㅡIn the past decades, many experimental physicists have investigated the existence of particles called axions that originate from certain mechanisms that they believe could explain the contradiction between experiments and theories that explain basic symmetry. This symmetry is related to the material antimatter imbalance in the universe reflected in the interactions between different particles. If this mechanism took place in the early universe, such particles could be'invisible' with a very small mass. As a result, researchers have suggested that Axion could be a promising candidate for dark matter.
ㅡ Does not emit, reflect or absorb light. Although dark matter has not yet been observed experimentally, it is believed to make up 85% of the mass of the universe. Detecting axions can improve our current understanding of these elusive particles, so it can have important implications for ongoing dark matter experiments.
ㅡ This unique design increases the resonant frequency while minimizing volume loss. The researchers also confirmed that the partition located in the center of the cavity was separated by a gap. “By spatially connecting all cells, our design greatly simplifies the structure of the receiver chain by allowing a single antenna to capture the signal at the full volume,” explains Youn.

 

==Memo 201229 My oms storytelling

The search for dark matter is to match theory and experiment. There is also a problem with different search tools if there is a theory but cannot be found in the experiment. It is where the theory shows symmetry and does not react with ordinary matter at all. Therefore, the Haloscope modeling multiple cells, an existing model that can divide the tool more closely, needed a pizza cavity based on the simulation. Cross-sectional views of various multi-cell (double, quadruple, and octal cells) cavities are presented with the expected distribution of axion-induced electric field by resonance mode.

Can axion and haloscope be searched with simulation tools? If axion has symmetry, will it get caught in the prediction that the search for the infinite division of symmetry will get a signal? How would the symmetry be retrieved if it was in an invisible position on the opposite side of the line symmetry? The model is presented in oms full.

The symmetry that underlies Axion's prediction is shown in Example 1. Suppose we are on the axisymmetric right of omsfull.
However, it is a substance that does not react. Because they do not overlap each other. However, it can lead to the illusion of overlapping. In other words, it is predicted that if the right side is empty, it will hit and react someday. There is an illusion in prediction. It is a reversal of the anticipation of searching. The illusion is trapped in experimental errors.

This may be an illusion that it will be as clear as the concept of the physical standard theory of the creation of the universe that traces back the universe of the Big Bang from the Hubble constant. But in reality that doesn't happen. The truth is that the position of the other side does not change because you think it will not be visible.

 

 

.Periodic and phase-locked modulation in the pulsar PSR B1929+10 investigated with FAST

펄서 PSR J1326−6700에서 모드 전환 현상 조사 연구

작성자 : Tomasz Nowakowski, Phys.org 1369MHz에서 PSR J1326-6700에 대한 정상 (왼쪽) 및 비정상 (오른쪽) 모드의 평균 편파 프로파일. 출처 : Wen et al., 2020.2020 년 11 월 19 일 보고서

ㅡ중국 천문학 자들은 Parkes 64 미터 전파 망원경을 사용하여 PSR J1326-6700으로 알려진 펄서에 대한 자세한 연구를 수행했습니다. 이 연구의 결과는이 펄서에서 관찰 된 모드 전환 현상에 대한 더 많은 통찰력을 제공합니다. 이 연구는 11 월 11 일 arXiv.org에 게시되었습니다.

ㅡ펄서는 전자기 복사 빔을 방출하는 고도로 자화되고 회전하는 중성자 별입니다. 그들 중 일부는 거대한 펄스와 같은 극도로 짧은 버스트 에서 방출 프로파일의 장기적인 변화에 이르기까지 방출의 가변성을 보여줍니다 . 어떤 경우에는 방출 프로파일이 둘 이상의 준 안정 방출 모드 사이에서 전환되는 모드 변경이 관찰되었습니다.

ㅡPSR J1326-6700은 터널링, 모드 변경 및 가끔 서브 펄스 드리프트와 같은 세 가지 펄스 변조 현상을 경험하는 강력한 무선 펄서입니다. 이전 관찰에 따르면 정상 및 비정상, 두 가지 맥박 모드가 있으며 맥박 프로필은 매우 뚜렷한 차이를 나타냅니다. 비정상 모드 동안, 12 개 이상의 펄스 동안 지속되는 프로파일의 앞쪽 가장자리에 산발적 인 방출이 나타나는 것으로 관찰되었습니다.

한편, 일반적인 창에서 방출이 중단됩니다. PSR J1326-6700에서이 두 가지 모드의 특성을 더 많이 밝히고 이들 사이를 전환하기 위해 중국 신장 천문대의 Zhigang Wen이 이끄는 천문학 자 팀은 Parkes 망원경의 보관 전파 데이터를 분석했습니다. 천문학 자들은이 논문에서 "이 논문에서는 1369MHz에서 Parkes 64 미터 전파 망원경으로 관찰 한 아카이브 데이터를 사용하여 정상 및 비정상 방출 모드의 특정 특성에 중점을 둡니다."라고 썼습니다.

ㅡ이 연구는 PSR J1326-6700이 관찰 시간의 15 %를 비정상 모드에서, 나머지 시간을 정상 모드에서 보낸다는 것을 발견했습니다. 비정상 모드의 방출 높이는 일반 모드보다 약 3 배 높은 것으로 추정됩니다. 논문에 따르면이 펄서에서 모드 변경의 발생은 클러스터 된 것으로 보인다. 연구원들은 일반적으로 방출이 펄스 프로파일의 세 영역에서 발생한다는 것을 발견했습니다. 그러나 그들은 방출이 때때로 중앙 및 후미 구성 요소에서 약 해지는 것을 관찰했습니다. 이것은 1 분 미만 동안 프로파일의 앞쪽 가장자리를 비추는 앞쪽 방출의 이동을 수반합니다. 또한이 연구는 PSR J1326-6700의 모드 전환에서 준 주기성을 확인했습니다.

천문학 자들은이 펄서 의 모드 전환 현상을 완전히 이해하기 위해서는 PSR J1326-6700에 대한 추가 조사가 필요하다고 덧붙였다 . 이 논문의 저자는 "PSR J1326-6700에서 모드 변경의 주파수 진화에 대한 추가 통찰력을 제공하고 변경을 주도하는 물리적 프로세스에 대한 완전한 설명을 얻기 위해 동시 다중 파장 편광 관찰이 필요하다는 것이 분명합니다." 설명했습니다.

더 알아보기 Parkes 전파 망원경 관찰은 PSR J0614 + 2229의 모드 전환 현상에 대해 더 많은 정보를 제공합니다. 추가 정보 : Wen et al., The mode switching in pulsar J1326−6700, arXiv : 2011.05526 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2011.05526

https://phys.org/news/2020-11-mode-phenomenon-pulsar-psr-j13266700.html

Neutron Star

 

ㅡ이 연구는 PSR J1326-6700이 관찰 시간의 15 %를 비정상 모드에서, 나머지 시간을 정상 모드에서 보낸다는 것을 발견했습니다. 비정상 모드의 방출 높이는 일반 모드보다 약 3 배 높은 것으로 추정됩니다. 논문에 따르면이 펄서에서 모드 변경의 발생은 클러스터 된 것으로 보인다. 연구원들은 일반적으로 방출이 펄스 프로파일의 세 영역에서 발생한다는 것을 발견했습니다. 그러나 그들은 방출이 때때로 중앙 및 후미 구성 요소에서 약 해지는 것을 관찰했습니다. 이것은 1 분 미만 동안 프로파일의 앞쪽 가장자리를 비추는 앞쪽 방출의 이동을 수반합니다. 또한이 연구는 PSR J1326-6700의 모드 전환에서 준 주기성을 확인했습니다.ㅡ맥동전파원( pulsating radio star; pulsar 펄사)는 고도로 자기화된, 관측 가능한 전파의 형태로 전자기파의 광선을 뿜는, 자전하는 중성자별이다. 펄사를 표시하는 기호 PSR은 맥동전파원의 약자이다. 펄사는 1.5밀리초에서 8.5초 사이의 주기로 광선을 방출한다. 방출 빔이 지구를 향할 때만 펄사의 복사 활동을 관측할 수 있다. 이러한 펄사의 활동을 등대효과라고 부르며 마치 맥박치는 존재 같다고 하여 펄사로 이름지어진 계기가 되었다. 중성자별들은 매우 밀도가 높은 천체이기 때문에 자전 주기와 그로 인한 맥동이 매우 규칙적이다. 일부 펄사들의 경우 맥동의 규칙성은 원자 시계와 비교될 수 있을 정도로 정확하다.[3] 펄사들은 PSR B1257+12처럼 주변에 자신을 공전하는 행성들을 거느리기도 한다.
ㅡ하지만 만약 찬드라세카 이상의 질량을 가진 별이라면, 중력이 너무 강해서 백색왜성마저도 붕괴시켜 중성자별이나 블랙홀, 혹은 이론상이기는 하지만 쿼크별을 만들 수 있다. 만약 안정한 백색왜성이 적색 거성과 쌍성계를 형성하고, 찬드라세카 한계를 넘을만큼의 물질을 빨아들인다면, 별은 붕괴하여, I형 초신성이 된다.
ㅡ중성자별(中性子-)은 초신성 폭발 직후 무거운 별이 중력붕괴하여 만들어진 밀집성의 일종이다. 중성자별은 우주에서 존재하는 것으로 밝혀진 것 중 가장 밀집도가 크다. 거의 12 ~ 13 km의 반지름에 태양의 질량의 두 배에 달하는 무거운 질량을 가지고 있다.

==메모 2012291 나의 oms 스토리텔링

시계는 일정한 간격으로 시간의 거리를 알린다. 거대한 별이 질량으로 인하여 중력을 이겨내지 못하고 핵분열이 재점화되어 초신성 폭발 직후에 만들어진 중성자별의 펄서는 1.5밀리초에서 8.5초 사이의 주기로 광선을 방출한다. 지름이 12킬로에 태양질량의 2배가 되는 밀질도를 가진다. 이곳에서 나오는 펄서가 우주의 시계구실을 할 것으로 보인다.

보기1.
0 0 1 0 0 0 0 1 0 0<
0 0 0 1 0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 1

보기1.을 확장하면 10^googol아담이브 사이즈급 oms가 나타나는데, 보기1.에서의 확대 버전 "0 0 1 0 0 0 0 1 0 0...<"로 표기할 수 있다. 이때 " ...<"은 무척 먼곳에서의 감마선 빛의 방출의 주기를 나타낼 수 있다. 앞부분의 1과 뒷부분의 1의 광선 방출이 주기적으로 이뤄지는데 거의 10^-googol 초에 이를 것으로 보인다. 이를 감지할 지구의 관측기는 거의 전무하다고 봐야 한다. 허허.

ㅡThis study found that PSR J1326-6700 spends 15% of its observation time in abnormal mode and the rest of the time in normal mode. It is estimated that the emission height of abnormal mode is about 3 times higher than that of normal mode. According to the paper, the occurrence of mode change in this pulsar appears to be clustered. Researchers have found that the emission typically occurs in three regions of the pulse profile. However, they observed that the emission sometimes weakened in the central and aft components. This entails a shift in the anterior emission that illuminates the anterior edge of the profile for less than 1 minute. The study also confirmed the quasi-periodicity in the mode switching of the PSR J1326-6700-the pulsating radio star (pulsar pulsar) is a highly magnetized, observable radio wave that emits rays of electromagnetic waves, rotating It is a neutron star. The symbol PSR for pulsar is an abbreviation for pulsating radio source. The pulsar emits light in a period of 1.5 milliseconds to 8.5 seconds. The radiative activity of the pulsar can be observed only when the emission beam is directed toward the earth. This activity of pulsar was called the lighthouse effect, and it was an opportunity to be named pulsar because it was said to be like a pulsar. Since neutron stars are very dense celestial bodies, their rotation period and resulting pulsation are very regular. For some pulsars, the regularity of the pulsation is accurate enough to be compared with an atomic clock.[3] Pulsars also have planets orbiting themselves like the PSR B1257+12.
ㅡHowever, if a star has a mass of more than Chandrasekah, the gravitational force is so strong that even a white dwarf can collapse to form a neutron star, a black hole, or, in theory, a quark star. If a stable white dwarf forms a binary system with a red giant and absorbs enough material to exceed the Chandrasekian limits, the star collapses and becomes a Type I supernova.
ㅡA neutron star (中性子-) is a type of dense star created by gravitational collapse of a heavy star immediately after a supernova explosion. Neutron stars are the most densely found to exist in the universe. It has a heavier mass that is almost twice the mass of the Sun in a radius of 12 to 13 km.

==Memo 2012291 My oms storytelling

The clock announces the distance of time at regular intervals. Due to the mass of the massive star, the neutron star's pulsator, created immediately after the supernova explosion due to the fission re-igniting, emits light rays with a period of 1.5 milliseconds to 8.5 seconds. It is 12 kilos in diameter and has a density that is twice the mass of the sun. It seems that the pulsar coming out of this place will serve as a clock for the universe.

Example 1.
0 0 1 0 0 0 0 1 0 0<
0 0 0 1 0 0 0 0 0 1
0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
2 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 1

If you expand example 1., you will see 10^googol Adam Eve size class oms, which can be expressed as "0 0 1 0 0 0 0 1 0 0...<" in the expanded version of example 1. At this time, "...<" may indicate the period of emission of gamma ray light from a very far place. The first 1 and the last 1 are cyclically emitted, which is likely to reach 10^-googol seconds. It should be said that there are almost no observers on Earth to detect this. haha.

 

 

 

.The evolution of single amyloid fibrils into microcrystals

단일 아밀로이드 원 섬유의 미세 결정으로의 진화

작성자 : Thamarasee Jeewandara, Phys.org ILQINS 원 섬유의 나노 역학적 특성. a) AFM 높이, b) 3D AFM 높이, c) AFM 진폭, d) ILQINS 섬유의 AFM DMT 계수. e) 부분 (d)로부터 ILQINS 원 섬유의 DMT 계수. f) ILQINS 원 섬유의 DMT 계수 히스토그램. 크레딧 : Advanced Science , doi : 10.1002 / advs.202002182 DECEMBER 28, 2020 FEATURE

아밀로이드 는 분해에 저항하는 불용성 구조를 형성하는 장기 및 조직에서 발견되는 비정상적인 섬유 성 세포 외 및 단백질 성 침착 물을 말합니다. 그들의 형성은 질병을 동반 할 수 있으며 , 각 질병은 특정 단백질 또는 펩티드 응집체에 의해 특징 지어집니다.

아밀로이드 원 섬유와 나노 결정의 나노 기계적 특성은 2 차 및 4 차 구조와 분자간 기하학에 따라 달라집니다. 과학자들은 원자력 현미경을 포함한 고급 이미징 방법을 사용했습니다. (AFM)은 아밀로이드의 형태 학적 및 기계적 이질성을 밝혀 내기 위해 기존의 분광법에 근거한 완전한 이해를 얻기는 어렵습니다. 최근 Advanced Science 에 발표 된 보고서 에서 Jozef Adamcik와 ETH Zurich, Cambridge 대학, Luxemburg 대학 및 Shanghai 대학의 국제 연구팀은 결합 된 단일 분자 나노 분광법을 시연했습니다.

그들은 기술을 원자 모델링과 결합하여 아밀로이드 섬유소가 나노 스케일에서 헥사 펩타이드를 기반으로하는 아밀로이드 미세 결정으로 의 구조적 전환을 이해했습니다 . 그들은 강화의 기원을 분자간 β- 시트 구조의 증가 된 함량으로 간주했습니다. Young 's moduli 의 증가 된 강성 은 결정을 에너지 적으로 안정화시키기위한 분자간 수소 결합 및 평행 β- 시트 구조 의 증가 된 밀도와 관련이 있습니다.

재료 과학의 아밀로이드

아밀로이드는 단백질 또는 펩티드에서 발생하는 고도로 정돈 된 구조이며 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 크로이츠 펠트-야콥병 및 소 해면상 뇌병증과 같은 수많은 신경 퇴행성 질환을 포함한 다양한 질병 과 관련됩니다 . 그들의 생물 물리학 적 특성을 이해하면 그들의 형성을 억제하는 많은 새로운 정보를 제공 할 수 있습니다.

ㅡ그러나 재료 과학 에서 많은 수의 펩타이드와 단백질이 아밀로이드 구조로자가 조립되는 능력은 이를 사용하여 생물 의학 및 나노 기술 응용을 위한 새로운 나노 물질을 개발하는 방법을 열어줍니다. 결과적으로 재료 과학자들은의학에서 나노 기술에 이르는 광범위한 응용 분야에서 아밀로이드의 구조와 형태에 대한 자세한 지식을 얻고 자합니다.

이 작업에서 Adamcik et al. hexapeptide 모델 시스템의 다형성을 조사하고 분석을 위해 peakforce 정량 나노 기계 매핑 원자 힘 현미경 (PF-QNM-AFM) 의 단일 분자 기능을 사용했습니다 . 이 방법은 원자 현미경 (atomic force microscopy)과 적외선 기술을 원자 모델링과 결합하여 단일 응집체의 규모에서 섬유소와 그 결정 형태의 나노 역학적, 화학적 및 구조적 특성을 연구하고 연관시킵니다.

IFQINS 피 브릴 (F), 중간 결정 (IC) 및 결정 (C)의 나노 역학적 특성. a) AFM 높이, b) 3D AFM 높이, c) AFM 진폭, d) IFQINS 원 섬유의 AFM DMT 계수. e) (d) 부분에서 나온 IFQINS 원 섬유의 DMT 계수. f) IFQINS 원 섬유의 DMT 계수 히스토그램. 붉은 색은 피 브릴의 DMT 계수에 해당하고 녹색은 중간 결정을 나타내고 파란색은 결정의 DMT 계수에 해당합니다. 크레딧 : Advanced Science , doi : 10.1002 / advs.202002182

피크 힘 정량 나노 기계 매핑 원자 힘 현미경 (PF-QNM-AFM) 연구팀은 먼저 ILQINS 헥사 펩티드 (아밀로이드 형성 세그먼트)를 개별적으로 분석 하여 나노 기계 및 구조적 특성의 차이를 이해했습니다. 그들은 아밀로이드 원 섬유에 대해 전형적인 값 (2-3 GPa)으로 약 30 개의 서로 다른 원 섬유의 영률을 추출했습니다 . 그런 다음 다른 헥사 펩타이드 IFQINS 를 관찰 했습니다.-또 다른 아밀로이드 형성 세그먼트는 오른 손잡이 나선형 리본, 오른 손잡이 및 왼손잡이 꼬인 리본, 중간 결정 및 결정의 구조를 가진 원 섬유의 공존을 보여줍니다. 이 경우 Young 's moduli는 달랐고 연구자들은 각각의 구조적 형태를 구별 할 수있었습니다. 예를 들어, 빨간색으로 표시된 원 섬유는 ILQINS에서 자체 조립 된 원 섬유와 매우 유사한 2-3 GPa 범위의 영 계수를 가졌습니다. 파란색으로 표시된 결정의 경우 계수는 5-6 GPa 범위에 있었고 녹색으로 표시된 중간 결정은 2-5 GPa에 걸쳐 퍼졌습니다. 또한 TFQINS아밀로이드 구조는 IFQINS 헥사 펩티드와 유사한 경향을 가진 적은 수의 꼬인 리본을 사용하여 미세 결정으로 자체 조립됩니다. 팀은 또한 TFQINS의 섬유에서 결정으로의 전이의 영 계수에 대한 자세한 분석을 얻었습니다.

TFQINS 결정의 나노 기계적 특성. a) AFM 높이, b) 3D AFM 높이, c) AFM 진폭, d) TFQINS 결정의 AFM DMT 계수. e) 부분 (d)의 TFQINS 결정의 DMT 계수. f) 부분 (e)에서 얻은 TFQINS 결정의 DMT 계수 히스토그램. 크레딧 : Advanced Science , doi : 10.1002 / advs.202002182

적외선 나노 분광법 (AFM‐IR) Adamcik et al.

그런 다음 적외선 (IR) 분광법을 적용하여 나노 역학적 특성과 단일 원 섬유 및 결정의 화학적 2 차 구조 이질성 간의 상관 관계를 추가로 이해했습니다. 그들은 이질성으로 인해 AFM-IR 도구를 사용한 실험을 위해 IFQINS 펩티드를 선택했습니다. 과학자들은 나노 스케일에서 꼬인 피 브릴과 결정의 공존을 보여주는 기술을 사용하여 형태지도를 관찰했습니다.

AFM-IR 시스템은 일반적으로 단백질의 지문으로 알려진 아미드 밴드의 분광 해상도를 허용했습니다.또는 펩티드. 과학자들은 분자간 평행 β 시트 함량의 순 증가와 반 평행 β 시트 형태의 약간의 증가를 나타 내기 위해 원 섬유에서 중간 결정으로의 결정 상태로 전환하는 동안 미묘한 구조적 변화를 조사했습니다. 연구팀은 IR 분광법과 AFM 들여 쓰기가 원자 규모 조직의 개요를 제공 한 원 섬유에서 결정 상태까지 영률이 증가한 결과를 인정했습니다. 원자 시뮬레이션 연구진은 다음으로 압입 과정에 대한 원자 학적 시뮬레이션을 수행하여 결정과 같은 질서를 획득 한 후 아밀로이드 물질 특성의 변화를 추가로 조사했습니다. 그들은 이러한 시뮬레이션에 ILQINS 펩티드를 사용하여 두껍고 얇은 아밀로이드 모델의 버전을 이해했습니다. 얇은 구조는 두꺼운 구조에 비해 골격이 덜 콤팩트했습니다. Young 's modulis modulis는 꼬인 아밀로이드보다 3.6 GPa 더 높았는데, 이는 실험적인 압흔과 같이 결정의 순서가 원 섬유보다 더 크다는 것을 보여줍니다. 종합 해보면, 결과는 아밀로이드의 섬유-결정 전이가 분자간 β- 시트 및 수소 결합의 증가와 연관되어 아미드 I 밴드가 더 낮은 진동 주파수로 이동한다는 것을 보여주었습니다. 이 변화는 결정 구조가진동 엔트로피 와 H 결합의 장거리 차수. 이 연구는 매우 안정적인 아밀로이드 유사 결정을 형성하기 위해 피 브릴 에서 결정으로의 전이 의 명확한 과정을 제공했습니다 .

TFQINS 섬유 / 결정 전이의 나노 역학적 특성. a) TFQINS 결정의 AFM DMT 계수. b) (a) 부분의 TFQINS 결정의 DMT 계수. c) TFQINS 결정의 AFM DMT 계수는 할당 된 영역에 따라 빨간색, 녹색 또는 파란색으로 착색됩니다. d) TFQINS 결정의 DMT 계수의 히스토그램. 빨간색과 녹색은 각각 원 섬유 / 결정 전이 영역의 꼬인 부분이나 평평한 부분을 나타냅니다. 파란색은 수정 영역에 해당합니다. 크레딧 : Advanced Science , doi : 10.1002 / advs.202002182

시야

이러한 방식으로 Jozef Adamcik과 동료들은 단일 분자 원자 힘 현미경을 결합했습니다.아밀로이드 다 형체의 나노 기계적 및 진동 특성을 이해하기위한 원자 모델링을 통한 이미징, 나노 인 덴 테이션 및 나노 스케일 화학 분광법. 그들은 원 섬유에서 미세 결정으로의 전환을 관찰하고 일련의 헥사 펩티드 조각 (ILQINS, IFQINS 및 TFQINS 포함)을 조사했습니다.

ㅡ아밀로이드 원 섬유와 미세 결정은 서로 다른 영률을 보 였는데, 여기서 아밀로이드 결정은 미세 결정 구조에서 분자간 β- 시트의 밀도와 순서가 높기 때문에 더 큰 값을 가졌습니다. 이 연구는 아밀로이드 응집체의 원자 적, 메조 스코픽 및 진동 특성에 대한 전례없는지도를 제공하여 재료 과학에서 나노 의학에 이르는 응용 분야를위한 열역학적으로 안정한 아밀로이드 결정의 분자 기원을 정교화했습니다.

더 알아보기 고속 원자력 현미경으로 밝혀진 다양한 아밀로이드 구조 및 역학 추가 정보 : Adamcik J. et al. 미세 결정으로 변환하는 단일 아밀로이드 원 섬유의 형태, 나노 역학 및 적외선 나노 분광법의 진화, 고급 과학, doi.org/10.1002/advs.202002182 Dobson CM et al. 단백질 폴딩 및 오 폴딩, Nature , doi.org/10.1038/nature02261 천연 조건에서 구상 단백질에 의한 Chiti F. & Dobson CM 아밀로이드 형성, Nature Chemical Biology doi.org/10.1038/nchembio.131 저널 정보 : Nature , Nature Chemical Biology

https://phys.org/news/2020-12-evolution-amyloid-fibrils-microcrystals.html

 

ㅡ뇌 또는 골은 신경 세포가 하나의 큰 덩어리를 이루고 있으면서 동물의 중추 신경계를 관장하는 기관을 말한다. 뇌는 본능적인 생명활동에 있어서 중요한 역할을 담당하는데, 여러 기관의 거의 모든 정보가 일단 뇌에 모이고, 뇌에서 여러 기관으로 활동이나 조정 명령을 내린다. 또한 고등 척추동물의 뇌는 학습의 중추이다. 대부분의 척추동물, 특히 유두동물의 뇌는 머리에 위치하며 머리뼈로 보호된다. 인간의 경우 성인의 뇌 무게는 약 1,400g~1,600g 정도이며 이는 1000억 개 정도의 뉴런을 포함한다. 가로 15cm, 너비 15cm, 깊이 20cm로 평균 1350cc 정도의 부피를 가진다. 뇌는 대부분의 움직임, 행동을 관장하고, 신체의 항상성을 유지시킨다. 즉 심장의 박동, 혈압, 혈액 내의 농도, 체온 등을 일정하게 유지시킨다. 뇌는 인지, 감정, 기억, 학습 등을 담당한다.
우선 두개골 안은 뇌조직이 80%, 혈액과 뇌척수액이 각각 10%씩 채워져 있다. 뇌의 구성성분으로는 물 77~78%, 지질 10~12%, 단백질 8%, 수용성 유기물질 2%, 탄수화물 1%, 무기염류 1%가 있다.

ㅡ아밀로이드는 단백질 또는 펩티드에서 발생하는 고도로 정돈 된 구조이며 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 크로이츠 펠트-야콥병 및 소 해면상 뇌병증과 같은 수많은 신경 퇴행성 질환을 포함한 다양한 질병 과 관련됩니다 . 그들의 생물 물리학 적 특성을 이해하면 그들의 형성을 억제하는 많은 새로운 정보를 제공 할 수 있습니다.
ㅡ아밀로이드 원 섬유와 미세 결정은 서로 다른 영률을 보 였는데, 여기서 아밀로이드 결정은 미세 결정 구조에서 분자간 β- 시트의 밀도와 순서가 높기 때문에 더 큰 값을 가졌습니다. 이 연구는 아밀로이드 응집체의 원자 적, 메조 스코픽 및 진동 특성에 대한 전례없는지도를 제공하여 재료 과학에서 나노 의학에 이르는 응용 분야를위한 열역학적으로 안정한 아밀로이드 결정의 분자 기원을 정교화했습니다.
ㅡ다른 체세포와 달리 신경세포엔 많은 가지(축삭과 가지돌기)들이 뻗어나와 서로 연결되는데, 신경세포 하나에 무려 수천, 수만 가지가 나 있다고 합니다. 신경세포들의 가지와 가지를 이어주어 신호를 주고받는 부위가 바로 시냅스입니다. 그러니 사람 뇌엔 무려 수십조 내지 100조개의 시냅스가 존재하는 것으로 추산됩니다.

==메모 201229 나의oms 스토리텔링

아밀로이드가 알츠하이머나 파킨스 병에 원인이고 그것이 뇌 신경세포에 섬유질이 결정화되는 이유가 있다면 oms에서 그 모델을 찾아낼 수 있다.

보기1.
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보기1.을 확장하여 1,000억 개 정도의 뉴런을 가진 oms으로 표현할 수도 있다. 이곳에 신경세포(뉴런)가 결정화되는 모습을 보기1.에서의 zz' 아밀로이드 막대 라인에 걸린 bigs bar로 표현될 수 있다.

뇌척수액이 smallar가 이면 이들 중에 잠재적인 bigs가 100조개의 시냅스가를 이루고 신경신호를 보내다가 아밀로이드화 되어지는 것으로 보여진다.

이런 상황에서 뇌가 뇌조직 80퍼센트으로 이뤄진 탓에 신경세포가 뼈의 역할을 하는 아밀로이드를 결정화 시킨다는 가설이 세워지고 이를 oms가 이론적 배경을 제공한다고 볼 수 있다. 허허.

 

ㅡBrain or bone refers to the organ that is in charge of the central nervous system of an animal while the nerve cells form one large mass. The brain plays an important role in instinctive vital activity. Almost all information from various organs is once gathered in the brain, and the brain gives commands to activities or coordination to various organs. Also, the brain of higher vertebrates is the backbone of learning. The brain of most vertebrates, especially papillary animals, is located in the head and is protected by the skull. In humans, the weight of an adult's brain is about 1,400g to 1,600g, and it contains about 100 billion neurons. It is 15cm wide, 15cm wide, and 20cm deep, and has an average volume of 1350cc. The brain governs most movements and actions, and maintains the body's homeostasis. In other words, it keeps the heart rate, blood pressure, blood concentration, and body temperature constant. The brain is responsible for cognition, emotion, memory, and learning.
First of all, the skull is filled with 80% of brain tissue and 10% of blood and cerebrospinal fluid each. Brain components include 77-78% water, 10-12% lipids, 8% protein, 2% water-soluble organic substances, 1% carbohydrates, and 1% inorganic salts.

Amyloid is a highly ordered structure that occurs in proteins or peptides and is associated with a variety of diseases, including numerous neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, and bovine spongiform encephalopathy. Understanding their biophysical properties can provide a lot of new information that inhibits their formation.
ㅡAmyloid fibrils and microcrystals showed different Young's modulus, where amyloid crystals had higher values ​​because of the higher density and order of the intermolecular β-sheets in the microcrystal structure. This study elaborated the molecular origins of thermodynamically stable amyloid crystals for applications ranging from materials science to nanomedicine by providing an unprecedented map of the atomic, mesoscopic and vibrational properties of amyloid aggregates.
ㅡUnlike other somatic cells, nerve cells have many branches (axillary and branch processes) that extend out and connect to each other, and it is said that there are thousands or tens of thousands of branches per nerve cell. The synapse is the part that connects the branches of nerve cells and sends and receives signals. So it is estimated that there are tens to 100 trillion synapses in the human brain.

==Memo 201229 My oms storytelling

If amyloid is the cause of Alzheimer's or Parkin's disease, and that's why the fibers crystallize in brain neurons, the model can be found in oms.

Example 1.
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You can also expand example 1 to express it as an oms with about 100 billion neurons. Here, the state of the crystallization of nerve cells (neurons) can be expressed as a bigs bar caught in the zz' amyloid rod line in Example 1.

If the cerebrospinal fluid is smallar, potential bigs among them form 100 trillion synapses and send nerve signals to amyloidization.

In this situation, the hypothesis that neurons crystallize amyloid, which acts as a bone, because the brain is made up of 80% of the brain tissue, and oms can be seen as providing the theoretical background. haha.

 

 

 

.음, 꼬리가 보인다

 

 

.Plants can be larks or night owls just like us

식물은 우리처럼 종달새 족이나 올빼미 족이 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