.Groundbreaking Experiment Tracks the Real-Time Transport of Individual Molecules
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.Groundbreaking Experiment Tracks the Real-Time Transport of Individual Molecules
획기적인 실험으로 개별 분자의 실시간 전송 추적
주제 :암사슴이미징오크 리지 국립 연구소인기 있는 으로 오크 리지 국립 연구소 2021년 1월 5일 개별 분자의 실시간 전송
Oak Ridge National Laboratory의 Nanophase Materials Sciences 센터 (CNMS) 는 개별 분자의 실시간 전송을 추적하는 Science에 발표 된 획기적인 실험에 기여했습니다 .
오스트리아 그라츠 대학 (University of Graz)이 이끄는 팀은 고유 한 4- 프로브 스캐닝 터널링 현미경 (STM)을 사용하여 두 개의 독립적 인 프로브 사이에서 단일 분자를 이동하고 한 지점에서 사라지고 다른 지점에서 즉시 다시 나타나는 것을 관찰했습니다.
ㅡCNMS 사용자 프로그램을 통해 제공되는 STM 은 적용된 전압에서 작동하며 한 번에 몇 나노 미터 단위로 원자와 분자를 움직일 수있는 날카로운 프로브로 재료 표면을 스캔합니다. 이 장비는 전례없는 제어로 은 표면을 가로 질러 150 나노 미터의 dibromoterfluorene 분자를 송수신 할 수있게했습니다.
한 국제 연구팀은 ORNL에서 주사 터널링 현미경을 사용하여 원자 적으로 정밀한 트랙의 표면을 가로 질러 단일 분자를 송수신했습니다. 출처 : Michelle Lehman / ORNL, 미국 에너지 부 ORNL의 An-Ping Li는“이 프로젝트는 원자 수준의 정밀 기기 기능을 보여 주어 CNMS 사용자를 위해 제어 가능한 분자 또는 분자 기계의 새로운 지평을 열었습니다.
참조 : Donato Civita, Marek Kolmer, Grant J. Simpson, An-Ping Li, Stefan Hecht 및 Leonhard Grill의 "표면에서 단일 분자의 장거리 운동 제어", 2020 년 11 월 20 일, Science . DOI : 10.1126 / science.abd0696
ㅡCNMS 사용자 프로그램을 통해 제공되는 STM 은 적용된 전압에서 작동하며 한 번에 몇 나노 미터 단위로 원자와 분자를 움직일 수있는 날카로운 프로브로 재료 표면을 스캔합니다. 이 장비는 전례없는 제어로 은 표면을 가로 질러 150 나노 미터의 dibromoterfluorene 분자를 송수신 할 수있게 했습니다.
===메모 200108 나의 oms 스토리텔링
원자나 분자를 프로그램을 통해 임의적으로 실시간 이동 시키는 일은 분자를 임의로 조립하여 다른 특성으로 변하게 할 수 있다는 뜻이다.
이는 마치 보기1.의 6차 oms에 배치된 a모드를 실시간으로 다른 보기2. c모드로 이동 시킬 수 있다는 의미이다.
보기1.
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보기2.
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The STM, provided through the CNMS user program, operates at an applied voltage and scans the material surface with a sharp probe capable of moving atoms and molecules in steps of a few nanometers at a time. The instrument allowed the transmission and reception of 150 nanometers of dibromoterfluorene molecules across the silver surface with unprecedented control.
===Memo 200108 My oms storytelling
Random real-time movement of an atom or molecule through a program means that molecules can be arbitrarily assembled and changed into different properties.
This is like a mode placed in the 6th oms of view 1. Another view in real time 2. It means that you can move to c mode.
Example 1.
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Example 2.
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.Old Silicon Learns New Tricks: Atomically Architected Silicon Pyramids With Unusual Magnetic Properties
구 실리콘이 새로운 트릭을 배운다 : 비정상적인 자기 특성을 가진 원자 적으로 설계된 실리콘 피라미드
주제 :전기 공학나라 과학 기술 대학인기 있는반도체 으로 과학 기술의 나라 연구소 2021년 1월 6일 날조 된 Si 피라미드 제작 된 Si 피라미드의 (a) 와이드 및 (b) 확대 이미지. 4 개의 기울기는 Si {111}면 표면에 해당합니다. 크레딧 : Ken Hattori 나라
ㅡ과학 기술원의 연구원들은 특이한 자기 특성을 가진 원자 적으로 매끄러운 철 코팅 실리콘 피라미드 배열을 제작했습니다. 초소형 집적 회로는 휴대폰, 가전 제품, 자동차 및 기타 일상적인 기술에 혁명을 가져 왔습니다. 전자 장치를 더욱 소형화하고 고급 기능을 활성화하려면 회로를 3 차원으로 안정적으로 제작해야합니다. 원자 규모의 손상조차도 장치 성능을 저하시키기 때문에 실리콘으로 에칭하여 초 미세 3D 형상 제어를 달성하기가 어렵습니다. Nara Institute of Science and Technology (NAIST)의 연구원들은 Crystal Growth and Design 에서 볼 수있는 새로운 연구에서 실리콘 에칭이 원자 적으로 매끄러운 피라미드 모양을 채택했다고보고했습니다.
이 실리콘 피라미드를 얇은 철층으로 코팅하면 지금까지 이론적 일 뿐인 자기 적 특성을 부여합니다. NAIST 연구원이자 연구의 선임 저자 인 Ken Hattori는 원자 제어 나노 기술 분야에서 널리 출판되었습니다. Hattori 연구의 초점 중 하나는 실리콘 기반 기술의 기능을 개선하는 것입니다. “실리콘은 반도체 또는 절연체 역할을 할 수 있고 풍부한 요소이기 때문에 현대 전자 제품의 핵심 요소입니다. 그러나 미래의 기술 발전에는 3 차원에서 원자 적으로 부드러운 장치 제작이 필요합니다.”라고 Hattori는 말합니다.
Ewald Sphere 및 상호 격자 막대 회절 패턴을 반영하는 피라미드 표면의 Ewald 구형 및 상호 격자 막대를 나타내는 회로도. 크레딧 : Ken Hattori
ㅡ표준 건식 에칭과 화학적 에칭의 조합은 피라미드 모양의 실리콘 나노 구조 배열을 제작하는 데 필요합니다. 지금까지 원자 적으로 매끄러운 표면은 준비하기가 매우 어려웠습니다. “우리가 주문한 이등변 실리콘 피라미드 배열은 모두 같은 크기 였고 평평한면을 가지고있었습니다. 우리는 저에너지 전자 회절 패턴과 전자 현미경으로 이러한 발견을 확인했습니다.”라고 Aydar Irmikimov 연구의 수석 저자가 설명합니다.
30 나노 미터의 초박막 철층을 실리콘 위에 증착하여 특이한 자기 특성을 부여했습니다. 피라미드의 원자 수준 방향은 중첩 철의 방향과 따라서 속성을 정의했습니다. “철의 에피 택셜 성장은 나노 필름의 형상 이방성을 가능하게했습니다. 자기장의 함수로서 자화에 대한 곡선은 직사각형 모양 이었지만 피라미드 정점에 결합 된 자기 소용돌이의 비대칭 운동으로 인해 발생하는 중단 점이 있습니다.”라고 Hattori는 설명합니다.
연구원들은 평면형 철 코팅 실리콘에 대해 수행 된 유사한 실험에서 곡선에 중단 점이 없음을 발견했습니다. 다른 연구자들은 피라미드 모양의 변칙 곡선을 이론적으로 예측했지만 NAIST 연구자들은 실제 나노 구조에서 그것을 처음으로 보여주었습니다. Irmikimov는“우리의 기술은 단순히 기판의 모양을 조정함으로써 원형 자기 어레이의 제작을 가능하게 할 것입니다. 전자의 전하가 아닌 스핀에 의해 정보를 인코딩하는 스핀 트로닉스와 같은 고급 기술에 통합하면 3D 전자 장치의 기능이 상당히 가속화됩니다.
참조 : Aydar Irmikimov, Liliany N. Pamasi, Azusa N. Hattori, Takaaki Higashi, Shunta Takahashi, Emilia E. Hashamova, Xiaoqian Shi, Fangzhun Guo,“에피 택셜 재료 성장 및 특성 자기를 지원하는 원자 구조의 실리콘 피라미드 단결정 구조” Nobuyoshi Hosoito, Ai I. Osaka, Hidekazu Tanaka 및 Ken Hattori, 2021 년 1 월 5 일, Crystal Growth and Design . DOI : 10.1021 / acs.cgd.0c01286
ㅡ표준 건식 에칭과 화학적 에칭의 조합은 피라미드 모양의 실리콘 나노 구조 배열을 제작하는 데 필요합니다. 지금까지 원자 적으로 매끄러운 표면은 준비하기가 매우 어려웠습니다. “우리가 주문한 이등변 실리콘 피라미드 배열은 모두 같은 크기 였고 평평한면을 가지고있었습니다. 우리는 저에너지 전자 회절 패턴과 전자 현미경으로 이러한 발견을 확인했습니다.”라고 Aydar Irmikimov 연구의 수석 저자가 설명합니다.
===메모 200108 나의 oms 스토리텔링
빛이 어떤 경로로 부드럽게 표면 위에 퍼지는 있다. 그것을 나는 마방진의 경로이라 본다. 그것을 그래픽으로 나타내 보았다. 빛이 태양광 전체로 번져도 이를 부드럽게 처리할 방법이 과학계에 있는건가?
답이 없다면 내게 문의하기 바란다. 보기1.은 태양광 전체의 100배도 부드럽게 경로를 제공할 수도 있다. 황당한가? 이론적으로 가능하다는 걸 낸들 어쩌라고..와우!
보기1.
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A combination of standard dry etching and chemical etching is required to fabricate pyramid-shaped silicon nanostructure arrays. Until now, atomically smooth surfaces have been very difficult to prepare. “The isosceles silicon pyramid arrays we ordered were all the same size and had flat sides. We confirmed these findings with low-energy electron diffraction patterns and electron microscopy,” explains Aydar Irmikimov's lead author.
===Memo 200108 My oms storytelling
The light is spreading gently over the surface in some path. I see it as the path of the magic square. I tried to show it graphically. Is there a way in the scientific community to soften the light even if it spreads through the entire sunlight?
If there is no answer, please contact me. Example 1. It can also provide a smooth path 100 times the total amount of sunlight. Is it absurd? What should I do if it's theoretically possible... Wow!
Example 1.
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.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
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