リサーチビット：28月XNUMX日

鼻の匂いのモデリング

匂い分子がどのように鼻の嗅覚細胞上の匂い物質受容体 (OR) に結合して活性化するかを示す最初の 3D 分子レベルの画像は、私たちの理解に役立ち、最終的にはすべての受容体のマップを構築するために使用される可能性があります。 の科学者 カリフォルニア大学サンフランシスコ校 (UCSF) 彼らは、UCSF が開発したクライオ電子顕微鏡 (cryo-EM) を使用して、揺れる受容体の動画を撮影し、操作可能な結合の 3D 画像を作成しました。 ソフトウェアは、撮影された何千もの画像を平均して鮮明な画像を取得します。 1000 以上の種類がある匂い受容体は、嗅覚細胞の表面で匂い分子と結合するタンパク質であり、脳内の領域に送信される信号を生成します。 何千もの匂い分子と何百もの匂い受容体との相互作用をマッピングした人はまだ誰もいないため、化学者は分子を設計し、匂いがどのようになるかを予測できます。

「私たちは何年もの間、この問題に取り組むことを夢見てきました」と、製薬化学の准教授である Aashish Manglik, MD, PhD は述べています。 「私たちは今、最初の足がかりを手に入れました。嗅覚の分子がどのように嗅覚受容体に結合するかを初めて垣間見たのです。 私たちにとって、これは始まりに過ぎません。」

調査結果は、15 年 2023 月 XNUMX 日のオンライン版に掲載されました。 自然.

参照
Christian B. Billesbølle, Claire A. de March, Wijnand JC van der Velden, Ning Ma, Jeevan Tewari, Claudia Llinas del Torrent, Linus Li, Bryan Faust, Nagarajan Vaidehi, Hiroaki Matsunami, Aashish Manglik. ヒトニオイ受容体によるニオイ認識の構造基盤. 自然、ＸＮＵＭＸ； 土井： 10.1038 / s41586-023-05798-y

ポーラロンを見る

で実行されるシミュレーションの使用 Texas Advanced Computing Center (TACC) の Frontera スーパーコンピューター、 からの科学者 テキサス大学オースティン校 マップしました 2D 材料におけるポーラロンの基本条件。 ポーラロンは、結晶格子内に原子の雲を持つ一種の電子です。 それらは準粒子として知られており、(電子のように) 波状に移動するのではなく、格子から格子へと飛び移る波束を持つという点で、電子とは異なる振る舞いをします。

「この「ホッピング輸送」体制は、材料に新しい特性を付与し、エレクトロニクス用材料の設計に影響を与えます」と、物理学教授で WA 'Tex' Moncrief, Jr. の Oden の量子材料工学の議長である Feliciano Giustino は述べています。計算工学科学研究所 (おでん研究所) およびテキサス大学オースティン校自然科学大学物理学科。 「ポーラロンがどの材料で、どのような条件下で見られるべきか、およびそれらの特性の特徴を示すマップを作成しました。」

ポーラロンを理解することは、タッチスクリーンと OLED ディスプレイ、および水素の生成を改善するのに役立ちます。 ポーラロンを介した電荷輸送に依存するものはすべて恩恵を受ける可能性があります。

水素燃料は、二酸化チタンなどの主要な材料のポーラロンからの電荷輸送によってプロセスを達成できれば、化石燃料を使用するのではなく、太陽光で製造できる可能性があります。

ジュスティーノとおでん研究所 EPWを考案は、オープンソース Fortran のメッセージ パッシング インターフェイス (MPI) コードであり、密度汎関数摂動理論と極限局在ワニエ関数を使用して、電子-フォノン相互作用に関連するポーラロン プロパティを計算します。 おでん研究所が主導し、国際的な科学者の協力によりコードが開発されています。

参照
ウェン・ホンシオ、フェリシアーノ・ジュスティーノ。 二次元原子結晶中のポーラロン. 自然物理学、ＸＮＵＭＸ； 土井： 10.1038/s41567-023-01953-4

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