Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology
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Intraoperative Tumor Localization using Sweeping Palpation in Robot-Assisted Minimally Invasive Surgery (RMIS)
No full textTumors, Surgery, Medical Robots and SystemsMasterdCollectio
예쁜 꼬마 선충의 인두-장 밸브에서 작용하는PIEZO 채널 매개 삼킴 반사의 분자생리학적 기작 연구
No full textPIEZO, Mechanosensation, pezo-1, swallowing, C. elegansSensations of the internal state of the body play crucial roles in regulating the phys- iological processes and maintaining homeostasis of an organism. However, our under- standing of how internal signals are sensed, processed, and integrated to generate appro- priate biological responses remains limited. Here, I show that the C. elegans PIEZO chan- nel, encoded by pezo-1, regulates food movement in the intestine by detecting food accu- mulation in the anterior part of the intestinal lumen, thereby triggering rhythmical move- ment of the pharynx, referred to as the pharyngeal plunge. pezo-1 deletion mutants exhibit defects in the pharyngeal plunge, which is rescued by PEZO-1 or mouse PIEZO1 expres- sion in a single isolated non-neuronal tissue of the digestive tract, the pharyngeal-intestinal valve. Genetic ablation or optogenetic activation of this valve inhibits or induces the phar- yngeal plunge, respectively. Moreover, pressure built in the anterior lumen of the intestine results in a pezo-1-dependent pharyngeal plunge. These findings illustrate how interocep- tive processes in a digestive organ regulate swallowing through the PIEZO channel, providing insights into how interoception coordinates ingestive processes in higher ani- mals, including humans.|신체 내부 상태의 감각은 생리적 과정 조절과 유기체의 항상성 유지에 중요한 역할을 한다. 그러나 내부 신호가 어떻게 감지되고 처리되며, 통합된 신호가 적절한 생물학적 반응을 생성하는지에 대한 이해는 여전히 제한적이다. PIEZO 채널은 세포막에 존재하는 기계감각성 이온 채널로, 물리적 자극에 반응하여 이온의 통로 역할을 하며, 촉각, 통각, 혈압 감지 등 다양한 생리적 기능에 관여한다. 대부분의 척추동물은 PIEZO1과 PIEZO2의 두 가지 채널 동형체를 가지고 있는 반면, 예쁜 꼬마 선충과 초파리는 단일 PIEZO 상동체를 가지고 있어 이 채널의 기본적인 기능 연구에 적합하다. 본 연구자는 비교적 간단한 모델 동물인 예쁜 꼬마 선충을 활용하여, 예쁜 꼬마 선충의 PIEZO 채널인 PEZO-1의 기능 연구를 수행하였다.
예쁜 꼬마 선충(Caenorhabditis elegans)은 해당 연구에 있어 이상적인 모델 시스템을 제공한다. 첫째, 이 생물의 투명한 체벽은 소화관의 움직임을 실시간으로 관찰할 수 있게 해주며, 형광 표지 된 단백질의 발현과 위치를 생체 내에서 직접 추적할 있다. 둘째, 잘 확립된 유전학적 도구들과 짧은 세대 시간은 신속한 유전자 조작과 분석에 용이하다. 셋째, 단 959개의 체세포로 이루어진 단순한 해부학적 구조에도 불구하고, 포유류와 상동성을 가진 많은 유전자들을 보유하고 있어 진화적으로 보존된 메커니즘을 연구하기에 적합하다. 특히 소화관 시스템의 기본적인 구조와 기능이 고등 동물과 유사하여, 얻어진 결과를 보다 복잡한 시스템에 적용할 수 있다는 장점이 있다.
본 연구자는 형광 표지 된 pezo-1 유전자 프로모터를 통해 예쁜 꼬마 선충의 인두- 장 밸브 (PI valve)에서 pezo-1 유전자가 발현됨을 확인하였다. 인두-장 밸브는 인두와 장 사이에 위치하며 6개의 세포가 모여 밸브 모양을 형성하는 기관으로, 음식의 이동을 조절하는데 역할 할 것이라고 예상되는 장기(Organ) 였으므로 섭식 행위를 관찰했다. pezo-1 유전자 결실 돌연변이체에서 장 앞부분에서 음식물의 축적과 장의 앞부분에 음식이 축적됨에 따라 발생하는 리드미컬한 운동인 '인두 수축 (Phar-yngeal plunge)'의 결함을 확인하였다. 장 앞부분 음식 축적과 인두 수축의 결함이 인두-장 밸브에서의 PEZO-1 또는 포유류의 상동 유전자인 PIEZO1의 발현으로 회복된다는 것을 확인하였다. 또한, 선행 연구에서 PIEZO 채널의 작용제로 알려진 Yoda1을 예쁜 꼬마 선충에 노출시켰을 때, 인두 수축이 상대적으로 감소되는 현상을 확인하여 Yoda1이 예쁜 꼬마 선충의 PEZO-1도 조절할 수 있는 가능성을 보았다. 이 결과들은 인두-장 밸브에서의 PEZO-1가 인두 수축의 조절에 필수적임을 보여주며, 더불어 PIEZO 채널의 기계 감각 기작이 예쁜 꼬마 선충을 포함하여 기능이 진화적으로 보존되어 있음을 시사한다. 이와 더불어, 인두 수축시에 인두-장 밸브에서의 칼슘 활성이 유도되는 것을 관찰하였고, 이 결과를 바탕으로 광유전학적 실험을 통해 인두-장 밸브의 활성화가 인두 수축을 직접적으로 유도하며, 장 앞 부분의 음식 축적을 해소하는데 역할 함을 입증하였다. 특히 주목할 만한 것은 장의 앞부분에서 발생하는 압력이 PEZO-1채널 의존적인 인두 수축을 유도한다는 결과와 예쁜 꼬마 선충의 AWC 신경세포에 PEZO-1의 이소성 발현이 예쁜 꼬마 선충의 머리 움직임의 따른 AWC의 활성을 조절할 수 있음을 확인했다는 점이다. 이는 예쁜 꼬마 선충의 PEZO-1채널도 포유류의 PIEZO채널과 같이 유사하게 기계적 자극을 감지하여 세포를 활성화할 수 있음을 의미한다. 이러한 인두-장 밸브의 PEZO-1에 의해 매개되는 인두 수축은 머리·목 근육 수축에 의해서 일어나며, 이 과정에서 세로토닌, 아세틸콜린, 도파민, 글루타메이트와 같은 시냅스 소포 (Synaptic vesicle)가 관여하는 신경계 조절이 필수적임을 확인하였다. 이러한 발견들은 소화 기관에서의 내 감각 과정이 어떻게 삼킴을 조절하는지에 대한 새로운 통찰을 제공한다. 예쁜 꼬마 선충에서 얻은 이러한 기초적인 이해는 인간을 포함한 고등 동물의 섭취 과정 조절 메커니즘을 이해하는 데 중요한 기반이 될 것이며, 이는 소화관 운동 장애나 섭식 장애와 관련된 치료법 개발에도 잠재적인 함의를 가질 것이다.Ⅰ. INTRODUCTION 1
1.1 Interoception 1
1.2 Interoceptors : Interoceptive PIEZO ion channels 1
1.2.1 Identification of PIEZO channels 2
1.2.2 Structures and gating dynamics of PIEZO channels 2
1.2.3 Physiology properties of PIEZO channels 4
1.2.4 Modulators of PIEZO channels 5
1.3 PIEZO channel in C. elegans 11
1.4 Digestive tract in C. elegans 13
1.5 Summary 17
Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 18
Ⅲ. RESULTS 27
3.1 The C. elegans PIEZO channel, PEZO-1, mediates food movement
in the intestine 27
3.2 PEZO-1 regulates pharyngeal plunge 39
3.3 Mouse Piezo1 rescues defects in the pharyngeal plunge and micro-
sphere movement of pezo-1 mutants 44
3.4 The PI valve mediates pharyngeal plunge, which forces food to
move down the intestine 50
3.5 PEZO-1 induces the pharyngeal plunge by detecting distension built
in the anterior part of the intestine 60
3.6 The pharyngeal plunge is driven by head/neck muscle contraction
via chemical synaptic transmission 67
Ⅳ. DISCUSSIONS 74
4.1 Role of pharyngeal plunge in digestive process in C. elegans 74
4.2 Functional conservation of PIEZOs and PEZO-1 underlying the
pharyngeal plunge 75
4.3 The effect of PIEZO1 agonist, Yoda1, in pharyngeal plunge 76
4.4 The pharyngeal plunge is controlled under neuronal signaling 76
Ⅴ. REFERENCES 79
Ⅵ. SUMMARY IN KOREANS 87DoctordCollectio
Intelligent Decision-Making for Reliable Information Transfer in Next-Generation Wireless Networks
No full textIoT networks, data freshness, reinforcement learning, intelligent prediction, physical layer authenticationI. Learning-based Sensing and Computing Decision for Data Freshness in Edge Computing-enabled Networks 1
1.1 Introduction 1
1.2 Edge Computing-enabled Wireless Sensor Networks Model 4
1.2.1 Network Description 4
1.2.2 Transmission Model 5
1.2.3 Energy Model 6
1.2.4 η-Coverage Probability 7
1.2.5 Two SCD Approaches 10
1.3 Probability-based SCD Algorithm 10
1.3.1 Single Pre-Charged Sensor Case 11
1.3.2 Multiple EH Sensor Case 20
1.4 RL-based SCD Algorithm 20
1.4.1 POMDP Formulation 21
1.4.2 Proposed Network Architecture 22
1.4.3 Complexity Analysis 24
1.5 Simulation Results 25
1.6 Conclusion 30
II. i-CU: Intelligent Cache Replacement and Content Update for Data Freshness in Cloud-Edge Networks 32
2.1 Introduction 32
2.2 System Model and Problem Formulation 35
2.2.1 Network Description and Age of Information 35
2.2.2 Content Request and Transmission Model 38
2.2.3 FACH Ratio Maximization Problem 39
2.3 Intelligent Cache Replacement and Content Update Algorithm 41
2.3.1 MDP Formulation 41
2.3.2 Score-based Action Decision 42
2.3.3 Proposed Algorithm 44
2.3.4 Complexity Analysis 47
2.4 Simulation Results 49
2.4.1 Simulation Setting and Baseline Algorithms 49
2.4.2 Training Curve and Performance Verification 51
2.4.3 Effect of Environmental Parameters on Performance 53
2.5 Conclusion 56
III.Channel Feature Prediction-based Physical Layer Authentication in Underwater Networks 58
3.1 Introduction 58
3.2 CIR Feature Prediction-based Authentication 59
3.2.1 Network Model 59
3.2.2 Feature Prediction-based Authentication 60
3.3 Simulation Results 61
3.4 Conclusion 62
References 63DoctordCollectio
실리콘-그래핀 복합체, 이의 제조방법, 이를 포함하는 리튬 이온 전지
No full text본 발명은 실리콘; 및 상기 실리콘 상에 형성된 3차원 구조의 다공성 그래핀층을 포함하는 실리콘-그래핀 복합체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이며, 또한, 상기 실리콘-그래핀 복합체를 포함하는 전극, 상기 전극을 포함하는 리튬 이온 전지에 관한 것이다
Development of Palladium Source and Drain based Carbon Nanotube FET Biosensors Using an Inkjet Printing Method for Detection of Airborne Particulates
No full textCarbon nanotubes, Inkjet Printing, FET, BiosensorThis study presents the development and optimization of a highly sensitive carbon nanotube field-effect transistor (CNTFET)-based biosensor, utilizing palladium (Pd) as the source/drain (S/D) electrode material and molecularly imprinted polymers (MIPs) or aptamer functionalization to achieve selective detection of ergosterol and lipopolysaccharides (LPS), respectively. Traditional CNTFETs often employ chromium (Cr) for contact materials; however, Cr’s relatively high contact resistance limits device sensitivity. Here, we show that replacing Cr with Pd significantly enhances electrical properties, achieving increased mobility and favorable on/off ratios due to reduced contact resistance.
The fabricated CNTFET biosensors exhibited superior linearity and sensitivity across a broad concentration range. For LPS detection, the aptamer-functionalized CNTFET showed a detection limit of 2.2 pg/mL and a linear response between 0.6 pg/ml to 10 ng/mL, outperforming conventional LPS detection methods such as the Limulus Amebocyte Lysate (LAL) assay. Similarly, the MIP-functionalized CNTFET sensor for ergosterol detection demonstrated a linear range from 0.6 pg/mL to 0.156 ng/mL, demonstrating performance comparable to traditional methods like high-performance liquid chromatography (HPLC).
These results highlight the advantages of CNTFETs with Pd contacts for biosensing applications, showing high signal-to-noise ratios, minimal interference, and stable performance. Integrating MIP and aptamer functionalization further enhances target specificity and operational efficiency, establishing the Pd-CNTFET platform as a promising alternative for real-time, low-concentration detection in medical diagnostics and environmental monitoring.
|대기 중 부유 입자는 인간의 건강에 직접적이고 간접적인 위협을 가하며, 효과적인 검출 방법의 필요성을 강조합니다. 본 연구는 세균의 존재를 나타내는 내독소(ET)와 진균류의 지표인 에르고스테롤(Erg)의 검출에 초점을 맞추었습니다. 기존의 ET 검출 방법인 LAL 테스트는 낮은 민감도와 β-글루칸과 같은 물질에 의한 간섭 문제가 있으며, Erg 검출 방법 또한 한계가 있습니다.
본 연구에서는 탄소 나노튜브 전계효과 트랜지스터(CNTFET)를 전기화학 센서로 활용하여 높은 민감도와 즉각적인 응답을 제공하는 실시간 검출 시스템을 개발하였습니다. CNT 채널에 PBase를 연결제로 사용하여 ET에 특이적인 앱타머를 부착함으로써 선택적으로 ET에 반응하는 센서를 제작하였습니다. 에르고스테롤 검출을 위해서는 분자 인쇄 폴리머(MIP)를 CNT 채널에 부착하여 선택적 결합과 검출이 가능하도록 하였습니다.
접촉 전극에 팔라듐(Pd)을 사용하여 소스/드레인 접촉 저항을 감소시켜 캐리어 이동도를 향상시켰습니다. 이는 센서의 작동 전류를 증가시키고 신호 대 잡음비를 개선하여 센서 성능을 향상시켰습니다. 또한, 잉크젯 프린팅 방법을 통해 CNT를 갭 사이에 연결하여 부유된 CNT 구조를 구현하였고, 이를 통해 앱타머 기능화를 극대화하여 센서 성능을 향상시켰습니다.
개발된 CNTFET 바이오센서는 ET에 대해 높은 민감도와 5차례 이상의 검출 범위를 보여주었습니다. 이는 기존 센서들에 비해 향상된 성능으로, 실시간 검출 능력을 갖춘 센서의 목표에 부합합니다. 에르고스테롤 검출에서도 유사한 결과를 얻어 다양한 농도에서 정확한 측정과 차별화가 가능함을 확인하였습니다.
향후 이 센서들을 단일 FET 어레이에 통합하여 하나의 칩에서 내독소와 에르고스테롤을 동시에 검출할 수 있는 시스템을 구축하고자 합니다. 추가 개발을 통해 주요 환경 물질의 검출 센서를 통합한 멀티칩 시스템으로 확장할 수 있으며, 이를 통해 단일 칩에서 다양한 대기 중 부유 입자를 포괄적으로 모니터링할 수 있는 강력한 도구를 제공할 것입니다.Ⅰ. Introduction 1
1.1 Motivation 1
Ⅱ. Methods 8
2.1 Fabrication Process 8
2.2 Measurement 11
Ⅲ. Results and Discussion 15
3.1 Comparison of Cr and Pd as Contact Materials 15
3.2 Biosensing Applications of Pd-CNTFETs for LPS Detection 25
3.3 Biosensing Applications of Pd-CNTFETS for Ergosterol Detection 29
Ⅳ. Conclusion 31
4.1 Summary 31
References 33
요 약 문 36MasterdCollectio
오픈랜 아키텍처에서 동적 최적화와 학습을 활용한 계층적 네트워크 슬라이싱
No full textOpen-RAN, Network Slicing, Lyapunov Optimization, Reinforcement Learning1 Introduction 1
2 Dynamic Network Slicing Control Framework in AI-Native Hierarchical Open-RAN Architecture 4
2.1 Background Knowledge of O-RAN 4
2.2 Dynamic Network Slicing Framework 5
2.2.1 Operation in Non-RT-RIC 6
2.2.2 Operation in Near-RT-RIC 6
2.2.3 Operation in O-CU/DU/RU 7
2.3 Performance Evaluation 8
2.3.1 Simulation Setup 9
2.3.2 Applied Algorithms 9
2.3.3 Simulation Results 10
3 MARS: Mobility-Aware Hierarchical RAN Slicing in Open-RAN Architecture 11
3.1 System Model 11
3.2 Problem Formulation 16
3.3 Development of MARS Algorithm 22
3.3.1 Timescale Decomposition 22
3.3.2 Algorithm of Inter-SP 23
3.3.3 Algorithm of Intra-SP 24
3.3.4 Analysis of MARS 27
3.4 Performance Evaluation 29
3.4.1 Setup 29
3.4.2 Simulation Results 30
4 Conclusion 33
References 34MasterdCollectio
Cooperative Memory Deduplication with Intel® Data Streaming Accelerator
No full textMemory deduplication plays a critical role in reducing memory consumption and the total cost of ownership (TCO) in hyperscalers, particularly as the advent of large language models imposes unprecedented demands on memory resources. However, conventional CPU-based memory deduplication can interfere with co-running applications, significantly impacting the performance of time-sensitive workloads. Intel introduced the on-chip Data Streaming Accelerator (DSA), providing high-performance data movement and transformation capabilities, including comparison and checksum calculation, which are heavily utilized in the deduplication. In this work, we enhance a widely-used kernel-space memory deduplication feature, Kernel Samepage Merging (ksm ), by selectively offloading these operations to the DSA. Our evaluation demonstrates that CPU-based ksm can lead to 5.0-10.9× increase in the tail latency of co-running applications while DSA-based ksm limits the latency increase to just 1.6× while achieving comparable memory savings. © IEEE.FALSEsciescopu
T cell-derived small extracellular vesicles targeting CD24 enhance anti-tumor effect through dual activation of innate and adaptive immunity
No full textImmune checkpoint blockade, PD-L1, CD24, tumor microenvironment, small extracellular vesicle, cancer immunotherapyI. Introduction 1
II. Materials and methods 5
2.1 Phage display panning 5
2.2 Production and purification of antibodies 5
2.3 Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) 6
2.4 Cell culture 6
2.5 Macrophage differentiation 7
2.6 RNA isolation and quantitative real time-polymerase chain reaction (qRT-PCR) 7
2.7 Macrophage phagocytosis assay 7
2.8 Generation and production of anti-CD24 antibody-engineered T cell-derived sEVs 8
2.9 Staining of sEVs 9
2.10 Characterization of sEVs 9
2.11 Western blotting 10
2.12 Immunocytochemistry (ICC) 11
2.13 In vitro flow cytometry analysis 11
2.14 In vivo flow cytometry analysis 12
2.15 In vivo sEVs targeting assay 13
2.16 In vivo anti-tumor effects in the LLC subcutaneous model 13
2.17 Macrophage and CD8+ T cell depletion 13
2.18 In vivo anti-tumor effects in the LLC-lung metastasis model 14
2.19 Statistical analysis 14
III. Results 15
3.1 Development and characterization of monoclonal antibodies targeting CD24 15
3.2 Production and characterization of αCD24-expressing T cell-derived sEVs 22
3.3 Specific binding and internalization of αCD24-sEVs in cancer cells 25
3.4 Enhancement of macrophage-mediated phagocytosis by αCD24-sEVs 25
3.5 αCD24-sEVs reduce PD-L1 levels in cancer cells 29
3.6 αCD24-sEVs specifically delivered to the tumor in the LLC subcutaneous model 29
3.7 Anti-tumor activity of αCD24-sEVs in the LLC subcutaneous model 32
3.8 αCD24-sEVs enhance phagocytosis and anti-tumor immune responses within the TME 34
3.9 αCD24-sEVs reduce PD-L1 expression within the tumor tissue 34
3.10 The anti-tumor immune response of αCD24-sEVs is dependent on macrophages and CD8+ T cells 37
3.11 Therapeutic efficacy of αCD24-sEVs in an LLC-lung metastasis model 37
IV. Discussion 40
V. References 42
요 약 문 44MasterdCollectio
Predictive Forwarding Rule Caching for Latency Reduction in Dynamic SDN
Full text linkIn mission-critical environments such as industrial and military settings, the use of unmanned vehicles is on the rise. These scenarios typically involve a ground control system (GCS) and nodes such as unmanned ground vehicles (UGVs) and unmanned aerial vehicles (UAVs). The GCS and nodes exchange different types of information, including control data that direct unmanned vehicle movements and sensor data that capture real-world environmental conditions. The GCS and nodes communicate wirelessly, leading to loss or delays in control and sensor data. Minimizing these issues is crucial to ensure nodes operate as intended over wireless links. In dynamic networks, distributed path calculation methods lead to increased network traffic, as each node independently exchanges control messages to discover new routes. This heightened traffic results in internal interference, causing communication delays and data loss. In contrast, software-defined networking (SDN) offers a centralized approach by calculating paths for all nodes from a single point, reducing network traffic. However, shifting from a distributed to a centralized approach with SDN does not inherently guarantee faster route creation. The speed of generating new routes remains independent of whether the approach is centralized, so SDN does not always lead to faster results. Therefore, a key challenge remains: determining how to create new routes as quickly as possible even within an SDN framework. This paper introduces a caching technique for forwarding rules based on predicted link states in SDN, which was named the CRIMSON (Cashing Routing Information in Mobile SDN Network) algorithm. The CRIMSON algorithm detects network link state changes caused by node mobility and caches new forwarding rules based on predicted topology changes. We validated that the CRIMSON algorithm consistently reduces end-to-end latency by an average of 88.96% and 59.49% compared to conventional reactive and proactive modes, respectively. © 2024 by the authors.TRUEsciescopu
Sr-V-O type electrode material for Sr battery and preparation method of the same
No full text본 발명의 일 측면에 따르면, Sr1+xV6O16・y(H2O) (0 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ y ≤ 9)을 포함하는 스트론튬 이온 전지용 전극 물질, 이를 포함하는 스트론튬 이온 전지 및 Sr1+xV6O16・y(H2O) (0 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ y ≤ 9)을 포함하는 스트론튬 이온 전지용 전극 물질을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 효율이 우수한 스트론튬 이온 이차전지를 제공할 수 있는 효과가 있다