Spatial distribution of local tunneling conductivity due to interference and Coulomb interaction effects for deep and shallow impurities on semiconductor surfaces

Spatial distribution of local tunneling conductivity was investigated for deep and shallow impurities on semiconductor surfaces. Non-equilibrium Coulomb interaction and interference effects were taken into account and analyzed theoretically with the help of Keldysh formalism. Two models were investigated: mean field self-consistent approach for shallow impurity state and Hubbard-{I} model for deep impurity state. We have found that not only above the impurity but also at the distances comparable to the lattice period both effects interference between direct and resonant tunneling channels and on-site Coulomb repulsion of localized electrons strongly modifies form of tunneling conductivity measured by the scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS).Comment: 5 pages, 3 figure

Maintenance of mesenchymal stem cells culture due to the cells with reduced attachment rate

Aim. The classic detachment techniques lead to changes in cells properties. We offer a simple method of cultivating the population of cells that avoided an influence on the surface structures. Methods. Mesenchymal stem cells (MSC) from human umbilical cord matrix were obtained and cultivated in standard conditions. While substituting the culture media by a fresh portion, the conditioned culture medium, where the cells were maintained for three days, was transferred to other culture flacks with addition of serum and growth factors. Results. In the flacks, one day after medium transfer, we observed attached cells with typical MSC morphology. The cultures originated from these cells had the same rate of surface markers expression and clonogenic potential as those replated by standard methods. Conclusions. MSC culture, derived by preserving the cells with reduced attachment ability, actually has the properties of «parent» passage. Using this method with accepted techniques of cells reseeding would allow maintaining the cells that avoided an impact on the cell surface proteins.Мета. Застосування класичних методик для відкріплення мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) від субстрату призводить до змін їхніх властивостей. У даному повідомленні запропоновано простий і доступний спосіб збереження популяції клітин, що уникли впливів на поверхневий апарат. Методи. МСК з матриксу пупкового канатика людини отримували і культивували за стандартною методикою. При заміні культурального середовища на свіжу порцію кондиціоноване середовище, у якому культури знаходилися впродовж трьох днів і яке потенційно містило спонтанно відкріплені клітини, переносили в інший культуральний посуд, додаючи сироватку та ростові фактори. Результати. Через добу після перенесення середовища на дні культурального посуду можна було спостерігати прикріплені клітини типової для МСК морфології, які мали ступінь експресії поверхневих маркерів та клоногенний потенціал, аналогічні таким у культур, пасованих за стандартною методикою. Висновки. Дочірня культура, отримана внаслідок збереження клітин, які спонтанно відкріпились у процесі заміни культурального середовища, фактично, зберігає властивості клітин вихідного пасажу. Запропонований метод доцільно застосовувати додатково до стандартної методики пасування. Це дозволить постійно мати пул клітин, які уникли пошкоджуючих впливів на білки і глікопротеїни поверхні клітини.Цель. Использование классических методик для открепления мезенхимальных стволовых клеток (МСК) от субстрата приводит к изменению их свойств. В данном сообщении предложен простой и доступный способ сохранения популяции клеток, избежавших влияния на поверхностный аппарат. Методы. МСК из матрикса пупочного канатика человека получали и культивировали по стандартной методике. При замене культуральной среды на свежую порцию кондиционированную среду, в которой культура находилась в течение трех дней, предположительно содержащую спонтанно открепившиеся клетки, переносили в другой культуральный сосуд, добавляя сыворотку и ростовые факторы. Результаты. Через сутки после переноса кондиционированной среды на дне сосуда можно было обнаружить прикрепленные клетки типичной для МСК морфологии, имеющие степень экспрессии поверхностных маркеров и клоногенный потенциал, аналогичные таким культур, пересеянных по стандартной методике. Выводы. Дочерняя культура, полученная в результате сохранения клеток, спонтанно открепившихся в процессе замены культуральной среды, фактически, сохраняет свойства клеток исходного пассажа. Метод целесообразно применять дополнительно к стандартной методике пассирования. Это позволит постоянно иметь пул клеток, избежавших влияния классической процедуры пассирования на белки и гликопротеины поверхности клетки

Fundamental gap in fundamental biology

The article raises the problems of intracellular spatial and temporal organization of metabolism, signaling, and energy supply of these processes. To provide cell functions, the enzymes of metabolic chains, molecules of signaling pathways, and macroergs (as units of molecular interactions, accompanied by energy consumption) should find their partners and get their precise spatial relationship. The current views are based on ideas of compartmentalization of all processes as local sites of cellular matrix membrane, where specific stages of different metabolic cycles take place. The assembly of complexes of macromolecules in the number and combinations, required for their adequate functioning in the space of a cell, is generally described as intracellular transport of vesicles, implemented by mobile elements of cytoske- leton. Inside the vesicle there is «effective load» – macromolecules. The membranes of these vesicles fuse with specific sites of the matrix membranes and therefore relocate macromolecules. Neither calcula- tions nor assumptions allow explaining precise formation of enzymatic chains, their interaction, signaling, etc. on this basis. Such transport of macromolecules (inside vesicles) enables solving other tasks. The concept of search-and-address systems in the form of space-scanning micro vesicles is proposed and well-grounded for purposes of searching for partners, forming chains and complexes, and building compartments. The micro vesicles collect corresponding chains of enzymes, signaling, and ensure the interactions on their surface. These micro vesicles are exactly those compartments, which provide for both precision of processes and their relationship. Keywords: metabolism, cell, compartmentalization, vesicle, trans- port of macromolecules, precision of processes.Ставится проблема внутриклеточной пространственно-временной организации метаболизма, сигналинга и энергетического обеспечения этих процессов. Для функционирования клетки ферменты метаболических цепей, молекулы сигнальных путей, макроэрги (как единицы молекулярных взаимодействий, сопровождающихся поглощением энергии) должны находить своих партнеров и пространственно-прецизионно взаиморасполагаться. Существующие представления основаны на идеях компартментализации всех этих процессов в виде локальных участков мембраны клеточного матрикса, на которых происходят отдельные этапы различных циклов. Сборка комплексов макромолекул в требуемом количестве и сочетаниях для их адекватного функционирования в пространстве клетки в самом общем виде описывается как внутриклеточный транспорт везикул, осуществляемый подвижными элементами цитоскелета. А внутри везикул расположен «полезный груз» – макромолекулы. Мембраны таких везикул сливаются с определенными участками мембран матрикса и таким способом перемещают макромолекулы. Любые расчеты и любые допущения не позволяют на подобной основе объяснить прецизионные формирования ферментных цепей, их взаимодействие, сигналинг и т. д. Такой транспорт макромолекул (внутри везикул) обеспечивает решение иных задач. Для объяснения поиска партнеров, формирования цепей и комплексов, образования компартментов предлагается и обосновывается концепция поисково-адресных систем доставки в виде сканирующих пространство клетки микровезикул. Они собирают на своей поверхности соответствующие цепи ферментов, участков сигналинга, их взаимодействия. Такие микровезикулы и являются компартментами, обеспечивающими и прецизионность процессов, и их взаимодействие. Ключевые слова: метаболизм, клетка, компартментализация, везикула, транспорт макромолекул, прецизионность процессов.У публікації поставлено проблему внутрішньоклітинної просторово-часової організації метаболізму, сигналінгу та енергетичного забезпечення цих процесів. Для функціонування клітини ферменти метаболічних ланцюгів, молекули сигнальних шляхів, макроерги (як одиниці молекулярних взаємодій, що супроводжуються поглинанням енергії) повинні знаходити своїх партнерів і мати просторово-прецизійне взаєморозташування. Існуючі уявлення засновано на ідеях компартменталізації усіх цих процесів у вигляді локальних ділянок мембрани клітинного матрикса, де відбуваються окремі етапи різних циклів. Збирання комплексів макромолекул у необхідній кількості і комбінаціях для їхнього адекватного функціонування у просторі клітини у самому загальному вигляді описується як внутрішньоклітинний транспорт везикул, який здійснюється рухливими елементами цитоскелета. А всередині везикул розташований «корисний вантаж» – макромолекули. Мембрани таких везикул зливаються з певними ділянками мембран матриксу і таким чином пересувають макромолекули. Будь-які розрахунки і припущення не дозволяють на подібній основіз’ясувати прецизійні формування ферментних ланцюгів, їхню взаємодію, сигналінг тощо. Такий транспорт макромолекул (усередині везикул) забезпечує вирішення інших завдань. Для пояснення пошуку партнерів, формування ланцюгів і комплексів, створення компартментів пропонується і обгрунтовується концепція пошуково-адресних систем доставки у вигляді скануючих простір клітини мікровезикул. Вони збирають на своїй поверхні відповідні ланцюги ферментів, ділянок сигналінгу, їхньої взаємодії. Такі мікровезикули і є компартментами, що забезпечують і прецизійність процесів, і їхню взаємодію. Ключові слова: метаболізм, клітина, компартменталізація, везикула, транспорт макромолекул, прецизійність процесів

The influence of localized states charging on 1/f^{\alpha} tunneling current noise spectrum

We report the results of theoretical investigations of low frequency tunneling current noise spectra component (1/f^{\alpha}). Localized states of individual impurity atoms play the key role in low frequency tunneling current noise formation. It is found that switching "on" and "off" of Coulomb interaction of conduction electrons with one or two charged localized states results in power law singularity of low-frequency tunneling current noise spectrum 1/f^{\alpha}. Power law exponent in different low frequency ranges depends on the relative values of Coulomb interaction of conduction electrons with different charged impurities.Comment: 7 pages, 5 figure

Charge and spin configurations in the coupled quantum dots with Coulomb correlations induced by tunneling current

We investigated the peculiarities of non-equilibrium charge states and spin configurations in the system of two strongly coupled quantum dots (QDs) weakly connected to the electrodes in the presence of Coulomb correlations. We analyzed the modification of non-equilibrium charge states and different spin configurations of the system in a wide range of applied bias voltage and revealed well pronounced ranges of system parameters where negative tunneling conductivity appears due to the Coulomb correlations.Comment: 10 pages, 6 figure

γ-Trimethylsilyl(triphenylsilyl) pyridines in syntheses of silicon-containing pyridinium ylids and indolizines

Three N-phenacyl-γ-trimethylsilyl (triphenylsilyl)pyridinium bromides were converted to stable silyl-substituted pyridinium ylids. Six previously unknown silicon-containing indolizines were obtained by two methods, viz., 1,3-dipolar cycloaddition of dimethyl acetylenedicarboxylate (DMAD) to the pyridinium ylids and the Chichibabin reaction. Spectral data that confirm the structures of the synthesized compounds are presented. © 1981 Plenum Publishing Corporation

γ-Trimethylsilyl(triphenylsilyl) pyridines in syntheses of silicon-containing pyridinium ylids and indolizines

Three N-phenacyl-γ-trimethylsilyl (triphenylsilyl)pyridinium bromides were converted to stable silyl-substituted pyridinium ylids. Six previously unknown silicon-containing indolizines were obtained by two methods, viz., 1,3-dipolar cycloaddition of dimethyl acetylenedicarboxylate (DMAD) to the pyridinium ylids and the Chichibabin reaction. Spectral data that confirm the structures of the synthesized compounds are presented. © 1981 Plenum Publishing Corporation