Asic система: Оборудование для майнинга ASIC BITMAIN купить или закзать в «АрмИТ»

Производитель ASIC для майнинга биткоинов представил вычислительные ускорители на основе нейронных процессоров

Компания Bitmain хорошо известно среди майнеров биткоина, поскольку уже несколько лет предлагает процессоры AISC и соответствующие системы для майнинга биткоинов. Bitmain представила BM1387, первую ASIC, изготавливаемую по 16-нм техпроцессу TSMC. Она обеспечивает отличную эффективность 0,098 J/GH. Самая крупная система Antminer S9 использует 189 таких чипов.

Однако чипы можно использовать и для других целей. Тема нейронных процессоров привлекает все больше внимания, крупные ИТ-компании оптимизируют свои продукты под машинное обучение, что открывает возможности и для Bitmain. Чип Sophon BM1680 был разработан в 2015 году, он производится по 28-нм техпроцессу HPC+ на заводах TSMC. Тепловой пакет чипа составляет 41 Вт.

Чип состоит из 64 блоков Neural Processing Units (NPU). В результате мы получаем вычислительную производительность до 2 TFLOPS с одинарной точностью. Чип оснащен 32 Мбайт кэша. Кроме чипа на карте присутствуют 16 Гбайт памяти DDR4-2667 с поддержкой ECC. Пропускная способность составляет 85,3 Гбайт/с. Энергопотребление карты – до 85 Вт. Так что требуется активное охлаждение, которое напоминает кулеры видеокарт. Карта названа Sophon SC1, она подключается в слот PCI Express с восемью линиями.

Чипы Sophon BM1680 поддерживают совместную работу благодаря выделенным соединениям на 50 Гбайт/с. На карте-ускорителе Sophon SC1+ используются два чипа BM1680, в результате вычислительная производительность удваивается до 4 TFLOPS. То же самое касается и памяти, емкость которой составляет 2x 16 GB. Энергопотребление не удваивается, заявлен уровень 150 Вт.

Sophon SC1 можно приобрести по цене $600. Ускоритель Sophon SC1+ будет представлен чуть позднее. В 2018 году Bitmain планирует перенести производство чипов на 12-нм техпроцесс, что должно увеличить эффективность. Но пока не совсем понятно, смогут ли выдержать подобные системы конкуренцию со стороны разработок Google, Apple, NVIDIA и Intel. Последние зачастую обеспечивают намного более высокую вычислительную производительность.

Структурированные ASIC

Поиск на сайте Intel.com

Вы можете выполнять поиск по всему сайту Intel.com различными способами.

• Торговое наименование: Core i9
• Номер документа: 123456
• Кодовое название: Kaby Lake
• Специальные операторы: “Ice Lake”, Ice AND Lake, Ice OR Lake, Ice*

Ссылки по теме

Вы также можете воспользоваться быстрыми ссылками ниже, чтобы посмотреть результаты самых популярных поисковых запросов.

Недавние поисковые запросы

Asic Performer

Датчики и измерительные преобразователи давления 25, 60, 100, 250, 400 и 600 бар.

Датчики и преобразователи давления ASIC Performer подразделения Parker Filtration. Серия ASIC Performer обеспечивает широкий ассортимент датчиков давления для мобильного и промышленного оборудования. Эти датчики были разработаны с учетом требований промышленных контрольно-измерительных систем. Соответственно, корпуса всех компонентов, контактирующих с измеряемой средой, изготовлены из нержавеющей стали. Это дает совместимость с широким дипазоном сред. Имеется выбор из двух штекерных соединителей: DIN или M12. Предусмотрено шесть диапазонов измерений и либо вольтовый, либо токовый вариант сигнального выхода. Датчики с выходными сигналами 4…20 мА поставляются в двухпроводном исполнении. Встроенный регулятор напряжения обеспечивает работу датчиков с напряжением питания 12-36/9-36 В пост. тока. Все датчики изготавливаются на своих собственных производственных предприятиях, что типично для постоянной нацеленности компании Parker Hannifin на гибкость и качество.

 

Особенности датчиков:

Серия высококачественных датчиков и измерительных преобразователей с номинальными значениями давления — 25, 60, 100, 250, 400 и 600 бар. Моноблочное исполнение корпуса и диафрагмы обеспечивает долгосрочную стабильность. Конструкция полностью из нержавеющей стали. Экономичное решение для применения во многих отраслях.

Датчики 0-5 В, 1-6 В. Измерительные преобразователи 0-20 мА. Резьба 1/4 ” BSP. Опции соединителя М12 или вилки MicroDIN.

 

Типичные области применения

Вилочные автопогрузчики — тормозная и погрузочная системы.	Машины для перемещения грунта — гидравлическое управление редукторами.	Системы водопотребления — системы повышения давления для промышленности и высотных зданий.
Автокраны — системы предохранения от перегрузки.	Гоночные автомобили — коробка передач, топливная и охлаждающая система и система подвески.	Лесозаготовительное оборудование — валка и транспортировка.
ЦБК — системы управления скоростью и взвешиванием.

 

Технические характеристики

Диапазоны давления:	Вид резьбы:
25, 60, 100, 250, 400, 600 бар.	G1/4 (1/4BSP) с уплотнением ED. Все виды резьбы и сопряжение датчика изготовлены из нержавеющей стали 1.4301. По нестандартной резьбе обращайтесь в Parker CMC
Виброустойчивость:	Масса:
+/- 5 мм / 10 Гц. ..32 Гц	200 — 230 г
200 м/с2 / 32 Гц…2 кГц	Срок службы:
Монтаж:	10 миллионов циклов
Размер гаечного ключа 22A/F.
Макс. (рекомендуемый) момент затяжки = 30 Нм.

Электрическая часть

Напряжение питания:	Выход
12 — 36 В пост. тока	0–5 В пост. тока
12 — 36 В пост. тока	1 — 6 В пост. тока
9 — 36 В пост. тока	4 — 20 мА
Токопотребление датчика = <6 мА Импеданс нагрузки (Ом) = 10 000 Шумы выходного сигнала = 0,1% полной шкалы

Предельные параметры давления:

Ном. 25	Макс. давление перегрузки	Макс. разрывное давление
25	x 2 (50 бар)	x 3 (180 бар)
60	x 2 (120 бар)	x 3 (300 бар)
100	x 2 (200 бар)	x 3 (750 бар)
250	x 2 (500 бар)	x 3 (1200 бар)
400	x 2 (800 бар)	x 2,5 (1500 бар)
600	x 2 (1200 бар)

 

Характеристики изделия

Линейность:	Диапазон рабочих температур:
Типичная: 0,3% полной шкалы.	от -40°C до +85°C.
Макс.: 0,6% полной шкалы.	Температурная компенсация:
Гистерезис:	от -20°C до +85°C.
Типичный: 0,1% полной шкалы.	Стабильность:
Макс.: 0,25% полной шкалы.	<0,1% полной шкалы/год (тип.).
Повторяемость:	Время отклика:
Типичная: 0,2% полной шкалы.	= <1 мсек.
Макс.: 0,4% полной шкалы.

 

Информация для заказа

Датчик давления

Код заказа	Описание	Модель	Выход	Давление	Вид резьбы	Соединитель
PTDVB2501B1C1	0 — 5 В пост. тока 250 бар 1/4 BSP уплотнение ED micro-din	PTD	VB	250	1	B1C1
PTDVB4001B1C1	0 — 5 В пост.тока 400 бар 1/4 BSP уплотнение ED micro-din	PTD	VB	400	1	B1C1
PTDVB2501B1C2	0 — 5 В пост.тока 250 бар 1/4 BSP уплотнение ED М12	PTD	VB	250	1	B1C2
PTDVB4001B1C2	0 — 5 В пост.тока 400 бар 1/4 BSP уплотнение ED М12	PTD	VB	400	1	B1C2
PTDVB0251B1C1	0 — 5 В пост.тока 25 бар 1/4 BSP уплотнение ED micro-din	PTD	VB	25	1	B1C1
PTDVB0251B1C2	0 — 5 В пост.тока 25 бар 1/4 BSP уплотнение ED М12	PTD	VB	25	1	B1C2

 

Преобразователь давления

Код заказа	Описание	Модель	Выход	Давление	Вид резьбы	Соединитель
PTXB4001B1C2	4 — 20 мА 400 бар 1/4 BSP уплотнение ED M12	PTX	B	400	1	B1C2
PTXB0251B1C1	4 — 20 мА 25 бар 1/4 BSP уплотнение ED micro-din	PTX	B	25	1	B1C1
PTXB0251B1C2	4 — 20 мА 25 бар 1/4 BSP уплотнение ED M12	PTX	B	25	1	B1C2
PTXB4001B1C1	4 — 20 мА 400 бар 1/4 BSP уплотнение ED micro-din	PTX	B	400	1	B1C1
PTXB2501B1C1	4 — 20 мА 250 бар 1/4 BSP уплотнение ED micro-din	PTX	B	250	1	B1C1
PTXB2501B1C2	4 — 20 мА 250 бар 1/4 BSP уплотнение ED M12	PTX	B	250	1	B1C2

 

Принадлежности

Код заказа	Описание	Взамен
P833PVC2M	2-метровый с ПВХ-оболочкой 4-жильный кабель	P. 833PVC-2M
P833PVC5M	5-метровый с ПВХ-оболочкой 4-жильный кабель	P.833PVC-5M
P833PVC10M	10-метровый с ПВХ-оболочкой 4-жильный кабель	P.833PVC-10M

Контейнер-ферма для майнинга на 360 ASIC Antminer S9

Цена: 1 817 600 руб

Стоимость монтажа: 4 000 руб

Стоимость пусконаладки: 86 000 руб

Внимание! Для монтажных организаций, дилеров и субподрятчиков действуют особые условия.

Монтаж и пусконаладка может быть произведена заказчиком или сторонней организацией.

О продукте

Наиболее востребованное на рынке решение. Сочетает в себе оптимальное количество майнеров в разрезе удешевления подключения установочной мощности и продвинутую интеллектуальную систему контроля давления и температуры, а также всестороннего дистанционного мониторинга состояния ASICов. Позволяет легко масштабировать систему с подключением неограниченного количества контейнеров в единый диспетчерский центр

Возможности:

• Вместимость 360 шт ASIC S9
• габаритные размеры 12190x2440x2890 мм
• вес около 4 тон
• 8 стеллажей по 45 майнеров и 45 блоков питания , встроенный распределительный щиток
• установочная мощность 550 кВт
• приточная вентиляция на 2 управляемых канальных вентилятора суммарной мощностью 22 кВт с низкошумными сверхпроизводительными лопастями
• система фильтрации
• приточные управляемые жалюзи
• перепускные жалюзи
• автоматическая система регуляции и контроля температуры и давления
• сетевая инфраструктура на базе роутера Mikrotic с уникальной прошивкой с защитой подсетей от вирусов

Преимущества:

• удобный транспортный размер 40 футов
• интеллектуальная система управления климатом
• надежная система безопасности
• продвинутая масштабируемая система мониторинга состояния
• уникальная система учета и отслеживания перемещений и ремонтов ASICов
• революционная система управления контейнером с сенсорным интерфейсом
• высококачественные надежные НЕ бюджетные электрокомпоненты
• сечение силовых проводов рассчитано с запасом, нет потерь

Комплектация:

CMDONGLE – АППАРАТНОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПО: Wibu-Systems

Высокий уровень безопасности благодаря чипу смарт-карты

Когда речь идет о защите программного обеспечения (ПО), с точки зрения максимального уровня безопасности, оптимальным вариантом является использование аппаратных ключей. Основу CmDongle составляет чип смарт-карты, в который входит микроконтроллер с безопасной областью памяти для хранения криптографических ключей и прошивки.

На данный момент Wibu-Systems использует чипы смарт-карты от компании Infineon Technologies, прошедшие испытания уровня EAL 5+ и обеспечивающие защиту от атак по сторонним каналам, таких как DPA (Differential Power Analysis). Таким образом, считывание ключей и копирование прошивки становится практически невозможным.

Используя CmDongle, можно независимо шифровать и расшифровывать данные  на основе симметричных и ассиметричных алгоритмов, таких как AES (Advanced Encryption Standard), RSA (Rivest-Shamir-Adleman) и ECC (Elliptic Curve Cryptography). Также есть возможность осуществлять цифровую подпись данных или ее проверку.

Большое хранилище лицензий

Для хранения лицензий в каждом CmDongle выделена память размером 328 килобайт. Это означает, что в ключ можно записать до 2000 лицензий, созданных в соответствии с различными моделями лицензирования. Каждая из этих лицензий может являться многопользовательской на тысячи параллельных мест.

Все в одном ключе

Все лицензии хранятся в защищенной памяти внутри чипа смарт-карты ключа CmDongle. Подключая ключ к разным машинам, пользователи могут перемещать лицензии с одного компьютера на другой. Для этих целей дополнительные лицензии не требуются.

Дополнительная флэш-память

Опционально ключи CmDongle могут поставляться с флэш-памятью, размер которой достигает 64 гигабайт. С их помощью можно передавать пользователю не только лицензии, но и сам программный продукт в рамках одного устройства. Также ПО может запускаться с самого ключа без установки дополнительных драйверов. Обычно в CmDongle используется промышленная память типа SLC (Single-Level Cell). Она работает быстрее, может часто перезаписываться и функционировать в различном температурном режиме. По запросу доступен альтернативный вариант — память MLC (Multi-Level Cell).

Производители ПО могут разделить хранилище на разные области памяти по следующим критериям:

• Открытая: свободная область для чтения и записи данных
• Закрытая: защищенная область (требуется пароль на чтение и запись)
• Скрытая: скрытая область, доступная только через API и пароль
• CD-ROM: область для чтения

Установка без драйверов

Для ключей CmDongle доступны два интерфейса взаимодействия: Mass Storage Device (MSD) и Human Interface Device (HID). Таким образом, ничего дополнительно устанавливать не нужно. Пользователь может сам подключиться к компьютеру и использовать CmDongle без прав администратора. Производители ПО могут предварительно указать интерфейс взаимодействия (HID или MSD) или оставить выбор за пользователем.

Лицензии от разных производителей в одном CmDongle

В каждом ключе CmDongle могут храниться лицензии от различных производителей. Лицензии записываются в разные области безопасности. Это позволяет пользователю использовать только один физический ключ для хранения лицензий от разных поставщиков ПО. Такая функция преимущественно интересна для разработчиков плагинов и прочих расширений.

Обновление лицензий

Производители ПО могут обновлять лицензию в ключе пользователя. Процесс обновления осуществляется на основе файлов с данными. Это происходит следующим образом: пользователь создает и отправляет удаленный файл с данными о нужном CmDongle; производитель на основе полученного файла создает файл обновления лицензий и высылает обратно пользователю. Файл однократно импортируется в выбранный ключ.

Такой процесс позволяет активировать, обновлять и деактивировать лицензии. Файл получения CodeMeter гарантирует успешную активацию лицензий. Файл обновления может передаваться автоматически с помощью системы CodeMeter License Central.

Безопасное обновление прошивки

Аналогичным образом можно обновлять прошивку в самом ключе. Это можно сделать онлайн или офлайн. Таким образом, производителям ПО станут доступны функции, которых еще не было на момент поставки ключей. Стоит отметить, что прошивка – это подписанный Wibu-Systems файл. Попытка загрузить самописную прошивку в ключ будет отклонена.

Защищенные внутренние часы

В каждом CmDongle есть внутренние часы. Проверка лицензий, ограниченных по времени, происходит именно из них. Часы находятся внутри чипа смарт-карты и защищены от попыток манипуляций. Они доступны для любого форм-фактора ключа. В том числе, часы не требуют отдельной батареи, что позволяет использовать их неограниченное количество времени.

Опционально доступны ключи со встроенной батарейкой CmSticks/T, которая используется как дополнительный фактор синхронизации виртуальных часов. Данная модель ключа рекомендуется, если ПО ограничено по времени или редко используется.

Аппаратные ключи CmDongle доступны в различных форм-факторах.

CodeMeter Dongles 

CmStick/T

Ключ в металлическом корпусе и с дополнительной батарейкой
USB

Datasheet 1001-03-230

CodeMeter Dongles with flash memory

CmStick/MC

Ключ в металлическом корпусе с памятью MLC
16 ГБ – 32 ГБ
USB
 

1011-03-53x

CmStick/MI

Ключ в металлическом корпусе с памятью pSLC
8 ГБ – 16 ГБ
USB

1011-03-63x

CodeMeter Dongles – Discontinued / Limited Production

CmStick/CI

Для внутренних USB-портов
USB 2×4

 

Datasheet

CmStick/I

Для внутренних USB-портов
USB 2×5

Datasheet

CodeMeter Dongles with flash memory – Discontinued / Limited Production

CmStick/MC

Ключ в металлическом корпусе с памятью MLC
8 ГБ – 64 ГБ
USB
 

Datasheet

CmStick/MI

Ключ в металлическом корпусе с памятью SLC
512 МБ – 8 ГБ
USB

Datasheet

Interested in a personalized offer for our CodeMeter technology? Just answer a few questions and our team will get back to you with all the information you need.

Submit

SIMATIC NET, МИКРОСХЕМА ASIC SIM 1-2 ДЛЯ PROFIBUS PA IEC 61158-2ДЛЯ ВЗРЫВОБЕЗ. ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРИ 31,25 КБИТ/С, 60 ШТУК В УПАКОВКЕ (6GK1588-3BB02)

Код товара 2379824

Артикул 6GK1588-3BB02

Страна Германия

Наименование SIMATIC NET, МИКРОСХЕМА ASIC SIM 1-2 ДЛЯ PROFIBUS PA IEC 61158-2ДЛЯ ВЗРЫВОБЕЗ. ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРИ 31,25 КБИТ/С, 60 ШТУК В УПАКОВКЕ

Упаковки  

Сертификат RU C-DE.АЖ26.B03032-01

Характеристики

Код товара 2379824

Артикул 6GK1588-3BB02

Страна Германия

Наименование SIMATIC NET, МИКРОСХЕМА ASIC SIM 1-2 ДЛЯ PROFIBUS PA IEC 61158-2ДЛЯ ВЗРЫВОБЕЗ. ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРИ 31,25 КБИТ/С, 60 ШТУК В УПАКОВКЕ

Упаковки  

Сертификат RU C-DE.АЖ26.B03032-01

Всегда поможем:
Центр поддержки
и продаж

Скидки до 10% +
баллы до 10%

Доставка по городу
от 150 р.

Получение в 150
пунктах выдачи

ASIC-и, стоит ли вкладываться в приобретение коробок, которые делают деньги? / Хабр

Для тех, кто только услышал про существование волшебных коробочек, которые делают деньги, генерируя криптовалюты, и уже готов бежать сломя голову в банк за кредитами, спешу немного охладить ваш пыл и сохранить ваши нервы и деньги в будущем.

Я раскрою вам страшную тайну — любые такие продаваемые устройства убыточны

… в той криптовалюте, которую они добывают! Это очень важный момент, на непонимании которого вас обманывают их продавцы и производители, но об этом потом.

Когда то давным давно, четыре года назад, первый асик, созданный компанией Avalon для добычи bitcoin, по счастливой случайности (их производители были просто не опытные и/или ошиблись с расчетами) приносили баснословные, десятикратные прибыли своим покупателям, и то речь идет о самом первом батче сентября 2012 года, а вот все последующие были уже либо убыточными либо на грани. Следующий производитель, который позволил своим покупателям получить прибыль (порядка +30% за пол года, причем сама стоимость отбивалась за первые месяцы, а после шли сущие копейки на которые не стоит обращать внимание) — это был bitfury.

И это были единственные случаи, когда покупатели этих устройств получали доход от майнинга! В лучшем случае можно было отбить свои вложения и даже выйти в небольшой плюс, продав это устройство как можно быстрее по завышенной цене, но это явно удавалось далеко не каждому.

И как же производители нас обманывают?

Это очень просто, особенно когда речь идет о единственном производители оборудования для конкретной криптовалюты, либо того, чьи производственные мощности составляют значительную часть мощности всей сети. Производитель знает, какое количество устройств и когда он произведет и когда они будут запущены. Это не сложно, если ты сам составляешь эти планы, а покупатели заранее несут тебе деньги за 3-5 месяцев, в надежде попасть в самый первый батч первыми. Затем, пользуясь простой школьной математикой вычисляет, сколько и за какой срок все эти выпущенные устройства сгенерируют криптовалюты.

Небольшой ликбез — на текущий момент абсолютно все криптовалюты, bitcoin и альткоины, добываются примерно по следующему правилу — количество добываемых монет приблизительно постоянно, мало того, почти у всех скорость добычи уменьшается, с целью получить фиксированную эмиссию монет к концу определенного периода. У bitcoin, например, примерно раз в 4 года количество добываемых монет резко уменьшается в два раза.

Чтобы достичь этого, сложность задачи, решаемой всеми майнерами автоматически подстраивается, и при увеличении совокупной мощности майнеров — сложность тут же увеличивается. Таким образом, если в сети майнили абстрактные 1000 коробок и за сутки добывают 1000 монет, давая каждому по одной, то если произвести еще 1000, то количество добытого каждой станет 0.5 монеты. Этот процесс не скачкообразный, размазанный во времени, где то больше скорость роста, где то меньше, учесть все не получится, это зависит от работы таможни и служб доставки, плюс сами производители не мгновенно выдают устройства.

Итак, производитель точно знает, сколько произведенная им коробка в лучшем случае сгенерирует монет, и выставляет стоимость в своем магазине ровно столько или даже больше

… с учетом стоимости электроэнергии, рисков поломки и затрат на обслуживание. Напоминаю — расчет идет в той криптовалюте, которую добывает это устройство. Само собой, в магазине вы уведите сумму в фиатной валюте, например долларах. На самом деле производители действуют гораздо умнее, опыт уже набран хороший. Так как производители обычно достаточно богаты, возможны дополнительные манипуляции с курсом именно этой криптовалюты в момент выставления лотов для продажи, нужно то всего подержать высокую стоимость, а точнее рост, считанные дни, максимум недели. Либо просто дождаться такого роста, когда какая-нибудь крупная биржа или маркетмейкер ее пропампят. Так же известно, что практически все значимые альткоины так или иначе растут с ростом главной — bitcoin, и падают с ее падением, не сразу но в среднем, при оценке в течении нескольких месяцев.

Все зависит от того, как ведет себя покупатель. Обычно, когда видит цену устройства для майнинга — он идет в гугл, и ищет первый попавшийся калькулятор профита (bitcoin profit|mining calculator), вбивает туда параметры устройства и получает красивую табличку — доход за сутки, за неделю, месяц и год. Видит красивые числа, устройство отбивается за три месяца, а потом принесет еще много, и с визгами радости бежит и платит денежку. Чуть более умные, щелкают по нескольким ссылкам, находят калькулятор по умнее, учитывающий рост курса и сложности, и там тоже получаются красивые числа, может быть чуть по меньше но тоже зеленого цвета с возвратом вложений в 6 месяцев. Еще более умные, читают отзывы предыдущих покупателей, как они превозмогая сложности и борясь с шумом и пылью и сломанной системой охлаждения, получали доход после первых 9 месяцев — в рублях/долларах, а добытое тут же бросают на покупку очередного устройства. Само собой, в голове таких горе инвесторов крутится — а где вы видели чтобы доходы были сразу — надо поработать, и все равно несут и несут деньги.

Случаи, когда первые покупатели получают небольшой доход, на грани погрешностях в расчетах оценки производителей. Это случается, когда производителей несколько и они не смогли нормально друг с другом договориться (первые компании, по слухам, договаривались о объемах выпускаемых мощностей, но потом, как это логично, кто то кинул всю гоп компанию, и теперь там чистая анархия), и то, если ошибка оценки была в меньшую сторону. Это нормально — производителю банально проще вместо того чтобы тратить силы и время на организацию, строить и поддерживать гигаватные датацентры для размещения своих устройств, просто продать их, даже чуть чуть с меньшим доходом, но это не проблема, потом можно еще выпустить следующую партию. Если говорить более точно, производители оборудования для майнинга те же самые майнеры, приходят на этот рынок с планами майнить самостоятельно, и кто то даже держит какой то процент своих мощностей, ведь это поддержка их вложений, буквальная — майнеры определяют будущее криптовалюты, принимают решение о том, вносить ли изменения в протокол и стандарты или нет. Просто разум побеждает — риски нужно диверсифицировать, и переносить на других.

Устройство для добычи криптовалют никогда не простаивают

И это логично, было бы глупо держать просто на складе эти по истине волшебные устройства. Поэтому производители майнят перед отсылкой покупателям, первые из них палили сроки майнинга, указывая в настройках по умолчанию параметры своих аккаунтов на пулах, где статистика работы публичная. Иногда эти сроки были на столько большие что показывали как производитель получал доход, превышающий стоимость уже проданного им устройства, просто задерживая отправку на неделю или больше. Будьте благоразумны, сейчас производители точно так же поступают, просто скрывают свою деятельность лучше.

Почему важно рассматривать стоимость в криптовалюте или даже bitcoin а не в долларах

Потому что существует еще один простой способ получать доход в фиатных валютах — спекулятивная торговля, с покупкой и сохранением криптовалюты, а чаще это bitcoin на долгий срок — год или больше. Если вы хотите получать доходы с деятельности в криптоэкономике, вам стоит сравнивать их с этим способом. А так как до сих пор, bitcoin непрерывно растет, это имеет смысл. Поэтому если вы думаете получить доход за счет роста курса, просто купите эту криптовалюту и ждите роста ее стоимости.

Какие еще риски и расходы, если все таки заниматься майнингом

Во-первых, это задержки во времени получения устройства. Помимо недобросовестных производителей, придерживающих устройства у себя, есть еще служба доставки и таможня. Они создают главные проблемы у отечественных майнеров. Последние так вообще могут не пропустить устройство, указывая на отсутствие нотификации — почти все устройства его не имеют, да и это не важно, когда то даже был производитель, который тратил время и потенциальный доход майнеров на ее получение для российской таможни, пользы это никому не принесло.

Во-вторых, затраты, помимо электроэнергии, требуется еще и охлаждение помещения — а это, либо достаточно дорогие кондиционеры, либо системы отвода горячего воздуха, а значит и подачи холодного с улицы, с фильтрацией от пыли и насекомых. Так же, это затраты на само помещение, так как дома, рядом с кроватью, очень шумные и даже опасные для организма коробки не подержишь (очень вредная пыль, которую рубят кулеры системы охлаждения, ее пропускают в легкие нос, из-за того что она очень мелкая, когда у вас один компьютер — не страшно, когда их у вас десяток и вы дышите этим постоянно. ..).

В-третьих, это затраты на обслуживание. Кулеры системы охлаждения, в зависимости от температурного режима, выходят из строя и требуют замены — это считается расходником. Так же ломаются блоки питания, не часто но достаточно чтобы на это обратить внимание в расчетах. Ломаются и сами платы, что тоже может потребовать реакцию от владельца, иногда это отключение сбойной платы, иногда починка с помощью замены сгоревшего элемента — это требует как минимум специалиста, чье время и знания не бесплатны.

В-четвертых, вы можете не учесть проблемы связанные с самой криптовалютой. Например в течении года вы получаете небольшие выплаты на свой кошелек, а затем, когда сумма в долларах становится достаточной чтобы считать что вы вышли на доход, собираетесь перевести всю сумму на обменник и получаете, внезапно, комиссию, сравнимую или больше всех ваших денег на счете. Вы судорожно начинаете изучать вопрос, и оказывается что у вас много пыли и ваша транзакция слишком много весит в байтах, а именно сейчас у bitcoin наблюдаются большие организационные проблемы и транзакции очень дорогие.

Почему же находятся люди, которые утверждают что получают доход?

Потому что они считают в фиатных валютах, а курс как раз подскочил.

Потому что они ‘воруют’ электроэнергию и не оплачивают аренду помещения, в котором держат свои асики.

Потому что они торгуют добытой криптовалютой, судя по всему успешно, если у них доход.

Потому что они хотят продать вам это устройство и действительно в итоге получить доход за ваш счет.

Что такое ASIC и как его построить? | Концентратор System-on-Chip

Курс Advanced Topics на ASIC Реализация Университета Тампере подошла к своей середине. Лекционная часть курса завершена, и студенты хотят начать работу над лабораторным заданием, охватывающим вторую половину курса.

На курсе 15 мотивированных студентов — хорошая плотная группа для первого внедрения.

Мотивация, содержание

Университет Тампере предлагает много курсов по цифровому дизайну.Наша учебная программа представляет собой краткий путь от маленьких светодиодных указателей поворота до интеграции многопроцессорных платформ. В наших курсах использовались микросхемы программируемой вентильной матрицы (FPGA), которые хорошо подходят для создания прототипов, но часто в промышленных условиях целевая платформа — это реализация на основе интегральных схем (ASIC) для конкретных приложений из-за их производительности и преимущества в цене за единицу. Кроме того, научные круги в этой области перешли к реализациям на основе ASIC, чтобы сосредоточить исследования там, где есть проблемы.

Эти потребности вдохновили нас на расширение нашего образования с помощью нового курса, который охватывает шаги, относящиеся к проектированию ASIC. К счастью, при цифровом проектировании для этих различных платформ, ПЛИС и ASIC используются аналогичные этапы проектирования и проверки (желтые на рисунке) в начале процесса проектирования, поэтому у студентов есть необходимые предварительные условия из существующих курсов. После этого появляются конкретные шаги ASIC (отмечены розовым, оранжевым и голубым). В конце концов, после многократных проверок качества проектная база данных (GDSII) готова к отправке на фабрику для производства. Производство — это то, чего мы не можем делать в контексте, но определенно тема, к которой мы вернемся в следующих публикациях!

Все эти шаги требуют отдельных инструментов и обширных знаний о потоке инструментов. Успех разработчика ASIC зависит от различных физических явлений: задержки в наносекундах, емкости в пикофарадах и длины проводов в микрометрах кажутся ничтожными, но всем этим необходимо управлять для работающего продукта. В противном случае ваш мобильный телефон был бы размером с футбольное поле, работающий от отдельной электростанции.

Современные ASIC состоят из различных субмодулей: даже десятки ядер ЦП, сопроцессоров, ускорителей и интерфейсных модулей посвящены своим конкретным задачам. Связь между этими модулями требует сложной сети межсоединений — сети на кристалле (NoC).

Источник: https://www.anandtech.com/show/9330/exynos-7420-deep-dive/2

В связи с важностью межсоединений с высокой пропускной способностью и предыдущими исследованиями и разработками нашей группы, мы выбрали NoC в качестве дизайна, на котором будут сосредоточены наши лабораторные работы.

Лекции, семинары, презентации и лабораторные работы

Курс начался с наших лекций по основам NoC. После введения первым заданием для студентов было проанализировать и представить недавнюю научную статью о технологиях SoC, Network-on-Chip или ASIC. Студенты выбрали интересные статьи о ходе исследования NoC, и у нас даже была одна презентация о новой нетрадиционной транзисторной логике, которая заменит знакомые вентили CMOS. Мы хотим поблагодарить всех докладчиков, а также учителя многому научились!

Сотрудничество с различными партнерами сыграло важную роль в проведении курса.В результате у нас было много интересных гостевых лекций экспертов. Эрно Салминен из Nokia прочитал нам двойную лекцию, в которой познакомил нас с синтезом ASIC и этапами физического проектирования с точки зрения промышленного проекта. Затем последовали лекции, которые прочитали специалисты одной из ведущих компаний-производителей средств автоматизации электронного проектирования (EDA), Cadence. Cadence обучила нас своим инструментам, а студенты также получили доступ к обучающей платформе Cadence, где у них есть широкий каталог онлайн-курсов.

Это дало студенту необходимые знания для продолжения практической работы с лабораторными упражнениями. Лабораторные работы охватят все шаги в потоке ASIC. Курс завершится в декабре презентацией студентов на втором семинаре. Они объяснят мощность, производительность и результаты в области, которых они достигли при их внедрении. Разные результаты и подходы обязательно вызовут интересные дискуссии!

Авторы Арто Ойнонен и Антти Раутакура

Что такое специализированная интегральная схема (ASIC)?

Что означает специализированная интегральная схема (ASIC)?

Специализированная интегральная схема (ASIC) — это разновидность интегральной схемы, которая специально создана для конкретного приложения или цели.По сравнению с программируемым логическим устройством или стандартной логической интегральной схемой, ASIC может улучшить скорость, потому что он специально разработан для выполнения одной задачи, и она делает это хорошо. Его также можно сделать меньше и потреблять меньше электроэнергии. Недостатком этой схемы является то, что ее разработка и изготовление могут быть более дорогими, особенно если требуется всего несколько единиц.

ASIC можно найти практически в любом электронном устройстве, и его использование может варьироваться от пользовательского рендеринга изображений до преобразования звука.Поскольку все ASIC изготавливаются по индивидуальному заказу и, следовательно, доступны только компании, которая их разработала, они считаются запатентованной технологией.

Techopedia объясняет специализированные интегральные схемы (ASIC)

Существуют три разные категории ASICS:

• Полностью настраиваемые ASICS: они создаются с нуля для конкретного приложения. Их конечная цель определяется дизайнером. Все фотолитографические слои этой интегральной схемы уже полностью определены, что не оставляет места для модификации во время производства.
• Semi-Custom ASIC: они частично настроены для выполнения различных функций в области их общей области применения. Эти ASICS предназначены для внесения некоторых изменений во время производства, хотя маски для рассеянных слоев уже полностью определены.
Платформа ASIC
• : они разработаны и произведены на основе определенного набора методологий, интеллектуальной собственности и четко определенной конструкции кремния, что сокращает цикл проектирования и минимизирует затраты на разработку.Платформенные ASIC состоят из предопределенных срезов платформы, где каждый срез представляет собой предварительно изготовленное устройство, логику платформы или всю систему. Использование предварительно изготовленных материалов снижает затраты на разработку этих схем.

Radio ASIC System Designer

Наша прекрасная возможность

Подразделение Radio ASIC System Design относится к разделу Common Radio Module PDU Radio и несет ответственность за систематизацию с точки зрения управления требованиями к радиосвязи для ASIC (Application Specific Coordinated Circuits), FPGA (Field-Programmable Gate Array). Радиосистема на кристалле (SoC) и систематизация ASIC — это сердце радиоблоков Эрикссон, которые являются частью базовых станций Эрикссон 2G, 3G, 4G и 5G. Основное внимание организационной единицы уделяется функциям радиосвязи и функциям радиосвязи, которые должны быть реализованы в системе на кристалле.

Функции радиосвязи будут реализованы в архитектурных функциях, интерфейсах на плоскости управления и плоскости пользователя радиосигнала в нисходящем и восходящем каналах, а также в функциях управления в подсистемах ЦП (центральный процессор) и других подсистемах, таких как DSP. (Цифровая обработка сигналов), память, ПЗУ (постоянная память), загрузка и безопасность.

Вы будете

• Функции, характеристики, интерфейсы, возможности конфигурации и подсистемы радиоблока системы привода
• Участвуйте или проводите исследования технического анализа и предварительную разработку в областях систематизации SoC
• Сборка для разработки микросхем и ПЛИС радиосвязи и реализации требований в спецификации требований
• Поддержка проектной группы во время разработки, верификации и валидации проекта

Чтобы добиться успеха в этой должности, вы должны иметь

• Магистр наук, Ph. D., Post Doc или аналогичные степени в области электротехники, инженерной физики или информатики
• Опыт работы в области обработки сигналов, телекоммуникационных систем и радиотехники
• Знание о систематизации объединенных областей аппаратного обеспечения, микропрограмм, промежуточного программного обеспечения и программного обеспечения
• Опыт систематизации радио при установке требований для GSM, WCDMA, LTE и NR
• Опыт работы с радио DPD (цифровое предыскажение), PIMC (пассивное подавление взаимной модуляции), DAC / ADC (цифро-аналоговый преобразователь / аналого-цифровой преобразователь) и ORAN (открытая сеть радиодоступа)
• Знание встраиваемых систем, система на кристалле, ASIC, FPGA
• Уровень владения английским языком

Что это для вас?

Здесь, в компании Ericsson, наша культура основана на более чем столетних смелых решениях.С нами вы больше не будете мечтать о том, что ждет вас в будущем — вы измените его определение. Вы не будете развиваться ради существующего положения вещей, но вы создадите то, что заменит его. Присоединение к нам — это способ продвинуть вашу карьеру в любом направлении, в котором вы хотите; с сотнями возможностей карьерного роста в разных местах по всему миру, в месте, где совместное творчество и сотрудничество встроены в стены. Вы окажетесь в среде, где сочувствие и человечность являются краеугольными камнями нашей работы, а баланс между работой и личной жизнью является приоритетом.Добро пожаловать в инклюзивную глобальную компанию, где у вас безграничны возможности оказать влияние.

Что происходит после подачи заявки?

Чтобы подготовиться к следующим шагам, изучите информацию здесь: https://www.ericsson.com/en/careers/job-opportunities/hiring-process

Мы являемся работодателем с равными возможностями и ценим разнообразие в нашей компании. Мы не допускаем дискриминации по признаку расы, религии, цвета кожи, национального происхождения, пола, пола, гендерного выражения, сексуальной ориентации, возраста, семейного положения, статуса ветерана или инвалидности. Мы позаботимся о том, чтобы инвалидам было предоставлено разумное приспособление для участия в процессе подачи заявления о приеме на работу или собеседования, для выполнения важнейших должностных функций и для получения других льгот и привилегий при приеме на работу. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы запросить размещение.

Считаете ли вы, что организация, способствующая сотрудничеству и совместной работе с целью быстрого выполнения, создает большую ценность для бизнеса? Цените ли вы культуру гуманности, где важны решения, основанные на фактах, и наш народ поощряется к высказыванию? Верите ли вы, что разнообразные и открытые команды способствуют производительности и инновациям? В Ericsson так и есть.

Мы предоставляем равные возможности трудоустройства независимо от расы, цвета кожи, пола, сексуальной ориентации, трансгендерного статуса, гендерной идентичности и / или самовыражения, семейного положения, беременности, родительского статуса, религии, политических убеждений, национальности, этнического происхождения, социального происхождения, социального статус, статус коренного населения, инвалидность, возраст, членство в профсоюзе или представительство сотрудников, а также любые другие характеристики, защищенные местным законодательством или Кодексом деловой этики Эрикссон.

Основные страна и город: Китай (CN) || || Пекин

Req ID: 545217

Государственная ключевая лаборатория ASIC и систем, Университет Фудань — Лаборатории и центры

Утверждено Национальной комиссией по развитию и реформам и предоставлен кредит на общую сумму 1 доллар США.6 миллионов от Всемирного банка, Государственная ключевая лаборатория ASIC & System была создана в 1992 году и является единственной государственной ключевой лабораторией в области проектирования интегральных схем в стране. Лаборатория прошла национальную оценку в 1995 году и повторную оценку Министерства науки и технологий в 2002 и 2007 годах. Лаборатория основана на двух ключевых национальных дисциплинах — «Микроэлектроника и твердотельная электроника» и «Схема и система». Дисциплина первой степени «Электронная наука и техника», которая также является государственной ключевой дисциплиной.В лаборатории есть программы докторантуры и магистратуры, а также пост-докторские станции.

Воспользовавшись преимуществом многопрофильности, сосредоточившись на интегральных схемах, ключевом вопросе, имеющем решающее значение для экономического и социального развития и национальной обороны в стране, лаборатория в соответствии с основными международными тенденциями развития микроэлектроники и национальными стратегическими требованиями начал исследовательские проекты по специализированной методологии проектирования ИС и прорывным технологиям ИС системы на основе микроэлектронных технологий, САПР и методологии теории схемных систем.Его цель — решить острые теоретические проблемы и ключевые технологические трудности в исследованиях ИС, систем и технологий устройств, связанных с дизайном, разработать чиповые технологии с автономными правами интеллектуальной собственности для передовой электронной системы и стать одной из самых важная база для исследований IC Design, промышленного развития и развития талантов.

В соответствии с национальными стратегиями развития и тенденциями международных технологий IC SOC, нацеленных на острые проблемы теории, методов и технологий проектирования в глубоких ультра-субмикронных, нанометровых, сверхвысоких скоростях, сверхмалых энергиях и смешанных сигналах. схема, лаборатория фокусируется на четырех областях исследований: SOC-дизайн, IC CAD, глубокие ультра-субмикронные / наноустройства и процессы, а также MEMS.

Лаборатория нацелена на международные исследования IC и служит экономическому развитию страны. Основываясь на направлениях исследований, лаборатория реализовала и выполнила многочисленные исследовательские проекты различного типа, в том числе финансируемые Планом 863, Планом 973, Национальным фондом естественных наук, а также рядом совместных международных проектов. Развитие за последние несколько лет сделало лабораторию одной из ведущих организаций в некоторых областях исследований этой дисциплины в Китае, а некоторые результаты исследований достигли международного уровня.Лаборатория внесла большой вклад в научные и технологические инновации в исследованиях ИС в Китае.

В последние годы лаборатория опубликовала ряд высококачественных научных статей для ведущих международных журналов и конференций. Более 70 статей было опубликовано в таких ключевых международных журналах, как IEEE Journal of Solid State Circuits, IEEE Transactions on Circuits and Systems, IEEE Transactions on Computer Aided Design of Integrated Circuits and Systems, IEEE Trans. по силовой электронике, IEEE Trans.на СБИС, IEEE Electron Device Letters, IEEE Trans. по электронным устройствам, перспективным материалам, письмам по прикладной физике и т. д. На первоклассных международных конференциях по проектированию ИС и САПР было опубликовано более 100 статей, таких как ISSCC, IEDM, DAC, ICCAD, DATE, IRPS, симпозиумы по технологии СБИС, ESSCIRC, A- SSCC, ISCAS, ASPDAC и т. Д.

Лаборатория опубликовала семь научных работ, три из которых на английском языке были опубликованы всемирно известными издательствами Elsevier Science и Springer-Verlag соответственно.Получено более 138 патентов на изобретения. Лаборатория также была удостоена первой и второй национальных премий за научно-технический прогресс, муниципальных премий Шанхая за научно-технический прогресс, национальных премий за научно-технический прогресс, номинированных Министерством образования, и многих других провинциальных и министерских наград.

Профессор Сюань Цзэн в настоящее время является директором лаборатории, а профессор Сяолан Янь возглавляет технический комитет. В лаборатории работают 74 преподавателя, в том числе 1 академик Китайской инженерной академии, 4 профессора «Национальных планов на тысячу человек», 4 профессора «Программы стипендий Cheungkong», 3 победителя Национального фонда выдающейся молодежи, 50 профессоров и доцентов. .Лаборатория стремится привлекать таланты из страны и за рубежом с помощью своей действенной политики и наняла более 30 исследователей с международным опытом. В то же время лаборатория занимается воспитанием местных академических лидеров и молодых исследователей, которые укрепляют исследовательскую группу и работают над важными исследовательскими проектами. Профессора лаборатории молодого и среднего возраста финансируются в рамках ряда программ поддержки талантов Министерства образования и муниципального правительства Шанхая. Многие из них являются членами технических комитетов ключевых национальных программ, плана 863 и муниципального правительства Шанхая.Также многие из них завоевали такие почетные титулы, как New Century Talent, Shanghai IT Top 10 и Shanghai Outstanding Young Teacher.

Лаборатория может похвастаться площадью 12 000 квадратных метров и оборудованием общей стоимостью 2,1 миллиарда юаней. Он имеет три исследовательские платформы по проектированию, тестированию и процессу ИС, которые обслуживают лабораторию на принципах открытости, сотрудничества, интерактивности и совместного использования ресурсов. Лаборатория ведет активную международную связь и обмен информацией по различным каналам: 1) путем проведения международных конференций, e.г. ASP-DAC, ASICON, ICSICT, ISIF; 2) путем создания совместных лабораторий с такими компаниями, как Intel, Xilinx, Novellus, Agilent, ADI, ARM и др .; 3) путем проведения совместных исследований с международными академическими кругами. При поддержке Фонда стипендий для посещения ключевых лабораторий Университета Фудань лаборатория привлекла более 50 профессоров из европейских и американских университетов для проведения совместных исследований. Это усиливает лабораторию передовыми исследованиями и международным уровнем. Таким образом, лаборатория становится более перспективной и интернационализированной.

Мозги военной электроники: специальные микросхемы ASIC

Мозги военной электроники: специальные микросхемы ASIC — Northrop Grumman

Этот веб-сайт лучше всего просматривать в таких браузерах, как Edge, Firefox, Chrome или Safari. Мы рекомендуем вам использовать один из этих браузеров для наилучшей работы.

Мозги, стоящие за военной электроникой

Пользовательские микросхемы ASIC

Келли МакСвини

При разработке высокотехнологичных электронных систем для военных стандартные электронные компоненты просто не подойдут.В то время как многие потребительские товары построены на стандартных микрочипах, военные системы работают на специализированных интегральных схемах (ASIC). Инженеры Northrop Grumman несут ответственность за разработку этих нестандартных микросхем, чтобы обеспечить безопасную обработку данных для Министерства обороны (DOD).

Что такое ASIC?

Думайте о ASIC как о мозге устройства, которое позволяет ему выполнять свою работу. В то время как стандартные микросхемы легче найти, ASIC более эффективны, потому что они предназначены для определенного использования.И они разработаны не только для военных; в коммерческом мире эта технология используется в бытовой электронике, коммуникационном оборудовании и многом другом.

«Мы создаем индивидуальную версию, аналогичную процессорам, установленным в iPhone», — говорит Роб Кобер, сотрудник Northrop Grumman. «Но наши устройства соответствуют требованиям Министерства обороны США к обработке, окружающей среде и физической безопасности, чтобы обеспечить безопасность и защиту устройств, когда мы размещаем их за границей».

«Не только проектировать ASIC чрезвычайно сложно, но еще труднее в нашем мире, потому что у нас нет права на ошибку.”

— Мэри Буономо, менеджер по цифровым подсистемам

Проблемы, связанные с ASIC для защиты

Даже при нормальных обстоятельствах ASIC сложно спроектировать, учитывая их требования к весу и мощности для конкретных приложений. Инженеры должны определить точную форму компонентов, таких как транзисторы, которые позволят достичь конечных целей, при этом работая в нанометровом масштабе.

Когда вы добавляете безопасность и другие военные требования и уменьшаете объемы производства, вы создаете чрезвычайно сложную проблему для решения.

«Спроектировать ASIC чрезвычайно сложно, — говорит Мэри Буономо, менеджер по цифровым подсистемам, — но в нашем мире это еще сложнее, потому что у нас нет права на ошибку».

Коммерческая электроника обычно рассчитана на срок службы всего несколько лет. Но военные электронные системы должны прослужить несколько десятилетий. ASIC устанавливаются внутри транспортных средств и другого оборудования, которое будет развернуто в удаленных местах в течение 20 или даже 30 лет. Высокотехнологичные чипы также должны быть достаточно устойчивыми, чтобы выдерживать большие высоты и экстремальные условия, такие как пустыни и самые холодные необитаемые регионы.Для военной техники надежность и надежность — это вопрос жизни и смерти.

«Если наши вещи не работают, значит, у наших бойцов серьезные проблемы», — говорит Кобер. «Их жизнь зависит от того, как вещи ведут себя так, как им положено».

Кроме того, эти крошечные чипы должны быть физически безопасными. Хотя микросхемы внутри потребительских товаров предназначены для предотвращения доступа к ним отдельных хакеров, микросхемы Northrop Grumman должны быть защищены от злоумышленников. Том Вольпе, научный сотрудник Northrop Grumman, добавляет: «Есть люди, которые пытаются реконструировать физические устройства, чтобы извлечь из них содержимое.Наша цель состоит в том, чтобы разработать дизайн нашего продукта обработки таким образом, чтобы любая форма обратного инжиниринга не давала успешной информации ».

«Если наши вещи не работают, значит, у наших бойцов серьезные проблемы. Их жизнь зависит от того, как вещи ведут себя так, как им положено «.

— Роб Кобер, сотрудник Northrop Grumman

Технология цифрового двойника

«Наша команда уникальна, потому что у нас есть опыт, позволяющий пройти путь от проектирования передней части до форм, которые в конечном итоге будут изготовлены и изготовлены». — говорит Буономо.

Команда использует инструменты цифрового дизайна, чтобы начать с кода и преобразовать его в список логических вентилей, основных строительных блоков системы.

«Мы продолжаем изучать дополнительные потоки инструментов, чтобы перейти от действительно абстрактного представления о том, как он ведет себя, вплоть до физического — проводов и транзисторов и форм, которые представляют транзисторы, чтобы выполнять эту функцию», — говорит Кобер. Недавно команда начала использовать передовые компьютерные системы, называемые эмуляторами, которые создают цифрового двойника — другими словами, цифровую версию — микросхем.Таким образом, инженеры могут смоделировать микросхему и интегрировать ее поведение с программным обеспечением, чтобы увидеть, как он на самом деле будет работать, и устранить потенциальные проблемы.

Безопасный, собственный дизайн

В то время как коммерческие поставщики микросхем могут передавать элементы дизайна ASIC на аутсорсинг по всему миру, Northrop Grumman разрабатывает все самостоятельно. Таким образом, весь процесс происходит на защищенных компьютерах и в защищенной сети, чтобы исключить возможности для злоумышленников. «Мы можем решить задачу миссии, от концепции решения на всех этапах реализации до реализации продукта», — говорит Вольпе.«И затем, в конечном итоге, он используется в системах Министерства обороны США, которые защищают нашу нацию и спасают жизни солдат».

Пять инноваций, которые стали возможными с помощью углеродных нанотрубок

Инвестиции в стартапы Повышение внимания к инновациям

Northrop Grumman установила партнерские отношения со стартапом Deepwave Digital из Филадельфии, разработчиком и поставщиком радиочастотных и беспроводных систем powered by ar…

Как военно-воздушные системы EO / IR спасают жизни американцев

Зарегистрируйтесь сейчас, чтобы получать новости от Northrop Grumman о наших технологиях и инновациях.

Подписаться

Кислоточувствительные ионные каналы: белки с двойной функцией для определения химиотерапии и механохимии | Journal of Biomedical Science

Ощущение тканевого ацидоза и механической силы необходимо для того, чтобы организм реагировал на вредные раздражители и / или физиологические изменения для выживания [1, 2]. У позвоночных первичные сенсорные афференты ганглиев задних корешков (DRG), тройничных ганглиев (TG) и узловых ганглиев (NG) проецируются на ткани по всему телу для обнаружения тканевого ацидоза и отслеживания изменений силы снаружи или внутри тела [3, 4].Тканевый ацидоз возникает при повреждении тканей, воспалении, ишемии и метаболических изменениях, тогда как изменения силы возникают из-за тактильных стимулов, сокращения мышц, движения висцеральных органов, движения зубов, кровотока и жидкости в организме и т. Д. Хеморецепторы или метаборецепторы являются подтипами сенсорных нейронов, отвечающих за зондирование тканевого ацидоза; механорецепторы — другие подтипы ощущения силы. Кроме того, полимодальные ноцицепторы обнаруживают вредный тканевой ацидоз и вредные механические раздражители [5]. Накопление доказательств выявило мембранные белки, которые позволяют сенсорным нейронам контролировать ацидоз ткани, включая кислотно-чувствительные ионные каналы (ASIC), каналы транзиторного рецепторного потенциала (TRP), АТФ-зависимый ионный канал (P2X), двухпоровый домен калия (K2P). каналы и протон-чувствительные рецепторы, связанные с G-белком (GPCR; e.g., G2A, GPR4, OGR1, TDAG8) [2, 6, 7].

Однако механически активируемые ионные каналы, которые позволяют сенсорным нейронам передавать механические стимулы, до конца не изучены. Кандидаты в механически активируемые ионные каналы включают ASIC, каналы K2P, белки PIEZO, тентонин 3, белки, подобные трансмембранным каналам (TMC), каналы TRP и анионный канал с регулируемым объемом (VRAC) [1, 4, 8, 9]. Некоторые ионные каналы (например, ASIC, K2P и TRP-каналы), по-видимому, выполняют двойную функцию белка, воспринимая как тканевой ацидоз, так и механическую силу.В этом обзоре мы сосредоточимся на недавнем прогрессе в исследованиях ASIC и обсудим, как эти ионные каналы участвуют в кислотно-чувствительных и механо-чувствительных функциях сенсорных нейронов.

Кислоточувствительные ионные каналы

ASIC являются членами семейства дегенериновых / эпителиальных натриевых ионных каналов (DEG / ENaC), группы нечувствительных к напряжению катионных каналов, экспрессирующихся в нервной системе и многих типах эпителиальных клеток и иммунных клеток [ 10] (рис. 1). У грызунов и людей было зарегистрировано четыре гена, включая Accn1 , Accn2 , Accn3 и Accn4 , кодирующих не менее шести подтипов ASIC (ASIC1a, ASIC1b, ASIC2a, ASIC2b, ASIC3 и ASIC4) [ 11, 12].ASIC известны как протонно-управляемые ионные каналы, потому что гетерологически экспрессируемые ASIC1a, ASIC1b, ASIC2a и ASIC3 в основном проницаемы для Na ⁺ (и в меньшей степени для Ca ²⁺ , K ⁺ ) и опосредуют переходные процессы. или двухфазный (переходный и постоянный) внутренний ток в ответ на внешнее закисление.

Рис. 1

ASIC локализуются в различных соматосенсорных нервных окончаниях, отвечающих как за химиочувствительные, так и за механо-чувствительные функции. В коже ASIC экспрессируются в свободных нервных окончаниях ноцицепторов и кожных нервов, проецируемых на специализированные механорецепторы, такие как тельца Мейснера, тельца Руффини, тельца Пачини, волосяные фолликулы и клетки Меркеля. В мышцах ASIC экспрессируются в свободных нервных окончаниях ноцицепторов и нервных волокнах мышечного веретена группы Ia в интрафузальном мешке. В сердечно-сосудистой системе ASIC экспрессируются в сердечных сенсорных нервах и барорецепторах. В кишечнике ASIC экспрессируются во многих субпопуляциях желудочно-кишечных афферентов. В спинном мозге экспрессирующие ASIC сенсорные афференты иннервируют отдельные пластинки дорсального рога, соответствующие их специфическому сенсорному восприятию.

Каждый подтип ASIC содержит два трансмембранных домена с внутриклеточными N- и C-концами и большую внеклеточную петлю.Кристаллизация куриного канала ASIC1a показала, что для формирования функционального канала необходимы три субъединицы. Субъединичный состав функционального канала может представлять собой сборку трех идентичных подтипов ASIC (гомомерные) или комбинацию различных подтипов ASIC (гетеромерные) [13, 14]. Различные комбинации подтипов ASIC демонстрируют разные электрофизиологические свойства. Однако точные комбинации ASIC (и варианты сплайсинга ASIC) в нативных нейронах остаются неясными и требуют дальнейшего изучения.В соответствии с кристаллической структурой, была предложена модель руки, держащая мяч для представления стереодомена каждой субъединицы [13]. Рука дополнительно делится на внеклеточный домен и две трансмембранные спирали. Бета-шар, окруженный пальцем, большим пальцем, суставом и ладонью, называемый кислотным карманом, выступает во внеклеточную область, чтобы воспринимать протон и внешние раздражители. Две трансмембранные спирали вставляются в липидный бислой как место расположения предплечья, чтобы сформировать поры ионного канала с другими субъединицами.

Паттерны экспрессии каждого подтипа ASIC интенсивно изучались с помощью генетических или иммуногистохимических инструментов за последние два десятилетия [15] (Таблица 1). ASIC1a широко распространен в центральной нервной системе (ЦНС) [16], включая большинство областей головного и спинного мозга, а также периферическую нервную систему (ПНС) в TG, DRG, NG и спиральных ганглиях (SG) [17]. , 18,19]. Обладая широким профилем экспрессии, ASIC1a, как было обнаружено, участвует в модуляции нервной активности в головном мозге и обнаружении ядовитого ацидоза [20].Помимо нервной системы, ASIC1a также экспрессируется в периферических тканях, включая артерии, костный мозг, кишечник, язык и мочевой пузырь [21,22,23,24,25]. ASIC1b специфически экспрессируется в PNS и участвует в болевых ощущениях, но точные подтипы нейронов, которые экспрессируют ASIC1b, недостаточно охарактеризованы [26, 27]. ASIC2 (включая 2 варианта сплайсинга, ASIC2a и ASIC2b) экспрессируется в нескольких областях мозга, включая миндалину, гиппокамп, мозжечок, обонятельную луковицу, кору, ствол мозга и спинной мозг [28, 29], а также в PNS в DRG [28]. 30] и SG [31].ASIC2 в значительной степени экспрессируется в механорецепторах соматосенсорной системы [32], таких как ланцетные волокна волосяных фолликулов, тельца Мейснера и тельца Пачини [33], а также в гладких мышцах дуги аорты [34], церебральной артерии и т. Д. мочевой пузырь. Таким образом, было сделано много усилий, чтобы показать участие ASIC2 в нейросенсорной механотрансдукции [30, 34]. Кроме того, ASIC2 участвует в сокращении гладких мышц, вызванном давлением [35]. ASIC3 преимущественно экспрессируется в DRG (ранее называвшемся DRASIC), TG, NG и SG [3, 36].В ЦНС ASIC3 экспрессируется только в нейронах мезэнцефального ядра тройничного нерва (Me5) в области ствола мозга, которые являются проприоцептивными нейронами [37]. Поскольку нейроны в DRG гетерогенны, дальнейшие исследования молекулярной идентичности показали, что ASIC3 широко экспрессируется в обоих пептидергических нейронах (экспрессирующих CGRP, вещество P) [38], непептидергических нейронах (связанных с изолектином B4), плуторецепторах (экспрессирующих MRGPRA3), с-механорецепторы (экспрессирующие тирозингидроксилазу), миелинизированные механорецепторы (экспрессирующие NF-H, TrkC или NT-3) и проприорецепторы (экспрессирующие парвальбумин) [3, 15, 39].Иммуногистохимические исследования выявили экспрессию ASIC3 в свободных нервных окончаниях кожи и многих типах кожных нервов, выступающих в механические сенсорные структуры, включая ланцетные волокна, тельца Мейсснера и клетки Меркеля [38]. Однако исследования ретроградного прослеживания в сочетании с записью патч-клампа целых клеток демонстрируют, что функциональные каналы ASIC3 в основном экспрессируются в мышечных афферентных нейронах ноцицепторов и проприорецепторов DRG [39, 40]. Помимо нервной системы, ASIC3 также экспрессируется в определенных периферических тканях и клетках, таких как костный мозг [41], кишечник, жировая ткань, мочевой пузырь [22] и суставы [42].Однако функциональное значение ASIC3 в этих тканях требует дальнейшего изучения. ASIC4 в основном экспрессируется в головном мозге и гипофизе, а также в пренатальной или неонатальной DRG [43, 44]. В головном мозге ASIC1a, ASIC2 и ASIC4 обнаруживаются в клетках олигодендроцитарного происхождения [15, 45].

Таблица 1 Экспрессия ASIC в определенных подмножествах механорецепторов

Физиологическое и поведенческое фенотипирование мышей с ASIC-нокаутом

Генетический подход широко использовался для исследования физиологических и поведенческих фенотипов у мышей, не имеющих конкретных подтипов ASIC, и пролил свет на роль ASIC в химиочувствительных и механо-чувствительных функциях нервной системы (таблица 2) и причинная роль дефицита ASIC в этиологии неврологических расстройств (таблица 3) [15]. Повреждение нейронов ослаблено у Asic1a -knockout ( Asic1a ^{— / —} ) мышей после ишемического инсульта [46], черепно-мозговой травмы [47] и экспериментального аутоиммунного энцефалита [48], что предполагает роль ASIC1a в нейрональной эксайтотоксичности головного мозга, вызванной тканевым ацидозом. Механически, ASIC1a-опосредованная кальциевая проводимость ответственна за эксайтотоксичность нейронов, которая может подавляться селективным антагонистом ASIC1a PcTx1 [20]. Кроме того, протоны считаются потенциальными нейротрансмиттерами, активирующими ASIC1a и, таким образом, модулирующими нервную активность и синаптическую пластичность в ЦНС [49].Соответственно, мыши Asic1a ^{— / —} демонстрируют нарушение нейронной пластичности в схемах страха (например, миндалины) и сниженные реакции страха и память [50]. Следует отметить, что нейроны миндалины также были обнаружены как хемосенсоры, обнаруживающие углекислый газ и ацидоз, чтобы вызвать реакцию страха [51]. Другие родственные поведенческие фенотипы головного мозга мышей Asic1a ^{— / —} включают усиление тяги к кокаину, повышенную гиперлокомотию, вызванную амфетамином, снижение тревожного поведения [15, 52] и усиление припадков, вызванных химиоконвульсантами [15, 53].ASIC1a играет роль в PNS в химическом и механо-зондировании. В исследованиях ex vivo у Asic1a ^{— / —} мышей обнаружена повышенная активность механорецепторов в висцеральных афферентных нервах [17]; в поведенческих исследованиях боли Asic1a ^{— / —} мыши реагируют на мышечное воспаление и развивают вторичную (или отраженную) механическую гипералгезию в дистальных тканях, но не развивают первичную механическую гипералгезию в мышцах [54]. Данные для Asic1b ^{— / —} мышей еще не доступны.

Таблица 2 Влияние нокаута ASIC на нейронную активность механорецепторов Таблица 3 Влияние нокаута ASIC подтипа на неврологические расстройства

В отличие от Asic1a ^{— / —} мышей, Asic2 -kno Asic2 ^{— / —} ) мыши обнаруживают значительные дефициты механо-чувствительных фенотипов, но не имеют очевидных химиочувствительных фенотипов [15]. В исследованиях ex vivo у Asic2 ^{— / —} мышей обнаружено снижение или нарушение нейросенсорной механотрансдукции двух типов кожных афферентов (быстро адаптирующихся и медленно адаптирующихся низкопороговых механорецепторов) [30], серозных афферентов толстой кишки, а также напряжения и давления. типы слизистой оболочки желудочно-пищеводных афферентов [17].На системном уровне у мышей Asic2 ^{— / —} наблюдается нарушение барорецепторного рефлекса [34], нарушение вызванного давлением сужения в средних мозговых артериях [35] и устойчивость к пороговым сдвигам слуха, вызванным шумом [31] . Однако некоторые противоречивые результаты ставят под сомнение роль ASIC2 в нейросенсорной механотрансдукции с использованием другого Asic2 -нокаута дизайна [55]. Дальнейшие исследования моделей Asic2a и / или Asic2b , специфичных для подтипов, могут быть полезны для устранения расхождения фенотипов.

Будучи преимущественно экспрессируемой в ПНС и наиболее чувствительном протонно-чувствительном ионном канале, ASIC3 предлагается в качестве важного преобразователя для химического зондирования, особенно для ощущения боли, связанной с тканевым ацидозом [3]. Также исследования фенотипа мышей с нокаутом Asic3 ( Asic3 ^{— / —} ) показали участие ASIC3 в нейросенсорной механотрансдукции [4, 56]. При химическом зондировании мыши Asic3 ^{— / —} утратили индуцированный кислотой устойчивый ток в нейронах DRG, которые экспрессируют токи, подобные ASIC, тогда как у мышей дикого типа ~ 20% нейронов DRG экспрессировали ASIC3-подобные. токи, содержащие устойчивую составляющую [57].Соответственно, мыши Asic3 ^{— / —} демонстрируют в значительной степени сниженное кислотно-индуцированное болевое поведение [58, 59] и нарушение запуска индуцированного кислотой прайминга ноцицепторов [60]. В модели фибромиалгии на мышах Asic3 ^{— / —} мыши не смогли развить хроническую широко распространенную мышечную боль, вызванную повторными внутримышечными инъекциями физиологического раствора [60, 61, 62]. Кроме того, у мышей Asic3 ^{— / —} обнаружено нарушение запуска боли, связанной с ацидозом тканей в условиях хирургического вмешательства, ишемией сердца, воспалением мышц и суставов и ревматоидным артритом [42, 54, 63,64,65, 66,67]. При механо-зондировании у Asic3 ^{— / —} мышей обнаруживается аномальная нейросенсорная механотрансдукция кожных и висцеральных афферентов в исследованиях ex vivo электрофизиологических записей на препаратах ткань-нерв [4]. Что касается кожи, мыши Asic3 ^{— / —} демонстрируют повышенную активность быстро адаптирующихся механорецепторов и пониженную активность механорецепторов A-волокна, поэтому мыши могут быть более чувствительны к легкому прикосновению и менее чувствительны к ядовитому ущипыванию, чем дикие. типа мышей [38].Однако, в противоречие с исследованиями ex vivo, мыши Asic3 ^{— / —} демонстрируют гиперчувствительное ноцифровое поведение к динамическим механическим стимулам [68] и пагубному механическому давлению на хвост [69]. Во внутренних органах мыши Asic3 ^{— / —} обнаруживают снижение активности напряженных гастроэзофагеальных афферентов и снижение афферентов серозной и брыжеечной толстой кишки, что предполагает, что ASIC3 может играть роль в висцеральной ноцицепции [17, 70, 71]. На системном уровне ASIC3 участвует в нейросенсорной механотрансдукции низкопороговых барорецепторов, проприорецепторов, ноцицепторов кожи и улитки; действительно, мыши Asic3 ^{— / —} демонстрируют дефицит диуреза, вызванного увеличением объема крови [72], проприоцептивного поведения при ходьбе на бревне [40], вызванного давлением расширения сосудов кожи [73] и возрастом. -зависимая потеря слуха [74, 75].

Роль ASIC4 в химиотерапии и механо-зондировании все еще остается под вопросом, потому что ASIC4 сам по себе не формирует функциональный канал [43].ASIC4 может подавлять поверхностную экспрессию ASIC1a и ASIC3 и, таким образом, уменьшать индуцированный кислотой ток ASIC [76]. Соответственно, мыши с нокаутом Asic4 ( Asic4 ^{— / —} ) показали противоположные поведенческие фенотипы ASIC1a в модуляции врожденного страха и тревоги [44].

Эти результаты показывают, что ASIC играют важную роль в химическом и механосенсорном восприятии соматосенсорной системы. Интересно, что иногда нокаут подтипа ASIC не подавляет механо-чувствительные фенотипы, а скорее приводит к усилению нервной активности кожных и / или висцеральных механорецепторов, а также к гиперчувствительным болевым ответам на вредные стимулы [4].Кроме того, обнаружены противоречивые результаты между анализами in vitro, ex vivo и in vivo. Например, у мышей Asic3 ^{— / —} гиперчувствительное ноцифологическое поведение к вредным механическим стимулам не соответствует пониженной активности механорецепторов А-волокон в исследовании ex vivo. Более того, хотя активность механорецепторов A-волокна снижена у мышей Asic3 ^{— / —} и не изменена у мышей Asic1a ^{— / —} или Asic2 ^{— / —} мышей Asic1a ^{— / —} :: Asic2 ^{— / —} :: Asic3 ^{— / —} тройной нокаут приводит к повышенной активности механорецепторов A-волокна [77]. Избыточность генов обычно используется для объяснения неожиданных результатов, полученных в исследовании с нокаутом одного гена, если ген нокаута принадлежит к семейству генов, содержащему другие функциональные гомологи. Однако результаты тройного нокаута ASIC почти отрицают возможную избыточность генов, если только в комплексе каналов ASIC не существует более функционально активных белков, играющих роли. Альтернативно, могут быть технические ограничения в текущих подходах к исследованию нейросенсорной механотрансдукции in vitro, ex vivo или in vivo.Одним из важных вопросов является знание правильной модели переключения каналов, которую мы изучаем, когда тесты предназначены для исследования нейросенсорной механотрансдукции.

Молекулярная основа химического зондирования в ASIC

Что касается химического зондирования, ASIC могут реагировать на снижение кислотности внешней среды с pH 7,4 до умеренного уровня (pH 6,8) или даже на резкий ацидоз (pH 4,0) [20]. Чувствительность подтипов ASIC к pH находится в следующем порядке: ASIC3 ≥ ASIC1a> ASIC1b> ASIC2a. Ни ASIC2b, ни ASIC4 не реагируют на закисление, но они образуют функциональные каналы с другими подтипами ASIC и, таким образом, модулируют их чувствительность к pH и свойства каналов.Активация ASIC индуцирует внутренний ток для деполяризации нейронов [78]. Исходя из кристаллической структуры ASIC1a, кислотный карман, содержащий несколько пар кислотных аминокислот, был предложен в качестве одного из датчиков pH каналов ASIC, расположенных на границе раздела между двумя субъединицами, тогда как катионы могут получить доступ к каналу из латеральной области запястья, затем перемещаются в широкий внеклеточный вестибюль и достигают области поры канала [79] (Fig. 2a). Когда ASIC активированы, входящий ток быстро десенсибилизируется, за исключением ASIC3, который опосредует как быстро десенсибилизированный ток, так и неинактивированный устойчивый ток в течение периода кислотного воздействия (рис.2б). Устойчивый ток ASIC3 является результатом окна перекрытия между деактивацией и активацией переходного компонента, что означает, что устойчивый ток является результатом снижения чувствительности в установившемся состоянии. Постоянный компонент ASIC3 важен для восприятия первичной воспалительной боли [58, 80]. Регулирование устойчивой десенсибилизации может быть дополнительно проанализировано путем подгонки модели полимодального Монода-Ваймана-Ченджукса с ее кривой доза-ответ, с помощью которой можно определить наклон (коэффициент Хилла) кривой доза-реакция для одного стимула. внутреннее свойство канала [81].В то время как трансмембранный домен 1 ASIC3 и ASIC1a поменялся местами, химера ASIC1a / ASIC3 не изменила коэффициент Хилла или pH ₅₀ активации ASIC1a, но сильно способствовала устойчивому току за счет стабилизации открытого состояния каналов [82] . Дальнейшие исследования ASIC1a показали, что внеклеточные линкерные области и кислотные остатки в кислотном кармане не важны для активации канала, но влияют на кинетику десенсибилизации и, таким образом, контролируют устойчивый ток.Эти механистические открытия могут предоставить возможности для тонкой настройки зависимости ASIC от pH [83, 84].

Рис. 2

Структура и функции ASIC. a Тримерный канал ASIC состоит из трех субъединиц. Каждая субъединица создает структуру «рука, держащая мяч», чтобы ощущать внеклеточный протон и регулировать токи, управляемые протонами. Существует три основных категории непротонных регуляторов (синтетические / природные соединения, эндогенные метаболиты и двухвалентные катионы) для активации или модуляции ASIC в конформационном изменении структуры. b Гомомерный канал ASIC1a (или ASIC1b, ASIC2a) опосредует переходный ток, тогда как гомомерный канал ASIC3 опосредует двухфазный ток, содержащий переходный компонент, за которым следует неинактивированный устойчивый компонент. c, d Непротонные регуляторы (например, 1 мМ GMQ) могут сдвигать кривую активации (пустой кружок) или инактивации (закрашенный кружок), изменяя конформацию каналов ASIC и увеличивая ток окна (область тени под пунктирные линии)

Помимо взаимосвязи структура-активность, фармакологические исследования в значительной степени продвинули наше понимание химического зондирования ASIC [12]. Например, амилорид является обратимым блокатором пан-ASIC, подавляющим только переходный ток, но не устойчивый компонент. Однако парадоксальные результаты показали, что высокие концентрации амилорида способны открывать гомомерные каналы ASIC3 или гетеромерные каналы ASIC3 / ASIC1b при нейтральном pH и опосредовать устойчивый ток, синергетически усиливая активацию каналов, вызванную ацидозом [10, 85]. Совсем недавно было обнаружено, что небольшая синтетическая молекула 2-гуанидин-4-метилхиназолин (GMQ) активирует и модулирует канал ASIC3 при нейтральном pH, влияя на десенсибилизацию [86].Помимо синтетических соединений, ASIC также чувствительны к двухвалентным катионам. Например, нейротоксичный ион металла Pb ²⁺ обратимо и дозозависимо подавляет токи ASIC в нейронах ПНС и ЦНС [87]. Подтипы ASIC1a, ASIC1b и ASIC3 все чувствительны к ингибированию Pb ²⁺ через связывание внеклеточной петли, которое не зависит от блокады амилорид / Ca ²⁺ .

Как упоминалось ранее, ASIC могут быть активированы синтетическими соединениями, такими как аймлорид и GMQ, при нейтральном pH. Некислотные химиочувствительные свойства ASIC дополнительно устанавливаются путем идентификации эндогенных лигандов медиаторов воспаления. Арахидоновая кислота и лизофосфатидилхолин (16: 0), метаболиты фосфолипидов, активируют ASIC3 при нейтральном pH [88]. И арахидоновая кислота, и лизофосфатидилхолин (16: 0) могут усиливать ток ASIC, сдвигая состояние активации ASIC3 до физиологического pH 7,4 и увеличивая оконный ток [89]. Недавние исследования также идентифицировали эндогенные изохинолиновые алкалоиды, предшественники эндогенного биосинтеза морфина, в качестве непротонных лигандов ASIC3 [90].Более того, алкалоид линдолдамин, выделенный из Laurus nobilis , является еще одним непротонным лигандом ASIC3, открывающим канал в нейтральных или даже более щелочных (pH> 7,4) условиях [91].

Одним из наиболее важных химиочувствительных свойств ASIC, вероятно, является обнаружение лактата. Анаэробный метаболизм, происходящий во время ишемии тканей и / или утомительных упражнений, приводит к накоплению лактатов (до 15-50 мМ) и локальному или системному лактоацидозу [92]. В присутствии 15 мМ лактата кислота (pH 7.0) -индуцированные ASIC-подобные токи увеличиваются примерно на 70% в нейронах DRG, чувствительных к ишемии сердца [93]. Лактат в зависимости от дозы усиливает активность ASIC1a и ASIC3 посредством хелатирования внеклеточных двухвалентных катионов, таких как Ca ²⁺ или Mg ²⁺ . Более того, лактат специально увеличивает устойчивый ток ASIC3 при pH 7,1 ~ 7,2, но не при pH 7,0 и ниже [94]. Модуляция лактата может работать на ASIC в вырезанных участках мембраны, что предполагает, что в этом процессе не задействован отдельный рецептор или сигнальный каскад.Молочная кислота входит в число нескольких соединений, вызывающих стенокардию или ишемическую боль в мышцах. При ишемической боли модуляция лактата является примером гетеросенсибилизации, при которой стимул (лактат) увеличивает чувствительность ноцицепторов без прямой активации датчика (ASIC на чувствительных к ишемии нейронах). Соответственно, гомомерный ASIC3 (у крыс) и гетеромерный ASIC2 / ASIC3 (у мышей) являются основными химиочувствительными преобразователями в афферентных нейронах, чувствительных к ишемии сердца [95, 96].

Вместе активация и десенсибилизация ASIC включают в себя множество ответов с превосходной гибкостью, чтобы представить изменение окружающей среды без изменения самого канала (рис.2в, г).

Механо-сенсорный механизм ASIC

Хотя накопление данных из генетических исследований предполагает, что ASIC являются механическими преобразователями, участвующими в нейросенсорной механотрансдукции, механический стробирующий механизм ASIC все еще неясен [4]. Нобелевский лауреат Мартин Чалфи предложил модель MEC-4 / MEC-10 (или «модель привязи») для описания молекулярного механизма механо-сенсорного аппарата и предполагаемого стробирующего механизма в Caenorhabditis elegans сенсорных рецепторных нейронах (TRN) [ 97].Генетический скрининг мутантов по механосенсорной аномалии (mec) у нематод выявил ряд генов mec, которые кодируют белки, участвующие в механо-сенсорном аппарате TRN. Белки, кодирующие TRN mec, включают механически активируемые ионные каналы, белки внеклеточного матрикса, цитоскелет и вспомогательные белки. Соответственно, механически активированный ионный канал MEC-4 был впервые обнаружен в 1981 году, а позже был обнаружен MEC-10, оба из которых являются нематодными гомологами ASIC [98], принадлежащих к семейству DEG / ENaC [99, 100].Чтобы преобразовать механочувствительность TRN, белки MEC-4 и MEC-10 должны сотрудничать с другими передающими силу молекулами, такими как внеклеточный матрикс, цитоскелет и вспомогательные белки. Белки внеклеточного матрикса включают MEC-1 и MEC-9 (белки, содержащие несколько доменов, подобных кунице и эпидермальному фактору роста), и MEC-5 (коллагеноподобный белок), которые, как предполагается, получают механический стимул и передают силу на привязанные механически активируемые ионные каналы. Белки цитоскелета MEC-7 (α-тубулин) и MEC-12 (β-тубулин) могут образовывать микротрубочки протофиламента, которые важны для передачи силы, и они поддерживают специализированные структуры механосенсорных точек.Эти эластичные пучки белков внеклеточного матрикса и цитоскелета могут прямо или косвенно связываться с механически активированными ионными каналами MEC-4 / MEC-10 для распространения силы и активации каналов. Кроме того, многие вспомогательные белки, такие как MEC-2 (стоматиноподобный белок, содержащий домен запрета) и MEC-6 (параоксоназеподобный белок), необходимы для полной функциональности сенсорного ощущения у нематод. Центральный стоматиноподобный домен MEC-2 преимущественно пальмитоилирован и связан с липидными рафтами.Примечательно, что MEC-2 обеспечивает важный структурный каркас для взаимодействия между белками MEC-4 / MEC-10 и окружающими липидами, чтобы работать как запирающая пружина для механотрансдукции. Вместе эти вспомогательные белки MEC, участвующие в механо-сенсорном аппарате, могут прямо или косвенно связываться с механически активированными ионными каналами (MEC-4 / MEC-10) и, таким образом, доставлять механический стимул из внешней среды для открытия каналов. Стробирующий механизм механочувствительного аппарата, таким образом, назван «моделью привязи», которая подчеркивает внеклеточные и цитоплазматические привязи, действующие как запирающая пружина для передачи силы стимула в каналы [97, 98, 101].

Как гомологи MEC-4 / MEC-10 у млекопитающих, ASIC взаимодействуют с белками стоматологического домена, включая стоматин, стоматиноподобный 1 (STOML1) и соматиноподобный 3 (STOML3) [56, 102, 103]. Эти белки стоматологического домена обладают различным ингибирующим действием на индуцированные кислотой токи ASIC1a, ASIC2a и ASIC3. В частности, STOML3 ингибирует индуцированные кислотой токи ASIC2a и ASIC3, а у мышей с нокаутом Stoml3 ~ 40% механорецепторов кожи нечувствительны к механическим стимулам [104]. Соответственно, у мышей с нокаутом Stoml3 не развивается механическая аллодиния после невропатического повреждения.У млекопитающих белки PDZ-домена необходимы для поверхностной экспрессии ASIC в нейронах. Например, белок, взаимодействующий с С-киназой 1 (PICK1), модулирует поверхностную экспрессию ASIC1a, ASIC2a и ASIC3 в механосенсорных нейронах DRG [105, 106, 107, 108], тогда как Lin-7b и CIPP увеличивают поверхностную экспрессию ASIC3 и индуцированного кислотой ASIC3 [106 , 109]. Эти белки PDZ-домена могут действовать как мембранный каркас за счет связывания липидов для усиления поверхностного кластеризации ASIC и регулирования активности канала.Хотя они важны для поверхностной экспрессии ASIC, их роль в модуляции нейросенсорной механотрансдукции еще предстоит доказать. Другой белок PDZ-домена, whirlin, экспрессируется в проприорецепторах, типе низкопороговых механорецепторов. Мыши, лишенные whirlin, обнаруживают нарушение нейросенсорной механотрансдукции проприорецепторов [110], но взаимодействие между whirlin и ASICs неизвестно.

В дополнение к модели MEC-4 / MEC-10 Lin et al. показали, что белки внеклеточного матрикса и цитоскелета важны для механотрансдукции модели привязи в культивируемых нейронах DRG мыши [111].Более того, участие белков внеклеточного матрикса в нейросенсорной механотрансдукции у млекопитающих связано с тем, что лиганды RGD нацелены на интегрины (например, коллаген; ламинин-111, — 211, — 511 и — 332; фибронектин), способные модулировать механически активируемые ответы. в записи кожно-нервных клеток млекопитающих или остро диссоциированных нейронах DRG [112, 113]. Однако прямое взаимодействие между RGD-содержащими белками внеклеточного матрикса и ASIC требует дальнейшего изучения.

Молекулы, участвующие в привязной модели механотрансдукции, по-видимому, законсервированы в сенсорных нейронах от нематод до млекопитающих (рис.3). Однако, хотя ASIC играют важную роль в нейросенсорной механотрансдукции, доказать их прямое участие в событии трансдукции, таком как MEC-4 / MEC-10, сложно. В 2004 году Дрю и др. сообщили об отсутствии влияния на механически активируемые токи в Asic2 ^{— / —} , Asic3 ^{— / —} и Asic2 ^{— / —} — ^{:: Asic3 —} мышей по сравнению с однопометниками дикого типа во всех различных популяциях нейронов DRG [114].Поэтому отсутствие прямых доказательств поддержки ASIC как механически активируемых каналов вызывает беспокойство в этой области. Мартин Чалфи поднял несколько сложных вопросов при обнаружении механически активируемого ионного канала у эукариотических организмов, особенно у млекопитающих. Во-первых, сенсорные клетки или их рецепторные окончания немногочисленны, поэтому нацеливание на механические датчики и сбор достаточного количества клеток для биохимического анализа затруднены. Во-вторых, обнаруживается крайне низкое количество рецептора.Наконец, и это, возможно, наиболее важно, анализ функции молекул-кандидатов для трансдукции в гетерологичных системах может быть трудным. Например, изменение осмотического давления раствора может влиять на натяжение мембраны и используется для идентификации механически активированных ионных каналов (например, MscL и MscS бактерий), которые воспринимают силы, передаваемые через липидный бислой [115]. Этот тип стробирующего механизма называется «двухслойной моделью», который преобразует модальность стимула, отличную от стробирующего механизма модели привязи, которая открывает MEC-4 / MEC-10 или ASIC через стробирующую пружину.Другой распространенный подход к анализу механотрансдукции двухслойной модели в эукариотических клетках (или нейронах) заключается в прямом вдавливании мембраны клеточной поверхности с помощью тупой пипетки (механозажим) или прижимной струи / силы всасывания к поверхности клетки (быстрое пошаговое давление зажим) [116]. Как упоминалось ранее, Дрю и его коллеги (в 2004 г.) использовали метод механического зажима, чтобы обесценить роль ASIC в этом механическом стробирующем механизме двухслойной модели. Изучение роли ASICs в механотрансдукции требует анализа связанных механически активированных ионных каналов in vitro, которые не были разработаны до 2009 года [117].

Рис. 3

Молекулярный аппарат, который обеспечивает механотрансдукцию «тросовой модели», сохраняется между нематодами и млекопитающими. a Caenorhabditis elegans имеет много механосенсорных аномалий ( mec) мутантных генов, участвующих в механотрансдукции модели привязи, ответственных за мягкое прикосновение. Эти продукты гена mec представляют собой MEC-4 и MEC-10 (каналы DEG / ENaC), MEC-2 и MEC-6 (белки, ассоциированные с каналами), MEC-7 и MEC-12 (микротрубочки протофиламентов) и MEC- 1, MEC-5 и MEC-9 (белки внеклеточного матрикса).Эти белки иллюстрируют ограничивающую модель механически активируемых ионных каналов у нематод. b У млекопитающих ASIC являются гомологами MEC-4 и MEC-10, а также участвуют в привязной модели механотрансдукции. ASIC взаимодействуют с канально-ассоциированными белками PICK1 и STOML3 (и, возможно, вихрем) и могут регулироваться белками внеклеточного матрикса (например, коллагеном, ламинином и фибронектином) или белками цитоскелета, такими как актин и микротрубочки

Чтобы преодолеть ограничения млекопитающих Гетерогенность нервной системы и проблема идентификации механически активированных ионных каналов в эукариотических организмах, мы успешно разработали новую систему для исследования локализованной нервной механотрансдукции с использованием поверхностно-модифицированных эластомерных матриц и электрофизиологии, с помощью которой мы можем одновременно исследовать кислоточувствительные реакции и механотрансдукция тросовой и двухслойной моделей в одних и тех же клетках (рис.4) [118]. В этой системе мы можем растягивать одиночный нейрит посредством деформации субстрата, не контактируя с поверхностью нейрона, чтобы имитировать связывающую механотрансдукцию TRN у нематод. Таким образом, мы интегрировали эту эластомерную матричную систему и запись патч-кламп целых клеток с условным нокаутом ASIC3 и GFP-репортерными мышами, управляемыми pavalbumin-Cre (представляющими проприорецепторы в соматосенсорной системе мышей) [40]. Таким образом, мы могли идентифицировать проприоцепторы DRG, экспрессирующие ASIC3, с помощью флуоресцентной микроскопии и проводить запись с помощью патч-клампа для анализа электрофизиологических реакций кислотного и механо-сенсорного восприятия в одних и тех же клетках.Мы обнаружили, что ASIC3 является функциональным каналом для индуцированного кислотой тока во всех проприорецепторах DRG, хотя эти нейроны известны как низкопороговые механорецепторы. Растяжение нейритов, вызванное деформацией субстрата, запускает потенциал действия или внутренний ток в большинстве проприорецепторов DRG, которые в значительной степени отсутствуют у мышей, лишенных ASIC3. Результат указывает на то, что ASIC3 участвует в механотрансдукции проприоцепторов DRG по модели привязки. Однако в Asic3 ^{— / —} проприорецепторов DRG прямое вдавливание нейритов с помощью тупой пипетки индуцирует потенциал действия, аналогичный Asic3 ^{+ / +} проприорецепторов DRG, что предполагает, что двухслойная структура является моделью механослойной дуги. все еще цел.Это первый пример, с помощью которого мы можем четко определить роль ASIC3, непосредственно участвующего в механотрансдукции в системе анализа in vitro. Повторяя модель MEC-4 / MEC-10 у нематод, ASIC3-опосредованная механотрансдукция специфична для привязной, но не для двухслойной модели. Более того, ASIC3, по-видимому, является белком с двойной функцией в проприорецепторах, выполняя как кислотно-чувствительные, так и механо-чувствительные функции. Играют ли другие подтипы ASIC роль, подобную ASIC3, неизвестно, но остается для дальнейшего исследования.

Рис. 4

Подходы и механизмы механического стробирования «двухслойной модели» и «тросовой модели» механически активируемых ионных каналов . a Прямое вдавливание нейритов с помощью тупой пипетки изменяет натяжение мембраны и, таким образом, открывает механически активированный ионный канал двухслойной модели (например, PIEZO2). b Растяжение нейритов, вызванное деформацией субстрата, действует на связывающие каналы белки внеклеточного матрикса и цитоскелета и, таким образом, открывает механически активируемые ионные каналы модели привязки (например,g., MEC-4 / MEC-10 или ASIC)

ASIC в качестве настраиваемых сомато-сенсорных преобразователей

Клетки динамически взаимодействуют с изменениями в окружающей среде с помощью различных механизмов (включая химическое, механо-сенсорное и термочувствительное) в разные временные рамки. Нейросенсорная механотрансдукция происходит чрезвычайно быстро и слишком быстро, чтобы вовлекать химические промежуточные звенья, поэтому электрический ответ должен быть результатом прямого стробирования канала трансдукции. Открытие белков PIEZO как механически активируемых ионных каналов двухслойной модели является важной вехой в механобиологии [116].Каналы PIEZO выполняют большинство требований для истинно механически активируемых ионных каналов и вскоре было обнаружено, что они играют важную роль в нейросенсорной механотрансдукции, включая проприоцепцию, восприятие легкого прикосновения и ощущение растяжения в органах (например, легких) [118]. Однако белки PIEZO не обладают химиочувствительной функцией, и их способность реагировать на изменения окружающей среды ограничена. Механически активируемые токи, опосредованные PIEZO2, могут усиливаться с помощью STOML3 [119] или передачи сигналов рецептора GPCR, опосредованной брадикинином [120], но не было обнаружено, что химические медиаторы напрямую модулируют активность белка PIEZO.Механизм запирания каналов PIEZO соответствует двухслойной модели, при этом механическая сила напрямую передается в канал через поперечное натяжение в двухслойной мембране. Этот запорный механизм прочный и жесткий, и его мало настраивают в зависимости от изменений окружающей среды.

Напротив, MEC-4 / MEC-10 или ASIC являются более настраиваемыми преобразователями, чем белки PIEZO, в ответ на различные соматосенсорные стимулы. У нематод, хотя MEC-4 является основным компонентом проводящего ионного канала, MEC-10 все еще играет регулирующую роль в механическом чувствительном комплексе [121].У млекопитающих ASIC3 является основным компонентом, ответственным за механотрансдукцию tether-model в проприорецепторах DRG [40]. ASIC3-содержащие каналы являются гетерогенными и могут быть собраны как гомомерный или гетеромерный тример ASIC3 с ASIC1a, ASIC1b, ASIC2a или ASIC2b, с различающейся кинетикой канала и модулируемыми различными химическими медиаторами. Таким образом, ASIC могут работать как настраиваемый блок параллельно с PIEZO2 в нейросенсорной механотрансдукции у млекопитающих. Напр., PIEZO2 играет важную роль в механотрансдукции низкопороговых механорецепторов для проприоцепции и восприятия легкого прикосновения, тогда как ASIC демонстрируют незаменимую функциональность в регулировании механотрансдукции в тех же сенсорных нейронах [40, 122, 123, 124].Как обсуждалось ранее, кинетика каналов ASIC при химиосенсибилизации может быть изменена многими эндогенными изменениями окружающей среды, включая ацидоз, метаболиты, внеклеточные катионы, цитокины и воспалительные факторы, и, таким образом, выявить ASIC как важные преобразователи периферической сенсибилизации в соматосенсорной нервной системе. . Могут ли эти факторы окружающей среды влиять на свойство механического стробирования ASIC, интересно и требует дальнейшего изучения. Вдобавок, в качестве канала для механотрансдукции модели привязки, механические удары внеклеточного матрикса, мембранно-ассоциированного белка и цитоскелета могут дополнительно настраивать уже настраиваемые ASIC и обеспечивать отличную гибкость для механотрансдукции у млекопитающих.

Заявление о приеме на работу штатного инженера по ASIC-системам в Velodyne

Velodyne Lidar предоставляет интеллектуальные и мощные лидарные решения для автономии и помощи водителю. Компания Velodyne со штаб-квартирой в Сан-Хосе, Калифорния, известна во всем мире своим портфелем передовых технологий лидарных датчиков. Наша лидарная технология произвела революцию в восприятии и автономии приложений для автомобильной промышленности, мобильной связи, картографии, робототехники и безопасности. Мы ищем инженера по тестированию и определению характеристик ASIC с опытом сборки и тестирования сложных оптико-механических и электрических подсистем.

Velodyne создает ведущие в отрасли продукты LiDAR, которые являются движущей силой революции в области автономных транспортных средств. Как внутренний инженер по приложениям / интеграции ASIC в команде ASIC, вы возьмете на себя ответственность за интеграцию ASIC в продукты Velodyne Lidar, прокладывая путь от стендового тестирования до интеграции продукта. Вы будете связующим звеном между техническими группами, будете тесно сотрудничать с командами ASIC, EE и FW, чтобы обеспечить интеграцию ASIC в продукты и вывести на рынок инновационные решения.

Особые требования к должности:

• Межфункциональная интеграция продуктов : Работа с проектировщиками ASIC, системными архитекторами, инженерами по продуктам, инженерами по микропрограммам и руководителями продуктов, чтобы понять различные функции конечного продукта и обеспечить интеграцию ASIC в конечный продукт.
• Владение продуктом : Работа с различными заинтересованными сторонами для успешной интеграции продукта. Получите хорошее практическое знание ASIC и получите признание инженерных и эксплуатационных групп как надежного владельца продукта.
• Запуск продукта : Служит точкой контакта для ASIC и обеспечивает сквозную интеграцию в конечный продукт в сотрудничестве с ключевыми заинтересованными сторонами.
• Связь : Подготовьте обновления и презентации по мере необходимости, чтобы способствовать пониманию продукта, а также его принятию. Помощь в создании и обслуживании таблиц данных.
• Глубокое погружение и решение проблем, требующих хорошего понимания ASIC. Работа с командами аналоговых, цифровых, системных и прошивок для создания рабочего прототипа
• Разработка и проведение проверочных испытаний продукции
• Возможность отладки на системном уровне, включая аппаратное обеспечение, а также микропрограммное обеспечение / программное обеспечение.
• Новая установка и возможность работы в условиях высокого давления

Предпочтительные требования к образованию, знаниям и опыту:

• Степень бакалавра наук с 4+ годами или степень магистра с опытом работы от 2 лет
• Технические знания в области проектирования оборудования (аналоговые ASIC / SoC / PCBA / системы)
• Владеет языками сценариев (Python / Perl).
• Знакомство с обычным стендовым испытательным оборудованием, таким как осциллографы и логические анализаторы
• Опыт работы в оптоэлектронике (лазеры / детекторы) или LiDAR a plus
• Предыдущий опыт AE / FAE был бы идеальным.

# LI-PBVLDR

Примечание для всех кадровых агентств: Velodyne Lidar не принимает резюме агентств. Пожалуйста, не пересылайте резюме на нашу страницу карьеры или другим сотрудникам Velodyne. Velodyne не несет ответственности за любые сборы, связанные с любыми незапрашиваемыми резюме.