연구원은 처음으로 화학 반응 동안 전자 행동을 모니터링합니다

.체감온도 영하 20도↓…'최강한파' 내일은 더 춥다

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(서울=연합뉴스) 진연수 기자 = 전국적으로 최강 한파가 몰아친 27일 서울 종로구 북촌 일대에서 관광객들이 두꺼운 옷을 입고 발길을 재촉하고 있다. 2018.12.27 jin90@yna.co.kr

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조용필 - 킬리만자로의 표범

.연구원은 DNA가 복제 할 때 어떻게의 미스터리인지 밝혀 냈습니다

2018 년 12 월 27 일 플로리다 주립 대학 FSU J. Herbert Taylor의 분자 생물학 교수 인 데이비드 길버트 (David Gilbert)는 DNA 분자를 따라 복제를 제어하는 특이점이 있다는 것을 Cell 저널에 오늘 발표했다. 크레디트 : Bruce Palmer / FSU

플로리다 주립대 학교의 한 연구원은 중요한 세포 과정이 어떻게 조절되고 미래의 유전학을 연구 할 수 있는지에 대한 수십 년 동안의 수수께끼를 풀어 냈습니다. 에서 세포 , DNA 및 관련 자료는 정기적으로 모든 생명체에 필수적인 프로세스를 복제합니다. 이것은 신체가 질병에 어떻게 반응하는지부터 머리 색깔에 이르기까지 모든 것에 기여합니다. 1950 년대 후반에 DNA 복제가 확인되었지만 이후 전세계의 연구자들은이 과정이 어떻게 규제되었는지 정확히 이해하려고 노력했습니다. 이제 그들은 알고 있습니다. 데이비드 길버트 (David Gilbert) J. 허버트 테일러 (Herbert Taylor) 분자 생물학의 뛰어난 교수이자 박사 과정 학생 인 Jiao Sima는 Cell 저널에 오늘 복제를 제어하는 DNA 분자의 특정 지점이 있음을 보여준 논문 을 발표했습니다. "그것은 꽤 수수께끼 같았습니다."길버트가 말했다. "복제는 우리가 그것을 교란시키기 위해 노력한 모든 것에 대해 탄력적이었던 것처럼 보였습니다. 우리는 그것을 상세히 묘사했습니다, 그것은 다른 세포 유형에서 변화하고 질병에서 분열된다는 것을 보여주었습니다. 그러나 지금까지 우리는 그 마지막 부분을 발견 할 수 없었습니다. 제어 요소 또는 그것을 제어하는 DNA 염기 서열. " 특히, 길버트의 교수는 J. Herbert Taylor라는 플로리다 주 출신의 전직 교수에게 경의를 표합니다. 테일러 (Taylor)는 1950 년대 후반에 다양한 염색체 조각이 어떻게 중복되는지를 보여 주었고 염색체 구조와 복제에 관한 100 가지 이상의 논문을 발표했다. 대략 60 년 후 Gilbert는 복제가 규제되는 방식을 결정했습니다. Sima는 실험실에서 Gilbert와 함께 일 했고 DNA 분자에 대한 100 가지 유전 적 변이 에 가깝게 접근 하여 복제 과정이 어떻게 작동하는지 더 잘 설명 할 수있는 결과를 기대했습니다. 좌절의 순간에, Gilbert는 "우박 마리아"시도를 생각해 냈다고 말했다. 길버트 (Gilbert)와 시마 (Sima)는 가장 높은 3D 해상도에서 DNA의 단일 세그먼트를 조사하여 DNA 분자를 따라 3 개의 시퀀스가 서로 자주 닿는 것을 보았습니다. 연구진은 정교한 유전자 편집 기술인 CRISPR을 사용하여이 세 영역을 동시에 제거했습니다. 그리고이 세 가지 요소가 함께 DNA 복제의 열쇠임을 발견했습니다. "이러한 요소를 제거하면 세그먼트의 복제 시간이 프로세스의 처음부터 끝까지 변경되었습니다."라고 길버트는 말했습니다. "이것은 단지 한 가지 결과만으로 양말이 벗겨지는 순간 중 하나였습니다." 복제 시점에 대한 효과 외에도, 세 원소의 제거는 DNA 분자의 3-D 구조를 극적으로 변화 시켰습니다. "우리는 염색질 구조와 복제 타이밍을 조절하는 게놈에서 특정 DNA 서열을 처음으로 찾아 냈습니다."라고 시마는 말했다. "이 결과는 DNA가 세포 내에서 어떻게 접히는 지, 그리고이 접힘 패턴이 어떻게 유전 물질의 기능에 영향을 미칠 수 있는지에 대한 하나의 가능한 모델을 반영합니다." DNA 복제가 어떻게 조절되는지 더 잘 이해하면 유전학 연구의 새로운 길을 열어줍니다. 길버트 (Gilbert)와 시마 (Sima)의 실험에서와 같이 복제 타이밍이 변경되면 세포의 유전 정보가 어떻게 해석되는지를 완전히 바꿀 수 있습니다. 복제 타이밍이 붕괴 되는 복잡한 질병을 과학자가 해결할 때 중요한 정보가 될 수 있습니다. "다른 장소와 시간에 복제하면 완전히 다른 구조를 만들 수 있습니다."라고 길버트가 말했습니다. "세포는 다른 시간에 다른 것들을 사용할 수 있습니다. 무언가가 복제 될 때 변화는 유전 정보의 포장을 바꿉니다."

추가 정보 : 유전자 복제에 대한 새로운 이해는 암과의 싸움에 도움이 될 수 있습니다. 저널 참조 : 셀 :에 의해 제공 플로리다 주립 대학

https://phys.org/news/2018-12-unravel-mystery-dna-replicates.html

.연구원은 처음으로 화학 반응 동안 전자 행동을 모니터링합니다

2018 년 12 월 27 일, Eric Gedenk, Gauss 슈퍼 컴퓨팅 센터, 실리콘 기판 위에 인듐 와이어 원자 (빨간색) 시뮬레이션. 빛나는 지역은 인듐 결합이 흥분하고 포토 홀이 형성된 곳을 강조 표시합니다. 신용 : Andreas Lücke

최근 Science 지에 실린 한 저서 , University of Paderborn과 Fritz Haber Institute Berlin은 화학 반응 중에 전자의 움직임을 관찰 할 수있는 능력을 보여주었습니다. 연구자들은 화학 반응을 지배하는 원자 규모의 과정을 오랫동안 연구 해왔다.하지만 이전에는 결코 전자 움직임을 관찰 할 수 없었다. 전자는 지름이 1 억 분의 1 미터 미만이고 펨토초 속도 (1 초당 1 억분의 1 초)로 원자 주위를 도는 가장 작은 크기로 존재합니다. 전자 동작을 관찰하는 데 관심이있는 실험자는 전자 와 상호 작용하는 레이저 펄스를 사용합니다 . 그들은 레이저 빛에 의해 탐침에서 쫓겨 난 전자의 성질을 분석함으로써 전자의 에너지와 운동량을 계산할 수 있습니다. 연구원이 직면 한 과제는 펨토초 규모에서 발생하는 이벤트를 기록하는 것입니다. 먼저 레이저 펄스를 사용하여 시스템을 자극 한 후 다음 몇 펨토초를 관찰해야합니다. 그런 다음, 몇 펨토초의 짧은 시간 지연으로 두 번째 레이저 펄스를 전송합니다. 펨토초가 극도로 짧아서 1 초에 300,000 킬로미터를 여행 할 수 있지만 1 펨토초에 300 나노 미터 밖에 도달 할 수 없으므로이 수준의 해상도를 달성하는 것은 어렵습니다. 첫 번째 레이저 펄스로 흥분한 후, 화학 결합을 형성하는 데 도움이되는 원자 외부의 원자가 전자 - 전자는 새로운 화학 결합을 형성하여 새로운 분자를 생성 할 수 있습니다. 그러나 이러한 상호 작용의 속도와 규모 때문에 연구자들은이 재 배열이 어떻게 일어나는 가설을 세웠다. 실험적 방법 외에도 고성능 컴퓨팅 (HPC)은 이러한 원자 수준의 상호 작용을 이해하고 실험적 관찰을 확인하며 화학 반응 중에 전자 동작을보다 자세히 연구하기위한 점점 더 중요한 도구가되었습니다. 울프 게로 슈미트 (Wolf Gero Schmidt) 교수가 이끌던 파더 보른 대학 (University of Paderborn) 그룹은 물리학 자들과 화학자들과 함께 컴퓨터 모델을 이용한 실험을 보완하기 위해 협력 해 왔습니다. 슈미트 (Schmidt)와 그의 공동 연구자들은 화학 반응 중에 전자의 행동을 더 잘 이해하기 위해 슈투트가르트 (High-Performance Computing Center) 슈투트가르트 (Supercomputing Resource)에서 이러한 현상을 모델링 해왔다. Schmitt는 "프리츠 하버 연구소 (Fritz Haber Institute)의 실험 그룹이이 연구에 관해 우리에게 와서 실제로 시뮬레이션을 완료했습니다. "이 경우 이론은 실험을 앞두고 우리가 예측을하고 실험에 의해 확인되었습니다." 레이저와 같은 초점 작년 슈미트 (Schmidt) 연구진은 듀스 부르크 - 에센 대학 (University of Duisburg-Essen)의 실험자들과 협력하여 원자 규모 시스템을 자극하고 실시간으로 광 유도 상전이 (PIPT)를 관찰했다. 상 변화 (물질이 얼음으로 변하는 것과 같이 물리적 상태에서 다른 물리적 상태로 바뀔 때)는 물질의 연구 및 설계에서 중요합니다. 물질의 특성은 상태에 따라 격렬하게 변할 수 있습니다. 예를 들어, 팀은 레이저 펄스로 여기 될 때 인듐 기반 나노 스케일 와이어가 본질적으로 절연체에서 전기 전도체로 바뀌는 것을 발견했습니다. 이러한 인듐 전선은 전자 응용 분야에 대한 직접적인 기술적 관심은 아니지만 실험을 통해 시뮬레이션을 검증 할 수있는 견고한 기초가됩니다. 올해 팀은 이전에 인듐 전선에 대해 배운 것을 취하고 화학 반응 을 훨씬 더 근본적인 수준으로 연구하기를 원했습니다. 레이저 펄스에 의해 여기 된 전자가 어떻게 구성되어 있는지를 추적하고 싶었습니다. Schmidt는 "작년에 우리 는이 규모에서 원자 운동의 측정을 보여주는 Nature 논문을 발표 했다. "우리는 화학 반응 중에 어떻게 원자들이 움직 였는지를 보여줄 수 있었는데, 올해는 반응이 일어나는 동안 전자를 모니터 할 수 있었다." 비 유적으로 말해서, 전자는 원자를 화학적으로 결합시키는 접착제 역할을합니다. 그러나 레이저 펄스는 전자를 쫓아 낼 수있어 연구원들이 "포토 홀 (photohole)"이라고 부르는 것을 만들어냅니다. 이 포토 구멍은 몇 펨토초 동안 만 지속되지만 화학 결합이 끊어지고 새로운 결합이 형성 될 수 있습니다. 인듐 나 노선에 레이저 펄스가 가해지면 시스템은 금속 결합을 형성하여 전기 전도체로의 위상 변화를 설명합니다. 수퍼 컴퓨팅 시뮬레이션을 통해 연구원들은 전자의 경로를 움직이게하고 궁극적으로는 전체 반응을 연구하는 데 도움이됩니다. 연구원은 원자 시스템이 어떻게 작동하는지에 대한 가정없이 시작하여 실험 조건에서 원자와 전자를 컴퓨터로 모델링하는 첫 번째 원리 시뮬레이션을 실행합니다. 이러한 유형의 집중적 인 1 차 원리 계산에는 HLRS의 수퍼 컴퓨팅을위한 Gauss Center를 통해 제공되는 첨단 슈퍼 컴퓨팅 리소스가 필요합니다. 이전 작업과 현재 프로젝트 사이에서 팀은 에너지가 시스템 전체에 분산되는 방식을 형성하는 포토 홀의 중요한 역할을 더 잘 이해하고 궁극적으로 연구원에게 매우 빠른 위상 전환을 시뮬레이션 할 수있는 안정적인 계산 방법을 제공합니다. 복잡한 화학 팀의 현재 시뮬레이션은 약 1,000 개의 원자로 구성되어 있으며, 작지만 시스템의 원자와 전자가 상호 작용하는 방식을 나타내는 대표적인 샘플을 얻을 수 있습니다. Paderborn 그룹은 HLRS 팀의 도움을 받아 코드를 최적화함으로써 최대 10,000 개의 코어를 효율적으로 실행할 수있었습니다. Schmidt는 전체적인 연구가 10,000 개의 원자 수준으로 시스템 크기를 늘리는 것이 이득이 될 것이지만 팀 작업의 다음 단계는보다 복잡한 시스템에서 작업하는 것이라고 설명했다. "현재의 연구는 복잡한 계산이지만 간단한 시스템"이라고 그는 말했다. "우리의 다음 단계는 대규모 에너지 생산과 관련된 광촉매 또는 시스템과 관련하여이 연구를 개발하는 것입니다.이를 실제 시스템에 적용하고 싶습니다." 원자 수준에서 전자의 행동을 더 잘 이해함으로써 연구자는 에너지를 변환, 운반 및 저장하기위한보다 나은 소재를 설계하는 것을 목표로합니다. 더 자세히 살펴보기 : 세계에서 가장 빠른 카메라 중 하나가 전자의 움직임을 포착합니다.

더 자세한 정보 : CW Nicholson 외, 분자 영화 너머 : 광 유도 상전이 중 밴드와 결합의 동역학, Science (2018). DOI : 10.1126 / science.aar4183 T. Frigge et al. 양자 한계에서 표면상의 원자 와이어에서 광학적으로 여기 된 구조 전이, Nature (2017). DOI : 10.1038 / nature21432 저널 참조 : 과학 자연 :에 의해 제공 슈퍼 컴퓨팅에 대한 가우스 센터

https://phys.org/news/2018-12-electron-behavior-chemical-reactions.html#nRlv

.3 차원 가상 조직학을위한 핵 관련 X 선 염색

2018 년 12 월 27 일 Thirarasee Jeewandara, Phys.org 기능 ,3D 가상 조직학을위한 X 선 적합 핵 핵 염색제 프로토콜 염색 프로토콜 및 hematein 기반 x- 선 얼룩의 연조직과의 상호 작용. (A) 개발 된 hematein 기반 얼룩 절차는 배양과 염색 시간을 포함하는 개별 단계를 보여줍니다. 염색 단계 1은 중금속 공급원으로서 납 (II) 아세테이트 3 수화물을 사용하여 수행되었다. 납 (II) 아세테이트 3 수화물은 증류수에 용해되었고, 작업 용액 (A) (WS (A))으로 지칭된다. 염색 단계 2는 헤 마톡 실린으로부터 유도 된 WS (A)에 첨가 된 무수 에탄올 (WS (B), 10 % (w / v), c = 333 mM) 중의 헤 마테 인 용액을 포함 하였다. (B) 연조직 표본에서 현장에서 (in situ) 구축 된 양으로 하전 된 헤 마틴 (hematein) 납 (Ⅱ) 복합체 (보라색) 세포의 핵에 존재하는 DNA의 음으로 하전 된 인산염 백본과 상호 작용한다. 헤 마틴 리드 (II) 복합체와 DNA의 선택적인 상호 작용은 고정 도중 또는 염색 전에 연조직의 산성화에 의해 달성되고 세포핵 내 헤 마틴 리드 (II) 복합체의 높은 축적을 허용한다. 신용:과학적 보고서 , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36067-y

조직학은 병리학 실험실의 마이크로 스케일에서 조직의 구조적 세부 사항을 확인하는 데 사용되지만 분석은 동일한 평면으로 제한되므로 2 차원으로 유지됩니다. X 선 마이크로 및 나노 컴퓨터 단층 촬영 (nanoCT)을 포함한 비파괴 3D 기술 은 임의의 시야각 및 3D 구조 세부 사항을 허용하기 때문에 해부학 적 구조를 이해할 수있는 타당성이 입증되었습니다. 그러나, 부드러운 조직의 낮은 감쇠는 3D 가상 조직학 분야에서의 응용을 방해하고 있습니다. 최근 Scientific Reports에 게재 된 최근 연구에서 물리학 및 생물 공학과의 Mark Muller와 동료는 혈소판 을 개발했습니다세포 핵을 특이 적으로 표적화하는 X 선 염색법을 사용하여 마우스의 전체 간엽 소체에서 시연했다. 새로운 염색 프로토콜은 나노 미터 규모의 조직 아키텍처의 3D 시각화를 위해 최근 개발 된 고해상도 nanoCT 시스템을 결합했습니다. 결과는 세포 핵의 공간적 분포와 함께 실제 3D 형태를 나타냈다. 이 기술은 또한 유사한 조직 염색과 함께 동일한 프로토콜로 연조직 샘플을 가진 현미경 슬라이드를 염색 할 수 있으므로 기존의 조직학과도 호환됩니다. 이 방법은 실험실에서 X 선 CT 장치를 동반 한 조직 병리학에서 향후 적용 가능성을 입증했습니다. 조직학은 병리학 실험실에서 정확한 미세 해부학 적 진단을위한 기존의 황금 표준이지만 기술과 결과는 2D로 제한됩니다. 예를 들어, 3D 생검은 통상적이고 현대적인 면역 조직 화학적 및 조직 학적 염색 기법을 통해 매우 얇은 현미경 슬라이드 (두께가 2 ~ 10 μm 인 슬라이스)를 사용 하여 검사 합니다. 마이크로 및 나노 CT는 3D에서 조직의 정확한 재구성을 제공 할 수있는 강력한 도구입니다. 이 기술의 발전으로 대형 입자 가속기 에서부터 실험실 기반의 X-ray 장치에 이르는 장치를 사용하여 기존의 2D 기존 조직학을 비교적 높은 해상도로 사용할 수있게되었습니다 . 기술 요구 사항과 함께, 광 텅스텐 산 (PTA), 요오드 칼륨 요오드화물 (IKI), 에탄올 (12E) 중 요오드 또는 메탄올 (12M)의 요오드와 같은 X 선 적합 염색제 (조영제)도 중요합니다. 그러나, 사용 가능한 착색제는 현재 범위 및 효능이 제한되어있다 . 조직 병리학에서 차세대 의료 진단을 개발할 때 , 과학자들은 기술을 최적화하고 세포 수준에서 조직 수준으로 조직 구조를 이해하는 것을 목표로 삼는다.

같은 전체 마우스 간 lobule의 CT 조각은 hematein 기반 X - 선 얼룩의 응용 후 얻은 대비 향상을 강조하는 얼룩의 전후에. 두 데이터 세트는 동일한 획득 매개 변수를 사용하여 Xradia Versa 500 microCT로 수집되었습니다. 두 데이터 세트의 복셀 크기는 13.5 μm입니다. (A, C 및 E) 직교 축을 따라 바라본 무색 마우스 간엽의 이미지. (B, D 및 F) 직교 축을 따라 뷰를 나타내는 염색 후 동일한 마우스 간엽 샘플 (A, C 및 E)의 개요 이미지. vasculature와 같은 해부학 구조가 시각화됩니다. 학술 자료 : 과학 보고서 , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36067-y.

임상 병리학에서의 첫 진단 동안, 세포 핵과 세포질은 중요합니다. 거의 모든 조직 학적 샘플은 표준 hematoxylin과 eosin을 통해 종종 염색됩니다(H & E) 프로토콜을 사용하여 핵과 세포질을 확인합니다. 그러나 hematoxylin stain에 대한 표준은 고정되어 있지 않으며 다양한 조직 유형 및 / 또는 전처리 매개 변수가 관련되어 프로토콜에 많은 변형이 존재합니다. 그 결과, Müller et al. 연부 조직 표본에서 세포 핵을 직접 3D 시각화 할 수 있도록 CT 용으로 개발 된 hematein 기반 염색 프로토콜을 도입했습니다. microCT 또는 nanoCT와 X-ray에 적합한 얼룩과의 강력한 잠재력은 조직 나노 구조에서 골관절염과 암을 비롯한 질병을 이해하기위한 조직 조직에 대한 미래 통찰력을 제공합니다. 새로운 X-ray 적합성, hematein- 기반 염색을 개발할 때, 일반적으로 사용되는 Mayer의 hematoxylin 과 Wiegert의 iron hematoxylin이 그것의 체질에 포함되었다. 염색 실험은 마우스 간엽 소엽 조직을 대상으로 X-ray CT 영상화에 사용되었다. 최적화 된 염색 프로토콜은 고정 기간 동안 연조직 샘플의 산성화를 제어하는 것으로 시작하는 5 단계를 포함했다. 부드러운 조직은 hematein lead (II) 복합체로 염색하기 위해 분자 수준에서 준비되었습니다. 그것의 작용 메커니즘에서 과학자들은 양전하를 띤 헤 마틴 (hematein) 납 (II) 복합체와 데 옥시 리보 핵산 (DNA)의 음으로 하전 된 인산염 백본 사이의 강화 된 이온 상호 작용을 보여 주었다. 화학 반응은 X 선 적합제로서 헤 마틴 납 (II) DNA 복합체를 형성함으로써 세포핵 내에서 염색제의보다 높은 축적을 보장 하였다.

hematein 기반 X - 선 염색 프로토콜의 응용 후 같은 마우스 간 lobule에서 파생 된 histological 현미경 슬라이드 (D)와 비교하여 NanoCT 데이터 (A - C). 흰색 (A-C) 또는 어두운 보라색 (D) 및 흑색 (AC) 또는 흰색 (D)으로 표시되는 BC 네트워크의 큰 간세포 세포 핵 및 Kupffer 세포 및 SEC와 같은 작은 세포 핵의 명확한 시각화가 달성되었으며, 각기. (A) (B, 파란색 프레임) 및 (C, 주황색 프레임)에 표시된 두 nanoCT 슬라이스를 강조 표시하는 관심 볼륨 (VOI). (B, C) (A)의 VOI에 표시된 것과 같은 대표적인 개별 나노 CT 조각. (B) 및 (C)는 서로 직교하게 위치된다. 간세포에 의해 형성된 BC 네트워크의 방향이 보입니다. 즉, 수평 배열이 (B)에서 보이고 수직 정렬이 (C)에서 보입니다. nanoCT 슬라이스 두께는 580 nm입니다. (D) hematein 기반 얼룩을 적용하고 파라핀 블록에 포함 후 같은 마우스 간 lobule 샘플에서 얻은 두께 3 μm의 대표 histological 현미경 슬라이드. 신용:Scientific Reports , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36067-y.

염색 효능을 비교하기 위해 마우스 간엽 조직을 염색 전에 microCT로 영상화 한 다음, 혈색소 - 프로토콜 염색 후 영상화 하였다. 염색 공정은 두 단계로 이루어졌으며 원하는 조영 증강은 염색 후 예상대로 이루어졌습니다. 결과는 microCT 개요를 사용하여 vasculature를 포함한 뚜렷한 해부학 적 구조를 보여 주었다. 염색은 큰 간 조직 샘플의 이전 예 와 달리 전체 마우스 간엽 소엽 내에서 균질했습니다 . 3D 이미징 프로세스를 통해 임의의 평면에서 일련의 CT 슬라이스에 액세스 할 수있었습니다. 또한 기존의 2D 조직학 (파라핀이 포함 된 연조직 포함)과 달리 연조직은 다른 각도에서 볼 수 있습니다. 조직은 그 다음 세포 수준에서 동일한 간엽 소편을 이용하여 조사하였고,이를 절제하고 nanoCT를 사용하여 분석 하였다. 시각화 된 결과는 관심 볼륨 (VOI), hepatocytes의 세포 핵 및 다른 세포 유형의 핵 (Kupffer 세포및 정현 내피 세포). 검은 색 전체 구조는 담즙 소낭 (BC) 네트워크를 나타내며, 어두운 회색 값은 간 조직 샘플의 세포질을 나타냈다. BC 네트워크의 방향도 관찰되었습니다. 조직은 hematin 기반 염색을 적용한 것 이외의 다른 염색없이 매우 얇은 현미경 슬라이드를 사용하여 기존 조직학으로 조사했습니다. 종래의 기술은 마찬가지로 간세포 및 다른 세포 유형 (진한 보라색으로 염색 된 핵)의 형태를 확인했으며, BC 네트워크는 흰색으로 염색되었습니다.

관심의 마우스 간 부피 (VOI)에 존재하는 다른 세포 핵의 3D 핵 및 분석. 학술 자료 : 과학 보고서 , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36067-y.

과학자들은 이전 연구를 통해이 연구에서 3D 데이터 재구성 정확도를 비교해 보았다 . hematein-based 절차가 재래식 2D 조직 검사에서 재 적용되었을 때, 과학자들은 또한 표준 counter-stain, eosin Y specific을 조직의 세포질에 적용했다. 그 결과 세포핵은 보라색을 유지하는 반면 세포질은 분홍색 얼룩을 차지했다. 이런 식으로 과학자들은 표준 조직학으로 핵 특이적인 헤 마틴 (hematein)에 기초한 염색 능력을 인증했다.

X-ray microCT와 nanoCT에 대한 조직 학적 호환성의 입증은 전통적인 2D 조직학을 이용한 hematein 기반 염색법을 개발했습니다. (A) 적용 hematein 기반 염색 및 파라핀 블록에 포함 후 같은 마우스 간 lobule 샘플에서 얻은 3 μm의 두께와 대표 histological 현미경 슬라이드. Kupffer 세포 및 SEC와 같은 더 큰 hepatocyte 세포 핵 및 더 작은 세포 핵의 명확한 시각화는 진한 자색으로 나타나고 BC 네트워크는 흰색으로 표시됩니다. (B) 에오신 Y의 표준 카운터 얼룩과의 호환성은 (A)에서 볼 수있는 후속 미세 슬라이드에서 나타났다. 세포핵은 핑크색의 세포질 옆에 자주색으로 표시되어 연조직 샘플의 전형적인 H & E 스테인드 현미경 슬라이드를 만듭니다. 학문 : 과학적인보고, doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36067-y.

hematein 기반 염색 프로토콜은 지금까지 microCT 기술과 결합 된 다른 염색 방법 으로는 가능하지 않았지만 지금까지 sub-micron 범위의 연조직에서 세포 핵에 대한 고해상도 CT 시각화를 지원했습니다. 미래의 조직 병리학 적 연구는 본 연구에서 입증 된 것처럼, 전체 VOI의 3D 조사를 통해 개별 조직 조각을 얻기 위해 시간이 많이 소요되는 준비 과정과 조직 표본 손실 (표준 조직학에서 보듯이)을 제거 할 수 있습니다. 비정상적인 세포 핵에 대한 더 큰 표본을 스크리닝하는 능력은 병인이 질병 원인 및 진행을 평가하기 위해 염증 부위를 확인하는 것을 도울 수있다. 염색 프로토콜은 단순하고 재현성이 있으며, 전체 조직 CT 염색과 3D 시각화 및 연조직 샘플의 심층적이고 비파괴적인 분석에 적합합니다. 프로토콜에 나열된 염색제는 쉽게 접근 할 수 있으며, CT 결합 된 X 선 적합 프로토콜은 연조직 샘플 분석을위한 더 정교함을 제공합니다. 염색 프로토콜의 단계는 다른 조직 유형 및 실험실에서의 3D 조직학, 발달 및 구조 생물학 연구를 포함한 다양한 응용 분야에서의 추가 최적화가 필요합니다 .

추가 탐구 : 조직 샘플의 Nano-CT 영상을 가능하게하는 새로운 염색 방법 추가 정보 : 1. Mark Müller et al. 3D 가상 조직학을위한 핵 관련 X 선 얼룩, Scientific Reports (2018). DOI : 10.1038 / s41598-018-36067-y 2. Juliana Martins de S. e Silva et al. X-ray staining micro-tomography를 이용한 3 차원 비파괴 연조직 시각화, Scientific Reports (2015). DOI : 10.1038 / srep14088 3. 손상되지 않은 척추 배아의 X 선 마이크로 토모 그래픽 이미징 www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22135670 , Metscher BD et al. 2011 년 12 월, 콜드 스프링 하버 프로토콜. 4. 현미경 및 나노 컴퓨터 단층 촬영을위한 세포질 특이 X 선 염색을 통해 가능한 3 차원 가상 조직학 www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29463748?dopt=Abstract , Busse M. et al. 2018 년 3 월, 국립 과학 아카데미 회보 저널 참조 : 국립 과학원 과학 보고서 회의록

https://phys.org/news/2018-12-nucleus-specific-x-ray-d-virtual-histology.html