행성 크기의 식물 문제에 큰 데이터를 사용하려면 '시간이 익은'

.'트럼프 앙숙' 워런 상원의원, 차기 美대선 출마 선언

(케임브리지[美매사추세츠주] 로이터=연합뉴스) 도널드 트럼프 미국 대통령의 '앙숙'인 엘리자베스 워런 민주당 상원의원이 새해를 하루 앞둔 31일(현지시간) 2020년 대선 예비선대위를 출범한다고 발표한 후 매사추세츠주 케임브리지 자택 앞에서 기자들과 만나 발언하고 있다. 미국 민주당 차기 대선후보군 가운데 처음으로 워런 상원의원이 이날 2020년 대선 출마 의사를 밝힘에 따라 새해의 시작과 함께 민주당의 대선 레이스가 서서히 달아오를 전망이다. leekm@yna.co.kr

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윤상 - 이별의 그늘

.작은 집에서 냄새 : 어떻게 섬모 전류가 olfaction을 신뢰할 수 유지

2019 년 1 월 1 일, Monell Chemical Senses Center , Monell 센터의 세포 생리 학자 인 Reisert는 후각 생리학에 대한 커다란 문제를 다루기를 좋아합니다. 크레디트 : Paola Nogueras / Monell Center

어떤 것이 펨토 리터보다 작은 공간에서 일어날 때 무언가가 작동하는 방법을 알아 내려고한다고 상상해보십시오 : 1 리터당 1 조분의 1. 이제 수수께끼를 푸는 코를 가진 두 명의 과학자는 악취 탐지가 이루어지는 후각 섬모와 같이 고도로 수축 된 공간에서 세포가 효과적으로 의사 소통하는 방법을 설명하기 위해 수학적 모델링, 전기 생리학 및 컴퓨터 시뮬레이션의 조합을 사용했습니다. 연구 결과는 후각 기관 및 신경계의 다른 제한된 공간에서의 세포 신호 전달 및 전달에 대한 미래 연구에 정보를 제공 할 것이다. Morell Center 세포 생리 학자 인 Johannes Reisert 박사는 "이온 채널과 전류가 세포 내부의 이온 농도를 변화시키는 방법 을 연구하는 것은 악명이 높습니다. 우리의 모델링 기반 접근법은 우리가 병리학이 많은 신경 퇴행성 질환과 관련되어있는 수상 돌기와 같은 작은 신경 종말의 기능도 포함한다. 연구진은 국립 과학원 회보 (Proceeding of the National Academy of Sciences) 에서 온라인으로 출판 된 연구 에서 과학자들은 후각 수용체 세포가 시각 또는 청각 시스템에서 감각 세포가 사용하는 것과 근본적으로 다른 일련의 전기적 사건을 사용하여 두뇌와 통신하는 이유를 물었다. . Olfaction은 자물쇠에 끼워진 열쇠와 비슷한 과정에서, 공기 중의 화학 분자가 코 내의 신경 세포 벽에 박혀있는 후각 수용체와 결합하도록 코 점액을 통해 이동할 때 시작됩니다. 후각 수용체는 점액에 신경 세포로부터 연장 직경 0.000004 인치보다 긴 가늘고 초박형 구조 적은 속눈썹에있다. 냄새 제거제 - 수용체 결합 작용은 후각 세포 내부의 복합 분자 캐스케이드 (transduction)로 시작되어 신경이 뇌에 악취가 감지되었음을 알리는 전기 신호를 전송하게합니다. 형질 도입 과정은 신경 세포의 벽에 위치한 이온 채널이라고 불리는 숨구멍을 열면 마무리됩니다. 열린 기공은 양전하 또는 음전하의 전하를 띤 분자 (이온)가 세포 안팎으로 흐르도록합니다. 이것은 궁극적으로 세포의 전반적인 전기 전하를 덜 부정적인 상태로 변화시켜 세포의 신호를 뇌로 이끄는 것입니다. 대부분의 이온 채널 은 양극으로 충전 된 나트륨 (Na + ) 이온 또는 음으로 하전 된 염화물 (Cl - )을 포함하여 특정 이온에 대해 선택적입니다 . 이 채널을 통해 이온이 어느 방향 으로든 흐르면 전류가 생성됩니다 . 시각 및 청각 시스템 모두에서 수용체 세포는 전기 신호를 유도하기 위해 내향 유동 양이온 전류에 의존합니다. 대조적으로, 후각 시스템 은 또한 외향 유동 음이온 전류에 의존한다. Reisert와 그의 공동 작업자 인 파리의 Ecole Normale Supérieure의 전산 신경 과학자 인 Jürgen Reingruber 박사는 여러 가지 후각 변환 모델과 이온 전류 모델을 개발하여 왜 후각 시스템이 다른 기능을하는지 설명 할 수있었습니다. 연구진 은 형질 전환 캐스케이드의 일부로서 Na + 보다는 Cl - 에 의존하는 것이 후각 세포가 냄새에보다 일관되게 반응 할 수있게하는 몇 가지 이점을 제공한다는 것을 입증했다. 후각 시스템이 직면 한 한 가지 제약 은 후각 세포 외부의 점액에있는 Na + 및 다른 양이온 의 농도가 코의 외부 환경의 함수에 따라 극적으로 변하는 것입니다. 이것은 후각 세포가 외부에서 유래 한 Na + 전류를 형질 도입 반응의 신뢰성있는 성분으로 의존하기 어렵게 만든다 . 후각 세포 는 이온 농도가보다 안정한 세포 내부에서 기원 하는 Cl - 전류를 사용하여이 문제를 해결함으로써 전반적인 Cl - 전류를 전반적으로 신뢰할 수있게합니다. "당신이 바다에서 수영을하고 코가 소금물에 잠겼다 고 상상해보십시오. 즉, 후각 세포 외부에 훨씬 많은 나트륨이 존재한다는 것을 의미합니다. 그러나 당신이 막 수영한지 여부에 관계없이 안정적으로 기능 할 수 있어야합니다. 바다에 가거나 부엌에 앉아있다 "고 말했다. "외부에서 생성 된 Na + 전류를 셀 내부에서 외부로 이동 하는 Cl - 이온으로 대체하면 문제가 해결됩니다." 이 모델은 또한 외부로 흐르는 Cl - 이온 전류를 사용하면 후각 세포가 후각 변환이 일어나는 섬모의 무한 세포 내 공간을 보호 할 수 있음을 보여 주었다 . 이것은 내부로 흐르는 양이온이 공간에 침투하는 여분의 물을 촉진시켜 잠재적으로 삼투 팽창 및 섬모와 관련된 구조적 손상을 초래할 수 있기 때문입니다. 이 연구 결과는 불안정한 외부 환경과 작은 섬모 체적의 어려운 신체 조건에도 불구하고 후각 시스템이 어떻게 안정적으로 기능 할 수 있는지를 설명합니다. 기초 과학의 강력한 가치에 대한 예로서,이 모델링 접근법은 이제 신경계의 다른 부분에서 비슷한 질문을 조사하는 데 사용될 수 있습니다. 추가 탐색 : 귀하의 냄새에 대한 새로운 수호자

추가 정보 : Ca2 + 활성화 Cl- 전류는 척추 동물의 후각 수용체 뉴런에서 견고하고 신뢰할 수있는 신호 증폭을 보장 합니다 (National Academy of Sciences (2018) , Proceeding of the National Academy of Sciences ). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1816371116 저널 참조 : 국립 과학 아카데미 회보 제공 : Monell Chemical Senses Center

https://phys.org/news/2018-12-tiny-houses-ciliary-electric-currents.html

.거대한 침묵 유전자를 차단 해제하면 박테리아는 새로운 분자, 잠재적 인 약물 후보 물질을 생산할 수 있습니다

2019 년 1 월 1 일, 일리노이 대학교 어 바나 샴페인 , 일리노이 연구진은 미생물 DNA 조각을 사용하여 스트렙토 마이 세스 (streptomyces) 박테리아에서 조용한 유전자를 차단 해제하여 억제 유전자를 유인하는 기술을 개발했다. 사진 왼쪽부터 : 박사후 연구원 인 Fang Guo, Huimin Zhao 교수와 박사후 연구원 Bin Wang. 크레딧 : L. Brian Stauffer

일리노이 대 (University of Illinois)의 연구원은 Nature Chemical Biology 저널에 발표 된 연구에 따르면, 일리노이 대학 (University of Illinois)의 연구자들은 새로운 천연물에 대한 몇 가지 큰 유전자 클러스터를 풀어 냈다고 밝혔다. 연구진은 많은 항생제, 항암제 및 기타 약물이 Streptomyces에서 쉽게 발현되는 유전자에서 유래 되었기 때문에 실험실에서 이전에 발현되지 않은 비 흡연 유전자가 새로운 항균제를 찾는 데 추가 후보 물질을 제공 할 것으로 기대한다고 연구진은 밝혔다 리더이자 화학 및 생체 분자 공학 교수 인 Huimin Zhao입니다. "아직 발견되지 않은 천연 물질이 게놈에서 발견되지 않아 세포의 암흑 물질로 생각된다"고 조씨는 말했다. 그는 "항균제 저항성은 세계적으로 어려움을 겪고 있기 때문에 새로운 천연 제품의 발견을 돕는 도구가 절실히 필요하다"며 "이 연구에서 이전에는 연구되지 않은 조용한 유전자 클러스터를 활성화시켜 새로운 화합물을 발견했다"고 밝혔다. 연구팀은 이전에 CRISPR 기술을 사용하여 작은 침묵 유전자 클러스터를 활성화하는 기술을 시연했다. 그러나 큰 침묵 유전자 클러스터는 음소거를 해제하기가 어려웠습니다. 그 중 많은 유전자가 자오 집단에 큰 관심을 가지고있다. 그 중 다수가 테트라 사이클린과 같은 기존 항생제를 암호화하는 영역과 유사한 서열을 가지고 있기 때문이다. 자오 그룹은 가장 큰 관심을 가진 거대한 유전자 클러스터의 잠금을 해제하기 위해 표현하고자하는 DNA 단편의 클론을 만들어 박테리아에 주입하여 유전자 발현을 억제하는 리프레 서 분자를 끌어 당겼다. 그들은이 클론의 전사 인자 디코이라고 불렀습니다. 카일 일리노이 즈 (Carle Illinois)와 제휴를 맺고있는 조 (Zhao) 연구원은 "다른 사람들은 포유류 세포에서 치료 용으로 이와 유사한 종류의 유인물을 사용했다. 그러나 우리는 박테리아에서 조용한 유전자를 활성화시켜 약물 발견에 사용될 수 있다는 것을 처음으로 시연했다. 칼리지 (College of Medicine), Carl R. Woese 게놈 생물학 연구소 (Institute for Genomic Biology) 및 일리노이 대학의 첨단 바이오 에너지 및 바이오 제품 혁신 센터. 그들이 코딩 한 분자가 발현되었다는 것을 증명하기 위해 연구진은 천연 제품을 합성하는 2 개의 알려진 유전자 클러스터에서 먼저 미끼 법을 시험했다. 다음으로, 그들은 이전에 탐험되지 않은 8 개의 조용한 유전자 클러스터에 대한 디코이를 만들었다. 디코이가 주입 된 박테리아에서 표적 침묵 유전자가 발현되었고 연구자들은 새로운 제품을 수확했다. "다른 방법으로 목표를 정하기 어려운 이러한 대규모 클러스터에서이 방법이 잘 작동하는 것을 보았습니다."라고 Zhao는 말했습니다. 그는 또한이 유전자가 게놈을 방해하지 않는다는 이점이 있으며, 단지 억제 유전자 를 제거하고 있으며 유전자 가 천연 DNA로부터 자연적으로 발현 된다는 점을 강조했다. 약물 후보 물질 검색을 위해서는 각 제품을 분리하여 연구해야한다. 연구팀은 생성 된 8 개의 새로운 분자 중 두 분자의 구조를 정제하고 결정했으며, 연구에서 세부적으로 설명했다. 새로운 종류의 옥사 졸 (oxazole)은 약물에서 흔히 사용되는 분자의 종류이다. 연구진은 나머지 8 가지 화합물을 특성화하고 항균제, 항균제, 항암제 또는 기타 생물학적 활성이 있는지 알아보기 위해 다양한 분석을 계획하고있다. Zhao 연구팀은 Streptomyces와 다른 박테리아와 균류에서 더 많은 침묵성 생합성 유전자 클러스터를 탐구 해 더 발견되지 않은 천연 산물을 찾기위한 미끼 기술을 적용 할 계획이다. 조 연구원은 다른 연구 그룹도 탐구중인 유전자 클러스터 기술을 사용하는 것을 환영한다고 조씨는 말했다. " 유전자 발현 이 전사 인자에 의해 억압 된다고 가정 할 때 원칙은 동일하며 미끼 DNA 조각을 사용하여 유전자 발현 을 해제하면된다"고 조씨는 말했다. 추가 정보 : 숨겨진 의약품 보물을위한 CRISPR 광산 세균 게놈

자세한 정보 : Bin Wang 외, 전사 인자 디코이를 이용한 조용한 생합성 유전자 클러스터의 활성화, Nature Chemical Biology (2018). DOI : 10.1038 / s41589-018-0187-0 저널 참조 : Nature Chemical Biology 제공 : University of Illinois at Urbana-Champaign

https://phys.org/news/2019-01-unmuting-large-silent-genes-bacteria.html

.무선 '뇌의 심장 박동기'는 신경 질환에 대한 새로운 치료법을 제공 할 수 있습니다

2018 년 12 월 31 일, University of California - Berkeley , 제안 된 장치에서 새 칩 중 두 개는 헤드 외부에있는 섀시에 내장됩니다. 각 칩은 뇌에 위치한 64 개의 전극에서 전기 활동을 모니터링하는 동시에 불필요한 발작이나 떨림을 예방하기 위해 전기 자극을 제공합니다. 크레디트 : Rikky Muller, UC Berkeley

캘리포니아 대학 버클리 대학교의 엔지니어가 개발 한 새로운 신경 자극기는 뇌의 전류를 동시에 듣고 자극하여 간질이나 파킨슨 병과 같은 질병 환자에게 미세 조정 된 치료법을 제공 할 수 있습니다. WAND라는 이 장치 는 뇌의 전기 활동을 모니터링하고 이상 징후가 발견되면 전기 자극을 전달하는 " 뇌의 심장 박동기"와 같이 작동합니다 . 이러한 장치는 다양한 신경 상태를 가진 환자의 진전 또는 발작을 예방하는 데 매우 효과적 일 수 있습니다. 그러나 발작이나 진전에 앞선 전기 신호는 극도로 미묘 할 수 있으며 이들을 예방하는 데 필요한 전기 자극의 빈도와 강도는 똑같이 민감합니다. 장치가 최적의 치료를 제공하기 전에 의사가 수년간 미세 조정을 할 수 있습니다. 무선 무전기 신경 변조 장치를 나타내는 WAND는 무선 및 자율 시스템으로, 떨림이나 발작의 징후를 인식하면 원치 않는 움직임을 방지하기 위해 자체적으로 자극 매개 변수를 조정할 수 있습니다. 또한 폐쇄 루프이기 때문에 동시에 자극하고 기록 할 수 있으므로 실시간으로 이러한 매개 변수를 조정할 수 있습니다. Rikky Muller 부교수 인 버클리 (Berkeley)의 전기 공학 및 컴퓨터 과학 조교수는 "환자에게 맞는 치료법을 찾는 과정은 비용이 많이 들고 수년이 걸릴 수 있습니다. 비용과 기간을 크게 줄이면 결과 및 접근성이 크게 향상 될 수 있습니다. . "우리는 주어진 환자가 최상의 결과를 내기 위해 자극하는 가장 좋은 방법이 무엇인지 알아 내고 싶습니다. 신경 신호를 듣고 녹음하면됩니다." WAND는 다른 폐쇄 루프 시스템의 8 개 채널과 비교하여 128 개 채널 또는 뇌의 128 개 포인트에서 전기적 활동을 기록 할 수 있습니다. 장치를 시연하기 위해 팀은 붉은 소 동물 원숭이의 특정 팔 움직임을 인식하고 지연시키기 위해 WAND를 사용했습니다. 이 장치는 Nature Biomedical Engineering 에 오늘 발표 된 연구 (12 월 31 일)에 기술되어있다 .

무선 '뇌의 심장 박동기'는 신경 질환에 대한 새로운 치료법을 제공 할 수 있습니다. WAND의 주문형 집적 회로. 크레디트 : Rikky Muller, UC Berkeley

https://medicalxpress.com/news/2018-12-wireless-pacemaker-brain-treatment-neurological.html

.과학자 : 행성 크기의 식물 문제에 큰 데이터를 사용하려면 '시간이 익은'

2019 년 1 월 1 일 플로리다 자연사 박물관 , 이 Ziziphus celata 또는 Florida jujube와 같은 수백만 개의 박물관 표본의 데이터는 이제 iDigBio와 같은 디지털 데이터베이스를 통해 전 세계의 과학자들이 이용할 수 있습니다. 크레디트 : Jeff Gage의 플로리다 박물관 사진

플로리다 자연사 과학자 그룹은 식물의 다양성과 진화에 대한 오랜 의문을 풀기 위해 큰 데이터를 사용하고 점점 더 인간이 지배하는 행성에서 식물의 생활이 어떻게 조정 될지 예측하기위한 "행동 촉구"를 발표했다. Nature Plants 에서 오늘 발표 한 해설 에서 과학자들은 동료들이 연구에서 방대한 오픈 액세스 데이터 자원을 활용하고 나머지 데이터 갭을 채워 이러한 자원을 늘릴 것을 촉구했습니다. "지구 규모에서 주요 생물 다양성 문제를 다루기 위해 큰 데이터를 사용하면 보전 노력 에서 기후 변화의 영향을 예측하고 완충하는 데까지 엄청난 실질적인 함의가 있습니다."라고 연구 저자 Doug Soltis는 말했다. 플로리다 박물관 큐레이터이자 University of University의 저명한 교수 플로리다 생물학과. "우리가 지금 본 큰 데이터 자원 사이의 연결은 불과 10 년 전의 상상할 수없는 것이 었습니다. 식물 뿐만 아니라 모든 유기체 그룹을 대상으로 이러한 도구와 응용 프로그램을 활용하는 데는 시간이 많이 걸렸습니다." 수세기에 걸쳐 자연사 박물관은 수십억 개의 표본 및 관련 데이터를 수집했으며 그 중 많은 부분이 현재 온라인에서 사용 가능합니다. 원격 센서와 무인 비행기와 같은 새로운 기술로 과학자들은 식물과 동물을 모니터링하고 실시간으로 데이터를 전송할 수 있습니다. 그리고 시민 과학자들은 iNaturalist와 같은 디지털 도구를 통해 관찰 결과를 기록하고보고함으로써 생물학적 데이터를 제공합니다. 함께, 이러한 데이터 자원은 지구상의 삶의 과거, 현재, 미래에 대한 풍부한 정보를 과학자들과 자연 보호 론자들에게 제공합니다. 이러한 데이터베이스가 커짐에 따라 분석뿐만 아니라 막대한 데이터 세트를 연결하는 데 필요한 계산 도구도 늘어납니다. 이전에 소수의 종 또는 단일 식물 군집에 초점을 둔 연구는 DNA 서열을 저장하는 GenBank, 미국의 자연을 디지털화하기위한 플로리다 주도의 대학 인 iDigBio와 같은 데이터베이스의 개발 덕분에 이제는 세계적 차원으로 확장 될 수 있습니다 역사 수집 물, 종의 위치 정보 저장소 인 지구 생물 다양성 정보 시설 등이있다. 이 자원은 식물 진화와 생태계에 대한 근본적인 통찰력을 추구하는 과학자에서 보전이 가장 필요한 지역을 확인하려는 토지 관리자와 정책 입안자에 이르기까지 광범위한 사용자에게 유용 할 수 있다고 Julie Allen은 공동 저자이자 네바다 대학교 (University of Nevada-Reno) 생물학과 조교수. 지구의 식물 생활이 의학적 환자라면 작은 규모의 연구가 감기 아픈 또는 내 자란 발톱에 해당하는 식물을 검사 할 것입니다. 큰 데이터로 인해 과학자들은 지구의 식물 건강 전반을보다 명확하게 이해하고시기 적절한 진단을 내리고 올바른 치료 계획을 수립 할 수 있습니다. 그러한 계획은 시급히 필요하다고 알렌은 말했다. 플로리다 박물관 전 박사후 연구원이자 University of Florida의 박사 졸업생 인 알렌 (Allen)은 "전례없는 양의 데이터가 서식지 손실 및 기후 변화와 같은 생물 다양성에 대한 세계적 위협과 교차하는 매우 흥미롭고 두려운시기에 있습니다. "우리의 세계를 형성 한 프로세스를 이해하면 식물이 현재 어떻게 운영되고 있는지, 현재와 그 이유가 무엇인지, 미래의 변화에 어떻게 대응할 수 있을지 이해할 수 있습니다." 이 지역 및 세계적인 변화를 추적하는 것이 왜 그렇게 중요한가? "우리는 식물 없이는 살아남을 수 없다"고 공동 저자이자 박물관 연구원 인 라이언 포크 (Ryan Folk)는 말했다. "개화 식물의 그늘에서 많은 집단이 진화했으며, 이들 식물이 번식하고 다양 해짐에 따라 개미, 딱정벌레, 양치류 및 기타 생물체가 생겨 났으며 오늘날 지구상에서 볼 수있는 다양한 생물의 기본 층이되었습니다." 저자는 플랜트 데이터 자원을 사용하고 성장시키는 것 외에도 과학 공동체가 생물학적 빅 데이터 를 사용하는 데있어 가장 힘든 장애물 중 하나 인 데이터베이스를 서로 원활하게 작동시킬 수 있기를 희망합니다 . "이것은 여전히 큰 제한 사항입니다."Allen이 말했습니다. "각 시스템의 데이터는 완전히 다른 방식으로 수집되는 경우가 많습니다.이를 통합하여 원활한 방식으로 연결하는 것이 중요한 과제입니다."

더 자세히 알아보기 : 지역 조건에 따라 식물 군락이 형성됩니다. 더 자세한 정보 : Julie M. Allen 외, 생명 나무의 녹색 가지를 가로 지르는 생물 다양성 합성, Nature Plants (2018). DOI : 10.1038 / s41477-018-0322-7 저널 참조 : 자연 식물 :에 의해 제공 자연사 플로리다 박물관

https://phys.org/news/2019-01-scientists-ripe-big-planet-sized.html