엔지니어가 DNA를 탭하여 '생생한'기계 제작

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이 순간이 지나면 _ 배호

 

 

.미래의 '인간 두뇌 / 클라우드 인터페이스'는 생각만으로 광대 한 지식에 즉시 액세스 할 수있게 해줍니다

2019 년 4 월 12 일. 에 의해 프론티어 크레딧 : CC0 공개 도메인 특정 주제 나 질문을 생각함으로써 단순히 세계 지식과 인공 지능에 즉시 액세스 할 수있는 미래의 기술을 상상해보십시오. 우리가 알고있는 커뮤니케이션, 교육, 일 및 세계는 변화 될 것입니다. UC 버클리 (UC Berkeley)와 미국 분자 분자 연구소 (Molecular Manufacturing)의 연구원이 이끄는 국제 공동 연구 인 신경 과학 분야의 글쓰기는 나노 기술, 나노 의약, 인공 지능 및 계산의 기하 급수적 인 발전이 금세기에 "인간 두뇌 / 클라우드 인터페이스 "(B / CI)는 뇌 세포를 광대 한 클라우드 컴퓨팅 네트워크에 실시간으로 연결합니다. 두뇌에 나노봇 B / CI 개념은 미래 학자 저자 발명가 인 레이 커즈와일 (Dr. Kurzweil)에 의해 처음 제안되었으며, 그는 연구의 수석 저자 인 Robert Freitas, Jr.의 신경 나노 로봇 (nanorobots)이 인간 두뇌의 신피질을 "합성 대뇌 피질". 우리의 주름진 신 피질은 뇌의 가장 새롭고, 똑똑하고, 의식이있는 부분입니다. Freitas가 제안한 신경 나노 로봇은 뇌 세포에서 신호를 직접 실시간 모니터링 및 제어 할 수 있습니다. "이 장치는 인간 혈관계를 탐색하고 혈뇌 장벽을 가로 지르고 뇌 세포 내에서 또는 심지어 뇌 세포 내에서 스스로 자기 위치를 정하게 됩니다."라고 Freitas는 설명합니다. "그들은 실시간 뇌 상태 모니터링과 데이터 추출을 위해 클라우드 기반 슈퍼 컴퓨터 네트워크로 인코딩 된 정보를 무선으로 전송할 것입니다."

생각의 인터넷

클라우드에있는이 피질은 뇌에 정보의 "매트릭스 (matrix)"다운로드를 허용 할 것이라고 그룹은 주장했다. "인간의 학습 능력과 지능을 크게 개선하면서 neuralnanorobotics가 중재하는 인간 B / CI 시스템은 클라우드에서 사용할 수있는 누적 된 모든 인간 지식에 즉각적으로 액세스 할 수있게 해줍니다."라고 주 저자 Nuno Martins 박사는 말합니다. B / CI 기술은 집단 사고를 가능하게하기 위해 개인의 두뇌와 AI의 네트워크를 연결하는 미래의 "글로벌 슈퍼 브레인 (global superbrain)"을 만들 수있게 해줍니다. "아직 정교하지는 않지만 실험적인 인간 'BrainNet'시스템은 이미 테스트를 마쳤으며 클라우드를 통해 사고 방식으로 정보를 교환 할 수있게되었습니다"라고 Martins는 설명합니다. " '발신자'의 두개골을 통해 녹음 된 전기 신호와 '수신기'의 두개골을 통한 자기 자극을 사용하여 협업 작업을 수행했습니다. "신경 생물 로봇의 발전으로 우리는 실시간으로 수많은 인간과 기계의 생각과 사고력을 활용할 수있는 미래의 '초능력'창조를 염두에 둡니다.이 공유 인식은 민주주의에 혁명을 일으킬 수 있고 공감을 강화하고 궁극적으로 문화적 다양성을 결집시킬 수 있습니다. 그룹을 진정한 글로벌 사회로 만들 것 "이라고 밝혔다. 우리는 언제 연결할 수 있습니까? 그룹의 추정에 따르면 기존의 슈퍼 컴퓨터조차도 B / CI에 필요한 신경 데이터 양을 처리 할 수있는 처리 속도를 갖추고 있으며 빨라지고 빠르게 빨라지고 있습니다. 오히려 클라우드에서 슈퍼 컴퓨터와주고받는 신경 데이터를 전송하는 것이 B / CI 개발의 궁극적 인 병목 현상이 될 수 있습니다. "이 과제는 글로벌 데이터 전송을위한 대역폭을 찾는 것뿐만 아니라 뇌 깊숙히 묻혀있는 작은 장치들을 통해 뉴런과 데이터 교환을 가능하게하는 방법을 포함한다"고 Martins는 경고했다. 저자들이 제안한 한 가지 해결책은 뉴런과 구름 사이의 통신을 효과적으로 증폭시키기 위해 '자력 전기 나노 입자'를 사용하는 것이다. "이러한 나노 입자는 살아있는 생쥐에서 이미 외부 자기장을 연결 전기장에 연결하는 데 사용되어 왔습니다. 즉, 이러한 자기 신호를 감지하고 국부적으로 증폭시켜 뉴런의 전기적 활동을 변화시킬 수있게 해줍니다. "이것은 역으로 작동 할 수도있다. 뉴런과 나노 로봇에 의해 생성 된 전기 신호 는 자력 나노 입자를 통해 증폭되어 해골 외부에서 검출 될 수있다." 이 나노 입자들과 나노 로봇들을 혈액 순환을 통해 뇌에 안전하게 주입 시키는 것은 아마도 B / CI에서 가장 큰 도전 일 것입니다. "나노 입자의 생체 분포 및 생체 적합성에 대한 상세한 분석은 인간 발달에 고려되기 전에 필요하다. 그러나 B / CI가 계속 증가하는 속도로 발전하고있는 이러한 유망한 기술로 '생각의 인터넷'이 될 수있다. 세기의 전환기 전에 현실, "Martins 결론. 추가 탐색 인간에서만 발견되고 대뇌 피질에서 활동하는 유전자는 흰 족제비의 뇌를 확대시킬 수 있습니다

추가 정보 : Nuno RB Martins 외. 인간의 뇌 / 클라우드 인터페이스, 신경 과학의 최전선 (2019). DOI : 10.3389 / fnins.2019.00112 저널 정보 : 신경 과학의 최전선 프론티어 제공

https://medicalxpress.com/news/2019-04-future-human-braincloud-interface-people.html

 

 

.연구는 유년기 암을위한 새로운 Rx 표적을 찾습니다

2019 년 4 월 12 일 , 에 의해 루이지애나 주립 대학 크레딧 : Shutterstock LSU Health New Orleans School of Medicine의 소아과 및 유전학 교수 인 Michael Lan 박사는 5-iodotubercidin (5'-IT)라는 화합물이 신경 모세포종 세포의 성장을 억제하고 잠재적 인 가능성을 확인했다. 질병에 대한 새로운 치료법. 현재 온라인으로 사용할 수있는 종이, 여기 ,의 4 월 (12), 2019 월호에 발표 될 생물 화학 저널 . 신경 모세포종은 어린이에서 가장 흔한 비 뇌 고형 종양입니다. 신경 내분비 세포 - 신경 세포와 호르몬 생성 세포의 특징을 모두 가지고있는 세포의 암입니다. 신경 아세포종은 교감 신경계의 신경 모세포라고 불리는 미성숙 신경 세포에서 시작됩니다. 이러한 젊은 세포의 발달을 조절하는 유전자에 비정상적인 변화가있을 때 이들은 형성되어 특수 세포가됩니다. 일부 신경 아세포종은 스스로 해결하지만, 다른 일부는 치명적일 수 있습니다. 이 연구의 목적은 공격적 신경 모세포종 종양의 치료를위한 신약을 찾는 것이 었습니다. Lan 박사의 연구실은 미성숙 또는 미분화 신경 내분비 세포 의 발달을 조절하는 유전자로 만든 DNA 결합 단백질 인 INSM1을 연구합니다 . INSM1은 N-Myc라고 불리는 다른 단백질에 의해 활성화되며, 신경 모세포종에서 과잉 생산됩니다. "너무 많은 N-Myc이 신경 모세포종 종양의 대략 30 %에서 발생하며, 병기가 진행된 병 및 빈약 한 결과와 밀접한 상관 관계가 있습니다." "INSM1은 신경 아세포종 세포 성장에 중요한 요소로 부상했다." 연구진은 과량의 INSM1을 억제하는 화합물을 찾고 있었고 5'-IT가 INSM1 단백질 발현을 억제하고 또한 신경 모세포종 세포 죽음을 유도하는 세포 신호 분자에 영향을 미친다는 사실을 발견했다. "우리는 INSM1 프로모터 활성을 특이 적으로 억제하는 약물을 확인하기 위해 INSM1 프로모터 기반 리포터 분석을 개발했습니다. "공격적 신경 모세포종의 증식을 조절하는 새로운 신호 전달 경로의 확인은 신경 모세포종 환자의 병용 요법에 대한 새로운 옵션을 제시한다"고 말했다. 미국 암 협회 (American Cancer Society)에 따르면 신경 모세포종은 어린이의 모든 암 중 약 6 %를 차지합니다. 미국에는 매년 약 800 건의 신경 모세포종이 새로 발생합니다. 어린이의 평균 연령은 약 1 ~ 2 년입니다. 드물지만 신경 모세포종 은 출생 전부터 초음파에 의해 검출됩니다. 거의 90 %의 환자가 5 세까지 진단됩니다. 3 명 중 2 명은 이미 질병이 림프절이나 신체의 다른 부위로 퍼졌습니다. 추가 탐색 항체 - 약물 접합체는 신경 모세포종에서 세포 표면 단백질에 대한 효과를 나타낸다

더 자세한 정보 : Chiachen Chen 등, 5-Iodotubercidin은 인슐린 종 관련 -1 발현을 억제하고, cAMP 수준을 낮추며, 인간 신경 모세포종 세포 성장을 억제한다. Journal of Biological Chemistry (2019). DOI : 10.1074 / jbc.RA118.006761 저널 정보 : Journal of Biological Chemistry 에 의해 제공 루이지애나 주립 대학

https://medicalxpress.com/news/2019-04-rx-childhood-cancer.html

 

 

.엔지니어가 DNA를 탭하여 '생생한'기계 제작

2019 년 4 월 11 일 ,Matt Hayes, 코넬 대학교 크레딧 : Cornell University

유전 물질로서 DNA는 모든 알려진 생명에 책임이 있습니다. 그러나 DNA는 또한 고분자입니다. 분자의 고유 한 특성을 활용하여 코넬 엔지니어는 생물의 특성을 가진 생체 재료로 구성된 간단한 기계를 만들었습니다. 코넬 (Cornell)의 엔지니어 들은 DASH (DNA 기반 어셈블리 및 계층 적 합성) 재료 를 사용하여 자체 조립 및 조직 외에도 신진 대사 기능이있는 DNA 소재를 세 가지 핵심 특성으로 개발했습니다. "우리는 그 자체의 인공 신진 대사에 의해 강화 된 아주 새롭고 실물 같은 물질적 개념을 도입하고 있습니다. 우리는 살아있는 어떤 것을 만들지는 않았지만, 이전에 보았던 것보다 훨씬 더 생생한 재료를 만들어 내고 있습니다."라고 Dan Luo 농업 및 생명 과학 대학의 생물 공학 및 환경 공학 교수이다. 종이, "인공 신진 대사에 의해 구동 동적 DNA 자료와 응급 로코 행동은"4 월 (10) 출판 과학 로봇 . 어떤 유기체가 스스로를 유지하기 위해서는 변화를 관리 할 수있는 시스템이 있어야합니다. 새 셀을 생성해야합니다. 오래된 세포와 쓰레기는 쓸어 버려야합니다. 생합성과 생분해는 자체 지속 가능성의 핵심 요소이며 그 형태와 기능을 유지하기 위해 신진 대사가 필요합니다. 이 시스템을 통해 DNA 분자가 합성되어 패턴으로 계층 적으로 조립되어 역동적이고 자율적 인 성장 및 부식 과정을 영속화 할 수 있습니다. Cornell의 엔지니어들은 DASH를 사용하여 나노 스케일 빌딩 블록에서 자율적으로 출현하고 스스로를 배열 할 수있는 생체 적합 물질을 만들었습니다. 먼저 폴리머와 최종적으로 중형으로 변형되었습니다. 55 개 뉴클레오타이드 염기 서열에서 시작하여 DNA 분자는 수십만 배로 증식되어 몇 밀리미터 크기의 반복 DNA 사슬을 만들었다. 그 다음, 반응 액을 액체 유동을 제공하는 미세 유체 장치 및 생합성에 필요한 빌딩 블록에 주입 하였다. 

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/5caf8788b335f.mp4

Cornell 생물 공학 및 환경 공학 Dan Luo 교수와 연구원 Hamada Shogo는 자기 조립과 조직 외에도 신진 대사가 가능한 DNA 물질을 만들었습니다. 크레딧 : Cornell University

흐름이 물질 위로 씻겨 나감에 따라 DNA는 물질의 프런트 엔드가 성장하고 테일 엔드가 최적화 된 균형을 잃어 버리게하여 새로운 가닥을 합성했습니다. 이 방법으로, 그것은 점액 곰팡이가 움직이는 것과 유사한 방식으로 흐름에 반하여 앞으로 나아가는 자신의 운동을 만들었습니다. 기관차 능력은 연구원들이 경쟁 경쟁에서 물질 세트를 서로 맞출 수있게 해주었습니다. 환경의 무작위성으로 인해, 한 몸체가 다른 조직보다 우선적으로 이점을 얻게되어, 하나가 결승선을 먼저 통과 할 수있게됩니다. Luo 연구소의 강사이자 연구원 인 Shogo Hamada는 "디자인은 여전히 ​​원시적이지만 생체 분자로 동적 기계를 만드는 새로운 경로를 보여 주었으며 인공 신진 대사로 실제와 같은 로봇을 제작하는 첫 단계에 있습니다" 이 논문의 공동 저자이기도하다. "단순한 설계에서도 경주와 같은 정교한 행동을 만들 수 있었고 인공 신진 대사 로보트의 새로운 영역을 열 수있었습니다." 엔지니어들은 현재 물질이 자극을 인식하게하고 빛이나 음식의 경우 자율적으로 그것을 찾아 낼 수있는 방법을 모색 중이며 유해 할 경우 자발적으로 그것을 피할 수있는 방법을 모색하고 있습니다. DNA 물질에 삽입 된 프로그램 된 신진 대사가 핵심 혁신입니다. DNA에는 신진 대사와 자율 재생을위한 일련의 지침이 들어 있습니다. 그 후에는 자체적으로 진행됩니다. "움직이고 경쟁 할 수있는 모든 것에서 모든 프로세스가 자체적으로 포함되어 있습니다. 외부 간섭은 없습니다."라고 Luo는 말했습니다. "아마도 몇 가지 종류의 분자들로부터 수십억 년이 시작되었다. 팀이 만든 재료는 만료되기 전에 2 회의 합성 및 열화 사이클이 지속될 수 있습니다. 연구진에 따르면 수명이 연장되어 자체 복제 될 때 재료의 "세대"가 더 길어질 가능성이있다. "궁극적으로 시스템은 실제와 같은 자체 복제 기계로 이어질 수 있습니다."라고 Hamada가 말했습니다. "더욱 흥미롭게도, DNA를 사용하면 전체 시스템이 스스로 진화 할 수있는 가능성을 갖게됩니다."라고 Luo는 말했습니다. "그건 대단하다." 이론적으로 후속 세대가 몇 초 안에 나올 수 있도록 설계 될 수 있습니다. Luo에 의하면,이 초고속에서의 재현은 DNA의 자연적 돌연변이 성질을 이용하고 진화 과정을 가속화 할 것이다. 앞으로이 시스템은 DNA와 RNA의 존재를 감지하는 바이오 센서로 사용될 수 있습니다. 이 개념은 살아있는 세포가없는 단백질을 만들기위한 동적 템플릿을 만드는데도 사용될 수 있습니다. 기술 라이센스 센터와 함께 출원중인 특허가 있습니다. 추가 탐색 근육과 같은 물질은 빛에 반응하여 팽창하고 수축합니다.

자세한 정보 : Shogo Hamada 외, 인공 신진 대사에 의해 강화 된 응급 발동 행동을 지닌 동적 인 DNA 물질, Science Robotics (2019). DOI : 10.1126 / scirobotics.aaw3512 저널 정보 : Science Robotics 코넬 대학교 제공

https://techxplore.com/news/2019-04-dna-lifelike-machines.html

 

 

.새로운 생물학적으로 유도 된 금속 - 유기 골격이 DNA를 모방합니다

2019 년 4 월 8 일, 에 의해 로잔 연방 공과 대학교 SION-19는 adenine에 기반한 생물학적으로 유도 된 MOF를 사용하여 adenine과 thymine 사이의 수소 결합 상호 작용을 통해 채널에서 Thymine (Thy) 분자를 '고정'시켰다. 조사시, 티민 분자는 이티 틴 (ThyThy)으로 이량화되었다. 신용 : Peter G. Boyd / EPFL

재료 과학 분야는 "금속 - 유기 골격"(MOFs), 유기 리간드에 연결된 금속 이온으로 구성된 다목적 화합물로 1 차원, 2 차원 또는 3 차원 구조를 형성합니다. 석유 화학 제품을 분리하고, 중금속과 불소 음이온으로부터 물을 해독하고, 심지어 수소 또는 금을 수소로부터 빼내는 것을 포함하여, MOF에 대한 응용 프로그램의 목록이 계속 증가하고 있습니다. 그러나 최근에 과학자들은 단백질을위한 아미노산이나 DNA를위한 핵산과 같이 생체 분자를 구성하는 빌딩 블록 으로 만들어진 MOF를 만들기 시작했습니다 . 화학 촉매에서의 전통적인 MOF 사용과는 별도로, 생물학적으로 유도 된 MOF는 다른 수단으로 분리하고 연구하기 어려운 복잡한 생체 분자 모델로 사용될 수도 있습니다. 이제 EPFL Valais Wallis의 화학 엔지니어 팀이 생물학적으로 유도 된 새로운 MOF를 합성하여 나노 리액터 (작은, 그렇지 않은 경우 접근하기 어려운 반응이 일어날 수있는 장소)로 사용할 수 있습니다. Kyriakos Stylianou가 이끄는 Berend Smit과 Lyndon Emsley 실험실의 과학자들은 DNA와 RNA를 구성하는 4 개의 핵 염기 중 하나 인 아데닌 분자로 새로운 MOF를 구축하고 분석했습니다 . 그 이유는 DNA의 기능을 모방하는 것이 었는데 그 중 하나는 아데닌과 다른 핵 염기 인 티민 사이의 수소 결합 상호 작용을 포함합니다. 이것은 DNA 이중 나선의 형성에서 중요한 단계이지만, 세포 내에서 DNA와 RNA의 전체 폴딩에도 기여합니다. 연구팀은 새로운 MOF를 연구하면서 티몰 분자가 모공 속으로 확산되는 것을 발견했다. 이 확산을 시뮬레이션 한 결과, 티민 분자가 MOF의 충치에있는 아데닌 분자와 수소 결합되어 DNA에서 일어난 일을 모방하는 데 성공했다는 것을 발견했습니다. Kyriakos Stylianou는 "아데닌 분자는 구조 지시자 역할을하고 우리 MOF의 충치 내 특정 위치에서 티민 분자를 고정시킨다. 그래서 연구자들은이 고정 장치를 이용하여 화학 반응을 촉매하는 방법 인 티민 로딩 MOF를 조명했습니다. 결과적으로, 티민 분자는 이산화 티민 생성물로 이합체 화되어 과학자들이 분리 할 수 ​​있었고, 디티 민 은 피부암과 관련이 있으며, 이제는 쉽게 분리되고 연구 될 수 있다는 점에서 큰 이점 이됩니다. "전반적으로, 우리의 연구는 생물학적으로 유도 된 MOF를 특정 상호 작용을 통해 생물학적 분자를 포획하고 다른 분자로 변형시키는 나노 리액터로서의 유용성을 강조합니다."라고 Stylianou는 말합니다.

추가 탐색 새로운 장치로 수중 불소 오염 측정을 단순화 자세한 정보 : Samantha L. Anderson et al. 생물학적으로 파생 된 금속 - 유기 골격 nanoreactor, Nature Communications (2019)의 Nucleobase pairing 및 광이 량체 화 . DOI : 10.1038 / s41467-019-09486-2 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 로잔 연방 공과 대학교

https://phys.org/news/2019-04-biologically-derived-metal-organic-framework-mimics.html

 

 

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0