단백질 스위치로 살아있는 세포를 전례없이 제어 할 수 있습니다
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Nicolas de Angelis - Voyage
.극지방의 물은 예상대로 무적이 아닙니다
토픽 : 천문학의 달 행성 과학 으로 로니 SHEKHTMAN, NASA의 고다드 우주 비행 센터 2019년 7월 23일 암흑의 내부, 극지 달의 분화구 영구적으로 그림자 달린 분화구. 신용 : NASA의 고다드 우주 비행 센터
달의 남극 지역은 태양계의 가장 극한 환경의 일부입니다 : 상상도 할 수 없을만큼 추운 곳이며, 거대한 크래들이며 햇빛이나 어둠 속에서 끊임없이 목욕되는 지역이 있습니다. 이것이 바로 NASA가 아르테미스 프로그램의 일환으로 2024 년에 우주 비행사를 파견하기를 원하는 이유입니다. 영구적 인 어둠의 결과로 NASA의 LUN (Lunar Reconnaissance Orbiter)은이 크레이터 안의 태양계에서 가장 추운 기온을 측정했으며,이 크레이터는 장수와 같은 물질을 보존하기위한 완벽한 환경으로 알려져 있습니다. 또는 그렇게 생각했습니다. 화씨 -388도 (섭씨 -233도)로 떨어지고 기온이 영원히 토양에 잠길 수 있음에도 불구하고 물은 천천히 초박막 (적혈구의 너비보다 얇음)에서 천천히 빠져 나가고 있습니다. 달 표면의. NASA의 과학자 들은이 발견이 지구 물리학 연구 지 (Geophysical Research Letters) 지에 최근 발표 된 바있다 .
극지 달의 분화구 이 애니메이션은 달의 남극에서 수소 농도가 높다는 증거를 보여줍니다. 1998 년에 NASA의 Lunar Prospector 임무는 달에 수소를 발견했는데, 이것은 잠재적 인 얼음 축적의 증거였다. 이 비디오에서 볼 수 있듯이, Prospector 데이터는 달의 남극에서 훨씬 더 많은 수소 (파란색으로 표시)를 보였습니다. 학점 : NASA의 고다드 우주 비행 센터 과학 시각화 스튜디오
달의 서리 연구를 주도한 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터 (NASA 's Goddard Space Flight Center)의 플라스마 물리학 자 윌리암 파렐 (William M. Farrell)은 "사람들은이 극지 분화구의 일부 영역을 포획 수로 생각한다. "그러나 태양풍 입자와 유성체가 표면에 부딪히며, 일반적으로 따뜻한 표면 온도에서 일어나는 반응을 일으킬 수 있습니다. 그것은 강조되지 않은 것입니다. " 물은 예상대로 천하무적이 아니다. 과학자들은 논쟁한다.
NASA의 중력 복구 및 실내 실험실 임무에서 반환 된 데이터를 기반으로하는 고해상도의 자유 대기 중력지도는 NASA의 달 정찰 위성 고도계 및 카메라 데이터를 기반으로 지형에 중첩됩니다. 보기는 남쪽 - 위로, 남극은 수평선 근처의 왼쪽 상단에 있습니다. 종단기는 슈뢰딩거 유역의 동쪽 림을 가로 지른다. 중력은 야간 또는 근처의 지역에 칠해진다. 적색은 질량 초과분에 해당하고 파란색은 대량 적자에 해당합니다. 학점 : NASA의 Scientific Visualization Studio
지구와 달리 봉제 분위기가있는 달은 그 표면을 보호 할 분위기가 없습니다. 그래서 태양이 태양풍으로 알려진 입자를 태양계에 뿌렸을 때, 그 중 일부는 달 표면을 폭격하고 새로운 위치로 튀어 오르는 물 분자를 발사합니다. 마찬가지로, 유 별나게 유성우는 끊임없이 지표면으로 쏟아져 들어오고 물은 얼어 붙은 물로 섞였습니다. 유성체 (meteoroids)는 유성체의 크기에 따라 충돌 지점으로부터 19 마일 (30 킬로미터) 떨어진 곳에서 인간의 머리카락 폭보다 몇 배 작은 토양 입자를 손상시킬 수 있습니다. 달이 중력이 낮고 속도를 늦출 수있는 공기가 없기 때문에 입자는 지금까지 이동할 수 있습니다. "그래서 이러한 충격 중 하나가 발생할 때마다 매우 얇은 층의 얼음 알갱이가 표면 전체에 퍼지고 열에 노출됩니다. 썬과 우주 환경에 도달하고 결국에는 다른 환경 공정에 승화되거나 잃어 버렸습니다 "라고 메릴랜드 주 로렐에있는 존스 홉킨스 대학 응용 물리 연구소의 행성 과학자 인 다나 헐리 (Dana Hurley)는 말했습니다. 그림자가있는 분화구에서도 물이 천천히 새어 나옴을 고려하는 것이 중요하지만, 물의 첨가가 가능할 수도 있습니다. 달에 충돌하는 태양계 혜성과 태양풍은 지구의 물 순환의 일부로 그것을 보충 할 수 있습니다. 그것은 과학자들이 알아 내려고 시도하는 것입니다. 또한 얼마나 많은 물이 있는지 분명하지 않습니다. 달 표면의 최상층에만 앉아 있느냐, 아니면 달의 지각 깊숙이 연장되어 있다고 과학자들은 궁금해한다. 어느 쪽이든, 파렐 분화구 바닥의 최상층은 Farrell, Hurley 및 그들의 팀에 의한 계산에 따라 수천 년 동안 재 작업되고 있습니다. 따라서 과학자들이 LRO의 Lyman Alpha Mapping Project (LAMP) 도구와 같은 도구를 사용하여 막대에서 발견 한 서리의 희미한 패치는 Farrell의 팀이 예상 한 것처럼 수억 또는 수십억 년이 아닌 단지 2,000 년이 될 수 있습니다. . "우리는이 분화구가 얼음이 많은 곳으로 생각할 수 없다"고 지적했다. Farrell은 그의 팀의 계산을 확인하기 위해 수증기를 검출 할 수있는 미래의 도구가 달 표면 위에 1에서 10 개의 물 분자를 충돌에 의해 해방시켜야한다고 말했다.
미래 달 탐사에 대한 희소식
다가오는 과학과 탐사에서 물 입자의 산란은 큰 뉴스가 될 수 있습니다. 그것은 우주 비행사가 물이 풍부한 토양을 찾기 위해 그림자가있는 분화구 바닥의 혹독한 환경에 자신과 악기를 사용할 필요가 없음을 의미합니다. 그들은 단지 근처의 햇살이 좋은 지역에서 발견 할 수 있습니다. "이 연구는 유성체가 우리에게 일의 일부를하고 있으며 가장 추운 곳에서 우주 비행사가 태양열 로버로 접근 할 수있는 경계 지역 중 일부까지 물질을 운반하고 있음을 알려줍니다."라고 Hurley는 말했습니다. "우리가해야 할 일은이 지역들 중 한 곳의 표면에 올라서 무엇이 일어나고 있는지에 대한 직접적인 데이터를 얻는 것이라는 것입니다." 달 표면에 도착하면 달에 얼마나 많은 물이 있는지 쉽게 평가할 수 있습니다. 원거리에서 물을 식별하기 때문에, 특히 영구적으로 숨겨진 크레이터에서 물을 식별하는 것은 까다로운 작업입니다. 과학자들이 물을 찾는 주된 방법은 반사되거나 흡수되는 빛을 기반으로 어떤 화학적 요소가 만들어 졌는지 식별 할 수있는 원격 감지 장치를 이용하는 것입니다. "그런데 광원이 필요합니다."헐리가 말했다. "정의상으로,이 영원히 그림자가있는 지역은 강한 것을 가지고 있지 않습니다."
달의 수질 환경에 대한 이해
미 항공 우주국 (NASA)의 우주 비행사가 달에 돌아와 일부 토양을 파 낼 때까지, 또는 기관이 떠 다니는 물 분자를 냄새 맡는 표면 근처에 새로운 도구를 보냈을 때, 그림자가있는 크레이터 안의 환경에 대한 유성체의 영향에 관한 연구팀의 이론은 달의 물을 둘러싼 신비의 일부에서. 그것은 이미 과학자들이 맨 위의 지표수가 새롭거나 고대인지, 아니면 어떻게 달 주위로 이동할지 이해하는 데 도움이되었습니다. 다른 하나는 분화구 바닥에 유성우가 미치는 영향은 과학자들이 순수한 물 얼음 블록보다는 레기 스트 또는 희토류 토양으로 희석 된 서리가 내린 패치를 찾는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다는 것입니다. 물에 대한 질문은 많지만 Farrell은 지난 10 년 동안 많은 사람들이 오랫동안 생각해 왔던 것처럼 달이 건조하고 죽은 암석이 아니라는 증거를 과학자들이 발견했다는 사실을 기억해야합니다. 수천 개의 궤도와 1 페타 바이트의 반환 과학 데이터 (온라인으로 스트리밍되는 약 200,000 개의 고화질, 장편 영화와 동일)가있는 LRO는 유용했습니다. 그래서 2009 년에 Cabeus 분화구로 의도적으로 충돌 한 후 냉동 된 물을 밝혀 내고 물을 포함하는 분화구 바닥에서 보존 된 물질의 풀을 풀어내는 Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS)도 있습니다. "우리는 기둥에 물이 있다고 의심하고 LCROSS로부터 확실하게 배웠습니다. 그러나 우리는 지금 중위도에 물이 있다는 증거를 가지고 있습니다"라고 Farrell은 말했습니다. "또한 우리는 미세 지름의 영향으로부터 오는 물의 증거를 가지고 있으며, 우리는 서리의 측정을 가지고 있습니다. 그러나 문제는 이러한 모든 수원이 어떻게 관련되어 있는지? " 파렐 (Farrell)과 그의 동료들은 그 어느 때보 다 대답에 더 가깝습니다.
https://scitechdaily.com/water-in-polar-moon-craters-not-as-invincible-as-expected/
.카멜레온 이론은 중력에 대해 과학자들이 생각하는 방식을 바꿀 수있다
토픽 : 천체 물리학 우주론 더럼 대학 아인슈타인 중력 입자 물리학 으로 레이튼 킷슨, 더럼 대학 2019년 7월 10일 카멜레온 이론은 중력에 대한 우리의 생각을 바꿀 수있었습니다. 컴퓨터 수정 된 중력 시뮬레이션에서 디스크 은하계를 보여주는 이미지를 생성합니다. 이미지는 밝은 점으로 표시된 별이있는 은하계 디스크의 가스 밀도를 적색 (파란색) 색으로 표시합니다 (이미지의 오른쪽면). 이미지의 왼쪽은 디스크 내의 가스의 힘 변화를 나타내며 어두운 중앙 구역은 표준, 일반 상대성과 같은 힘, 밝은 노란색 구역은 강화 된 (수정 된 힘)과 일치합니다. 이미지는 위와 옆에서 시뮬레이션 된 은하계의 모습을 보여줍니다. Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.
아인슈타인의 일반 상대성 이론은 세계적으로 유명하지만, 중력이 어떻게 작용하고 은하가 형성되는지를 설명하는 유일한 방법은 아닙니다. Durham 대학의 물리학 자들은 대안 이론을 시험하기 위해 우주에 대한 거대한 수퍼 컴퓨터 시뮬레이션을 만들었습니다. 우리의 연구자들은 f (R) - 중력 - 소위 카멜레온 이론 -이 우주에서 구조의 형성을 설명 할 수 있음을 발견했습니다. 시뮬레이션 결과 다른 중력 법칙이 적용될 때에도 우리 은하와 같은 원반형 나선형 은하가 형성됨을 보여줍니다. 과학자들은 f (R) - 중력이 우리 태양계의 진화를 증명하는 데있어서 일반 상대성 이론의 성공을 재현 할 수 있음을 이미 알고 있습니다. 그러나 우리의 새로운 연구는이 이론이 매우 큰 우주 론적 규모의 은하 형성에도 적용될 수 있음을 보여줍니다. 이것은 아인슈타인이 잘못되었다는 것을 의미하지는 않습니다! 대신, 그것은 우주의 진화에서 중력의 역할을 설명하는 하나 이상의 방법이있을 수 있음을 보여줍니다. 수정 된 중력 시뮬레이션
이미지는 밝은 점으로 표시된 별이있는 은하계 디스크의 가스 밀도를 적색 (파란색) 색으로 표시합니다 (이미지의 오른쪽면). 이미지의 왼쪽은 디스크 내의 가스의 힘 변화를 나타내며 어두운 중앙 구역은 표준, 일반 상대성과 같은 힘, 밝은 노란색 구역은 강화 된 (수정 된 힘)과 일치합니다. 이미지는 위와 옆에서 시뮬레이션 된 은하계의 모습을 보여줍니다. Christian Arnold / Baojiu Li / Durham University.
일반 상대성 이론은 우주에서 큰 물체의 중력 효과를 설명하기 위해 1900 년대 초 아인슈타인이 개발했습니다. 그것은 또한 암흑 에너지라고 불리는 신비한 물질에 의해 추진되는 우주의 가속화 된 팽창을 이해하는 데에 대한 결과를 가지고 있습니다. 그러나 f (R) - 중력과 같은 모델은 또한 우주의 급속한 성장을 설명 할 수 있으며 연구자들은 그들의 연구가 암흑 에너지가 무엇인지를 확인하는 작은 단계 일 수 있다고 말한다. 우리의 천문학 자들과 우주 학자들은 세계 최고의 과학자이며 끊임없이 우주 과학에 새로운 빛을 발산하고 있습니다. 작년에 우리는 초 우주 검정 구멍이 초기 우주의 팽창을 측정하는 데 어떻게 도움이되는지 보여 줬습니다. 어떻게 우리의 은하수가 인접한 은하와의 격변 적 충돌 과정에 있는지; 왜 천왕성이 기울어 져 있는지. 우리는 또한 세계에서 가장 큰 망원경 인 매우 큰 망원경을 만드는 것을 돕고 있습니다. 우리의 우주론 및 천문학 연구에 대해 자세히 알아보십시오. f (R) - 중력 연구는 Nature Astronomy에 발표되었습니다. 그것은 우리의 전산 물리학 연구소 (Institute for Computational Cosmology)의 Christian Arnold 박사와 Baojiu Li 교수와 우리의 입자 물리 현상학 연구소 (Institute of Particle Physics Phenomenology)의 대학원생 인 Matteo Leo에 의해 주도되었습니다. 이 연구는 유럽 연구위원회 (European Research Council)와 과학 기술위원회 (Science and Technology Facilities Council)의 지원을 받았다. 컴퓨터 시뮬레이션은 Durham University의 DiRAC 데이터 중심 시스템에서 실행되었습니다.
출판 : Christian Arnold, Matteo Leo & Baojiu Li, "f (R) 수정 된 중력에서의 은하 형성에 대한 현실적인 시뮬레이션", Nature Astronomy (2019)
https://scitechdaily.com/chameleon-theory-could-change-how-scientists-think-about-gravity/
.명확하게 알기 : 수정 된 컴퓨터 코드는 융합 플라즈마의 불안정성을 정확하게 모델링합니다
에 의해 프린스턴 플라즈마 물리 연구소 PPPL 물리학 자 Mario Podesta, 융합 플라즈마의 톱니가 불안정한 새로운 연구에 공헌 한 과학자 중 한 명. 신용 : Elle Starkman, 2019 년 7 월 24 일
원자 입자는 토카막 (tokamaks)이라고 알려진 링 모양의 융합 기계 주위를 돌아 다니다가 때로는 합쳐져 많은 양의 에너지를 방출합니다. 그러나이 입자들 - 전하를 띤 전자와 원자핵, 또는 플라즈마로 통칭되는 이온들이 때때로 자기 속의 토카막 내부로 가두는 자기장 밖으로 누출 될 수 있습니다. 누출은 플라즈마를 냉각시켜 융합 반응의 효율을 떨어 뜨리고 기계를 손상시킵니다. 이제 물리학 자들은 업데이트 된 컴퓨터 코드가 이러한 누출을 예측하고 궁극적으로 예방하는 데 도움이 될 수 있음을 확인했습니다. 연구팀은 미국 에너지 부 (DOE)의 프린스턴 플라즈마 물리 연구소 (PPPL)에서 개발 된 플라즈마 시뮬레이션 코드 인 TRANSP를 업데이트 하고 킥 모델로 알려진 새로운 코드 비트를 설치하여 전 세계의 퓨전 연구 센터 에서 사용했습니다. TRANSP 구성 요소 중 하나. 플라즈마 내에서 입자를 걷어차는 충격을 시뮬레이션하기 때문에 킥 모델을 사용하면 TRANSP가 이전보다 훨씬 정확하게 입자 동작을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 원시 데이터에서 정보를 증류하여 플라즈마 행동을 모델링하는 NUBEAM 및 ORBIT의 도움을받은 TRANSP의이 업데이트 버전은 물리학 자들이 누출을 더 잘 이해하고 예측하는 데 도움이 될뿐만 아니라이를 최소화하는 엔지니어링 솔루션을 만들 수 있습니다. 태양과 별을 움직이는 힘인 융합은 자유 전자와 원자핵 으로 구성된 물질의 고온의 충전 된 상태 인 엄청난 양의 에너지를 생성 하는 플라즈마 형태의 가벼운 원소를 융합시키는 것입니다 . 과학자들은 전기를 생성하는 사실상 무진장 한 전력 공급을 위해 지구상에서 융합을 재현하려고합니다. 팀은 TRANSP의 업데이트 된 버전이 융합 반응을 일으키는 고 에너지 입자의 움직임에 대한 톱니 모양의 불안정성 (융합 반응에 영향을 미치는 일종의 방해)의 효과를 정확하게 모델링 한 것으로 나타났습니다. PPPL 물리학 자 마리오 포데 스타 (Mario Podestà)는 "이 결과는 물리학자가 특정 문제에 따라 한 모델에서 다른 모델로 전환하지 않고도 다양한 불안정성을 다루기 위해 동일한 접근법을 사용할 수있게하기 때문에 중요하다"고 보도했다. 핵융합 연구 결과 . 결과는 2016 년 PPPL의 National Spherical Torus Experiment-Upgrade (NSTX-U) 운영 중에 발생한 톱니 모양의 불안정성을 기반으로 이전의 PPPL 연구에서 킥 모델을 TRANSP에 적용하는 것으로 확대되었습니다. TRANSP의 업데이트 된 버전은 아직 수행되지 않은 실험의 플라즈마 거동을 시뮬레이션 할 수 있다고 Podestà는 전했다. "우리는 킥 모델에 내장 된 물리학을 이해하고 그 모델이 과거의 실험 결과를 성공적으로 시뮬레이션했기 때문에 데이터가있는 킥 모델이 미래의 실험을 정확하게 모델링 할 수 있다고 확신합니다." 앞으로 연구원들은 혈장에서 일어나는 일들에 대해 완전한 감각을 얻기 위해 불안정한 것들 사이에서 어떤 일이 발생 하는지를 결정하기를 원합니다. 그동안 Podest와 다른 과학자들은 현재 결과에 고무되어 있습니다. "우리는 이제 플라즈마 입자 를 방해하는 특정 메커니즘을 시뮬레이션 할 수있는 방법을 개선하는 방향으로 나아가고있다 "고 포데 스타는 말했다. "이것은 미래의 핵융합로의 성능에 대한 신뢰성 있고 정량적 인 예측에 더 가깝다." 추가 탐색 업데이트 된 컴퓨터 코드는 플라즈마 실험에서 입자 움직임의 예측을 향상시킵니다.
추가 정보 : D. Kim 외, NSTX-U, 핵융합 (2019)의 톱니 모양 불안정성으로 인한 빠른 입자 재분배에 대한 조사 . DOI : 10.1088 / 1741-4326 / ab1f20 에 의해 제공 프린스턴 플라즈마 물리 연구소
https://phys.org/news/2019-07-code-accurately-instability-fusion-plasmas.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
.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정
박수진 1, 제1저자 연구원
박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어
추상
유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
.단백질 스위치로 살아있는 세포를 전례없이 제어 할 수 있습니다
에 의해 워싱턴 대학 LOCKR은 여러 개의 상호 작용하는 부분으로 구성된 분자 스위치입니다. '키'(검정색)는 세포의 다른 분자와 상호 작용할 수있는 생체 활성 펩타이드 (노란색)를 나타내는 '새장'(회색)의 잠금을 해제합니다. 합성 단백질 복합체 인 LOCKR을 처음부터 계산적으로 설계 한 다음 살아있는 세포에서 실험했습니다. 신용 : Ian Haydon, UW 의학 연구소,2019 년 7 월 24 일
단백질 디자인 연구소 과학자들은 생명 세포 내부에서 세포의 복잡한 내부 회로를 수정하거나 명령하기 위해 일할 수있는 최초의 완전 인공 단백질 스위치를 만들었습니다. 스위치는 래칭, 직교 케이지 / 키 pRotein의 약자 인 LOCKR이라고 불립니다. Nature 지에 7 월 24 일자로 발표 된 동반자 논문 은 LOCKR의 디자인을 기술하고이 기술의 실제 적용 사례를 보여줍니다. 이 작업은 UC 샌프란시스코의 UC 의학 연구소 (UW Medicine Institute for Protein Design)의 David Baker와 UC San Francisco의 Hana El-Samad (Hana El-Samad)가 이끄는 생명 공학 팀이 수행했습니다. 과학자들은 LOCKR이 유전자 발현 을 수정하고 , 세포 교통을 방향을 바꾸고, 특정 단백질을 분해하고, 단백질 결합 상호 작용을 제어 하기 위해 "프로그래밍"될 수 있음을 보여줍니다 . 연구진은 LOCKR을 사용하여 자율 센서처럼 작동하는 새로운 생물학적 회로를 구축했습니다. 이러한 회로는 셀의 내부 또는 외부 환경에서 큐를 감지하고 셀을 변경하여 응답합니다. 이는 서모 스탯이 주변 온도를 감지하는 방식과 비슷 하며 원하는 온도에 도달하자마자 가열 또는 냉각 시스템이 스스로 꺼 지도록 지시합니다. 셀에 의해 조립 된이 새로운 스위치는 가장 긴면에서 단지 8 나노 미터를 측정합니다. 이 문장의 끝 부분에있는 기간을 커버하는 데는 1 억 명이 넘는 사람들이 필요합니다. "디자이너 단백질로 세포를 조절하는 능력은 생물학의 새로운 시대를 이끌어 낸다"고 UCSF의 생화학 및 생물 물리학자인 쿠오 (Curo) 가족 교수 인 엘 사마드 (El-Samad)는 말했다. " 집적 회로 가 컴퓨터 칩 산업의 폭발을 가능 하게했던 것과 같은 방식으로 이러한 다양하고 역동적 인 생물학적 스위치는 조만간 살아있는 세포의 행동과 궁극적으로 우리의 건강에 대한 정밀한 제어를 가능하게 할 수 있습니다."
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/designedprot.mp4
시애틀의 UW 의학 연구소 (UC Medicine Institute of Protein Design)의 연구원은 샌프란시스코 캘리포니아 대학 (University of California San Francisco)의 연구원들이 어떻게 합성 단백질 스위치 LOCKR을 처음부터 만들어 냈는지 설명했다. 살아있는 세포에서 여러 프로세스를 제어 할 때 LOCKR 버전에서 발견 한 몇 가지 사용법에 대한 이야기. 신용 : UW 의학 자연계에 상응하지 않는 LOCKR은 optogenetics 및 CRISPR과 같은 최신 기술을 포함하여 생명 공학 무역의 모든 도구와 구별됩니다. LOCKR은 전임자가 자연에서 발견 된 후 실험실, 산업 또는 의학에서 사용하기 위해 다시 제작되었지만 LOCKR은 인간이 생각하고 건설 한 최초의 생명 공학 도구 중 하나입니다. 보고서의 저자는 UW 의학 연구소의 Bobby Langan과 Scott Boyken, UC Berkeley-UCSF의 생명 공학 대학원 프로그램의 Andrew Ng입니다. "현재 모든 세포는 환경에 반응하고 있습니다."라고 Langan은 말했습니다. 그는 "세포는 자극을 받아서 무엇을해야 하는지를 알아야한다. 예를 들어 유전자 발현을 조정하거나 단백질을 분해하기 위해 자연계를 이용한다." Langan과 그의 동료들은이 셀룰러 시스템과 인터페이스 할 수있는 새로운 방법을 만들기 시작했습니다. 그들은 전산 단백질 디자인 을 사용하여 특정 분자 키를 추가 할 때만 생체 활성 펩타이드를 나타내는 자기 조립 단백질을 만들었습니다. 효모에 LOCKR 버전이 설치되어 연구진이 선택했을 때 유 전적으로 조작 된 곰팡이가 특정 세포 단백질을 분해 할 수 있음을 보여 주었다. 스위치를 재 설계함으로써 실험실에서 성장한 인간 세포에서도 동일한 효과를 입증했습니다. 건강을 유지하기 위해서는 세포가 그들의 생화학 적 과정을 엄격하게 제어해야합니다. 단지 하나의 유전자에서 비정상적인 활동, 또는 잘못된 단백질의 축적은 세포의 평형을 뒤엎을 수 있습니다. 이것은 심지어 세포 암 또는 암으로 이어질 수 있습니다. LOCKR은 과학자들에게 살아있는 세포와 상호 작용할 수있는 새로운 방법을 제공합니다. 이로써 암, 자가 면역 질환 등 다양한 질병 치료를위한 새로운 치료법이 가능하게되었습니다 . "LOCKR은 프로그래밍 셀에 대한 완전히 새로운 가능성을 제시합니다 "라고 Ng는 말했습니다. "우리는 이제 자연이 진화 한 단백질보다는 우리의 상상력과 창의력에 의해 더 제한됩니다."
추가 탐색 살아있는 세포를위한 주문 회로 자세한 정보 : 생체 활성 단백질 스위치의 새로운 설계, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1432-8 저널 정보 : 자연 Washington 대학 제공
https://phys.org/news/2019-07-protein-unprecedented-cells.html
.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포
논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,
June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.
소개
세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf
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