분자 썸 드라이브 : 연구원은 디지털 이미지를 대사 산물 분자에 저장합니다
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Raymond Lefèvre _ Boy on a Dolphin
.허블은 폭발 스타의 멋진 불꽃 놀이를 캡처합니다
Passant Rabie에 의해 7 시간 전 과학 및 천문학 supermassive star는 1840 년대에 처음으로 폭발했다. 허블 망원경의 에타 카리네 (Eta Carinae)의 이미지는 적색, 흰색 및 푸른 색의 고온 가스를 보여줍니다.허블 망원경의 에타 카리네 (Eta Carinae)의 이미지는 적색, 흰색 및 푸른 색의 고온 가스를 보여줍니다.(이미지 : © NASA, ESA, N. Smith (아리조나 대학교)와 J. Morse (BoldlyGo Institute)
허블 우주 망원경은 초대형 별의 폭발 밝은, 폭발하는 불꽃 놀이에서 빛으로 하나 개의 멋진 쇼를 붙 잡았다. 에타 카리 네 ( Eta Carinae )라고 불리는이 별 은 170 년 전에 처음으로 폭발했고 10 년이 조금 넘게 우리 하늘에서 두 번째로 밝은 별이었습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 별은 천천히 희미 해지고 육안으로 볼 수 없게됩니다. 허블 우주 비행사는 NASA 의 성명서 에 따라이 별을 25 년 동안 관찰했다 . 가장 최근에, 천문학 자들은 Wide Field Camera 3을 사용하여 따뜻한 가스에 포함 된 마그네슘의 자외선 광선을 조사하고 이전에 없었던 장소에서 가스를 발견했습니다.
https://www.space.com/hubble-captures-stellar-fireworks.html?utm_source=notification&jwsource=cl
"우리는 수십 년 동안 허블 (Hubble)을 사용하여 가시광 선과 적외선으로 Eta Carinae를 연구했으며, 우리는 분출 된 잔해를 충분히 고려했다고 생각했습니다."아리조나 대학의 스튜 워드 천문대 (Steward Observatory)의 연구원 인 네이선 스미스 (Nathan Smith) 허블 프로그램은 성명서에서 밝혔다. "그러나이 새로운 자외선 - 빛 이미지는 다른 가시 광선 또는 적외선 이미지에서 볼 수 없었던 가스를 보여줌으로써 놀랍도록 다르게 보입니다." NASA 의 성명서 에 따르면이 새롭게 발견 된 기체는 양극성 엽 (bipolar lobe)를 양 측면에서 추방하기 직전에 별에서 방출되었을 수 있으므로 별의 분출이 어떻게 시작되었는지 이해하는 데 중요하다 . 스미스 대변인은 "이 여분의 물질은 빠르며, 이미 강력한 항성 폭발을위한 전체 에너지 측면에서 분명한 입장이다. 에타 카리나에 (Eta Carinae)는 분출로 유명하며 NASA에 따르면 같은 시스템 내에서 3 개의 별이 중력에 의해 묶여있을 가능성이 있으며 초신성 폭발로 사망 할 가능성이 있다고한다.
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.완벽한 타이밍 : 청소년에서 성인으로 '전환'
Rocanter Medical Center의 사만다 장 (Samantha Jean) 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 7 월 3 일
인간에서 사춘기의 발병이 어떻게 조절되는지에 대해서는 거의 알려지지 않았지만, 원형 벌레 C. elegans 에서 새로운 유전자를 발견 한 것은 청소년 - 성인 전환시기를 결정하는 "실종 링크"일 수 있습니다. LIN28과 MKRN3의 두 가지 유전자는 인간의 조숙 한 사춘기와 관련이있는 것으로 알려져 있으며, 6 세의 청소년은 성인의 특징을 개발하기 시작할 수 있습니다. 이 유전자들은 C. elegans를 비롯한 모든 동물에서 발견되며 청소년에서 성인으로의 전이를 조절합니다. 새로운 발견이 이루어질 때까지이 두 유전자가 어떻게 연결되는지는 불분명했습니다. 청소년 대 성인 전환의 더 명백한 징후는 외부 신체 형태, 성숙한 성기 경향이 있지만 신경계 변화도 동시에 발생합니다. 인간의 경우, 사춘기 동안 뇌의 성숙은 다양한 신경 정신병 장애에 대한 취약성 증가와 관련되므로 정신 건강 및 기본 신경 생리학을 이해하는 데있어 이러한 과정을 더 잘 이해하는 것이 중요합니다. Douglas Portman, Ph.D.의 실험실에서의 두 가지 새로운 연구. Developmental Cell 과 eLife에 게재 된 New York University의 Rochester Medical Center와 David Fitch 는 미세한 회충 C. elegans 에서 긴 non-coding RNA를 포함하는 새로운 발달 타이밍 메커니즘을 확인했습니다 . 그들의 연구는 체형의 성별 변화, 신경 회로의 성숙 및 행동을 조절하는 놀라운 새로운 분자 메커니즘을 밝혀 냈습니다. C. elegans 는 오랫동안 생물학의 기본 메커니즘을 이해하기 위해 연구자들에 의해 사용되어 왔습니다. 이 웜을 사용하여 만들어진 많은 발견은 동물계에 적용되며이 연구는 인간 생물학에 대한 폭 넓은 이해를 이끌어 냈습니다. 실제로 C. elegans 와 관련된 발견으로 의학 및 화학 분야의 노벨상 3 점이 수여되었습니다 . 연구진은 파손되면 청소년에서 성인기로의 전환을 지연시키는 새로운 유전자를 확인했다. 놀랍게도 lep-5 라 불리는이 유전자는 대부분의 유전자처럼 단백질 역할을하지 않습니다. 대신, 기능이 대체로 신비로운 유전자 의 최근 발견 된 부류 인 긴 비 - 코딩 RNA (lncRNA) 로서 기능한다. 팀은이 lncRNA가 MKRN3과 유사한 C. elegans 유전자 인 LIN-28 및 LEP-2와 직접 상호 작용하여 청소년 - 성인 전이를 촉진하는 데 중요하다는 사실을 관찰했습니다 . LEP-2와 LIN-28의 인간 버전이 모두 사춘기의시기에 관련되어 있기 때문에, 새로운 연구는 아직 발견되지 않은 lncRNA가 인간에서도이 과정에 필수적 일 수 있다고 제안합니다. 회심 신경계에서 일부 신경 회로는 성적으로 성숙한 어른이됨에 따라 남성에서 기능적 전이를 겪습니다. 이는 생식 성공에 중요한 성인 특유의 행동을 일으키는 데 중요합니다. 수컷 꼬리는 또한 짝짓기 행동을 가능하게하는 형태의 변화를 겪습니다. 연구진은이 같은 경로가 이러한 회로의 기능적 성숙과 꼬리의 모양을 제어한다는 것을 발견했다. lep-5에 돌연변이가있는 회충은 육체적으로 성숙한 성인이되지만, 그들의 신경 계통은 청소년 단계에서 체포 된 채로 남아 있으며 꼬리는 어린 형태를 유지합니다. 행동의 변화와 관련하여, 경로는 신경계에 타이밍 신호를 보내는 조직이 아니라 신경계 자체에서 작용함으로써이 타이밍을 조절 합니다 . 또한, 개별 뉴런은 자신의 발달 시계를 관리합니다. 유년기 단계에서 lep-5 활동의 시간을 다한 "맥박"은 LIN-28을 비활성화시켜 성년으로의 전환이 진행되도록합니다. 이 연구에서 밝혀진 메커니즘에 대한 지속적인 연구는 과학자들이 유전 적 및 환경 적 신호가 인간의 성인기로의 이행을 규제하는 방법을 더 잘 이해할 수 있도록 도와 줄 것입니다. 이 연구는 포트먼과 피치 (Portman and Fitch)에 일반 의학 과학 연구소와 국립 과학 재단 보조금으로 지원되었다. 추가 탐색 성기의 성숙에 핵심적인 역할을하는 선수 더 자세한 정보 : Hannah Lawson et al., Makorin lep-2와 lncRNA lep-5는 lin-28을 조절하여 C. elegans 신경 계통의 성숙을 계획한다. eLife (2019). DOI : 10.7554 / eLife.43660 Karin C. Kiontke et al. Long-Non-coding RNA lep-5는 LIN-28, Developmental Cell (2019)을 불안정화하여 청소년 - 성인 전환을 촉진합니다 . DOI : 10.1016 / j.devcel.2019.03.003 저널 정보 : Developmental Cell , eLife Rochester Medical Center 대학 제공
https://phys.org/news/2019-07-juvenile-adult.html
.분자 썸 드라이브 : 연구원은 디지털 이미지를 대사 산물 분자에 저장합니다
에 의해 브라운 대학 (Brown University) Brown University 연구진은 작은 공간에서 방대한 양의 데이터를 저장할 수있는 분자 저장 시스템을 향한 한 걸음으로 일반적인 생물학 소분자의 용액에 이미지 파일을 저장할 수 있음을 보여주었습니다. 크레디트 : Jacob Rosenstein et. al.2019 년 7 월 3 일
DNA 분자는 엄청난 양의 생물학적 정보를 운반하는 매체로 잘 알려져 있으며 현재의 하드 드라이브보다 훨씬 많은 데이터를 저장할 수있는 조작 된 데이터 저장 장치에 DNA를 사용하는 데 관심이 증가하고 있습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 DNA 데이터 저장에 관한 한 DNA만이 유일한 게임이 아닙니다. Brown University의 연구자들은 설탕, 아미노산 및 다른 종류의 작은 분자를 포함하는 액체 혼합물의 배열 인 인공 대사 물질에 저장된 데이터를 저장 및 검색 할 수 있음을 보여줍니다 . PLOS ONE 저널에 실린 논문 에서 연구진은 킬로바이트 규모의 이미지 파일을 대사 산물 용액으로 인코딩하고 정보를 다시 읽을 수 있음을 보여주었습니다 . "이것은 우리가 정보를 저장하기 위해 더 넓은 범위의 분자를 사용하는 것에 대해 사람들이 생각하게하기를 희망하는 개념 증명입니다."라고 Brown의 School of Engineering의 교수이며이 연구의 수석 저자 인 Jacob Rosenstein은 말했다. "어떤 상황에서는 여기에 사용 된 것과 같은 작은 분자가 DNA보다 훨씬 더 많은 정보 밀도를 가질 수 있습니다." Rosenstein은 또 다른 잠재적 인 이점은 많은 대사 산물이 서로 반응하여 새로운 화합물을 형성 할 수 있다는 사실에 기인한다고 Rosenstein은 말합니다. 이는 데이터를 저장할뿐만 아니라이를 조작하여 대사 산물 혼합물 내에서 계산을 수행하는 분자 시스템의 잠재력을 창출합니다. 분자 컴퓨팅의 기본 개념은 더 많은 데이터 저장 용량에 대한 필요성이 커지고 있기 때문입니다. 2040 년까지 세계는 일부 추정치에 따라 3 조 9 천억 (3 위 24 조 제로) 비트의 데이터를 생산할 것입니다. 모든 데이터를 저장, 검색 및 처리하는 것은 어려운 과제이며, 기존의 반도체 칩을 사용하기에 충분한 칩 급 실리콘이 지구상에 존재하지 않을 수 있습니다. Brown의 엔지니어 및 화학자 그룹은 DARPA (Defense Advanced Research Project Administration)와의 계약에 따라 새로운 정보 시스템을 개발하기 위해 소형 분자를 사용하는 다양한 기술을 연구하고 있습니다. 이 새로운 연구에서이 그룹은 인공 대사 물질이 데이터 저장 옵션인지 여부를 확인하기를 원했습니다. 생물학에서 대사 체 (metabolome)는 유기체가 대사를 조절하는 데 사용하는 분자 배열입니다. Brown 박사의 박사후 연구원이자 연구의 첫 저자 인 Eamonn Kennedy는 "세포와 유기체가 정보를 전달하기 위해 작은 분자를 사용한다는 것을 인식하는 것은 어렵지 않지만 일반화하고 정량화하기가 더 어려울 수있다. "우리는 metabolome이 어떻게 정확한 디지털 정보를 인코딩 할 수 있는지 보여주고 싶었습니다." 연구진은 분자의 조합이 다른 작은 액체 혼합물 인 인공 대사 물질을 조립했습니다. 혼합물 내의 특정 대사 산물의 유무는 0 비트 또는 1 비트의 디지털 데이터의 1 비트를 인코딩합니다. 인공 metabolome의 분자 유형의 수는 각 혼합물이 보유 할 수있는 비트 수를 결정합니다. 이번 연구에서 연구자들은 6 개와 12 개 대사 산물의 라이브러리를 만들었는데, 이는 각 혼합물이 6 개 또는 12 개 비트를 인코딩 할 수 있음을 의미합니다. 수천 개의 혼합물이 나노 리터 크기의 물방울 형태로 작은 금속판에 배열됩니다. 액체 처리 로봇에 의해 정밀하게 배치 된 물방울의 내용물과 배열은 원하는 데이터를 암호화합니다. 그런 다음 플레이트를 건조시켜 각각 디지털 정보를 담고있는 작은 분자 의 대사 산물 분자를 남깁니다 . 질량 분석기를 사용하여 데이터를 판독 할 수 있습니다. 질량 분석기는 플레이트의 각 지점에있는 대사 산물을 식별하고 데이터를 디코딩 할 수 있습니다. 연구진은이 기술을 사용하여 최대 2KB 크기의 다양한 이미지 파일을 성공적으로 인코딩 및 검색했습니다. 현대 스토리지 시스템의 용량에 비해 큰 것은 아니지만 견고한 개념 증명입니다. 그리고 스케일 업의 잠재력은 충분합니다. 혼합물의 비트 수는 인공 대사 물질의 대사 산물 수에 따라 증가하며 사용 가능한 대사 산물은 수천 가지가 있습니다. 연구팀은 몇 가지 한계점이 있다고 지적했다. 예를 들어 많은 대사 물은 동일한 솔루션에 배치되면 화학적으로 서로 상호 작용하여 오류나 데이터 손실을 초래할 수 있습니다. 하지만 그것은 궁극적으로 기능이 될 수있는 버그입니다. 솔루션 내에서 데이터를 수행하는 조작을 조작하기 위해 이러한 반응을 활용하는 것이 가능할 수 있습니다. " 계산을 위해 분자 를 사용 하는 것은 엄청난 기회이며, 우리는 그것을 활용하는 방법을 파악하기 시작했습니다"라고이 연구의 브라운 조교수 겸 공동 저자 인 Brenda Rubenstein은 말했다. "이러한 연구는 사람들이 분자 데이터 시스템에서 가능한 것으로보고있는 것에 도전한다"고 Rosenstein은 말했다. 그는 "DNA는 정보를 저장하고 처리하는 데 사용할 수있는 유일한 분자는 아니며 잠재력이있는 다른 가능성이 있다는 것을 인식하는 것이 흥미 롭다"고 말했다.
추가 탐색 분자 데이터 저장을 사용하면 고양이 동영상이 우리보다 오래 지속될 수 있습니다. 추가 정보 : Kennedy E, Arcadia CE, Geiser J, Weber PM, Rose C, Rubenstein BM, 외. (2019) 합성 대사 물질의 정보를 암호화합니다. PLoS ONE 14 (7) : e0217364. doi.org/10.1371/journal.pone.0217364 저널 정보 : PLoS ONE 브라운 대학 제공
https://phys.org/news/2019-07-molecular-thumb-digital-images-metabolite.html
.연료 전지 촉매의 활동은 두 배로 증가했습니다
에 의한 기술 대학 뮌헨 뮌헨 공과 대학교 (TUM)의 학제 간 연구 팀은 연료 전지 촉매 작용을위한 백금 나노 입자의 크기를 최적화하여 새로운 촉매가 현재 상업적으로 이용 가능한 가장 우수한 공정보다 두 배나 우수함을 입증했다. 그림은 첫 번째 저자 인 Dr. Batyr Garlyyev, Kathrin Kratzl 및 Marlon Rueck (fltr)을 보여줍니다. 신용 : 아스트리드에 커트 / TUM
뮌헨 공과 대학교 (TUM)의 학제 간 연구팀은 연료 전지 촉매 작용을위한 백금 나노 입자를 제조했습니다. 새로운 크기 최적화 촉매는 현재 상업적으로 이용 가능한 최상의 공정보다 2 배의 효능을 발휘합니다. 연료 전지는 전기 자동차의 전원으로 배터리를 대체 할 수 있습니다. 그들은 예를 들어 풍력 발전소에서 잉여 전기를 사용하여 생산 될 수있는 수소 인 수소를 소비합니다. 그러나, 연료 전지에 사용되는 백금 은 희귀하고 매우 비싸며, 이는 지금까지 응용 분야에서 제한적인 요소였습니다. 롤란 드 피셔, 무기 및 유기 금속 화학, Aliaksandr Bandarenka, 에너지 변환 및 물리학 교수 및 Alessio Gagliardi, 에너지 변환을위한 나노 시스템 시뮬레이션 교수가 이끄는 뮌헨 공과 대학 (TUM)의 연구팀은 이제 입자가 오늘날 상업적으로 이용 가능한 최상의 공정보다 2 배 높은 수준에서 수행하는 정도까지 백금 입자의 크기를 감소시킨다. 이상적 : 1 나노 미터 크기의 백금 "계란" 연료 전지에서 수소는 산소와 반응하여 물을 생성하여 공정에서 전기를 생성합니다. 이 전환을 최적화하기 위해서는 전극에서 정교한 촉매가 필요합니다. 백금은 산소 환원 반응에서 중심적인 역할을합니다. 이상적인 솔루션을 찾기 위해 팀은 전체 시스템의 컴퓨터 모델을 만들었습니다. 중심 질문 : 백금 원자의 클러스터는 얼마나 작고 여전히 활성 촉매 효과가있을 수 있습니까? "백금 스택을위한 최적의 크기가 있다는 것이 밝혀졌습니다."라고 Fischer는 설명합니다. 뮌헨 공과 대학교 (TUM)의 학제 간 연구 팀은 연료 전지 촉매 작용을위한 백금 나노 입자의 크기를 최적화하여 새로운 촉매가 현재 상업적으로 이용 가능한 가장 우수한 공정보다 두 배나 우수함을 입증했다.
40 개의 원자를 갖는 백금 나노 입자는 가장 높은 활성을 나타낸다. 크레딧 : Batyr Garlyyev / TUM
약 1 나노 미터이고 약 40 개의 백금 원자를 포함하는 입자가 이상적입니다. "이 크기의 백금 촉매는 체적이 작지만 많은 활성 점을 가지고있어서 질량 활성이 높습니다."라고 Bandarenka는 말합니다. 학제 간 협력 촉매 연구 센터 (CRC)에서의 학제 간 협력은 연구팀의 결과에서 중요한 요소였습니다. 실험에서 얻은 이론적 인 능력을 모델링, 공동 토의 및 물리적 / 화학적 지식과 결합하면 궁극적으로 촉매가 이상적인 형태, 크기 및 크기 분포로 설계 될 수있는 방법을 보여주는 모델이되었습니다. 또한 CRC는 계산 된 백금 나노 촉매를 만들고 실험적으로 테스트하는 데 필요한 전문성을 갖추고 있습니다. "이것은 무기 합성의 기술 측면에서 많은 것을 필요로합니다."라고이 연구의 세 명의 저자 중 한 명인 Batyr Garlyyev와 Marlon Rück과 함께 Kathrin Kratzl이 말했습니다. 가장 우수한 기존 촉매의 두 배의 효과 실험은 이론적 인 예측을 정확하게 확인했습니다. Garlyyev는 "우리의 촉매 는 시장에서 가장 우수한 기존의 촉매보다 2 배나 효과적입니다."라고 말하며, 현재 50 % 감축 된 백금의 양이 80 %로 증가해야하기 때문에 상업용으로는 적합하지 않다고 덧붙입니다. 구형 나노 입자 외에도 연구자들은 훨씬 복잡한 형태의 촉매 활성을 더욱 기대하고있다 . 파트너십에 수립 된 컴퓨터 모델은 이러한 종류의 모델링에 이상적입니다. "그럼에도 불구하고 복잡한 모양은 더 복잡한 합성 방법을 필요로합니다"라고 Bandarenka는 말합니다. 이것은 앞으로 계산 및 실험적 연구를 더욱 중요하게 할 것입니다. 추가 탐색 거친 표면은 연료 전지에서 에너지 생성 반응을위한 추가 사이트를 제공합니다.
추가 정보 : Batyr Garlyyev 외, 전기 화학적 산소 환원 반응에서 향상된 질량 활성을위한 백금 나노 입자의 크기 최적화, Angewandte Chemie International Edition (2019). DOI : 10.1002 / anie.201904492 저널 정보 : Angewandte Chemie International Edition 에 의해 제공 기술 대학 뮌헨
https://phys.org/news/2019-07-fuel-cell-catalysts.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
.초고 해상도 현미경으로 염색체 간의 연관성을 밝힙니다
에 의한 의료 연구를위한 Stowers 학회 인간 세포에서 유래 한 유사 분열 염색체의 구조적 일루미네이션 수퍼 - 해상도 현미경 (SIM) 이미지. rDNA- 결합 염색체를 보여줌. rDNA 프로브와 UBF 항체 (녹색과 적색)로 rDNA를 표지 하였다. rDNA와 UBF는 모두 염색체 사이에 필라멘트 연결을 형성합니다. 크레딧 : Gerton Lab, 2019 년 7 월 3 일
초 고해상도 현미경으로 인해 과학자들은 이제 인간 염색체 간의 물리적 결합을 모호하지 않게 확인할 수있었습니다. 이번 연구 결과는 50 년이 넘는 시간 동안 처음 발견 된 호기심에 대한 새로운 이해를 불러 일으켰다. Stowers Institute for Medical Research 과학자들은 최근 인간 세포핵 염색체 에서 5 개의 염색체 사이의 이러한 물리적 인 연관성 을 Cell Journal of Journal of Journal of Cell Biology에 온라인으로 발표 한 보고서에서 조사했다 . "Inter-chromosome 연결은 많은 유형의 인간 세포에서 염색체 조직의 통합되고 보편적 인 통치 특징이 될 수 있습니다."Stowers Investigator Jennifer Gerton 박사는 이러한 연구의 기초와 기능을 조사한 연구 팀을 이끌었다. 연결. 인간 게놈의 조직에 관한 연구 과정에서 연관성이 발견되었습니다. Gerton Lab의 연구 전문가 인 Tamara Potapova 박사는 Stowers Microscopy 및 Computational Biology 팀과 협력하여 생물학적 샘플을 나노 스케일 해상도로 시각화하는 구조적 이미지 수퍼 - 해상도 현미경 (SIM) 기술과 이 연구들. 논문의 첫 저자 Potapova는 SIM 이미지가 일관되게 23 개의 인간 염색체 중 5 개 사이의 연결을 밝혀 냈을 때 그녀와 그녀의 동료가 놀랐다 고 설명한다. "우리는 복제 된 자매 염색체 사본 사이에 접촉점이 있다는 것을 알았지 만, 이종 염색체 사이에는 접촉점이 없다는 것을 알았습니다. "나는 왜 동일한 5 개의 염색체가 다양한 세포 유형에서 연결을 나타내는 지에 매료되었다." Potapova는 이전에 발표 된 몇 가지 염색체 간 결합에 대한 보고서를 발표했다. 이러한 관찰의 대부분은 수퍼 해상도 현미경 검사법이 출현하기 훨씬 전에 세포 유전학 연구 중에 이루어졌습니다. 1961 년 영국의 유전 학자 말콤 퍼거슨 스미스 (Malcolm A. Ferguson-Smith)가 랜싯 (Lancet) 저널에 인터 염색체 결합의 초기 관찰을 발표했다. 그 당시 현미경 검사의 해상도가 매우 제한 되었기 때문에, 현재 케임브리지 대학의 명예 교수 인 퍼거슨 스미스 (Ferguson-Smith)는 거의 연결되어 있지 않습니다. 그러나 란셋 (Lancet)의 논문에서 그는 세포 유전학 연구에서 관찰 된 일부 염색체가 짧은 팔로 연결되어있는 것처럼 보이며 한 쌍의 "손을 잡고있는 곡예사"라고 썼다. Stowers의 연구자들은 염색체 간 연결을 나타내는 5 개의 염색체가 단일 공유 서열 인 리보솜 DNA (rDNA)를 통해 서로 연결되어 있다는 것을 깨달았습니다. 이 서열은 세포의 단백질 생산 공장 인 리보솜 형성에 필수적인 리보솜 RNA (rRNA) 분자를 암호화합니다. 이 염기 서열은 5 개의 다른 인간 염색체의 끝 부분에 있으며, 서로 다른 염색체를 함께 가지고있는 곡예사의 "손"으로 작용할 수 있습니다. 연구팀은 또한 많은 다른 인간 세포 유형에서 rDNA 연결을 검출했다. rDNA 연결은 건강한 조직과 병든 조직 모두에서 퍼져 있었으며 병리학 적이 아님을 나타냈다. 이 신문에서 Stowers의 연구원과 싱가포르 과학 기술 연구기구 (Singapore Institute of Science, Technology and Research)와 Lawrence Berkeley National Laboratory의 공동 저자는 염색체 간의 rDNA 연결 구조의 기초가 위상 학적 인터 로킹 또는 카 네이션이라고 제안합니다. 연동은 두 가지 요소의 조합을 통해 발생할 수 있습니다. 첫 번째 요인은 세포 핵에서 리보솜 생체 형성 부위 인 핵 소에서 강한 전사 활성이다. 두 번째 요소는 nucleolus에있는 서로 다른 이종 염색체의 rDNA 염기 서열이 존재한다는 것입니다. 핵소의 혼잡 한 환경에서 그들의 근접성 때문에, rDNA 서열의 가닥은 서로 충돌 할 수있다. 이러한 가닥은 효소 topoisomerase II의 작용에 의해 상호 연결될 수 있습니다. 높은 수준의 전사로 인한 supercoiling 스트레스를 없애기 위해 topoisomerase II는 DNA 가닥을 끊고 재결합해야합니다. 연구진은이 효소가 두 개의 다른 염색체에있는 rDNA 영역의 가닥을 얽히게함으로써 연결을 만들 수 있다고 제안했다. 연구자들은 또한 rDNA 연결을 형성하는 것 외에도 topoisomerase II가 염색체가 분열 할 때 염색체 간의 rDNA 연결이 해결되도록 보장합니다. 연구팀은 topoisomerase II 외에 연결을 조절하는 다른 요인들을 확인했다. rDNA의 전사를 촉진하는 요인은 rDNA 결합을 코팅하는 상류 결합 인자 (UBF) 전사 인자와 리보솜 생합성 및 단백질 합성의 세계적 조절자인 c-Myc 유전자를 포함하는 연결을 증가시킨다 . 연구 결과는 인간에서 가장 흔한 염색체 이상 인 로버트 슨 전좌로 이어지는 염색체 융합의 기원에 대한 단서를 제공 할 수있다. 로버트슨 전좌는 rDNA가 포함 된 두 염색체 사이의 융합체입니다. 연결에 의해 제공되는 인접성은 DNA에서 중단이 발생하면 이들 염색체가 함께 융합 될 가능성을 증가시킬 수 있습니다. Robertsonian translocation은 다운 증후군과 같은 불임과 트리 소메 이티 스를 유발할 수 있습니다. Gerton Lab은 게놈의 다른 영역이 염색체 간 연결에 관여하는지 여부를 계속 조사합니다. Gerton은 "이 연구의 결과는 새로운 유형의 염색체 - 염색체 상호 작용을 밝혀 냈습니다. 이제 rDNA 이외의 영역이 유사한 메커니즘을 사용하여 이러한 유형의 상호 작용에 관여 할 수 있는지 알고 싶습니다." 다른 연구 기고가로는 Jay R. Unruh, Ph.D., Zulin Yu, Ph.D., Hua Li, Ph.D., Stowers Institute의 Giulia Rancati, Ph.D., Science Agency, 싱가포르의 기술 및 연구, Lawrence Berkeley National Laboratory의 Martha R. Stampfer, Ph.D.
결과 요약 정리
스토 웰스 의학 연구소 (Stowers Institute for Medical Research)의 최근 연구는 특정 인간 염색체 간의 연관성을 반세기 전에 관찰 한 신비를 해결합니다 . 최근 Journal of Cell Biology 에 발표 된 논문에서 Stowers Investigator Jennifer Gerton 박사 팀이이 연구팀을 이끌었다. 연결이 어떻게 만들어 질지를 알려줍니다. 초 해상도 현미경을 사용하여, 첫번째 저자 인 Tamara Potapova, Ph.D.와 공동 연구자들은이 염색체 간 결합이 연결된 염색체 사이에서 공유되는 서열 인 리보솜 DNA로 구성된다는 결론을 내렸다. 이 연구 결과는 3 차원 공간에서의 염색체의 근접성과 염색체의 상호 작용에 의해 연결이 제어 됨으로써 염색체가 서로 맞물려 연동 될 수 있음을 시사한다. 연결은 여러 종류의 세포에서 발견되었으며 이는 정상적인 유형의 염색체 - 염색체 상호 작용임을 나타냅니다. 그러나 그들은 인간의 불임과 발달 장애와 관련된 염색체 융합의 기원에 대한 단서를 제공 할 수 있습니다.
추가 탐색 B 염색체의 드라이브 뒤에 숨어있는 B 염색체 첫 번째 메커니즘 저널 정보 : The Lancet , Journal of Cell Biology 에 의해 제공되는 의료 연구를위한 Stowers 학회
https://phys.org/news/2019-07-super-resolution-microscopy-illuminates-associations-chromosomes.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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