알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 기타 질병 치료에 수학 사용

.2015 년 10 월 유럽의 로제타 우주선이 찍은 67P

/ Churyumov-Gerasimenko 혜성 67P의 모습에서 선회하는 파편 덩어리 (원형)가 보입니다.(이미지 크레딧 : ESA / Rosetta / MPS / OSIRIS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA / J. Roger / CC BY-SA 4.0 )

이 눈부신 광경은 유럽의 Rosetta 임무에서 67P / Churyumov-Gerasimenko 혜성에 이르는 최신 보석입니다. 이 우주선의 2015 년 여정에서 지구로 돌아온 수많은 이미지가 여전히 새롭고 흥미로운 발견을 밝히고 있으며 올해 초 스페인의 천체 사진 작가 인 자틴 로저 (Jaint Roger)는 2015 년 10 월 21 일에 찍은 이미지에서 작은 궤도의 잔해가 발견되었습니다. 이 13 피트 (4 미터) 높이의 물체‘치리 문 (Churymoon)’이라고 불렀습니다.

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An Affair To Remember Beegie Adair

 

 

.바이오 센서 화학 공학

스탠포드 대학교 작성자 TOM ABATE, STANFORD UNIVERSITY 2019 년 8 월 17 일 바디 넷 스티커 연구원들은 금속 잉크를 사용하여 피부에 부착하고 맥박 및 기타 건강 지표를 추적하도록 설계된 신축성 스티커에 안테나와 센서를 스크린 인쇄하고 이러한 판독 값을 사람의 옷에있는 수신기로 비 춥니 다. 이미지 크레디트 : Bao Lab

Stanford 엔지니어는 피부에서 나오는 생리적 신호를 포착하는 실험용 스티커를 개발 한 다음 이러한 건강 판독 값을 무선으로 옷에 고정 된 수신기로 비 춥니 다. BodyNet이라는 시스템의 모든 부분입니다. 우리는 펄럭 거리는 심장이나 난처한 홍조와 같은 미묘함을 알리는 데있어 다른 역할을 무시하고 피부 보호 기능을 당연한 것으로 여깁니다. 이제 스탠포드 엔지니어는 반창고와 같은 센서를 사용하여 피부에서 나오는 생리적 신호를 감지하는 방법을 개발했습니다. 이 웨어러블 기술을 입증하기 위해 연구원들은 한 피험자의 손목과 복부에 센서를 부착하여 각 심장 박동이나 호흡으로 피부가 어떻게 늘어나고 수축되는지 감지하여 사람의 맥박과 호흡을 모니터링했습니다. 마찬가지로, 팔꿈치와 무릎의 스티커는 해당 근육이 구부릴 때마다 피부의 미세한 조임 또는 이완을 측정하여 팔과 다리의 움직임을 추적했습니다. 제난 바오, 그의 실험실 8 월 15 시스템을 설명하는 화학 공학 교수 기사 의 자연 전자는 , 그들이 BodyNet 호출이 착용 할 수있는 기술은, 최초의 수면 장애 나 심장 상태와 환자 모니터링 의료 설정에서 사용됩니다 생각합니다. 그녀의 실험실은 이미 체온과 스트레스와 같은 변수를 추적하기 위해 땀과 다른 분비물을 감지하는 새로운 스티커를 개발하려고 노력하고 있습니다. 그녀의 궁극적 인 목표는 피부에 달라 붙어 스마트 의류와 함께 작동하여 오늘날 소비자들이 사용하는 스마트 폰이나 시계보다 더 다양한 건강 지표를보다 정확하게 추적하는 무선 센서 어레이를 만드는 것입니다. "우리는 언젠가는 그 사람의 정상적인 동작을 방해하지 않으면 서 생리 학적 데이터를 수집 할 수있는 전신 피부 센서 어레이를 만들 수있을 것입니다 생각한다"도에서 KK 리 교수 바오 말했다 공학 학교 . 신축성, 편안한 기능성 박사 후 연구원 인 Simiao Niu와 Naoji Matsuhisa는 센서 설계에 3 년을 보냈다. 그들의 목표는 스티커가 피부에 펴지거나 수축되는 것을 방지하기 위해 착용하기 쉽고 배터리 나 단단한 회로가없는 기술을 개발하는 것이 었습니다. 그들의 최종 설계는 잠긴 방에 열쇠가없는 출입을 제어하는 ​​데 사용되는 RFID (무선 주파수 식별) 기술의 변형으로 이러한 매개 변수를 충족했습니다. 개인이 ID 카드를 RFID 수신기까지 보유하면 ID 카드의 안테나가 수신기에서 약간의 RFID 에너지를 수집하여이를 사용하여 코드를 생성 한 다음 수신기로 다시 전송합니다. 바디 넷 스티커 및 수신기

손목에 부착 된 고무 스티커는 사람의 피부가 움직일 때 구부러지고 늘어날 수 있으며, 사람의 옷에 잘린 수신기로 펄스 판독 값을 전송합니다. 이미지 크레디트 : Bao Lab

BodyNet 스티커는 ID 카드와 유사합니다.이 안테나에는 옷의 수신기에서 센서로 전원을 공급하기 위해 들어오는 RFID 에너지를 약간 수집하는 안테나가 있습니다. 그런 다음 피부에서 판독 값을 가져와 주변 수신기로 다시 보냅니다. 그러나 무선 스티커를 작동 시키려면 연구원들은 피부처럼 늘어나거나 구부러 질 수있는 안테나를 만들어야했습니다. 그들은 고무 스티커에 금속 잉크를 스크린 인쇄하여이를 수행했습니다. 그러나 안테나가 구부러 지거나 늘어날 때마다 이러한 움직임으로 인해 신호가 너무 약하고 불안정하여 유용하지 못했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 스탠포드 연구원은 끊임없이 변동하는 상황에서도 수신기에 강력하고 정확한 신호를 전달할 수있는 새로운 유형의 RFID 시스템을 개발했습니다. 배터리로 작동되는 수신기는 Bluetooth를 사용하여 스티커의 데이터를 스마트 폰, 컴퓨터 또는 기타 영구 저장 시스템에 주기적으로 업로드합니다. 스티커의 초기 버전은 호흡 및 맥박 측정을 위해 작은 모션 센서에 의존했습니다. 연구원들은 현재 땀, 온도 및 기타 센서를 안테나 시스템에 통합하는 방법을 연구하고 있습니다. 연구원들은 기술을 임상 응용 분야를 넘어 소비자 친화적 인 장치로 옮기려면 센서와 수신기를 서로 가깝게 유지해야하는 또 다른 과제를 극복해야합니다. 그들의 실험에서 연구원들은 각 센서 바로 위에 옷에 수신기를 꽂았다. 센서와 수신기의 일대일 페어링은 의료 모니터링에 적합하지만 운동 중에 착용 할 수있는 BodyNet을 만들려면 안테나를 옷에 짜서 사람이 센서를 부착하는 위치에 상관없이 신호를 수신하고 전송해야합니다 .

https://scitechdaily.com/engineering-breakthrough-wireless-health-sensors-that-stick-to-the-skin/

 

 

.단일 분자 분석을 위해 개발 된 나노 포어 '스마트 게이트'가있는 광 유체 칩

에 의해 산타 크루즈 - 캘리포니아 대학 크레딧 : CC0 Public Domain UC, 2019 년 8 월 16 일

Santa Cruz의 연구원들이 개발 한 새로운 칩 기반 플랫폼은 나노 포어 및 광 유체 기술을 피드백 제어 회로와 통합하여 처리량이 많은 분석을 위해 칩의 개별 분자 및 입자에 대한 전례없는 수준의 제어를 가능하게합니다. Nature Communications에 8 월 16 일에 발표 된 논문 에서, 연구원들은이 장치를 사용하여 리보솜, DNA 및 단백질을 포함한 개별 생체 분자를 칩의 유체가 채워진 채널로 전달하는 것을 제어한다고보고했습니다. 또한이 장치를 사용하여 다양한 유형의 분자를 분류 할 수 있으며 혼합물에서 표적 분자를 선택적으로 분석 할 수 있습니다. UC 산타 크루즈의 광전자 공학 교수 인 홀거 슈미트 (Holger Schmidt)는 칩 프로그래밍이 가능한 나노 기공 광 유체 소자의 기능은 칩에서 고 처리량 단일 분자 분석을위한 새로운 연구 도구를 향한 길을 제시한다고 말했다. 슈미트는“우리는 단일 분자를 유체 채널로 가져 와서 통합 된 광 도파관이나 다른 기술을 사용하여 분석 할 수있다”고 말했다. "이 아이디어는 입자 또는 분자를 도입하고 분석을 위해 채널에 유지 한 다음 입자를 버리고 프로세스를 쉽고 빠르게 반복하여 많은 단일 분자 실험의 강력한 통계를 개발하는 것입니다." 이 새로운 장치는 슈미트의 실험실과 그의 협력자 인 아론 호킨스 (Aaron Hawkins) 그룹이 브리검 영 대학교 (Brigham Young University)의 이전 작업을 바탕으로 단일 분자의 광학 분석을 위해 미세 유체 (칩에서 액체 샘플을 처리하기위한 작은 채널)와 광학을 결합한 광 유체 칩 기술을 개발합니다. 나노 포어를 첨가하면 분자가 채널로 전달되는 것을 제어 할 수있을뿐만 아니라 분자가 구멍을 통과 할 때 생성되는 전기 신호 를 분석 할 수 있습니다. 이 최신작은 UC Santa Cruz의 Schmidt 연구실의 대학원생 인 Mahmudur Rahman의 첫 작품입니다. 나노 포어 기술은 DNA 시퀀싱 응용에 성공적으로 사용되었으며, 슈미트와 다른 연구자들은 분자 나 입자가 나노 포어를 통해 이동함에 따라 생성 된 신호의 정보를 활용하는 새로운 방법을 모색하고있다. 새로운 장치에 피드백 제어 시스템 (마이크로 컨트롤러 및 솔리드 스테이트 릴레이)을 사용하여 전류를 실시간으로 분석하면 나노 포어가 "스마트 게이트"로 바뀌어 사용자가 분자를 채널로 전달하도록 프로그래밍 할 수 있습니다. 미리 결정된 방식. 게이트는 단일 분자 (또는 사용자가 설정 한 임의의 숫자)가 통과하자마자 닫히고 설정 시간 후에 다시 열 수 있습니다. 슈미트는“ 나노 포어를 '스마트 게이트'로 사용 하는 것은 사용자 친화적이고 높은 처리량으로 작동 할 수 있는 단일 분자 분석 시스템을 향한 핵심 단계 ”라고 말했다. "추가 분석 또는 처리를 위해 유체 채널로 전달되는 분자의 수를 사용자가 프로그래밍 할 수있게 제어 할 수 있으며 , 여러 유형의 단일 분자를 선택적으로 게이팅 할 수 있으며, 단일 분자를 여러 개의 기록 속도로 칩에 전달할 수 있습니다 분당 수백 " 박테리아 (70S) 리보솜을 사용하여 연구원들은 분당 500 개가 넘는 리보솜의 조절 된 전달을 보여 주었다. UC Santa Cruz의 Sinsheimer Molecular Biology의 공동 저자 Harry Noller는 모든 살아있는 세포에서 단백질을 합성하는 분자 기계 인 리보솜의 구조와 기능에 대한 선구적인 연구를 수행했으며 2006 년부터 Schmidt의 그룹과 협력하고 있습니다. 연구원들은 또한 DNA와 리보솜의 혼합물을 사용하여 표적 분자 (이 경우 DNA)에 대한 게이팅 기능을 선택적으로 활성화하는 장치의 능력을 보여 주었다. 이것은, 예를 들어, 제어 된 수의 표적 분자 에 대한 형광 실험을 가능하게 할 수 있지만, 표지되지 않은 입자는 무시되고 폐기된다. 선택적 게이팅 또한 입자가 통과 할 때의 신호에 기초하여, 정제 또는 나노 기공으로부터 하류 다른 입자의 정렬에 사용될 수있는 나노 기공 슈미트했다. 프로그래머블 시스템은 광범위한 잠재적 응용 분야에 유연성을 제공한다고 그는 말했다.

더 탐색 새로운 칩 기반 플랫폼은 단일 분자의 측정을 단순화 할 수 있습니다 자세한 정보 : Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-11723-7 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 캘리포니아 대학 - 산타 크루즈

https://phys.org/news/2019-08-optofluidic-chip-nanopore-smart-gate.html

 

 

.광합성에 병목 현상이 발견되면 식량 작물에 큰 영향을 줄 수 있습니다

번역 광합성에 대한 ARC 우수 센터 변형 된 Setaria 식물을 가진 Maria Ermakova 박사. 크레딧 : Natalia Bateman, CoETP2019 년 8 월 16 일

과학자들은 식물이 햇빛을 음식으로 변형시켜 작물 생산을 증가시키는 과정에서 병목 현상을 완화하는 방법을 발견했습니다. 그들은 광합성 과정에서 전자가 흐르는 속도를 조절하는 단백질을 더 많이 생산하면 전체 과정을 가속화한다는 것을 발견했습니다. "우리는 Rieske FeS 단백질의 생산 증가 효과를 테스트하여 광합성 을 10 % 증가시키는 것을 발견 했습니다."라고 ARC의 번역 광합성 센터 (CoETP)의 Maria Ermakova 박사는 말했습니다. "Rieske FeS 단백질은 전자가 흐르는 호스와 같은 복합체에 속하므로 식물의 탄소 엔진에서 에너지를 사용할 수 있습니다.이 단백질을 과발현함으로써 호스의 압력을 방출하는 방법을 발견했습니다. 더 많은 전자가 흐를 수있어 광합성 과정이 가속화된다”고 호주 국립 대학교 (ANU) 센터 노드에서 일하는 Ermakova 박사는 말했다. Communications Biology 저널에 발표 된이 논문의 수석 저자 인 Ermakova 박사 는 과학자들이 C4 광합성 경로를 사용하는 식물 내부에서 Rieske FeS 단백질을 더 많이 생성 한 것은 이번이 처음이라고 말했다. 지금까지 밀과 쌀과 같은 C3 광합성을 사용하는 종에서는 광합성을 개선하기위한 대부분의 노력이 이루어졌지만 C4 광합성을 향상시키는 데는 그다지 많지 않았습니다. 이것은 옥수수와 수수와 같은 C4 작물 종이 세계 농업에서 중요한 역할을하고 있다는 사실에도 불구하고 이미 세계에서 가장 생산적인 작물 중 일부입니다. "이 결과는 전자 수송 속도의 변화가 옥수수와 수수의 친척 인 Setaria viridis 인 C4 모델 종에서 광합성을 향상 시킨다는 것을 보여줍니다. 그것은 C4 광합성 작용에 대해 더 많이 이해하는 데 도움이되는 중요한 개념 증명입니다. CoETP 부교수 Susanne von Caemmerer는이 연구의 공동 저자 중 하나라고 말했다. Rieske 단백질은 C4 식물이 자라는 높은 광채 환경에서 특히 중요합니다. 이전 연구에 따르면 C3 식물에서 Rieske 단백질을 과발현하면 광합성이 향상되지만 C4 식물에서는 더 많은 연구가 필요하다는 것이 밝혀졌습니다. 폰 캐 머러 교수는“이를 사탕 수수로 바꾸고 식품 작물에서 바이오 매스에 미치는 영향을 시험 할 준비가 되었기 때문에 정말 흥미 롭다. 이 연구는 영국의에 섹스 대학 (University of Essex)의 연구원들과 국제 협력의 결과로, RIPE (Realizing 증가 된 광합성 효율) 프로젝트의 일부입니다. 식물 형질 전환을위한 필수 유전 성분의 일부를 생산하는 데 관여하고있는 Essex 대학의 Patricia Lopez-Calcagno 는“이것은 작물 생산 을 개선하기 위해 직면 한 복잡한 문제를 해결하기 위해 국제 협력이 필요하다는 훌륭한 사례이다. . "지난 30 년 동안 우리는 발견 과정의 일부로 C4 식물을 악화시켜 어떻게 작동하는지에 대해 많은 것을 배웠습니다. 그러나 이것이 실제로 식물을 개선 한 첫 번째 예입니다 ." 로버트 퍼 뱅크 교수는 ARC의 번역 광합성 센터 소장이며이 연구의 저자 중 한 명이라고 말합니다. "우리의 다음 단계는 많은 다른 구성 요소를 가진 전체 단백질 FeS 복합체를 조립하는 것 입니다. 우리가 아직 이해하지 못하는 이 단백질 복합체 에 대해 할 일이 많고 많은 것들이 있습니다. Fureske 교수는 Rieske FeS 구성 요소를 사용하지만 그보다 더 잘할 수 있다는 것을 알고 있습니다.

더 탐색 광합성을 향상 시키면 작물 수확량이 얼마나 향상됩니까? 추가 정보 : 통신 생물학 (2019). DOI : 10.1038 / s42003-019-0561-9 저널 정보 : 통신 생물학 ARC Center of Translational Photosynthesis 제공

https://phys.org/news/2019-08-discovery-bottleneck-relief-photosynthesis-major.html

 

 

.단일 단백질은 뇌에서 중요한 이중 운송 역할을한다

위스콘신 대학교 매디슨 데이비드 테넨 바움 Syt-17은 막 융합을 유발하지 않거나 Ca 2+에 결합하지 않으며 , 골지 및 초기 엔도 좀에 국한되며, 녹아웃은 해마-의존성 기억 결핍을 나타낸다. 융합 분석 의 개략도. b 융합 분석에서 Syt-1 (녹색) 및 syt-17 (주황색) 단백질 적정. "C2AB"는 syt-1 또는 syt-17의 탠덤 C2 도메인이 실험에 사용되었음을 나타낸다. syt-1과 달리 syt-17은 시험 된 모든 단백질 농도에서 융합을 자극 할 수 없다. c 등온 적정 열량 측정법에 의해 측정 된 syt-1 및 syt-17의 분리 된 C2AB 도메인에 결합하는 Ca2 +의 열 . syt-17에 의한 인식 가능한 바인딩의 부족에 주목하십시오. 디위 : syt-17-pHluorin을 발현하는 3 개의 DIV 해마 뉴런. 스케일 바는 10 μm을 나타냅니다. 하단 : 라인의 Kymograph는 파란색으로 표시 될 수 있습니다. Syt-17-pHluorin puncta는 이동성이 뛰어나고 양방향으로 트래픽이 발생합니다. e 골지 마커 만노시다 제 -2-mRuby와 공동 발현 된 Syt-17-pHluorin. 공동 국소화 (Pearson 's) : 0.85 ± 0.05. 소마는 점선으로 표시됩니다. f 좌측 : GFP-Rab5와 공동 발현 된 mRuby-syt-17. 공국 소화 (Pearson 's) : 0.79 ± 0.02. 오른쪽 : syt-17 / Rab5의 공동 트래 피킹을 나타내는 표시된 라인 스캔의 Kymograph. 5 개의 독립적 인 준비, 3–8 FOV / 준비의 측정. 지유전자 전략의 도식. 생식선-발현 Cre 마우스와의 교차를 수행함으로써 인트론 2 및 플록 싱 된 네오 카세트를 절제하여, 전 사체의 넌센스-매개 분해를 초래 하였다. h > 3 개 사육 계통에서 성별을 6 주령 한 생쥐는 해마 의존성 기억 시험 인 참신한 물체 인식 작업을 받았다. Syt-17 KO는 WT ( t 17  = 3.518, p  = 0.003, r 2  = 0.421, 차별 지수 평균 wt  = 0.37 ± 0.08, 평균 ko  = 0.02 ± 0.06, N wt  = 9 및 N ko에 비해 성능이 크게 손상됨 = 10 마리의 동물). Syt-17 KO 데이터 포인트는 모든 그림에서 주황색으로 표시되고 WT는 녹색으로 표시됩니다. 난 차이 해마 독립적 페어링 톤 충격 공포 조건화 (에서 WT 및 KO 마우스 사이에서 관찰되지 않았다 (P)  > 0.1, 두 샘플 t의 -test). 오류 막대는 SEM을 나타냅니다. Nature Communications volume 10 , 기사 번호 : 3532 (2019), 2019 년 8 월 16 일

포장 고장으로 건설중인 집에 케이블, 스위치 및 커넥터를 전달할 수있는 것처럼 뉴런에서 단백질을 제거하면 단백질의 "축적"이 축색 돌기 발생으로 차단 될 수 있습니다. 축삭은 신경계의 전화선입니다. 그들은 전체 신경계의 중추 인 경이적인 복잡성의 처리 네트워크에서 다른 신경 세포의 수상 돌기에 정보를 전달합니다. 8 월 6 일 Nature Communications 에 게재 된 논문 에서 Howard Hughes Medical Institute의 Edwin Chapman과 위스콘신-매디슨 대학 (University of Wisconsin-Madison)은시 냅토 타민 17 (syt-17)의 생산 중단이 축색 돌기의 성장을 차단한다고보고했습니다. 세포가 syt-17을 더 많이 만들었을 때도 마찬가지로 축삭의 성장이 가속화되었다. 척수 손상 및 일부 퇴행성 질환을 포함하여 광범위한 신경 학적 상태가 축삭의 성장으로부터 이익을 얻을 수있다. 해당 단백질, syt-17은 17 번째 (및 마지막)시 냅토 타민 유전자에 의해 확인된다. 채프먼은 "이 가족은 1981 년에 발견 된 이래로 많은 작업이 이루어졌다"고 말했다. 많은 경우에,시 냅토 타민 단백질은 칼슘 이온이 존재할 때 신경 세포 가 통신하는 데 사용 하는 신경 전달 물질 (neurotransmitter)이라 불리는 화학적 메신저의 방출을 트리거하는 칼슘 센서 역할을 한다. 채프먼은“칼슘 이온은 신경계의 기본 신호이므로시 냅토 타민 단백질에 대한 연구가 활발하다”고 말했다. 뉴런에서시 냅토 타민 단백질을 찾기 위해 채프먼과 첫 번째 저자 인 데이비드 룰 (David Ruhl)은 대학원생 인 syt-17을 골지체로 추적했다. 골지 (Golgi)는 세포의 다른 부분에서 축삭의 끝으로의 성장을 위해 단백질을 "포장"하는 뉴런 내부의 운송 센터입니다. 신경 과학 교수 인 채프먼 (Chapman)은“이것은 약간 단순화 된 것이다. 그러나 기본적으로는 공급 없이는 만들 수 없으며, 뉴런이 길고 복잡한 축색 돌기를 만들 수있는 방법 중 하나는 syt-17이다. "생산 라인을 가속화." 축삭 성장과 syt-17의 관련 관찰은 약 6 년 전 채프먼의 실험실에서 뉴런 내부의 다른시 냅토 타민 단백질을 찾기위한 기본 작업을 수행했을 때 발생했습니다. 채프먼은“우리는 우연히 축삭이 오래 자라는 것을 발견했다. "음, 재미 있었다! 우리는 그 일을하기로 결정했다." 유전자가하는 일을 배우는 한 가지 표준 방법은 유전자를 "녹아웃"하거나 침묵시키는 것입니다. 채트 먼은 syt-17 녹아웃 마우스에서 축삭이 거의 자라지 않았다고 말했다. "그러나 비정상적으로 많은 양의 syt-17을 만들도록 유 전적으로 프로그램 된 마우스에서 축삭은 정상보다 훨씬 빠르게 성장했다." 상호 작용은 건설 프로젝트와 매우 유사합니다. "축삭을 키우기 위해서는 축삭의 끝을 공급하는 파이프 라인을 아래로 보내야합니다. 집을 짓는 것을 생각해보십시오. 스터드, 바닥 장선 및 지붕 포진이 필요합니다. "소포는 훨씬 작지만" 2016 년에 룰은 뉴런에서 두 번째 syt-17 풀을 발견했습니다. 채프먼은 두 개의 스 태쉬를 찾는 것이 "이상하다"고 말했다. 룰은 단백질 이 분리 된 성격을 가지고 있으며 결국 같은 세포에서 완전히 무관 한 두 가지 일을하는 것을 발견했다. 첫 번째 스 태쉬가 신호 전달 측에있는 동안, syt-17의 두 번째 풀은 시냅스의 신호 감지 측 덴 드라이트에있었습니다. 시냅스는 두 뉴런 사이의 통신 접점입니다. 샌디에고 캘리포니아 대학 (University of California)의 박사후 연구원 인 룰 (Ruhl)은“이것은 우리가 추측했던 것과 정반대이다. "두 번째 기능은 꽤 멋지다고 생각합니다." Ruhl은 결국 수상 돌기의 syt-17이 세포 내부에 수용체를 보유함으로써 시냅스 통신을 감소 시킨다는 것을 발견했다. 수용체는 시냅스의 신경 전달 물질에 결합합니다. "Synt-17 (dendrite) 없이는 대부분의 수용체가 표면에 감겨지고 시냅스는 11 개까지 올라간다"고 그는 말했다. 이것은 뇌의 가소성, 즉 성인 두뇌가 적응하고 배우는 능력이라는 측면에서 나쁜 것은 아닙니다. "가소성에서 중요한 특징은 신경 전달 물질에 대한 수용성을 증가 또는 감소시키는 것"이라고 Chapman은 말합니다. 이러한 유형의 감쇠가 없으면 뉴런 이 제어 할 수 없게 발사되어 발작과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 채트 먼은 syt-17이 "대차 대조표 마이너스 절반의 핵심 선수"라고 밝혔다. "그것은 축삭의 성장을 돕는 것이 아니라 기존 시냅스가 신호에 반응하는 방식을 조절합니다. 채프먼은 기존의 톱에는 하드 디스크 처럼 뇌 가 새로운 공간을 만들기 위해 잊어 버려야 한다는 사실이 어느 정도 있다고 말했다. "기억하는 것이 중요하지만 잊어 버리는 것도 중요합니다." 더 탐색 연구원들은 신경 섬유의 복구를위한 핵심 단백질을 식별합니다

추가 정보 : David A. Ruhl et al. 시 냅토 타민 17은 별개의 세포 경로 인 Nature Communications (2019) 를 통해 신경 돌기 성장과 시냅스 생리를 제어합니다 . DOI : 10.1038 / s41467-019-11459-4 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 위스콘신 - 매디슨 대학

https://medicalxpress.com/news/2019-08-protein-important-dual-shipping-role.html

 

 

.알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 기타 질병 치료에 수학 사용

하버드 대학교 Leah Burrows 단백질 응집의 그림. 응집체는 초기 1 차 핵 형성 단계 및 신장에 의해 형성된다. 일단 응집체의 임계 농도에 도달하면, 이차 핵 형성은 양성 피드백주기를 도입하여 응집체 농도의 기하 급수적 성장을 유도한다. 크레딧 : L Mahadevan / Harvard SEAS, 2019 년 8 월 16 일

잘못 접힌 단백질이 함께 모여 큰 원 섬유를 형성하는 단백질 응집은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 II 형 당뇨병을 포함한 많은 질병에 연루되어 있습니다. 이 섬유소가 질병에 미치는 정확한 역할은 완전히 이해되지 않았지만, 알츠하이머 및 파킨슨 병과 같은 질병에 대한 현재의 많은 치료법은 응집 과정을 목표로합니다. 그러나, 다량으로 독성이있을 수있는 이러한 약물에 대한 올바른 치료 프로토콜을 찾는 것은 어려운 일입니다. 최근 하버드 존 A. 폴슨 공학 및 응용 과학 학교 (SEAS)의 연구자들은 약물이 단백질 원 섬유 의 성장을 억제하는 방법을 더 잘 이해하는 모델을 개발하여 단백질 응집 질병 을 표적으로하는보다 효과적인 전략을 개발할 수있는 가이드를 제공했습니다 . 연구자들은 다른 약물이 단백질 응집의 다른 단계를 목표로하고 그들의 투여시기가 섬유소 성장을 억제하는 데 중요한 역할을한다는 것을 발견했다. Lola England de Valpine Applied Mathematics 교수 인 L Mahadevan은“우리의 연구는 단백질 미스 폴딩의 화학적 동역학, 약물이 단백질 응집을 억제하는 메커니즘 및 투여시기 사이의 관계를 이해하는 것이 중요 함을 강조한다. 하버드 대학교의 유기 및 진화 생물학과 물리학. "이러한 이해는 병리학 적 단백질 응집을 막기 위해 중재 프로토콜에 중요한 영향을 미칠 수있다." 단백질 응집은 일차 핵 형성 (primary nucleation)으로 시작하는 여러 단계를 포함하는데, 여기에서 잘못 접힌 단백질이 서로 결합하여 섬유소 (fibril) 를 형성하여 신장됩니다. 임계 수의 피 브릴이 형성되면, 2 차 핵 형성으로 알려진 과정으로 인해 응집이 가속화되어 지수 적 성장을 초래합니다. 섬유소 형성과 관련된 첫 번째 단계는 매우 느리며 일반적으로 수십 년이 걸리므로 알츠하이머가 노년층에 영향을 미치는 이유를 설명 할 수 있습니다. 그러나 일단 첫 번째 소 섬유가 형성되면 질병은 매우 빠르게 진행될 수 있습니다. 단백질 응집의 물리학과 결합 된 제어 이론의 수학적 방법 을 사용 하여 연구자들은 약물을 사용하여 언제 어떻게 개입해야하는지에 대한 이론적 예측을했다. 그들의 결과를 테스트하기 위해 연구진은 모델 유기체, 둥근 벌레, C. 엘레 간스에서 알츠하이머 병과 관련된 잘못 접힌 단백질 인 아밀로이드 b의 형성을 유발할 수있는 모델 유기체에서 약물의 효능에 대한 이전에 발표 된 데이터를 살펴 보았습니다. 이의 처리는 아밀로이드 b의 형성을 억제하는 2 가지 화합물 : 벡 사로 텐 및 DesAb29-35를 사용하여 수행된다. 연구자들은 약물 효능이 화합물이 1 차 핵 형성 또는 2 차 핵 형성을 억제하는지에 달려 있다는 것을 발견했다. 예를 들어, 벡 사로 텐은 질병 초기에 발생하는 일차 핵 형성을 선택적으로 억제하는 반면, DesAb29-36은 나중에 발생하는 이차 핵 생성을 억제한다. 약물이없는 경우, 아밀로이드 -b 응집은 웜에서 마비를 일으 킵니다. 유충 단계에서 질병이 발병 할 때 벡 사로 텐을 투여했을 때, 발표 된 데이터는 웜의 이동성이 크게 회복되었음을 보여줍니다. 데이터는 또한 DesAb29-36이 나중에 질병 진행 에서 투여 될 때 더 효과적이라는 것을 보여 주었다 . Mahadevan은“ 단백질 응집의 동역학과 최적의 제어 이론이라는 두 가지 분야에서 잘 알려진 개념을 결합함으로써 분자 규모 현상을 거시적 전략과 연계하여 실제적이고 실질적인 문제를 해결할 수있게되었다”고 말했다. 하버드의 박사후 연구원이자 크리스토프 웨버 (Christoph Weber)와 함께 공동 연구자 인 토마스 CT 마이클스 (Thomas CT Michael) Harvard의 박사후 연구원으로 현재 독일 드레스덴에있는 Max Planck Institute for Complex Physical Systems의 주니어 그룹 리더입니다. "그것은 사람들이 약물 발견 및 약물 선별 수준 에서 최적 조건 하에서 응집에 대해 상이한 화합물의 효능을 시험 할 수있게한다 . 이러한 최적 조건으로부터, 시험을위한 최적 조건을 추정 할 수있다. 따라서, 우리의 연구는 잠재적 인 시련을 돕습니다. " 이 연구는 국립 과학원 논문집에 발표되었다 .

더 탐색 알츠하이머 및 제 2 형 당뇨병과 관련된 아밀로이드에 대한 통찰력 발견 추가 정보 : Thomas CT Michaels et al. 단백질 응집 억제에 대한 최적의 제어 전략 , National Science of Sciences (2019). DOI : 10.1073 / pnas. 1904090116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 하버드 대학교 제공

https://medicalxpress.com/news/2019-08-math-alzheimer-parkinson-diseases.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

https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/

 

 

.최악의 감염을 일으키는 대장균의 비밀 무기

버지니아 대학교 조쉬 바니 멜리사 켄달 (Melissa Kendall)과 베스 멜슨 (Beth Melson) 연구원은 대장균 박테리아가 산소 수준을 사용하여 소화 시스템의 위치를 ​​감지하고 가장 해를 끼칠 수있는 곳에 부착한다는 사실을 발견했습니다. 학점 : Dan Addison, University Comunications,2019 년 8 월 16 일

한 쌍의 버지니아 의과 대학 (University of Virginia School of Medicine) 과학자들은 대장균이 가능한 가장 최악의 감염을 일으키기 위해 결장에서 가장 산소가없는 틈새를 찾는 방법을 밝혀 냈습니다 . 새로운 발견은 식중독 병원체 가 어떻게 당신을 아프게하는 길에 대장을 식민지화 할시기와시기를 어떻게 알 수 있는지를 보여줍니다 . 대장의 저산소 환경을 인식함으로써 위험한 박테리아는 강력한 감염을 일으킬 가능성이 가장 높습니다 . "박테리아 병원체는 일반적으로 숙주의 특정 조직을 식민지로 만든다"고 UVA의 미생물학과 면역학 및 암 생물학 연구원 인 Melissa Kendall은 말했다. "따라서 감염 전략의 일환으로 세균성 병원체는 인간 숙주에서 이러한 특정 집락 틈새에 단백질과 독소를 정확하게 배치하는 시간을 정합니다. 이것은 병원체가 에너지를 절약하고 면역계에 의한 검출을 피하고 궁극적으로 질병을 유발할 수있게합니다. "박테리아 병원체가 자신의 신체 위치를 어떻게 감지하는지 알면 언젠가 대장균 뿐만 아니라 다른 병원체가 인간 숙주 내부의 위치를 ​​알지 못하도록 막을 수 있습니다 . "감염." 세균성 골디 락 대장균은 자연적으로 우리의 결장에 살고 있으며 대부분의 균주는 우리에게 해를 끼치 지 않습니다. 그러나 경련, 설사, 구토, 심지어 신부전 및 사망을 유발할 수있는 몇 가지 계통이 있습니다. 아이들은 특히 위험합니다. 따라서 대장균 발생이 뉴스에 주기적으로 나타납니다. 예를 들어, 7 월에는 여러 주에 사는 사람들 이 간 들소 고기와 연결된 대장균에 감염되었습니다 . Kendall과 대학원생 인 Elizabeth M. Melson은 대장균 감염이 어떻게 몸에 유해한지를 밝히고 있습니다. 연구원들은 박테리아가 대장에서 낮은 산소 수준 을 탐지 한 다음 대장균 이 숙주 세포에 부착하여 감염 을 일으키는 단백질을 생산 하는 과정을 설명했습니다 . 산소는 실제로 장 조직에서 장으로 확산되며 소장에서는 대장보다 상당히 높은 수준이 있습니다. 대장균은 특히 저산소 대장에 도달 할 때까지 기다렸다가 치기. 대장균 의 중요한 자산은 산소 수준이 충분히 낮을 때 특정 유전자를 활성화시키는 작은 형태의 RNA입니다. 이 시점에서 감염이 실제로 확립됩니다. 이 자연적인 감지 과정 덕분에 박테리아는 감염을 일으키고 해로운 시가 독소를 생산할 수 있습니다. 연구원들은 Shigella 와 Salmonella 와 같은 다른 세균성 병원체도 비슷한 제어 메커니즘을 사용 한다고 생각 하지만,이를 확립하기 위해서는 더 많은 작업이 필요합니다. Kendall 박사는“ 과학자들이 산소 감지를 차단하는 방법을 알아낼 수 있다면 대장균 이 우리의 내장에 달라 붙는 단백질을 만드는 것을 막을 수있을 것 ”이라고 말했다. "이것은 감염을 제한하기 위한 효과적인 전략 일 수 있으며, 우리가 성장이나 생존을 목표로하지 않기 때문에 대장균 은 약물 내성을 개발하지 않을 수 있습니다. 단지 그것이 어디에 있는지 모릅니다." Kendall과 Melson은 이번 연구 결과를 과학 저널 PNAS에 발표했다 .

더 탐색 장내 미생물의 건강과 균형은 박테리아 감염의 진행에 중요합니다 추가 정보 : Elizabeth M. Melson et al. sRNA DicF는 산소 감지 기능을 통합하여 독특한 RNA 제어 메커니즘을 통해 장 출혈성 대장균 감염을 향상시킵니다 ( National Academy of Sciences (2019)). DOI : 10.1073 / pnas. 1902725116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 에 의해 제공 버지니아 대학

https://phys.org/news/2019-08-coli-secret-weapon-worst-infection.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