과학자들은 DNA 메틸화의 신비를 밝혀 내다
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An Affair To Remember Beegie Adair
.Mira에서 실행되는 대형 우주 시뮬레이션
에 의해 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory) 미라 시뮬레이션에 의해 생성 된 우주에서 물질 분포의 이미지는 1.1 조 입자를 모델링합니다. 크레딧 : Hal Finkel, Nicholas Frontiere, Salman Habib, Katrin Heitmann, Mark Hereld, Joseph Insley, Kalyan Kumaran, Vitali Morozov, Michael E. Papka, Tom Peterka, Adrian Pope 및 Tim Williams, Argonne National Laboratory; Zarija Lukic, 로렌스 버클리 국립 연구소; 로스 알 라모스 국립 연구소 David Daniel과 Patricia Fasel, 2019 년 8 월 21 일
가장 광범위한 5 가지 시뮬레이션 중 가장 큰 우주 론적 시뮬레이션은 올 가을 미라에서 진행될 예정이며 미국 에너지 국 (DOE)의 아르곤 국립 연구소의 리더십 슈퍼 컴퓨터에서 해결 된 문제의 범위를 보여줍니다. 아르곤 물리학 자이자 계산 과학자 인 Katrin Heitmann이이 프로젝트를 이끌고 있습니다. Heitmann은 2013 년 IBM Blue Gene / Q 시스템이 DOE Office of Science 사용자 시설 인 ArCF (Argonne Leadership Computing Facility)에서 온라인 상태가되었을 때 Mira의 기능을 활용 한 최초의 기업 중 하나였습니다. 당시 수행 된 가장 큰 우주 론적 시뮬레이션 중 그녀와 그녀의 동료들이 수행 한 Outer Rim Simulation 은 수년간 더 많은 과학적 연구 를 가능하게 했습니다. 새로운 노력을 위해 Heitmann은 위성과 망원경의 최첨단 관측 진보를 반영하는 시뮬레이션을 수행하기 위해 약 8 억 시간의 코어 시간을 할당했으며 수많은 설문 조사에서 사용되는 하늘지도의 기초를 형성 할 것입니다. 엄청난 수의 입자로 진화 한이 시뮬레이션은 암흑 에너지와 암흑 물질의 미스터리를 해결하도록 설계되었습니다. Heitmann은“ 이 시뮬레이션을 서로 다른 파장에서 관측 데이터 를 모방하는 합성 하늘로 변환함으로써 연구 커뮤니티 전체에 걸쳐 수많은 과학 프로젝트를 가능하게 할 수있다”고 말했다. "그러나 그것은 우리에게 큰 도전을 제시합니다." 즉, 서로 다른 파장에서 합성 하늘을 생성하려면 팀이 관련 정보를 추출하고 즉시 또는 사후 처리 사실을 분석해야합니다. 사후 처리에는 방대한 양의 데이터를 저장해야합니다. 실제로 데이터를 읽는 것만으로 계산 비용이 매우 많이 듭니다. Mira가 시작된 이후 Heitmann과 그녀의 팀은 하드웨어 / 하이브리드 가속 우주론 코드 (HACC)에서보다 정교한 분석 도구를 구현했습니다. 그녀는“외부 림 시뮬레이션에 비해 3 가지 주요 개선 사항을 적용했습니다. "먼저 우주 모델이 업데이트되어 최상의 관측 입력으로 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 둘째, 전체 기계 가동을 목표로 할 때 부피가 증가하여 통계가 향상됩니다. 가장 중요한 것은 우리는 다양한 측량을 위해 합성 하늘을 생성 할 수있는 새로운 분석 루틴을 몇 가지 설정하여 광범위한 과학 문제를 연구 할 수있게되었습니다. " 이 팀의 시뮬레이션은 우주론의 수많은 근본적인 문제를 해결하고 기존 예측 도구의 개선을 가능하게하고 새로운 모델의 개발을 지원하는 데 필수적입니다. 측량 망원경 (LSST), SPHEREx 및 "Stage-4"지상 기반 우주 마이크로파 배경 실험 (CMB-S4). 시뮬레이션 의 가치는 엄청난 양 (측량 영역의 상당 부분을 덮는 데 필요함)과 희미한 은하를 주최하는 작은 구조물을 포착하기에 충분한 질량 및 힘 분해능 수준에서 비롯됩니다. 부피와 해상도는 계산 요구 사항이 까다 롭고 쉽게 충족되지 않기 때문에 대규모 우주 시뮬레이션이 거의 수행되지 않습니다. 실행의 어려움에 기여하는 것은 슈퍼 컴퓨터의 메모리 풋 프린트가 Mira 도입 이후 몇 년 동안 처리 속도에 비례하여 향상되지 않았다는 사실입니다. 따라서 상대적 연령에도 불구하고이 시스템을 최대한 활용하면 대규모 캠페인에 최적입니다. ALCF 과학 국장 캐서린 라일리 (Katherine Riley)는“이 규모의 계산은 현재 개발중인 엑사 스케일 자원이 2021/22 년에 무엇을 할 수 있는지를 엿볼 뿐이다. " 연구 커뮤니티 는이 작업을 매우 오랫동안 활용할 것입니다."
더 탐색 연구원들은 가장 큰 우주 시뮬레이션 중 하나에서 우주의 탄생을 모델링 에 의해 제공 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)
https://phys.org/news/2019-08-large-cosmological-simulation-mira.html
.과학자들은 DNA 메틸화의 신비를 밝혀 내다
주제 : 덴마크의 생물 지속 가능성 DNA 기술 대학 으로 ANNE WÄRME LYKKE, 덴마크 공과 대학교 2019 년 8 월 24 일 DNA 일러스트
넓은 범위에 DNA의 중요한 세포 기능을 조절 메틸화, 여전히 과학 세계에 신비이다. 이제 과학자들은 메틸화 효소를 각각의 메틸화 패턴에 빠르게 결합하는 방법을 개발했습니다. 이 발견은 많은 종에서 성공적인 유전자 공학에 필수적이 될 수 있습니다. 모든 종은 그들의 DNA를 메틸기로 표시합니다. 이것은 유전자 발현을 조절하고, 외래 DNA와 원주민 DNA를 구별하거나, 복제 동안 오래된 DNA 가닥을 표시하기 위해 수행됩니다. 메틸화는 메틸 트랜스퍼 라제 (methyltransferases)라고하는 특정 효소에 의해 수행되는데, DNA는 특정 패턴의 메틸기로 DNA를 장식하여 DNA 위에 후성 유전층을 만듭니다. 지금까지 과학자들은 어떤 효소가 어떤 패턴에 영향을 미치는지 말하기 위해 고심하지 않았습니다. 그러나 최근 Nature Communications 에 발표 된 새로운 연구에서 덴마크 공과 대학의 Novo Nordisk Biosustainability Center for Biosustainability (DTU Biosustain) 과학자들은 두 개의 박테리아에서 효소를 특정 메틸화 패턴과 결합시켰다. “어떤 효소가 어떤 응용을하는지 아는 것은 많은 응용 분야에 개방됩니다. 이 지식을 사용하면 인공 메틸 로메오 오이 드로 모델 유기체를 구성하여 DNA를 도입하려는 균주의 메틸화 패턴을 모방 할 수 있습니다. 이런 식으로 도입 된 DNA의 '생존'을 보장 할 수 있습니다. DNA 일러스트 상단 DNA가 잘리지 않도록하십시오. 과학자들은 종종 박테리아 나 효모와 같은 숙주 유기체에 외래 DNA를 도입하려고 할 때 메틸화 문제에 부딪칩니다. 그러나 외래 DNA 도입은 의약품, 지속 가능한 생화학 및 식품 성분 등을 생산할 수있는 생산 공장 (종종 세포 공장이라고 함)을 건설 할 때 필수적입니다. 종종, 숙주는 원하는 화합물을 생성하기 위해 다른 유기체로부터 유전자 (DNA)를 필요로한다. 그러나 메틸화 패턴이 DNA가 외계인이라는 사실을 드러내 기 때문에 호스트는 외래 DNA를 거부하고 조각으로 자릅니다. E. coli를 숙주로 사용하는 과학자들은 새로운 DNA를 도입 할 때 일반적으로 E.coli가 잘 알려져 있고 오히려 "잘 행동"하기 때문에 많은 문제를 겪거나 다른 것보다 적습니다. 알려진 호스트는 큰 문제가 될 수 있습니다. “대장균이 아닌 다른 박테리아에서 작업 할 때 DNA 변형과 관련하여 많은 시행 착오를해야하는 경우가 많지만 충분하지 않습니다. 지식과 도구가 필요합니다. 이를 통해 문제를 체계적이고 합리적으로 해결할 수 있습니다.”Torbjørn Ølshøj Jensen은 말합니다. DNA 일러스트 중간 활동을 가진 연결 효소 목표는 어떤 효소가 어떤 패턴을 담당하는지 알아내는 것이 었습니다. 이를 밝혀 내기 위해 연구진은 특정 DNA 패턴의 여러 사본을 보유하는 메틸 트랜스퍼 라제와 "카세트"중 하나를 포함하는 DNA- 링 (플라스미드)을 제작했습니다. 모티프라고하는 이러한 DNA 패턴은 메틸 트랜스퍼 라제의 표적입니다. 둘을 결합시킴으로써, 플라스미드에 의해 발현 된 메틸 트랜스퍼 라제는 DNA를 특정 방식으로 표시하여 효소의 메틸화 패턴을 드러 낼 것이다. 이것은 모든 메틸 트랜스퍼 라제에 대해 수행되었다. 그 후, 모든 플라스미드 (풀 내)를 메틸 그룹을 나타내도록 설계된 시퀀싱 방법을 사용하여 판독 하였다. 이것은 연구자들에게 효소와 모티프 커플 링의“라이브러리”를 제공했다. 연구팀에 따르면, 메틸 트랜스퍼 라제 메틸화 패턴을 식별하는이 빠른 방법은 DNA 분해로 어려움을 겪고있는 다른 연구자들에게 큰 가능성을 가지고 있다고한다.
DNA 일러스트 하단
두 개의 산업 호스트 평가
이 방법을 검증하기 위해 과학자들은 내열성 세균 M. thermoacetica 와 세균 A. woodii 의 게놈을 분석했습니다 . . 두 박테리아는 산업 응용 분야와 실질적으로 변형 된 게놈에 대한 잠재력이 큰 숙주입니다. 전체적으로, 2 개의 박테리아 유기체는 23 개의 메틸 트랜스퍼 페라 제 유전자를 보유하지만, 게놈에서 12 개의 상이한 DNA- 모티프에 대해서만 변형을 나타내며, 이는 모든 메틸 트랜스퍼 라 제가 활성이 아님을 의미한다. 연구팀은 23 개의 메틸 트랜스퍼 라제를 모두 평가하여 게놈에서 활성 인 것들을 찾아 냈다. 12 개 모티프 중 11 개는 활성을 특정 메틸 트랜스퍼 라제 유전자에 결합 할 수있었습니다. 이 방법을 사용하여이 팀은 모호하지 않은 "메틸로 옴"을 가진 숙주를 설계하려고합니다. 즉, 유기체는 메틸 트랜스퍼 라제 만 갖고 있기 때문에 외래 DNA를 비 모델 유기체로 쉽게 도입 할 수 있습니다. 이것은 새로운 또는 덜 알려진 숙주에 기초한 세포 팩토리를 구축 할 때 및 유전자 발현 및 세포 분화의 조절을 이해하기 위해 유용 할 수있다. 과학 논문 Ølshøj et al. , "메틸 트랜스퍼 라제 인식 및 변형 패턴의 게놈 전체의 체계적인 식별" Nature Communications (2019) DOI : 10.1038 / s41467-019-11179-9
추상
단일 분자 실시간 DNA 시퀀싱을 이용한 DNA 메틸화 패턴의 게놈 전체 분석은 공개적으로 이용 가능한 메틸 로메의 수를 증가시켰다. 그러나, 메틸화 패턴 및 상응하는 메틸 트랜스퍼 라제 유전자를 결합시키는 도구가 부족하다. 여기 우리는 자동 클로닝을 사용 하 고 모든 잠재적 인 대상 사이트를 포함하는 긴장 특정 카세트를 들고 벡터에 methyltransferases 분석 그들의 각 주제와 methyltransferases를 결합하기위한 높은 처리 방법을 보여줍니다. 방법의 유효성을 검사하기 위해, 우리는 호 열기구 Moorella thermoacetica 와 mesophile 의 게놈을 분석합니다 Acetobacterium woodii12 개의 메틸화 모티프 및 총 23 개의 메틸 트랜스퍼 라제 유전자를 갖는 실질적으로 변형 된 게놈을 갖는 2 개의 아세트산 생성 박테리아. 우리의 방법을 사용하여, 우리는 23 methyltransferases의 특징, 각 효소에 주제를 할당하고 12 주제 중 11에 대한 활동을 확인합니다.
https://scitechdaily.com/scientists-uncover-mystery-of-dna-methylation/
.뇌의 성상 세포는 장기 기억에서 주연을 담당한다
에 의해 솔크 연구소 녹색 형광 항체로 태그 된 성상 세포. 크레딧 : Instituto de Medicina Molecular João Lobo Antunes / António Pinto-Duarte, 2019 년 8 월 23 일
성상 세포라고 불리는 별 모양의 세포는 뇌가 오래 지속되는 기억을 확립하는 데 도움이된다고 Salk 연구원들은 발견했다. 이 새로운 연구는 오랫동안 뇌에서 단지지지 세포로 여겨 졌던 성상 세포가 더 주도적 인 역할을 할 수 있다는 증거를 증가시키고있다. 2019 년 7 월 26 일자 Glia 저널에 발표 된이 연구 는 외상성 뇌 손상이나 치매와 같은 장기 기억력이 손상되는 장애에 대한 치료법을 알려줄 수 있습니다. Salk의 전산 신경 생물학 연구소 책임자이자 새로운 연구의 선임 저자 인 Terrence Sejnowski 교수 는“이것은이 세포들이 뉴런 의 활동 유지를 돕는 것 이상의 역할을한다는 것을 의미한다 . "정보가 뇌에서 정보가 전송되고 저장되는 방식에서 실제로 중요한 역할을하고 있다고 제안합니다." 뇌의 뉴런은 빠른 전기 신호에 의존하여 뇌를 통해 통신하고 신경 전달 물질을 방출하지만, 성상 세포는 대신 칼슘의 신호를 생성하고 신경 전달 물질로 알려진 물질을 방출하는데, 이들 중 일부는 신경 전달 물질과 화학적으로 유사합니다. 고전적인 견해는 성상 세포의 기능이 대부분 더 활동적인 뉴런에 대한 지원을 제공하여 영양소를 수송하고 분자 잔해를 청소하며 뉴런을 제자리에 고정시키는 데 도움이된다는 것이 었습니다. 최근에야 연구자들은 신경 전달 물질의 방출을 통해 뇌에서 다른 더 활동적인 역할을 수행 할 수 있다는 것을 발견했지만, 이것들은 대체로 신비로 남아 있습니다. 2014 년, Salk 박사후 연구원 인 António Pinto-Duarte와 그의 동료 인 Sejnowski는 성상 세포에서 gliotransmitters의 방출을 막는 것이인지 기술에 중요한 감마 진동으로 알려진 전기 리듬의 유형을 감소 시켰음을 보여 주었다. 이 연구에서 연구자 들은 장애가있는 성상 세포가있는 마우스 의 학습 및 기억 기술을 테스트했을 때, 참신을 구별하는 능력으로 제한되는 결함을 발견했습니다. 새로운 연구에서 Sejnowski 팀은 성상 세포가 교란 된 마우스의 장기 기억을 처음으로 조사했다. 그들은 2 형 이노시톨 1,4,5- 트리 포스페이트 (IP3R2) 라 불리는 수용체가없는 유전자 조작 동물을 사용했는데,이 성상 세포는 의사 소통을 위해 칼슘을 방출하는 데 의존합니다. 연구자들은 새로운 물체와 상호 작용하고 미로에서 탈출구를 찾는 것을 포함하여 세 가지 유형의 학습 및 기억 문제로 마우스를 테스트했습니다. 각각의 경우에, IP3R2가없는 마우스는 정상 마우스와 동일한 학습 능력을 나타냈다. 더욱이, 각각의 초기 학습 과정 후 24-48 시간 내에 시험 될 때, 성상 세포가 교란 된 마우스는 예를 들어 미로를 통해 길을 찾는 정보를 여전히 유지할 수 있었다. 결과는 이전 연구에서 보았던 것과 일치했습니다.
Salk 과학자 (왼쪽부터) Antonio Pinto-Duarte와 Terrence Sejnowski는 뇌에서 오랫동안 부수적 인 플레이어로 여겨지는 성상 세포가 생쥐에서 오래 지속되는 기억을 확립해야한다는 것을 발견했습니다. 크레딧 : Salk Institute
그러나 그룹이 2-4 주 더 기다렸다가 훈련 된 마우스를 다시 테스트했을 때, 그들은 큰 차이를 보았습니다. 수용체가없는 마우스는 미로를 완료 할 때 2 배 이상 많은 오류를 일으켜 훨씬 더 나빴습니다. 새로운 논문의 수석 저자 인 António Pinto-Duarte는“몇 주 지연된 후에는 뇌가 기억 통합 과정을 거치기 때문에 실제 마우스가 훈련 직후보다 더 잘 수행되었다”고 설명했다. "IP3R2 수용체가없는 마우스는 훨씬 더 나빴습니다." 그 결과 성상 세포의 결함이 메모리 통합 또는 원격 메모리의 결함과 관련이있는 것은 이번이 처음입니다. 뇌 의 기억 강화 과정은 뉴런에 영향을 미치는 몇 가지 메커니즘을 포함하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 메커니즘 중 하나는 장기 강화를 통해 뉴런 간의 의사 소통 강도를 최적으로 조정하는 것으로 생각되며, 그로 인해 강도가 증가하고 장기적으로 우울증이 발생하여 일부 연결이 약화됩니다. Sejnowski와 Pinto-Duarte는 비록 IP3R2 가없고 성상 세포 활성이 감소 된 생쥐 는 전자에 아무런 문제가 없었지만, 후자는 심각한 결손을 보였으며, 이는 성상 세포가 사이의 연결의 장기적 우울증에서 특히 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다 뉴런. Sejnowski는“뉴런의 장기 우울증 기전은 잘 연구되거나 이해되지 않고있다. "그리고 이것은 우리가 성상 세포가 이러한 신경 연결의 약화와 어떻게 연결되어 있는지 살펴보아야한다는 것을 알려줍니다." 연구자들은 성상 세포가 일반적으로 신경 통신 및 기억의 장기 우울증에 영향을 미치는 경로를 더 잘 이해하기 위해 미래의 연구를 계획하고있다. Sejnowski는 "여기에서 장기적으로 지불하면 이러한 경로를 더 잘 이해하면 약물로 메모리 통합을 조작하는 방법을 개발할 수있을 것"이라고 말했다.
더 탐색 발달하는 뇌에서 뉴런에서 성상 세포로의 세포 운명 전환 발견 추가 정보 : António Pinto-Duarte et al., Type 2 IP 3 수용체 부족으로 인한 원격 메모리 장애, Glia (2019). DOI : 10.1002 / glia.23679 Salk Institute 제공
https://medicalxpress.com/news/2019-08-brain-astrocytes-starring-role-long-term.html
.고온 열 충격으로 단일 원자 촉매의 안정성 향상
메릴랜드 대학교 Katie Doyle,2019 년 8 월 13 일
촉매는 본질적으로 화학 반응 속도를 증가시키는 부스터이며, 석유 정제, 석탄 및 천연 가스 전환 및 암모니아 생산 분야에서 널리 사용됩니다. 촉매는 또한 일반적으로 (열적으로 또는 전기적으로) 에너지 집약적 인 이머징 배터리 및 연료 전지 기술을 구동하므로, 반응 온도, 압력 또는 전기 화학 과전압을 감소시키기위한 촉매가 필요하다. 단일 원자 촉매는 각 원자의 금속 이용 효율을 최대화하고 촉매의 경계를 나타내는 우수한 성능을 제공합니다. 그러나, 단일 원자는 전형적으로 저온 (예를 들어, 1000K 미만) 에서 합성 될 때 불안정 하고, 표면 에너지를 최소화하는 수단으로서 나노 입자로 재 집합되는 경향이있다. 이를 위해 메릴랜드 대학교 (University of Maryland, UMD) 재료 과학 및 공학 (MSE) 연구팀은 태양열 온도의 절반 인 3000K에 이르는 고온 충격파 촉매 방법을 개발했습니다. " 기판 위에 단일 원자 를 사용하여 우수한 열 안정성을 제공합니다. Liangbing Hu MSE 교수가 이끄는 연구팀은 8 월 12 일 Nature Nanotechnology 에 대한 연구를 발표했다 . Yonggang Yao, MSE Ph.D. Hu 박사 연구팀의 학생이자 구성원은 논문의 주 저자로 활동했습니다. "우리의 방법은 짧은 온 상태 (55ms 동안 ~ 1500K)와 10 배 더 긴 오프 상태 ( 실온 )를 특징으로하는 주기적 온-오프 가열을 사용하여 달성됩니다 . "고온은 강한 금속-결함 결합을 형성함으로써 원자 분산을위한 활성화 에너지를 제공하는 반면, 오프 상태는 전체적인 안정성을 결정적으로 보장한다." 줄 가열은 고온 마크에 도달하기 위해 이용되었고, 연구팀은 현장 스캐닝 투과 전자 현미경 (STEM)을 사용하여 합성을 확인했다. 이 기술은 천연 가스를 에틸렌, 에탄 및 벤젠과 같은 유용한 화학 물질로 변환하는 메탄 전환과 같은 촉매 반응에 사용될 수 있습니다. Hu는“보고 된 충격파 방법은 쉽고 빠르며 보편적이며, 이는 기존에 어려운 단일 원자 제조를위한 일반적인 경로를 열어 준다”고 말했다. 더 탐색 열, 전기 또는 광촉매에 의한 온화한 조건에서의 직접 메탄 전환 검토
추가 정보 : Yonggang Yao et al. 고온 충격파 안정화 단일 원자, Nature Nanotechnology (2019). DOI : 10.1038 / s41565-019-0518-7 저널 정보 : Nature Nanotechnology 메릴랜드 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-08-high-temperature-thermal-stability-single-atom.html
.아르곤 슈퍼 컴퓨터, 암 예측 연구 가속화
올리버 페컴 2019 년 8 월 13 일
암과의 싸움에서 예후를 크게 향상시키는 조기 예측이 중요합니다. 이제 노스 웨스턴 대학교 (Northwestern University) 팀의 새로운 연구와 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)의 슈퍼 컴퓨팅 리소스에 의해 가속화 된 연구는“초기”암 위험 예측을 가능하게하는 기술을 개선하는 데 도움이되었습니다. 노스 웨스턴 대학의 Allen Taflove 교수가 이끄는 연구팀은 거대 분자 수준에서 변화를 감지 할 수있는 "저비용, 고 처리량 광학 현미경 기술"을 개발하고자했습니다. 이를 위해 연구원들은 오픈 소스 "컴퓨터의 현미경"시뮬레이션 도구 인 "Angora"를 실행했습니다. 앙고라는 연구원들이 스냅 샷을 기반으로 한 세포 활동을 검사하는 정적 부분 파 분광법 (PWS)에서 새로운 형태의 역동적 PWS로 발전하여 시간이 지남에 따라 세포의 진화를보다 선택적으로 정확하게 관찰 할 수 있도록 도와 주었다. Taflove는“간단히 말해서, 우리는 살아있는 세포 내부에서 일어나는 일에 대해 훨씬 더 많이 배우게 될 것입니다. 이것은 모두 "전계 효과"를 추구하는데, 암 영역 근처의 조직에 대한 엄격한 분석을 통해 암이 어떻게 감지되는지 설명합니다. 노스 웨스턴 (Northwestern)의 생의학 공학 교수이자 현재 연구에 대한 공동 책임 연구원 인 Vadim Backman은 전계 효과를 검증 한 최초의 연구원 중 한 명입니다. 전계 효과에 대한 추가 검증 및 물류 지원을 통해 의사는 훨씬 더 일상적인 면봉 및 검사를 통해 암을 감지 할 수 있습니다. 연구팀은 이미 여러 기관에 걸쳐 수백 명의 환자에서 PWS 위험 정량화 방법을 검증했습니다. 밀리 초 분해능에서 20 나노 미터 정도의 미세한 변화를 관찰하는 PWS를 성공적으로 실행하기 위해 연구원들은 ALCF (Argonne Leadership Computing Facility)를 찾았습니다. 그들은 ALCF의 대규모 병렬 Mira 슈퍼 컴퓨터에서 Angora를 실행했으며 현재 2019 년 6 월 Top500 List에 의해 세계에서 24 번째로 강력한 슈퍼 컴퓨터로 순위가 매겨졌습니다. BlueGene / Q Power 16C 1.6GHz 프로세서를 사용하는 IBM 시스템 인 Mira는 8.6 Linpack petaflops 등급입니다. 미래에는 PWS 기술을 사용하여 위험 탐지뿐만 아니라 치료 옵션을 개선 할 수 있습니다. 연구팀은 이미 동적 PWS를 이용한 광범위한 암 치료 가능성을 조사하고있다. 연구에 대하여 이 기사에서 언급 한 연구자들은 최근 Nature Communications의 2019 년 4 월호에서 " 나노 스케일 구조 및 거대 분자 운동의 다중 모드 간섭 기반 이미징으로 UV 유도 세포 성 발작을 발견했다 "는 논문을 발표했다 . 이 논문은 Scott Gladstein, Luay M. Almassalha, Lusik Cherkezyan, John E. Chandler, Adam Eshein, Aya Eid, Di Zhang, Wenli Wu, Greta M. Bauer, Andrew D. Stephens, Simona Morochnik, Hariharan Subramanian, John이 작성했습니다. F. Marko, Guillermo A. Ameer, Igal Szleifer 및 Vadim Backman.
이 연구에 관한 원본 기사는 Argonne National Laboratory의 웹 사이트 ( 이 링크) 에서 찾을 수 있습니다 . 특징 이미지 캡션 : 부분 파 분광법 (PWS) 광학 현미경을 사용하여 관찰 된 바와 같이 화학적 고정 후 생 HeLa 세포의 나노 스케일 구조의 변경. 화학적 고정은 거대 분자 리모델링을 종결시키는 것 외에도 세포 나노 크기 구조를 변경시키는 것으로 보인다. (Northwestern University의 Vadim Backman 제공 이미지)
https://www.hpcwire.com/2019/08/13/argonne-supercomputer-accelerates-cancer-prediction-research/
.날씬한 일본인, 치매에 더 취약…서양인과 반대
송고시간 | 2019-08-24 11:38 (도쿄=연합뉴스) 비만 체형의 서양인 [연합뉴스 자료사진] 비만 체형의 서양인 [연합뉴스 자료사진]
박세진 특파원 = 날씬한 체형이 많은 일본인은 서양인과 다르게 마를수록 치매에 걸릴 위험이 더 높다는 연구 결과가 나왔다. 24일 니혼게이자이신문에 따르면 약 40곳의 대학·연구기관이 참여하는 '일본노년학적연구평가기구'는 노인 3천696명을 대상으로 2010년부터 6년간 치매 발병 여부를 추적 조사했다. 이 가운데 치매 환자가 된 사람은 338명이었다. 평가기구는 체중(㎏)을 신장(ｍ)의 제곱으로 나눈 체질량 지수(BMI)를 기준으로 18.5 미만은 마른 형, 18.5∼24.9는 표준형, 25∼29.9는 비만형, 30 이상은 고도비만형으로 분류한 뒤 발병률을 조사했다. 그 결과 표준형의 치매 발병 위험을 1로 할 때 여성의 경우 마른 형은 1.72, 비만형은 0.82, 고도비만형은 0.61로 나타나 뚱뚱한 사람일수록 발병 위험이 낮게 나왔다. 남성의 경우 마른 형이 1.04, 비만형이 0.73, 고도비만형이 0.91로 조사돼 여성보다는 체형에 따른 발병 위험의 차이가 크지 않았지만, 표준체형보다 더 마를수록 발병 위험이 높은 경향은 확인됐다. 이번 조사 결과는 일반적으로 당뇨병에 취약한 뚱뚱한 사람일수록 치매에 걸릴 가능성이 크다는 기존 의학계 상식과 배치되는 것이어서 주목된다. 이에 대해 조사를 이끈 야마나시(山梨)대 대학원의 요코미치 히로시 준교수는 "동아시아인의 체질과 관계가 있다"고 분석했다. 육식을 덜 즐기는 동양인은 체질적으로 서양인에 비해 혈당을 낮추는 인슐린 분비량이 적은데, 이로 인해 동양인은 마른 체형이라도 당뇨병에 걸리기 쉽고 이것이 날씬한 사람의 치매 발병과 상관성이 있다는 것이다. 요코미치 교수는 근육량이 떨어져도 뇌를 자극하는 호르몬이 줄어 치매에 걸릴 위험이 커질 가능성이 있다며 일본인의 살 빼기는 치매 발병 위험을 높일 수 있다고 지적했다. parksj@yna.co.kr
https://www.yna.co.kr/view/AKR20190824030400073?section=it/health
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/
.새로운 충격 난기류 통찰력을 가진 Stampede2 'Shocks'
올리버 페컴 2019 년 8 월 19 일
충격파는 고속 항공기에서 초신성에 이르기까지 모든 역할을 수행합니다. 현재 Texas A & M University와 Texas Advanced Computing Center (TACC)의 슈퍼 컴퓨터 기반 연구는 중요한 충격파 상호 작용에 대한 정보를 제공합니다. "우리는 충격 난류의 상호 작용을 이해 할 수있는 새로운 방법을 제안했다" 고 말했다 디에고 Donzis, 동료 텍사스 A & M 대학의 교수 및 연구의 공동 저자. 새로운 연구는 충격이 불연속성으로 취급되어서는 안되며 1950 년대까지 거슬러 올라갈 수있는 충격 난류 상호 작용에 대한 확립 된 이해와 모순된다고 제안합니다. 이전의 이해는 주로 충격의 "Mach number"(주변 속도와 주변 소리 속도의 비율)에 의존했지만 Donzis와 그의 동료 연구자들은 충격 난류 상호 작용이 "Reynolds number"( 난기류 강도)와 "난 기한 마하 수"를 측정했습니다. 그러나 Donzis는이 아이디어를 제안 할 때이를 입증하기 위해 필요한 해상도로 필요한 데이터를 가지고 있지 않다고 말했습니다. 연구원들은 TACC의 Stampede2 슈퍼 컴퓨터를 사용했으며 XSEDE (Extreme Science and Engineering Discovery Environment)를 통해 계산 시간을 받았습니다. Intel Xeon Phi CPU가 장착 된 Dell EMC 시스템 인 Stampede2는 10.7 Linpack 페타 플롭으로, 2019 년 6 월 세계에서 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터 중 Top500 목록에서 19 위를 차지했습니다. “Stampede2에서는 다양한 조건, 특히 높은 난기류 강도 수준에서 매우 큰 충격 난류 상호 작용 데이터 세트를 실행했습니다. 사실 소규모의 해상도 측면에서 문헌에서 일반적으로 볼 수있는 수준을 뛰어 넘는 현실감, 돈지 스는 말했다. 이 논문의 저자 인 Chang Hsin Chen은“우리는 또한 충격의 구조를 살펴 보았고, 고도로 해결 된 시뮬레이션을 통해 난류가 충격에 구멍을 만드는 방법을 이해할 수있었습니다. "Stampede2가 제공하는 계산 능력으로 인해 가능했습니다." 연구원들은 충격을 따라 움직일 때 물질의 압력과 온도의 급격한 변화 인 "충격 점프"를 탐색했습니다. 그들은 그들의 연구가 일상 생활에서 물질적 개선을위한 길을 열어 줄 수 있기를 희망합니다. “충격 난류 상호 작용에 대한 이해의 진보는 초음속 및 초음속 비행으로 이어질 수 있으며, 사람들이 이곳에서 유럽으로 몇 시간 만에 비행 할 수있게한다. 우주 탐사; 관측 가능한 우주의 구조에 대한 우리의 이해조차도”라고 Donzis는 말했다. “응답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 왜 우리가 여기 있습니까? 압축 흐름에서 난류를 이해하면 연소 효율, 항력 감소 및 일반 운송에 큰 개선을 가져올 수 있습니다.” 연구에 대하여 이 기사에서 언급 된 연구는 Journal of Fluid Mechanics의 2019 년 5 월호에서 "고난 류 강도에서의 충격 난류 상호 작용"으로 출판되었습니다 . Chang Hsin Chen과 Diego A. Donzis가 저술했습니다.
이 연구를 설명하는 원본 기사는 Jorge Salazar가 작성했으며 TACC 웹 사이트 에서이 링크를 찾을 수 있습니다 . 특징 이미지 : 새로운 이론적 프레임 워크가 Stampede2 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 개발되고 테스트되어 평균 열역학적 양, 충격 구조 및 증폭 요소의 난류 점프를 이해합니다. 이 이미지의 왼쪽에서 난기류가 발생하여 충격을 받고 도메인을 오른쪽에서 벗어나게합니다. 이 입체 사진은 엔트로피의 구조를 보여 주며 회색의 충격으로 현지 마하 번호로 색칠됩니다. 크레딧 : Chang-Hsin Chen, TAMU.
https://www.hpcwire.com/2019/08/19/stampede2-shocks-with-new-shock-turbulence-insights/
.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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