생명의 진화에 관한 재활용에 관한 생명의 단서
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.생명의 진화에 관한 재활용에 관한 생명의 단서
TOPICS : 켄트천체 물리학대학 작성자 : MICHELLE ULYATT, UNIVERSITY OF KENT 2019 년 10 월 4 일 우주 재활용 그림
켄트 천체 물리학 자의 새로운 연구에 따르면 우리 우주에서 생명체 형성에있어 재활용의 역할에 대한 중요한 단서가 있습니다. 천체 물리학 및 행성 과학 센터의 과학자들은 별의 삶의 여정에서 여러 단계를 연구하고 진화주기에 대한 새로운 지식을 얻음으로써 우주에서 생명의 출현에 중요한 단계에 대해 더 많이 발견했습니다. 그들의 연구는 처음으로 별이 죽을 때 버려지는 물질이 어떻게 재활용되어 새로운 별과 행성을 형성하는지 밝혀 냈습니다. 과학자들은 우주를 시작하는 동안 인간의 생명을 구성하는 물질이 존재하지 않는다는 것을 오랫동안 알고있었습니다. 탄소와 산소와 같은 원소는 별 내부에서 깊숙이 형성되어 별이 폭발 할 때 방출됩니다. 분명하지 않은 것은 폭발하지 않는 대다수의 별에서 이러한 물질에 어떤 일이 발생하고 어떻게 추출되어 새로운 행성과 생물권의 발전에 기여하는지입니다. 자신의에서 종이 '바람 중심의 원시 행성상 성운의 수치 시뮬레이션 - I. 근적외선 방출'에 의해 출판되었다 왕립 천문 학회 2019년 9월 12일에 교수 마이클 스미스 박사 과정 학생 이고르 Novikov 보낸이 중요한 누락 된 링크를 발견했다. 다른 환경 조건에서 별에서 방출되는 빛의 패턴을 매핑 한 Forge 슈퍼 컴퓨터에서 2D 모델링을 수행함으로써 연구팀은 방출 된 물질이 어떻게 성간 가스와 전달되고 혼합되어 새로운 천체를 형성하는지 이해할 수있었습니다. 물리학 자들은 처음으로 행성상 성운의 상세한 형성을 시뮬레이션했습니다. 이들은 별의 늦게 진화하는 동안 발달하는 천체입니다. 그들은 별 시대로 방출되는 물질의 껍질의 형성을 모델링했습니다. 이 껍질은 밤하늘에서 볼 수있는 행성상 성운 또는 고리 모양의 가스와 먼지 구름을 형성합니다. 이 연구는 별에 의해 방출 된 가스와 에너지가 어떻게 우주로 돌아 오는지, 그리고 어떤 형태로 밝혀졌다. 죽어가는 별들에 의해 생성 된 원소들은 조각화 과정을 거쳐 새로운 별과 행성으로 재활용된다는 것을 발견했습니다. 스미스 교수는 '처음에는 시뮬레이션 결과에 당황했습니다. 우리는 쫓겨 난 포탄이 죽어가는 붉은 거인들에게서 일어나는 일을 이해해야했습니다. 우리는 껍질이 온전하게 남아있는 것처럼 마치 우주에 생명이 존재하지 않고 행성이 비어있는 것처럼 일시적이어야한다고 제안했습니다. '껍질이 균일하지 않습니다. 대부분은 차갑고 분자 적입니다. 그들은 튀어 나오는 손가락으로 분해되어 완전성을 잃습니다. 반대로 따뜻한 원자 껍질은 그대로 남아 있습니다. 이것은 우리 우주에서 탄소와 다른 물질이 어떻게 옮겨지고 재사용되는지에 대한 중요한 단서를 제공합니다. 우리의 문명은 재활용 재료의 생성이 최고 일 때 존재합니다. 아마도 우연의 일치가 아닐 것입니다. ' 참조 :“풍동 원형 행성 운의 핵 시뮬레이션 – II. 원자 방출의 징후””Igor Novikov와 Michael Smith, 2019 년 9 월 12 일 , 왕립 천문 학회 월간 고지 . DOI : 10.1093 / mnras / stz2377
https://scitechdaily.com/vital-clues-revealed-about-recycling-in-the-evolution-of-life-in-our-universe/
.허블 뷰 카멜레온 클라우드 내 스타 형성
주제 : 천문학허블 우주 망원경이미지별 형성 으로 허블 우주 망원경이 2014 년 2 월 3 일 허블 뷰 카멜레온 클라우드 이 새로 출시 된 허블 이미지는 Chamaeleon 클라우드 내에서 별 형성을 나타냅니다. NASA / ESA 허블 우주 망원경으로 포착 된이 놀라운 새 이미지는 카마 레온 구름 내에서 형성 과정에서 별을 드러냅니다. 이 어린 별은 극에서 좁은 기류를 뿜어 내고 있습니다. 이러한 빠른 유출은 더 느린 주변 가스와 충돌하여 지역을 조명합니다. 새로운 별이 형성 될 때, 그들은 주위 공간에서 배고프 게 물질을 수집합니다. 어린 별은 핵융합 반응을 일으킬 수있을 정도로 커질 때까지 계속해서 식욕을 돋 우게되어 별을 밝게 비출 것이다. 이런 일이 일어나기 전에, 새로운 별들은 우주로 폭발적인 물질을 던져 버리는 단계를 겪습니다. 이 물질은 좁은 제트로 배출되어 초당 수백 킬로미터의 빠른 속도로 우주로 튀어 나와 근처의 가스 및 먼지와 충돌하여 해당 지역을 밝힙니다. 희미하게 빛나는 성운의 좁고 고르지 않은 영역은 Herbig-Haro 물체라고합니다. 그것들은 수명이 매우 짧으며, 수 천년 동안 눈에 띄게 변화하고 진화하는 것으로 볼 수 있습니다. 천문학적 시간 척도에서 눈을 깜박입니다. 이 구조는 Orion Nebula 또는 Chameleon I 분자 구름과 같은 별 형성 영역 내에서 매우 일반적이며이 이미지의 주제입니다. 카멜레온 구름은 지구에서 불과 500 광년 떨어진 카멜레온 남쪽 별자리에 위치하고 있습니다. 천문학 자들은이 별이 빛나는 보육원에 내장 된 수많은 허빅-하로 (Herbig-Haro) 물체를 발견했습니다. 몇몇은 갈색 왜소와 같은 덜 무거운 물체에 묶여있는 것으로 생각되는데, 이는 중심에서 불꽃을 일으키기 위해 임계 질량에 부딪치지 않는 "실패한"별입니다. 이 이미지의 버전은 참가자 Judy Schmidt에 의해 허블의 숨겨진 보물 이미지 처리 경쟁에 참가했습니다.
이미지 : NASA & ESA. 감사의 말 : Kevin Luhman (펜실베니아 주립대 학교) 및 Judy Schmidt
https://scitechdaily.com/hubble-views-star-formation-within-chamaeleon-cloud/
.생명 효소에 대한 이해를 높이는 연구원
에 의해 캘리포니아 기술 연구소 Douglas Rees (왼쪽)와 Garnet Chan (오른쪽). 크레딧 : Caltech, 2019 년 10 월 2 일
대기 질소를 생물체가 사용하는 질소 기반 화합물로 전환시키는 역할을하는 효소 인 니트로게나 제는 질소 비료가 지구의 급성장 인구에게 먹이를주는 중요한 역할 때문에 수십 년 동안 화학 연구의 주요 초점이되어 왔습니다. Caltech의 두 연구원은 Douglas Rees와 Garnet Chan과 같은 중요한 효소 의 분자 구조 연구에 앞장서고 있습니다. Caltech의 Roscoe Gilkey Dickinson 화학 교수, Howard Hughes Medical Institute의 연구원 및 대학원 연구 책임자 인 Rees는이 연구의 선구자 중 하나입니다. 1992 년 Rees는 질소 분해 효소 효소 의 구조를 설명하는 첫 번째 논문을 발표했습니다 . 그 이후로 그의 실험실은이 분자들의 구조와 행동을 계속 조사해 왔습니다. 그의 작품을 인정 받아 9 월 스웨덴 왕립 과학원 (Royal Swedish Academy of Sciences)은 올해의 Gregori Aminoff Prize의 우승자로 Rees를 지명했습니다. 이상은 결정학 분야의 업적에 대해 연구원들에게 매년 수여됩니다. Rees 박사는“생물학적 질소 고정 메커니즘은 화학자들에게 1 세기 이상 흥미를 불러 일으켰다. "우리 그룹은 생리 학적 조건 하에서 대기 이질 소를 암모니아로 전환시키는 것을 촉매하는 질소 분해 효소 단백질의 X- 선 결정 구조를 결정함으로써이 질문에 접근했다. 계속되는 공동 연구에서 대학원생과 박사후 연구원의 주목할만한 그룹의 노력을 통해 박사후의 제임스 하워드 (James Howard) 박사와 함께, 우리는이 반응에 대한 활성 부위를 제공하는 특이한 금속 클러스터 러에 특히 중점을두고, 질소 분해 효소의 분자 구조를 절묘하게 상세하게 정의 할 수있었습니다. " Caltech의 Bren 화학 교수 인 Chan도 Rees의 연구에 보완적인 정보를 제공하는 계산 방법을 사용하여 질소 분해 효소의 구조를 연구하고 있습니다. Chan의 전문 분야는 양자 화학의 원리를 통해 화학 속성을 설명하려는 분야 인 양자 화학 입니다. 이 달에 Chan과 그의 동료들은 Nature Chemistry 에서 질소 분해 효소에 관한 새로운 논문을 발표했다 . 이 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 결정된 질소 분해 효소 효소에서 발견되는 이른바 P- 클러스터의 전자 구조, 전자 배열에 대해 간략히 설명합니다. P- 클러스터는 함께 결합 된 여러 철 및 황 원자로 구성된 효소 내 영역입니다. 그들은 질소 가스를 암모니아 또는 질소 고정과 같은 질소 화합물로 만드는 화학 공정의 일부를 담당합니다. 이러한 P- 클러스터에서 전자가 어떻게 배열되는지를 결정하는 것은 연구자들이 질소 고정의 기초가되는 메커니즘을 더 잘 이해하는 데 도움이되지만, 이러한 배열은 연구하기 어려운 것으로 판명되었습니다. Chan의 연구는 양자 정보 이론의 아이디어를 기반으로 자신의 실험실에서 개발 된 새로운 계산 기술에 의존합니다. "더그의 주요 연구가 없다면 P- 클러스터에서 원자가 어떻게 배열되는지 알 수 없다"고 Chan은 말했다. 그러나 이러한 위치에 대한 지식을 바탕으로 이론적 인 양자 역학을 사용하여 전자의 위치를 시각화하고이 진행중인 이야기에 새로운 장을 추가 할 수 있습니다.” "수 많은 전자파 함수 시뮬레이션을 통해 밝혀진 질소 분해 효소의 P- 클러스터 전자 풍경"이라는 제목의 Chan의 논문은 Nature Chemistry 의 9 월 30 일호에 실렸다 .
더 탐색 세계의 질소 고정 추가 정보 : Zhendong Li et al. 많은 전자 양자 파동 시뮬레이션, Nature Chemistry (2019)를 통해 밝혀진 질소 분해 효소 P- 클러스터의 전자 경관 . DOI : 10.1038 / s41557-019-0337-3 저널 정보 : Nature Chemistry 캘리포니아 공과 대학 제공
https://phys.org/news/2019-10-advancing-vital-enzyme.html
.우주에 적합한 필라멘트 — 실크는 우주 온도에서 번성하는 것으로 입증되었습니다
에 의해 옥스포드 대학 크레딧 : CC0 Public Domain,2019 년 10 월 3 일
그들의 초기 발견은 대부분의 다른 폴리머 섬유가 추위에 부서지기 때문에 모순처럼 보였다. 그러나이 문제에 대해 수년간의 연구 끝에 연구팀은 실크의 극저온 인성이 나노 스케일 피 브릴을 기반으로한다는 것을 발견했다. 현미경 이하의 차수 및 계층 구조를 통해 실크는 -200 ° C까지의 온도를 견딜 수 있습니다. 심지어 더 낮은 온도에서도 이러한 클래식 천연 고급 섬유는 쌀쌀한 외부 공간의 깊이에 적용하기에 이상적입니다. 학제 간 연구팀은 -196 ℃의 액체 질소 온도로 냉각 된 몇몇 동물 실크의 행동과 기능을 조사했다. 섬유에는 거미 실크가 포함되어 있지만이 연구는 야생 누에 Antheraea pernyi 의 더 두껍고 훨씬 더 상업적인 섬유에 초점을 맞추 었다 . 오늘 Materials Chemistry Frontiers 에 실린 기사 에서, 팀은 대부분의 재료가 매우 부서지기 쉬운 조건 하에서 실크가 '그것'뿐만 아니라 '어떻게'를 보여줍니다. 실제로, 실크는 강하고 신축성이 높아져서 추운 환경에서 품질을 잃지 않고 품질을 얻는 것으로 폴리머 과학에 대한 근본적인 이해와 모순되는 것 같습니다. 이 연구는 '방법'을 검토하고 '이유'를 설명합니다. 기본 프로세스는 실크 섬유의 핵심을 구성하는 많은 나노 크기의 섬유소에 의존한다는 것이 밝혀졌습니다. 전통적인 폴리머 이론에 따라,이 연구는 개별 피 브릴이 차가워 질수록 더 단단해 졌다고 주장한다. 이 연구의 참신함과 중요성은 이러한 강화가 fribrils 사이의 마찰을 증가 시킨다는 결론에 있습니다. 이 마찰은 차례로 균열 에너지 전환을 증가시키면서 섬유소 미끄러짐에 저항한다. 온도를 변화 시키면 개별 실크 단백질 분자 사이의 인력이 차례로 조절되어 수천 개의 분자로 구성된 각 피 브릴의 핵심 특성에 영향을 미칩니다. 중요하게도,이 연구는 미크론 수준과 나노 규모 수준에서 강화 과정을 설명 할 수 있습니다. 연구팀은 나노 섬유에 부딪 칠 때마다 재료를 찢는 균열이 전환되어 많은 양의 우회에서 더 많은 에너지를 잃게된다고 결론을 내렸다. 따라서 실크 섬유는 수백 또는 수천 개의 나노 섬유가 처음으로 펴진 후 미끄러 져서 모두 개별적으로 스냅되었을 때만 끊어집니다. 이 발견은 미크론과 나노 스케일뿐만 아니라 냉동실보다 훨씬 낮은 온도에서 연구되어야하는 개념적으로 어렵고 기술적으로 어려운 영역에서 재료를 연구했기 때문에 경계를 넓히고 있습니다. 연구 된 비늘의 크기는 섬유의 미크론 크기에서 필라멘트 다발의 미크론 이하의 미크론 크기에 이르기까지 피 브릴의 나노 규모에 이르기까지 다양하며, 분자 수준의 단일 분자 구조 및 단일 분자에 이르기까지 다양합니다. 최첨단 과학과 미래의 응용 분야를 배경으로 실크는 생물학적 섬유의 100 % 일뿐만 아니라 수백만의 R & D를 가진 농산물이라는 것을 기억할 가치가 있습니다. 이 연구는 지구의 극지방에서 사용되는 신소재부터 성층권과 메 스피어 지구로 날아가는 경량 비행기와 연을위한 새로운 복합재에 이르기까지 다양한 실크에 대한 광범위한 새로운 응용을 제안함으로써 광범위한 영향을 미치는 것으로 보인다. 아마도 우주에서 우주 정체를 잡기 위해 로봇 거미들에 의해 회전 된 거대한 웹들까지. 옥스포드 대학 동물학과의 프리츠 볼 라스 교수는 다음과 같이 말했다. 공간으로. ' 상하이 푸단 대학의 거대 분자 과학 부서의 정 종사 교수는 이렇게 말했다. 베이징 베이 행 대학교 (Beihang University)의 Juan Guan 박사는 다음과 같이 말했습니다 : '이 연구는 우리가 저온 용 인공 폴리머 및 복합 재료를 제조 할 것으로 기대되는 천연 고성능 재료의 구조-속성 관계에 대한 우리의 이해에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 고 충격 응용 분야. ' 또한 천연 실크 방적에 대한 통찰력을 바탕으로 소설적이고 지속 가능한 바이오 파이버에 관한 유럽 전역의 연구 컨소시엄 리더 인 Sheffield University의 Chris Holland 박사는 다음과 같이 말했습니다 : '천연 실크는 계속해서 섬유 생산을 위한 금 표준 재료로 자리 매김하고 있습니다. 이 연구는 그것이 화학 일뿐 아니라 비단이 어떻게 회전하고 결과적으로 그들의 성공의 비결 인 구조화되는지를 밝혀냈다. ' 연구의 다음 단계는 놀라운 특성을 추가로 테스트합니다. EU H2020 보조금으로 부분적으로 자금을 조달 한 옥스퍼드 대학교 (Oxford University)의 스핀 텍스 회사 인 Spintex Ltd는 거미줄로 실크 단백질을 회전시키는 방법을 모색하고 있으며 번들로 묶은 원 섬유의 서브 미크론 구조를 복사하는 데 중점을두고 있습니다. 실크 천연 실크는 동물이 주변 온도와 낮은 압력에서 수성 단백질 용융물로 스핀 압출하여 환경 적으로 지속 가능합니다. 많은 실크가 생체 적합성이어서 의료 기기에 사용하기에 탁월한 소재입니다. 실크는 가볍고 재료가 많은 에너지를 차지해야하는 경량 응용 분야에서 사용하기에 매우 까다로운 경향이 있습니다. 모든 실크는 생체 일회용이며, 자연적으로 부패 및 재건의 자연주기에 쉽게 통합되는 자연 아미노산 빌딩 블록으로 구성됩니다. 마지막 으로 단백질 폴딩과 뛰어난 폴리머 구조를 만드는 Nature의 방법에 대한 비단 에는 많은 정보가 숨겨져 있습니다.
더 탐색 거미가 가장 힘든 물건을 회전시키는 데 도움이되는 나노 물질 옥스퍼드 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-10-filament-spacesilk-proven-outer-space.html
.화재 관리 혁신을위한 정책 접근 방법
에 의해 콜로라도 주립 대학 콜로라도 주립 대학의 산림 및 천연 자원 정책 부교수 인 코트니 슐츠 (C 코트니 슐츠)는“화재 관리를 성공적으로 변화 시키려면 여러 관할 구역에서 함께 일하는 사람들과 장기 목표에 대한 헌신이 필요합니다. 크레딧 : Bill Cotton / Colorado State University, 2019 년 10 월 3 일
산불은 기후 변화에 따라 더욱 강렬 해지고 광범위 해지는 자연적 위험입니다. 과학자들은 이전에 더 많은 화재에 적응하고, 지역 사회가 설계되는 방식을 변경하고, 더 많은 처방 된 화재와 브러시 및 작은 나무와 같은 얇은 연료를 허용 해야하는 필요성을 포함하여 이러한 화재에 대처하기 위해 어떤 주요 변형이 이루어져야하는지 이전에 설명했습니다. "우리는 어디로 가야하는지에 대한 거버넌스 및 정책 접근법을 어떻게 설계합니까?" 콜로라도 주립 대학의 워너 자연 자원 대학의 산림 및 자연 자원 정책 부교수 인 코트니 슐츠에게 물었다 . 그녀는이 질문에 부분적 으로 10 월 3 일 사이언스 (Science) 저널에 온라인으로 발간 된 "화재 관리를위한 협업 및 역량"에서이 질문에 답했다. 슐츠는 오리건 대학교. CSU의 공공 토지 정책 그룹 책임자 인 Schultz는“화재 관리를 성공적으로 변화 시키려면 여러 관할 구역에서 함께 일하는 사람들과 장기 목표에 대한 헌신이 필요합니다. "이것은 사람들이 화재와 연기를 가지고 살아야한다는 것을 의미합니다. 더 쉽고 때로는 더 안전한 선택은 불을 끄고 불을 피우는 것이 아닙니다. 거버넌스 측면에서 많은 협력과 집단 행동이 필요합니다. 지도자와 토지 관리자는 장기적인 비전과 헌신이 필요합니다. " Moseley는 규정 된 화재 및 기타 작업이 적시에 적절한 장소에서 이루어질 수 있도록 인적 자원 용량, 기관 간 계약 및 사전 계획을 구성하는 것이 중요하다고 말했다. "한 곳에서 규정 된 화상을 입는 조건이 좋은 경우도 있지만 다른 지역에서 소방관이 불을 지르거나 다른 일을하고있을 수도 있습니다." 과학자들은 그들의 연구를 통해 여러 주에서 여러 수준에 걸쳐 수많은 혁신적이고 협력적인 프로젝트를 발견했습니다. Schultz는이 논문이 이러한 유형의 협업을 촉진 할 수있는 정책 접근을 권장한다고 말했다. 서양 전역의 혁신적인 접근 방식 소방 관리 협력의 한 예는 뉴 멕시코 북부의 Rio Grande Water Fund입니다. The Nature Conservancy가 처음 시작한이 프로젝트는 새로운 자금원과 다양한 파트너를 모아 화재 위험을 줄이고 물 공급을 보호합니다. 이 프로젝트의 파트너에는 숲에서 더 많은 처방전을 받기 위해 노력하고있는 Greater Santa Fe Fireshed Coalition이 포함됩니다. 다른 조직에서는 불우한 지역 사회의 젊은이들을 데리고 화재 관리 기술을 가르치는 등 역량을 키울 수있는 창의적인 방법을 찾았습니다. 콜로라도는 또한 다른 사람들에게 로드맵을 제공하는 활발한 협력 관계도 있습니다. San Juan National Forest의 토지 관리자는 The Nature Conservancy, Chama Peak Land Alliance 및 Mountain Research Institute와 같은 파트너와의 리더십 약속 및 협력 덕분에 지난 몇 년간 더 큰 규정 된 화상을 입었습니다. Schultz는“미국 산림청 직원은 San Juan에서 지상에 규정 된 화재를 진압하기 위해 최선을 다하고 있으며 많은 파트너와 적극적으로 협력하고 있습니다. 또한 캘리포니아에는 주목할만한 프로젝트가 있습니다. 시에라 국유림 (Sierra National Forest)에서, 공동 삼림 경관 복원 프로그램 (Collaborative Forest Landscape Restoration Program)은 더 많은 산림 복원 작업을 지원하기위한 전략을 추구하기 위해 이전의 소송, 환경 단체, 부족 및 산업을 모았습니다. 캘리포니아는 또한 규정 된 화재의 사용을 촉진하기 위해 주 전역의 Fire MOU 파트너십을 보유하고 있습니다. 최근 몇 년 동안, 주지사는 소방 관리 태스크 포스를 조직했으며, 주정부에서는 규정 된 화재 규모를 두 배로 늘릴 것을 권장했습니다. 슐츠는“국가 차원의 지도력은 많은 곳에서 실질적인 변화를 가져 왔습니다. "캘리포니아는 탄소 시장에서 얻은 수입으로 돈을 사용하여 연료 절감 팀을 지원하는 것을 승인했으며, 숲에서 기계적으로 얇아지고 주 전역에서 화재를 처방 할 수있는 팀을 만들고 있습니다. California Air Resources Board는 또한 주요 파트너입니다. 그 노력. " Schultz는 조경과 기후가 주마다 다르기 때문에 화재 관리 가 "모든 규모에 맞는"제안이 아니라고 말했다 . "관련된 모든 사람들은 도시에서 주, 연방 수준에 이르기까지 어떤 일이 일어나고 필요한지를 파악해야한다"고 그녀는 말했다. 이것이 바로 슐츠와 모슬리가 협력과 역량 강화가 화재와 함께 살기위한 길을 찾는 열쇠라고 강조한 이유입니다. 그녀는“지배 구조에 관한 우리의 연구가 대화에 기여하는 것을 보게되어 기쁘다”고 덧붙였다. "이 문제에 대해 어떻게 생각하는지 알려주는 사회 및 정치 과학 연구가 있으며 , 다른 기후 중심 교란과 마찬가지로 화재 가 미국과 전세계에서 엄청난 도전이되었다는 인식 이 있습니다. 앞으로 거버넌스 연구를위한 중요한 영역입니다. " 더 탐색 미국 서부에서는 산불에 맞서기 위해 처방 된 굽기가 증가하지 않았습니다.
추가 정보 : 콜로라도 주 포트 콜린스에있는 콜로라도 주립 대학의 CA Schultz, "화재 관리 혁신을위한 협업 및 역량", Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aay3727 저널 정보 : 과학 에 의해 제공 콜로라도 주립 대학
https://phys.org/news/2019-10-outline-policy-approaches.html
.과학자들은 소리를 사용하여 탐색하는 종들 사이에서 유전 적 유사성을 발견했습니다
Stanford University Medical Center의 Krista Conger 많은 박쥐들이 반향을 사용하지만 돌고래들도 사용합니다. 관련이없는 종들이 공유하는 진화론 적 적응은 부분적으로 동일한 독립적으로 획득 된 유전 적 변화로 인해 일어났다. 크레딧 : Rudmer Zwerver / Shutterstock.com, 2019 년 10 월 4 일
전체 게놈 서열에 대한 새로운 스탠포드 연구에 따르면 관련이없는 종들이 공유하는 반향과 같은 진화론 적 적응은 부분적으로 동일하고 독립적으로 얻은 유전 적 변화로 인해 일어났다. 곤충을 먹는 박쥐는 어둡고 돌고래에서 쉽게 탐색 할 수 있으며 킬러 고래 는 달팽이 관절의 발달에 관여 하는 18 개의 유전자 세트의 특정 변화 덕분에 어두운 물에서 먹이를 먹습니다 . 스탠포드 대학의 연구원에 의한 연구에 따르면 뇌에 귀 놀랍게도,이 매우 다른 종은 사용할 수있는 독특한 능력을 진화 음파를 다른, 더 밀접하게 공유하지 않는 자신의 게놈-돌연변이에 동일한 돌연변이를 획득함으로써 부분적으로 탐색하고 장애물과 맛있는 꼬마를 식별, 그들은 모기 나 미노 수를 관련 종 등 혹등 고래는 참을성있게 바다를 체내 서 크릴하거나 과일 박쥐는 고상한 냄새가 좋은 간식을 찾는다. 이 발견은 반향 박쥐와 고래가 동일한 목표를 달성하기 위해 "후드 아래에서"많은 유사한 게놈 변화를 독립적으로 겪었는지에 대한 오랜 생물학적 논쟁을 해결합니다. 또한 청각 장애, 고 콜레스테롤로 인한 피부 병변 및 고도 병으로 인해 다양한 인간 장애의 분자 기반에 대해 더 많이 이해할 수있는 기회를 제공한다고 연구진은 밝혔다. Gill Bejerano 교수는“매우 다른 종들이 유사한 유전 적 변화를 독립적으로 획득함으로써 어떻게 자신 만의 진화 적 틈새 시장을 개척했는지를 아는 것은 아슬 아슬한 일이다. Stanford의 발달 생물학, 컴퓨터 과학, 소아과 및 생물 의학 데이터 과학. "개발 생물 학자들은 가장 기본적인 수준에서 반향을 사용하는 종과 같이 외부에서 동일한 것이 내부에서 동일한 지 오랫동안 궁금해 해왔다. 즉, 비슷한 분자 변화를 통해 이러한 특성을 얻는가? 최소한 몇 번이나 이것이 사실 일뿐 아니라 이러한 변화의 많은 부분이 게놈의 코딩 영역에서 발생한다는 사실을 알고 있습니다. Bejerano는이 연구의 선임 저자이며, 9 월 30 일 에 국립 과학원 (National Academy of Sciences) 에서 온라인으로 출판되었다 . 박사후 과정의 학자 인 Amir Marcovitz, 박사, 대학원생 Yatish Turakhia와 Heidi Chen은 공동 저술을 맡고 있습니다. 인공 와우 신경절은 이전에 에코 로케이션이라고 알려진 GPS (sound-as-GPS) 기술에 관련되어 있었지만 과거 연구는 주로 자신의 기능에 대한 사전 지식을 바탕으로 가능한 유전자 플레이어를 식별하는 연구자의 직관에 의존했습니다. -잃어버린 열쇠-기둥 아래 접근. 이 연구는 청력에 관여하는 단 4 개의 유전자에서 단지 약간의 책임있는 돌연변이를 제안했습니다. 전체 게놈을 선별 대조적으로, 스탠포드 연구자들은 전체 게놈 서열을 걸러내는 편견없는 방법을 개발했으며 특이한 능력이나 특성을 가진 동물이 공유하는 유전자 변형을 조명했습니다. 그들은이 기술을 사용하여 반향뿐만 아니라 해우 및 범고래와 같은 수생 포유류의 특화된 피부의 발달에 중요한 유전자, 또는 황달 같은 고지대 동물들이 즐기는 폐활량과 기능을 향상시키는 데 중요한 유전자를 식별했습니다. 피카와 알파카. 연구자들이 개발 한 기술은 다른 적응 특성의 유전 적 토대를 확인하려는 생물 학자들에게 무수한 문을 열어 줄 것으로 보인다. 이 발견은 또한 발달 생물학에서 또 하나의 화제가되고있는 또 다른 질문에 대한 답입니다. 베제 라노 교수는“오랫동안 생물 학자들은 관련 종들간에 매우 유사한 유전자 서열의 변화를 통해 중요한 진화 적 변화가 일어날 수 있을지 궁금해하고있다. "이러한 유전자는 종종 신체 전체의 다른 조직에서 여러 기능을 제어하기 때문에 사소한 변화조차 도입하기가 매우 어려울 것 같습니다. 그러나 여기서 우리는이 매우 다른 종들이 특정한 유전 적 변화를 공유 할 뿐만 아니라 이러한 변화는 코딩 유전자에서 발생한다 " 베 헤라 노와 그의 동료들은 독특한 특성을 공유하는 동물들도 DNA와 밀접한 관련이없는 동료들에게서 발견되지 않는 변화를 공유하는 사례를 검색함으로써이 기술을 개발했다. 예를 들어, 반향의 진화를 분석하기 위해 반향 박쥐의 유전자 서열과 반동하지 않는 메가 박트의 유전자 서열과 클로 빙 호브가있는 육상 포유류가있는 돌고래와 범고래와 같은 이빨을 앓는 고래류를 비교했습니다. (연구 당시, 비 멸균 고래에 대한 전체 게놈 서열은 이용 가능하지 않았다.) 연구자들은 유전자의 DNA 서열이 독립적으로 변화하여 아미노산 을 암호화하기 위해 변화하는 사례를 찾았다 . 비록 에코 로킹하는 종들 사이에서 동일하지만 대부분의 다른 포유류에서 그 위치에서 발견 된 아미노산과는 달랐다. 그런 다음 이러한 기능이 유사한 특정 유전자 그룹에서 우연히 예상되는 것보다 이러한 변화가 더 자주 발생했는지 여부를 확인하는 방법을 고안했습니다. 포유류에서 다양한 조직의 발달과 기능에 영향을 미치는 것으로 알려진 약 4,000 개의 유전자 그룹이 있습니다. 놀랍게도, 연구원들은 편견이없는 분석이 인공 와우 포유류에서 가장 영향을받는 단일 조직으로서 달팽이 관절에 위치한다는 것을 발견했습니다. 특히, 달팽이 관절의 발달에 관여하는 것으로 알려진 18 개의 유전자에서 25 개의 "수렴적인"아미노산 변화가 발생 하였다. 과거 에코 로케이션 연구에서 25 가지 변화 중 2 가지만이 이전에 확인되었습니다. 베제 라노 교수는“유전자 서열만을 기반으로 4,000 개 이상의 가능한 유전자 세트를 포함하는 모자에서 인공 와우 개발을위한 실제 포스터 아이 인 인공 와우 신경절을 잡아 당기는 것은 매우 훌륭했습니다. "이러한 모든 그룹을 진 단적으로 점검하는 것에서 붐을 일으키기 시작하면 즉시 용의자가 맨 위로 점프합니다." 데이터에 더 깊이 파고 들다 마지막으로 과학자들은 다른 동물들이 환경에서 더 이상 필요하지 않을 때 특정 동물이 진화하거나 특정 특성을 버린 사례를 실수로 식별하지 않도록하기 위해 데이터에 더 깊이 파고 들었습니다. 그렇게하기 위해 그들은 어두운 지하에서 천년 후에 그들의 시력을 잃어버린 다른 지하 두더지의 전체 게놈 서열을 조사했다. 베 헤라 노 교수는“이 연구는 여러 종의 전체 게놈 서열 데이터를 특정 유전자에 대한 기능적 정보와 결합 할 때 달성 할 수있는 좋은 예”라고 말했다. "의 생명 커뮤니티는 수년 동안이 두 데이터 세트를 모두 수집 해 왔으며, 이제는이 두 분야의 합류점에 있다는 것이 놀랍습니다. 유전자 보존과 기능 사이, 표현형과 유전자 서열 사이의 관계를 밝혀 냈습니다. 이제 우리는 수백만 개의 잠재적 인 경기를 선별 할 수있는 도구를 찾고 있으며, 우리는 몇 가지 아름다운 패턴의 출현을보고 있습니다.
더 탐색 과학자들은 박쥐와 돌고래의 유전 적 유사성을 발견했습니다 추가 정보 : Amir Marcovitz et al. 분자 수렴 진화에 대한 기능 강화 시험은 박쥐와 고래의 반향에서 명확한 단백질 코딩 신호를 발견했습니다 ( National Academy of Sciences (2019)). DOI : 10.1073 / pnas.1818532116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 에 의해 제공 스탠포드 대학 의료 센터
https://phys.org/news/2019-10-scientists-uncover-genetic-similarities-species.html
.대마초의 분자 구성의 비밀은 CBD 및 THC 수준이 부작용에 미치는 영향을 보여줍니다
TOPICS : 대마초CBD신경 생물학학회 으로 신경 과학 학회 2019년 10월 5일 CBD 오일 대마초 잎과 씨앗 결과는 CBD 및 THC 수준이 대마초의 부작용에 어떤 영향을 미치는지 보여줍니다.
JNeurosci에 최근 발표 된 연구에 따르면, 대마초 의 높은 수준의 칸 나비 디올 (CBD)은 정서적 처리 경로의 활성화를 방지함으로써 델타 -9- 테트라 하이드로 칸 나비 놀 (THC)의 신경 정신병 적 효과를 상쇄 할 수 있습니다 . 이전 연구에 따르면 높은 수준의 THC와 낮은 수준의 CBD를 가진 대마초 균주는 신경 정신병 적 효과가 증가하지만 CBD와 THC의 정확한 관계는 이해되지 않았습니다. 허드슨 등. THC의 신경 정신과 적 영향과 관련된 신호 전달 경로를 유발하는 단백질 ERK의 역할을 조사 하였다. CBD 및 THC 부작용 Cannabidiol ERK1-2 인 산화의 양방향 제어를 통해 복 부 해 마에서 Δ-9 Tetrahydrocannabinol의 정신병자 부작용에 대항합니다. 크레딧 : Hudson et al., JNeurosci (2019) THC가 투여 된 쥐는 더 높은 수준의 활성화 된 ERK를 보였고, 더 많은 불안 행동을 보였으며, 두려움 기반 학습에 더 민감했습니다. CBD와 THC를 모두 투여 한 쥐는 대조 쥐와 같은 역할을했습니다. ERK는 정상 수준의 활성화 된 ERK를 가지고 있으며 불안 행동은 적으며 두려움에 근거한 학습에 덜 민감합니다. 이 결과를 바탕으로 연구팀은 THC가 ERK를 활성화시키는 반면 CBD는이를 억제한다고 제안했다. 활동적인 ERK 수준이 증가하면 정서적 처리가 중단되어 불안감과 두려움 학습이 증가 할 수 있습니다. 이 연구에 대한 자세한 내용은 CBD가 THC의 정신과 부작용을 상쇄하는 방법을 읽으십시오 . 참고 :“Cannabidiol은 ERK1-2 인산화의 양방향 제어를 통해 복부 해마에서 Δ-9-Tetrahydrocannabinol의 정신적 부작용에 대응합니다”Roger Roger, Justine Renard, Christopher Norris, Walter J. Rushlow 및 Steven R. Laviolette , 2019 년 9 월 30 일, Journal of Neuroscience . DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.0708-19.2019
.바이러스 조립의 첫 번째 비디오 시청
주제 : 하버드 대학교바이러스학바이러스 작성자 : LEAH BURROWS, HARVARD JOHN A. PAULSON 공학 및 응용 과학 학교 2019 년 10 월 5 일 3D 바이러스 일러스트 처음으로 연구원들은 개별 바이러스 형성에 대한 이미지를 캡처하여 바이러스 어셈블리의 동역학에 대한 실시간보기를 제공합니다. 이 연구는 바이러스 퇴치 방법과자가 조립 입자에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 이 연구는 국립 과학원 (National Academy of Sciences) 절차에 발표되었다 . 하버드 존 에이 폴슨 공과 대학 의 바그너 화학 공학 교수 및 물리학 교수 인 비노 탄 마노 하란 (Vinothan Manoharan)은 “구조 생물학은 모든 단백질의 모든 원자 까지 놀라운 분해능으로 바이러스의 구조를 분석 할 수있게되었다 ”고 말했다 . 응용 과학. 그러나 우리는 여전히 그 구조가 어떻게 조립되는지 알지 못했습니다. 우리의 기술은 바이러스가 어떻게 동역학과 경로를 정량적으로 상세하게 조립하고 드러내는지를 보여줍니다.”
https://youtu.be/wlvd7jIc2I8
위에서 볼 수있는 어두운 점은 개별 바이러스입니다. 점점 더 많은 단백질이 RNA 가닥에 부착됨에 따라 반점이 어두워집니다. (마노 하란 연구소의 비디오 제공)
Manoharan은 생물학, 새로운 측정 기술, 통계 및 수학을 결합하여 생물학적 시스템의 인과적이고 예측 가능한 수학적 모델을 개발하는 교차 노력 인 Quantitative Biology Initiative 의 공동 책임자이기도합니다 . Manoharan과 그의 팀은 지구상에서 가장 풍부한 바이러스 유형 인 단일 가닥 RNA 바이러스에 중점을 두었습니다. 인간에서, RNA 바이러스는 무엇보다도 웨스트 나일 열, 위장염, 손발 구강 질환, 소아마비 및 감기에 책임이 있습니다. 이 바이러스는 매우 간단한 경향이 있습니다. 대장균 박테리아 를 감염시키는 바이러스 Manoharan과 그의 연구팀 은 직경이 약 30 나노 미터이고 약 3600 개의 뉴클레오티드와 180 개의 동일한 단백질을 가진 RNA 한 조각을 가지고 있습니다. 단백질은 육각형과 오각형으로 배열되어 캡시드 (capsid)라고하는 RNA 주위에 축구 공 같은 구조를 형성합니다. 이러한 단백질이 어떻게 그 구조를 형성 하는가는 바이러스 조립의 핵심 문제입니다. 지금까지는 바이러스와 그 구성 요소가 매우 작고 상호 작용이 매우 약하기 때문에 실시간으로 바이러스 조립을 관찰 할 수 없었습니다. 바이러스를 관찰하기 위해 연구자들은 간섭 산란 현미경 법으로 알려진 광학 기술을 사용하여 물체에서 산란 된 빛이 더 큰 빛의 영역에서 어두운 점을 만듭니다. 이 기술은 바이러스의 구조를 밝히지 않지만 크기와 시간에 따라 크기가 어떻게 변하는 지 나타냅니다. 연구팀은 바이러스 줄기와 같은 기질에 바이러스 줄기를 붙이고 표면에 단백질을 흘렸다. 그런 다음 간섭계 현미경을 사용하여 어두운 반점이 나타나는 것을 보았고 완전히 자란 바이러스의 크기가 될 때까지 꾸준히 어둡게 자랐습니다. 그 성장하는 반점의 강도를 기록함으로써, 연구자들은 실제로 시간이 지남에 따라 얼마나 많은 단백질이 각 RNA 가닥에 부착되는지를 결정할 수있었습니다. Manoharan은“우리가 즉시 발견 한 것은 모든 지점의 강도가 낮게 시작하여 전체 바이러스의 강도에 도달한다는 것입니다. “다른 시간에 총격 사건이 일어났다. 일부 캡시드는 1 분 안에 조립되었고, 일부는 2 ~ 3 개가, 일부는 5 개 이상이 걸렸습니다. 그러나 일단 조립을 시작하면 역 추적하지 않았습니다. 그들은 자라서 자랐습니다.” 연구원들은 이러한 관찰 결과를 두 가지 유형의 조립 경로를 예측 한 시뮬레이션의 이전 결과와 비교했습니다. 한 가지 유형의 경로에서, 단백질은 먼저 RNA에 무작위로 달라 붙어 캡시드로 재 배열됩니다. 두 번째로, 핵이라고 불리는 임계 질량의 단백질이 캡시드가 자라기 전에 형성되어야합니다. 실험 결과는 두 번째 경로와 일치하고 첫 번째 경로를 배제했습니다. 핵은 다른 바이러스에 대해 서로 다른 시간에 형성되지만 일단 바이러스에 감염되면 바이러스는 빠르게 자라며 적절한 크기에 도달 할 때까지 멈추지 않습니다. 연구원들은 또한 기질에 더 많은 단백질이 흐를 때 바이러스가 더 자주 잘못 조립되는 경향이 있음을 알아 냈습니다. “이러한 방식으로 조립 된 바이러스는 핵 형성과 캡시드 성장의 균형을 유지해야합니다. 핵이 너무 빨리 형성되면 완전한 캡시드가 자랄 수 없습니다. 이러한 관찰은 우리에게 병원성 바이러스의 집합체를 탈선시키는 방법에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 개별 단백질이 어떻게 핵을 형성하기 위해 모이는가는 여전히 의문의 여지가 있지만 이제 실험가들이 경로를 확인 했으므로 연구자들은 그 경로 내에서 어셈블리를 탐구하는 새로운 모델을 개발할 수 있습니다. 이러한 모델은 또한 스스로 조립되는 나노 물질을 설계하는데 유용 할 수 있습니다. Manoharan은“이것은 정량적 생물학의 좋은 예입니다. 우리는 수학적 모델로 설명 할 수있는 실험 결과를 가지고 있습니다. ### 이 연구는 Rees F. Garmann과 Aaron M. Goldfain이 공동 저술했습니다. 그것은 국립 과학 재단, 국립 보건원, 시몬스 재단에 의해 부분적으로 지원되었다.
참조 :“Renas F. Garmann, Aaron M. Goldfain, Vinothan N. Manoharan, 2019 년 9 월 30 일 , National Science of Sciences . DOI : 10.1073 / pnas. 1909223116
https://scitechdaily.com/watch-the-very-first-video-of-viruses-assembling/
.음, 꼬리가 보인다
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
Park Soo-jin is a meteorologist. She is Lee Hyun Kyu's friend of the same age.
.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/ https://phys.org/news/2019-09-black-hole-center-galaxy-hungrier.html https://phys.org/news/2019-09-programmable-swarmbots-flexible-biological-tools.html https://phys.org/news/2019-10-hard-ceramic-tough-steel-newly.html
.과학자들은 장의 면역계의 계시원을 찾습니다
하여 의학의 워싱턴 대학 세인트루이스에있는 워싱턴 대학교 의과 대학 연구원들은 소화 시스템의 일일 리듬을 설정하는 데 도움이되는 면역 세포를 확인했습니다. 이 발견은 그러한 세포를 표적으로하는 소화기 질환에 대한 새로운 치료법의 문을 열어줍니다. 크레딧 : Qianli Wang, 2019 년 10 월 4 일
사람들이 매일 밤낮으로 일상을 겪을 때 소화관도 일상을 따릅니다. 깨어있는 시간 동안 음식을 소화하고 영양소를 흡수하며 수면 중에 닳은 세포를 보충합니다. 교대 근무와 시차로 인해 수면 일정과 소화 리듬이 깨질 수 있습니다. 이러한 장애는 특히 장 감염, 비만, 염증성 장 질환 및 결장 직장암의 위험 증가와 관련이있다. 현재 세인트루이스 워싱턴 대학교 의과 대학 연구원들은 장내에서 시간을 유지하는 데 도움이되는 면역 세포 유형을 확인했습니다. 유형 3 선천성 림프구 세포 (ILC3)로 알려진 이러한 세포는 장이 정상적이고 건강한 방식으로 작동하도록하는 역할을합니다. 연구자들은 소위 시계 유전자가 그러한 세포에서 매우 활동적이며 세포의 면역 분자 생성이 시계 유전자의 활동을 추적한다는 것을 발견했다. 연구자들이 생쥐에서 주요 시계 유전자를 제거했을 때, 동물들은 ILC3 세포의 부분 집합을 생산하지 못했고 장의 박테리아 감염을 통제하기 위해 고군분투했다. Science Immunology에 10 월 4 일자로 발간 된 연구 결과 는 는 일주기 리듬 위장 문제와 관련이있는 이됩니다. 또한, 시계 유전자를 표적으로 삼 으면 면역 세포에 영향을 미치고 장 질환과 관련된 불규칙한 수면 일정의 부정적인 영향에 대응할 수 있다고 제안합니다 . "근대 업무, 제트 시차, 만성 수면 박탈 등 현대 생활에서 흔히 발생하는 일주기 리듬의 장애가 사람들의 건강에 해로운 영향을 미친다는 것이 점점 더 분명 해지고 있지만, 우리는 여전히 정확히 수면 장애가 이러한 원인을 일으키는 원인에 대해 많이 알지 못합니다. 로버트 락 벨리 보 (Robert Rock Belliveau) MD 병리학 교수 및 의학 교수 인 마르코 콜로 나 (Marco Colonna)는 말했다. "여기서 우리가 발견 한 것은 일주기 리듬이 장내 면역 세포의 기능에 직접 영향을 미쳐 염증성 장 질환 및 대사 증후군과 같은 건강 문제를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다." ILC3 세포는 일반적으로 장 내부에 사는 1 조 개의 박테리아와 장 자체를 구성하는 세포 사이의 장벽을 강화하여 장에서 평형을 유지합니다. 또한 장의 면역계가 무해한 미생물과 음식 입자에 과민 반응을 피하는 동시에 질병을 일으키는 미생물과의 전투 능력을 유지하는 데 도움이되는 면역 분자를 생성합니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/5d970dfcb4aca.mp4
신체의 내부 시계와 내장의 면역 기능에 미치는 영향의 애니메이션 그림. 크레딧 : Qianli Wang Colonna와 동료들은 수년간 ILC3 세포를 연구 해 왔지만, 최초의 저자 Qianli Wang과 두 번째 저자 인 Michelle Robinette, MD, Ph.D. -당시 콜로 나의 실험실에있는 두 대학원생들은 ILC3 세포에서 시계 유전자가 고도로 활성화되어 세포가 24 시간주기 리듬을 장의 면역계에 연결할 수 있는지 궁금해하기 시작했다. Wang은“ILC3 세포가 일주기 리듬에 맞춰 조정되면 영양소가 장에 도착할 때를 예측할 수 있으며, 이는 또한 위험한 박테리아가 우연히 소비되어 장에 도착할 때도 발생한다”고 말했다. "최적의 기능을 위해서는 장이 이러한 일상적인 리듬을 위해 준비되어야하며, 이들 세포는 그 과정에서 중추적 인 역할을합니다." 6 시간 간격으로 마우스 창자에서 채취 한 ILC3 세포를 연구함으로써 연구자들은 시계 유전자의 활동이 하루 종일 예측 가능한 패턴으로 변했으며, 시계 유전자와 함께 추적되는 면역 분자에 대한 유전자의 활동을 발견했습니다. 그들이 교대 근무자가 경험 한 것과 비슷한 일정에 일부 마우스를 놓으면 (이틀마다 8 시간 씩 명암주기가 변경됨) ILC3 세포는 더 이상 정상적으로 기능하지 않습니다. 그들은 감염에 반응하도록 자극되었을 때 낮은 수준의 면역 분자를 생성했습니다. 또한, 마우스가 클록 단백질 REV-ERB 알파를 갖지 않도록 유전자 변형되었을 때, 동물은 정상적인 양의 ILC3 세포를 발달시키지 못했다. "ILC3가 일주기 리듬 조절 및 특정 주요 일주기 유전자 에 있다고 말하는 것이 공정하다고 생각합니다. ILC3 세포가 발달하고 기능하는 데 중요한 가 중요하다고 말한다. Wang과 Colonna는 ILC3 세포의 부족이나 ILC3 행동의 변화가 장 감염과 싸우는 신체의 능력에 영향을 줄 수 있다고 의심했다. 연구진은 클록 단백질이없는 마우스와 건강한 마우스를 비교하여 박테리아 클로스 트리 디움 디피 실레 (Clostridium difficile)에 의한 감염의 영향을 연구하여 사람들에게 심각한 설사를 일으킬 수 있음을 연구했습니다. 시계 단백질이없는 마우스는 효과적인 방어력을 발휘하지 못했습니다. ILC3 세포는 더 많은 손상을주는 면역 분자와 더 적은 보호 면역 분자를 생성했으며 박테리아는 몸에 더 널리 퍼졌습니다. Wang은“장의 평형은 일주기 리듬에 대한 혼란으로 인해 화를 냈다”고 말했다. "ILC3 세포는 평형을 장악하기 위해 매우 중요하므로 우리는 시계 유전자 를 목표로하여 이러한 혼란에 대응할 수있다 ILC3 세포에서 를 ." 연구원들은 소화관에서 일주기 리듬의 역할을 계속 연구하고 있습니다. 콜로 나 대변인은 "장 건강에 관한 일주기 규제의 관련성이 의료 및 병원 관행에 영향을 미칠 것으로 보인다"고 말했다. " 영양 및 약리학 적 개입을위한 최적의 타이밍을 선택할 때 장 세포 의 일주기 리듬 을 고려해야한다고 생각합니다." 더 탐색 연구에 따르면 생물학적 시계가 면역 반응 효율에 영향을 미침
더 많은 정보 : Q. Wagn el., "3 형 선천성 림프 세포에 대한 분자 시계의 일주기 리듬 의존 및 일주기 리듬 독립적 영향", Science Immunology (2019). immunology.sciencemag.org/look… 6 / sciimmunol.aay7501 저널 정보 : 과학 면역학 워싱턴 대학교 의과 대학에서 제공
https://medicalxpress.com/news/2019-10-scientists-timekeepers-gut-immune.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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