두 개의 비 생물학적 그룹으로 만들어진 최초의 인공 효소

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.인간 두뇌의 정밀한 칩에서 혈류와의 세심한 인터페이스

조지아 공과 대학 벤 브룸 필드 칩의 새로운 혈액-뇌 장벽에서 성상 세포 (하부)가 더욱 자연스럽게 성장하고 더 잘 기능합니다. 그들은 그 위의 상피 세포와 인터페이스하고, 더 나은 성상 세포 건강은 나머지 문화 기능도 더 잘 도와줍니다. 크레딧 : Georgia Tech / Kim lab / 연세대 학교 의과 대학 2020 년 2 월 10 일

뇌와 순환계 사이에 세심한 게이트 키퍼가 서서 좋은 점과 나쁜 점을 피할 수 있지만, 혈액 뇌 장벽이라고하는이 포터는 또한 알츠하이머 나 암과 같은 질병이 뇌로 들어가는 것을 치료하는 시험 약을 차단합니다. 조지아 공과 대학 (Georgia Institute of Technology)의 연구원들이 이끄는 팀은 약물 개발자들이 똑같이하는 것을 돕기 위해 장벽을 더 자세히 연구하는 방법을 설계했습니다. 새로운 연구에서, 연구원 들은 칩 에서 인간의 혈액-뇌 장벽 을 배양하여 이전 칩보다 생리학을보다 사실적으로 재현했습니다. 새로운 칩은 장벽의 중심 구성 요소 인 성상 세포라고 불리는 뇌 세포를위한 건강한 환경을 고안했다 . 이것은 성상 세포 가 아니라 순환계와의 뉴런의 중보자 역할을한다. 성상 세포 는 인간 뇌 에서 내피 세포라 불리는 혈관 구조의 세포와 인터페이스 하여 혈액 뇌 장벽으로서 그들과 협력한다. 그러나 성상 세포는 특히 까다로운 파트너이므로 게이트 키퍼 시스템의 큰 부분을 차지하지만 생리적으로 정확한 방식으로 배양하기도 어렵습니다. 새로운 칩은 평평한 방식이 아닌 3-D 또는 2-D로 배양함으로써 성상 세포의 감수성을 충족시켰다. 3 차원 공간은 성상 세포가보다 자연스럽게 작용할 수있게하였으며, 이는 배양 된 내피 세포가 더 잘 기능하도록함으로써 전체 장벽 모델을 개선시켰다. 새로운 칩은 연구자들에게 이전의 장벽 모델보다 관찰 할 수있는보다 건강한 혈액-뇌 장벽 기능을 제공했습니다. 성상 세포의 '아스트로' "건강한 상태와 항상성 상태에서 칩의 조직을 밀접하게 모방 할 수 있어야합니다. 우리가 건강한 상태를 모델링 할 수 없다면, 질병을 측정 할 정확한 통제력이 없기 때문에 실제로 질병을 모델링 할 수 없습니다 조지아 테크 (Georgia Tech)의 조지 W. 우드 럽 스쿨 공학 부교수이자이 연구의 수석 조사관 인 김용태 부사장은 말했다. 새로운 칩에서, 성상 세포는 심지어 3 차원 공간에서 더욱 자연스럽게 보였으며, 별 모양을 만들어 "천체"라는 이름을 부여했다. 대조적으로, 2 차원 배양에서, 성상 세포는 변색이있는 달걀 프라이처럼 보였다. 이 3D 설정으로 칩은 현재 대안이 거의없는 인간의 혈액-뇌 장벽에 대한 신뢰성있는 연구를위한 가능성을 추가했습니다.

혈관계에서 내피 세포와 인터페이스하는 인간 성상 세포 (흰색)의 그림. 오른쪽에서, 아쿠아 포린 -4는 물과 일부 영양소 및 폐기물의 교환을 위해 표현됩니다. 크레딧 : Georgia Tech / Kim lab / 연세대 학교 의과 대학 "

인간 혈액 뇌 장벽의 복잡한 기능에 충분히 근접한 동물 모델 은 없습니다 . 동물 두뇌에 성공적으로 들어간 실험용 약물이 인간 장벽에서 실패했기 때문에 더 나은 인간 모델이 필요합니다." 이 팀은 2020 년 1 월 10 일 Nature Communications 저널에 결과를 발표했다 . 이 연구는 National Institutes of Health에서 자금을 지원했습니다. Kim은 미래에 새로운 칩을 대량 생산하여 학술 및 잠재적 제약 연구에 사용할 계획을 가진 회사를 설립했습니다. Choyy, 강력 해 성상 세포 뇌는 성상 세포가 장착 된 신체의 유일한 부분으로, 영양 섭취 및 폐기물 제거를 고유하고 독특한 방식으로 조절합니다. "뇌의 요구에 따라, 성상 세포는 뇌가 필요로하는 것을 실시간으로 혈관 구조와 협력하고 그 물과 영양소의 일부만을 허용하기 위해 게이트를 엽니 다. 성상 세포는 뇌가 필요로하는 것을 얻습니다. 김씨가 말했다. 성상 세포는 막에 아쿠아 포린 -4라는 단백질 구조를 형성하여 혈관과 접촉하여 물 분자를 유입 및 유출시켜 뇌의 노폐물을 제거하는 데 기여합니다. "이전 칩에서는 아쿠아 포린 -4 발현이 관찰되지 않았습니다.이 칩이 처음이었습니다." "아쿠아 포린 -4가 뇌에서 분해 된 정크 단백질을 제거하는 데 중요하기 때문에 이것은 알츠하이머 병 연구에 중요 할 수 있습니다." 이 연구의 공동 저자 중 한 명인 신경 의학의 유명한 연구원 인에 모리 대학교의 앨런 ​​레비 박사는 알츠하이머 치료에 칩의 잠재력에 관심이있다. 또 다른 Emory의 Tobey McDonald 박사는 소아 뇌암을 연구하고 있으며 잠재적 인 뇌암 치료제를 연구하는 데이 칩의 가능성에 관심이 있습니다.

 

칩의 혈액-뇌 장벽은 칩의 많은 장기만큼 작지만 성상 세포는 3D로 전개 될 수있는 충분한 공간을 제공합니다. 크레딧 : Georgia Tech / YongTae Kim lab

건강하게 행동하는 장벽 성상 세포는 또한 병리학에 의해 유발 된 유전자의 양을 덜 발현함으로써 칩의 3 차원 배양에서 2 차원 배양보다 더 건강하다는 징후를 나타냈다. "2 차원 배양에서 성상 세포는 3 차원에서보다 LCN2의 수준이 상당히 높았다. 우리가 3 차원에서 배양했을 때, 그것은 단지 4 분의 1 밖에되지 않았다"고 Kim은 말했다. 더 건강한 상태는 또한 성상 세포가 면역 반응을 더 잘 보여줄 수있게했다. "우리가 의도적으로 3 차원 배양에서 병리학 적 스트레스와 함께 성상 세포와 대면했을 때, 우리는 더 명확한 반응을 얻었습니다. 2 차원에서는 이미 상태가 덜 건강했고, 병리학 적 스트레스에 대한 반응이 그렇게 명확하게 전달되지 않았습니다. 이 차이는 병리학 연구에서 3D 문화를 매우 흥미롭게 만들 수 있습니다. " 나노 입자 전달 약물 전달과 관련된 시험에서, 나노 입자는 내피 세포 수용체와 결합한 후 혈액-뇌 장벽을 통해 이동하여, 이들 세포가 입자를 삼킨 후 자연 환경에서 인간의 뇌 내부에있는 물질로 이동시켰다. 이것은 내피 세포 가 3-D에서 배양 된 성상 세포에 연결될 때 어떻게 더 잘 작동 했는지의 일부입니다 . 김 박사는“수용체를 억제하면 대부분의 나노 입자가이를 받아들이지 않을 것이다. 동물과 인간 사이의 종간 부정확성 때문에 이런 종류의 테스트는 동물 모델에서 작동하지 않을 것”이라고 말했다. "이것은이 새로운 칩이 동물 모델에서 할 수없는 방식으로 잠재적 약물 전달을위한 인간의 혈액- 뇌 장벽을 연구 할 수있는 방법의 예입니다 ."

더 탐색 뇌에 암 약물을 투여하는 것은 어렵지만 새로운 '로드맵'은 쉽게 만들 수 있습니다. 더 많은 정보 : Song Ih Ahn et al., 나노 입자 전달 메커니즘을 이해하기위한 Microengineered 인간 혈액 뇌 장벽 플랫폼, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-019-13896-7 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 조지아 공대

https://phys.org/news/2020-02-human-brain-meticulous-interface-bloodstream.html

 

.과학자들은 태양계 공정이 지구의 역사 전반에 걸쳐 탄소 순환을 통제 함을 보여준다

에 의해 트리니티 칼리지 더블린 웨일즈에서 연구 된 코어와 유사한 퇴적물 조성의 궤도 상 변화를 보여주는 영국 Dorset의 저주 라기 (Pliensbachian) Belemnite Marl Member 잇석 계승을 연구하는 지질 학자. 크레딧 : Dr Micha Ruhl 2020 년 2 월 10 일

 세계는 인간이 주도하는 탄소 배출이 기후를 따뜻하게하고 전례없는 생태계 변화를 이끌며 지구 역사상 여섯 번째 대량 멸종 위기에 처하게된다는 사실을 깨달았습니다. 그러나 이번 주 주요 국제 저널 PNAS에 발표 된 새로운 연구 는 지구 기후 와 탄소 순환에 영향을 미치는 요인의 복잡한 상호 작용 과 지구 역사상 가장 파괴적인 멸종 사건 중 두 가지를 촉발시키기 위해 수백만 년 전에 발생한 사건 에 대해 새로운 시각을 밝힙니다. . Trinity College Dublin의 과학자들을 포함하는 국제 팀은 웨일즈의 고대 이암 퇴적물로부터 얻은 화학 데이터를 사용하여 태양 주위의 지구 궤도 모양의주기적인 변화가 지구주기 동안 그리고 지구 사이의 탄소주기와 지구 기후의 변화에 ​​부분적으로 책임이 있음을 발견했습니다. Triassic-Jurassic Mass Extinction (약 201 백만 년 전, 지구의 약 80 %가 영원히 사라진)과 Toarcian Oceanic Anoxic Event (약 183 백만 년 전). 또한, 화산 활동으로 인해 그 시점에서 해양과 대기로 많은 양의 온실 가스가 방출되어 전 세계 기후 및 환경 변화 뿐만 아니라 전 세계 주요 탄소 순환 변동이 발생했습니다 . Trinity의 퇴적 학 조교수 Micha Ruhl 박사는 다음과 같이 말했습니다. "우리의 연구는 지구의 세계 탄소 순환이 트리아 식-쥬라기 대량 멸종과 Toarcian Oceanic Anoxic Event 사이에서 1 천 8 백만 년 동안 지속 된 변화 상태에 있음을 보여줍니다."

태양 주위의 지구 궤도의 편심. 거의 원형 궤도와 타원형 궤도 사이의 변동은 지구 탄소 순환을 포함한 지구 환경의주기적인 변화를 유발합니다. 크레딧 : Marisa Storm "

태양 주위의 지구 궤도 모양의주기적인 변화는 태양으로부터 지구가받는 에너지의 양에 영향을 미쳤으며, 이는 기후, 환경 과정, 탄소 순환뿐만 아니라 지역, 지역 및 지구 규모에 영향을 미쳤다. " "이 현상은 최근에 빙하주기를 일으킨 것으로 잘 알려져 있지만, 본 연구에 따르면 지구 시스템에서 이러한 외부 강제 메커니즘이 작동하고 있으며 빙하가 아닌 시간에도 먼 과거 지구의 탄소주기를 제어하고 있음을 보여줍니다 지구가 뜨거운 기후 조건으로 표시되었을 때 " 현재의 궤도 구성과 태양계 프로세스는 미래의 빙하 조건으로 돌아 왔을 것이다. 그러나 인위적인 탄소 방출은이 자연적인 과정을 방해하여 서늘한 기후로 꾸준히 되돌아 가기보다는 빠른 지구 온난화를 초래했을 것입니다. 과학자들은 트리아 식 종말 멸종과 Toarcian Oceanic Anoxic Event와 같은 과거의 지구 변화 사건에 대한 연구와 그 사이의 시간을 통해 지구의 탄소 순환 변화 를 제어 하고 지구의 티핑 포인트를 제한 하는 다양한 과정을 분리 할 수있게 되었습니다. 기후 시스템. 미카 룰 박사와 트리니티의 다른 연구원들을 포함하여 유럽, 북미 및 남미, 중국의 과학자들로 구성된 주요 국제 연구팀은 곧 1km 깊이의 시추공을 시추하여 암석 샘플을 채취 할 것입니다. 이 샘플은 상세한 기후 및 환경 정보로 구성되며 과거의 주요 글로벌 변화 사건 및 대량 멸종으로 이어진 프로세스에 대한 이해를 향상시킵니다. 이 시추공의 시추는 국제 대륙 시추 프로그램의 일부로 이루어집니다. 더 탐색 공룡이 죽었을 때 화산이 아니라 소행성이 전부였습니다.

더 많은 정보 : Marisa S. Storm el al., "초기 쥬라기 탄소 순환의 유기적 간격과 세속적 진화", PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1912094117 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 에서 제공하는 트리니티 칼리지 더블린

https://phys.org/news/2020-02-scientists-solar-carbon-earth-history.html

 

 

.두 개의 비 생물학적 그룹으로 만들어진 최초의 인공 효소

에 의해 흐로 닝언 대학 이 그림은 LmrR 단백질 (녹색)의 구조를 보여줍니다. 두 개의 추가 된 촉매 그룹이 기질에 결합합니다. 크레딧 : Reuben Leveson-Gower 2020 년 2 월 10 일

흐로 닝언 대학교 (University of Groningen)의 과학자들은 비 천연 아미노산과 촉매 구리 복합체라는 두 가지 생물학적 촉매 성분을 추가하여 비 효소 단백질을 새로운 인공 효소로 전환했습니다. 활성 부위를 만들기 위해 두 가지 비 생물학적 성분을 사용하여 효소를 만든 것은 이번이 처음입니다. 이 연구는 이러한 시너지 효과 조합이 일반적으로 인공 효소의 영역을 벗어나는 촉매 작용을 달성하는 강력한 접근 방법임을 보여줍니다. 이 연구는 2 월 10 일 Nature Catalysis 에 발표되었다 . 효소는 온화한 조건에서 작동하는 천연 촉매입니다. 이는 고온 및 고압 및 유독 한 용제 또는 금속이 필요할 수있는 산업용 화학 촉매의 매력적인 대안입니다. 그러나, 모든 화학 반응 이 천연 효소에 의해 촉매 될 수있는 것은 아니다 . 기존 효소를 수정하는 것이 하나의 옵션이지만 그로 닝겐 대학교 생체 분자 화학 교수 Gerard Roelfes는 새로운 효소를 만드는 것이 또 다른 유용한 옵션이 될 수 있다고 생각합니다. 촉매 그룹 "천연 효소는 특정 반응을 촉진하기 위해 진화했다. 적응에는 효소 의 일종의 분해 가 필요하다 . 이것이 우리가 새로운 비 천연 효소의 생성을 개척 한 이유"라고 그는 말했다. 2018 년에는 비 천연 아미노산의 삽입 후 비 생물학적 히드라 존 구조를 형성 할 수있는 비 - 효소 단백질, 박테리아 전사 인자 LmrR 만들어 산 피의 aminophenylalanine한다. 이것은 촉매 그룹으로 비 천연 아미노산을 사용하여 만들어진 첫 번째 효소입니다. 이번에 Roelfes와 그의 의사 Doc Zhi Zhou는 동일한 LmrR 단백질을 사용하여 두 가지 생물학적 촉매 성분을 추가했습니다. 하나는 동일한 비 천연 아미노산 p 아미노 페닐알라닌이고 다른 하나는 구리 함유 복합체였습니다. 두 가지 모두 유기 화학 에서 탄소-탄소 결합을 만들기 위해 널리 사용되는 고전적인 Michael 추가 반응에 대한 반응 파트너를 활성화 할 수 있습니다 . Roelfes는“그러나이 반응은 효율적이고 선택적으로이 반응을 촉진하기 위해 올바른 위치에 있어야한다. 테스트 튜브에 두 구성 요소를 모두 추가하면 작동하지 않습니다. "실제로 너무 가까이 오면 서로 상쇄됩니다." 사이드 체인 구리 함유 복합체는 초분자 결합을 통해 도넛 형 LmrR 단백질에 부착된다. Roelfes는“이 단백질의 위치는 단백질과의 상호 작용에 의해 결정된다. "이 위치에서, 우리는 p- 아미노 페닐알라닌이 단백질에 삽입되어 활성 부위를 생성 할 위치를 결정했습니다." 이 아미노산의 촉매 부분은 아닐린 측쇄입니다. "유기 화학에 대한 나의 경험을 통해 촉매에 대한이 아닐린 측쇄의 잠재적 유용성을 알았으며 구리 촉매와 결합 할 수있을 것으로 예상했다." 새로운 효소가 만들어 졌을 때, Roelfes의 아이디어가 밝혀졌다 . 적응 된 단백질 은 Michael 첨가를위한 매우 선택적 촉매 임이 밝혀졌다. Roelfes는“이것은 원리 연구의 증거였습니다. "효소는 아직 실용화하기에 충분히 빠르지는 않지만, 방향성 진화와 같은 표준 기술을 사용하면 개선 될 수있다." 실험은 두 가지 생물학적 촉매를 사용하여 새로운 효소를 만드는 것이 가능하다는 것을 보여줍니다. 다른 유형의 새로운 촉매 효소도 유사한 방식으로 생성 될 수 있습니다. Roelfes는“우리가 사용한 방법은 비 천연 아미노산의 삽입을위한 분자 생물학적 기술이 우리와 같은 화학자들에 의해 사용될 수 있어야한다고 요구했다. 이것은 사실이다. 그리고 그의 그룹의 과학자들은 더 많은 인공 효소를 만들기 위해 노력하고있다. 지금까지, 효소에 비 천연 아미노산을 첨가하는 것은 주로 촉매 메카니즘을 연구하고 효소의 구조-기능 관계를 조사하는데 사용되어왔다. 최근 Roelfes 는 그의 전 박사 학위와 함께 Nature Catalysis 의 Perspective 기사를 발표했습니다 . 학생 Ivana Drienovská (현재 Graz University of Technology)에서 효소에 유전자 인코딩 된 비정규 아미노산 사용에 대해 설명합니다. "나에게 새로운 자연 효소의 생성은 가장 흥미로운 옵션이다."

더 탐색 디자이너 효소는 촉매 작용을 위해 비 천연 아미노산을 사용합니다 추가 정보 : 2 개의 비 생물학적 촉매 부위 인 Nature Catalysis (2020)의 동시 작용에 의한 인공 효소에서의 상승적 촉매 작용 . DOI : 10.1038 / s41929-019-0420-6 , https://nature.com/articles/s41929-019-0420-6 Ivana Drienovská et al. 유 전적으로 인코딩 된 비 천연 아미노산 인 Nature Catalysis (2020)로 효소 우주 확대 . DOI : 10.1038 / s41929-019-0410-8 저널 정보 : 자연 촉매 흐로 닝언 대학교 제공

https://phys.org/news/2020-02-artificial-enzyme-non-biological-groups.html

 

 

.간질 발작을 감지하는 민감하고 특정한 칼륨 나노 센서

하여 기초 과학 연구소 a, K + 나노 센서의 설계를 나타내는 개략도. K + 지시자는 나노 포어 안에 통합되어 있습니다. 나노 포어 표면의 얇은 K +-특이 적 필터 막은 K +만이 내재화 될 수있게한다. bc, 필터 막의 화학 구조. de, 탈 이온수의 칼륨 (빨간색 K +) 및 나트륨 이온 (보라색의 Na +) 및 나트륨 이온의 수화 껍질을 보여주는 개략도. fg, 회로도 및 필터 막 공동과 K + / Na + 간의 상호 작용의 결합 에너지 계산. 크레딧 : IBS 2020 년 2 월 10 일

중국 절강 대학교 (Chejiang University)의 공동 연구자들과 공동으로 기초 과학 연구소 (National Institute for Basic Science) 내 나노 입자 연구 센터 (National Institute for Nanoparticle Research)의 연구원들은 간질을 앓고있는 마우스에서 칼륨 이온의 역학적 변화를 모니터링 할 수있는 매우 민감하고 구체적인 나노 센서를보고했다 발작, 뇌의 강도와 기원을 나타냅니다. 간질은 비정상적인 뇌 활동을 동반하는 중추 신경계 장애로 , 발작 또는 비정상적인 행동, 감각 및 때때로 인식 상실의시기를 유발합니다. 간질 발작이 30 분 이상 지속되면 영구적 인 뇌 손상 또는 심지어 사망에이를 수 있습니다. 간질과 관련된 비정상적인 전기 활동의 정도를 평가하는 기술의 필요성은 잘 알려져 있습니다. 주요 조사 대상 중 하나는 칼륨 (K + ) 이온입니다. 이 이온은 뉴런의 내부 및 외부 막 사이의 전위차 에 영향을 미치며 뉴런 내 재성 흥분성 및 시냅스 전달에 영향을 미친다. K + 센서 의 선택성을 개선하려는 상당한 노력에도 불구하고, 현재 이용 가능한 광학 리포터는 특히 자유롭게 움직이는 동물에서 칼륨 이온의 작은 변화를 감지 할 수 없기 때문에 여전히 만족스럽지 못합니다. 또한, 자극이 신경 세포의 막을 통과 할 때 Na + 유입이 K + 유출로 곧 이어지기 때문에 나트륨 이온으로부터의 간섭에 취약하다 . 이 연구에서는네이처 나노 테크놀로지 (Nature Nanotechnology ) 연구원 은 자유롭게 움직이는 마우스 뇌의 다른 부분에서 K + 의 변화를 모니터링 할 수 있는 매우 민감하고 선택적인 K + 나노 센서를 보고했다 .

a, 반복 된 전기 자극이 발작 중증도를 증가시키는 킨들 링-유발 간질 마우스 모델에서 외부 칼륨 농도 감지를위한 생체 내 실험 계획. 상이한 간질 발작 단계에서 마우스의 동시 신경 활동 기록 및 형광 영상화 (b : 발작 단계 3; c : 발작 단계 5). 크레딧 : IBS

새로운 나노 센서는 뇌 세포의 칼륨 채널과 매우 유사한 초박형 칼륨 투과 막으로 차폐 된 다공성 실리카 나노 입자로 만들어집니다. 기공의 크기는 K + 만 확산 및 확산을 허용하여 1.3 micromolar의 낮은 검출 한계에 도달합니다. 이것은 세포 외 K + 의 밀리몰 미만의 변형 및 뇌에서이 이온의 공간적 매핑의 특정 판독을 허용한다 . 이 연구 는 나노 센서의 K + 투과 막 필터가 다른 양이온을 걸러 내고 K + 이온을 독점적으로 포집하는 데 효과적임을 입증했습니다 . 이러한 나노 센서 구성 전략은 신경 과학 연구에서 과학적 발견 과 획기적인 발전뿐만 아니라 다른 선택적 이온 센서의 개발에도 기여할 것 입니다. 연구팀은 해마 CA3 영역에서 이러한 나노 센서를 사용하여 살아있는 마우스에서 간질 발작 의 정도를보고하고 뇌파 검사 (EEG)로 수행 된 신경 활동의 기록과 비교할 수 있었다.

a, 간질 마우스의 세 가지 뇌 영역 (해마, 편도 및 피질)에서 동시 뇌파 (EEG) 기록 및 K + 감지를위한 실험 계획. b, c, 각기 다른 정도의 간질 발작을 일으킨 해마의 전기 자극시, EEG 기록과 나노 센서 데이터는 편도 및 피질에서 반응을 나타냅니다. d, e, 마우스 뇌의 3 개의 상이한 위치에서 나노 센서 형광 신호의 진폭 (d) 및 지속 시간 (e)에서의 발작 단계-의존적 변화를 보여주는 그래프. 크레딧 : IBS 나노 센서가 자유롭게 움직이는 마우스에서 뇌의 여러 하위 영역에서 K + 를 측정 할 수 있는지 여부를 추가로 확인하기 위해 연구진은 나노 센서를 마우스 뇌의 세 가지 다른 위치 (해마, 편도 및 피질)에 주입했습니다. 해마에서의 전기적 자극 후, 주입 된 위치에서의 나노 센서의 뇌파 및 광학적 반응이 동시에 기록되었다. 흥미롭게도 외부 K +집중 발작에서 시간이 지남에 따라 해마에서 편도 및 피질로 농도가 증가하는 반면, 일반화 된 발작에서 3 개의 뇌 영역에서 거의 동시에 증가합니다. 이 결과는 해마의 전기 자극이 먼저 인접한 뇌 영역을 포함하고 전체 뇌에 전파된다는 널리 받아 들여진 견해와 일치합니다. IBS 나노 입자 연구 센터 소장 (현 서울 대학교 교수) 현 태환 환은“이러한 나노 센서의 추가 개발로 진단 및 치료가 용이 해져 수술의 필요성이 줄어들 수있다. 또한 발작이 시작된 뇌의 올바른 지점에 방출되는 항 간질약을 가지고 있습니다. "

더 탐색 새로운 광학 나노 센서는 뇌 매핑 정확도를 향상시키고 더 많은 응용을위한 길을 열어줍니다 추가 정보 : 뇌의 세포 외 칼륨 수준을 모니터링하기위한 민감하고 특정한 나노 센서, Nature Nanotechnology (2020). DOI : 10.1038 / s41565-020-0634-4 , https://nature.com/articles/s41565-020-0634-4 저널 정보 : Nature Nanotechnology 기초 과학 연구소 제공

https://phys.org/news/2020-02-sensitive-specific-potassium-nanosensors-epileptic.html

 

 

.뇌파 패턴은 우울증에 대한 최상의 치료 옵션을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다

TOPICS : 우울증정신 건강스탠포드 대학교 으로 스탠포드 의과 2020 년 2 월 10 일 뇌파 패턴 항우울제 연구에 따르면 뇌파 패턴은 항우울제 세 랄린 (Zoloft)에 반응 할 가능성이있는 사람들을 식별 할 수 있습니다.

스탠포드 주도의 임상 시험에 따르면 뇌 활동을 해석하는 새로운 방법이 클리닉에서 사용될 수있다. 스탠포드 연구진과 공동 연구자들은 뇌의 전기 활동을 모니터링하는 도구 인 뇌파 조영법과 Zoloft로 판매되는 항우울제 인 세르 트랄 린에 가장 잘 반응하는 우울증 환자의 뇌파 신호를 식별하는 알고리즘을 사용했습니다. "향후 5 년 내에 임상의가이 기능을 사용하지 않으면 놀랄 것입니다."— Amit Etkin, MD, PhD, 스탠포드 정신과 및 행동 과학 교수 이 연구에 대한 논문은 2020 년 2 월 10 일 Nature Biotechnology 에 발표 될 예정이다 . 이 연구는 우울증 및 기타 정신 장애의 치료를 개인화하기 위해 혈액 검사 및 뇌 영상과 같은 생물학적 기반 접근법을 만들기 위해 국립 정신 건강 연구소 (National Institute of Mental Health)가 자금을 지원 한 수십 년 동안의 노력에서 나왔습니다. 현재 우울증을 객관적으로 진단하거나 치료를 안내하는 그러한 검사는 없습니다. 스탠포드의 정신과 및 행동 과학 교수 인 Amit Etkin 박사는“이 연구는 항우울제의 혜택을 누릴 수있는 사람을 예측할 수 있다는 사실을 보여주는 이전의 연구를 수행했다. "이것이 향후 5 년 내에 임상의가 사용하지 않으면 놀랄 것입니다." 뇌 활동을 이미지화하기 위해 연구에 종종 사용되는 고가의 기술인 기능적 자기 공명 이미징 대신에 과학자들은 훨씬 저렴한 기술인 뇌파 검사 (EGC)를 사용했습니다. Etkin은 Texas-Southwestern University의 정신과 교수 인 Madhukar Trivedi 박사와 논문의 수석 저자를 공유하고 있습니다. 스탠포드의 정신과 교수 인 Wei Wu 박사가 주요 저자입니다. 이 논문은 2011 년에 시작된 연방 자금 지원 우울증 연구 (뇌 영상으로 시행 된 항우울제에 대한 최대의 무작위 위약 대조 임상 시험) 데이터에 근거한 몇 가지 중 하나입니다. 다기관 시험은 임상 치료 또는 EMBARC에 대한 항우울제 반응의 중재자 및 생체 서명 설정으로 불렸다. Trivedi가 이끄는이 솔루션은 오늘날에도 여전히 사용되고있는 우울증 치료 시행 착오 법 개선 목표를 발전 시키도록 설계되었습니다. Trivedi는“우울증 환자가 더 나아지기 위해서는 많은 조치가 필요합니다. "우리는이 치료에 착수했습니다. '치료 시작시 어떤 환자에게 가장 적합한 치료법을 찾는 것이 더 좋지 않습니까?" 가장 흔한 정신 장애 국립 정신 건강 연구소 (National Institute of Mental Health)에 따르면 미국에서 가장 흔한 우울증은 미국에서 가장 흔한 정신 장애이며, 2017 년 성인의 약 7 %에 영향을 미칩니다. 그중 약 절반은 진단을받지 않습니다. Trivedi는 올바른 치료법을 찾는 데 몇 년이 걸릴 수 있다고 말합니다. 그는 우울증 환자의 약 30 %만이 항우울제로 처음 치료 한 후 증상이 완화되는 것을 보여준 과거의 연구 중 하나를 지적했습니다. Etkin은 우울증 진단을위한 현재의 방법은 너무 주관적이며 임상의가 올바른 치료법을 신속하게 식별 할 수 있도록 안내하기에는 너무 부정확하다고 말했다. 다양한 항우울제 외에도 심리 요법 및 뇌 자극을 포함하여 우울증에 대한 다른 유형의 우울증 치료법이 있지만 교육받은 추측에 근거한 환자에게 어떤 치료법이 효과가 있는지 알아냅니다. 임상의는 우울증을 진단하기 위해 질병의 9 가지 일반적인 증상 중 5 가지 이상을보고하는 환자에게 의존합니다. 이 목록에는 슬픔이나 절망감, 자기 의심, 수면 장애 (불면증에서 수면에 이르기까지), 저에너지, 설명 할 수없는 신체 통증, 피로, 식욕의 변화, 과식에서 과식에 이르기까지 다양한 증상이 포함됩니다. Etkin은 환자들이 종종 경험하는 증상의 심각성과 유형에 따라 차이가 있다고 말했다. Etkin은“정신과 의사로서이 환자들이 많이 다르다는 것을 알고 있습니다. “그러나 우리는 그것들을 모두 같은 우산 아래에 놓고 모두 같은 방식으로 대우합니다.”우울증을 가진 사람들을 대우하는 것은 종종 항우울제를 처방하는 것으로 시작됩니다. 하나가 작동하지 않으면 두 번째 항우울제가 처방됩니다. 이러한 "시험"각각은 약물이 효과가 있는지 여부와 증상이 완화되는지 평가하는 데 적어도 8 주가 소요됩니다. 항우울제가 효과가 없다면, 심리 치료 나 때때로 경 두개 자기 자극과 같은 다른 치료법도 시도 될 수 있습니다. Etkin은 종종 여러 가지 치료법이 결합되어 있지만 어떤 조합 작업이 필요한지 알아내는 데 다소 시간이 걸릴 수 있다고 말합니다. Trivedi는“사람들은 치료가 효과가 없을 때마다 많은 낙담을 느낀다. 일차 증상이 가장 자주 자기 의심 인 사람들에게 더 많은 자기 의심을 야기한다. 바이오 마커를 찾고 EMBARC 시험은 무작위로 우울증을 앓고있는 309 명의 환자를 세르 트랄 린 또는 위약으로 받도록 등록했습니다. 연구를 위해 Etkin과 그의 동료들은 어떤 우울한 참가자들이 세르 트랄 린에 반응 할 것인지 예측하는 데 도움이되는 뇌파 패턴을 찾기 시작했습니다. 먼저, 연구원들은 약물 치료를 받기 전에 참가자에 대한 뇌파 데이터를 수집했습니다. 목표는 뇌파 패턴의 기준치를 측정하는 것이 었습니다. 다음으로, 신경 과학 및 생명 공학의 통찰력을 사용하여 연구자들은 개발 한 새로운 인공 지능 기술을 사용하여 뇌파를 분석하고 데이터에서 어떤 참가자가 자신의 개별 뇌파 스캔을 기반으로 치료에 반응 할 것인지 예측하는 시그니처를 식별했습니다. 연구원들은이 기술이 실제로 어떤 환자들이 세르 트랄 린에 반응했으며 위약에 반응했는지를 확실하게 예측했다는 것을 발견했습니다. 결과는 4 개의 상이한 임상 부위에서 복제되었다. 추가 연구에 따르면 sertraline으로 거의 개선되지 않을 것으로 예상되는 참가자는 심리 치료와 함께 경 두개 자기 자극 또는 TMS와 관련된 치료에 반응 할 가능성이 더 높았습니다. Etkin은“이 방법을 사용하면 개인의 뇌에 대해 무언가를 특성화 할 수 있습니다. "이는 다른 유형의 EEG 장비에서 작동 할 수있어 진료소에보다 쉽게 ​​도달 할 수있는 방법입니다." Etkin은 캘리포니아 로스 알토 스에 본사를 둔 Alto Neuroscience의 창립자이자 CEO로 스탠포드에서 떠나고 있으며, 이러한 발견을 바탕으로 정신 건강 치료를 개인화하기위한 차세대 생물학적 기반 진단 테스트를 개발하는 것을 목표로합니다. 높은 수준의 임상 적 유용성. Trivedi는“임상 치료에 사용 된 이러한 연구 결과를 얻는 것의 일부는 사회가 그것을 요구해야한다는 것입니다. “이것이 일을 시작하는 방식입니다. 나는 이것을 곧 임상 적으로 사용할 수있는 단점을 보지 못한다”고 말했다. 광범위한 노력 EMBARC가 시작되었을 때, NIMH는 유전학, 신경 과학 및 생명 공학과 같은 분야의 진보를 사용하여 정신 건강 관리의 개선을 추진하기 위해 광범위한 노력의 일환이라고 연구소의 책임자 인 Thomas Insel은 말했다. 2002 년부터 2015 년까지 Insel은“EMBARC는 무엇이든 가능하다고 말했습니다. "임상 적으로 실행 가능한 기술을 생각해 낼 수 있는지 살펴 보자." “이 연구는 특히 EMBARC의 흥미로운 적용이라고 생각합니다. "현대 데이터 과학의 힘을 활용하여 항우울제에 반응 할 가능성이있는 개인 수준을 예측합니다." 연구진은 치료를 개선하는 것 외에도 생물학적 기반 접근법을 사용하면 부작용이있을 수 있다고 말했다. 우울증과 기타 정신 건강 장애와 관련된 낙인을 줄여 많은 사람들이 적절한 치료를받는 것을 방해 할 수있다. Insel은“과학적인 증거가이 낙인을 물리 치는 데 도움이 될 것이라고 생각하고 싶지만 아직까지는 그렇지 않았다”고 말했다. “Abraham Lincoln은 우울이 '불량이 아니라 불행'이라고 말한 지 160 년이 넘었습니다. 우리는 여전히 우울증이 누군가의 잘못이 아니라는 사실을 대부분의 사람들이 이해하기 전에 갈 길이 멀다.”(링컨 회장은 우울증으로 시달렸다.)

 참조 : Wu, W., Zhang, Y., Jiang, J., Lucas, MV, Fonzo, GA, Rolle, CE,… Etkin, A., 10의 "뇌파 검사에 의해 정의 된 주요 우울증에서의 항우울제-반응성 뇌 시그니처" 2020 년 2 월, Nature Biotechnology . DOI : 10.1038 / s41587-019-0397-3 논문의 다른 스탠포드 공동 저자는 박사 후 학자 들인 Yu Zhang, PhD 및 Jing Jiang, PhD; 박사후 학자 Gregory Fonzo, PhD; 신경 과학 대학원생 Molly Lucas와 Camarin Rolle; 연구 조교 Carena Cornelssen 및 Kamron Sarhadi; 임상 연구 조정자 Trevor Caudle; 전 임상 연구 코디네이터 Rachael Wright, Karen Monuszko 및 Hersh Trivedi; 전 신경 과학 대학원생 Russell Toll. Etkin을 포함한 모든 스탠포드 저자는 Palo Alto의 Veterans Affairs Palo Alto Healthcare System 및 Sierra Pacific 정신 질환, 연구, 교육 및 임상 센터와 제휴합니다. Etkin은 스탠포드에있는 Wu Tsai Neurosciences Institute의 회원입니다. 사우스 차이나 공과 대학, 네덜란드 연구소, 하버드 의과 대학, 뉴욕 주 정신과 연구소, 컬럼비아 대학 및 네덜란드 신경 치료 그룹의 연구원들 도이 연구에 기여했습니다. Insel은 Alto Neuroscience의 투자자입니다. EMBARC 연구 데이터는 NIMH 데이터 아카이브를 통해 공개적으로 제공됩니다. 이 연구는 국립 보건원 (U01MH092221, U01MH092250, R01MH103324, DP1 MH116506), 스탠포드 신경 과학 연구소, 허쉬 재단, 중국의 국가 주요 연구 개발 계획 및 중국의 자연 과학 재단에 의해 자금을 지원 받았다.

https://scitechdaily.com/brain-wave-pattern-can-help-identify-best-treatment-options-for-depression/

 

 

.전자 레인지 배경의 우주 혼동

에 의해 천체 물리학 하버드 - 스미소니언 센터 들어오는 밀리미터 방사선의 편광을 측정 할 수있는 768 픽셀 및 1536 개의 검출기를 포함하는 남극 망원경의 "SPTpol"기기 코어 이미지. 2020 년 2 월 10 일

SPT 팀은 SPTpol을 사용하여 먼 은하에서 결합 된 편광이 우주 마이크로파 배경 방사선에서 편광 효과에 대한 탐색을 모호하게하기에 충분히 강하지 않은지 확인했습니다. 크레딧 : SPT 협업; 암사슴 약 137 억 년 전 빅뱅 이후 약 380,000 년 동안 물질 (대부분 수소)은 중성 원자가 형성 될만큼 충분히 냉각되었고 빛은 우주를 자유롭게 통과 할 수있었습니다. 우주의 마이크로파 배경 방사선 (CMBR)이라는 빛은 하늘의 모든 방향에서 우리에게옵니다. 은하와 같은 미래 구조의 씨앗 인 십만 개에 불과한 부분의 밝기 수준에서 희미한 잔물결과 범프를 제외하고는 균일합니다. 천문학 자들은이 잔물결에는 초기 팽창 파열 (소위 인플레이션)의 흔적이 포함되어 있으며, 이로 인해 새로운 우주가 단지 10에서 전력에서 3에서 3으로 증가했습니다. 초. 인플레이션에 대한 단서는 우주 잔물결이 말리는 방식으로 희미하게 나타나야하며, 그 효과는 잔물결 자체보다 백배 더 희미 할 것으로 예상됩니다. 남극에서 일하는 CfA 천문학 자들 과 그 동료들은 이러한 컬링에 대한 증거를 찾기 위해 노력하고있다. 이 작은 효과의 흔적은 측정하기 어려울뿐만 아니라 혼란 스럽거나 가릴 수있는 관련없는 현상으로 인해 가려 질 수 있습니다. CfA 천문학 자 토니 스타크 (Tony Stark)는 대형 남극 망원경 (SPT) 컨소시엄의 일원으로, 먼 우주의 은하와 은하단을 극초단파 파장으로 연구하고있는 공동 작업입니다. 개개의 우주 원천은 일반적으로 활동적인 초 거대 블랙홀 핵에 의해 지배되고 주변 지역에서 방출 된 하전 입자 제트로부터 방사선을 방출하거나 방사선이 따뜻한 먼지에서 나온 별 형성에 의해 지배된다. 방출은 아마도 분극 될 수 있으며 CMBR B- 모드 방사선 신호의 긍정적 인 식별을 복잡하게 할 수있다. SPT 팀은 새로운 분석 방법을 사용하여 하늘의 500 평방도 필드에서 발견 된 모든 밀리미터 방출 원의 결합 된 편광 강도, 약 4 천 개의 물체를 연구했습니다. 그들은 CMBR 연구자들에게 희소식은, 은하계 전경 효과는 적어도 넓은 범위의 공간 규모에서 예상되는 B 모드 신호보다 작아야한다고 결론 지었다.

더 탐색 우주적으로 복잡한 먼지 추가 정보 : N Gupta et al. 500 deg2 SPTpol 설문 조사, Royal Astronomical Society 월간 공지 (2019) 에서 은하계 근원의 분극화 . DOI : 10.1093 / mnras / stz2905 저널 정보 : 왕립 천문 학회 월간 통지 하버드 스미스 소니 언 천체 물리 센터 제공

https://phys.org/news/2020-02-cosmic-microwave-background.html

http://inspirehep.net/record/1191371/plots

.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

참고.

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

http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html

또 다른 모델은 TOI-700d를 구름이없는 전 지구의 현대 지구 버전으로 묘사합니다. 별빛이 행성의 대기를 통과 할 때 이산화탄소와 질소와 같은 분자와 상호 작용하여 스펙트럼 선 (spectral line)이라고하는 독특한 신호를 생성합니다.”또한 과학자들은 TOI-700d의 20 가지 모델 게시되었습니다 .

https://scitechdaily.com/astronaut-says-alien-lifeforms-that-are-impossible-to-spot-may-be-living-among-us/

버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.

 

 

.그러나 흐름은 어떻습니까? 액체-액체 전이에 대한 유체 역학의 영향

에 의해 도쿄의 대학 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 2 월 10 일

오랫동안, 순수한 물질의 액체 상태는 성분 원자 또는 분자가 모두 동등한 연속 상태 인 것으로 여겨졌다. 그러나, 액체 내에, 심지어 하나의 성분만을 함유하는 것조차도 다중 상이 존재할 수 있음이 널리 밝혀졌다. 액체 성분이 한 상태에서 다른 상태로 전환되는 원인을 이해하는 것이 현재 특히 관심의 대상입니다. 도쿄 대학 산업 과학 연구소의 연구원들은 이러한 전환에서 유체 역학의 역할을 설명함으로써 액체 행동에 대한 이해를 넓혔습니다. 그들의 발견은 PNAS (National Academy of Sciences) 절차에 발표되었다 . 동역학이 느린 특정 사례에 중점을 두어 동일한 시스템에서 여러 액체상 사이의 액체-액체 전이 (LLT)에 대한 실험 연구에서 상당한 발전이 이루어졌으며, 측정이 쉬워졌습니다. 그러나 미세한 수준에서 LLT에서 일어나는 일에 대한 이론적 이해를 얻는 것은 많은 신체 시스템의 복잡성으로 인해 여전히 어려운 과제입니다. 액체 거동의 본질적인 요소는 유체 역학 (운동의 액체 흐름)입니다. 그러나 LLT에서의 역할은 아직 모델링 문제로 인해 고려되지 않았습니다. 이제 연구원들은 액체의 순서를 설명하는 두 가지 요소를 기반으로 모델을 고안했습니다. 특정 지점에서의 액체 원자 또는 분자의 밀도 및 국소 조직. "우리의 Ginzburg-Landau 유형 모델은 보존 된 밀도와 로컬 구조적 순서가 아닌 다른 두 가지 순서 매개 변수를 사용하여 시스템을 평가합니다."라고 연구 책임자 인 Kyohei Takae는 설명합니다. "우리가 발견 한 것은 우리가 연구 한 액체 영역의 성장이 유체 역학적 변동을 일으키는 밀도 변화의 영향을 받았다는 것입니다." 상 전이의 결과 밀도가 변할 때 유체 역학적 흐름이 유도되어 도메인 간 성장 속도와 도메인 간의 장거리 상호 작용이 모두 변화하는 것으로 나타났다. 따라서 유체 역학적 상호 작용은 LLT 및 패턴 진화 및 동역학에 결정적인 것으로 밝혀졌다. 연구자 인 Hajime Tanaka는“ 미세한 수준 에서 액체에 대한 철저한 이해를 얻는 것은 우리의 기본 지식에 매우 중요하며 우리는 그것이 산업 공정 을 최적화하는 데 도움이되기를 희망 합니다. "LLT에서 유체 역학의 역할을 밝힘으로써 우리는 외부 적으로 적용되는 흐름과 같은 역동적으로 교란 된 시스템에 대한 미래의 연구를 촉진 할 것으로 기대합니다." " 단일 성분 물질의 액체 - 액체 전이 에서 유체 역학의 역할"이라는 기사 는 PNAS ( National Academy of Sciences) 절차에 게재되었습니다 .

더 탐색 액체-액체 전이는 분자 액체에 대한 새로운 아이디어를 결정합니다 추가 정보 : Kyohei Takae el al., "단일 성분 물질의 액체-액체 전이에서 역학의 역학", PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1911544117 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 도쿄 대학에서 제공

https://phys.org/news/2020-02-effect-hydrodynamics-liquid-liquid-transitions.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

 

 

.과학자들은 또한 붉은 행성(mars)에서 화석화 된 미생물 생명의 징후를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다