Quadruple Helix DNA Formation Tracked in Live Human Cells for the First Time
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.Rediscovery of a Lost Planet Paves Way for Detection of a Habitable “Goldilocks Zone” World
거주 가능한“골디 락 지역”세계를 탐지하기위한 잃어버린 행성의 길
재발견 주제 :천문학외계 행성인기 있는워릭 대학교 으로 워릭 대학 2020년 7월 22일 차세대 교통 조사 NGTS (Next-Generation Transit Survey)는 칠레 북부에 위치한 ESO의 Paranal Observatory에 있습니다. 이 야간 장시간 노출보기는 테스트 중 망원경을 보여줍니다. 매우 밝은 달이 사진 중앙에 나타나고 VISTA (오른쪽) 및 VLT (왼쪽) 돔도 수평선에서 볼 수 있습니다. 크레딧 : ESO / G. 램버트
잃어버린 행성의 재발견은 먼 태양계의 거주 가능한 '골디 락 지역'내에서 세계를 탐지 할 수있는 길을 열어 줄 수 있습니다. 더 차가운 행성을 발견하면 천문학 자들이 거주 할 수있는 '골디 락 지역'에서 더 많은 세계를 찾는 데 더 가까이 다가갑니다 워릭 대 (University of Warwick) 팀이 개발 한 새로운 방법 덕분에 별에서 더 멀리 궤도를 도는 행성을 발견하도록 설계되었습니다. NGTS-11b는이 새로운 기술을 사용하여 NGTS 망원경으로 다시 발견 할 수있는 수백 개의 '잃어버린'세계 중 하나입니다. 잃어버린 행성의 재발견은 먼 태양계의 거주 가능한 '골디 락 지역'내에서 세계를 탐지 할 수있는 길을 열어 줄 수 있습니다. 35 일의 궤도를 가진 토성 의 크기와 질량 인이 행성 은 워릭 대학 천문학 자들이 그와 같은 더 차가운 행성을 찾기 위해 추적하고 특성화하는 새로운 방법을 개척하고있는 수백 개의 '잃어버린'세계들 중 하나입니다. 우리 태양계, 심지어 거주 가능한 행성에서도 NGTS-11b라는 행성 은 천체 물리학 저널 (Astrophysical Journal Letters) 에보고되어 있으며, 620 광년 떨어져있는 별을 공전하며 지구가 우리보다 태양보다 5 배 더 가깝습니다. 이 행성은 원래 NASA 의 TESS 데이터를 사용하여 Warwick 주도 팀이 2018 년에 행성을 검색 한 결과 발견되었습니다.망원경. 이 방법은 행성을 관측하기 위해 통과 방법을 사용하여, 별과 별 사이의 물체가 망원경과 별 사이를지나 갔다는 것을 알려주는 별의 빛을 스캔합니다. 그러나 TESS는 27 일 동안 대부분의 하늘 영역 만 스캔합니다. 이것은 많은 장기 행성이 TESS 데이터에서 한 번만 통과한다는 것을 의미합니다. 그리고 두 번째 관측 없이는 행성이 효과적으로 상실됩니다. 워릭 대학교 (University of Warwick) 팀은 칠레의 차세대 교통 조사 (NGTS)에서 망원경을 사용하여이 '잃어버린'행성 중 하나를 추적하고 칠십 오일 밤의 별을 관찰하여 거의 두 번째로 행성의 이동을 포착했습니다. 처음 감지 된 통과 후 1 년. 워릭 대학교 물리학과의 Samuel Gill 박사는 다음과 같이 말했습니다 :“두 번째 환승을 추적함으로써 우리는 더 긴 행성을 발견했습니다. 희망을 가진 많은 발견이 더 오랜 기간 동안 추진 된 것은 처음입니다. “이러한 발견은 드물지만 중요합니다. 다른 천문학 자들이 찾는 것보다 더 긴 행성을 찾을 수 있기 때문입니다. 더 긴 기간의 행성은 우리 태양계의 행성처럼 더 시원합니다. “NGTS-11b의 온도는 160 ° C에 불과 합니다. – 수은 및 금성 보다 시원 합니다. 우리가 알고있는 것처럼 이것은 생명을 유지하기에는 여전히 너무 뜨겁지 만, 일반적으로 1000도 이상의 온도를 가진 이전에 발견 된 많은 행성들보다 골디 락 지역에 더 가깝습니다.” 골디락스 구역은 행성이나 달이 액체 물을 지탱할 수있는 다양한 궤도를 말합니다. 별에 너무 가까우면 너무 덥지 만 너무 멀고 너무 춥습니다. 워릭 대학 (University of Warwick)의 공동 저자 인 Daniel Bayliss 박사는 다음과 같이 말했습니다 :“이 행성은 35 일 동안 궤도에 있으며, 우리가 일반적으로 찾는 것보다 훨씬 긴 기간입니다. 우리의 시야 내에서 Goldilocks 구역을 보게되어 기쁩니다.” 워릭 대학교 (University of Warwick)의 피트 휘 틀리 (Pete Wheatley) 공동 저자 교수는 다음과 같이 말했습니다. “NGTS는 12 개의 최첨단 망원경을 가지고 있습니다. 즉, 우리는 몇 달 동안 여러 개의 별을 모니터링하여 잃어버린 행성을 검색 할 수 있습니다. 통과로 인한 빛의 감소는 깊이가 1 %에 불과하며 35 일마다 한 번 씩만 발생하여 다른 망원경에 손이 닿지 않습니다. " Gill 박사는 다음과 같이 덧붙입니다.“TESS가이 방법을 사용하여 모니터링 할 수있는 단일 운송 수단이 수백 개 있습니다. 이것은 우리 자신의 태양계와 같은 행성을 포함한 모든 크기의 더 멋진 외계 행성을 발견 할 수있게 해줄 것입니다. 이 중 일부는 Goldilocks 지역의 작은 바위 행성으로, 액체 물 바다와 잠재적으로 외계 생명체를 수용하기에 충분히 시원합니다.”
참조 :“NGTS-11 b / TOI-1847 b : Samuel Gill, Peter J. Wheatley, Benjamin F. Cooke, Andrés Jordán, Louise D. Nielsen, Daniel Bayliss에 의해 TESS 단일 이동 이벤트에서 회복 된 따뜻한 따뜻한 토성 David R. Anderson, Jose I. Vines, Monika Lendl, Jack S. Acton, David J. Armstrong, François Bouchy, Rafael Brahm, Edward M. Bryant, Matthew R. Burleigh, Sarah L. Casewell, Philipp Eigmüller, Néstor Espinoza , Edward Gillen, Michael R. Goad, Nolan Grieves, Maximilian N. Günther, Thomas Henning, Melissa J. Hobson, Aleisha Hogan, James S. Jenkins, James McCormac, Maximiliano Moyano, Hugh P. Osborn, Don Pollacco, Didier Queloz, Heike Rauer, Liam Raynard, Felipe Rojas, Paula Sarkis, Alexis MS Smith, Marcelo Tala Pinto, Rosanna H. Tilbrook, Stéphane Udry, Christopher A. Watson, Richard G. West, 2020 년 7 월 20 일,천체 물리학 저널 편지. DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ab9eb9 NGTS 운영을 포함한 연구는 영국 연구 및 혁신의 일부인 과학 기술 시설위원회 (STFC)로부터 자금과 지원을 받았다. 이 연구에 워릭 대학 (University of Warwick)의 데이비드 암스트롱 (David Armstrong) 박사의 참여는 STFC의 어니스트 러더 포드 펠로우쉽 (Ernest Rutherford Fellowship)을 통해 뒷받침되었습니다.
.Ultracold Mystery Solved: Researchers Crack a Molecular Disappearing Act
Ultracold Mystery Solved : 연구원들이 분자 사라지는 법을 깨다
주제 :하버드 대학교분자 물리입자 물리인기 있는 으로 하버드 대학 2020년 7월 21일 초저온 화학 반응 하버드 연구원들은 초저온 온도가 느린 속도에 대한 화학 반응을 느리게하여 분자가 양자 세계로 어떻게 변하고 통찰력을 주는지를 엿볼 수 있음을 발견했다. 크레딧 : Ni Lab / Harvard University 초저온 분자의 중간 화학 반응을 조작함으로써 연구자들은 분자 사라지는 행동을 깨뜨린 다. 유명한 비유에서 세 명의 맹인이 처음으로 코끼리를 만납니다. 각각은 몸통, 귀 또는 옆 부분에 닿아 생물이 두꺼운 뱀, 팬 또는 벽이라는 결론을 내립니다. Kang-Kuen Ni는이 코끼리는 양자 세계와 같다고 말했다. 과학자들은 한 번에이 광대하고 알려지지 않은 생물의 세포 만 탐색 할 수 있습니다. 이제 Ni는 몇 가지를 더 조사했습니다. 지난 12 월, 그녀와 그녀의 팀은 현재 이용 가능한 기술의 최저 온도 화학 반응을 달성 한 다음 분자 결합의 역사에서 가장 차가운 결합을 형성 할 수있는 새로운 장치를 완성하면서 시작되었습니다. 그러나 그들의 초저온 반응은 또한 예기치 않게 느린 속도로 반응을 느리게하여 연구자들에게 화학 변형 과정에서 일어나는 일을 실시간으로 엿볼 수있게했다. 이제 반응이 측정하기에는 너무 빠르다고 여겨지지만 Ni는 반응의 수명을 결정했을뿐만 아니라 그 과정에서 극도로 차가운 미스터리를 해결했습니다. 모리스 칸의 화학 및 화학 생물학 및 물리학 부교수 인 초 콜드 화학으로 Ni의 연구팀은 2 개의 칼륨-루비듐 분자를 절대 영점 이상 으로 식혔습니다. 반응물이 생성물로 변형되는 공간 인 "중간체"를 발견했습니다. 약 360 나노초 (고온 반응에서보다 약 백만 분의 1 초, 그러나 거의 백만배 더 길다). “반응물이 아닙니다. 제품이 아닙니다. 그 사이에있는 것”이라고 Ni는 말했다. 코끼리의 측면을 만지는 것과 같은 변형을 보면서 모든 것의 기초 인 분자가 어떻게 작동하는지에 대해 새로운 것을 말할 수 있습니다. 그러나 그들은 단지 보지 않았습니다. 예술과 과학 대학원의 대학원생이자 Nature Physics에 발표 된 연구의 첫 번째 저자 인 Yu Liu는“이것은 너무 오래 살아서 실제로는… "상온 반응과 같은 전형적인 복합체는 제품으로 너무 빨리 분해되기 때문에 많은 것을 할 수 없을 것입니다."
강구 엔 교수 Kang-Kuen Ni 교수 (중앙, 주황색 재킷)와 박사후 Ming-Guang (오른쪽) 및 Yu Liu (왼쪽)는 알려진 우주에서 가장 차가운 반응의 수명을 측정했으며 그 과정에서 일부 초저온 분자의 신비를 해결했습니다. 사라지다. 크레딧 : Kris Snibbe / Harvard Staff 사진 작가
Star Trek 트랙터 빔과 마찬가지로 레이저는 분자를 포획하고 조작 할 수 있습니다. 초저온 물리학에서는 원자를 포획 및 제어하고, 양자 접지 상태에서 원자를 관찰하거나, 반응하도록 강제하는 방법입니다. 그러나 과학자들이 원자 조작에서 분자를 엉망으로 옮기면서 이상한 일이 일어났습니다. 분자가 시야에서 사라지기 시작했습니다. Liu는 말했다. 칼륨 및 루비듐 Ni 및 그녀의 팀 연구와 같은 알칼리 원자는 극저온 체제에서 쉽게 식힐 수 있습니다. 1997 년, 과학자들은 레이저 광에서 알칼리 원자를 냉각 및 포획 한 공로로 노벨 물리학상을 수상했습니다. 그러나 분자는 원자보다 기이하다. 유휴 상태 일뿐 아니라 회전하고 진동 할 수있다. 레이저 광선에 함께 갇 히면 가스 분자가 예상대로 서로 부딪 쳤지 만 일부는 사라졌습니다. 과학자들은 분자 손실이 반응으로 인한 것이라고 추측했다. 두 분자가 서로 충돌하여 서로 다른 방향으로 향하는 대신 새로운 종으로 변했다. 그러나 어떻게? Liu는“이 논문에서 찾은 것은 그 질문에 대한 답입니다. "분자를 구속하기 위해 사용하는 바로 그 분자를 죽이고 있습니다." 다시 말해, 그것은 빛의 잘못입니다. Liu와 Ni가 레이저를 사용하여 화학 반응의 중간 인 중간 복합체를 조작했을 때, 빛이 분자를 전형적인 반응 경로에서 새로운 경로로 강제하는 것을 발견했습니다. Liu는“중간 복합체로 결합 된 한 쌍의 분자는 전통적인 경로를 따르지 않고“사진이 흥분된다”고 말했다. 알칼리 분자는 중간 복합체에서 얼마나 오래 살기 때문에 특히 민감하다. Liu는“기본적으로 손실을 제거하려면 조명을 꺼야합니다. 이런 것들을 잡을 수있는 다른 방법을 찾아야합니다.” 예를 들어 자석 또는 전기장은 분자를 포획 할 수 있습니다. Liu는“그러나 이들은 기술적으로 까다 롭습니다. 빛은 더 간단합니다. "이 반응은 다른 많은 화학 반응과 마찬가지로 일종의 우주 자체입니다."- Yu Liu, Ph.D. 예술 과학 대학원 물리학과 다음으로, Ni는 이러한 복합체가 사라질 때 어디로 가는지를보고자합니다. 특정 파장의 빛 (팀이 칼륨-루비듐 분자를 자극하는 데 사용한 적외선과 같은)은 다른 반응 경로를 만들 수 있지만, 어떤 파장이 분자를 어떤 새로운 형태로 보낼지 아무도 모릅니다. 또한 다양한 변형 단계에서 복잡한 모습을 조사 할 계획입니다. Liu는“구조를 조사하기 위해 빛의 주파수를 변화시키고 여기 정도가 어떻게 변하는 지 확인할 수있다. 거기에서 우리는이 물체의 에너지 레벨이 어디인지 알아낼 수 있는데, 이는 양자 역학적 구조를 알려줍니다.” 연구진이 칼륨과 루비듐을 포함하지 않는 다른 저온 반응을 조사 할 수있는 방법에 대한 사례 인 Ni는“이것이 모델 시스템으로 사용되기를 희망한다. Liu는“이 화학 반응은 다른 많은 화학 반응과 마찬가지로 일종의 우주”라고 말했다. 각각의 새로운 관찰로, 팀은 작은 양자 코끼리의 작은 조각을 보여줍니다. 알려진 우주에는 무한한 화학 반응이 있기 때문에 아직 갈 길이 멀고 멀다.
참고 문헌 : 2020 년 7 월 20 일, Yu Liu, Ming-Guang Hu, Matthew A. Nichols, David D. Grimes, Tijs Karman, Hua Guo 및 Kang-Kuen Ni의“초저온 반응에서의 장기 과도 중간체의 광 여기”, 자연 물리학 . DOI : 10.1038 / s41567-020-0968-8 이 연구는 부분적으로 에너지 부, 데이비드 및 루실 패커드 재단, 네덜란드 연구위원회 (NWO), 국립 과학 재단, 국방부 육군 연구소 및 알렉산더 폰 훔볼트 재단이 자금을 지원했습니다. 논문의 다른 저자로는 Ming-Guang Hu, Matthew A. Nichols, David Grimes, Tijs Karman 및 Hua Guo가 있습니다.
https://scitechdaily.com/ultracold-mystery-solved-researchers-crack-a-molecular-disappearing-act/
.Quadruple Helix DNA Formation Tracked in Live Human Cells for the First Time
사중 나선 DNA 형성은 살아있는 인간 세포에서 처음으로 추적
주제 :생화학세포 생물학DNA유전학임페리얼 칼리지 런던 에 의해 임페리얼 칼리지 런던 (IMPERIAL COLLEGE LONDON) 2020년 7월 24일 사중 나선 DNA 형성 사중 나선 DNA (녹색) 형성의 그림. 크레딧 : Ella Maru Studio
4 가닥 DNA 의 형성은 살아있는 인간 세포에서 추적되어 과학자들이 그것이 어떻게 작동하는지, 그리고 암에서 가능한 역할을 볼 수있게합니다. DNA는 보통 1953 년에 발견 된 고전적인 이중 나선 모양을 형성합니다 – 두 가닥이 서로 감겨 있습니다. 여러 다른 구조물이 시험관에 형성되었지만 반드시 이것이 살아있는 세포 내에 형성되는 것은 아닙니다. "처음으로, 우리는 4 중 나선 DNA가 정상적인 세포 과정에 의해 생성 된 안정적인 구조로서 우리의 세포에 존재한다는 것을 증명할 수있었습니다." — 마르코 디 안토니오 박사 DNA G- 사분면 (G4)이라고하는 사중 나선 구조는 이전에 세포에서 발견되었습니다. 그러나, 사용 된 기술은 세포를 사멸 시키거나 고농도의 화학 프로브를 사용하여 G4 형성을 시각화해야하므로, 정상적인 조건에서 살아있는 세포 내에서의 실제 존재는 지금까지 추적되지 않았다. 캠브리지 대학, 임페리얼 칼리지 런던 및 리즈 대학의 연구팀은 살아있는 인간 세포의 G4에 부착 할 수있는 형광 마커를 발명하여 구조가 어떻게 형성되고 어떤 역할을하는지 처음으로 확인할 수있게했습니다. 세포. 이 연구는 2020 년 7 월 20 일 Nature Chemistry 에 발표되었다 . DNA의 생물학을 다시 생각 Shankar Balasubramanian 교수 실험실에서 케임브리지 대학교에서 연구를 시작했으며 현재 임페리얼 화학과의 연구팀을 이끌고있는 수석 연구원 인 Marco Di Antonio 박사는 다음과 같이 말했습니다. 우리는 4 중 나선 DNA가 정상적인 세포 과정에 의해 생성 된 안정적인 구조로서 세포에 존재한다는 것을 증명할 수있었습니다. 이것은 우리에게 DNA의 생물학을 다시 생각하게합니다. 그것은 기초 생물학의 새로운 영역이며, 암과 같은 질병의 진단 및 치료에 새로운 길을 열 수 있습니다.
형광 사중 나선 DNA 형광 사중 나선 DNA의 현미경 이미지. 크레딧 : Di Antonio et al “
이제 세포에서 실시간으로 G4를 추적 할 수 있으며 생물학적 역할이 무엇인지 직접 물어볼 수 있습니다. 우리는 그것이 암세포에서 더 널리 퍼져있는 것으로 보이며 이제는 그것이 어떤 역할을하고 있는지, 잠재적으로 그것을 막는 방법을 조사하여 잠재적으로 새로운 치료법을 고안 할 수 있습니다.” 연구팀은 G4가 일시적으로 열린 상태를 유지하고 전사와 같은 과정을 촉진하기 위해 DNA에서 G4가 형성된다고 생각한다. 여기서 DNA 지침을 읽고 단백질을 만든다. 이것은 DNA의 유전자 코드의 일부가 활성화되는 '유전자 발현'의 한 형태입니다. G4는 암과 관련된 유전자와 더 자주 연관되어있는 것으로 보이며, 암 세포 내에서 더 많이 검출됩니다. 팀은 이제 한 번에 하나의 G4를 이미지화 할 수있어 특정 유전자 내에서의 역할과 이들이 암에서 어떻게 발현되는지 추적 할 수 있다고 말합니다. 이 기본 지식은 과정을 방해하는 약물의 새로운 목표를 밝힐 수 있습니다. 자연 형성 단일 G4를 이미지화 할 수있는이 팀의 획기적인 성과는 일반적으로 셀 작동을 조사하는 데 사용되는 메커니즘에 대한 재고입니다. 이전에는 연구팀이 G4를 찾아서 부착 할 수있는 항체와 분자를 사용했지만, 매우 높은 농도의 '프로브'분자가 필요했습니다. 이것은 프로브 분자가 DNA를 방해하여 실제로 자연적으로 형성되는 것을 감지하는 대신 G4를 형성하게 할 수 있음을 의미했습니다. 현재 리즈 대학교 (University of Leeds)의 물리 및 천문학 및 식품 과학 및 영양 학부 인 Aleks Ponjavic 박사는 David Klenerman 교수의 실험실에서 공동 연구를 이끌고 현미경으로 새로운 형광 마커를 시각화하는 방법을 개발했습니다. . 그는 이렇게 말했다.“과학자들은 살아있는 세포 내의 분자를보기 위해 특별한 프로브가 필요하지만,이 프로브는 때때로 우리가 보려고하는 물체와 상호 작용할 수 있습니다. 단일 분자 현미경을 사용하면 이전에 사용했던 것보다 1000 배 낮은 농도에서 프로브를 관찰 할 수 있습니다. 이 경우 우리의 프로브는 안정성에 영향을주지 않고 밀리 초 동안 G4에 결합하여 외부 영향없이 자연 환경에서 G4 동작을 연구 할 수있게되었습니다.” 새로운 탐침을 위해 연구팀은 G4에 매우 쉽게 부착되도록 설계된 매우 밝은 형광 분자를 소량 사용했습니다. 소량은 세포의 모든 G4를 이미징 할 수는 없지만 단일 G4를 식별하고 추적 할 수있어 세포의 전반적인 유병률과 안정성을 방해하지 않으면 서 기본적인 생물학적 역할을 이해할 수있게했습니다. 연구팀은 G4가 매우 빠르게 형성되고 소실되는 것으로 나타 났으며, 특정 기능을 수행하기위한 형태만을 제안했으며, 너무 오래 지속되면 정상적인 세포 공정에 유독 할 수 있음을 보여 주었다.
참조 : "생세포에서 DNA G- 사분면 형성의 단일 분자 시각화"Marco Di Antonio, Aleks Ponjavic, Antanas Radzevičius, Rohan T. Ranasinghe, Marco Catalano, Xiaoyun Zhang, Jiazhen Shen, Lisa-Maria Needham, Steven F. Lee, David Klenerman 및 Shankar Balasubramanian, 2020 년 7 월 20 일, Nature Chemistry . DOI : 10.1038 / s41557-020-0506-4
.Quantum loop: US unveils blueprint for 'virtually unhackable' internet
Quantum loop : 미국은 '가상으로 해킹 할 수없는'인터넷에 대한 청사진을 발표
관계자들은 양자 기술이보다 안전한 인터넷 아키텍처의 기초가 될 수 있다고 말한다 JULY 24, 2020
미국 관리들과 과학자들은 양자 컴퓨팅 기술에 기반한보다 안전한 "가상으로 해킹 할 수없는"인터넷을위한 토대를 마련하기 시작했습니다. 에너지 부 (DOE) 관계자는 목요일 발표에서 양자 역학 법칙을 이용해 기존 네트워크보다 정보를보다 안전하게 전송하기 위해 국가 양자 인터넷 개발을위한 청사진 전략을 제시하는 보고서를 발표했다. 이 기관은 10 년 이내에 프로토 타입을 제작할 목적으로 이니셔티브를 위해 엔지니어링 분야의 대학 및 산업 연구원들과 협력하고 있습니다. 2 월에, DOE의 아르곤 국립 연구소와 시카고 대학의 과학자들은 시카고 교외에 52 마일 (83 킬로미터)의 "양자 루프" 를 만들어 전국에서 가장 긴 육상 기반 양자 네트워크 중 하나를 설립 했습니다. 그 목적은 양자 "얽힘"또는 아 원자 입자의 전송에 기반하여보다 안전한 병렬 네트워크를 만드는 것입니다. 에너지 부 성명에 따르면 양자 전송의 특징 중 하나는 정보가 위치간에 전달 될 때 도청하기가 매우 어렵다는 것이다. "과학자들은이 특성을 사용하여 사실상 해킹 할 수없는 네트워크를 만들 계획입니다." 이 부서는 얼리 어답터가 은행 및 보건 서비스 부문을 포함 할 수 있으며 국가 안보 및 항공기 통신을위한 애플리케이션이 추가 될 것이라고 덧붙였다. "결국 휴대 전화에서 양자 네트워킹 기술을 사용하면 전 세계 개인의 삶에 광범위한 영향을 미칠 수있다"고 덧붙였다. 이 기관의 17 개 국가 실험실은 정부의 자금을 지원하는 다가오는 양자 인터넷의 중추 역할을 할 것이다. 시카고 대학 교수이자 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)의 수석 과학자 인 데이비드 아슬 찰롬 (David Awschalom)은“양자 네트워크의 기초는 단일 광자를 제어하는 등 원자 규모로 물질을 정확하게 합성하고 조작 할 수있는 능력에 달려있다.
더 탐색 양자 통신 기술을위한 테스트 베드를 제공하는 새로운 양자 루프
https://phys.org/news/2020-07-quantum-loop-unveils-blueprint-virtually.html
.Designing a freestanding, supercharged polypeptide proton-conducting membrane
독립형 초하 전 폴리펩티드 양성자 전도성 막 설계
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 음이온 성 SUP의 구조, 양성자 전도성 측정을위한 장치 및 이들 장치에서 다른 SUP의 성능. (A) 다양한 전하 밀도로 설계된 SUP의 기본 구조. (B) 금 IDE 상에 증착 된 단백질 필름의 제조 프로토콜. (C) 상이한 RH 하에서 나이키 스트 플롯 형태의 샘플 E72의 임피던스 측정. 그림 (ii)는 (i)의 확대 영역으로 파란색 사각형으로 표시됩니다. (D) RH = 90 %에서 평형화 된 샘플 E72, HC_E35 및 DC_E108로부터의 단백질 박막의 나이키 스트 플롯. x 축으로 관찰 된 반원의 외삽 절편은 HC_E35> E72> DC_E108로 스케일링되는 샘플 저항을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abc0810 JULY 24, 2020 FEATURE
양성자는 양전하를 갖는 아 원자 입자입니다. 양성자 전좌 는 자연 현상 과 인공 기술 에서 중요한 역할 을 합니다 . 그러나 생체 재료 및 장치에서 양성자 전도 및 제조 를 제어하는 것은 여전히 어려운 과제 입니다. 차 오마 (Chao Ma)와 중국, 네덜란드, 독일의 학제 간 연구팀은 이전에보고 된 단백질 성 (단백질로 구성되거나 함유 된) 시스템을 능가하는 양성자 전도성 단백질 성분을 합리적으로 설계했다. 그들은 펩티드 서열의 단계적 탐색을 통해 구조를 개발했다본질적으로 무질서한 코일에서 단백질 과충전 된 폴리펩티드 키메라에 이르기까지. 새로운 디자인 패러다임은 인공 및 생물학적 시스템의 인터페이스에서 생체 양성자 장치 제조의 가능성을 제공 하며 그 결과는 Science Advances에 게시됩니다 . 양성자 전도는 생물 발광 , 아데노신 5'- 트리 포스페이트 (ATP) 의 합성 및 광-촉발 된 양성자 전위를 포함하는 생물학의 기본 과정을 담당합니다 . 바이오 엔지니어와 재료 과학자 들은 이전 에는 하이브리드 시스템을 포함하여 양성자 전좌 거동을 갖는 여러 가지 합성 재료 를 개발 했지만, 그 단점은 바이오 일렉트로닉스와 생명 공학 분야를 방해했습니다. 양성자 전도 전용 생체 재료를 개발하기 위해서는 과학자들이 고유 한 양성자 전도성 행동을 위한 스캐 폴드와 서열을 탐색해야합니다 . 수화 된 상태에서 양성자를 통해 운반 할 수 있습니다.양성자 호핑 (proton hopping)으로 알려진 메카니즘에서 인접한 결합 네트워크를 따라 물 분자가 생겨나며 , 이는 새로운 양성자 전도성 구조를 설계하기위한 청사진으로 사용된다 (즉, 처음부터). 이 연구에서 Ma et al. 글루탐산 잔기를 함유하는 접히지 않은 음이온 성 초하 전 폴리펩티드 (SUP) 세트를 갖는 단계적 단백질 기반 양성자 전도성 막을 개발 하였다 .
기판상의 단백질 필름 및 SEM 및 AFM을 통한 특성화. (A)이 연구에 사용 된 드롭 캐스팅 기술에 의한 양성자 전도성 폴리펩티드 및 단백질 필름의 제조를위한 개략도. (B) 전극에서 맞춤형 박막 (여기서 E72가 예로 표시됨)의 평평하고 균질 한 형태를 보여주는 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지. a) 왼쪽의 들쭉날쭉 한 가장자리는 b)의 단면 이미징을위한 절단 위치입니다. (C) 긁힌 박막 표면 (위)과 해당 높이 프로파일 (아래)의 AFM 이미지. 여기에 샘플 E72가 표시되어 있습니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abc0810
양성자 전도성 단백질 물질 개발 에서 폴리펩티드 양성자 전도 막의 백본, 친수성 (물 사랑) 충전 부분은 양성자 캐리어 역임했다. 연구팀은 독립된 막을 얻기 위해 이러한 펼쳐진 시스템의 양성자 전도성 성능을 연구하고 자기 조립 된 나노 구조를 형성하기 위해 음이온 성 SUP로 실크 같은 β- 시트 구조 를 융합함으로써 구조 설계 를 완성했다 . 연구팀 은 수화, 양성자 해리 및 양성자 전도 경로를 형성하기 위해 표면을 조밀 한 카복실산 그룹으로 장식했다 . 지금까지 기계적으로 안정적이고 독립적 인 막은 탁월한 양성자 전도성을위한 단백질 기반 시스템의 수송 특성을 능가 하였다. 연구팀은 엘라스틴 으로부터 과급 단백질을 추출했다 . 단백질 공학 및 인터페이스 변형의 응용을 위해 이전 에 탐구되었다 . 그들은 생리 학적 조건 하에서 단백질 서열의 X 부위로 쉽게 탈 양성자 화 될 수있는 글루탐산 (약칭 Glu 또는 E)을 도입 하여 구조화되지 않은 음으로 과충전 된 폴리펩티드 (SUP-E)를 형성 하였다. 그런 다음 E72, HC_E35 및 DC_E108로 알려진 세 가지 다른 초하 전 폴리펩티드를 변형했습니다. Ma et al. 사용 된 전기 화학 임피던스 분광법(EIS) 금 양자화 전극 (IDE)으로 박막 양성자 전도를 평가하고 양성자 수송을 상대 습도의 함수로 측정했습니다. 습도가 90 %로 증가하면, 물질의 카르 복실 산 (-COOH)기를 통한 많은 수의 물 분자의 흡수로 인해 양성자 전위가 개선되었다. 상대 습도 외에도 관심 표본의 전하 운반체 밀도에 대한 양성자 전도도 조사했습니다 . 무질서한 단백질의 전하 밀도를 조정함으로써, Ma et al. 필름 내 단백질의 양성자 전도 거동을 성공적으로 제어했습니다. SUP로 제조 된 박막의 높은 안정성 및 균일 성으로 인해, 셋업은 결함의 징후를 보이지 않았다.
양성자 전도를위한 나노 스코프 β 배럴 접기로 구성된 과급 된 -30GFP. (A) 단백질 표면에 과도한 글루탐산 / 아스파르트 산 (적색)을 가진 과급 된 -30GFP의 3D 구조. 왼쪽 만화는 표면 모드에서 구조를 시각화하여 양의 잔류 물을 파란색으로, 음의 잔류 물을 빨간색으로 표시합니다. 오른쪽 만화는 -30GFP를 음전하를 독점적으로 나타내는 리본 다이어그램으로 시각화합니다. (B) 나이 퀴 스트에서 다른 SUP 샘플과 비교하여 90 % RH로 플로팅하는 샘플 -30GFP (노란색 고체 점)의 임피던스 측정. (C) 샘플 E72, HC_E35, DC_E108 및 -30GFP 사이의 컨덕턴스 비교 (** P = 0.004, n> 3). (D) 다른 필름의 구조 조사를위한 GIXD 패턴. 나노 구조화 된 -30GFP에 대해서는 2 개의 별개의 신호가 관찰되었고 (왼쪽), E72 필름에 대해서는 신호가 검출되지 않았으며 (오른쪽), 구조화되지 않은 특성을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abc0810
접힌 단백질 골격 및 거미 E 개발 Ma et al.
그런 다음 접힌 나노 크기 단백질 백본을 연구하고 표면에 카르 복실 산을 함유 한 나노 스케일 스캐 폴드 (SUP와 유사)를 장착했다. X-ray 회절을 사용하여 , 초하 전 단백질 샘플 내부의 구조 정보를 조사하여 구조 도메인의 고유 한 시그니처를 획득하여 나노 구조화 된 구성 요소가 어떻게 양성자 전위를 촉진 할 수 있는지를 보여 주었다. 이 연구를 통해 팀은 단백질 모티프를 합리적으로 조작하여 양성자 전도를 수행 할 수있었습니다. 양성자 전도성 증가에 의해 유발 된 Ma et al. 결과 디자인 요소를 기존의 수퍼 차지 폴리펩티드 (SUP) 구조와 결합했습니다. 재료 아키텍처에서 β- 배럴 모티프를 사용하는 대신, 기계적으로 안정된 β- 시트 구조 ( 스파이더 실크에서 얻은 시퀀스) 를 사용했습니다 . 그들은 β- 시트 서열을 갖는 음이온 성 SUP의 조합 시스템을 '스파이더 -E'로 명명했다. 과학자들은 실험실에서 플라스미드-벡터 발현 시스템을 사용하여 재조합 음이온 성 스파이더 -E 재료를 생산하고 X- 선 회절, 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 분광법 및 원자력 현미경을 사용하여 구조를 결정했습니다 . 스파이더 -E 필름은 비정질 SUP 필름 단독과 비교하여 더 높은 양성자 전도도를 나타냈다.
IDE상의 재조합 초하 전 스파이더 -E 박막의 서열, 구조 및 양성자 전도. (A) 합리적으로 설계된 과급 거미 실크에서 영감을 얻은 단백질 (spider-E). 스파이더 모티프는 경질 β 시트 사이에 루프를 형성하는 폴리 -A 서열 (녹색) 및 음이온 성 초하 전 영역 (적색)을 함유한다. (B) 스파이더 -E지지 필름의 구조 분석. GIXD에 의해 2 개의 피크가 검출되었으며, 이는 특징적인 시트 간 및 인터 스트랜드 거리를 각각 나타낸다. (C) 필름의 FTIR 특성은 1640 cm-1에 위치한 아미드 I 피크 및 스파이더 -E 샘플에 대한 전형적인 β 시트 아미드 I 피크로의 이동을 갖는 E72 샘플 (회색 점선)에 대한 랜덤 코일을 나타낸다 (빨간색) 실선) 1620 cm-1. (D) 스파이더 -E지지 필름의 형태 분석. AFM에 의해 거미 β 시트 도메인을 통해 조립 된 나노 구조의 정량. 이 샘플은 도메인 간의 분리를 유도하기 위해 물 접촉에 의한 필름의 광범위한 팽창에 의해 수득되었다. (E) 스파이더 -E를 포함하여 5 개의 유전자 조작 된 샘플에 대해 RH = 90 %에서 수득 된 나이 퀴 스트 플롯. spider-E 샘플의 임피던스 곡선은 모든 샘플 (빨간색) 중에서 낮은 저항 값을 보여줍니다. (F) 개선 된 단백질 디자인으로 인한 수송 특성의 단계적 증가를 나타내는 결과적인 장치의 컨덕턴스 비교. IDE에서 스파이더 -E 박막의 양성자 수송은 HC_E35 (*** P = 0.0009, n> 3) 및 DC_E108 (* P = 0.0155, n> 3)보다 현저히 높습니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abc0810
Spider-E 재료 아키텍처 특성화 β- 시트 구조 재료 시스템은 쉽게 제조 될 수있는 독립형 막으로서 개선 된 기계적 특성을 나타냈다. 예를 들어, Ma et al. 실험실에서 투명한 거시적 막을 만들기 위해 거미 -E 용액을 떨어 뜨 렸습니다. 결과는 재조합 거미 실크 물질에 필적하는 항복 강도를 갖는 거미 모티프의 포함으로 인해 구조물의 기계적 견고성을 보여 주었다. 연구자들은 거미 모티프가 어떻게 글루탐산이 풍부한 SUP 가닥으로 구성된 친수성 표면으로 β- 시트 구조화 된 도메인을 형성하여 우수한 양성자 호핑을 촉진하는지 보여 주었다. 이 연구는 단백질 공학의 주요 예를 나타 내기 위해 기존의 단백질 성 양성자 전도성 물질의 한계를 넓혔습니다. 이 연구는 단백질 공학과 벌크 아키텍처의 합리적인 설계를 분자 앙상블의 집단적 특성과 결합한 첫 번째 예 중 하나를 나타냅니다.
탁월한 양성자 이동 특성을 가진 벌크 독립형 키메라 거미 -E 막. (A) 디지털 사진은 막의 크기 및 투명도를 예시한다. 단백질 막은 미세 핀셋으로 고정됩니다. 사진 제공 : 흐로 닝언 대학교 차 오마. (B) 전형적인 인장 연신 곡선을 나타내는, 프리 스탠딩 (FS) 단백질 막의 기계적 특성. (C) 상이한 RH 하에서 FS 스파이더 -E 막의 전도도 거동을 나타내는 나이키 스트 플롯. 이 필름은 90 % RH에서 최고의 양성자 전위 특성을 보여줍니다. (D) ~ 30 및 ~ 90 % RH 조건 하에서 FS 스파이더 -E 막의 AFM 특성. 스케일 바, 100 nm. 파란색 화살표는 식별 가능한 나노 구조를 가리 킵니다. (E) RH = 90 %에서 거미 -E 막에서 양성자 수송의 제안 된 메커니즘. 양자는 스파이더 β 시트 모티프 (녹색)에 의해 형성된 수화 된 나노 도메인 네트워크에서 나노 공백 된 물 분자 사이에서 홉핑한다. 키메라 나노 구조체의 글루탐산 잔기는 표면에 카르 복실 산기 (적색)를 제공하여 양성자를 제공하고 물 분자를 조정한다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abc0810
이러한 방식으로 차 오마 (Chao Ma)와 동료들은 합리적인 분자 데 노보 (mervo) 분자 설계 및 엔지니어링을 적용하여 양성자 전도의 강력한 특성과 우수한 기계적 안정성을 가진 생체 영감 단백질 유래 벌크 재료를 달성했다. 그들은 다양한 생물 물리학 적 도구를 사용하여 표면 변형을 테스트했습니다. 이 팀은 차세대 바이오 영감 벌크 재료를 개발하고 연속적인 시퀀스 디자인을 탐색하여 생명 공학 분야에 유망한 플랫폼을 제공 하고 미래의 소형 바이오 연료 전지 에서 양성자 수송을 위한 이러한 재료의 사용을 계획합니다 .
더 탐색 연료 전지 막에 대한 제어력 향상 추가 정보 : Chao Ma et al. 독립형, 초하 전 폴리펩티드, 양성자 전도성 막, 사이언스 어드밴스 ( Science Advances) (2020)의 합리적인 설계 . DOI : 10.1126 / sciadv.abc0810 IN Watt 등. 동물 과학 미토콘드리아에서 아데노신 트리 포스페이트 분자를 만드는 생물 에너지 비용 , 국립 과학 아카데미 (2010). DOI : 10.1073 / pnas. 1011099107 Jeff A. Hurd et al. 결정질 금속-유기 골격, Nature Chemistry (2009) 에서 150 ° C에서 무수 양성자 전도 . DOI : 10.1038 / nchem.402 저널 정보 : 과학 발전 , 국립 과학 아카데미 진행 , 자연 화학
https://phys.org/news/2020-07-freestanding-supercharged-polypeptide-proton-conducting-membrane.html
.Manipulating non-magnetic atoms in a chromium halide enables tuning of magnetic properties
크롬 할라이드에서 비자 성 원자를 조작하면 자기 특성을 조정할 수 있습니다
에 의해 보스턴 대학 (Boston College) 크롬 할라이드의 원자 환경이 설명되어 있습니다. 자성 크롬 원자는 회색 구체로, 비자 성 리간드 원자는 녹색 (염소), 주황색 (브롬) 및 마젠타 (요오드) 구체로 나타납니다. 크레딧 : Fazel Tafti
보스턴 칼리지 연구원이 이끄는 팀은이 물질의 비자 성 원자를 조작함으로써 크롬 할라이드의 자기 특성을 조정할 수 있다고 최근의 과학 발전 판에 발표했다 . 반 직관적 인 것처럼 보이는이 방법은 보고서의 주 저자 인 Boston Fachel Tafti 물리학 교수에 따르면 간접 교환 상호 작용으로 알려진 메커니즘을 기반으로합니다. 리간드로 알려진 비자 성 원자를 통해 두 자기 원자 사이에 간접 상호 작용이 매개됩니다. Tafti Lab의 연구 결과에 따르면 이러한 리간드 원자의 구성을 변경하면 모든 자기 특성 을 쉽게 조정할 수 있습니다. "비 자기 요소를 변경하여 재료의 자기 특성을 제어 할 수 있습니까?" 타 프티가 말했다. "우리가보고 한이 아이디어와 방법론은 전례가 없습니다. 우리의 발견은 자기 특성에 대한 전례없는 수준의 제어를 가진 합성 층 자석을 만드는 새로운 접근법을 보여줍니다." 자성 재료는 모바일 장치의 자기 메모리와 같은 최신 기술의 중추입니다. 재료의 자기 원자를 수정하여 자기 특성을 조정하는 것이 일반적입니다. 예를 들어, 크롬과 같은 하나의 자기 요소는 철과 같은 다른 하나의 요소로 대체 될 수있다. 연구팀은 무기 자성 물질, 특히 크롬 할라이드의 자기 특성을 실험적으로 제어하는 방법을 연구했습니다. 이 물질들은 1 개의 크롬 원자와 3 개의 할로겐 원자 : 염소, 브롬 및 요오드로 구성됩니다. 중심 연구 결과 리간드 스핀 궤도 커플 링으로 알려진 특수한 상호 작용을 사용하여 층상 물질에서 자기 상호 작용을 제어하는 새로운 방법을 보여줍니다. 스핀-궤도 커플 링은 원자 주위의 전자의 궤도 운동과 함께 스핀의 방향 (전자상의 작은 자석)을 재배 향하는 원자의 특성이다. 이 상호 작용은 자력의 방향과 크기를 제어합니다. 과학자들은 자성 원자의 스핀 궤도 커플 링에 대해 잘 알고 있었지만, 비자 성 원자의 스핀 궤도 커플 링 이 스핀의 방향을 바꾸고 자기 특성을 조정하는 데 사용될 수 있다는 것을 알지 못했습니다. 타 프티. 팀은 그들이 비자 수정하여 전체 위상 다이어그램 생성 할 수 놀랐습니다 원자 화합물에를, 동료 BC와 보고서를 공동 저술 Tafti이, 잉 란 케네스 버치, 박사후 연구원 조셉 당나라와 Mykola을 물리학 말했다 Abramchuk, 대학원생 Faranak Bahrami 및 학부생 Thomas Tartaglia 및 Meaghan Doyle. 텍사스 댈러스의 Julia Chan과 Gregory McCandless, 댈러스, 그리고 핀란드 Aalto University의 Jose Lado도 팀의 일원이었습니다. Tafti는“이 연구 결과는 층상 물질의 자성을 제어하는 새로운 절차를 제시하여 이국적인 특성을 가진 새로운 합성 자석을 만들 수있는 길을 열었다”고 말했다. 또한, 우리는 흥미로운 새로운 연구 방향을 이끌어 낼 수있는 예기치 않은 발견 인 자기 좌절과 관련된 잠재적으로 이국적인 양자 상태의 강력한 신호를 발견했습니다.” Tafti는 다음 단계는 이러한 재료를 광 자기 장치 또는 차세대 자기 메모리와 같은 혁신적인 기술에 사용하는 것이라고 말했다.
더 탐색 초박형 자기 장치에서 자성을 제어하기 위해 혼합 할로겐 화학 추가 정보 : 반 데르 발스 자석의 리간드 스핀 궤도 커플 링을 조정하여 새로운 자기 영역에 접근, Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.abb9379 저널 정보 : 과학 발전 Boston College 제공
https://phys.org/news/2020-07-non-magnetic-atoms-chromium-halide-enables.html
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.Blog Notice: I don't know,(Blog Notice, 200725)
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.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 .
버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.First Optical Measurements of Milky Way’s Mysterious Fermi Bubbles
.Discovery of a rare human gene mutation that causes MAIT cells to disappear
MAIT 세포가 사라지는 드문 인간 유전자 돌연변이 발견
에 의해 모나 쉬 대학 한 남자가 자신의 면역 체계의 복잡한 단백질 구조와 그의 질병을 일으킨 드문 유전자 돌연변이를 바라 보면서 과학자들을 극적인 발견으로 이끌었습니다. 크레딧 : Erica Tandori Monash Health, AGHA (Australian Genomics Health Alliance)와 Monash Biomedicine Discovery Institute의 연구자들이 공동으로 면역 세포 집단, 즉 MAIT 세포를 제거하는 환자에서 드문 단일 유전자 돌연변이가 발견되었습니다. 이 연구의 여정은 모나 쉬 헬스 (Monash Health)의 사마르 오자 이미 (Samar Ojaimi) 박사의 환자로 시작되었으며 알려진 원인이없는 가벼운 1 차 면역 결핍을 나타냈다. 그는 호주 국립 대학교 개인 면역 센터의 Matthew Cook 교수가 이끄는 AGHA의 유전 면역 플래그십 후보로 선정되었으며 면역 질환의 유전 적 원인을 규명하는 데 중점을두고 있습니다. AGHA 팀에 의한 게놈 시퀀싱은 MR1이라는 단백질을 암호화하는 유전자에서 드문 돌연변이를 확인했으며, 이는 일반적으로 점막 관련 불변 T (MAIT) 세포라는 면역 세포 집단으로부터 염증 반응 을 시작하는 데 도움이됩니다 . 그러나 Lauren Howson 박사가 이끄는 Monash BDI의 연구팀이 추가 조사를 수행 한 결과,이 면역 세포 집단이 완전히 상실되고 나머지 면역계는 그대로 남아 있음을 발견했습니다. "환자의 MR1 단백질 구조를 연구 한 결과 돌연변이로 인해 MR1 이 MAIT 세포 를 활성화시키기 위해 일반적으로 제공하는 비타민 대사 산물에 결합 할 수 없었습니다 . 이는 돌연변이의 영향 을 알아보기 위해 환자의 면역계 를 살펴 보았습니다." 하우 츠 박사는 MAIT 세포 집단에 대해 완전히 사라 졌다는 사실에 놀랐다. 에 게시 과학 면역학 ,이 연구는 희귀 면역 질환의 진단에서 단일 유전자 돌연변이 및 원조의 효과를 밝히기 위해서 학제 간 협력의 힘을 보여줍니다. MR1 및 MAIT 세포 생물학 연구 분야를 발전시킬뿐만 아니라, 임상 및 유전자 연구 와 결합 할 때 발견 기반 연구가 미칠 수있는 실질적인 영향을 보여 주어 희귀 한 유전 및 면역 장애에 대한 고급 개인화 된 의약의 길을 만듭니다. Howson 박사는“이러한 사람에서 단일 면역 세포 집단 손실이 발생하면이 세포 유형이 인간 면역 반응에서 중요한 역할에 대한 귀중한 통찰력을 갖게된다”고 말했다. Cook 교수는 "인간 유전체학은 면역의 복잡성에 대한 우리의 이해를 증진시키는 강력한 방법입니다. "유전자 서열 분석은 면역-매개 질환의 진단 및 발견 둘 다에 대한 중요한 도구로서 등장했다."
더 탐색 일반적인 약물에 대한 면역 반응 발굴 추가 정보 : MR1, Science Immunology (2020) 에서 동형 접합점 돌연변이를 가진 사람에서 점막 관련 불변 T 세포의 부재 . DOI : 10.1126 / sciimmunol.abc9492 저널 정보 : 과학 면역학 Monash University 제공
https://medicalxpress.com/news/2020-07-discovery-rare-human-gene-mutation.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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