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2 명의 과학자, 유전자 편집 도구로 노벨 화학상 수상
2016 년 3 월 14 일 file photo 미국 생화학 자 Jennifer A. Doudna (왼쪽)와 프랑스 미생물 학자 Emmanuelle Charpentier (오른쪽)가 독일 프랑크푸르트에서 사진을 찍고 있습니다. 프랑스 과학자 엠마뉴엘 샤 르펜 티에와 미국 제니퍼 A. 더 드나는 유전병 치료를 약속하는 '분자 가위'에 비유되는 게놈 편집 방법을 개발하여 화학 분야에서 2020 년 노벨상을 수상했습니다. (AP를 통한 Alexander Heinl / dpa)OCTOBER 7, 2020
2 명의 과학자가 유전자 편집을위한 "분자 가위"를 개발 한 공로로 수요일 노벨 화학상을 수상했으며, 언젠가는 많은 유전 질환을 치료할 수 있다는 약속을했습니다. 대서양의 반대편에서 일하면서 프랑스 여성 Emmanuelle Charpentier와 미국인 Jennifer A. Doudna는 동물, 식물 및 미생물의 DNA를 변경하는 데 사용할 수있는 CRISPR-cas9라는 방법을 개발했습니다. 이상은 과학계의 노벨상이 여성에게만 주어졌던 119 년 역사상 네 번째에 불과했습니다. Charpentier와 Doudna의 연구는 생명의 암호를 구성하는 긴 DNA 문자열을 레이저처럼 날카롭게 잘라내어 과학자들이 특정 유전자를 정밀하게 편집하여 질병으로 이어지는 오류를 제거 할 수 있도록합니다. "이 유전 도구에는 엄청난 힘이 있습니다."라고 노벨 화학위원회 위원장 인 Claes Gustafsson이 말했습니다. "그것은 기초 과학에 혁명을 일으킬뿐만 아니라 혁신적인 작물을 낳았으며 획기적인 새로운 치료법으로 이어질 것입니다." 인간 게놈지도 작성을 주도한 Francis Collins 박사는이 기술이 유전 적 원인으로 질병에 접근하는 방법에 대한 "모든 것을 바꿨다"고 말했습니다. Doudna의 연구에 자금을 지원 한 국립 보건원의 콜린스 소장은 "인간 게놈 프로젝트의 성공에서 CRISPR-cas의 힘에 직접 연결하여 지침서를 변경할 수 있습니다."라고 말했습니다.
프랑스 미생물 학자 Emmanuelle Charpentier가 2020 년 10 월 7 일 수요일 독일 베를린에서 Max Planck의 동상 근처에서 포즈를 취하고 있습니다.
언젠가 유전병 치료를 약속하는 '분자 가위'로 (AP 사진 / Markus Schreiber) 100 개 이상의 임상 실험이 유전 질환 치료에 CRISPR을 사용하는 연구를 진행 중이며 "많은 것이 매우 유망합니다"라고 National Academy of Medicine의 회장 인 Victor Dzau가 말했습니다. 그러나 많은 사람들은이 기술이 심각한 윤리적 문제를 제기하므로 신중하게 사용해야한다고 경고했습니다. 중국 과학자 He Jiankui가 세계 최초의 유전자 편집 아기를 만들어 에이즈 바이러스 감염에 대한 내성을 설계하는 데 도움을 주었다고 밝힌 2018 년에 세계의 많은 사람들이 CRISPR에 대해 더 많이 알게되었습니다. 그의 작업은 미래 세대로 이어질 수있는 의도하지 않은 변화를 초래할 위험이 있다는 이유로 안전하지 않은 인간 실험으로 비난 받았으며 그는 중국에서 징역형을 선고 받았습니다. 지난 9 월 한 국제 전문가 패널은 과학이 안전을 보장 할만큼 충분히 발전되지 않았기 때문에 유전자 편집 아기를 만들기에는 아직 너무 이르다고 보고서를 발표했지만이를 고려하려는 국가를위한 경로를 매핑했습니다.
프랑스 미생물 학자 Emmanuelle Charpentier가 2020 년 10 월 7 일 수요일 독일 베를린에서 언론인들과 이야기를 나누고 있습니다. 유전병을 치료할 하루의 약속을 제공하는 가위 '입니다. (AP 사진 / Markus Schreiber)
"유전자를 선택적으로 편집 할 수 있다는 것은 당신이 어떤 방식 으로든 신을 연기한다는 것을 의미한다"고 텍사스 엘파소 대학의 화학 교수 인 루이스 에체 고옌 미국 화학 학회 회장이 말했다. 하버드 의대 학장 인 George Daley는 "신기술은 종종 이러한 이분법을 제시합니다. 특히 질병 치료를위한 인간의 이익에 대한 엄청난 잠재력이 있지만 오용의 위험도 있습니다." 51 세의 샤 르펜 티에 (Charpentier)는 두 명의 여성 우승의 중요성에 대해 질문을 받았을 때 자신을 무엇보다도 과학자라고 생각하지만 "과학이 더 현대화되고 더 많은 여성 리더가 참여한다는 사실을 반영합니다"라고 말했습니다. 그녀는 "과학 분야에서 남성이되는 것보다 과학 분야에서 여성이되는 것이 더 번거 롭다"고 덧붙였다.
이 2015 년 5 월 19 일 file photo 프랑스 미생물 학자 Emmanuelle Charpentier가 독일 브 런스 윅에서 포즈를 취하고 있습니다. 프랑스 과학자 엠마뉴엘 샤 르펜 티에와 미국 제니퍼 A. 더 드나는 유전병 치료를 약속하는 '분자 가위'에 비유되는 게놈 편집 방법을 개발하여 화학 분야에서 2020 년 노벨상을 수상했습니다. (AP를 통한 Peter Steffen / dpa) 여성이 혼자서 과학 분야에서 노벨상을 세 번 수상했습니다. 여성으로 구성된 팀이 과학상을 수상한 것은 이번이 처음입니다. 1911 년 Marie Curie는 1964 년 Dorothy Crowfoot Hodgkin과 마찬가지로 유일한 화학상을 수상했습니다. 1983 년 Barbara McClintock은 의학 분야에서 노벨상을 수상했습니다. Charpentier와 Doudna가 수행 한 획기적인 연구는 2012 년에 발표되어 수십 년이 지난 후에야 종종 존경받는 다른 많은 노벨상 수상 연구와 비교할 때 매우 최근에 발견되었습니다. "제 가장 큰 희망은 그것이 선을 위해 사용되고, 생물학의 새로운 미스터리를 발견하고, 인류에게 이익이되는 것입니다.
AP 통신의 보건 과학부. 2016 년 3 월 14 일 file photo 프랑스 미생물 학자 Emmanuelle Charpentier가 독일 프랑크푸르트에서 포즈를 취하고 있습니다. 프랑스 과학자 엠마뉴엘 샤 르펜 티에와 미국 제니퍼 A. 더 드나는 유전병 치료를 약속하는 '분자 가위'에 비유되는 게놈 편집 방법을 개발하여 화학 분야에서 2020 년 노벨상을 수상했습니다. (AP를 통한 Alexander Heinl / dpa)
그녀가 이끄는 베를린의 병원체 과학을위한 막스 플랑크 부서의 기자들과 이야기를 나누면서 샤 르펜 티에는이 방법이 최근 개발 되었음에도 불구하고 현재 질병을 연구하고 약물을 개발하고 새로운 식물을 설계하는 과학자들이이 방법을 널리 사용하고 있다고 말했다. 연구중인 가장 유망한 치료법 중에는 겸상 적혈구 병 및 베타 지중해 빈혈과 같은 안구 질환 및 혈액 질환을 치료하는 치료법이 있다고 그녀는 말했습니다. 의학을 변형시키는 것 외에도 CRISPR은 더 많은 탄소를 저장하거나 극심한 기후 변화를 견디기 위해 식물을 설계하는 데 사용될 가능성이 있다고 버클리의 Doudna는 말했습니다. CRISPR은 연구원들이 "인류가 직면하고있는 긴급한 문제를 해결할 수있는 기회를 제공한다"고 말했다. 하버드와 MIT의 Broad Institute는 CRISPR 기술에 대한 특허를두고 오랫동안 법정 싸움을 벌여 왔으며 다른 많은 과학자들이이 기술에 대해 중요한 작업을 수행했지만 Doudna와 Charpentier는이를 쉽게 사용할 수있는 도구로 전환 한 공로를 인정 받아 지속적으로 상을 받았습니다.
노벨은 금메달과 천만 크로노 (110 만 달러 이상)와 함께 제공되며, 이는 상을 창시 한 스웨덴 발명가 인 알프레드 노벨이 1 세기 전에 남긴 유산에 따라 제공됩니다. 월요일에는 간을 파괴하는 C 형 간염 바이러스를 발견 한 공로로 노벨 의학상이 수여되었습니다. 화요일 물리학상은 블랙홀 이해의 획기적인 성과를 거두었습니다. 다른상은 문학, 평화 및 경제 분야의 뛰어난 업적에 대한 것입니다.
노벨 재단 발표 : 스웨덴 왕립 과학 아카데미는 2020 년 노벨 화학상을 수여하기로 결정했습니다. Emmanuelle Charpentier Max Planck Unit for the Science of Pathogens, Berlin, Germany Jennifer A. Doudna University of California, Berkeley, 미국 "유전체 편집 방법 개발" 유전 적 가위 : 생명의 암호를 재 작성하는 도구 Emmanuelle Charpentier와 Jennifer A. Doudna는 유전자 기술 의 가장 날카로운 도구 중 하나 인 CRISPR / Cas9 유전자 가위를 발견했습니다.
이를 사용하여 연구자들은 동물, 식물 및 미생물의 DNA를 매우 정밀하게 변경할 수 있습니다. 이 기술은 생명 과학 에 혁명적 인 영향을 미쳤으며 새로운 암 치료법에 기여하고 있으며 유전 질환 치료의 꿈을 실현할 수 있습니다. 연구원들은 생명의 내부 작용에 대해 알아 내려면 세포의 유전자를 수정해야합니다. 이것은 시간이 많이 걸리고 어려우며 때로는 불가능한 작업이었습니다. CRISPR / Cas9 유전자 가위를 사용하면 이제 몇 주 동안 생명 코드를 변경할 수 있습니다. "이 유전 도구에는 우리 모두에게 영향을 미치는 엄청난 힘이 있습니다.이 도구는 기초 과학에 혁명을 일으켰을 뿐만 아니라 혁신적인 작물을 낳았으며 획기적인 새로운 치료법으로 이어질 것입니다"라고 노벨위원회 의장 인 Claes Gustafsson은 말합니다. 화학을 위해. 과학에서 자주 그렇듯이 이러한 유전 적 가위의 발견은 예상치 못한 일이었습니다. Emmanuelle Charpentier가 인류에게 가장 큰 해를 끼치는 박테리아 중 하나 인 Streptococcus pyogenes에 대한 연구에서 그녀는 이전에 알려지지 않은 분자 인 tracrRNA를 발견했습니다.
그녀의 연구에 따르면 tracrRNA는 박테리아의 고대 면역 체계 인 CRISPR / Cas의 일부로 DNA를 절단하여 바이러스를 무장 해제합니다. Charpentier는 2011 년에 그녀의 발견을 발표했습니다. 같은 해, 그녀는 RNA에 대한 방대한 지식을 가진 경험이 풍부한 생화학자인 Jennifer Doudna와 공동 작업을 시작했습니다. 함께, 그들은 시험관에서 박테리아의 유전 적 가위를 재현하고 가위의 분자 구성 요소를 단순화하여 사용하기 쉽게 만드는 데 성공했습니다. 획기적인 실험에서 그들은 유전자 가위를 다시 프로그래밍했습니다. 자연적인 형태로 가위는 바이러스의 DNA를 인식하지만 Charpentier와 Doudna는 미리 정해진 부위에서 DNA 분자를 절단 할 수 있도록 제어 할 수 있음을 증명했습니다. DNA가 잘린 곳에서는 생명의 암호를 쉽게 다시 작성할 수 있습니다. Charpentier와 Doudna는 2012 년 CRISPR / Cas9 유전자 가위를 발견 한 이후로 사용이 폭발적으로 증가했습니다. 이 도구는 기초 연구에서 많은 중요한 발견에 기여했으며 식물 연구원은 곰팡이, 해충 및 가뭄에 견디는 작물을 개발할 수있었습니다. 의학에서는 새로운 암 치료법에 대한 임상 시험이 진행 중이며 유전 질환을 치료할 수 있다는 꿈이 곧 이루어집니다. 이 유전자 가위는 생명 과학을 새로운 시대로 이끌 었으며 여러면에서 인류에게 가장 큰 이익을 가져다주고 있습니다.
과학의 매력 중 하나는 예측할 수 없다는 것입니다. 아이디어 나 질문이 어디로 이어질지 미리 알 수 없습니다. 때로는 호기심 많은 마음이 막 다른 골목을 만나고 때로는 탐색하는 데 몇 년이 걸리는 가시 미로를 만날 것입니다. 그러나, 그녀는 그녀가 전례없는 가능성의 지평선을 응시 한 최초의 사람이라는 것을 깨닫습니다. CRISPR-Cas9라는 유전자 편집기는 놀라운 잠재력을 지닌 예상치 못한 발견 중 하나입니다. Emmanuelle Charpentier와 Jennifer Doudna가 Streptococcus 박테리아의 면역 체계를 조사하기 시작했을 때 한 가지 아이디어는 아마도 새로운 형태의 항생제를 개발할 수 있다는 것이 었습니다. 대신 그들은 유전 물질을 정밀하게 절개하여 생명의 암호를 쉽게 변경할 수있는 분자 도구를 발견했습니다.
모든 사람에게 영향을 미치는 강력한 도구
발견 된 지 불과 8 년 만에이 유전자 가위는 생명 과학을 재편했습니다. 생화학 자와 세포 생물학자는 이제 다양한 유전자의 기능과 질병 진행에서 가능한 역할을 쉽게 조사 할 수 있습니다. 식물 육종에서 연구자들은 따뜻한 기후에서 가뭄을 견딜 수있는 능력과 같은 식물에 특정한 특성을 부여 할 수 있습니다. 의학 분야에서이 유전자 편집기는 새로운 암 치료법과 유전 질환을 치료하려는 첫 번째 연구에 기여하고 있습니다. CRISPR-Cas9가 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 거의 끝없는 예가 있으며 여기에는 비 윤리적 인 응용 프로그램도 포함됩니다. 모든 강력한 기술과 마찬가지로 이러한 유전자 가위도 규제해야합니다. 나중에 더 자세히 설명하겠습니다. 2011 년 Emmanuelle Charpentier와 Jennifer Doudna는 푸에르토 리코의 한 카페에서 열린 첫 만남이 인생을 바꾸는 만남이라는 것을 전혀 몰랐습니다. 처음에 협업을 제안한 Charpentier를 소개하는 것으로 시작합니다.
Charpentier는 병원성 박테리아에 매료되었습니다.
어떤 사람들은 그녀를 주도적이고 세심하며 철저하다고 불렀습니다. 다른 사람들은 Emmanuelle Charpentier가 항상 예상치 못한 것을 찾습니다. 그녀는 루이 파스퇴르를 인용한다. "기회는 준비된 마음을 선호한다". 새로운 발견을하려는 충동과 자유롭고 독립적이 되려는 욕구가 그녀의 길을 지배했습니다. 파리 파스퇴르 연구소의 박사 과정을 포함하여 그녀는 5 개국, 7 개 도시에서 살았으며 10 개 기관에서 일했습니다. 그녀의 환경과 접근 방식은 바뀌었지만 대부분의 연구에는 병원성 박테리아라는 공통 분모가 있습니다. 왜 그렇게 공격적입니까? 그들은 항생제에 대한 내성을 어떻게 발전 시키는가? 그리고 그들의 진행을 막을 수있는 새로운 치료법을 찾을 수 있습니까? 2002 년 Emmanuelle Charpentier가 비엔나 대학에서 자신의 연구 그룹을 시작했을 때, 그녀는 인류에게 가장 큰 해를 끼치는 박테리아 중 하나 인 Streptococcus pyogenes에 집중했습니다. 매년 수백만 명의 사람들을 감염시키고 종종 편도선염 및 농가진과 같은 쉽게 치료 가능한 감염을 유발합니다. 그러나 그것은 또한 생명을 위협하는 패혈증을 유발하고 신체의 연조직을 분해하여 '육식 자'로 명성을 얻습니다. S. pyogenes를 더 잘 이해하기 위해 Charpentier는이 박테리아의 유전자가 어떻게 조절되는지 철저히 조사하기 시작했습니다. 이 결정은 유전자 가위를 발견하는 첫 걸음이었습니다.하지만 그 길을 더 나아 가기 전에 Jennifer Doudna에 대해 더 많이 알게 될 것입니다. Charpentier가 S. pyogenes에 대해 자세히 연구하는 동안 Doudna는 처음으로 그녀가 더 선명하게 들린다 고 생각하는 약어를 들었습니다.
과학 – 탐정 이야기만큼이나 많은 모험
하와이에서 자란 어린 시절에도 Jennifer Doudna는 무언가를 알고 싶어했습니다. 어느 날 그녀의 아버지는 제임스 왓슨의 책 The Double Helix를 침대에 올려 놓았습니다. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA 분자의 구조를 어떻게 풀 었는지에 대한이 탐정 스타일의 이야기는 그녀가 학교 교과서에서 읽은 적이없는 것과 같았습니다. 그녀는 과학적 과정에 매료되었고 과학은 단순한 사실 이상이라는 것을 깨달았습니다. 그러나 그녀가 과학적 미스터리를 풀기 시작했을 때 그녀의 관심은 DNA가 아니라 분자 형제 인 RNA에있었습니다. 2006 년 – 우리가 그녀를 만났을 때 – 그녀는 캘리포니아 버클리 대학에서 연구 그룹을 이끌고 있으며 RNA 작업에 20 년의 경험을 가지고 있습니다. 그녀는 획기적인 프로젝트에 대한 코를 가진 성공적인 연구원으로 명성을 얻었으며 최근에는 RNA 간섭이라는 흥미로운 새로운 분야에 진입했습니다. 수년 동안 연구자들은 RNA의 기본 기능을 이해했다고 믿었지만 갑자기 세포의 유전자 활동을 조절하는 데 도움이되는 많은 작은 RNA 분자를 발견했습니다. Jennifer Doudna가 RNA 간섭에 관여 한 것이 2006 년에 다른 부서의 동료로부터 전화를받는 이유입니다.
박테리아는 고대 면역 체계를 가지고 있습니다
미생물학자인 그녀의 동료는 Doudna에게 새로운 발견에 대해 이야기합니다. 연구자들이 매우 다른 박테리아와 고세균 (미생물의 일종)의 유전 물질을 비교할 때 놀라 울 정도로 잘 보존 된 반복적 인 DNA 서열을 찾습니다. 동일한 코드가 반복해서 나타나지만 반복 사이에는 고유 한 시퀀스가 다릅니다. 책의 각 문장 사이에 같은 단어가 반복되는 것과 같습니다. 이러한 반복 된 시퀀스 배열을 CRISPR로 약칭하는 클러스터 된 규칙적인 간격의 짧은 회문 반복이라고합니다. 흥미로운 점은 CRISPR의 고유하고 반복되지 않는 시퀀스가 다양한 바이러스의 유전 코드와 일치하는 것처럼 보이므로 현재 생각하고있는 것은 이것이 바이러스로부터 박테리아와 고세균을 보호하는 고대 면역 체계의 일부라는 것입니다. 가설은 박테리아가 바이러스 감염에서 살아남는 데 성공하면 바이러스의 유전 코드 일부를 감염의 기억으로 게놈에 추가한다는 것입니다. 이 모든 것이 어떻게 작동하는지 아직 아무도 모른다고 그녀의 동료는 말합니다. 그러나 의심은 박테리아가 바이러스를 중화시키기 위해 사용하는 메커니즘이 Doudna가 연구 한 것과 유사하다는 것입니다 : RNA 간섭.
Doudna는 복잡한 기계를 매핑합니다.
이 소식은 놀랍고도 감동적입니다. 박테리아가 오래된 면역 체계를 가지고 있다는 것이 사실이라면 이것은 큰 문제입니다. Jennifer Doudna의 분자 음모에 대한 감각이 살아 나고 CRISPR 시스템에 대해 가능한 모든 것을 배우기 시작합니다. 연구자들은 CRISPR 염기 서열에 더해 CRISPR- 연관이라고 부르는 특별한 유전자를 발견했습니다. Doudna가 흥미로운 점은 이러한 유전자가 DNA 풀기 및 절단을 전문으로하는 이미 알려진 단백질을 암호화하는 유전자와 매우 유사하다는 것입니다. 그렇다면 Cas 단백질은 동일한 기능을 가지고 있습니까? 그들은 바이러스 DNA를 절단합니까? 그녀는 연구 그룹을 작업에 투입하고 몇 년 후 몇 가지 다른 Cas 단백질의 기능을 밝히는 데 성공했습니다. 동시에 다른 대학의 다른 연구 그룹이 새로 발견 된 CRISPR / Cas 시스템을 연구하고 있습니다. 그들의 매핑은 박테리아의 면역 체계가 매우 다른 형태를 취할 수 있음을 보여줍니다. Doudna가 연구 한 CRISPR / Cas 시스템은 클래스 1에 속합니다. 바이러스를 무장 해제하려면 다양한 Cas 단백질이 필요한 복잡한 기계입니다. 클래스 2 시스템은 더 적은 단백질이 필요하기 때문에 훨씬 간단합니다. 세계의 다른 지역에서 엠마뉴엘 샤 르펜 티에가 방금 그러한 시스템을 접했습니다. 다시 그녀에게.
CRISPR 시스템 퍼즐의 새롭고 알려지지 않은 조각
우리가 Emmanuelle Charpentier를 떠났을 때 그녀는 비엔나에 살고 있었지만 2009 년에는 스웨덴 북부의 Umeå 대학에서 좋은 연구 기회를 가진 자리로 옮겨갔습니다. 그녀는 세상의 외딴 지역으로 이사하라는 경고를 받았지만 길고 어두운 겨울은 그녀에게 충분한 평화와 조용한 작업을 허용합니다. 그리고 그녀는 그것을 필요로합니다. 그녀는 또한 작은 유전자 조절 RNA 분자에 관심이 있으며 베를린의 연구원들과 함께 S. pyogenes에서 발견되는 작은 RNA를 매핑했습니다. 이 박테리아에 다량으로 존재하는 작은 RNA 분자 중 하나가 아직 알려지지 않은 변종이고이 RNA의 유전 코드는 그 안에있는 특이한 CRISPR 서열에 매우 가깝기 때문에 그 결과는 그녀에게 많은 생각을하게했습니다. 박테리아의 게놈. 둘 사이의 유사점은 Charpentier가 그들이 연결되어 있다고 의심하게 만듭니다. 유전자 코드를주의 깊게 분석하면 작고 알려지지 않은 RNA 분자의 한 부분이 반복되는 CRISPR의 부분과 일치 함을 알 수 있습니다. 완벽하게 맞는 두 개의 퍼즐 조각을 찾는 것과 같습니다. Charpentier는 CRISPR과 함께 일한 적이 없었지만 그녀의 연구 그룹은 S. pyogenes에서 CRISPR 시스템을 매핑하기 위해 철저한 미생물 탐정 작업을 시작했습니다. 클래스 2에 속하는이 시스템은 바이러스 DNA를 절단하기 위해 단일 Cas 단백질 인 Cas9 만 필요로하는 것으로 이미 알려져 있습니다. Charpentier는 trans-activating crispr RNA (tracrRNA)라고 불리는 알려지지 않은 RNA 분자가 결정적인 기능을 가지고 있음을 보여줍니다. 게놈의 CRISPR 서열에서 생성 된 긴 RNA가 활성 형태로 성숙해야합니다. 집중적이고 표적화 된 실험을 마친 Emmanuelle Charpentier는 2011 년 3 월에 tracrRNA의 발견을 발표했습니다. 그녀는 자신이 매우 흥미 진진한 일을하고 있다는 것을 알고 있습니다. 그녀는 미생물학 분야에서 수년간의 경험을 보유하고 있으며 생화학 자와 협력하기를 원하는 CRISPR-Cas9 시스템에 대한 지속적인 조사를하고 있습니다. Jennifer Doudna는 자연스러운 선택입니다. 그래서 그해 봄, 샤 르펜 티에가 푸에르토 리코에서 그녀의 연구 결과에 대해 이야기하기 위해 회의에 초대되었을 때 그녀의 목표는이 숙련 된 버클리 연구원을 만나는 것입니다.
푸에르토 리코 카페에서의 삶을 바꾸는 만남 우연히 회의 둘째 날 카페에서 만난다.
Doudna의 동료가 서로를 소개하고 다음날 Charpentier는 수도의 오래된 부분을 함께 탐험해야한다고 제안합니다. 자갈길을 걸 으면서 연구에 대해 이야기하기 시작합니다. Charpentier는 Doudna가 공동 작업에 관심이 있는지 궁금합니다. S. pyogenes의 간단한 클래스 2 시스템에서 Cas9의 기능을 연구하는 데 참여하고 싶습니까? Jennifer Doudna는 호기심이 많고 그들과 동료들은 디지털 회의를 통해 프로젝트 계획을 세웁니다. 그들의 의심은 CRISPR-RNA가 바이러스의 DNA를 식별하는 데 필요하고 Cas9가 DNA 분자를 절단하는 가위라는 것입니다. 그러나 시험관에서 이것을 테스트하면 아무 일도 일어나지 않습니다. DNA 분자는 그대로 유지됩니다. 왜? 실험 조건에 문제가 있습니까? 아니면 Cas9에 완전히 다른 기능이 있습니까? 많은 브레인 스토밍과 수많은 실패한 실험 끝에 연구자들은 마침내 tracrRNA를 테스트에 추가했습니다. 이전에 그들은 tracrRNA가 CRISPR-RNA가 활성 형태로 절단 될 때만 필요하다고 믿었지만 Cas9가 tracrRNA에 접근 할 수있게되면 모든 사람이 실제로 기다리고 있던 일이 발생했습니다. DNA 분자는 두 부분으로 절단되었습니다. 진화론 적 솔루션은 종종 연구자들을 놀라게했지만 이것은 놀라운 일이었습니다. 연쇄상 구균이 바이러스로부터 보호하기 위해 개발 한 무기는 간단하고 효과적이며 심지어 훌륭합니다. 유전자 가위의 역사는 여기서 멈출 수있었습니다. Charpentier와 Doudna는 인류에게 큰 고통을주는 박테리아의 근본적인 메커니즘을 발견했습니다. 그 발견은 그 자체로 놀라웠지만 기회는 준비된 마음을 선호합니다.
획기적인 실험
연구원들은 유전자 가위를 단순화하기로 결정했습니다. tracr-RNA와 CRISPR-RNA에 대한 새로운 지식을 사용하여 두 가지를 단일 분자로 융합하는 방법을 알아 냈습니다. 이 단순화 된 유전자 가위 변형을 사용하여 획기적인 실험을 수행합니다. 그들은이 유전자 도구를 제어하여 연구원이 결정한 위치에서 DNA를 절단 할 수 있는지 조사합니다. 이때까지 연구자들은 그들이 큰 돌파구에 가깝다는 것을 알고 있습니다. 그들은 이미 Doudna의 실험실에있는 냉동고에있는 유전자를 가져 와서 유전자가 절단되어야하는 5 개의 다른 장소를 선택합니다. 그런 다음 가위의 CRISPR 부분을 변경하여 코드가 절단 될 코드와 일치하도록합니다. 그 결과는 압도적이었습니다. DNA 분자는 정확히 올바른 위치에서 절단되었습니다.
유전 가위는 생명 과학을 변화시킵니다
Emmanuelle Charpentier와 Jennifer Doudna가 2012 년 CRISPR / Cas9 유전자 가위의 발견을 발표 한 직후, 여러 연구 그룹은이 도구를 사용하여 생쥐와 인간의 세포에서 게놈을 수정하여 폭발적인 발전을 이룰 수 있음을 입증했습니다. 이전에는 세포, 식물 또는 유기체의 유전자를 변경하는 데 시간이 많이 걸리고 때로는 불가능했습니다. 유전자 가위를 사용하여 연구자들은 원칙적으로 원하는 게놈을 잘라낼 수 있습니다. 그 후 DNA 복구를 위해 세포의 자연 시스템을 활용하여 생명 코드를 다시 작성하는 것이 쉽습니다. 이 유전자 도구는 사용하기 매우 쉽기 때문에 현재 기초 연구에서 널리 사용되고 있습니다. 질병 진행과 같이 다양한 유전자가 기능하고 상호 작용하는 방식을 이해하기 위해 세포 및 실험실 동물의 DNA를 변경하는 데 사용됩니다. 유전자 가위는 또한 식물 육종의 표준 도구가되었습니다. 이전에 연구자들이 식물 게놈을 수정하기 위해 사용한 방법은 종종 항생제 내성 유전자를 추가해야했습니다. 작물을 심었을 때이 항생제 내성이 주변 미생물로 퍼질 위험이있었습니다. 유전자 가위 덕분에 연구원들은 이제 게놈을 매우 정밀하게 변경할 수 있으므로 더 이상 이러한 오래된 방법을 사용할 필요가 없습니다. 무엇보다도 그들은 쌀이 토양에서 중금속을 흡수하도록 만드는 유전자를 편집하여 카드뮴과 비소 수준이 낮은 쌀 품종을 개선했습니다. 연구원들은 또한 더 따뜻한 기후에서 가뭄에 더 잘 견디고 살충제를 사용하여 처리해야하는 곤충과 해충에 저항하는 작물을 개발했습니다.
유전병 치료 희망
의학 분야에서 유전자 가위는 암에 대한 새로운 면역 요법에 기여하고 있으며 유전 질환을 치료하는 꿈을 이루기위한 시도가 진행 중입니다. 연구원들은 이미 CRISPR / Cas9를 사용하여 겸상 적혈구 빈혈 및 베타 지중해 빈혈과 같은 혈액 질환 및 유전성 안구 질환을 치료할 수 있는지 여부를 조사하기 위해 임상 시험을 수행하고 있습니다. 그들은 또한 뇌와 근육과 같은 큰 기관의 유전자를 복구하는 방법을 개발하고 있습니다. 동물 실험에 따르면 특별히 고안된 바이러스는 유전 적 가위를 원하는 세포에 전달하여 근이영양증, 척추 근 위축 및 헌팅턴병과 같은 치명적인 유전병 모델을 치료할 수 있음을 보여주었습니다. 그러나이 기술은 인간에게 테스트되기 전에 추가 개선이 필요합니다.
유전자 가위의 힘에는 규제가 필요합니다
모든 이점과 함께 유전자 가위도 오용 될 수 있습니다. 예를 들어,이 도구는 유전자 변형 배아를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 수년 동안 유전 공학의 적용을 통제하는 법과 규정이 있었는데, 여기에는 변화가 유전 될 수있는 방식으로 인간 게놈을 수정하는 것에 대한 금지가 포함됩니다. 또한 인간과 동물이 관련된 실험은 수행하기 전에 항상 윤리위원회의 검토와 승인을 받아야합니다. 한 가지는 확실합니다.이 유전자 가위는 우리 모두에게 영향을 미칩니다. 우리는 새로운 윤리적 문제에 직면하게 될 것이지만이 새로운 도구는 현재 인류가 직면 한 많은 문제를 해결하는 데 기여할 수 있습니다. 그들의 발견을 통해 Emmanuelle Charpentier와 Jennifer Doudna는 생명 과학을 새로운 시대로 끌어들이는 화학 도구를 개발했습니다. 그들은 우리가 상상할 수없는 잠재력의 광대 한 지평을 바라 보게 만들었고, 그 길을 따라 – 우리가이 새로운 땅을 탐험 할 때 – 우리는 새롭고 예상치 못한 발견을 보장합니다.
더 탐색 2020 년 노벨 화학상을 발표하는 패널 추가 정보 : www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/summary/ 과학적 배경 : www.nobelprize.org/uploads/202… emistryprize2020.pdf
https://phys.org/news/2020-10-nobel-prize-chemistry-awarded-charpentier.html
ㅡ이러한 반복 된 시퀀스 배열을 CRISPR로 약칭하는 클러스터 된 규칙적인 간격의 짧은 회문 반복이라고합니다. 흥미로운 점은 CRISPR의 고유하고 반복되지 않는 시퀀스가 다양한 바이러스의 유전 코드와 일치하는 것처럼 보이므로 현재 생각하고있는 것은 이것이 바이러스로부터 박테리아와 고세균을 보호하는 고대 면역 체계의 일부라는 것입니다. 가설은 박테리아가 바이러스 감염에서 살아남는 데 성공하면 바이러스의 유전 코드 일부를 감염의 기억으로 게놈에 추가한다는 것입니다. 이 모든 것이 어떻게 작동하는지 아직 아무도 모른다고 그녀의 동료는 말합니다. 그러나 의심은 박테리아가 바이러스를 중화시키기 위해 사용하는 메커니즘이 Doudna가 연구 한 것과 유사하다는 것입니다 : RNA 간섭.
ㅡ그들의 의심은 CRISPR-RNA가 바이러스의 DNA를 식별하는 데 필요하고 Cas9가 DNA 분자를 절단하는 가위라는 것입니다. 그러나 시험관에서 이것을 테스트하면 아무 일도 일어나지 않습니다. DNA 분자는 그대로 유지됩니다. 왜? 실험 조건에 문제가 있습니까? 아니면 Cas9에 완전히 다른 기능이 있습니까? 많은 브레인 스토밍과 수많은 실패한 실험 끝에 연구자들은 마침내 tracrRNA를 테스트에 추가했습니다. 이전에 그들은 tracrRNA가 CRISPR-RNA가 활성 형태로 절단 될 때만 필요하다고 믿었지만 Cas9가 tracrRNA에 접근 할 수있게되면 모든 사람이 실제로 기다리고 있던 일이 발생했습니다. DNA 분자는 두 부분으로 절단되었습니다. 진화론 적 솔루션은 종종 연구자들을 놀라게했지만 이것은 놀라운 일이었습니다. 연쇄상 구균이 바이러스로부터 보호하기 위해 개발 한 무기는 간단하고 효과적이며 심지어 훌륭합니다. 유전자 가위의 역사는 여기서 멈출 수있었습니다. Charpentier와 Doudna는 인류에게 큰 고통을주는 박테리아의 근본적인 메커니즘을 발견했습니다. 그 발견은 그 자체로 놀라웠지만 기회는 준비된 마음을 선호합니다.
ㅡ유전자 가위 덕분에 연구원들은 이제 게놈을 매우 정밀하게 변경할 수 있으므로 더 이상 이러한 오래된 방법을 사용할 필요가 없습니다. 무엇보다도 그들은 쌀이 토양에서 중금속을 흡수하도록 만드는 유전자를 편집하여 카드뮴과 비소 수준이 낮은 쌀 품종을 개선했습니다. 연구원들은 또한 더 따뜻한 기후에서 가뭄에 더 잘 견디고 살충제를 사용하여 처리해야하는 곤충과 해충에 저항하는 작물을 개발했습니다.
ㅡ메모201008
수숫께기를 푸는 것은 과학적 도전과 호기심에서 비롯된다. 고대로 부터 유래된 박테리아의 DNA을 드려다보면 다른 다양한 박테리아의 유전자와 유사한듯 반복적인 코드가 있는데 박테리아가 바이러스를 중화하기위해 면역체계를 DNA에 누적한 것으로 보여지며, 이전에 그들은 tracrRNA가 CRISPR-RNA가 활성 형태로 절단 될 때만 필요하다고 믿었지만 Cas9가 tracrRNA에 접근 할 수있게되면 모든 사람이 실제로 기다리고 있던 일이 발생했다. DNA 분자는 두 부분으로 절단되었다.
획기적인 실험
연구원들은 유전자 가위를 단순화하기로 결정했습니다. tracr-RNA와 CRISPR-RNA에 대한 새로운 지식을 사용하여 두 가지를 단일 분자로 융합하는 방법을 알아 냈다. 이 단순화 된 유전자 가위 변형을 사용하여 획기적인 실험을 수행한다. 그들은이 유전자 도구를 제어하여 연구원이 결정한 위치에서 DNA를 절단 할 수 있는지 조사한다. 그들은 냉동고에 있는 유전자를 가져 와서 유전자가 절단되어야하는 5 개의 다른 장소를 선택한다. 그런 다음 가위의 CRISPR 부분을 변경하여 코드가 절단 될 코드와 일치하도록한다. 그 결과는 압도적이었다. DNA 분자는 정확히 올바른 위치에서 절단되었다.
나에게도 오래된 숙제가 있다. 고전적인 마방진(magic square)의 순서수를 단위마방진인 original magicsquare(oms)로 어떻게 연결하느냐 하는 문제이다. 이는 분자들을 연결한 유전자의 목록과 유사하다. 왜 반복적으로 이여진 것인지를 알아내는 일이다. 아직도 그 숙제는 풀지 못했지만 magic square을 어떻게 절단하고 편집되어야 하는지는 잘 알게 되었다.
보기1. 이것이 1987 구조체 해법이다.
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보기1.은 18방진을 구조체 해법으로 풀어서 절대값 zero sum을 이룬 모습의 9ss(soma structure)이다. 우선, 임의적인 선택의 9 ss는 무수히 만들어지고, 단지 보기1.에서만 2^42=4조3980억4651만1104개의 초순간적 수배열 변형군을 얻을 수 있다. 이는 미세 물질구조의 매카니즘에 적합하게 대응한 마방진의 시공간적으로 완벽한
변환유추 해석이며 균형조화의 극치이다.
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1987년 중순에 서울 남산 국립도서관에서 노트를 펴며 발견된 구조해법은 짝수 마방진을 푸는 일반해법이다. 그 단위는 2의 제곱을 6종류(ABCDEF)로 조합되어 전체적으로 절대값을 zero 상태로 만들어낸 것이다. 그것은 생명의 DNA의 길이를 만들어내는 것과 유사하다. 그러나 DNA의 조각들이 분자이듯 그 분자들이 어떻게 순서적으로 연결된 고리를 가졌는지 1987 구조체 해법으로 알지는 못했다. 하지만 oms로 지칭된 단위방진을 찾아낸 결과로 그 단위가 축적된 방식에 따라 순서수가 정해졌던 것으로 추측되었고 이는 마방진을 역으로 분해하는 절단기능까지 마방진의 추적자 나는 알아냈다.
5을 기준으로 절대값을 정한 것으로 그종류는 0, 1,2 이다.
ㅡThese repeated sequence arrangements are referred to as clustered regularly spaced short palindromic repetitions abbreviated as CRISPR. What's interesting is that CRISPR's unique, non-repeating sequence appears to match the genetic code of various viruses, so what I'm thinking about now is that this is part of an ancient immune system that protects bacteria and archaea from viruses. The hypothesis is that if the bacteria succeeds in surviving a viral infection, it adds part of the virus's genetic code to the genome as a memory of the infection. No one yet knows how this all works, her colleague says. However, the doubt is that the mechanisms that bacteria use to neutralize viruses are similar to what Doudna studied: RNA interference.
Their suspicion is that CRISPR-RNA is needed to identify viral DNA and Cas9 is the scissors that cut DNA molecules. But when I test this in a test tube, nothing happens. The DNA molecule remains intact. Why? Are there any problems with the experimental conditions? Or is there a completely different feature in Cas9? After much brainstorming and countless unsuccessful experiments, researchers finally added tracrRNA to the test. Previously, they believed that tracrRNA was only needed when the CRISPR-RNA was cleaved into its active form, but when Cas9 became accessible to the tracrRNA, what everyone was really waiting for happened. The DNA molecule was cut into two parts. Evolutionary solutions often surprised researchers, but this was surprising. The weapon that streptococcus developed to protect against viruses is simple, effective and even great. The history of genetic scissors could have stopped here. Charpentier and Doudna discovered the underlying mechanisms of bacteria that cause great pain for humanity. The discovery was amazing in itself, but the opportunity favors a prepared mind.
Thanks to the genetic scissors, researchers can now modify the genome very precisely, so they no longer need to use these old methods. Above all, they improved rice varieties with low cadmium and arsenic levels by editing the genes that make rice absorb heavy metals from the soil. Researchers have also developed crops that are more resistant to drought in warmer climates and resistant to insects and pests that must be treated using pesticides.
ㅡNote 201008
Solving the riddle stems from scientific challenge and curiosity. Looking at the DNA of bacteria derived from ancient times, there is a repetitive code that is similar to the genes of other various bacteria. It seems that the bacteria accumulate the immune system in DNA to neutralize the virus. Previously, they found that tracrRNA was CRISPR-RNA. Was believed to be needed only when it was cleaved into an active form, but when Cas9 became accessible to the tracrRNA, what everyone was really waiting for happened. The DNA molecule was cut into two parts.
Groundbreaking experiment
The researchers decided to simplify the genetic scissors. Using new knowledge of tracr-RNA and CRISPR-RNA, we figured out how to fuse the two into a single molecule. Perform groundbreaking experiments using this simplified genetic scissors variant. They control this genetic tool to investigate if it can cut DNA at the location determined by the researcher. They take the gene from the freezer and choose 5 different places where the gene should be cut. Then change the CRISPR part of the scissors so that the cord matches the one to be cut. The results were overwhelming. The DNA molecule was cut in exactly the right place.
I also have an old homework. It is a question of how to connect the order number of the classical magic square to the original magic square (oms). This is similar to a list of genes that linked molecules together. It's about finding out why it's been repeated repeatedly. I still haven't solved the homework, but I know how to cut and edit the magic square.
Example 1. This is the 1987 structure solution.
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Example 1. is 9ss (soma structure), which is the absolute value of zero sum by solving 18 dustproofing with a structure solution. First of all, 9 ss of random selection are made innumerable, and only in example 1, 2^42=4,398 billion 4651,1104 ultra-instantaneous sequence variants can be obtained. This is the spatio-temporal perfection of the magical dust that suits the mechanism of the fine material structure.
It is an interpretation of transformation analogy and is the extreme of balance.
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The rescue solution discovered while opening a notebook in the Namsan National Library in Seoul in mid-1987 is a general solution for solving even-numbered magic squares. The unit is the power of 2 is combined into 6 types (ABCDEF) to make the whole absolute value zero. It is similar to making the length of life's DNA. However, the 1987 structure solution did not know how the molecules have rings connected in sequence, just as the pieces of DNA are molecules. However, as a result of finding the unit vibration, referred to as oms, it was assumed that the order number was determined according to the method in which the unit was accumulated, and this was the tracer of magical vibration, even the cutting function that reversely disassembled the magical vibration.
The absolute value is determined based on 5, and the types are 0, 1,2.
.New 3-D model could explain the formation of a hexagon storm on Saturn
새로운 3D 모델은 토성에서 육각형 폭풍의 형성을 설명 할 수 있습니다
로 하버드 대학 눈부신 얼음 고리 시스템으로 토성은 고대부터 매혹의 대상이었습니다. 지금도 태양에서 여섯 번째 행성은 많은 수수께끼를 가지고 있습니다. 부분적으로는 멀리 떨어져 있기 때문에 직접적인 관찰이 어렵고 부분적으로는이 거대한 가스 거인 (우리 행성 크기의 몇 배)이 조성과 대기, 주로 수소와 헬륨을 가지고 있기 때문에 지구와는 다릅니다. 그것에 대해 더 많이 배우면 태양계 자체의 생성에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
토성의 신비 중 하나는 북극 에서 육각형 모양의 거대한 폭풍 과 관련이 있습니다. 6면 소용돌이는 1980 년대 American Voyager 프로그램에 의해 발견되고 2006 년 미국-유럽 카시니 -Huygens 임무에 의해 발견 된 이래 행성 과학자들을 매료 시킨 대기 현상 입니다 . 폭풍의 지름은 약 20,000 마일이며 시속 300 마일까지 불어 오는 바람의 띠와 접해 있습니다. 이와 같은 허리케인은 다른 알려진 행성이나 달에는 존재하지 않습니다. 이 놀라운 일의 비밀을 밝히기 위해 일하고있는 많은 과학자들 중 행성 간 폭풍 추격 자들 중 두 명은 Harvard 지구 부서의 Bloxham 연구실에서 일하는 제레미 블록 삼 (Mallinckrodt 지구 물리학 교수)과 연구원 Rakesh K. Yadav입니다. 행성 과학. 최근 PNAS 에 발표 된 논문에서 연구자들은 소용돌이가 어떻게 생겨 났는지에 대해 머리를 감싸기 시작했습니다. "우리는 지구상에서 폭풍을 정기적으로 봅니다. 폭풍은 항상 나선형이고 때로는 원형이지만 육각형 세그먼트 나 모서리가있는 다각형이있는 것은 아닙니다."라고 Yadav는 말했습니다. "그것은 정말 놀랍고 완전히 예상치 못한 일입니다. [토성에 대한 질문은] 어떻게 그렇게 큰 시스템이 형성되었고 어떻게 그렇게 큰 시스템이이 큰 행성에서 변하지 않을 수 있는가?"
https://youtu.be/DB08Hhldg5s
토성의 대기에 대한 3D 시뮬레이션 모델을 생성함으로써 Yadev와 Bloxham은 그들이 답을 찾기 시작했다고 믿습니다. 그들의 논문에서 과학자들은 부 자연스럽게 보이는 허리케인은 토성 깊숙한 곳의 대기가 행성의 북극 근처에서 동쪽으로 불어 오는 더 큰 수평 제트 기류를 둘러싸는 크고 작은 소용돌이 (일명 사이클론)를 생성 할 때 발생한다고 말합니다. 그 안에. 작은 폭풍은 더 큰 시스템과 상호 작용하여 결과적으로 동쪽 제트기를 효과적으로 집어 넣고 행성 꼭대기에 가두어 둡니다. 꼬집는 과정은 스트림을 육각형으로 왜곡합니다. 연구의 주 저자 인 Yadav는 "이 제트기는 지구를 돌고 돌아 다니며이 지역화 된 [작은] 폭풍과 공존해야한다"고 말했다. 다음과 같이 생각해보십시오. "고무 밴드가 있고 그 주위에 여러 개의 작은 고무 밴드를 배치 한 다음 바깥 쪽에서 전체를 짜 내면됩니다. 그 중앙 고리는 몇 인치 압축되어 일부를 형성합니다. 일정한 수의 모서리를 가진 이상한 모양입니다. 그것은 기본적으로 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 물리학입니다. 우리는 이러한 작은 폭풍을 가지고 있으며 기본적으로 극지방에서 더 큰 폭풍을 꼬집고 있으며 공존해야하기 때문에 어떻게 든 공간을 찾아야합니다. 기본적으로 각 시스템을 수용합니다. 그렇게함으로써 결국 다각형 모양이됩니다. " 연구자들이 만든 모델은 폭풍이 토성의 구름 꼭대기 아래 수천 킬로미터 깊이에 있음을 시사합니다. 시뮬레이션은 행성의 외층을 모방하고 반경의 약 10 % 만 차지합니다. 과학자들이 한 달 동안 진행 한 실험에서 컴퓨터 시뮬레이션은 유체 나 가스의 이동에 의해 한 곳에서 다른 곳으로 열이 전달 될 때 발생하는 심열 대류라는 현상이 예기치 않게 큰 극지방을 생성하는 대기 흐름을 일으킬 수 있음을 보여주었습니다. 저기압과 높은 위도의 동쪽 제트 패턴. 이러한 혼합이 정상에있을 때 예상치 못한 모양을 형성하고 폭풍이 행성 내부 깊숙이 형성되기 때문에 과학자들은 육각형을 격렬하게 만들고 끈질 기게 만든다고 말했습니다. 대류는 지구에 토네이도와 허리케인을 일으키는 동일한 힘입니다. 물을 끓이는 것과 비슷합니다. 바닥의 열이 더 차가운 표면으로 옮겨져 상단에 거품이 생깁니다. 이것은 가스 거인으로서 지구와 같은 단단한 표면을 가지고 있지 않은 토성에 많은 폭풍을 일으키는 것으로 믿어집니다. 연구진은 6 월 논문에 "토성의 육각형 흐름 패턴은 격렬한 자기 조직화의 놀라운 예"라고 썼다. "우리 모델은 토성에서 관찰 된 것과 유사한 교차 구역 제트, 극 저기압, 육각형 모양의 다각형 구조를 동시에 일관되게 생성합니다."
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2020/5f7d77f8c38c0.mp4
토성의 작은 폭풍은 더 큰 시스템과 상호 작용하여 결과적으로 동부 제트기를 효과적으로 꼬집어 행성 꼭대기에 가두어 둡니다. 꼬집는 과정은 스트림을 육각형으로 왜곡합니다. 크레딧 : Jeremy Bloxham 및 Rakesh K. Yadav
그러나 모델이 생산하지 못한 것은 육각형이었습니다. 대신 연구원들이 본 모양은 토성의 폭풍보다 빠르게 움직이는 9면 다각형이었습니다. 그럼에도 불구하고 그 모양은 장엄한 모양이 어떻게 형성되고 왜 거의 40 년 동안 상대적으로 변하지 않았는 지에 대한 전체 논문의 개념 증명 역할을합니다. 토성의 육각형 폭풍에 대한 관심은 1988 년으로 거슬러 올라갑니다. 천문학 자 David A. Godfrey는 보이저 우주선의 1980 년과 1981 년의 토성이 통과하고 발견을보고 한 플라이 바이 데이터를 분석했습니다. 수십 년 후인 2004 년부터 2017 년까지 NASA의 카시니 우주선은 행성으로 뛰어 들기 전에 가장 명확하고 잘 알려진 변칙 이미지를 캡처했습니다. 행성이 태양을 공전하는 데 30 년이 걸리기 때문에 폭풍에 대해 상대적으로 거의 알려진 바가 없습니다. 예를 들어 Cassini는 폭풍이 2004 년에 처음 도착했을 때만 열 화상을 찍었습니다. 태양이 토성의 북극에 비치더라도 구름은 너무 두꺼워서 빛이 행성 깊숙이 침투하지 못합니다. 그럼에도 불구하고 폭풍이 어떻게 형성되었는지에 대한 많은 가설이 존재합니다. 대부분의 생각은 두 학파에 초점을 맞추고 있습니다. 하나는 육각형이 얕고 깊이가 수백 킬로미터에 불과하다고 제안합니다. 다른 하나는 구역 제트기가 수천 킬로미터 깊이라는 것을 암시합니다. Yadev와 Bloxham의 연구 결과는 후자의 이론을 기반으로하지만, 토성의 대기 데이터를 더 많이 포함하고 모델을 더욱 세분화하여 폭풍과 함께 일어나는 일에 대한보다 정확한 그림을 만들어야합니다. 전반적으로 듀오는 그들의 발견이 일반적으로 토성 활동의 초상화를 그리는 데 도움이 될 수 있기를 바랍니다. "과학적인 관점에서 볼 때 대기는 행성이 얼마나 빨리 냉각되는지를 결정하는 데 정말 중요합니다. 표면에서 보는이 모든 것들은 기본적으로 행성이 냉각되는 현상이고 냉각되는 행성은 우리에게 많은 것을 알려줍니다. 행성 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는가 "라고 Yadav가 말했습니다. "과학적인 동기는 기본적으로 토성이 어떻게 생겨 났고 시간이 지남에 따라 어떻게 진화하는지 이해하는 것입니다."
더 탐색 교대 흐름과 높은 위도의 동쪽 제트가 토성의 극 육각형을 설명한다고 연구원들은보고했다 추가 정보 : Rakesh K. Yadav 외, 깊은 회전 대류는 토성에 극 육각형을 생성합니다, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI : 10.1073 / pnas.2000317117 저널 정보 : Proceedings of the National Academy of Sciences Harvard University 제공
https://phys.org/news/2020-10-d-formation-hexagon-storm-saturn.html
.음, 꼬리가 보인다
.Measurement of Planetary Boundary Layer Winds with Scanning Doppler Lidar
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
.Senescent tumor cells building three-dimensional tumor clusters
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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