.Most 'silent' genetic mutations are harmful, not neutral, a finding with broad implications
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.Most 'silent' genetic mutations are harmful, not neutral, a finding with broad implications
대부분의 '조용한' 유전자 돌연변이는 중립적이지 않고 유해하며 광범위한 의미를 지닌 발견
미시간 대학교 크레딧: Unsplash/CC0 공개 도메인 JUNE 8, 2022
1960년대 초, 미시간 대학의 동문인 마샬 니렌버그(Marshall Nirenberg)와 몇몇 다른 과학자들은 DNA 분자의 정보가 살아있는 세포의 작동 부분인 단백질로 번역되는 규칙을 결정하면서 생명의 유전 암호를 해독했습니다. 그들은 단백질을 구성하는 20 개의 아미노산 각각을 지정하는 코돈으로 알려진 DNA 서열에서 세 글자 단위를 확인했으며, Nirenberg는 이 연구로 나중에 다른 두 사람과 노벨상을 받았습니다. 때때로 점 돌연변이로 알려진 유전자 코드 의 한 글자 철자 오류가 발생합니다.
-생성된 단백질 서열을 변경하는 점 돌연변이를 비동의 돌연변이라고 하며, 단백질 서열을 변경하지 않는 돌연변이를 침묵 또는 동의 돌연변이라고 합니다. 단백질 코딩 DNA 서열에서 점 돌연변이 의 1/4에서 1/3 은 동의어입니다. 유전 암호가 해독된 이후로 이러한 돌연변이는 일반적으로 중립적이거나 거의 그렇게 여겨져 왔습니다. 그러나 실험실에서 효모 세포의 유전자 조작과 관련된 네이처( Nature ) 저널에 6월 8일 온라인으로 게재될 예정인 연구에서 미시간 대학(University of Michigan) 생물학자들은 대부분의 동의어 돌연변이가 매우 해롭다는 것을 보여줍니다.
연구 저자에 따르면 대부분의 동의어 돌연변이의 강력한 비중립성은 다른 유전자 및 다른 유기체에서 사실로 밝혀지면 인간 질병 메커니즘, 개체군 및 보존 생물학 , 진화 생물학 연구에 중요한 영향을 미칠 것 입니다. 연구 선임 저자인 Jianzhi "George" Zhang, Marshall W. Nirenberg 대학 교수는 "1960년대에 유전자 코드가 해결된 이후 동의어 돌연변이는 일반적으로 양성이라고 생각했습니다. 이제 우리는 이 믿음이 거짓임을 보여줍니다."라고 말했습니다.
UM 생태 및 진화 생물학과. "많은 생물학적 결론이 동의어 돌연변이가 중립적이라는 가정에 의존하기 때문에 무효화는 광범위한 의미를 갖습니다. 예를 들어 동의어 돌연변이는 질병을 유발하는 돌연변이 연구에서 일반적으로 무시되지만 과소 평가되고 일반적인 메커니즘일 수 있습니다." 지난 10년 동안 일화적인 증거에 따르면 일부 동의어 돌연변이는 중립적이지 않습니다. Zhang과 그의 동료들은 그러한 경우가 예외인지 규칙인지 알고 싶었습니다. 그들은 유기체의 짧은 생성 시간(약 80분)과 작은 크기로 인해 많은 수의 동의어 돌연변이의 효과를 비교적 빠르고 정확하고 편리하게 측정할 수 있기 때문에 신진 효모(Saccharomyces cerevisiae)에서 이 문제를 해결하기로 결정했습니다.
그들은 CRISPR/Cas9 게놈 편집을 사용하여 8,000개 이상의 돌연변이 효모 균주를 구성했으며, 각각은 연구자가 목표로 하는 21개 유전자 중 하나에 동의어, 비동의어 또는 넌센스 돌연변이를 가지고 있습니다. 그런 다음 그들은 돌연변이가 아닌 균주에 비해 얼마나 빨리 번식하는지 측정하여 각 돌연변이 균주의 "적합성"을 정량화했습니다. 다윈의 적합성은 간단히 말해서 개인이 가진 자손의 수를 나타냅니다. 이 경우, 효모 균주의 번식률을 측정하여 돌연변이가 유익한지, 유해한지 또는 중성인지를 보여주었습니다.
-놀랍게도 연구원들은 동의어 돌연변이의 75.9%가 유의미하게 해로운 반면 1.3%는 유의미하게 유익한 것을 발견했습니다. Zhang의 연구실 대학원생 연구 조교인 연구 주저자인 Xukang Shen은 "중립이 아닌 동의어 돌연변이에 대한 이전의 일화는 빙산의 일각으로 밝혀졌습니다."라고 말했습니다. "우리는 또한 동의어 돌연변이가 적합성에 영향을 미치는 메커니즘을 연구했으며 적어도 한 가지 이유는 동의어 및 비동의어 돌연변이가 유전자 발현 수준을 변경하고 이 발현 효과의 정도가 적합성 효과를 예측한다는 것을 발견했습니다."
Zhang은 연구원들이 일화 보고서에 따르면 일부 동의어 돌연변이가 중립적이지 않은 것으로 판명될 가능성이 있다는 것을 미리 알고 있었다고 말했습니다. "그러나 우리는 그러한 돌연변이가 많다는 사실에 충격을 받았습니다."라고 그는 말했습니다. "우리의 결과는 동의어 돌연변이가 질병을 일으키는 데 있어서 동의어가 아닌 돌연변이만큼 중요하다는 것을 의미하며 병원성 동의어 돌연변이 를 예측하고 식별하기 위한 강화된 노력을 요구합니다 ." UM이 이끄는 팀은 결과가 효모에 국한되는 특별한 이유는 없지만 발견의 일반성을 확인하려면 다양한 유기체에 대한 확인이 필요하다고 말했습니다.
Nature 연구 의 다른 저자는 UM 생태 및 진화 생물학부의 Siliang Song과 Stanford University의 Chuan Li입니다. 추가 탐색 진화는 해로운 돌연변이를 침묵시킨다 추가 정보: Jianzhi Zhang, 대표적인 효모 유전자의 동의 돌연변이는 대부분 강하게 비중립적입니다., Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04823-w . www.nature.com/articles/s41586-022-04823-w 저널 정보: 네이처 미시간 대학교 제공
https://phys.org/news/2022-06-silent-genetic-mutations-neutral-broad.html
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메모 2206091900 나의 사고실험 oms 스토리텔링
DNA의 돌연변이가 유해하다는 점은 불안정한 상태로 부분집합에 속해 있기 때문이다. 무해하려면 샘플b.qoms의 안정성을 가져야 한다. 부분은 무질서하고 불예측적이고 불안정하다. 그 부분은 전체적인 oms안에 존재한다.
부분은 전체가 아니기에 샘플a.oms=(A)의 외부(A')가 존재하고 전체(B)가 있어 우주전체를 B로 볼 때, A는 보통물질 영역이고 여집합A'는 암흑 물질,에너지 영역이다.
같은 비유로, B를 안정적인 DNA로 보면 A는 정상적이고 A'는 비정상적인 돌연변이이다.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample b.quasi oms(standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001
sample b.prime oms(standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
sample c.oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
=bigrip/zerosum, npir+c(dark energy)
sample c.oss
domain(2203080543):
-Surprisingly, the researchers found that 75.9% of synonymous mutations were significantly harmful, while 1.3% were significantly beneficial. "Previous anecdotes of non-neutral synonymous mutations turn out to be just the tip of the iceberg," said research lead author Xukang Shen, Zhang's laboratory graduate student research assistant. "We also studied the mechanisms by which synonymous mutations affect fitness and found that at least one reason is that both synonymous and nonsynonymous mutations alter gene expression levels, and the extent of this expression effect predicts fitness effects."
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memo 2206091900 my thought experiment oms storytelling
Mutations in DNA are harmful because they belong to a subset in an unstable state. To be harmless, it must have the stability of sample b.qoms. The parts are chaotic, unpredictable and unstable. That part exists in the whole oms.
Since the part is not the whole, there exists (A') outside the sample a.oms=(A) and there is a whole (B). So, when the whole universe is viewed as B, A is the area of ordinary matter and the complement A' is dark matter and energy is the area
Similarly, if B is a stable DNA, then A is normal and A' is an abnormal mutation.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample b.quasi oms(standard)
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sample c.oss(standard)
zxdxybzyz
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xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
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xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
=bigrip/zerosum, npir+c(dark energy)
sample c.oss
domain(2203080543):
.Strange radio burst raises new questions
새로운 질문을 제기하는 이상한 라디오 버스트
국립전파 천문대 마그네타라고 하는 초강력 자기장을 가진 중성자별이 전파(빨간색)를 방출한다는 예술가의 개념. 마그네타는 고속 무선 버스트를 생성하는 주요 후보입니다. 크레딧: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF JUNE 8, 2022
천문학자들은 버스트 사이에 약하지만 지속적인 무선 방출의 소형 소스를 사용하여 고도로 활동적이고 반복되는 고속 무선 버스트(FRB)의 두 번째 예만을 발견했습니다. 이 발견은 이 신비한 물체의 본질과 은하계 공간의 본질을 연구하기 위한 도구로서의 유용성에 대해 새로운 질문을 제기합니다. 과학자들은 국립과학재단(National Science Foundation)의 칼 G. 얀스키 VLA(Very Large Array) 및 기타 망원경을 사용하여 2019년에 처음 발견된 물체를 연구했습니다.
FRB 190520이라고 불리는 이 물체는 중국에서 500미터 조리개 구면 전파 망원경(FAST)에 의해 발견되었습니다. 물체의 폭발은 2019년 5월 20일에 발생했으며 그 해 11월 망원경의 데이터에서 발견되었습니다. FAST를 사용한 후속 관찰은 다른 많은 FRB와 달리 자주 반복되는 전파 폭발을 방출하는 것으로 나타났습니다. 2020년 VLA로 관측한 결과 천체의 위치가 정확히 밝혀졌고 하와이의 스바루 망원경으로 가시광선 관측을 통해 지구에서 거의 30억 광년 떨어진 왜소은하의 외곽에 있음을 알 수 있었다.
VLA 관측은 또한 물체가 버스트 사이에 더 약한 전파를 지속적으로 방출한다는 것을 발견했습니다. Caltech의 Casey Law는 "이러한 특성으로 인해 VLA에서도 위치가 결정된 최초의 FRB와 매우 흡사합니다."라고 말했습니다. 그 개발은 FRB의 환경과 거리에 대한 최초의 정보를 제공하는 중요한 돌파구였습니다. 그러나 반복적인 버스트와 버스트 간의 지속적인 무선 방출의 조합으로 인해 밀집된 지역에서 발생하는 FRB 121102라는 2016 개체는 지금까지 알려진 다른 모든 FRB와 구별됩니다. "이제 우리에게는 이와 같은 두 가지가 있으며, 이는 몇 가지 중요한 질문을 제기합니다."라고 Law가 말했습니다.
Law는 네이처( Nature ) 저널에 연구 결과를 보고하는 국제 천문학 팀의 일원입니다 . FRB 190520 및 FRB 121102 및 다른 모든 것의 차이점은 두 가지 다른 종류의 FRB가 있을 수 있다는 이전에 제안된 가능성을 강화합니다. "반복되는 것과 하지 않는 것이 다른가요? 지속적인 전파 방출은 어떻습니까? 그게 흔한 일입니까?" 웨스트 버지니아 대학교(WVU)의 대학원생인 크시티 아가왈(Kshitij Aggarwal)은 말했습니다.
-천문학자들은 FRB를 생성하는 두 가지 다른 메커니즘이 있거나 FRB를 생성하는 물체가 진화의 다른 단계에서 다르게 작용할 수 있다고 제안합니다. FRB 소스의 주요 후보는 무거운 별이 초신성으로 폭발한 후 남은 초밀도 중성자별 또는 마그네타라고 하는 초강력 자기장 을 가진 중성자별 입니다 . FRB 190520의 한 가지 특징은 FRB와 지구 사이의 물질을 연구하기 위한 도구로서의 FRB의 유용성에 의문을 제기합니다.
천문학자들은 종종 그 미미한 물질 자체에 대해 배우기 위해 먼 물체에서 방출되는 전파에 대한 간섭 물질의 영향을 분석합니다. 이러한 효과 중 하나는 전파가 자유 전자 를 포함하는 공간을 통과할 때 발생합니다 . 이 경우 고주파수가 저주파보다 더 빨리 이동합니다. 분산이라고 하는 이 효과는 물체와 지구 사이의 공간에 있는 전자 밀도를 결정하기 위해 측정될 수 있으며, 전자 밀도가 알려져 있거나 가정된 경우 물체까지의 거리에 대한 대략적인 추정치를 제공할 수 있습니다. 이 효과는 종종 펄서까지의 거리를 추정하는 데 사용됩니다. FRB 190520에서는 작동하지 않았습니다. 우주 팽창으로 인한 은하 빛의 도플러 이동을 기반으로 한 거리의 독립적인 측정은 은하를 지구에서 거의 30억 광년 떨어진 곳에 위치시켰습니다.
그러나 버스트의 신호는 일반적으로 대략 80억에서 95억 광년의 거리를 나타내는 정도의 분산을 보여줍니다. Aggarwal은 "이는 FRB 근처에 은하계 사이의 가스를 측정하기 위해 FRB를 사용하려는 시도를 혼동시킬 수 있는 물질이 많다는 것을 의미합니다"라고 말했습니다. "다른 사람들의 경우라면 FRB를 우주의 척도로 사용할 수 없습니다."라고 그는 덧붙였습니다. 천문학자 들은 FRB 190520 이 중성자별 뒤에 남겨진 초신성 폭발에 의해 방출된 조밀한 물질로 둘러싸여 있는 "신생아"일 수 있다고 추측했습니다. 그 물질이 결국 소멸됨에 따라 버스트 신호의 분산도 감소합니다. "신생아" 시나리오에서 반복적인 파열은 젊은 FRB의 특징일 수 있으며 나이가 들면서 줄어들 수 있다고 그들은 말했습니다. WVU의 Sarah Burke-Spolaor는 "FRB 분야는 현재 매우 빠르게 움직이고 있으며 새로운 발견이 매달 나오고 있습니다. 그러나 여전히 큰 질문이 남아 있으며 이 물체는 이러한 질문에 대한 도전적인 단서를 제공합니다"라고 말했습니다.
추가 탐색 영구 무선 소스 QRS121102 자세히 조사 추가 정보: Di Li, 지속적인 무선 소스와 관련된 반복되는 고속 무선 버스트, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04755-5 . www.nature.com/articles/s41586-022-04755-5 저널 정보: 네이처 국립전파천문대 제공
https://phys.org/news/2022-06-strange-radio.html
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