.'Already a year' since launch... James Webb's observations of the early universe
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.'Already a year' since launch... James Webb's observations of the early universe
발사된 지 '벌써 일 년'…제임스 웹이 관찰한 초기 우주의 모습은
2023-01-14 08:40 제임스 웹 우주망원경으로 촬영한 NGC 346. 사진=미 항공우주국(NASA) <제임스 웹 우주망원경으로 촬영한 NGC 346. 사진=미 항공우주국(NASA)>
미 항공우주국(NASA, 이하 나사)제임스 웹 우주망원경(JWST, 이하 웹)이 촬영한 성단 NGC 346의 이미지를 공개했다. 초기 우주와 비슷한 별과 행성 형성의 실마리를 제공할 것으로 기대되는 천체다. 나사는 11일(현지시간) 불과 20광년 떨어진 소마젤란 은하 속 성단 NGC 346을 웹으로 포착한 이미지를 공개했다. 소마젤란 은하는 지구 남반구에서도 육안으로 보이는 우리 은하의 위성 은하다. 대마젤란 은하에 비해서는 작지만 전체 질량은 태양 질량의 70억 배에 달한다.
특히 이 안에서 웹이 촬영한 NGC 346은 가장 가까운 성단 중에서 수소와 헬륨보다 무거운 중원소(금속성)의 농도가 상대적으로 낮아 과학자들이 주된 연구 대상이 된다. 금속성 원소의 비중이 낮다는 것은 빅뱅이 일어나고 불과 20~30억년 지난 초기 우주를 가리키는 ‘우주의 정오’와 비슷한 형태라는 뜻한다. 별들이 가장 활발하게 생성된 시기다.
허블 우주망원경이 가시광선으로, 제임스 웹 우주망원경이 적외선으로 촬영한 NGC 346. 사진=NASA, ESA, CSA, STScI, A. Pagan (STScI), A. James (STScI) <허블 우주망원경이 가시광선으로, 제임스 웹 우주망원경이 적외선으로 촬영한 NGC 346. 사진=NASA, ESA, CSA, STScI, A. Pagan (STScI), A. James (STScI) > NGC 346 내부에 있는 원시성(protostar)을 관찰하고 우리 은하의 별들과 비교하면 별의 형성과정을 알 수 있을 것으로 기대된다. 과거 스피처 우주망원경으로 관찰했을 때에는 태양의 5~8배 질량을 가진 거대한 원시성들만 관측할 수 있었는데, 웹의 근적외선 카메라(NIRCam)는 태양 10분의 1밖에 되지 않는 질량의 원시성들까지 포착해냈다.
사진=미 항공우주국(NASA) <사진=미 항공우주국(NASA)>
과학자들은 초기 우주의 낮은 금속성 환경이 행성을 만들 정도로 충분한 먼지구름을 공급하기 어려울 것이라고 봤다. 그러나 이번 웹이 작은 원시성까지 관찰해내면서 가능성을 찾아냈다. 웹 이미지에는 주변 분자 구름으로부터 리본처럼 보이는 가스와 먼지가 모이는 모습이 보인다. 이 가스와 먼지들은 강착원반에 모여 중심에 있는 원시성에 공급된다. 원시성 주변의 강착원반에서 과거 가스가 발견된 적은 있지만 먼지가 발견된 것은 이번이 최초다.
귀도 드마르키 유럽우주국(ESA) 연구원은 “우리는 별(항성)뿐만 아니라 잠재적으로 행성의 구성 요소를 보고 있다”며 “암석 행성들이 우리의 생각보다 더 일찍부터 만들어졌을 가능성이 있다”고 전했다. 영국 천문학기술센터(UK ATC) 소속 올리비아 존스 박사는 “다른 은하에서 낮은 질량과 높은 질량의 별 모두의 완전한 생성 과정을 살펴볼 수 있는 것은 이번이 처음”이라며 “우리는 별의 완전한 생성 순서를 볼 수 있게 됐다”고 말했다.
한편, 제임스 웹 우주망원경은 지난 2021년 12월 25일(현지시간) 아리안 5호 로켓에 실려 발사됐다. 한 달간 지구와 달 거리의 4배에 이르는 약 150만km를 날아 목표로 했던 라그랑주2(L2, 지구와 태양간 중력이 없어지는 지점) 지점에 무사히 도착했다. 이어 조정을 마치고 2022년 7월 첫 이미지를 공개했다. 전자신문인터넷 서희원 기자
https://www.etnews.com/20230114000001?mc=ns_005_00003
.The mechanism of cosmic magnetic fields explored in the laboratory
실험실에서 탐구하는 우주 자기장의 메커니즘
미국 에너지부 자체 생성 Weibel 자기장의 실험 설정 및 대표적인 스냅샷. ( A ) 실험 레이아웃의 스케치. ( B ) 플라즈마의 필드에 의한 전자 빔 편향의 영화에서 대표 프레임. 첫 번째 프레임은 레이저가 없는 e-빔 프로파일을 보여 줍니다. 다음 프레임은 플라즈마에서 자체 생성 필드의 진화를 보여줍니다. 0ps 프레임의 노란색 점선 타원 은 CO 2 의 추정된 10 14 W/cm 2 (이온화 임계값) 강도 윤곽선을 나타냅니다.레이저. 3.3ps 및 116.7ps 프레임에 흰색 점선이 추가되어 선택한 밀도 스트립의 방향을 강조 표시합니다. 36.7ps 프레임에서 흰색 화살표는 유효 대상 평면을 플라즈마에 더 가깝게 이동시키는 프로브 전자의 궤적 교차로 인해 발생하는 구조를 표시합니다. 모든 이미지는 PMQ 유도 기울기를 수정하고 타원형 플라즈마의 긴 치수를 레이저 전파 방향과 평행하게 하기 위해 시계 반대 방향으로 12° 회전했습니다. 크레딧: 미국 국립 과학 아카데미 회보 (2023). DOI: 10.1073/pnas.221171311. JANUARY 17, 2023
-플라즈마는 너무 뜨거워서 전자와 원자가 분리되어 있는 물질입니다. 전자는 자유롭게 떠다니고 원자는 이온이 됩니다. 이것은 거의 모든 눈에 보이는 우주를 구성하는 이온화된 가스(플라즈마)를 생성합니다. 최근 연구에 따르면 자기장은 플라즈마에서 자발적으로 나타날 수 있습니다. 이는 플라즈마에 온도 이방성(서로 다른 공간 방향에 따라 다른 온도)이 있는 경우 발생할 수 있습니다.
-이 메커니즘은 Weibel 불안정성 으로 알려져 있습니다 . 이것은 플라즈마 이론가인 Eric Weibel이 60여 년 전에 예측했지만 이제서야 실험실에서 명확하게 관찰되었습니다. 현재 국립 과학 아카데미 회보에 발표된 새로운 연구에서는 이 프로세스가 온도 이방성에 저장된 에너지의 상당 부분을 자기장 에너지로 변환할 수 있음을 발견했습니다 . 또한 Weibel 불안정성이 우주 전체에 스며드는 자기장의 원인이 될 수 있음을 발견했습니다. 우리가 관측할 수 있는 우주의 물질 은 플라즈마 상태이며 자화되어 있습니다.
-마이크로 가우스 수준(지구 자기장의 약 100만분의 1)의 자기장은 은하계에 스며듭니다. 이러한 자기장은 은하 다이너모(galactic dynamo)로 알려진 은하의 나선형 운동에 의해 약한 종자장에서 증폭되는 것으로 생각됩니다. 시드 자기장이 어떻게 생성되는지는 천체물리학에서 오랜 의문입니다.
전자 탐침의 측정된 뭉침의 진화. 크레딧: 미국 국립 과학 아카데미 회보 (2023). DOI: 10.1073/pnas.221171311
이 새로운 작업은 마이크로가우스 수준의 시드 자기장의 기원에 대한 성가신 문제에 대한 가능한 해결책을 제공합니다. 이 연구는 천체 및 고에너지 밀도 물리학과 관련된 실험실 플라즈마에서 자기장의 초고속 역학을 연구할 수 있는 큰 잠재력을 가진 새로운 플랫폼을 사용했습니다. 60년 전에 처음으로 이론화된 Weibel 불안정성은 온도 이방성에 의해 유발되며 많은 실험실 및 천체 물리학 플라즈마의 자기 자기화를 위한 중요한 메커니즘으로 생각됩니다. 그러나 과학자들은 Weibel 불안정성을 명확하게 입증하는 데 두 가지 문제에 직면했습니다. 첫째, 최근까지 연구원들은 Weibel이 처음 구상한 온도 이방성으로 알려진 플라즈마를 생성할 수 없었습니다. 둘째, 연구자들은 플라즈마에서 이후에 생성되는 자기장의 복잡하고 빠르게 진화하는 토폴로지를 측정할 적절한 기술이 없었습니다. Brookhaven 국립 연구소의 에너지부(DOE) 사용자 시설인 Accelerator Test Facility의 고유한 기능으로 가능해진 이 작업은 연구자들이 알려진 고도의 이방성 전자 속도 분포로 수소 플라즈마를 생성할 수 있는 새로운 실험 플랫폼을 사용했습니다. 매우 짧지만 강렬한 이산화탄소 레이저 펄스를 사용하여 수십조분의 1초의 시간 규모로.
검색된 자기장 구성 요소의 진화. 크레딧: 미국 국립 과학 아카데미 회보 (2023). DOI: 10.1073/pnas.221171311
플라즈마의 후속 열화는 Weibel 불안정성에 의해 구동되는 자기장을 생성하는 플라즈마 전류의 자체 조직화를 통해 발생합니다. 이 필드는 상대론적 전자 를 편향 시켜 플라즈마로부터 특정 거리에 있는 자기장의 이미지를 나타내 기에 충분히 큽니다 . 연구원들은 이러한 자기장을 조사하기 위해 1피코초 상대론적 전자 빔을 사용하여 정교한 시공간 해상도로 이러한 자기장의 진화에 대한 동영상을 얻었습니다.
추가 정보: 열 Weibel 불안정성으로 인한 자체 생성 자기장 매핑, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.221171311 . www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2211713119 저널 정보: Proceedings of the National Academy of Sciences 미국 에너지부 제공
https://phys.org/news/2023-01-mechanism-cosmic-magnetic-fields-explored.html
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메모 2301180720 나의 사고실험 oms 스토리텔링
달의 궤도선을 샘플a.oms 모드로 가정하면 추진체는 x방향일 때 (1,0).power 값을 가진다면 oms.y방향은 (0.1).power를 가진다. 만약 x.band.circle의 추진기 성능이 떨어지면 y.band.circle.(1.0)로 변경하여 새로운 추진기를 만들고 x.band.circle.(0,1)이 된다. 이들이 번갈아가며 추진기의 방향을 바꾸면서 보완적으로 기능을 가질 수도 있다. vix와 vixx의 bar가 추진체의 방향 기능의 핸들 역할을 한다.
추진체는 z.(1,0)방향일 때, + (x=y).band이다. z'(1,0)방향일 때는 - (x=y).band이다.
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.RNA lipid nanoparticle engineering stops liver fibrosis in its tracks, reverses damage
RNA 지질 나노 입자 공학은 간 섬유화를 막고 손상을 되돌립니다
펜실베이니아 대학교 멜리사 파파스 간 섬유증을 치료하기 위해 HSC에 표적화된 siRNA 전달을 위한 리간드 테더 리피도이드 나노입자의 제조 및 적용. 미세 유체 혼합을 통한 AA-T3A-C12/siHSP47 LNP 의 제형. 아니스아미드 테더 리피도이드(AA-T3A-C12), 인지질(DSPC), PEG-지질(C14-PEG) 및 콜레스테롤을 포함하는 에탄올 지질 용액을 미세유체 장치에서 HSP47 siRNA를 포함하는 산성 수용액과 빠르게 혼합하여 제형화한다. AA-T3A-C12/siHSP47 LNP. 비HSP47을 녹다운하고 간 섬유증을 치료하기 위해 활성화된 HSC에 표적화된 AA-T3A-C12/siHSP47 LNP 전달 방식. HSC는 LSEC와 간세포 사이의 영역인 Disse 공간에 위치합니다. 순환에서 PEG를 빠르게 흘리면 LNP는 활성화된 HSC에서 과발현된 시그마 수용체와 강력하게 결합하여 세포 섭취를 중재할 수 있는 다가 아니스아미드 리간드를 표면에 노출시킵니다. b 는 BioRender.com으로 생성되었습니다. 크레딧: 네이처 커뮤니케이션즈 (2023). DOI: 10.1038/s41467-022-35637-z JANUARY 17, 2023
코로나19 백신의 성공 이후 RNA 치료제는 생명공학계의 관심이 높아지고 있다. 이러한 요법은 질병과 감염의 유전적 뿌리를 표적으로 삼기 위해 신체와 함께 작동하며, 전통적인 제약 약물에 대한 유망한 대체 치료 방법입니다. 지질 나노입자(LNP)는 수십 년 동안 약물 전달 에 성공적으로 사용되었습니다 . FDA 승인 치료법은 세포가 새로운 단백질을 만들도록 유도하는 메신저 RNA(mRNA)와 세포가 특정 단백질의 발현을 침묵시키거나 억제하도록 지시하는 작은 간섭 RNA(siRNA)를 전달하는 수단으로 사용합니다. 성공적인 RNA 치료법을 개발하는 데 있어 가장 큰 과제는 표적 전달입니다. 연구는 이제 효과적인 RNA 치료법 없이 많은 질병을 남긴 LNP의 현재 한계에 직면하고 있습니다.
간 섬유증은 간이 반복적으로 손상되고 치유 과정에서 반흔 조직이 축적되어 건강한 간 기능을 방해할 때 발생합니다. 과도한 콜라겐이 풍부한 세포외 기질(ECM)의 축적을 특징으로 하는 만성 질환입니다. 간 섬유증은 활성화된 간 상주 섬유아세포를 표적으로 하는 전달 시스템의 부족으로 인해 RNA 요법을 사용하여 치료하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 고체 섬유아세포 구조와 이들 섬유아세포를 표적으로 하는 특이성 또는 친화력의 부족은 현재 LNP가 활성화된 간 상주 섬유아세포에 진입하는 것을 방해하여 RNA 치료제를 전달할 수 없습니다.
이 문제를 해결하고 이 만성 질환으로 고통받는 수백만 명의 사람들에게 치료를 제공하기 위해 Michael Mitchell, J. Peter 및 Geri Skirkanich 생명공학과 혁신 조교수, 박사후 연구원 Xuexiang Han 및 Ningqiang Gong은 다음과 같은 사실을 발견했습니다. 리간드 연결 LNP를 합성하는 새로운 방법으로 선택성을 높이고 간 섬유아세포를 표적으로 삼을 수 있습니다. Lulu Xue, Margaret Billingsley, Rakan El-Mayta, Sarah J. Shepherd, Mohamad-Gabriel Alameh 및 Drew Weissman, Perelman School of Medicine의 Penn Institute for RNA Innovation 연구소장이자 백신 연구의 Roberts 가족 교수도 이에 기여했습니다.
Nature Communications 에 발표된 그들의 연구 는 LNP의 핵심 구성 요소인 이온화 가능한 지질의 합성에 통합된 소분자 리간드가 간에서 표적화하기 어려운 것으로 악명 높은 활성화된 섬유아세포에 대한 친화성을 생성하는 방법을 보여줍니다. 콜라겐의 축적. 콜라겐 축적은 콜라겐 생합성 및 분비를 유도하는 단백질인 열 충격 단백질 47(HSP47)의 발현 증가를 동반합니다. HSP47의 과발현과 증가된 콜라겐 생합성은 궁극적으로 섬유증으로 진행됩니다. 그들의 LNP가 표적 세포에 도달하고 들어가면 siRNA가 방출되어 HSP47의 발현을 침묵시키고 콜라겐 생성을 억제하며 섬유화를 중단시킵니다. 마우스에서 성공적인 것으로 나타난 이 치료법은 인간의 간 섬유증에 대한 유망한 치료법입니다. 이온화 가능한 지질 합성에 대한 이 새로운 접근법은 다양한 질병을 치료하기 위한 RNA 요법에 대한 더 많은 문을 여는 열쇠입니다.
Mitchell은 "섬유증을 유발하는 간 성상 세포를 표적으로 삼을 수 있을 만큼 LNP를 선택적으로 만들기 위해 성상 세포의 수용체에 대해 높은 친화력을 갖는 분자인 아니사마이드 리간드를 이온화 가능한 지질의 구조에 통합했습니다"라고 말했습니다. "본질적으로, 우리는 도달하기 어려운 세포에 대한 전달을 목표로 하고 잠금을 해제하는 잠금 및 키 메커니즘을 만들었습니다." 합성 과정은 Han과 동료들에 의해 "one-pot, two-step" 과정으로 개발되었습니다. 이온화 가능한 지질 라이브러리를 만들기 위해 팀은 먼저 아니스아미드 리간드(AA) 전구체와 다른 아미노 코어를 함께 넣었습니다. 그런 다음 소수성 꼬리를 추가하여 AA로 묶인 이온화 지질을 만들었습니다. 아니스아미드는 성상 세포에서 과발현된 시그마 수용체에 대한 친화성뿐만 아니라 중립적이고 안정적인 특성으로 인해 리간드로 선택되었습니다. AA 연결 LNP 라이브러리가 생성된 후 팀은 2단계 선택 프로세스를 통해 세포를 대상으로 치료를 전달하는 능력을 분석했습니다.
-"우리는 강력하고 선택적인 특정 AA 연결 LNP를 찾아야 했습니다."라고 Han은 말합니다. "선택 과정의 첫 번째 라운드는 효능을 측정하기 위해 우리의 LNP가 섬유아세포에서 녹색 형광 단백질(GFP)을 얼마나 잘 분해할 수 있는지를 조사하여 수행되었습니다. GFP는 치료용 RNA가 실시간으로 유전자 발현을 차단하는 방법에 대한 훌륭한 시각적 증거를 제공합니다." "두 번째 라운드에서 우리는 강력한 LNP의 선택 능력을 테스트했습니다."라고 Han은 말합니다. "우리는 특정 AA 리간드 그룹이 LNP가 표적 세포에 들어가는 능력에 얼마나 중요한지 이해하기 위해 시그마 수용체를 차단함으로써 이를 수행했습니다. 당연히 우리는 AA 그룹이 중요하다는 것을 보여주었습니다.
-시그마 수용체 차단 후 잠금을 잃었습니다. -and-key 메커니즘과 AA 테더링된 LNP는 대상 세포 에 들어가지 않을 것 입니다." 연구팀은 AA-T3A-C12가 쥐에서 HSP47 발현의 65% 녹다운을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 손상된 간 조직의 회복을 향상시킬 수 있는 치료용 siRNA를 운반하는 강력하고 선택적인 LNP임을 확인했습니다. 연구 결과는 AA-T3A-C12 LNP가 간 또는 간 세포 RNA 요법에 사용하도록 FDA 승인을 받은 임상적으로 사용되는 비바이러스성 벡터인 MC3 LNP보다 성능이 우수하다는 결론을 내렸습니다.
-이 새로운 리간드 연결 LNP는 간 섬유증 치료의 한 형태를 제공하며 합성 방법은 LNP를 이전에 목표로 삼기 어려웠던 다른 신체 세포 및 조직에 맞추는 방법을 제공합니다. "LNP의 잠재력은 엄청납니다."라고 Han은 말합니다. "우리는 LNP를 더 스마트하고 효율적으로 만들고 있습니다." Mitchell은 "우리는 이 간 질환의 유전적 뿌리를 다루는 잠재적 치료법을 생산하게 되어 기쁩니다."라고 말했습니다. "그리고 이 LNP 전달 수단은 간의 섬유화 세포에서 작동하기 때문에 폐나 종양에서 발생하는 섬유증과 같은 신체의 다른 유형의 섬유증에 대한 치료법 개발로 이어질 수 있습니다." "우리가 간 에서 조사한 것 이상으로 , LNP를 생성하는 이 방법은 다른 세포 유형에 대한 치료 전달을 잠금 해제하는 데 사용될 수 있습니다."라고 그는 덧붙입니다. "우리는 이온화 가능한 지질 구조에 특정 표적 리간드를 설치함으로써 잠재적 으로 뇌, 폐 또는 심장의 세포 를 표적으로 삼을 수 있습니다. 여기에서 많은 방법이 있으며 우리는 이 연구를 새로운 방향으로 계속 추진하게 되어 기쁩니다."
추가 정보: Xuexiang Han 외, 간 섬유증 치료를 위한 표적 RNA 전달을 위한 리간드 연결 지질 나노입자, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-022-35637-z 저널 정보: Nature Communications 펜실베니아 대학교 제공
https://phys.org/news/2023-01-rna-lipid-nanoparticle-liver-fibrosis.html
메모 2301181018 나의 사고실험 oms 스토리텔링
구조가 복잡한 물질일수록 표면에서 부터 이온화 가능한 방법으로 재조립의 기본구조를 찾아내면 샘플c.oss.mser.unit을 찾아낼 수 있다. 그후에 세포의 RNA 지질 나노 입자 공학으로 간 섬유화를 막고 손상을 세포를 정상으로 되돌리 수도 있다.
이온의 합성 과정은 샘플c.oss.one-pot, two-step 과정이 있는데 이온화 가능한 베이스 라이브러리를 만들기 위해 먼저 리간드(베이스) 전구체oss 와 베이스를 함께 넣었다. oser 구조로 묶인 이온화 지질을 만든다. oss는 과발현된 베이스 수용체에 대한 중립적이고 안정적인 특성으로 인해 리간드의 확장된 정상적인 세포들로 치료목적의 base가 선택된다.
base.oss 연결이 feed.LNP 라이브러리가 생성된 후 , 선택 프로세스.base를 통해 세포를 대상으로 치료를 전달하는 능력을 분석된다. 허허.
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