.Newly discovered electrical activity within cells could change the way researchers think about biological chemistry
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
http://jk0620.tripod.com
https://www.facebook.com/junggoo.lee.9
.Newly discovered electrical activity within cells could change the way researchers think about biological chemistry
세포 내에서 새로 발견된 전기적 활동은 연구자들이 생물학적 화학에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있습니다
켄 Kingery, 듀크 대학교 신용: Pixabay/CC0 퍼블릭 도메인 APRIL 28, 2023
-인체는 전하에 크게 의존합니다. 번개와 같은 에너지 펄스가 뇌와 신경을 통과하며 대부분의 생물학적 과정은 우리 몸의 각 세포막을 가로질러 이동하는 전기 이온에 의존합니다. 이러한 전기 신호는 부분적으로 세포막의 양쪽에 존재하는 전하의 불균형 때문에 가능합니다. 최근까지 연구원들은 멤브레인이 이러한 불균형을 만드는 데 필수적인 구성 요소라고 믿었습니다. 그러나 스탠포드 대학의 연구원들이 물과 공기의 미세 방울 사이에 유사한 불균형 전하가 존재할 수 있음을 발견했을 때 그 생각은 완전히 바뀌었습니다.
이제 Duke University의 연구원들은 이러한 유형의 전기장이 생물학적 응축물이라고 하는 다른 유형의 세포 구조 내부와 주변에도 존재한다는 사실을 발견했습니다. 물에 떠다니는 기름방울처럼 이러한 구조는 밀도의 차이 때문에 존재한다. 그들은 막의 물리적 경계를 필요로 하지 않고 세포 내부에 구획을 형성합니다. 공기 또는 고체 표면과 상호 작용하는 미세 물방울이 작은 전기적 불균형을 생성한다는 이전 연구에서 영감을 얻은 연구자들은 작은 생물학적 응축물에 대해서도 동일한지 확인하기로 결정했습니다.
그들은 또한 이러한 불균형이 다른 시스템과 같은 반응인 "산화환원" 반응을 일으키는 활성 산소를 촉발하는지 확인하기를 원했습니다. 4월 28일 Chem 저널에 실린 그들의 근본적인 발견은 연구원들이 생물학적 화학 에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있습니다 . 그것은 또한 지구상의 최초의 생명체가 발생하는 데 필요한 에너지를 어떻게 활용했는지에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.
"반응을 촉매하는 효소가 없는 프리바이오틱 환경에서 에너지는 어디에서 올까요?" Ashutosh Chilkoti, Alan L. Kaganov 의생명 공학 석좌 교수 및 Lingchong You, James L. Meriam 의생명 공학 석좌 교수의 연구실에서 근무하는 듀크 박사후 연구원 Yifan Dai에게 물었습니다. "이 발견은 전기장에 배치된 점 전하에 부여되는 위치 에너지와 마찬가지로 반응 에너지가 어디서 올 수 있는지에 대한 그럴듯한 설명을 제공합니다."라고 Dai는 말했습니다.
전하가 한 물질과 다른 물질 사이를 이동할 때 분자 조각이 생성되어 짝을 지어 OH라는 화학식을 갖는 수산기 라디칼을 형성할 수 있습니다. 그런 다음 이들은 다시 쌍을 이루어 작지만 감지 가능한 양의 과산화수소(H2O2)를 형성할 수 있습니다. "그러나 인터페이스는 생물학의 가장 필수적인 부분 중 하나인 세포막 이외의 생물학적 체제에서 거의 연구되지 않았습니다."라고 Dai는 말했습니다. "그래서 우리는 생물학적 응축물의 경계면, 즉 그것이 비대칭 시스템이라면 어떤 일이 일어날지 궁금했습니다."
-세포는 생물학적 응축물을 만들어 특정 단백질과 분자를 분리하거나 함께 가두어 활동을 방해하거나 촉진할 수 있습니다. 연구자들은 응축수가 어떻게 작동하고 무엇을 위해 사용될 수 있는지 이해하기 시작했습니다. Chilkoti 연구소는 자연 발생 생물학적 응축물의 합성 버전을 전문으로 하기 때문에 연구원들은 그들의 이론에 대한 테스트 베드를 쉽게 만들 수 있었습니다.
박사 후 과정 학자 Marco Messina in? University of California-Berkeley의 Christopher J. Chang 그룹은 반응성 산소 종의 존재 하에서 빛나는 시스템에 염료를 추가했습니다. 그들의 직감이 맞았다. 환경 조건이 맞으면 응축수 가장자리에서 단단한 빛이 나기 시작하여 이전에 알려지지 않은 현상이 작용하고 있음을 확인했습니다. Dai는 다음으로 물방울의 전기적 거동을 확립한 그룹인 Stanford의 Marguerite Blake Wilbur 화학 교수인 Richard Zare와 이야기를 나눴습니다. Zare는 생물학적 시스템의 새로운 행동에 대해 듣고 흥분했고 기본 메커니즘에 대해 그룹과 함께 작업하기 시작했습니다.
-"물방울에 대한 이전 연구에서 영감을 받아 대학원생인 Christian Chamberlayne과 저는 동일한 물리적 원리가 적용되어 과산화수소 분자 형성과 같은 산화 환원 화학을 촉진할 수 있다고 생각했습니다."라고 Zare는 말했습니다. "이러한 발견은 응축물이 세포의 기능에 왜 그렇게 중요한지를 제안합니다." "생체 분자 응축물에 대한 대부분의 이전 작업은 내장에 초점을 맞추었습니다."라고 Chilkoti는 말했습니다. "생체 분자 응축물이 보편적으로 산화환원 활성인 것으로 보인다는 Yifan의 발견은 응축물이 일반적으로 이해되는 특정 생물학적 기능을 수행하기 위해 단순히 진화한 것이 아니라 세포에 필수적인 중요한 화학적 기능도 부여받았음을 시사합니다."
-우리 세포 내에서 진행 중인 이 반응의 생물학적 의미는 알려지지 않았지만 Dai는 그 효과가 얼마나 강력한지에 대한 프리바이오틱 사례를 지적합니다. 미토콘드리아라고 불리는 우리 세포의 발전소는 동일한 기본 화학 과정을 통해 우리 삶의 모든 기능을 위한 에너지를 생성합니다. 그러나 미토콘드리아나 심지어 가장 단순한 세포가 존재하기 전에 생명의 첫 번째 기능이 작동하기 시작하려면 무언가가 에너지를 공급해야 했습니다.
-연구원들은 에너지가 바다나 온천의 열 통풍구에 의해 제공되었다고 제안했습니다. 다른 사람들은 물의 미세 방울에서 발생하는 이와 동일한 산화 환원 반응이 파도의 분무에 의해 생성되었다고 제안했습니다. 하지만 대신 응축수를 사용하지 않는 이유는 무엇입니까? "물질이 작아지고 계면 부피가 부피에 비해 엄청나게 커질 때 마술이 일어날 수 있습니다."라고 Dai는 말했습니다. "나는 그 의미가 많은 다른 분야에서 중요하다고 생각합니다."
추가 정보: Yifan Dai et al, Interface of biomolecular condensates modulates redox reaction, Chem (2023). DOI: 10.1016/j.chempr.2023.04.001 저널 정보: 화학 듀크대학교 제공
https://phys.org/news/2023-04-newly-electrical-cells-biological-chemistry.html
============================
메모 2304302004 나의 사고실험 oms 스토리텔링
인체를 공기와 물로 비유할 수 있을까? 사람이 흙에 나온 것이 아니라 공기와 물에서 나타난 것일 수 있다. 허허.
인체가 전하에 의하여 각 세포막 양쪽에 전하의 불균형이 1,2,3,4...처럼 존재하는데 이와 유사한 불균형 전하가 물과 공기의 미세 방울 사이에도 존재함을 발견하였다. 이는 샘플링 oss.base의 모습이다. 전체적으로 오묘한 공기와 물로 이룬 세포의 조합인 인체와 유사하다.
- The human body is highly dependent on electrical charge. Lightning-like pulses of energy pass through the brain and nerves, and most biological processes rely on electrical ions moving across the membranes of each cell in our body. These electrical signals are possible in part because of the imbalance of electrical charges present on either side of the cell membrane. Until recently, researchers believed the membrane was an essential component in creating this imbalance. But that changed completely when researchers at Stanford University discovered that similar imbalanced charges could exist between microscopic droplets of water and air.
-The biological significance of this ongoing reaction within our cells is unknown, but Dai points to a prebiotic case for how powerful the effect can be. The powerhouses of our cells, called mitochondria, generate energy for every function in our lives through the same basic chemical process. But before there were mitochondria or even the simplest cells, something had to supply energy for the first functions of life to start working.
-Researchers suggested that the energy was provided by thermal vents in the ocean or hot springs. Others have suggested that these same redox reactions that occur in microscopic droplets of water were produced by the spraying of the waves. But why not use condensate instead? “The magic can happen when the material gets smaller and the interfacial volume becomes prohibitively large relative to the volume,” Dai said. "I think its implications are important in a lot of different fields."
============================
memo 2304302004 my thought experiment oms storytelling
Can the human body be likened to air and water? It could be that man did not come out of the earth, but out of air and water. haha.
It was found that an imbalance of charges exists on both sides of each cell membrane due to the charge of the human body, such as 1, 2, 3, 4... and a similar imbalance charge exists between the micro droplets of water and air. This is what the sampling oss.base looks like. Overall, it is similar to the human body, which is a mysterious combination of cells made of air and water.
Samplea.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
sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.Scientists Use Electricity to Make Wounds Heal 3x Faster
과학자들은 전기를 사용하여 상처를 3배 빠르게 치료합니다
건강 2023년 4월 23일 에 의해데이비드 닐드 상처 치유 그림 전기장이 상처에 어떻게 작용하는지 보여주는 삽화. (Hassan A. Tahini/Science Brush)
과학자들은 전기를 사용하여 정상보다 최대 3배 빠르게 상처를 치료하는 특수 설계된 바이오칩을 개발했습니다. 예를 들어, 전기장이 피부 세포의 움직임을 안내하여 부상 부위로 밀어낼 수 있다는 것은 잘 알려져 있습니다 . 실제로 인체는 이를 자연스럽게 수행하는 전기장을 생성합니다. 그래서 독일 프라이부르크 대학의 연구원들은 그 효과를 증폭시키기 시작했습니다.
Marvel 슈퍼히어로의 속도로 심각한 부상을 치료하지 못할 수도 있지만 작은 눈물과 열상이 회복되는 데 걸리는 시간을 근본적으로 줄일 수 있습니다. 노인, 당뇨병 환자 또는 혈액 순환이 좋지 않은 사람들과 같이 치유하는 데 오랜 시간이 걸리는 만성 상처를 가진 사람들의 경우, 빈번한 작고 열린 베인 곳에서 빠르게 회복하는 것이 문자 그대로 생명의 은인이 될 수 있습니다. “만성 상처는 우리가 많이 듣지 못하는 거대한 사회적 문제 입니다 .
"상처를 최대 3배 더 빨리 치료할 수 있는 방법에 대한 우리의 발견은 특히 치유되지 않는 상처로 크게 고통받는 당뇨병 환자와 노인들에게 게임 체인저가 될 수 있습니다." 확립된 전기가 치유를 도울 수 있지만 전기장의 강도와 방향이 치료 과정에 미치는 영향은 잘 확립된 적이 없습니다. 그래서 연구원들은 생체 전자 플랫폼을 개발하고 이를 사용하여 가장 일반적인 피부 세포 유형이며 치유 과정에 중요한 케라티노사이트 라는 세포로 구성된 인공 피부를 성장시켰습니다 . 그들은 또한 상처의 한쪽에 전기장을 적용하는 것과 상처 양쪽에 전기장을 번갈아 적용하는 것을 비교했습니다.
건강한 각질 세포와 당뇨병 환자의 각질 세포와 유사하게 설계된 각질 세포는 전기적 간섭 없이 피부 세포보다 최대 3배 더 빠르게 이동했으며, 상처의 한 쪽에서 전기적으로 밀면 가장 빠른 시간 내에 인공 피부를 복구하는 데 가장 효과적인 것으로 입증되었습니다. . 다행히 테스트한 전기장에 의해 세포가 손상되지 않았습니다. Asplund는 "우리는 세포에서 당뇨병을 모방할 때 칩의 상처가 매우 느리게 치유되는 것을 확인했습니다."라고 말했습니다 .
"그러나 전기 자극을 통해 당뇨병에 걸린 세포가 건강한 피부 세포와 거의 일치하도록 치유 속도를 높일 수 있습니다." 일반적이고 빠른 방식으로 치유되지 않는 상처는 감염의 위험을 높이고 치유를 더 지연시킵니다. 가장 심각한 경우 절단으로 이어질 수 있으므로 환자와 의료 제공자를 위해 조사할 가치가 있는 프로세스를 가속화하는 모든 프로세스를 만듭니다. 다음 단계는 이 모든 것이 실험실에서 성장한 피부 세포가 아닌 살아있는 인간의 실제 상처에 어떻게 작용하는지 테스트하는 것입니다. 실용적인 응용 프로그램 개발은 실험에서 저렴하고 쉽게 사용할 수 있는 사용 재료를 실제 상황으로 변환하는 데 의존합니다.
Asplund 는 "우리는 이제 현실적인 상처에 한 걸음 더 가까이 다가가기 위해 자극 중에 서로 다른 피부 세포가 어떻게 상호 작용하는지 살펴보고 있습니다."라고 말했습니다 . "우리는 상처를 '스캔'하고 개별 상처에 따라 자극을 적용할 수 있는 개념을 개발하고자 합니다." "우리는 이것이 미래에 느리게 치유되는 상처를 가진 개인을 효과적으로 돕는 열쇠라고 확신합니다." 이 연구는 Lab on a Chip 에 발표되었습니다 .
https://www.sciencealert.com/scientists-use-electricity-to-make-wounds-heal-3x-faster
댓글