.UCLA Study Challenges Long-Held Beliefs in Bioengineering and Stem Cell Dynamics
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.UCLA Study Challenges Long-Held Beliefs in Bioengineering and Stem Cell Dynamics
UCLA 연구는 생명공학과 줄기세포 역학에 대한 오랜 믿음에 도전합니다
주제:의생명공학생명공학세포 생물학나노기술줄기 세포UCLA 작성자 WAYNE LEWIS, 캘리포니아 대학교 - 로스앤젤레스 2023년 12월 26일 중간엽 세포 공초점 현미경 이미지는 나노바이알(분홍색) 내에 포착된 중간엽 줄기 세포(녹색)를 보여줍니다. 나노바이알 기술은 UCLA의 Dino Di Carlo와 동료들이 개발했습니다. 출처: Shreya Udani/UCLA UCLA
-줄기세포 과학자들은 생명공학 및 세포 치료에 큰 영향을 미치는 단백질 분비 촉진을 위한 놀라운 유전적 지침을 확인했습니다. 골수에서 발견되는 중간엽 줄기세포는 잠재적으로 손상된 조직을 재생하는 데 도움이 될 수 있는 치료 단백질을 분비합니다.
이러한 세포를 조사한 UCLA 연구는 어떤 유전적 지시가 이러한 치료 단백질의 방출을 촉진하는지에 대한 기존의 이해에 도전하고 있습니다. 이번 발견은 재생의학 연구와 이미 사용 중인 생물학적 치료법의 실험실 생산을 모두 발전시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 항체 기반 의학의 지평 확장 오늘날, 감염과 질병과 싸우는 단백질인 항체를 기반으로 한 의약품은 암부터 COVID-19 고콜레스테롤까지 모든 질병에 처방됩니다.
-항체 약물은 실험실에서 작은 단백질 생산 공장 역할을 하는 유전자 조작 세포에 의해 공급됩니다. 한편, 연구자들은 유사하게 조작된 세포를 환자에게 직접 이식하는 새로운 전략을 통해 암, 내부 장기 손상 및 기타 여러 질병을 표적으로 삼아 왔습니다. 이러한 생명공학 응용은 세포의 DNA를 변경하여 주어진 단백질을 만들기 위한 유전적 지시 사항을 더 많이 생성한다는 원리에 의존합니다. 세포에서 더 많은 단백질을 방출합니다.
기존의 생물학적 원리에 도전
그러나 UCLA의 획기적인 연구는 적어도 특정 줄기 세포 유형의 경우 이러한 오랜 믿음에 도전합니다. 연구진은 골수에 존재하며 자가 재생되거나 뼈, 지방 또는 근육 세포로 발전할 수 있는 중간엽 줄기 세포를 조사했습니다.
-중간엽 세포는 혈관 재생에 역할을 하는 VEGF-A라는 단백질 성장 인자를 분비하며 과학자들은 이 인자가 심장마비, 신장 손상, 사지 동맥 질환 및 기타 질환으로 인한 손상을 복구할 수 있는 잠재력이 있을 수 있다고 믿고 있습니다.
줄기세포 연구의 놀라운 발견
-연구자들이 각 중간엽 세포에서 방출되는 VEGF-A의 양을 VEGF-A를 코딩하는 동일한 세포의 유전자 발현과 비교했을 때 그 결과는 놀라웠습니다. 유전자 발현은 성장 인자의 실제 분비와 단지 약한 상관관계를 보였습니다. 과학자들은 일부 줄기세포 표면에서 발견되는 단백질을 암호화하는 유전자를 포함하여 성장인자 분비와 더 잘 연관되는 다른 유전자를 확인했습니다. 표면에 해당 단백질이 있는 줄기 세포를 분리하여 팀은 VEGF-A를 대량으로 분비하고 며칠 후에도 계속 분비하는 집단을 배양했습니다.
생명공학 및 의학에 대한 시사점 12월 11일 Nature Nanotechnology 저널에 발표된 연구 결과는 생물학과 생명공학의 기본 가정이 재검토될 수 있음을 시사합니다. UCLA Samueli 공과대학의 공학 및 의학 교수인 공동 교신저자인 Dino Di Carlo는 말했습니다. “중앙 교리는 DNA에 지침이 있고 RNA로 전사된 다음 RNA가 번역된다는 것입니다. UCLA의 California NanoSystems Institute 그리고 Eli와 Edythe Broad의 회원이기도 한 Di Carlo는 말했습니다.
-재생 의학 및 줄기 세포 연구 센터. “이를 바탕으로 많은 과학자들은 RNA가 더 많으면 더 많은 단백질을 갖게 되고 세포에서 더 많은 단백질이 방출될 것이라고 가정했습니다. 우리는 그 가정에 의문을 제기했습니다. “유전자가 더 높은 수준으로 발현된다면 그에 상응하는 단백질의 분비도 더 높아질 것이라고 가정할 수는 없는 것 같습니다.
-우리는 그런 일이 일어나지 않는 명확한 예를 찾았고, 이는 많은 새로운 질문을 불러일으켰습니다." 결과는 항체 기반 치료법의 제조를 보다 효율적으로 만들고 보다 효과적인 새로운 세포 치료법을 정의하는 데 도움이 될 수 있습니다. 전환할 올바른 유전자 스위치를 알면 치료법을 만들거나 전달하기 위해 매우 생산적인 세포를 엔지니어링하거나 선택할 수 있습니다.
단일 세포 분석의 획기적인 발전
-UCLA 연구는 Di Carlo와 그의 동료들이 발명한 기술로 강화된 표준 실험실 장비를 사용하여 수행되었습니다. 나노바이알, 미세한 그릇 모양의 하이드로겔 용기 각각은 단일 세포와 그 분비물을 포착합니다. 새로운 나노바이알 기반 분석 방법을 활용하여 과학자들은 10,000개의 중간엽 줄기 세포 각각에서 방출되는 VEGF-A의 양을 동일한 세포에서 발현되는 수만 개의 유전자 매핑 지도책에 연결할 수 있었습니다. "단일 세포 수준에서 단백질 분비를 유전자 발현에 연결하는 능력은 생명 과학 연구 및 치료법 개발 분야에 큰 가능성을 가지고 있습니다."라고 Broad Stem Cell Research 회원이자 UCLA 생화학 교수인 Kathrin Plath는 말했습니다. 센터이자 해당 연구의 공동 교신저자입니다.
“그것이 없었다면 우리는 이 연구에서 발견한 예상치 못한 결과에 도달할 수 없었을 것입니다. 이제 우리는 삶의 기본 과정을 뒷받침하는 메커니즘에 대해 새로운 것을 배우고 우리가 배운 것을 인간 건강을 향상시키는 데 사용할 수 있는 흥미로운 기회를 얻었습니다.”
치료 개발의 새로운 길
VEGF-A에 대한 유전적 지시의 활성화는 단백질 방출과 거의 상관관계를 나타내지 않았지만, 연구진은 VEGF-A 분비와 강한 연관이 있는 153개 유전자 클러스터를 확인했습니다. 이들 중 다수는 혈관 발달 및 상처 치유 기능으로 알려져 있습니다. 다른 사람들에게는 그 기능이 현재 알려져 있지 않습니다. 가장 많이 일치하는 것 중 하나는 세포 표면 단백질인 IL13RA2를 인코딩하는데, 그 목적은 잘 알려져 있지 않습니다.
외부 위치 덕분에 과학자들은 이를 마커로 사용하고 해당 세포를 다른 세포와 분리하는 것이 더 간단해졌습니다. IL13RA2가 있는 세포는 마커가 없는 세포보다 30% 더 많은 VEGF-A 분비를 보여주었습니다. 비슷한 실험에서 연구진은 분리된 세포를 6일 동안 배양하여 보관했습니다. 그 시간이 끝나면 마커가 있는 세포는 마커가 없는 세포에 비해 VEGF-A를 60% 더 많이 분비했습니다. 임상 적용에 대한 잠재적 영향 중간엽 줄기세포를 기반으로 한 치료법은 실험실 연구에서 유망한 것으로 나타났지만, 인간 참가자를 대상으로 한 임상 시험에서는 이러한 새로운 옵션 중 상당수가 안전하지만 효과적이지 않은 것으로 나타났습니다. IL13RA2를 사용하여 높은 VEGF-A 분비물을 분류하는 능력은 이러한 흐름을 바꾸는 데 도움이 될 수 있습니다.
-Di Carlo는 "더 많이 생산하는 하위 개체군과 해당 개체군과 관련된 마커를 식별하면 이들을 매우 쉽게 분리할 수 있음을 의미합니다."라고 말했습니다. "높은 수준의 치료 단백질을 생산할 매우 순수한 세포 집단이 더 나은 치료법을 만들어야 합니다."
나노바이알은 Di Carlo가 공동 설립하고 CNSI 캠퍼스 인큐베이터인 Magnify에서 시작한 회사인 Partillion Bioscience에서 상업적으로 구입할 수 있습니다.Magnify.
참고자료: Shreya Udani, Justin Langerman, Doyon Koo, Sevana Baghdasarian, Brian Cheng, Simran Kang, Citradewi Soemardy, Joseph de Rutte, "Associating Growth Factor Secretions and Transcriptomes of Single Cell in nanovials using SEC-seq" Kathrin Plath 및 Dino Di Carlo, 2023년 12월 11일, 자연 나노기술. DOI: 10.1038/s41565-023-01560 -7 이 연구의 첫 번째 저자는 2023년 UCLA에서 박사 학위를 취득한 Shreya Udani입니다. 다른 공동 저자는 모두 UCLA에 소속되어 있으며 직원 과학자 Justin Langerman입니다. 구도연 씨는 2023년 박사 학위를 취득했습니다. 대학원생 Sevana Baghdasarian 및 Citradewi Soemardy; 학부생 브라이언 쳉; 2023년에 학사 학위를 취득한 강심란; 2020년에 박사 학위를 취득했으며 Partillion의 공동 창립자이자 CEO인 Joseph de Rutte가 있습니다. 이 연구는 국립 보건원의 지원을 받았으며 CNSI와 Broad Stem Cell이 공동으로 자금을 지원하는 줄기 세포 나노의학 계획 상을 받았습니다. 연구 센터.
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메모 2312270646 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
의학연구는 목적을 어디에 두느냐에 따라 현실적인 새로운 해법을 얻을 수 있다. 치료의 지름길은 유전자 조작을 이용한 치료보다는 줄기세포에서 치료목적용 단백질 생산을 대량 구입하는 편이 빠른 지름길인듯 싶다.
중간엽 세포는 혈관 재생에 역할을 하는 VEGF-A라는 단백질 성장 인자를 분비하며 과학자들은 이 인자가 심장마비, 신장 손상, 사지 동맥 질환 및 기타 질환으로 인한 손상을 복구할 수 있는 잠재력이 있을 수 있다고 믿고 있다.
중간엽 세포는 골수에서 얻을 수 있고 배양을 통해 치료용 세포들을 쉽게 얻을 수 있다. 이는 마치 종합병원처럼 msbase를 system.oss로 증식 시켜서 더많은 new_msbase를 얻는 것이 qpeoms.unit.sum을 통해 복잡한 과정을 걸치는 것보다 효율적인 치료용 단백질을 생산하는 단계의 새로운 출발점과 유사하다.
방금 부품을 조립하여 우주를 가는 것보다 이미 패캐지 세트로 만들어진 우주선을 타고 여행하는 것이 올바른 출발점 같다. 치료용 단백질이 당장 필요한데 언제 [RNA>DNA]로 맞춤형 조립 단백질을 만들어서 환자를 언제 치료하나? 허허.
물론 [qpeoms.unit.sum> msbase.oss]을 매우 신속히 하는 방식이면 모를까? 현대과학 의학수준이 아직은 원시적이라..허허.
우주가 원소.분자로 만들어졌다해도 그 원소들이 이뤄놓은 우주의 시공간 물질이 왜 그곳에 덩어리들로 분포돼 있고 어떻게 움직이는지 알아야할 과제는 다른 접근방식의 거시적 우주론이며 자연의 시나리오도 그목적이 다를 수 있다.
그곳에는 qpeoms.unit 기초이론과 msbase.oss 중간이론은 출발점이 다르다. 중간엽 줄기세포가 바로 종합병원이나 우주선이나 대량생산이 필요한 자동차와 같은 용도로 치료용 단백질을 생산하는 효율적인 새로운 의학혁명이 될듯하다.
-When researchers compared the amount of VEGF-A released from each mesenchymal cell to the expression of the gene in the same cells that encodes VEGF-A, the results were surprising. Gene expression showed only a weak correlation with actual secretion of growth factors. Scientists have identified other genes that are better associated with growth factor secretion, including genes that encode proteins found on the surface of some stem cells. By isolating stem cells with the protein on their surface, the team cultured a population that secreted large amounts of VEGF-A and continued to do so several days later.
-Mesenchymal cells secrete a protein growth factor called VEGF-A that plays a role in blood vessel regeneration, and scientists believe this factor may have the potential to repair damage caused by heart attacks, kidney damage, limb artery disease and other conditions. I believe there is.
-Di Carlo said: “Identifying the subpopulations that produce more and the markers associated with those populations means that they can be separated very easily.” “A very pure population of cells that will produce high levels of therapeutic proteins is needed to create better treatments.”
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Memo 2312270646 My thought experiment qpeoms storytelling
Depending on where the purpose of medical research is set, realistic new solutions can be obtained. The shortcut to treatment seems to be to purchase large quantities of proteins produced for therapeutic purposes from stem cells rather than treatment using genetic manipulation.
Mesenchymal cells secrete a protein growth factor called VEGF-A that plays a role in blood vessel regeneration, and scientists say this factor may have the potential to repair damage caused by heart attacks, kidney damage, limb artery disease and other conditions. I believe it.
Mesenchymal cells can be obtained from bone marrow, and therapeutic cells can be easily obtained through culture. This is similar to a new starting point in the production of efficient therapeutic proteins, as in General Hospital, obtaining more new_msbase by multiplying msbase with system.oss is more efficient than going through a complex process through qpeoms.unit.sum.
Rather than just assembling parts and going into space, traveling on a spaceship that has already been assembled as a package seems like a better starting point. There is an immediate need for therapeutic proteins, but when do we make custom-assembled proteins using [RNA>DNA] to treat patients? haha.
Of course, wouldn’t it be great if there was a way to do [qpeoms.unit.sum> msbase.oss] very quickly? The level of modern science and medicine is still primitive... hehe.
Even if the universe is made of elements and molecules, the task of knowing why the space-time materials of the universe made up of those elements are distributed in lumps and how they move is a different approach to macrocosmology, and natural scenarios may also have different purposes. there is.
There, the qpeoms.unit basic theory and the msbase.oss intermediate theory have different starting points. Mesenchymal stem cells are likely to become a new medical revolution that produces therapeutic proteins for applications such as general hospitals, spacecraft, and automobiles that require mass production.
Sample oms (standard)
b 0 a c f d 0000e0
0 0 0 a c 0 f00bde
0 c 0 f a b 000e0d
e 0 0 d 0 c 0b0fa0
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0 d e b 0 0 ac000f
c e d 0 b a 00f000
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sample qoms (standard)
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Sample oss.base (standard)
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xxbyyxzz
zybzzfxzy
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cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.Unmasking the Mystery of Glass: Scientists Uncover Hidden Atomic Structure Secrets
유리의 신비를 밝히다: 과학자들이 숨겨진 원자 구조의 비밀을 밝혀냅니다
주제:유리재료과학도호쿠대학 작성자 도호쿠 대학 2023년 12월 25일 실리카 유리에 숨겨진 구조적 규칙성 시가 모토키(Motoki Shiga) 교수가 주도한 획기적인 연구에서는 유리의 복잡한 원자 구조를 밝혀 독특한 패턴과 이방성을 드러냈습니다.
이 연구는 AI와 기계 학습 기술을 사용하여 유리 재료에 대한 고급 탐색의 길을 열었습니다. 크레딧: 시가 모토키 우리 일상생활에 꼭 필요한 소재인 유리는 주택 단열, 컴퓨터, 스마트폰 화면 형성 등 다양한 용도로 사용됩니다. 그러나 광범위한 역사적 용도는 무질서한 원자 구조로 인해 나타나는 과학적 미스터리와 대조됩니다. 이러한 수수께끼 같은 원자 배열은 유리의 구조적 특성을 완전히 이해하고 조작하려는 노력을 복잡하게 만듭니다.
결과적으로, 유리로 효과적인 기능성 재료를 설계하는 것은 과학자들에게 여전히 어려운 과제로 남아 있습니다. 유리 연구의 발전 유리 물질에 숨겨진 구조적 규칙성을 더 자세히 밝혀내기 위해 한 연구 그룹에서는 화학적으로 결합된 유리 네트워크의 고리 모양에 중점을 두었습니다. 도호쿠 대학 전례 없는 규모의 데이터 분석 센터의 시가 모토키 교수가 포함된 이 그룹은 고리의 3차원 구조를 정량화하는 새로운 방법을 창안했습니다.
구조적 대칭성: '원형도' 및 '거칠기' 실리카 결정과 유리의 고리 주변의 공간 원자 밀도 실리카 결정(왼쪽)과 유리(오른쪽)의 고리 주변의 공간적 원자 밀도. 파란색과 빨간색 영역은 각각 실리콘과 산소 원자의 밀도가 높은 영역을 나타냅니다. 출처: Motoki Shiga et al.
이러한 지표를 사용하여 그룹은 결정질 및 유리질 실리카(SiO2)의 대표적인 고리 모양의 정확한 수를 결정할 수 있었으며, 유리 고유의 고리와 결정의 고리와 유사한 고리가 혼합되어 있습니다. 또한 연구진은 각 고리의 방향을 결정하여 고리 주변의 공간적 원자 밀도를 측정하는 기술을 개발했습니다.
링 모양 표시기 그래픽 고리 모양 표시기: (a) 계산 절차, (b) 실리카(SiO2) 표시기의 예, (c) 실리카 유리 및 9개 결정의 모양 표시기 분포. 출처: Motoki Shiga et al. 그들은 고리 주위에 이방성이 있다는 것을 밝혔습니다. 즉, 원자 구성의 조절이 모든 방향에서 균일하지 않으며, 고리에서 유래된 이방성과 관련된 구조적 순서가 다음과 같은 실험적 증거와 일치한다는 것을 밝혔습니다. SiO2의 회절 데이터. 또한 유리질 실리카에서는 원자 배열이 불일치하고 혼란스러운 것처럼 보였지만 원자 배열이 어느 정도 질서나 규칙성을 따르는 특정 영역이 있다는 사실도 밝혀졌습니다. 혁신과 미래 방향 “화학 결합을 넘어서는 구조 단위와 구조적 순서는 실험적 관찰을 통해 오랫동안 가정되어 왔지만 지금까지 과학자들은 그 식별을 파악하지 못했습니다.”라고 Shiga는 말합니다. "또한 우리의 성공적인 분석은 재료의 유리화 및 결정화와 같은 상전이를 이해하는 데 기여하고 재료 구조 및 재료 특성을 제어하는 데 필요한 수학적 설명을 제공합니다." 앞으로 Shiga와 그의 동료들은 이러한 기술을 사용하여 기계 학습 그리고 AI. 참조: Motoki Shiga, Akihiko Hirata, Yohei Onodera 및 Hirokazu Masai의 "Ring-originated anisotropy of local 구조적 순서의 비정질 및 결정질 이산화규소", 2023년 11월 3일, Communications 재료. DOI: 10.1038/s43246-023-00416-w
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메모 231227_0509, 0910 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
유리는 어떻게 투명해졌을까? 빛이 통과할 빈공간이 아닌 것은 분명하다. 그러면 최소한의 입자이라도 통과해야 가능한 것이 물질의 속성이다.
그런데, 유리는 고체이고 많은 원소로 이뤄진 분자구조이다. 복잡한 분자로 이뤄졌으면 빛이 통과할 최소의 각이 이여져 존재하는 화학적 결합을 넘어서는 구조단위와 구조적 순서가 존재하여야 한다. 이를 오랫동안 가정을 해왔지만 식별하지 못했다.
그 구조단위를 qpeoms로 가정하여 보자. 그 구조적 순서를 msbase로 보면 유리의 특성이 광범위한 의미에서 void나 진공이나 공극 블랙홀이나 암흑물질이나 암흑에너지, 람다 우주상수로 볼 수도 있으리라. 허허.
qpeoms의 value는 0,1,2. 세 종류가 있고 이들은 0.ems, 0,2(qms), 1(poms) 값을 가진 초거대 matrices.universe.fields이다. 유리가 투명한 이유는 바로 이들 값들이 '구조단위'를 이뤘다. 그리고 이들 단위가 무한히 쌓여서, msbase.oss.glass를 이루는 투명체 조건의 '구조적 순서'가 존재하기 때문이다. 허허.
Source 1.
“Structural units and structural orders beyond chemical bonds have long been postulated through experimental observations, but until now scientists have been unable to determine their identification,” says Shiga. “Our successful analysis also contributes to the understanding of phase transitions, such as vitrification and crystallization in materials, and provides the mathematical description needed to control material structure and material properties.”
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Memo 231227_0509, 0910 My thought experiment qpeoms storytelling
How did glass become transparent? It is clear that it is not an empty space for light to pass through. Then, it is a property of matter that even a minimum number of particles must pass through.
However, glass is a solid and has a molecular structure made up of many elements. If it is made up of complex molecules, there must be a structural unit and structural order that goes beyond the chemical bonds that exist at the minimum angle through which light can pass. This has been assumed for a long time, but has not been identified.
Let's assume that the structural unit is qpeoms. Looking at the structural order in msbase, the characteristics of glass can be viewed in a broad sense as void, vacuum, black hole, dark matter, dark energy, or lambda cosmological constant. haha.
The value of qpeoms is 0,1,2. There are three types, and these are super-large matrices.universe.fields with values 0.ems, 0,2(qms), and 1(poms). The reason why glass is transparent is because these values form the ‘structural unit’. And this is because these units are stacked infinitely, and there is a 'structural order' of the transparent conditions that make up msbase.oss.glass. haha.
Sample oms (standard)
b 0 a c f d 0000e0
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0 c 0 f a b 000e0d
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c e d 0 b a 00f000
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sample qoms (standard)
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Sample oss.base (standard)
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bddbcbdca
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