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1.4.15.14: 통합 - 무척추 동물 - 생물학

1.4.15.14: 통합 - 무척추 동물 - 생물학


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우리가 보았듯이 무척추동물에는 가장 단순한 동물인 해면동물부터 복잡한 절지동물과 환형동물에 이르기까지 광범위한 동물이 포함됩니다. 기억하십시오: 동물은 구조와 모양에 따라 그룹화됩니다.

단순한 동물들

이 비디오는 우리에게 "가장 단순한" 동물을 소개합니다. 우리는 동물이 가지고 있는 조직 층의 수와 그 층의 복잡성으로 동물을 구별합니다.

이 버전의 텍스트에서 YouTube 요소가 제외되었습니다. 여기에서 온라인으로 볼 수 있습니다: pb.libretexts.org/bionm2/?p=428

복잡한 동물

이 비디오는 무척추 동물에 대한 탐구를 계속합니다. 우리는 더 복잡한 환형동물과 절지동물에 대해 논의합니다.

이 버전의 텍스트에서 YouTube 요소가 제외되었습니다. 여기에서 온라인으로 볼 수 있습니다: pb.libretexts.org/bionm2/?p=428


15장 액적 처리

액적 기반 단일 세포 프로토콜은 각 액적이 고도로 다중화된 라이브러리 준비를 위한 소형 반응 챔버 역할을 하도록 유중수 에멀젼에서 자체 액적 내부의 각 세포를 분리하는 것을 목표로 합니다(Macosko et al. 2015 Klein et al. 2015) . 시퀀싱 시 액적별 바코드의 존재 여부에 따라 개별 셀에 판독값이 할당됩니다. 이는 전형적인 scRNA-seq 실험에서 처리할 수 있는 세포의 수를 크게 증가시켜 10X Genomics 플랫폼과 같은 기술의 우위 3에 기여합니다(Zheng et al. 2017). 그러나 액적에 대한 세포 할당을 미리 알 수 없기 때문에 데이터 분석에는 각 액적이 실제로 무엇을 포함하는지 결정하기 위한 몇 가지 특별한 단계가 필요합니다. 이 장에서는 액적 프로토콜에서 생성된 계수 행렬에 적용할 수 있는 보다 일반적인 전처리 절차를 살펴봅니다.


면책 조항: 이 답변에는 TVTropes 링크가 포함되어 있습니다. 몇 시간의 시간을 낭비할 준비를 하십시오.

인용한 문장 바로 앞의 두 문장은 최소 2개(복수형 사용) 및 더 많은("둘러싸인") Balrog가 파견되었습니다. Fëanor를 막기 위해: 이것은 우리에게 더 낮은 한계를 제공합니다.

따라서 그(Fëanor)는 그의 군대의 밴보다 훨씬 앞서 갔고 이것을 보고 Morgoth의 하인들은 만으로 돌아섰고 그곳에서 Angband Balrogs에서 그들을 지원하기 위해 출동했습니다. 그곳에서 모르고스의 땅인 도르 다이델로스(Dor Daedeloth)의 경계에서 Fëanor는 그를 둘러싸고 있는 친구가 거의 없었습니다. 실마릴리온

주요 문제는 상한선을 결정하는 데 있습니다. 발록의 총 인구는 나중에 수정되는 동안 많이 변했기 때문입니다. 실마릴리온, 수백에서 최대 7까지:

늑대와 늑대 기수, 수천 마리의 발로그, 벌레와 비룡, 그리고 용의 아버지 Glaurung이 왔습니다. 보석 전쟁, 회색 연대기 - 472년

230

Morgoth가 Balrogs의 '호스트'를 처리했다는 생각은 오래 지속되었지만 늦은 메모에서 아버지는 '최대 7명'이라는 극소수의 존재만이 존재했다고 말했습니다. 잃어버린 이야기의 책, 책 2, 곤돌린의 몰락

따라서 Fëanor(Gothmog 포함)가 싸운 발록의 수에 대한 상한선은 "3에서 1000까지"입니다(그러나 최대 12개 이하일 가능성이 높음, 다음 합리적 참조).

다음은 그가 무찌른 발록스의 수에 초점을 맞춰 보겠습니다. 나는 "없음"이라고 말할 것입니다., 텍스트에 킬에 대한 언급이 없고 Echtelion과 Glorfindel에게 각각 패배한 두 Balrogs는 출판된 나머지 부분에서 큰 거래로 간주됩니다. 실마릴리온, 특정 일관성을 목표로 합니다(책 머리말 참조).

사실, Balrogs는 ConservationOfNinjutsu의 규칙을 따르는 것으로 보입니다. 편집 당시의 총 인구에 따라 단일 Balrog는 내러티브적으로 EliteMook에서 PhysicalGod에 이르는 모든 것으로 간주될 수 있습니다.

Balrogs의 초기 개념은 그들이 이후보다 덜 끔찍하고 확실히 더 파괴 가능하게 만듭니다. 그들은 '수백'으로 존재했고(p. 170), Tuor와 Gondothlim에 의해 많은 수로 살해당했습니다. 따라서 5명은 Tuor의 위대한 앞에 떨어졌습니다. 도끼 Dramborleg, 세 명은 Ectelion의 검 앞에서, 두 명은 왕궁의 전사들에게 살해당했습니다. 잃어버린 이야기의 책, 책 2, 곤돌린의 몰락


정의를 사용하기

제공된 Excel&trade 스프레드시트를 사용하여 답변을 문서화하십시오. 모든 계산은 해당되는 경우 스프레드시트의 공식을 사용하여 수행해야 합니다. 독자가 셀을 클릭할 때 응답을 계산하는 데 사용된 공식이 기능 표시줄에 표시되는지 확인하기 위해 과제를 제출하기 전에 워크시트를 확인하십시오.

FTE 계산

FTE는 특정 기간 동안 지정된 교대 근무 시간을 처리하는 데 필요한 지정된 시간을 기준으로 합니다. 기간은 주당, 급여 기간당(보통 2주) 또는 연간일 수 있습니다. 교대 근무는 8시간 근무입니다. 다음은 FTE를 계산하는 방법에 대한 몇 가지 예입니다.

  • FTE = 급여 기간마다 근무하도록 지정된 교대 수. 정규직 직원은 2주마다 10교대로 일하며 이는 급여 기간에 80시간에 해당합니다. 정규직 직원은 80시간 근무하는 한 반드시 10교대 근무를 해야 하는 것은 아닙니다. 그러나 이 모듈의 목적을 위해 모든 교대조는 8시간으로 간주되므로 직원이 풀타임으로 간주되려면 10교대 근무를 해야 합니다.
  • FTE = 정규직 직원의 급여 기간당 근무 시간 및 시간

FTE = 40 근무 시간 & cedil80 시간 = 0.50 FTE

  • 시간 = FTE x 정규직 직원의 급여 기간당 지급된 시간
  • 시간 = 0.50 FTE x 80 = 40시간(0.50 FTE가 급여 기간에 근무하도록 예약된 시간)
  • 교대 = 급여 기간당 시간 및 cedil 교대 근무 시간

교대 = 급여 기간당 80시간 & cedil8 시간 = 급여 기간당 10교대

10교대 = 급여 기간당 80시간 = 1.00 FTE

9교대 = 급여 기간당 72시간 = 0.90 FTE

8교대 = 급여 기간당 64시간 = 0.80 FTE

7교대 = 급여 기간당 56시간 = 0.70 FTE

6교대 = 급여 기간당 48시간 = 0.60 FTE

5교대 = 급여 기간당 40시간 = 0.50 FTE

4교대 = 급여 기간당 32시간 = 0.40 FTE

3교대 = 급여 기간당 24시간 = 0.30 FTE

2교대 = 급여 기간당 16시간 = 0.20 FTE

1교대 = 급여 기간당 8시간 = 0.10 FTE

다음 각 시나리오에 대해 과제 드롭 상자에 제공된 워크시트의 Excel 기본 공식에 대한 지식을 사용하여 답을 완성하십시오.

1회 결제 기간

원페이 기간 교대

엄청난. 이제 지정된 FTW가 한 주에 한 급여 기간에 근무하는 교대 수와 시간을 계산할 수 있는 방법을 마스터했습니다. 동일한 원칙을 사용하여 FTE가 한 달, 분기 또는 연도에 근무할 시간 및 교대 근무 시간을 계산할 수도 있습니다.

다음 단계는 필요한 교대 근무 수를 기준으로 1주일 동안 직원에게 필요한 FTE 수를 계산할 수 있는 것입니다. 이 숫자를 계산하려면 다음을 알아야 합니다.

  • FTE = 총 교대 & cedil5 교대(주당 1명의 FTE가 근무한 교대)
  • FTE = RN은 주당 5교대로 일합니다. 얼마나 많은 FTE가 필요합니까?

이제 다시 귀하의 차례입니다. Excel 수식을 사용하여 누락된 교대조 및 FTE를 입력합니다.


다음을 usbreset.c로 저장하십시오.

터미널에서 다음 명령을 실행합니다.

재설정하려는 USB 장치의 버스 및 장치 ID를 가져옵니다.

컴파일된 프로그램을 실행 가능하게 만드세요:

lsusb 명령을 실행하여 찾은 <Bus> 및 <Device> ID를 sudo 권한으로 대체하여 프로그램을 실행합니다.

이전에 귀하의 특정 상황에 처한 자신을 발견하지 못했기 때문에 충분할지 확신할 수 없지만 USB 장치를 재설정하는 가장 간단한 방법은 다음 명령입니다. (외부 앱 필요 없음)

libfreenect에는 다시 절전 모드로 전환하는 API가 없는 것 같기 때문에 Kinect를 재설정하는 데 사용하는 실제 항목입니다. 내 젠투 상자에 있지만 커널은 sysfs에 대해 동일한 경로 구조를 사용할 만큼 충분히 새 것이어야 합니다.

분명히 1-4.6은 아니지만 커널 로그(dmesg)에서 해당 장치 경로를 가져오거나 lsusb와 같은 것을 사용하여 공급업체 및 제품 ID를 가져온 다음 이와 같은 빠른 명령을 사용하여 방법을 나열할 수 있습니다. 경로는 다른 공급업체/제품 ID 쌍과 관련됩니다.

이렇게 하면 USB1/2/3에 연결된 모든 포트[1]가 재설정됩니다.

나는 이것이 당신의 문제를 해결할 것이라고 믿습니다. 모든 USB 끝점을 재설정하지 않으려면 /sys/bus/pci/drivers/ehci_hcd에서 적절한 장치 ID를 사용할 수 있습니다.

참고: [1]: *hci_hcd 커널 드라이버는 일반적으로 USB 포트를 제어합니다. ohci_hcd 및 uhci_hcd는 USB1.1 포트용이고 ehci_hcd는 USB2 포트용이고 xhci_hcd는 USB3 포트용입니다. (https://en.wikipedia.org/wiki/Host_controller_interface_(USB,_Firewire) 참조)

여기 답변을 기반으로 전체 프로세스를 단순화하는 Python 스크립트를 만들었습니다.

아래 스크립트를 reset_usb.py로 저장하거나 이 저장소를 복제하십시오.

파이썬 스크립트에서 이것을 자동화해야 했기 때문에 LiLo의 매우 유용한 답변을 다음에 적용했습니다.

제 경우에는 cp210x 드라이버(lsmod | grep usbserial에서 알 수 있음)이므로 위의 스니펫을 reset_usb.py로 저장한 다음 다음을 수행할 수 있습니다.

이것은 시스템에 아직 c 컴파일러 설정이 없지만 파이썬이 있는 경우에도 도움이 될 수 있습니다.

재설정하는 가장 빠른 방법은 USB 컨트롤러 자체를 재설정하는 것입니다. 그렇게 하면 연결 해제 시 udev가 장치 등록을 취소하고 활성화하면 등록이 다시 시작됩니다.

이것은 대부분의 PC 환경에서 작동합니다. 그러나 일부 사용자 지정 하드웨어를 사용하는 경우 장치 이름을 반복하기만 하면 됩니다. 이 방법을 사용하면 lsusb로 장치 이름을 찾을 필요가 없습니다. 자동화된 스크립트에도 통합할 수 있습니다.

모듈을 다시 로드하여 일종의 망치를 사용하고 있습니다. 이것은 내 usb_reset.sh 스크립트입니다.

그리고 이것은 내 디스플레이 관리자가 시작된 후 usb_reset.sh를 실행하는 내 시스템 서비스 파일 /usr/lib/systemd/system/usbreset.service입니다.

다음은 일치하는 제품/공급업체 ID만 재설정하는 스크립트입니다.

질문의 특별한 경우는 USB에 있는 카메라와 gphoto2의 통신 문제이므로 gphoto2에는 USB 연결을 재설정하는 옵션이 있습니다.

질문을 받았을 때 2010년에는 이 옵션이 없었을 수도 있습니다.

장치 번호를 기반으로 특정 USB 장치를 재설정하는 파이썬 스크립트를 만들었습니다. lsusb 명령에서 장치 번호를 찾을 수 있습니다.

이 문자열에서 004는 장치 번호입니다.

이것을 시도하십시오. 소프트웨어 분리(꺼내기)입니다.

때로는 일부 장치에 대한 장치 바인딩 해제가 작동하지 않습니다.

"Genius NetScroll 120"을 제거하거나 꺼내고 싶습니다.

그런 다음 먼저 연결된 USB 장치를 확인합니다.

좋아, 내 마우스를 찾았습니다. 버스 002, 장치 009, idVendor 0458 및 idProduct 003a가 있으므로 이것은 마우스에 대한 참조 장치 정보입니다.

이것은 중요합니다. 버스 번호는 장치의 시작 이름 경로이며 제거할 올바른 장치를 확인하기 위해 제품 ID와 공급업체를 확인합니다.

폴더에주의를 기울이고 폴더 번호 2로 시작하는 것을 확인하십시오. 내 버스가 002이므로 이것을 확인하고 하나씩 내 마우스 정보에 대한 올바른 idVendor 및 idProduct가 포함된 각 폴더를 확인합니다.

이 경우 다음 명령으로 정보를 검색합니다.

좋아, /sys/bus/usb/drivers/usb/2-1.3/ 경로가 내 정보 마우스와 일치합니다! XDDD.


파트 2: Glycome 이미징

00:00:06.26 시리즈의 두 번째 강의에 오신 것을 환영합니다.
00:00:09.00 화학 당생물학이라고 합니다.
00:00:11.07 제 이름은 Carolyn Bertozzi 교수입니다.
00:00:13.26 저는 UC 버클리의 화학과에 있습니다.
00:00:17.21 분자 및 세포 생물학과도 임명
00:00:21.11 그리고 저는 또한 Howard Hughes Medical Institute의 연구원입니다.
00:00:25.06 I.. 이것은 두 부분으로 구성된 시리즈의 두 번째 부분입니다.
00:00:28.23 배경과 역사에 초점을 맞춘 첫 번째 부분
00:00:32.09 당생물학 분야와 당의 구조에 대해.
00:00:36.18 그리고 2부인 이 부분은
00:00:40.26 Berkeley에 있는 내 연구소의 최근 연구에 대해
00:00:43.25 글리코메 이미징을 목표로 합니다.
00:00:46.18 그리고 사실, 당신이 여기서 보고 있는 것은
00:00:49.07 제브라피쉬의 형광 이미지
00:00:53.06 일부 설탕이 태그된 지 5일이 지났습니다.
00:00:57.24 형광 분자를 사용하면 문자 그대로 설탕을 시각화할 수 있습니다.
00:01:02.18 살아있는 유기체에서. 그래서 내가 당신에게 말할 것입니다
00:01:06.15 우리가 그것에 관심이 있는 이유.
00:01:08.03 좋습니다. 이제 분자 이미징 분야는 확실히 넓습니다.
00:01:13.15 빠르게 확장되며 매우 중요합니다.
00:01:16.28 임상 의학의 관점에서 둘 다
00:01:19.15 뿐만 아니라 연구소에서도.
00:01:22.15 여러분 중 많은 사람들이 이렇게 테이블에 누워 있는 자신을 발견했을 것입니다.
00:01:26.14 당신의 삶의 한 시점에서 나처럼.
00:01:29.05 이것은 자기공명영상 스캐너 또는 MRI 스캐너입니다.
00:01:34.24 이 스캐너가 할 수 있는 일
00:01:36.26은 말 그대로 분자 사진을 찍는 것입니다.
00:01:39.29 우리를 자르지 않고도 우리 몸 안에 있습니다.
00:01:42.24 이것은 우리 중 많은 사람들에게 매우 편리합니다.
00:01:44.26 그리고 이것과 매우 유사한 장치가 있습니다.
00:01:49.13 임상의는 우리 몸의 다른 분자를 살펴보고
예를 들어 방사성 표지된 00:01:52.00 분자.
00:01:54.15 이것이 바로 이 이미지가 여기에 있는 것입니다. 이것을 PET 스캔이라고 합니다.
00:01:59.00 방사성 표지된 포도당이 주입된 인체.
00:02:04.02 이제 이것들은 임상 환경에서 분자를 관찰하기 위한 중요한 도구입니다.
00:02:09.28 하지만 우리는 또한 연구 환경에서 분자를 보는 것을 좋아합니다
00:02:12.16 특히 분자가 내부에서 하는 일을 이해하기 위해
00:02:16.02 살아있는 세포와 오늘날 우리는 놀랍도록 발전된 몇 가지
00:02:20.06 형광 현미경 도구
00:02:22.10 우리가 세포의 분자 집합을 볼 수 있게 해주는 것뿐만 아니라
00:02:26.12 그러나 개별 형광 분자도 마찬가지입니다.
00:02:29.12 살아있는 시스템에서 분자 이미징을 수행하는 것은 매우 흥미로운 시간입니다.
00:02:34.24 이제 첫 번째 강의에서 가장
00:02:38.29 당생물학의 흥미로운 측면은
00:02:43.15 글리코메 또는 세포가 만드는 글리칸의 완전한 집합
00:02:48.09는 동적입니다. 고정되지 않았습니다.
00:02:50.19 글리코메 또는 세포 표면에 있는 당의 집합체
00:02:55.21 특정 상태에 있을 때
00:02:57.12 같은 셀에 있는 설탕 컬렉션과 다릅니다.
00:03:00.27 세포가 상태를 변환했을 때.
00:03:04.02 배아줄기세포가
00:03:07.11 차별화 운명을 선택
00:03:10.00 그리고 분화된 세포가 되고,
00:03:12.09 근육 세포나 뉴런처럼. 컬렉션을 보면
00:03:16.02 세포 표면의 글리칸 당지질과 당단백질,
00:03:20.03 컬렉션의 특성이 변경되었음을 알 수 있습니다.
00:03:23.01 세포가 분화 과정을 거쳤기 때문입니다.
00:03:26.12 임상 의학의 관점에서,
00:03:30.07 건강한 세포가
00:03:34.18 암세포가 변형되어 암세포가 됩니다.
00:03:37.28 그래서, 당신은 세포 표면에 설탕이 있는지 이해할 수 있습니다
00:03:42.02 암 상태의 특징적인 방식으로 변화하고 있습니다.
00:03:46.06 실제로 볼 수 있다면 매우 편리할 것입니다.
00:03:49.19 그 당은 생체 내에서, 살아있는 인간에서 변합니다.
00:03:54.10 이러한 변화를 이미지화할 수 있는 가능성을 제공하기 때문에
00:03:58.15 암이 매우 초기 단계에 있을 때 암을 감지합니다.
00:04:02.17 글리코메를 이미지화하려는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다.
00:04:07.11 살아있는 피험자 내부에서 설탕이 어떻게 변하는지 살펴보세요.
00:04:12.00 글리칸이 세포 분화와 어떤 관련이 있는지 이해할 수 있습니다.
00:04:17.06 또는 기관 생성. 그리고 우리는 글리코메의 변화를 감지할 수 있습니까?
00:04:22.20 질병 상태와 관련이 있습니다.
00:04:24.23 그 질병을 아주 초기에 발견할 수 있도록.
00:04:29.11 물론 문제는 이러한 설탕 분자에 태그를 지정하는 방법을 알아내는 것입니다.
00:04:35.14 이미징 기술을 사용하여 실제로 시각화할 수 있는 프로브입니다.
00:04:40.16 연구실에서도 이것은 매우 어려운 일입니다.
00:04:43.22 연구실에서 가장 일반적으로 사용되는 이미징 기술
00:04:48.05는 형광 이미징 또는 광학 이미징입니다.
00:04:51.02 그리고 형광등을 붙일 방법도 없습니다
이 설탕에 00:04:55.02. 그래서 도전이다.
00:04:57.24 그 학생과 박사후 연구원
00:05:00.02 내 연구실에서 시작되었습니다.
00:05:03.09 그리고 그것은 우리가 1990년대 후반에 작업하기 시작한 프로젝트입니다.
00:05:07.08 이제 10년 넘게 진행되고 있습니다.
00:05:09.21 약간의 반대말을 하자면,
00:05:12.17 분자 영상 기술을 사용하여 단백질을 연구하는 사람들,
00:05:16.22 사용할 수 있는 훌륭한 도구가 있습니다.
00:05:20.18 그렇기 때문에 이전 슬라이드에서 보여준 것과 같은 이미지가
00:05:24.06 너무 일반적이고 너무 익숙합니다.
00:05:26.23 대부분의 세포 생물학자들에게. 사실로,
00:05:28.15 대부분의 세포 생물학자들은 아마도 하루 중 많은 시간을 보낼 것입니다
00:05:31.22 이것과 비슷한 이미지를 보고 있습니다.
00:05:34.06 이 세포에서 두 개의 다른 단백질이 표지되었습니다
00:05:37.14 두 가지 다른 형광 염료로
00:05:39.28 하나는 녹색이고 하나는 빨간색입니다.
00:05:40.24 그리고 녹색으로 보이는 단백질은 유전적으로 암호화된 리포터를 사용하여 표시되었습니다.
00:05:47.03 그럼 그 기자가 무엇인지 보여드리겠습니다.
00:05:49.15 녹색 형광 단백질이라고 하며,
00:05:52.19 약칭 GFP이며 형광 이미징을 위한 가장 중요한 도구 중 하나입니다.
00:05:59.21 단백질. 녹색 형광 단백질은 유전자에 의해 암호화되는 단백질이기 때문에,
00:06:05.01 GFP를 암호화하는 유전자를 융합할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.
00:06:08.20 이미징에 관심이 있는 단백질을 인코딩하는 유전자로 이동합니다.
00:06:12.19 이제 GFP 단백질 융합이 발현되면
00:06:17.14 기본적으로 관심 있는 단백질은 형광 분자로 표지되어 있습니다.
00:06:21.08 GFP는 내부에 형광성 발색단을 가지고 있습니다.
00:06:25.09 그리고 이것은 매우 중요한 도구입니다. 그것은 우리의 능력에 혁명을 일으켰습니다
00:06:31.08 살아있는 세포뿐만 아니라 형질전환 유기체에서도 단백질을 연구합니다.
00:06:35.19 우리는 게놈을 조작하여 이러한 GFP 융합을 표현합니다
00:06:40.20 배아줄기세포 단계에서.
00:06:42.22 이것은 매우 중요하여 노벨 화학상을 수상했습니다
2008년 00:06:47.03 그리고 그 상은 이 세 과학자에게 주어졌습니다.
00:06:52.00 매우 가치가 있습니다. 매우 흥미로운 개발
00:06:54.23 분자 이미징 분야에서.
00:06:56.22 글리코생물학을 공부하는 우리는 물론,
00:07:01.09 우리가 비교할 수 있는 도구가 있다면 좋아할 것입니다.
00:07:04.12 녹색 형광 단백질.
00:07:05.28 설탕에 형광 태그를 붙일 수 있도록
00:07:09.05 사람들이 이 형광 태그로 단백질에 라벨을 붙이는 방식입니다.
00:07:12.16 하지만 불행히도 생합성 기계는
00:07:17.17 설탕이 만들어지는 데에는 도움이 되지 않습니다.
00:07:21.02 유전적으로 암호화된 기자들에게.
00:07:23.09 설탕은 단백질과 달리 1차 유전자 산물이 아니기 때문입니다.
00:07:28.21 이러한 복잡한 글리칸 각각은 단일 유전자에 의해 암호화되지 않습니다.
00:07:33.17 오히려, 그것들은 복잡한 일련의 산물입니다.
00:07:38.26 세포 내부의 대사 단계.
00:07:41.02 그것들은 신진대사의 산물입니다.
00:07:43.21 그런 이유로 우리는 GFP와 같은 유전적으로 암호화된 리포터를 사용할 수 없습니다
00:07:48.02 설탕에 라벨을 도입합니다.
00:07:50.17 그래서 저는 이 만화를 일종의 코미디로 그렸습니다.
00:07:54.24 설탕에 GFP와 같은 태그를 붙일 수 있도록
00:07:57.18 하지만 유전학을 사용하여 그렇게 할 수 있는 메커니즘은 없습니다.
00:08:01.11 그래서 저희 연구실에서는
00:08:04.21 세포의 대사 경로를 사용합니다.
00:08:08.22 형광 프로브를 설탕에 도입
00:08:12.12 GFP가 아니라 소분자 형광 리포터입니다.
00:08:17.18 이 작업을 수행하는 방법을 개략적으로 보여드리겠습니다.
00:08:21.22 이것은 2단계 과정이며 우리는 이것을 글리칸의 대사 라벨링이라고 부릅니다
00:08:27.14 화학 기자와 함께.
00:08:29.15 첫 번째 단계는 세포에 합성 물질을 공급하는 것입니다.
00:08:33.14 단당류 빌딩 블록
00:08:35.17 이제 이 합성 설탕은 천연 설탕과 매우 흡사합니다.
00:08:40.08 찾을 수 있는 단당류 빌딩 블록
00:08:43.06 당신이 먹는 음식에서, 그리고 저는 제 첫 강의에서 그 구조를 소개했습니다.
00:08:47.26 하지만 차이점은 구조를 변경했다는 것입니다.
00:08:51.07 이 단당류 빌딩 블록을 소개합니다.
00:08:54.22 화학 작용기 "X"
00:08:57.14 그리고 "X"는 현재로서는 일반적인 것입니다.
00:08:59.08 그리고 잠시 후 그것이 무엇인지 알게 될 것입니다.
00:09:00.23 그러나 "X"는 우리가 화학 기자라고 부르는 것입니다.
00:09:04.17 반응성 작용기입니다
00:09:07.05 세포가 이 단당류를 섭취할 때
00:09:10.18 빌딩 블록, 그리고 효소가 이를 처리하여 글리칸으로 통합할 때
00:09:15.29 글리칸이 세포 표면에 나타날 때 그 반응성 작용기는
00:09:20.07이 이제 표시되며 두 번째 단계에서 사용할 수 있습니다.
00:09:24.09 이것은 프로브 분자와의 화학 반응입니다.
00:09:27.25 이제 프로브는 예를 들어 형광 염료입니다.
00:09:31.18 그리고 그 탐침은 자체적인 화학적 작용기를 가지고 있습니다. 그것을 "Y"라고 부르겠습니다.
00:09:35.10 일반 레이블과 동일합니다. 그러나 "X"와 "Y"는 설계되어야 합니다.
00:09:40.15 그래서 그들은 서로 반응하여 결합을 형성합니다.
00:09:43.29 그리고 일단 그 유대가 형성되면
00:09:45.17 이제 형광 프로브 분자가 있습니다
00:09:49.20 세포 표면 글리칸에 결합됩니다.
00:09:53.07 이제 그 프로브를 사용하여 모든 글리칸을 시각화할 수 있습니다.
00:09:57.01 이 빨간 단당류를 가지고 있는
00:09:59.17 구성 요소 중 하나로 빌딩 블록.
00:10:01.29 이것은 매우 간단한 회로도입니다.
00:10:05.19 우리가 해야 할 일은 세포에 변형된 설탕을 공급하는 것입니다
00:10:09.15 그리고 그 설탕에 화학 반응을 하세요
00:10:12.27 프로브로 세포 표면에 표시되면.
00:10:15.21 그러나 매우 중요한 화학적 문제가 있다는 것이 밝혀졌습니다.
00:10:20.08 선택해야 하기 때문에 이 문제에 포함되어 있습니다.
00:10:24.03 화학 리포터 "X" 및 상보적 작용기 "Y",
00:10:29.09 이 두 작용기가 반응하도록
00:10:33.00 서로에게만 있고 이 셀 내부의 다른 어떤 것과도 없습니다.
00:10:38.25 이 세포 안에는 많은 기능이 있습니다.
00:10:43.21 모든 단백질과 지질, 핵산,
00:10:47.15 대사 산물, 물이 있습니다. 이 세포 내부에는 많은 화학 물질이 있습니다.
00:10:53.27 및 "X" 및 "Y"는 부작용을 방지하도록 설계되어야 합니다.
00:10:58.26 그 생물학적 그룹과 여전히 서로만 반응합니다.
00:11:03.14 꽤 의미 있는 도전이었습니다
00:11:06.11 그리고 우리는 그 도전의 개념을 구현했습니다
00:11:09.12 "생물 직교"라는 용어와 함께.
00:11:12.29 이것이 문자 그대로 의미하는 바는 생물학과 상호작용하지 않는다는 것입니다.
00:11:18.07 "X"와 "Y"는 서로 선택적으로 상호 작용해야 합니다.
00:11:22.10 그들은 아무것도 반응할 수 없습니다
00:11:24.07 자연에서 찾을 수 있습니다. 그리고 물론, 그것들은 확실히 해로울 수 없습니다
00:11:28.09 연구 중인 생물학적 시스템에
00:11:30.25 그렇지 않으면 의 관점에서 재앙이 될 것입니다
00:11:34.10 살아있는 동물의 설탕 이미징.
00:11:36.15 그래서 우리는 반응을 만들기 위해 수년을 보냈습니다.
00:11:42.24 기본적으로 이 설명에 맞습니다.
00:11:45.27 반응성 대응물인 X와 Y는 생체 직교합니다.
00:11:50.03 그리고 긴 이야기를 짧게 하자면, 우리가 발견한 것은
00:11:55.14 이상형 화학기자, 우리가 설탕 속에 넣은 X군
00:12:00.16은 다음을 갖는 것으로 정의되는 아지드입니다.
00:12:04.12 서로 연결된 세 개의 질소 원자
00:12:06.10 여기에 표시된 방식으로.
00:12:08.26 이제 azide에는 매우 적합한 여러 속성이 있습니다.
00:12:14.04 화학 기자로서 이 특정 응용 프로그램에 대해.
00:12:17.04 무엇보다도 아지드는 생물학적 시스템에서 발견되지 않습니다.
00:12:22.03 우리가 아는 한 화학자들은 아지드를 발명했습니다.
00:12:26.06 우리는 자연에서 그것을 발견하지 못했습니다.
00:12:27.25 아마도 자연은 이 기능 그룹을 간과했을 것입니다
00:12:29.27 그녀가 모든 화학 물질을 만들 때
00:12:32.21 우리 행성에서 발견되는 다양성.
00:12:34.22 또한, 아지드는 본질적으로 생물학적 시스템에서 불활성입니다.
00:12:39.29 그들이 반응할 수 있는 것은 많지 않습니다
00:12:41.22 일반적으로 생물학적 환경에서 발견됩니다.
00:12:45.22 아지드는 당 분자에 매우 쉽게 부착됩니다.
00:12:50.14 화학은 매우 간단합니다.
00:12:52.05 그리고 중요한 것은 아지드가 작습니다.
00:12:54.12 따라서 반 데르 발의 아지드 반경은 약 2.4옹스트롬에 불과합니다.
00:12:59.22 이것은 메틸기보다 약간 더 크다는 것을 의미합니다.
00:13:03.08 그리고 그것은 우리가 설탕에 아지드를 붙이기 때문에 중요합니다
00:13:08.11 그런 다음 모든 효소를 묻습니다.
00:13:09.23 세포 내부에서 마치 설탕을 대사하는 것처럼
00:13:12.17 정상적인 대사 기질이었습니다.
00:13:15.14 구조를 너무 많이 변경할 수는 없습니다.
00:13:18.12 그렇지 않으면 해당 효소가 거부할 수 있습니다
00:13:21.06 설탕은 너무 이질적이고 너무 부자연스럽습니다.
00:13:23.25 그러나 azide는 아주 작은 수정입니다.
00:13:26.19 우리는 문으로 몰래 들어갈 수 있다고 생각했습니다.
00:13:28.18 그 효소 중 일부입니다.
00:13:31.01 요점만 말씀드리겠습니다. 왜냐하면
00:13:33.08 이 질문을 자주 받습니다.
00:13:34.20 생물학자들 사이에서. 많은 생물학자들은 azide라는 단어에 익숙합니다.
00:13:40.08 아지드화나트륨의 맥락에서
00:13:42.13 그리고 그들은 아지드화나트륨이 대사성 독이라는 것을 알고 있습니다.
00:13:46.27 그들은 종종 약간의 아지드화나트륨을 완충액에 넣습니다.
00:13:51.01 세균 증식을 방지합니다. 그래서 그들은 아지드화나트륨이 세포독성이라는 것을 알고 있습니다.
00:13:55.08 그래서 그들은 저에게 "아지드가 세포독성이 없습니까?
00:13:59.04 어떻게 설탕에 아지드를 넣을 수 있습니까?
00:14:00.18 세포에 먹이고 유기체에 먹이면? 독하지 않아?"
00:14:03.24 대답은 아니오입니다. 아지드화나트륨은 매우 다른 물질입니다.
00:14:08.11 분자에 부착된 아지드로부터.
00:14:11.14 아지드가 설탕과 같은 분자에 부착되면
00:14:14.19 완전히 무해합니다. 대조적으로, 아지드가 아지드화나트륨과 같은 염이라면,
00:14:20.02 당신이 옳습니다. 그러면 그것은 매우 유독합니다.
00:14:21.25 하지만 우리는 실제로 그것에 대해 걱정할 필요가 없습니다.
00:14:24.01 몸에서 아지드당을 전환할 방법이 없기 때문에
00:14:28.03 아지드화 나트륨 같은 것.
00:14:30.14 그러니 걱정하지 마세요.
00:14:31.24 좋아요. 이제 아지드에 대해 가장 중요한 것은
00:14:35.16 azide는 화학적
00:14:38.20 다른 작용기와의 반응
00:14:41.12 이전 슬라이드에서 Y라고 불렀던 것을 기억합니다.
00:14:44.06 다른 그룹은 Y입니다. 이 그룹은 X입니다.
00:14:46.18 아지드와 반응할 몇 가지 다른 Y 그룹이 있습니다.
00:14:50.27 그리고 우리가 탐색한 첫 번째 그룹은
00:14:54.03은 포스핀입니다. 그래서 포스핀은 인 원자를 취했을 때 얻는 것입니다.
00:14:59.18 여기에 제가 보여드린 것처럼 3개의 치환기를 연결합니다.
00:15:03.25 이제 20세기 초반으로 돌아갑니다.
00:15:07.27 우리는 1915년에서 1920년 사이에 이야기하고 있습니다.
00:15:11.12 Hermann Staudinger라는 독일 화학자
00:15:14.28 포스핀이 아지드와 반응하여
00:15:20.17 인-질소 결합이 있는 제품
00:15:24.08 그는 이런 종류의 중간체를 aza-ylide라고 불렀습니다.
00:15:27.19 매우 흥미로운 반응입니다.
00:15:30.22 두 개의 화학 그룹이 함께 결합하여 공유 결합을 만듭니다.
00:15:34.22 부가물. 우리는 이 스타우딩거의 케미스트리에 흥미를 느꼈습니다.
00:15:38.29 포스핀과 아지드가 모두 생체 직교하기 때문에
00:15:43.08 그리고 그들의 반응은 매우 선택적입니다. 그들은 매우 무독성입니다.
00:15:47.27 그리고 그것은 생물 직교성에 대한 많은 기준을 충족시키는 것 같았습니다.
00:15:52.07 한 가지 예외가 있습니다. aza-ylides가 밝혀졌습니다.
00:15:55.16 물에서 특히 안정적이지 않습니다.
00:15:58.00 그들은 가수분해하는 경향이 있습니다.
00:16:01.05 P-N 결합이 끊어집니다.
00:16:03.00 그리고 물론, 우리의 목표가 화학 물질을 사용하는 것이라면
00:16:05.22 생체 내 당에 프로브를 부착
00:16:09.10 우리가 물로 둘러싸인 곳
00:16:12.09 가수분해 감도는 aza-ylide의 주요 문제가 될 것입니다.
00:16:17.01 그래서 우리는 이 반응을 상당히 미묘한 방식으로 수정했습니다.
00:16:22.19 우리가 인 원자에 벤젠 고리를 붙인 곳
00:16:26.18 이 메톡시카르보닐기를 가지고 있습니다.
00:16:29.01 자, 일단 aza-ylide가 형성되면
00:16:32.18 이 질소 원자가 가수분해할 수 있는 것보다 더 빨리
00:16:35.16 이 카르보닐로 고리화되고 에스테르 결합을 절단하고
00:16:39.18 및 아미드를 형성했습니다.
00:16:41.29 그리고 이 순환은 너무 빨라서
00:16:45.04 주변에 물이 있어도 상관없습니다.
00:16:47.09 이제 이 제품이 형성되면
00:16:49.08 물은 여가 시간에 따라 올 수 있습니다.
00:16:51.15 P-N 결합을 가수분해하여 이 생성물을 형성하지만, 지금은 아마이드 때문에
00:16:56.28 이 분자내 고리화 단계 동안 결합이 형성되었습니다.
00:17:01.04 이 두 부분, 하나는 아지드에서
00:17:04.00 포스핀에 부착된 다른
00:17:06.14 여전히 매우 안정적인 연결을 통해 서로 연결되었습니다.
00:17:09.09 이것이 우리가 스타우딩거 결찰이라고 부르는 것입니다.
00:17:13.18 이것은 우리가 고전적인 Staudinger 화학을 이용하는 반응입니다.
00:17:19.02 첫 번째 단계에서는 제품을 형성하도록 변경합니다.
00:17:22.20 두 구성 요소가 영구적으로
00:17:24.14 방식으로 함께 결찰
00:17:26.08 생물학적 시스템에서 매우 안정적입니다.
00:17:29.03 그리고 Staudinger ligation은 최초의
00:17:32.06 우리가 살아있는 시스템에서 당을 이미지화하기 위해 사용했던 화학 반응.
00:17:38.01 어떤 설탕을 이미지하고 싶습니까?
00:17:41.24 물론 흥미로운 선택이 많이 있습니다.
00:17:44.08 그리고 첫 번째 강의에서 소개했듯이,
00:17:46.24 척추동물에는 9가지가 있습니다.
00:17:49.07 기본 단당류 빌딩 블록
00:17:52.01 우리의 다양한 글리칸의 구성 성분입니다.
00:17:55.04 그것들은 모두 그 자체로 흥미롭고,
00:17:58.01 하지만 우리가 어떤 설탕을 이미지하고 싶은지 생각했을 때,
00:18:01.10 우리는 이 단당류에 자연스럽게 끌렸고,
00:18:05.24 시알산이라고 합니다. 그리고 제 첫 강의에서 말씀드린 것처럼,
00:18:09.21 시알산은 매우 흥미로운 상황에서 나타나는 경향이 있습니다
00:18:15.08 척추동물 생물학 시스템에서.
00:18:18.12 예를 들어 시알산이
00:18:21.01은 셀렉틴에 대한 리간드의 구성 요소입니다.
00:18:24.27 나는 또한 시알산
00:18:27.01은 인플루엔자 바이러스가 결합하는 구조입니다.
00:18:30.18 시알산은 꽤 바쁜 단당류라는 것이 밝혀졌습니다.
00:18:36.20 배아 발달과도 관련이 있는 것 같기 때문에
00:18:40.19 그리고 암. 사실, 배아 세포의 글리코메
00:18:46.01 분화 조직 및 암세포
00:18:49.14 훨씬 자세히 연구되었습니다
00:18:52.15 많은 글리칸이
00:18:54.25 배아와 암 모두에서 발견
00:18:57.22 시알산을 구성 성분 중 하나로 가지고 있습니다.
00:19:00.19 여기서 제가 보여드린 것은 훨씬 더 큰 세트의 세 가지 예일 뿐입니다.
00:19:05.03 이것은 고도로 상승된 것으로 밝혀진 글리칸 구조입니다.
00:19:10.25 정상의 건강한 조직과 비교하여 암에 대한 것입니다.
00:19:14.14 그리고 그들 중 많은 것들이 발달적으로 조절됩니다.
00:19:17.29 이것은 아마도 사고가 아닐 것입니다. 왜냐하면 우리는 종종 암이
00:19:22.14 우리가 소유한 자산을 획득하기 시작
00:19:25.12 일반적으로 배아 조직과 연관됩니다.
00:19:27.19 그들은 일종의 정체성을 잃었습니다
00:19:30.11 그리고 그들은 배아 상태로 돌아가고 있습니다.
00:19:32.23 그리고 그것은 그들의 글리칸 구조에 반영됩니다.
00:19:35.27 단일 중합체인 폴리시알산
00:19:38.28 시알산의 반복 단위로 구성
00:19:41.16 다양한 종양에 매우 풍부합니다.
00:19:44.13 신경 능선 조직에서 파생됩니다.
00:19:46.16 전에 언급한 Sialyl Lewis X
00:19:50.02는 셀렉틴에 대한 리간드의 일부이며,
00:19:54.02 또한 다양한 상피암에서 높은 수준으로 발견됩니다.
00:19:57.08 및 혈액암. 그리고 매우 단순한 이당류인 Sialyl Tn,
00:20:03.12 실제로 정상적인 인간 조직에서는 발견되지 않습니다.
00:20:07.12 하지만 다양한 전립선암에 나타납니다.
00:20:11.03 그리고 왜 그런지는 잘 모르겠습니다.
00:20:12.29 그러나 이러한 구조가 악성 종양의 맥락에서 나타난다는 사실
00:20:18.06 많은 사람들에게
00:20:21.03 이 조직의 시알산 수치가 높아졌습니다.
00:20:25.25 시알산을 이미지화할 수 있다면
00:20:28.05 우리는 살아있는 시스템에서 이러한 종양을 감지할 수 있습니다.
00:20:31.25 그것이 시알산을 연구하게 된 동기 중 하나였습니다.
00:20:35.25 좋아요. 그래서 그 질문은, 우리 마음속에,
00:20:39.24 시알산에 아지드를 어떻게 넣나요?
00:20:43.06 글쎄요, 우리는 기본적인 신진대사를 이해해야 합니다
00:20:46.22 우리 몸에서 시알산을 생성합니다.
00:20:50.05 이것이 이 슬라이드에 표시된 내용입니다.
00:20:52.15 모든 것은 이 단순한 단당류에서 시작됩니다
00:20:56.23 N-아세틸만노사민이라는 빌딩 블록.
00:21:00.08 ManNAc를 줄여서 줄여서 사용합니다.
00:21:03.14 ManNAc을 먹고 사실 빵을 먹거나 맥주를 마시면
00:21:09.13 모든 효모 제품에는 약간의 ManNAc가 있습니다.
00:21:11.21 ManNAc 안먹어도 괜찮아
00:21:14.15 포도당에서 생합성할 수 있기 때문에
00:21:17.21 내가 보여주지 않은 다른 효소 단계를 통해.
00:21:20.27 하지만 어쨌든 ManNAc이 시스템에 들어가면
00:21:23.19 기본적으로 하나의 대사 운명을 가지고 있습니다.
00:21:26.15 시알산으로 전환될 예정입니다.
00:21:28.27 당신의 세포에서. 그리고 그것은 일련의 효소적 단계를 통해 일어납니다.
00:21:34.18 이 모든 세부 사항을 살펴보지는 않겠습니다.
00:21:37.18 관심이 있는 경우 슬라이드를 자세히 볼 수 있습니다.
00:21:40.17 하지만 당신이 이 설탕을 먹는다고 말하는 것으로 충분합니다
00:21:44.00 이 모든 효소가 작용한 후에
00:21:46.29 하루가 끝나면 시알산이 만들어지고,
00:21:50.05 일반적으로 복잡한 글리칸 사슬의 끝에 나타납니다.
00:21:54.19 세포 표면의 당단백질 또는 당지질에 있습니다.
00:21:58.13 그래서 우리는 많은 연구실에서
00:22:01.17 이 설탕이 이 설탕으로 전환된다는 것입니다.
00:22:04.07 그리고 저는 아세틸기를 파란색으로 표시했습니다.
00:22:08.04 생합성 제품에서 그것이 어디에서 끝나는지는 분명합니다.
00:22:11.28 그리고 제가 그 아세틸기를 강조하는 이유는
00:22:14.12 여러 그룹의 작업을 통해 알고 있기 때문입니다
00:22:17.27 미묘한 수정이 가능합니다
00:22:20.22 없이 이 위치의 구조로
00:22:23.14 효율성을 크게 해치는
00:22:26.13 이러한 효소 단계 중 하나,
00:22:28.06 생각해보면 정말 놀랍습니다.
00:22:30.23 일반적으로 우리는 효소를 매우 특수한 것으로 생각합니다.
00:22:34.18 그들의 기질을 위해, 하지만 이 경로에서
00:22:37.26 약간의 여유가 있고
00:22:39.00 이 사이드 체인을 약간 수정할 수 있습니다.
00:22:41.26 그래서 우리는 이것이 사이트라는 것이 분명했습니다.
00:22:46.08 아지드를 붙일 수 있게
00:22:48.16 세포의 효소를 혼동하지 않고
00:22:52.01 그것이 바로 우리가 한 일입니다.
00:22:54.27 화학 합성에 의해 우리는 이 부자연스러운 버전을 생성합니다
00:22:59.04 ManNAc의 azide가 있습니다.
00:23:01.21 약어로 우리는 이 화합물을 ManNAz라고 부릅니다.
00:23:06.04 ManNAc의 azide 버전입니다.
00:23:09.10 그리고 우리는 ManNAz를 세포에 넣고 싶었습니다.
00:23:15.12 당 분자의 특징인 수산기를 각각 차단
00:23:19.29 아세틸 에스테르. 그들은 보호 그룹입니다.
00:23:24.13 일단 아세틸기가 제자리에 있으면 설탕은 이제 충분히 친유성입니다
00:23:29.21 세포막을 관통하여 세포 내부로 들어가면
00:23:35.09 단순히 절단하는 비특이적 에스테라제가 있습니다.
00:23:38.25 이 아세틸기가 떨어져서 버립니다.
00:23:40.22 그러면 설탕은 신진대사를 위해 준비됩니다.
00:23:43.05 그래서 효소가 설탕을 처리하기 시작합니다
00:23:46.11 그리고 몇 시간 후에 우리가 발견한 것은,
00:23:48.15 그리고 보라, 시알산 잔기의 일부
이 세포의 00:23:52.07은 azido 유사체로 대체되었습니다.
00:23:56.23 다시 말해, 우리가 하는 일은 이 화합물을 세포 배양 배지에 추가하는 것뿐입니다.
00:24:01.16 세포가 모든 힘든 일을 합니다
00:24:03.05 그리고 그들은 세포 표면 글리칸에서 이 아지도-시알산을 생성합니다.
00:24:08.01 놀랍게도 세포는 특별히 보이지 않습니다
00:24:11.28 이 변형에 기분이 상했습니다.
00:24:13.26 시알산의 일부
00:24:16.18 이 부자연스러운 변형으로 대체되었습니다.
00:24:18.29 그리고 그것은 그들에게 괜찮아 보입니다.
00:24:21.16 하지만 우리에게는 매우 편리합니다
00:24:22.28 이제 우리는 아지드를 사용하여 화학을 할 수 있기 때문입니다.
00:24:26.18 포스핀 시약을 도입하여
00:24:29.05 형광 프로브에 연결되어 있습니다.
00:24:32.13 포스핀과 아지드 사이에 Staudinger ligation을 합니다.
00:24:35.10 이제 프로브 분자와 설탕 사이에 공유 결합이 있습니다.
00:24:40.22 시알산이 있는 곳이면 어디든지
00:24:42.16 이제 시각화할 수 있습니다.
프로브에 초점을 맞춘 형광 현미경을 사용하여 00:24:44.06.
00:24:47.12 그래서 이런 식으로 우리는
00:24:50.17 다양한 흥미로운 세포 유형에 대한 시알산.
00:24:54.01 그리고 시알산이 유일한 설탕은 아닙니다
00:24:56.29 아지드를 화학 리포터로 사용하는 것을 볼 수 있습니다.
00:25:00.20 아지드를 시알산에 도입할 수 있는 것처럼
00:25:05.07 ManNAz 세포에 먹이를 줍니다.
00:25:08.09 아지드를 푸코스에 도입할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.
00:25:11.22 이 6-azido 푸코스 유도체를 세포에 공급하기만 하면
00:25:16.23 히드록시기를 보호하는 아세틸 에스테르가 있습니다.
00:25:19.26 그리고 마찬가지로 아지드를 N-아세틸갈락토사민에 도입할 수 있습니다.
00:25:25.18 또는 GalNAc, 이 변형된 형태의 GalNAc를 세포에 공급함으로써,
00:25:30.18 아세틸기에 아지드가 있습니다. 우리는 이것을 GalNAz라고 부릅니다.
00:25:34.13 ManNAz와 유사하며 실제로 이 설탕으로 돌아올 것입니다.
00:25:38.20 강의가 끝날 무렵 GalNAz.
00:25:41.10 우리는 또한 프로브 개발에 상당한 시간을 투자했습니다
00:25:45.16 이 설탕을 시각화하는 데 사용할 수 있습니다.
00:25:49.10 이제 Staudinger ligation은 놀랍도록 선택적입니다.
00:25:51.24 프로브와 설탕 사이에 공유 결합을 형성할 수 있다는 점에서.
00:25:57.06 하지만 그 이상으로 요소를 악용할 수 있습니다.
00:25:59.24 우리가 스마트 프로브라고 부르는 것을 디자인하기 위해 연결 화학의.
00:26:05.11 이것은 실제로 보이지 않는 프로브입니다
00:26:08.06 아지도 설탕을 찾을 때까지
00:26:11.28 Staudinger 결찰을 통해 결합하는 형태,
00:26:14.13 그리고 그들은 형광등으로 변합니다.
00:26:16.04 그래서 그들은 기본적으로 시스템에서 수영을 하고,
00:26:18.11 아지드를 찾고 발견하자마자
00:26:20.26 그들은 유대감을 형성하고 불을 밝히고 다른 방법으로는 볼 수 없습니다.
00:26:23.29 이를 통해 형광 이미징을 수행할 수 있습니다.
00:26:26.01 배경 위에 매우 좋은 신호가 있습니다.
00:26:28.23 우리가 이것을 하는 방법은
00:26:32.19 Staudinger 결찰 과정에서
00:26:34.11 이 에스테르 결합이 절단됩니다.
00:26:36.18 이전 슬라이드에서 나는 이 위치에 단순히 메틸 에스테르를 가지고 있었습니다.
00:26:41.18 반응 중에 메탄올이 방출된 곳
00:26:44.28 특별히 주목할만한 것은 아닙니다.
00:26:46.25 하지만 메틸 에스테르를 대체할 수 있는
00:26:49.00 형광 소광제에 대한 에스테르 결합이 있습니다.
00:26:52.23 그리고 다른 곳에 결합된 형광 분자가 있다면,
00:26:55.16 형광단이 꺼지는 것
00:26:57.19 이 초기 분자의 소광제에 의해.
00:27:01.01 하지만 이 탐사선이 아지드를 발견하자마자
00:27:03.21 시알산 또는 세포의 다른 당에 위치
00:27:08.02 포스핀은 아지드와 반응합니다.
00:27:10.14 Staudinger 결찰이 펼쳐지고,
00:27:13.01 에스테르가 절단되고, 소광제가 방출되고,
00:27:16.12 이제 형광단이 활성화되었습니다.
00:27:19.18 형광단이 목표물을 찾은 경우에만
00:27:22.09 반응하고 나서야 형광을 볼 수 있습니다.
00:27:25.14 그렇지 않으면 보이지 않습니다.
00:27:26.27 프로브의 실제 화학 구조를 보여드리겠습니다.
00:27:29.25 이 메커니즘을 정확히 따르도록 준비했습니다.
00:27:35.08 이것은 우리가 애정을 담아 "QPhos"라고 부르는 분자입니다.
00:27:40.06은 담금질된 포스핀을 나타냅니다.
00:27:41.22 세 부분으로 구성되어 있습니다.
00:27:44.20 그래서 여기, 이 녹색 부분은 아주 잘 알려져 있습니다
00:27:48.08 플루오레세인이라는 형광 분자.
00:27:50.07 연구실에서 흔히 사용하는 녹색 형광 염료입니다.
00:27:55.22 검은색 가운데에는 Staudinger 결찰을 위해 준비된 포스핀이 있습니다.
00:28:01.29 이 벤젠 고리에 에스테르기가 있는 것을 볼 수 있습니다.
00:28:06.05 분자내 반응을 위한 위치입니다
00:28:09.14 aza-ylide 중간체.
00:28:11.06 그리고 마지막으로 여기 파란색 부분
00:28:14.03은 잘 알려진 형광 소광제이며,
00:28:16.23 Disperse Red 1이라고 합니다.
00:28:18.28 그리고 이 Disperse Red 1이 이 에스테르에 연결되어 있는 한
00:28:22.15 그것은 fluorescein 분자의 형광을 끌 것입니다.
00:28:25.26 QPhos를 사용하여 찍은 몇 가지 이미지를 보여드리겠습니다.
00:28:30.07 배양에서 암세포의 시알산을 검출합니다.
00:28:35.12 이 실험에서 우리가 한 것은 일부 세포를 성장시킨 것입니다.
00:28:40.12 HeLa 세포라고 합니다. 이들은 인간의 자궁 경부 상피암 세포입니다.
00:28:45.22 시험관에서 키울 수 있습니다. 그리고 그 세포들이 자라는 동안,
00:28:49.13 우리는 미디어에서 ManNAz를 그들에게 제공했습니다.
00:28:53.03 방금 세포 배양 배지에 추가했습니다.
00:28:55.08 그들은 그것을 받아들였고 소화하고 아지드를 시알산에 넣었습니다.
00:29:00.13 그런 다음 ManNAz로 며칠 동안 치료한 후
00:29:03.09 우리는 그 세포를 QPhos와 반응시켰습니다.
00:29:06.22 그리고 몇 시간 후에 우리는 그 세포의 형광 이미지를 찍었습니다.
00:29:11.13 세포는 또한 파란색 형광 염료로 염색되었습니다
00:29:15.03 이는 핵에만 해당됩니다.
00:29:16.17 셀이 있는 위치를 정확히 지정하는 데 도움이 됩니다.
00:29:20.27 각각에 하나의 핵이 있기 때문입니다.
00:29:22.29 보시다시피 각 셀은
00:29:25.17은 밝은 녹색 윤곽선으로 둘러싸여 있습니다.
00:29:29.15 그것들은 표면에 있는 시알산입니다.
00:29:32.05 막 관련 당단백질 및 당지질.
00:29:35.09 셀의 조명이 멋지게 켜져 있습니다.
00:29:37.25 우리는 실제로 설탕을 이미징하고 있습니다.
00:29:39.26 세포 내부에서도 약간의 형광을 볼 수 있습니다.
00:29:43.16 그것은 기본적으로 분비 경로의 일부입니다.
00:29:47.23 예를 들어 골지 구획.
00:29:49.01 그리고 약간의 얼룩이 있습니다.
00:29:51.14 세포 전체에 작은 소포도 있습니다.
00:29:53.05 멤브레인에서 시알산을 반응시킨 후
00:29:57.17 그 시알산 중 일부는 결국 내부화됩니다
00:30:00.21 막이 지속적으로 생성되기 때문에 소포로
00:30:03.26 삼켜지고 재활용되고 뒤집어졌습니다.
00:30:05.29 그들은 골지 구획의 후반부로 돌아가고 있습니다
00:30:08.23 그런 다음 멤브레인으로 돌아옵니다.
00:30:10.09 QPhos와 반응하는 과정에서 실제로 많은 일이 일어나고 있습니다.
00:30:14.26 이제 시작하자마자 몇 가지 문제가 있었습니다.
00:30:17.29 이런 종류의 실험을 하고 있습니다.
00:30:19.07 예를 들어, 우리는 이 멋진 밝은 얼룩을 얻기 위해
00:30:23.24 시알산의 경우 몇 시간 동안 세포를 QPhos와 반응시켜야 했습니다.
00:30:28.27 배양된 세포의 당을 이미징하는 것은 문제가 되지 않습니다.
00:30:34.17 세포가 시약과 함께 플라스크에 있기 때문에
00:30:37.26 그리고 그들은 몇 시간 동안 인큐베이터에 앉아 있을 수 있습니다.
00:30:40.12 반응이 펼쳐지도록 내버려 두세요.
00:30:42.09 반응을 몇시간 방치해야 했던 이유
몇 분이 아닌 00:30:45.15
00:30:47.02 또는 몇 초 후에 Staudinger ligation 반응이 나타납니다.
00:30:51.02는 본질적으로 다소 느립니다. 반응이 진행되는 데 시간이 오래 걸립니다.
00:30:57.24 그렇게 문제가 되지는 않았지만
00:31:00.21 배양된 세포에 대한 영상 실험,
00:31:03.25 우리는 그것이 문제가 될 수 있다고 걱정했습니다
00:31:06.23 살아있는 동물의 당을 이미징하는 데 사용됩니다.
00:31:10.09 물론 살아있는 동물이 평형 상태에 있지 않기 때문입니다.
00:31:14.10 인큐베이터에 몇 시간씩 앉아 있는 플라스크 안의 세포가 아닙니다.
00:31:17.26 동물은 신진대사가 활발합니다.
00:31:21.04 시약을 몸에 주입하자마자
00:31:24.19 그들의 몸이 그 시약을 다시 제거하기 위해 노력하고 있습니다.
00:31:27.29 그리고 그 제거 과정은 특정 분자에 대해 매우 빠를 수 있습니다
00:31:32.18 및 특정 동물. 사실, 우리가 Staudinger ligation에 대해 조사하기 시작했을 때
00:31:38.06 실험용 쥐의 설탕 이미징 도구
00:31:41.23 우리는 즉시 이 문제에 봉착했습니다.
00:31:44.29 그래서 우리는 쥐에게 ManNAz를 주사했습니다
00:31:48.08 그리고 우리는 동물에서
00:31:52.03 세포는 이 설탕을 기꺼이 받아들였습니다
00:31:54.23 azido-sialic acid로 변환하고,
00:31:58.01 문제가 없었습니다.
00:31:59.21 그리고 그것은 쥐에게 무해한 것처럼 보였습니다.
00:32:01.17 따라서 교체하는 데 명백한 손해가 없었습니다.
00:32:04.09 azido 버전이 있는 시알산의 일부.
00:32:08.00 문제는 같은 쥐를 주사했을 때 발생했습니다.
00:32:11.26 프로브 분자가 결합된
00:32:15.09 Staudinger 결찰용 포스핀.
00:32:17.04 우리가 발견한 것은
00:32:19.24 포스핀과 아지드 사이의 반응
00:32:21.26 대사 제거율에 비해 너무 느림
00:32:25.23 동물의 몸 밖으로 탐침.
00:32:28.02 따라서 우리는 이 제품의 약간만 감지할 수 있었습니다.
00:32:31.26 특정 장기 및 조직에만
00:32:34.00 가장 접근하기 쉬운 장기와 조직
00:32:36.22 시약을 주입한 후 시약에
00:32:38.14 또는 매우 높은 수준의 장기와 조직
00:32:41.23 우리가 이미지화하려고 했던 시알산.
00:32:45.07 그리고 조금 실망스러웠습니다.
00:32:47.00 하지만 기본적으로 매우 중요한 요소를 가리켰습니다
00:32:50.12 이 실험의 00:32:50.12입니다. 우리는 처음부터 전혀 고려하지 않았습니다.
00:32:55.07 10년 전이죠.
00:32:56.04 반응의 역학은
00:32:59.05 아지드와 프로브 분자 사이
00:33:01.16 살아있는 동물의 이미징에 매우 중요합니다.
00:33:06.02 그 반응은 충분히 빨라야 합니다
00:33:08.29 프로브가 아지드를 찾아 반응할 수 있도록
00:33:12.11 몸에서 제거되는 것보다 더 빨리.
00:33:14.21 그리고 수년간의 실험 끝에
00:33:17.21 우리는 마침내 Staudinger ligation이 너무 느리다는 결론을 내렸습니다.
00:33:23.11 신진대사 속도에 비해 역학이 너무 느렸습니다.
00:33:27.22 포스핀이 일반적으로
00:33:32.25 포유류 간에서 산화될 수 있습니다
00:33:35.15 사이토크롬 P450 효소에 의해.
00:33:37.05 포스핀을 포스핀 옥사이드로 전환
00:33:42.08 그리고 일단 발생하면 이제 이 제품
00:33:45.08은 더 이상 Staudinger 결찰에서 활성화되지 않습니다.
00:33:47.08 의심할 여지 없이 포스핀의 간 대사는
00:33:51.19 빠른 통관율에 기여
00:33:54.23 이는 본질적으로 느린 반응 속도와 경쟁했습니다.
00:33:58.23 결론은 Staudinger 결찰
00:34:02.04는 배양 중인 세포에 대한 시험관 내 이미징에 탁월했습니다.
00:34:06.00 살아있는 유기체의 생체 내 이미징에는 그다지 좋지 않습니다.
00:34:10.00 시스템에서 시약을 빠르게 제거할 수 있는 기능이 있습니다.
00:34:13.20 그래서 그 시점에서 우리는 우리의 관심을 옮겼습니다
00:34:17.19 아지드가 겪을 수 있는 다른 종류의 화학 반응.
00:34:21.16 지난 세기에 기원을 둔 또 다른 화학입니다.
00:34:26.03 독일 화학자의 손에.
00:34:27.28 이 경우에는 뮌헨 대학교의 Rolf Huisgen 교수입니다.
00:34:31.26 1950년대에 누가 아지드가
00:34:35.26 알킨과 반응하여 1,3-쌍극자를 겪을 수 있습니다.
00:34:41.07 여기에 메커니즘이 표시된 고리화첨가 반응,
00:34:44.19 트리아졸이라고 하는 시클로 부가 생성물을 형성합니다.
00:34:49.00 이제 Staudinger 화학처럼
00:34:52.04 이 Huisgen 고리 첨가 화학
00:34:55.02는 알킨과 아지드가 생물학적으로 직교합니다.
00:35:00.08 둘 다 생물학적 시스템에서 발견되지 않습니다.
00:35:03.04 적어도 대부분의 생물학적 시스템에서는 그렇지 않습니다.
00:35:05.06 그들은 서로 매우 선택적으로 반응합니다
00:35:08.25 생체 시스템에서 원치 않는 부작용 없이.
00:35:13.19 그래서 우리는 이것이 탐험할 또 다른 매우 유망한 길이 될 것이라고 생각했습니다.
00:35:16.25 문제는 고전적인 Huisgen 반응
표준 선형 알킨으로 설명된 00:35:21.09
00:35:24.27도 매우 느립니다. 사실 더 느리다.
00:35:28.11 Staudinger와 포스핀의 화학 반응보다
00:35:30.28 너무 느려서 사람들이 공연할 때
00:35:34.22 연구실에서의 이러한 반응은,
00:35:37.04 그들은 일반적으로 높은 온도를 적용해야
00:35:40.03 또는 반응을 얻기 위해 고압
00:35:43.08 합리적인 속도로 완료를 진행합니다.
00:35:45.26 그리고 내가 고온이라고 말할 때,
00:35:47.22 예를 들어 섭씨 100도 이상을 의미합니다.
00:35:51.19 환류하는 톨루엔. 끓는 물의 온도보다 뜨겁다.
00:35:56.27 분명히 우리는 세포에 그렇게 할 수 없습니다
00:36:00.14 그리고 확실히 살아있는 유기체는 아닙니다.
00:36:02.14 하지만 우리는
00:36:05.18 이 화학의 속도를 가속화합니다.
00:36:08.21 1960년대로 돌아가서
00:36:11.19 Wittig와 Krebs의 출판물이 있었습니다.
00:36:14.25 그들은 페닐아지드가 다음과 반응한다고 보고했습니다.
00:36:20.08 삼중 결합이 8원환으로 압착된 사이클로옥틴
00:36:26.03 트리아졸 생성물을 매우 빠르게 형성합니다.
00:36:30.16 지금 제 대학원생들이 이 논문을 읽고 있었습니다.
00:36:33.25 독일어로 출판되었고,
00:36:35.29 불행히도 그 당시에는
00:36:38.25 독일어를 충분히 할 수 있는 실험실의 모든 동료
00:36:41.18 논문을 아주 자세하게 이해하려면
00:36:44.06 하지만 우리 모두는 이 문장을 읽습니다
00:36:46.08 페닐아자이드, 사이클로옥틴, 폭발이라는 세 단어를 인식했습니다.
00:36:53.02 우리가 볼 수 있는 한 Wittig와 Krebs는
00:36:57.14 이 두 시약을 결합했습니다
00:36:59.12 그들은 폭발과 같은 제품을 형성했습니다.
00:37:02.11 이것은 우리에게 이것이 꽤 빠른 반응임에 틀림없다는 것을 시사했습니다.
00:37:05.17 그러나 Wittig와 Krebs가 한 일은
00:37:09.05는 순수한 사이클로옥틴을 반응시키는 것이고,
00:37:12.03 이는 액체이며 용매가 없는 순수한 페닐아지드입니다.
00:37:17.05 이것은 폭발처럼 반응하는 매우 농축된 시약이었습니다.
00:37:20.09 그리고 우리는 이 시약을 더 낮은 농도에서 녹이면
00:37:25.08 및 원형 용매, 아마도 반응
00:37:28.07 아주 잘 통제될 것이고,
00:37:29.19 실온에서 여전히 매우 빠르기를 바랍니다.
00:37:32.13 이제 왜 사이클로옥틴이
00:37:36.06 폭발처럼 아지드와 반응하는 반면
00:37:39.00 선형 알킨은 너무 느려서
00:37:42.17 100도 이상으로 가열하시겠습니까?
00:37:44.05 무슨 일이 일어나는지 보면 이해할 수 있습니다
00:37:47.27 알킨을 8원 고리로 만들 때 알킨으로 변환합니다.
00:37:51.13 이제 일반적으로 알킨은 선형입니다.
00:37:54.12 이것이 그들이 선호하는 기하학입니다.
00:37:56.08 알킨이 아지드와 반응할 때 이 결합각은
00:38:00.28은 트리아졸 제품에서 180도에서 120도로 내려갑니다.
00:38:07.02 결합 변형에 많은 에너지가 소모되도록
00:38:11.01 반응에 대한 전환 상태입니다.
00:38:12.29 그래서 가열해야 합니다.
00:38:14.24 그 활성화 장벽을 극복하기 위해 그 에너지의 일부를 제공합니다.
00:38:17.23 대조적으로, 알킨이 8원 고리에 포함되어 있으면
00:38:23.04 이제 본드 각도가 160도로 구부러졌습니다.
00:38:27.25 이상적이지는 않습니다. 사실 많은 부담이 됩니다.
00:38:31.19 삼중 결합을 160도로 구부리기
00:38:35.16 하지만 결론은 지금 차이가
00:38:38.13 160도에서 120도 사이는 상당히 작습니다.
00:38:42.06 가는 데 에너지가 많이 들지 않습니다.
00:38:44.09 이 구조에서 전환 상태를 통해
00:38:46.22 이 제품에 도달하려면
00:38:48.03 그래서 우리의 희망은 출발 물질을 변형함으로써
00:38:52.12 결합 각도를 구부려 더 가깝게
00:38:54.25 전환 상태의 구조
00:38:56.17 활성화 장벽을 낮추겠습니다
00:38:58.24 반응이 실온에서 진행될 수 있도록 합니다.
00:39:01.13 그리고 그것이 바로 우리가 화학적으로 합성할 때 관찰한 것입니다.
00:39:05.17 실험실에 있는 사이클로옥틴 계열 전체입니다.
00:39:09.16 그럼 간단히 몇 가지 운동학적 비교를 요약해 보겠습니다.
00:39:14.10 다양한 합성 시약을 사용하여 수행했습니다.
00:39:19.10 그리고 이 화합물들 각각은 사이클로옥틴입니다
00:39:22.16 어떤 경우에는 고리에 헤테로원자가 있는 경우가 있습니다.
00:39:26.20 서로 다른 위치에 다양한 치환기가 있는 경우
00:39:29.12 다양한 이유로 이러한 화합물을 만들었습니다.
00:39:32.21 들어가지 않겠습니다.
00:39:33.13 하지만 어떤 경우에는 sp2 하이브리드 탄소가 있음을 알 수 있습니다.
00:39:37.11 링의 다른 곳. 우리의 희망은 우리가 긴장을 증가시킬 수 있다는 것이 었습니다.
00:39:41.15 에너지를 조금 더 넣어
00:39:43.16 sp2 하이브리드 탄소가 있습니다.
00:39:46.01 그리고 이러한 시약 중 일부는
00:39:47.03은 음의 불소 치환기를 가지고 있습니다.
00:39:49.27 우리도 반응을 가속화할 수 있지만
00:39:53.01 일부 프론티어 분자 궤도 인수를 기반으로 합니다.
00:39:56.12 이 컬렉션 중에는 포스핀 시약도 표시되어 있습니다.
00:40:00.17 Staudinger 결찰로 설정됩니다.
00:40:03.03 우리가 한 것은 각각의 화합물을 취한 것입니다.
00:40:06.07 우리는 각 화합물을 벤질 아지드와 반응시켰습니다.
00:40:09.27 시험관에서. 그리고 나서 우리는 측정했습니다.
00:40:12.12 반응의 2차 속도 상수입니다.
00:40:14.26 그리고 파란색은 기본적으로 우리가 측정한 상대 값으로 표시됩니다.
00:40:19.24 결론은 우리가 화합물
00:40:24.03 그것은 시험관에서 아지드와 매우 빠르게 반응합니다.
00:40:28.15 이것은 디플루오르화 사이클로옥틴입니다
00:40:32.00 약어 DIFO를 지정했습니다.
00:40:34.22 Di-Fluoro Cyclo Octyne의 약자입니다.
00:40:39.00 DIFO. 그리고 DIFO의 상대 반응 속도
00:40:42.26 여러분이 보게 될 다른 화합물과 비교하여,
00:40:45.17 예를 들어 불소 원자가 없는 화합물.
00:40:48.02 매우 높습니다. 따라서 속도를 75배 가속화할 수 있습니다.
00:40:52.10 여기에 불소 원자를 넣으면
00:40:54.29 일부 모 화합물과 비교합니다.
00:40:57.08 중요한 것은 상대 반응 속도를 비교하면
00:41:00.08 Staudinger 결찰 포스핀과 비교한 DIFO 사이,
00:41:03.06 15배 더 빠르다는 것을 알 수 있습니다.
00:41:06.20 그래서 우리는 Staudinger ligation이
00:41:09.26 느린 역학 때문에 생체 내에서 실패했습니다.
00:41:13.02 이제 DIFO로 성공할 수 있습니다.
00:41:16.11 azide에 대한 반응성 대응물.
00:41:20.01 그래서 우리는 다양한 이미징 실험에서 그 개념을 테스트했습니다
00:41:25.15 단순히 배양된 HeLa 세포로 시작합니다.
00:41:28.15 이전 슬라이드에서 제가 보여드린
00:41:31.02 HeLa 세포에 있는 시알산의 일부 이미지
00:41:34.26 여기에서 우리는 아지드를 QPhos와 반응시켰습니다.
00:41:37.19 이것은 이제 매우 유사한 실험이지만
00:41:41.10 아지드를 시알산에 넣으면
00:41:43.24 이번에는 아지드를 이 화합물과 반응시킵니다.
00:41:48.05 그래서 우리는 이것을 DIFO-488이라고 부릅니다.
00:41:51.00 아래는 DIFO 부분인 디플루오로 사이클로옥틴입니다.
00:41:55.23 분자의 녹색 부분은 상업
00:41:58.22 Alexafluor 488이라는 형광 염료.
00:42:01.23 스펙트럼 특성이 플루오레세인과 약간 비슷합니다.
00:42:05.02 이것이 우리가 이것을 DIFO-488이라고 부르는 이유입니다.
00:42:07.22 여기에서 보고 있는 것은 배양된 HeLa 세포입니다.
00:42:11.19 그들은 시알산에 아지드를 첨가하기 위해 ManNAz를 먹였습니다.
00:42:16.05 그런 다음 그들은 DIFO-488과 반응했습니다.
00:42:19.03 그리고 당신은 시알산이 이 멋진
00:42:22.02 각 셀 주위에 밝은 녹색 후광.
00:42:24.10 막이 멋지게 빛납니다.
00:42:26.20 시알산입니다.
00:42:28.06 이것은 대조군 실험입니다
00:42:30.12 세포에 ManNAz를 공급하는 대신,
00:42:33.27 이제 우리는 그들에게 천연 설탕인 ManNAc를 먹였습니다.
00:42:36.28 이 세포에는 아지드가 없습니다.
00:42:39.20 우리는 또한 DIFO-488로 반응했습니다.
00:42:43.08 이제 막의 녹색 라벨이 보이지 않습니다.
00:42:47.01 DIFO가 반응할 아지드가 없기 때문입니다.
00:42:50.09 그것은 DIFO의 선택성에 대한 증거입니다.
00:42:54.06 그것은 아지드와만 반응합니다.
00:42:55.26 주위에 아지드가 없으면 반응할 것이 없습니다.
00:42:58.14 설탕이 보이지 않습니다.
00:43:00.11 하지만 이 슬라이드에서 가장 중요한 숫자는
00:43:03.02 이것이 바로 여기입니다.
00:43:05.09 이제 이렇게 아름다운 이미지를 볼 수 있습니다.
00:43:07.17 세포를 DIFO-488과 1분 미만 동안 반응시킴으로써.
00:43:13.02 QPhos를 사용한 이전 실험에서는
00:43:16.10 Staudinger 결찰 시약,
00:43:18.20 우리는 2시간 이상 동안 세포를 반응시켜야 했습니다.
00:43:22.02 이런 종류의 이미지를 1분 안에 얻을 수 있다면
00:43:25.22 이제 살아있는 동물의 당을 이미지화할 수 있다고 생각합니다.
00:43:29.28 이 반응은 충분히 빠르기 때문에 우리는 희망했습니다.
00:43:32.24 설탕을 이미지화하기 위해 어떤 동물 모델을 사용하고 싶습니까?
00:43:38.17 쥐는 분명히 매우 매력적인 모델입니다.
00:43:42.17 모델 유기체에서 다양한 인간 질병 연구
00:43:46.04 암 포함. 그러나 마우스는 광학 이미징에 적합하지 않으며,
00:43:50.15 아시다시피 투명하지 않기 때문입니다.
00:43:53.18 불투명합니다.
00:43:54.20 마우스 내부에서 형광 이미징을 할 수 있습니다.
00:43:57.15 그러나 특정 종류의 염료, 일반적으로 근적외선 염료가 필요합니다.
00:44:02.06 그리고 더 복잡한 실험입니다.
00:44:04.19 생체 내 광학 이미징에 대한 첫 번째 시도로,
00:44:08.23 우리는 모델 유기체를 사용할 것이라고 생각했습니다
00:44:11.02 광학 현미경에 조금 더 친숙합니다.
00:44:14.04 그리고 확실한 선택은 제브라피쉬였습니다.
00:44:18.03 제브라피쉬는 반투명합니다.
00:44:20.09 당신은 그들을 통해 바로 볼 수 있습니다
00:44:21.24 생체 내에서 장기를 모니터링합니다.
00:44:24.10 살아있는 동물. 또한 제브라피쉬는
00:44:27.16 척추동물 발달 연구를 위한 매우 매력적인 모델입니다.
00:44:31.29 그들은 우리가 가지고 있는 것과 같은 기관과 부분을 가지고 있습니다.
00:44:35.23 척추동물입니다. 그리고 그들의 배아
00:44:38.04 발달 프로그램은 매우 잘 특성화되어 있습니다.
00:44:42.10 그래서 우리는 제브라피쉬 배아가 무엇인지 압니다
00:44:43.28 개발의 거의 모든 단계와 비슷해야 합니다.
00:44:48.00 우리는 또한 글리코메에 변화가 있다는 것을 압니다.
00:44:51.29 배아 발달에 해당합니다.
00:44:55.05 그래서 우리는 이것이 매우 좋은 유기체였지만
00:44:57.06 먼저 화학 도구를 테스트하고,
00:44:59.25 하지만 두 번째로 우리가 해결할 수 있는
00:45:02.22 몇 가지 매우 흥미로운 기본 질문
00:45:04.25 개발 과정에서 글리코메가 어떻게 변하는지 보여줍니다.
00:45:07.15 그리고 당생물학 분야에 대해 배우십시오.
00:45:10.06 그래서 우리는 개념 증명 실험을 시작했습니다.
00:45:14.09 시알산이 아닌
00:45:17.06 오히려 N-아세틸갈락토사민이라는 설탕에.
00:45:22.05 줄여서 GalNAc입니다.
00:45:24.12 우리가 그토록 관심을 갖게 된 이유
00:45:26.11 GalNAc의 첫 번째 강의에서 언급했듯이
00:45:30.17 그것은 가족의 보존된 핵심 잔류물입니다
00:45:34.09 관련된 O-연결된 글리칸
00:45:37.14 뮤신 계열의 당단백질을 사용합니다.
00:45:41.10 뮤신은 당단백질의 일반적인 부류입니다
00:45:44.29 밀집된 클러스터가 특징인
00:45:47.29 폴리펩타이드 백본을 따라 이러한 O-연결된 글리칸.
00:45:52.10 그들은 세포 접착에 관여하고,
00:45:54.10 세포-세포 상호작용 조절, 그리고 그것들은 알려져 있습니다
00:45:57.24 둘 다 발달 조절
00:45:59.15 그리고 때때로 악성 변형 동안 상향 조절됩니다.
00:46:03.13 뮤신은 흥미로운 종류의 당단백질입니다.
00:46:07.13 모두 코어 위치에 GalNAc 잔기가 있습니다.
00:46:10.28 그래서 우리는 아지드를 도입할 수 있다면
00:46:13.03 이 GalNAc 잔류물에 아마도 우리는 점액을 이미지화할 수 있을 것입니다
00:46:18.20 생체 내. 그리고 우리가 하는 방법은
00:46:21.23 단순히 세포에 먹이를 주거나 이 경우에는 제브라피쉬 배아에 먹이를 주거나,
00:46:25.23 우리가 GalNAz라고 부르는 이 아지도-아세틸 유도체
00:46:30.14 다시 한 번, 히드록시기는 아세틸 에스테르로 보호됩니다.
00:46:34.13 화합물이 세포막을 관통할 수 있도록
00:46:37.08 그리고 세포 내부의 아세틸기는 에스테라아제에 의해 제거됩니다.
00:46:41.07 생체 내. 괜찮아. 이것이 우리의 첫 번째 실험 중 하나였습니다.
00:46:46.00 단순히 질문하기 위해 수행한 zebrafish 배아
00:46:50.02 GalNAz를 대사하고 뮤신에 도입합니다.
00:46:54.09 그렇다면 azide에 태그를 지정할 수 있습니까?
00:46:57.05 DIFO 시약을 사용하여 생체 내에서 설탕을 이미지화합니다.
00:47:01.27 이 실험에서 우리는 시험관에서 제브라피쉬 배아를 수정했습니다.
00:47:06.05 그리고 GalNAz를 배양 배지에 추가했습니다.
00:47:09.27 그리고 그들이 과정을 통해 발전하게 놔두세요
00:47:11.28 며칠 후 약 5일 후
00:47:15.11 5일 된 제브라피쉬 유충을 잡았습니다
00:47:19.23 그리고 형광 염료에 연결된 DIFO와 반응시켰습니다.
00:47:23.23 이 경우 DIFO-488,
00:47:25.24 이전 슬라이드에서 보여준 것과 동일한 화합물
00:47:28.06 그런 다음 zebrafish라고 표시된 것을 형광 현미경에 넣습니다.
00:47:33.00 그리고 우리는 사진을 찍었습니다. 그래서 당신은 무엇입니까
00:47:35.14 여기를 보고 있는 것은 라벨이 붙은 제브라피쉬입니다
00:47:39.03 5일, 표시된 대로 처리됨
이 회로도에서 00:47:41.14. 그리고 당신이 어떤 밝기를 볼 때마다
00:47:44.27 기본적으로 DIFO 레이블을 보고 있습니다.
00:47:48.09 azido 설탕에 공유 결합되었습니다.
00:47:52.00 이 패널에는 5일 된 제브라피쉬도 있습니다.
00:47:55.01 당신은 그것을 볼 수 없습니다, 알고 있습니다.
00:47:56.25 그 이유는 유일한 차이점은
00:47:58.24 이 zebrafish 배아는
00:48:01.28 아자이드가 없는 천연당 GalNAc.
00:48:05.16 우리가 이 5일 된 제브라피쉬를 DIFO-488과 반응시켰을 때,
00:48:10.06 염료가 반응할 것이 없었습니다
00:48:12.08 형광이 보이지 않습니다.
00:48:13.14 DIFO의 절묘한 선택성을 다시 한 번 증명합니다.
00:48:18.13 아지드. 그래서 기본적으로 이 실험은
00:48:21.28 우리가 실제로 이미지를 만들 수 있음을 보여주었습니다
00:48:25.03 살아있는 제브라피쉬의 GalNAz 잔류물.
00:48:29.20 그리고 저는 이 제브라피쉬가
00:48:32.10 완벽하게 정상적이고 완벽하게 건강해 보입니다.
00:48:34.16 그리고 행복, 그 사실에도 불구하고 약간의 분수
00:48:37.11 그들의 GalNAc 잔기가 GalNAz로 대체되었고,
00:48:40.14 그리고 그 GalNAz 잔기의 일부
00:48:43.29는 DIFO 시약과 화학적으로 반응했습니다.
00:48:47.10 이 zebrafish는 다시 탱크로 풀려났습니다.
00:48:50.17 그들은 우리가 볼 수있는 한 정상적인 삶을 계속합니다.
00:48:53.22 그래서 그것은 유기체에 해로운 것처럼 보이지 않습니다
00:48:56.06 목표가 무언가를 배우는 것이라면 중요합니다.
00:48:58.16 유기체의 기본 생물학에 대해.
00:49:01.16 우리는 또한 실험을 할 수 있습니다
00:49:03.18 여기서 우리는 글리코메의 변화를 조사합니다.
00:49:06.03 시간의 함수로
00:49:07.27 다시 말하지만 가장 흥미로운
00:49:10.01 당생물학 분야의 측면.
00:49:11.27 예를 들어 다음은 우리가 수행한 실험입니다.
00:49:16.02 배양에서 수정된 제브라피쉬 배아
00:49:18.15 우리는 문화 미디어 GalNAz에 추가합니다.
00:49:21.22 그리고 우리는 그 배아가 azido 설탕의 존재하에 발달하도록 둡니다.
00:49:25.17 이제 주어진 시점에서
00:49:28.01 우리는 미디어에서 그 배아를 가져갈 것입니다
00:49:30.15 씻어내고 반응시켜
00:49:33.11 적색 형광 염료에 접합된 DIFO 포함.
00:49:36.26 이 경우 Alexafluor 647이었습니다.
00:49:40.09 이제 일부 당단백질,
00:49:44.08 아지드가 있는 경우 이제 빨간색으로 표시됩니다.
00:49:46.16 하지만 우리는 같은 배아를 취할 수 있습니다
00:49:47.25 형광 프로브를 들고 있는
00:49:49.21 그냥 미디어에 다시 넣어
00:49:51.09 개발 프로그램을 계속하도록 합니다.
00:49:54.04 우리가 먼저 하는 것은 10분 반응입니다
00:49:56.19 TCEP라는 시약을 사용하여
00:49:58.16 이것은 트리카르복시디에틸포스핀입니다.
00:50:01.05 이 시약이 하는 일은
00:50:05.01 대응하는 아민에 대한 미반응 아지드.
00:50:07.11 그리고 부수적으로 TCEP가
00:50:10.17 미반응 아지드 감소
00:50:12.16은 고전적인 Staudinger 화학입니다.
00:50:15.10 우리는 그것을 활용할 수 있습니다.
00:50:17.25 그래서 우리는 반응하지 않은 아지드를 파괴합니다.
00:50:20.08 우리는 이 빨간 라벨이 붙은 배아를 취합니다.
00:50:22.16 GalNAz가 포함된 미디어에 다시 넣고
00:50:26.03 그들은 계속 발전하고 있습니다.
00:50:27.06 그들은 그렇게 하면서 더 많은 GalNAz를 차지합니다.
00:50:29.21 그리고 그들은 GalNAz를 다음 제품에 통합할 것입니다.
00:50:32.26 뮤신 당단백질의 파동.
00:50:35.06 이제 배아를 꺼낼 수 있습니다.
00:50:37.18 다시 레이블을 지정합니다. 이번에는 DIFO로
00:50:40.03 녹색 형광 염료에 접합.
00:50:42.16 이제 이 모든 것이 끝나면
00:50:44.29 제브라피쉬에는 두 개의 형광 염료가 있습니다.
00:50:48.13 녹색 염료는 이러한 아지드를 반영합니다.
00:50:52.13 당단백질에서 가장 최근에 생합성되었습니다.
00:50:55.11 빨간 염료는 노인 인구를 반영하는 반면
00:50:58.18 개발 초기에 도입된 당단백질.
00:51:02.17 이를 통해 오래된 당단백질을 새로운 당단백질에서 분리할 수 있습니다.
00:51:07.18 형광 현미경에 나타나는 색상을 기반으로 합니다.
00:51:11.07 그런 종류의 실험이 이런 이미지로 이어졌습니다.
00:51:16.13 이 두 번째 강의의 첫 번째 슬라이드에서 보여드린 것입니다.
00:51:19.13 이것은 5일 된 제브라피쉬의 머리입니다
00:51:24.19 GalNAz로 레이블이 지정된
00:51:26.24 다음 세 가지 다른 색상의 형광 염료
00:51:30.11 3개의 다른 시점에서.
00:51:31.17 이 특정 이미지에서 최신 당단백질
00:51:35.16이 빨간색으로 표시되고 있는 것을 볼 수 있습니다.
00:51:37.11 해당 당단백질의 농도
00:51:39.16 여기 후각 기관에서
00:51:41.22 기본적으로 제브라피쉬의 콧구멍입니다.
00:51:45.05 반면에 당단백질의 나이가 많은 집단은 파란색이나 녹색으로 나타납니다.
00:51:51.03 파란색과 녹색이
00:51:52.21 빨간색과 분포가 상당히 다릅니다.
00:51:55.10 그리고 이 다양한 색상을 보면
00:51:57.14 시간의 함수로 이동했습니다.
00:51:59.26 글리코메의 역학에 대해 배울 수 있습니다.
00:52:04.02 적어도 이러한 점액 당단백질의 관점에서 보면
00:52:06.27 GalNAz로 레이블을 지정했습니다.
00:52:09.00 실제로 공초점 현미경을 사용하여 걸어 다닐 수 있습니다.
00:52:14.05 레이블이 지정된 유기체 세포별
00:52:15.29 무슨 일이 있었는지 자세히 살펴보세요
00:52:19.04 발달 동안 시간의 함수로서 점액에.
00:52:22.21 예를 들어 다음은 상피 세포 패널입니다.
00:52:26.16 각 상피 세포가 마치
00:52:29.12 세포 내부에 파란색과 녹색 반점이 있는 빨간색 라벨이 붙은 막.
00:52:34.26 정확히 우리가 기대하는 것입니다.
00:52:36.27 왜냐하면 이 실험에서 빨간색 라벨이
00:52:40.13 당단백질의 최신 집단을 반영합니다.
00:52:43.23 그것들은 단지
00:52:45.18 원형질막에 등장
00:52:47.08 아지드가 라벨을 붙일 준비가 되었습니다.
00:52:49.13 대조적으로, 당단백질의 고령 인구는
00:52:52.29 몇 시간 전에 생합성된
00:52:55.15 이 사진을 찍었습니다. 이미 재활용되었습니다.
00:52:58.08 막에 있는 endocytic vesicles에 의해.
00:53:01.18 이것이 세포 내부에 나타나는 이유입니다.
00:53:04.09 이것은 다소 극적인 구조입니다
00:53:07.09 수정 후 약 72 시간 표시에 나타납니다.
00:53:12.11 여기에서 보고 있는 것은 빨간색 투영입니다.
00:53:14.12 기본적으로 화면에서 나오는
00:53:16.15 세 개의 상피 세포가 만나는 지점에서 당신에게.
00:53:20.25 저 빨간 구조는 기계감각 모발 구조입니다.
00:53:24.22 옆으로 튀어나온 구조물입니다
00:53:27.23 배아의 머리,
00:53:29.09 이 더 큰 스케일 보기에서 볼 수 있듯이.
00:53:32.06 이것들은 다음과 같은 구조입니다.
00:53:33.19 zebrafish는 주변 환경의 전류 흐름을 감지하는 데 사용할 수 있습니다.
예를 들어 00:53:36.28.
00:53:38.20 그리고 우리가 이 구조를 빨간색으로 극적으로 포착했다는 사실은
00:53:41.21 우선 당단백질과 같은 이러한 점액을 포함해야 함을 알려줍니다.
00:53:47.29 그렇지 않으면 우리는 그것을 볼 수 없습니다
00:53:49.23 그것이 우리가 이미징하는 것이기 때문입니다.
00:53:51.29 둘째, 대부분의 해당 당단백질은
00:53:54.24 사이의 창 안에 형성되었습니다
00:53:56.23 수정 후 72시간 및 73시간.
00:53:59.27 캡처하기 매우 어려운 창입니다.
00:54:02.18 다른 고전적인 이미징 기술을 사용합니다.
00:54:06.01 이것이 기본적으로 창을 여는 연구의 종류입니다.
00:54:10.01 설탕의 비전을 통해 발달 생물학으로.
00:54:14.10 그리고 제 생각에 이것은 매우 흥미로운
00:54:16.04 기술의 미래 적용.
00:54:17.27 이 두 번째 강의에서 무엇을 집으로 가져가야 할까요?
이 시리즈의 00:54:23.02. 우선 여기 화학 수업이 있습니다.
00:54:26.11 설탕과는 전혀 관련이 없습니다.
00:54:28.15 알다시피, 우리는
00:54:31.13 아주 고전적인 화학 도구 중 일부입니다.
00:54:34.08 이것은 처음 보고된 화학 반응입니다.
00:54:37.20 빠르면 1915년. 거의 100년 전의 일입니다.
00:54:41.15 그리고 이 오래된 고전 화학: Staudinger 화학
00:54:44.29 및 Huisgen 고리 첨가 화학
00:54:46.23 우리는 생물학의 현대적 응용을 위한 진정한 보석을 발견했습니다.
00:54:52.22 오래된 화학 문헌을 파헤쳐서
00:54:55.29 놀라운 도구를 찾을 수 있습니다
00:54:58.17 생물학 연구의 현대 시대로 나아가기 위해.
00:55:02.09 화학자 교육을 받은 사람에게는 매우 흥미로운 일입니다.
00:55:05.15 그리고 마음속으로 자신을 화학자라고 생각합니다.
00:55:08.17 둘째, 아지드를 기억해야 합니다.
00:55:11.11 아지드는 경이적인 속성을 가지고 있습니다
00:55:15.00 이러한 응용 프로그램에 매우 적합합니다.
00:55:18.15 화학 기자로.
00:55:19.25 그리고 우리는 azide가
00:55:21.13 설탕 이미징뿐만 아니라 많은 잠재력이 있습니다.
00:55:24.09 우리가 하는 방식이지만 이미징을 위해
00:55:26.11 모든 종류의 흥미로운 생체 ​​분자.
00:55:28.26 단백질, 지질, 핵산,
00:55:32.12 대사 산물, 반드시 게놈에 인코딩되지 않은 것들,
00:55:37.08 GFP 및 기타 유전 리포터는 실제로 적합하지 않습니다.
00:55:43.11 세 번째로 우리는 이제 아지도당을 사용한 대사 라벨링이
00:55:48.22를 사용하면 살아있는 시스템의 글리칸을 이미지화할 수 있습니다.
00:55:51.23 그리고 우리는 이것이 과학자들이
00:55:53.29 분자 이미징의 모든 하드웨어를 사용하여 당생물학을 연구하기 위해
00:55:59.28 지금까지는 주로 단백질 연구에 집중했습니다.
00:56:04.11 그리고 마지막으로, 우리 연구실에서 이 기술을 사용하여 어디로 가는지
00:56:10.04 발달 생물학에 대한 우리의 연구를 계속하는 것입니다
00:56:12.19 글리코메가 어떻게 기여하는지 이해할 수 있을 때까지
00:56:15.11 초기 세포 운명 결정 과정 중 일부
00:56:18.12 배발생 프로그램 중.
00:56:20.10 예를 들어 글리코메는 어떻게 변합니까?
00:56:22.18 만능 배아줄기세포가 막 시작될 때
00:56:27.12 궁극적인 차별화 운명을 선택합니다.
00:56:30.06 스냅샷을 캡처할 수 있기를 바랍니다.
00:56:32.22 글리코메의 관점에서 그 순간의.
00:56:35.20 그리고 마지막으로, 우리의 원래 동기 중 하나는
00:56:38.27 이러한 도구를 개발하는 방식은
00:56:41.22 임상적으로 유용할 수 있습니다. 그래서 우리는 그것을 희망합니다
00:56:44.29 우리는 화학 시약을 개발할 수 있습니다
00:56:47.09 당신이 할 수 있는 방식으로 azido-sugars
00:56:50.18 실제로 이 시약을 인간 피험자에게 도입합니다.
00:56:54.01 그리고 초기 단계에서 종양을 감지하는 데 사용
변화하는 글리코메 덕분에 00:56:57.06.
00:57:00.01 계속 지켜봐 주세요. 앞으로 할 말이 더 많기를 바랍니다.
00:57:03.02 미래에 그것에 대해.
00:57:04.20 마지막으로 학생들에게 감사의 말을 전하고 싶습니다.
00:57:08.26 그리고 내 연구실의 박사후 연구원들.
00:57:10.21 이 슬라이드에서 보고 있는 내용
00:57:12.17 이 특정 순간에 내 실험실의 스냅샷입니다.
00:57:16.21 여기에서 모든 학생들을 보여줍니다
00:57:19.02 및 현재 연구실에 있는 박사후 연구원
00:57:20.25 동문 목록을 조금 나열했지만
00:57:24.10 이 강의에서 내가 언급한 그의 작품.
00:57:27.27 대부분의 이름이 실제로 슬라이드에 언급되었습니다.
00:57:30.19 출판물 참조와 함께 관심이 있는 경우
00:57:33.10 이에 대해 더 자세히 파헤쳐 봅니다.
00:57:36.07 하지만 내가 발표한 모든 작업은
00:57:39.04 내 실험실에서 실제로 실습 연구
00:57:43.10 제 학생과 박사후 연구원과 저는
00:57:46.27 주로 이것을 세계와 공유할 수 있는 특권을 가진 마우스피스입니다.
00:57:50.29 시청해주셔서 대단히 감사합니다. 조금이나마 즐겁게 배우셨기를 바랍니다.
00:57:55.04 화학 당생물학에 대해.

  • 1부: 화학 당생물학

파트 2: 플라나리아 줄기 세포

00:07.1 안녕하세요 여러분.
00:08.2 제 이름은 Alejandro SÃâ¡nchez Alvarado입니다.
00:10.0 저는 Stowers Institute의 조사관입니다.
00:12.2 의학 연구용
00:14.2 및 Howard Hughes Medical Institute,
00:16.0 및 다음 몇 분 동안
00:17.1 요약을 드리겠습니다.
00:19.0 지난 몇 년 동안 배운 것
00:21.1 플라나리아 줄기세포에 대해
00:23.1 신모세포라고도 합니다.
00:25.2 그래서 신모세포라는 용어가 만들어졌습니다
00:27.2 1893년 Bryn Mawr College의 대학원생
00:30.2 이러한 미분화 세포를 참조하기 위해
00:33.1 신체 계획 전체에 분포되어 있는 것으로 나타났습니다.
플라나리아 해부학의 00:36.0.
00:38.0 그리고 이 세포들은 대부분,
00:40.2 잃어버린 신체 부위를 재생하는 엄청난 능력
00:44.2 이 동물의 절단 후.
00:46.1 여기에서 보는 것은 본질적으로
00:48.2 동물의 7일 진행
00:50.2 참수된
00:52.2 조직이 어떻게 형성되기 시작하는지 볼 수 있습니다.
00:55.1 절단면 앞
00:57.0 무언가로 분화하기 시작하다
00:59.0 플라나리아 머리처럼 보입니다.
01:00.2 이 세포는 널리 분포되어 있습니다.
01:02.3 유기체의 해부학 전반에 걸쳐,
01:04.3 여기에 녹색으로 표시되어 있습니다.
01:06.2 예를 들어,
01:07.3 그들은 본질적으로 동물의 모든 부분에 있습니다.
01:12.1 동물의 머리 끝을 제외하고, 그 자체로,
01:15.2 및 적절한 인두.
01:17.1 그리고 이것들은 유일한 두 조직입니다.
01:19.0 동물에서 절단되었을 때,
01:20.2 완전한 동물을 재생성하지 않습니다.
01:22.2 그리고 우리는 Morgan, T.H. 모건,
1898년과 1901년의 01:26.2.
01:27.3 그러나 나머지 조직,
01:29.1 이 녹색 세포, 이 신모세포,
01:31.2 실제로 재생 응답을 시작합니다.
01:33.2 해당 조각의 형태와 기능을 복원
01:36.2 완전한 동물로.
01:38.2 그렇다면 이 세포는 어떻게 생겼습니까?
01:40.2 이 세포는 매우 미분화되어 있습니다.
01:43.2 상대적으로 풍부합니다.
01:45.0 여기 핵이 분홍색으로 표시된 것을 볼 수 있습니다.
01:47.0 전자현미경 사진으로는 전자 밀도가 높은 물질이 거의 없으며,
01:51.2는 대부분의 DNA가 이완된 상태임을 시사합니다.
01:54.2 응축되지 않고,
01:56.1 이는 DNA가 아마도 사업을 위해 열려 있음을 의미합니다.
01:58.2 전사가 이루어져야 합니다
02:00.2 다양한 방법으로
02:02.3 이 세포가 분화할 수 있도록
02:04.2 40~50개의 다른 세포 유형으로
이 유기체의 해부학을 구성하는 02:06.2.
02:08.2 세포질은 높은 호염기성이며,
02:10.2 RNA로 가득 차 있습니다.
02:13.2 -- 미토콘드리아 RNA, 리보솜 RNA,
02:15.1 메신저 RNA,
02:16.3 및 아마도 긴 비암호화 RNA
02:18.2 및 microRNA
02:20.2 및 이 동물의 전체 개체군 및 RNA 유형.
02:23.1 이 세포에서 주목할 만한 점은
02:26.3 그들은 드물지 않습니다
02:28.1 실제로 매우 풍부합니다.
02:29.2 이 유기체만 봐도 쉽게 알 수 있는
02:31.1 신모세포가 표시된 곳.
02:33.2 이 신모세포는 해부학적으로만 일치합니다.
02:35.2 세포의 형태에 의해,
02:36.3에서 이 동물의 모든 세포의 약 25%.
02:40.1 특정 세포 유형에 대한 과장된 표현입니다.
02:43.0 특히 미분화 세포 유형,
02:45.1 잠재적으로 이 동물의 모든 조직 유형으로 변할 수 있습니다.
02:49.0 둘째, 이것들은 플라나리아에서 유일한 분열 세포입니다.
02:52.1 다시, 또 다른 과장,
02:54.0 일반적으로 작동하는 방식이 아닙니다.
02:55.2 하지만 이 동물들에는 줄기 세포가 있습니다.
02:57.1 나누는 유일한 것
02:59.2 이 무성 생식 동물에서,
03:00.3 다음 다른 셀,
03:02.1 분화된 세포,
03:03.2 완전히 유사분열 후입니다.
03:05.2 그들은 더 이상 분열하지 않을 것입니다.
03:07.1 그리고 이제 우리는 또한
03:09.2 그들은 집합적으로 전능할 뿐만 아니라.
03:11.1 그게 무슨 말인가요?
03:12.2 내가 의미하는 바는
03:14.1 이 세포 모음,
03:15.1 동물에게서 이 조각을 제거할 때, 예를 들어,
03:18.1 이 작은 사각형은 완전한 동물을 재생할 수 있습니다
03:21.2 그리고 거기에 존재하는 소수의 신모세포
03:24.3 분열, 증식, 분화
03:27.0 누락된 모든 조직 유형으로.
03:28.2 하지만 최근에는
03:30.3 내 연구실에서 박사 후 연구원으로 일했던 전임,
03:32.2 지금 자신의 연구실을 운영하는 사람
03:34.2 MIT 화이트헤드 연구소,
03:36.2 제거할 수 있음을 시연했습니다.
03:39.1 이 동물의 개별 세포,
03:41.0 하지만 다시 동물로
모든 신모세포가 제거된 03:43.0
03:44.1 그리고 약간의 빈도로,
03:46.1 개별 세포가 할 수 있는
03:50.0 이 동물의 모든 세포와 모든 조직을 복원하고,
03:53.1 의혹 해결, 오랜 의혹 해소,
03:56.0 이 세포에는 실제로 다음과 같은 능력이 있습니다.
03:58.2 토티가 아닌 경우, 적어도 만능,
04:01.0 및 복원 및 생성 가능
04:03.0 이 동물의 모든 세포 유형.
04:04.2 이 세포를 특히 흥미롭게 만드는 것은,
04:07.0 왜냐하면 그것이 우리에게 말해주는 것은
04:10.0 그들은 방법을 알아냈습니다
04:12.0 게놈 출력 조절
04:13.3 매우 구체적인 제품으로
04:17.0 근육을 키우기 위해,
04:18.1 또는 다른 경우에는 뉴런,
04:19.2 또는 다른 경우에는 상피,
04:21.0 등등.
04:22.1 그리고 우리는 이 세포들이 어떻게
04:25.2 조직을 생산하기 위해 이 모든 정보를 관리
오른쪽 숫자의 04:27.2
04:29.1 및 올바른 유형의
04:31.1 동물이 플라나리아로 인식될 수 있도록 합니다.
04:33.1 그래서, 우리는 절단
04:36.2는 이러한 세포의 증식을 활성화할 수 있으며,
04:39.1 그래서 주어진 시간에 이 세포들이 분열하고,
04:41.3 실제로 주어진 시간에
04:44.1 모든 신아세포의 2%가 세포 주기에 진입하고 있습니다.
04:46.2 정말 빠르고 격렬한 활동입니다.
04:48.3 하지만 절단은 실제로 그 비율을 증가시킵니다
04:51.1 더 높은 숫자로,
04:52.3 그리고 바로 여기에서 보여드리겠습니다.
04:54.2 여기에서 꼬리를 재생하는 머리를 볼 수 있습니다.
04:57.1 이것은 꼬리를 재생하는 머리입니다. 그래서 이것은 머리 조각입니다.
05:00.2 이제 재생 중인 트렁크를 볼 수 있습니다.
05:02.2 머리와 꼬리.
05:04.0 그러면 꼬리 조각이 보입니다.
05:05.1 본질적으로 결국
05:06.3 머리 재생성, 바로 여기, 알았지?
05:09.1 하지만 여기 가운데 세 번째 열에서 볼 수 있는 것은
05:12.2는 세포 분열을 겪고 있는 세포의 수입니다.
05:15.0 그래서 우리는 항체를 사용하고 있습니다
05:17.1 히스톤 H3의 인산화된 형태
05:20.0 세린 10번, 이 동물들에서,
05:23.1 이 단백질에서,
05:24.2 세포가 G2에서 유사분열로 이동하는 시간입니다.
05:27.1 그래서 어떤 세포가 분열하는지 볼 수 있습니다.
05:29.1 이 프로세스를 정량화할 수 있습니다.
05:30.2 이제 우리는 절단을 알고 있습니다.
05:32.3 처음에 폭발적인 확산을 일으킵니다.
05:35.0 절단만으로도 이 세포를 활성화할 수 있습니다
05:37.2 과증식.
05:39.0 그래서 우리가 하고 싶은 것은
05:41.1 이 세포가 환경에 어떻게 반응하는지,
05:42.2 그런 식으로 응답하지 않음으로써
05:44.2 그들이 종양을 생산할 것이라고
05:46.3 또는 일부 무정형 구조를 생성,
05:48.1 그러나 본질적으로 올바른 조직 유형을 재생합니다.
05:51.2 및 절단 후 누락된 올바른 구조.
05:54.1 앞으로 몇 분 안에 하고 싶은 것은
05:56.1은 다음과 같은 방법을 보여줍니다.
05:57.3 지난 5~6년 동안,
05:59.1 그보다 조금 더 길 수도 있고,
06:01.0 우리는 신세포 생물학을 해부했습니다.
06:02.3 그리고 이 프레젠테이션에서 내가 이루고자 하는 것은
06:04.3은 4가지 사항을 살펴보는 것입니다.
06:07.0 식별 방법
06:09.2 신모세포와 관련된 마커
06:11.0 우리가 다음과 같은 마커를 식별한 방법
06:14.1 우리는 신모세포와 선조 세포를 구별할 수 있었습니다.
06:16.3 세포분열 후 생성된 세포
06:19.1 우리는 또한 이 세포가 어떻게 행동하는지 이해하고 싶습니다
06:22.2 -- 우리는 이해가 없습니다.
06:25.0 또는 깊은 이해, 오히려,
06:26.3 이 세포가 정상적인 항상성 조건에서 어떻게 행동하는지
06:30.2 또는 재생 조건에서
06:32.2 그리고 마침내 조금
06:35.0 이 세포가 실제로 세포 분열을 하는 방법,
06:37.1 우리에게는 놀라운 일이었습니다.
06:40.1 하루의 끝.
06:42.0 그럼, 신모세포 마커부터 시작하겠습니다.
06:44.1 그래서, 이 신모세포 마커는
06:46.1은 유전자 또는 단백질입니다.
06:48.3 줄기 세포에 의해 특별히 만들어지는
06:50.2 이제 분자로 구분할 수 있습니다.
06:53.1 그들의 코호트, 주변 코호트에서.
06:55.1 그렇다면 특정 유전자를 식별하는 방법은 무엇입니까?
06:58.3 제가 앞서 말씀드린
07:00.3 이들은 세포 분열을 겪고 있는 유일한 세포이며,
07:04.0 그래서 우리는 실행된 실험을 이용했습니다
07:07.0 1900년대 초 과학자에 의해 [불명],
07:10.1 플라나리아에서 모든 신모세포를 제거할 수 있게 해주는
07:14.2 많은 양의 방사선에 노출시켜 제거합니다.
07:17.3 방사선 조사는 분열하는 세포만 죽이고,
07:20.0 염색질이 조각으로 부서지기 때문에
07:22.1 세포가 분열을 시도할 때
07:24.2 그들은 염색체를 쌍으로 만들 수 없습니다.
07:25.2 그리고 그들은 세포 사멸, 완전한 세포 사멸을 겪습니다.
07:28.1 상황은 다음과 같습니다.
07:30.0 우리는 동물을 찍습니다. 녹색으로 표시된 것은 줄기 세포입니다.
07:32.2 우리는 이 동물들을 방사선에 노출시키고,
07:34.2 감마선 조사 또는 X선 조사일 수 있습니다.
07:37.1 그리고 잠시 후
07:38.3 이 모든 녹색 세포가 사라질 것입니다.
07:40.2 그러나 동물,
07:42.0 미덕에 살아남을 것입니다
07:43.3 분화된 세포
07:45.2 3-4주 동안,
07:47.1 우리에게 충분한 시간을 주는
07:49.2 이러한 유사분열 후 세포의 행동을 살펴봅니다.
07:52.0 따라서 아이디어는 본질적으로 다음과 같습니다.
07:54.2 이 두 상태를 비교할 수 있습니까?
07:56.1 야생형 동물과 조사된 동물,
07:58.2 그리고 어떤 차이점이 나타나는지 확인하시겠습니까?
08:00.2 이러한 차이점은 연관되어야 합니다.
08:02.2 누락된 조직으로,
08:04.1 이 경우 누락된 조직 및 조직
08:06.1은 신세포가 될 것입니다.
08:07.1 이것이 바로 아이디어입니다.
08:08.1 조사 하루 후 샘플을 채취하고,
08:11.1 조사 후 7일,
08:13.2 그리고 희망은 RNA 발현을 프로파일링함으로써
08:16.3 우리는 독점적으로 관련된 유전자를 식별할 수 있습니다
08:19.2 줄기 세포와 그 자손,
08:22.0 더 자세히 설명하겠습니다
다음 슬라이드의 08:24.1.
08:25.2 그래서, 우리가 한 것은
08:27.2 유전자 발현의 차이 측정
08:30.0 야생형과 조사된 동물 사이,
08:32.3 그리고 우리가 알아차린 것은 유전자 그룹이 있다는 것입니다
08:36.2 본질적으로 사라지는 것은 빨간색으로 표시된 열입니다. 여기,
08:38.3 조사 후 24시간.
08:40.2 이 유전자들은 아마도 신모세포와 관련이 있을 것입니다.
08:43.2 신모세포가 물리적으로 제거되었기 때문에
전체 동물에서 08:45.3.
08:47.3 다른 모든 것은 신모세포에서 기대할 수 있는 것입니다.
08:49.0 그래서 유전자가 사라지거나 유전자 발현이 사라진다면,
08:51.0 신모세포가 사라졌기 때문입니다.
08:52.2 그래서 우리는 이 유전자가 그 세포와 연관되어 있다고 가정합니다.
08:55.2 이것이 우리가
08:57.3 신모세포와 관련된 유전자.
08:59.2 그리고 조사에 의해 가장 심하게 영향을 받은 유전자는,
09:03.0 Smedwi-2라고 불리는 이 분자입니다.
09:06.1 Smedwi-2는 단백질의 Argonaute 계열의 구성원입니다.
09:10.1 식물에서 처음 발견,
09:11.3 우리가 식물 생물학에서 알고 있는
09:13.2 본질적으로 연관됨
09:15.1 식물의 줄기 세포 조절.
09:17.2 따라서 동물과 식물이 공통 조상을 공유한다면
09:20.2 이 분자는 아마도 줄기 세포를 조절하는,
09:24.1 식물과 동물을 모두 낳은 조상에서.
09:26.3 이것은 아주 오래된 분자입니다
09:28.2 놀랍고 즐겁습니다.
09:30.3 플라나리아의 신모세포에서 발현되는 이와 같은 분자를 찾으려면
09:33.2 그래서, 이제 우리는 아마도 이 분자가
09:36.1 정말 매우 중요합니다
09:38.1 줄기 세포 기능 조절.
09:39.1 그래서 우리가 동물의 어디에 있는지 볼 때
09:42.3 이 유전자가 발현되고,
09:44.1 우리는 그것이 신모세포에서 본질적으로 표현되었음을 발견합니다.
09:46.1 이 모든 작은 녹색 점들
09:48.1 존재하는 모든 줄기 세포
09:50.1 무성 생식 동물에서
09:52.1 주어진 시간에.
09:53.1 그리고 마젠타색으로 셀이 보입니다.
09:55.1 세포 분열을 겪고 있는 것, 알겠죠?
09:57.0 이제 다음을 활용할 수 있습니다.
10:01.0 RNA 매개 유전 간섭 또는 RNAi,
10:03.1 이 분자의 기능을 교란
10:06.1 그리고 그것이 어떤 결과를 가져오는지 보십시오
10:08.1 신모세포 자체의 기능.
10:10.2 그래서 우리는 그렇게 했습니다
10:14.1 기능을 결정하기 위해,
10:17.1 그러나 이것이 있는지 여부를 먼저 확인하기 위해
10:20.1 신모세포 특이적 유전자,
10:21.2 우리는 방법론을 이용했습니다
10:23.1 일본 동료들이 개발한
10:24.3 아가타 키요카즈와 그의 연구실,
10:27.3 이 세포들을 분류함으로써.
10:29.1 본질적으로 이 동물들을
10:30.3 세포 수프를 만들고,
10:32.1 그런 다음 DNA 함량을 측정합니다.
10:33.2 세포가 분열함에 따라 DNA 함량이 증가합니다.
10:36.0 이것이 신세포입니다. 알겠습니다.
10:37.3 그리고 DNA 함량이 변하지 않는 세포들은 여기 아래에 있을 것입니다.
10:43.0 이제 이 프로필을 사용할 수 있습니다.
10:45.0 동물에게 다시 적용
10:47.1 방사선 조사에 의해 신모세포가 제거된 곳,
10:49.2 같은 프로필을 실행하고,
10:50.3 그리고 우리는 무엇을 봅니까?
10:52.1 분열하고 있는 세포가 사라졌습니다.
10:53.3 좋습니다. 이제 우리는 모든 신모세포가
10:55.3이 여기에 올 것입니다.
10:57.0 하지만 셀의 또 다른 창이 있습니다
10:58.3 X2 인구라고 하는 바로 여기,
11:00.1 그것도 사라졌습니다.
11:01.2 그래서 우리는 세포가 이 두 창 사이를 점프한다고 생각합니다.
11:03.2 하지만 그곳이 우리의 신세포 집단이 있는 곳입니다.
11:05.2 그리고 변경되지 않은 세포 그룹이 있습니다
11:07.2 조사에 의해
11:09.0 그리고 우리는 이것을 유사분열 후 자손이라고 부릅니다.
11:11.0 이제 각 창에서 세포를 정제했습니다.
11:14.0 그리고 우리는 표현을 측정하려고 했습니다.
11:17.1 이 분자들 중 Smedwi-2가 이 세포에 있습니다. 그것이 바로 우리가 보는 것입니다.
11:21.1 X1 및 X2 창만
11:24.2는 PIWI 또는 Smedwi-2를 표현하고,
11:26.2 이것은 매우 구체적인 마커임을 암시합니다.
11:29.1 신모세포 자체에.
11:30.3 그래서, 제가 앞서 말한 것으로 돌아가서,
11:33.1 우리가 이 유전자의 기능을 방해할 때,
11:35.2 우리가 본질적으로 보는 것은 다음과 같습니다.
11:37.2 우리는 본질적으로 요약하거나 복사할 수 있었습니다.
11:41.1 우리가 보는 동물의 표현형
11:43.2 조사 대상.
11:45.1 그들은 재생 반응을 일으키지 못하고,
11:47.2 그래서 머리나 꼬리가 형성되지 않고,
11:49.1 그리고 당신은 그들이 우리가 참조하는 이 작은 타코 쉘 모양을 형성하는 것을 볼 수 있습니다.
11:54.1 우리는 복부 컬링이라고 부릅니다.
11:55.2 및 smedwi-2 RNAi는 정확히 동일한 표현형을 제공합니다.
11:58.1 하지만 왜 우리에게 정확히 같은 표현형을 주었습니까?
11:59.3 그리고. 우리는 그것을 알고 있기 때문에
12:03.1 본질적으로 PIWI를 발현하는 세포
12:05.0은 줄기세포만,
12:06.1 분화된 세포가 존재하지 않습니다.
12:07.2 그러나 그 결과는
12:09.2 분화된 세포에서만 감지할 수 있습니다.
12:11.2 그래서 우리는 이 세포들을 제 시간에 따라갔습니다.
12:13.3 신모세포 자체에 어떤 일이 일어날지 보기
12:15.3 분자를 제거한 후,
12:20.1 우리는 신모세포가 여전히 거기에 있다는 것을 알아차렸습니다.
12:21.3 그러나 그들은 그들의 기능을 발휘하지 않았고,
12:23.1 그들의 기능을 발휘하지 못한 이유
12:25.1 신모세포 자체가
12:27.3 적절한 세포 유형으로 분화할 수 없습니다.
12:30.2 여기 동물의 표피를 보고 계십니다.
12:32.3 이들은 원주 상피 세포라고 하며,
12:34.3 핵은 BrdU로 표시되었습니다
12:37.0 우리가 시간을 통해 세포를 따라갈 수 있도록
12:39.1 이것은 정상적인 조건에서 일어나는 일입니다.
12:42.0 이것은 분자 PIWI가 RNAi에 의해 교란될 때 일어나는 일입니다.
12:45.1 세포가 만들어지고,
12:47.1 그들은 적절한 조직으로 이동하고,
12:48.2 그러나 그들이 거기에 도착하면 그들은 제대로 구별하지 못합니다.
12:51.0 여기서 우리가 보고 있는 것은 유전자의 결과입니다
12:53.2 신모세포에서 표현되는
12:55.2 더 이상 자손에서 표현되지 않으며,
12:57.0 하지만 그것은 그 세포의 능력에 영향을 미칩니다.
12:59.2 소스에서 많은 시간과 수 마이크론의 거리만큼 제거되었습니다.
13:04.3 심각한 표현형 결함 유발
생명과 양립할 수 없는 13:06.3.
13:08.2 이제 우리는 이 분자가 실제로 매우, 매우 중요하다는 것을 압니다.
13:11.3 신모세포의 유지를 위한 것이 아니라,
13:13.1 하지만 실제로 신모세포들에게
13:15.0 나중에 될 내용
13:17.0 유사분열 후가 됩니다.
13:18.2 그래서, 이것은 실제로
13:21.1 2005년에 우리 연구실에서 발견된 것,
13:24.0 그리고 몇 달 후
13:26.0 그 이유가 명백해졌습니다.
13:28.0 왜 이런 일이 일어났는지
13:29.2는 새로운 유형의 microRNA였기 때문입니다.
13:31.2 그것은 piRNA로 불립니다.
13:33.1 이 분자가 조절하고 있었습니다.
13:34.2 그래서, 우리는 그런 일이 일어나고 있는지 몰랐습니다.
13:36.1 하지만 그것이 아마도 우리가 이 표현형을 보는 이유일 것입니다.
13:38.0 이 piRNA는 만들어지지 않습니다.
13:40.1 그래서, 우리는 그렇게 생각했습니다.
13:42.2 이제 마커에 대한 핸들이 있습니다.
신모세포와 관련된 13:46.2.
13:47.2 관련된 마커를 식별할 수 있습니까?
13:50.1 유사분열 후 자손과 함께,
13:52.0 같은 과정을 밟나요?
13:53.1 이것이 우리가 할 일입니다.
13:55.1 프레젠테이션의 다음 부분,
13:56.3 이 신모세포 자손 마커,
13:58.2 그래서 우리가 할 것이라고 생각했습니다.
14:01.1 이 유전자들이 24시간 후에 사라진다면, 좋아요,
14:04.1 그들은 일주일 후에 사라질 것입니다.
14:06.1 하지만 24시간 후에도 사라지지 않는 유전자가 있습니다.
14:09.1 그러나 그들은 7일 후에 사라졌습니다.
14:11.1 그래서 우리는 그것이 세포라고 생각합니다
14:13.2 더 이상 신모세포에 의해 만들어지지 않는 것,
14:15.1 그리고 그것들은 일시적인 세포입니다
14:17.1 최종 분화로 가는 길에.
14:19.1 그래서 우리가 할 것이라고 생각한 것은
14:21.1 이 특정 셀을 살펴보겠습니다.
14:22.2 그런 다음 여부를 확인하십시오.
14:24.3 그들은 다른 위치에서 이 유전자를 발현하고 있습니다.
14:27.2 그래서 우리는 이것을 다음과 같이 불렀습니다.
14:29.3 선조 집단의 잠재적 마커,
14:32.1 알았어?
14:33.2 이것이 우리가 한 실험입니다.
14:35.0 이것은 신모세포에서 발현되는 유전자입니다.
14:37.3 이것들은 여전히 ​​존재했던 유전자들입니다.
14:40.3 조사 후 24시간,
14:42.1 바로 여기에서 볼 수 있습니다.
14:43.2 하지만 2일째가 되자 그들은 4일째에 사라졌습니다.
14:46.1 그들은 본질적으로 다시 사라졌습니다.
14:47.2 카테고리 3 유전자를 보면,
14:49.1 그들은 1일째에 거기에 있고,
14:51.1 그들은 2일차에 거기에 있습니다.
14:53.0 그리고 그들은 4일째에 사라집니다.
14:54.2 그래서 이것은 이 세포들이
14:56.1은 실제로 표현 프로필을 변경하고 있었습니다.
14:59.1 시간이 흐르고 세포가 분화되면서
15:00.3 그래서 우리는 본질적으로 세포에 레이블을 붙였습니다.
15:03.2 영구적으로, BrdU와 함께,
15:04.1 그리고 우리는 이 세포들을 따라갔습니다
15:06.2 시간이 지남에 따라.
15:07.2 이제 이 셀은 BrdU에 대해 이중 레이블이 지정됩니다.
15:10.1 그들의 DNA에 영구적으로 라벨을 붙입니다.
15:12.3 유전자는 이 신모세포에서 발현된다
15:14.3 이제 BrdU에 무슨 일이 일어나는지 묻습니다.
유전자 발현과 완전히 독립적인 15:16.1,
15:18.3 이제 다음 유사분열 후 세포에서 볼 수 있습니까?
15:22.0 하지만 우리가 생각하는 유전자 발현은 조상에서 발현된다고 생각합니까?
15:24.3 그리고 우리가 본질적으로 보는 것은,
15:27.0 예, BrdU 양성 세포
어제 PIWI를 표현한 15:28.3,
15:30.2 이제 PIWI를 표현하지 않고,
15:32.0 및 이러한 다른 초기 자손 마커를 표현하고 있습니다.
15:35.0 시간이 지남에 따라 이 세포를 따라갈 수 있습니다.
15:36.2 그리고 당신은 본질적으로 같은 것을 봅니다.
15:38.1 96시간 후에 이 유전자가 차단됩니다
15:41.1 그런 다음 새로운 유전자 세트가 켜집니다.
15:43.1 그리고 BrdU에 의해 이중 레이블이 지정되었습니다.
15:44.2 이것은 영구적이고 단일 마커입니다.
15:47.0을 통해 시간을 통해 이 세포를 추적할 수 있습니다.
15:49.3 그래서, 우리가 식별하고 정의할 수 있습니다
15:53.0 플라나리아 줄기 세포의 첫 번째 계보,
15:55.2 우리는 본질적으로
16:00.1은 여기에 도식적인 형태로 표시됩니다.
16:01.2 줄기 세포와 관련된 분자가 있습니다.
16:03.2 유사분열 후 자손과 관련된 분자.
16:06.2 이것은 조사 후 24시간의 이른 시간,
16:09.0 그리고 이것은 표시되는 마커입니다.
24시간 후 16:12.2,
16:14.1 세포가 분화를 향해 나아가기 시작할 때
16:16.0 피부나 표피, 오히려
16:19.1 근육, 뉴런 등.
16:21.3 이 도구를 사용하고 이 접근 방식을 사용하여
16:24.0 꾸미기 시작했습니다
16:26.2 운명의 다양성과 세포 유형의 다양성
이 유기체에 존재하는 16:29.3.
16:32.0 그러나 최근에는
16:34.0 새로운 기술을 사용할 수 있게 되었습니다.
16:36.0 훨씬 더 높은 수준의 해상도에서 실제로 이 작업을 수행하려면
16:38.2 바로 여기에 표시됩니다.
16:40.0 이것은 실험실에서 박사후 과정을 마친 과학자의 연구입니다.
16:42.2 피터 레디엔,
16:43.3 그들은 본질적으로 96개의 유전자와 96개의 세포를 조사했습니다.
16:48.1 기본적으로 바로 여기에 표시됩니다.
16:49.2 그리고 그들이 이 개별 세포를 시험할 때 보는 것
16:52.3 이 96개 유전자에 대해,
16:54.1 그들은 신모세포의 하위 집단을 식별합니다
특정 유전자를 발현하는 16:57.1
주어진 시간에 17:00.0,
17:01.2 모든 신모세포가
17:03.2는 PIWI를 표현하고,
17:04.3 PIWI 양성 세포 집단 내에 하위 집단이 있습니다
다른 특정 마커를 표현하는 17:09.0
17:11.3 아마도 운명을 좌우할 것
17:14.2 이 세포들은
17:16.2 규칙적인 항상성 하에서,
17:17.2 적절한 구조를 일으키기 위해.
17:20.2 그래서 저는 앞으로 몇 년 안에 우리가 이해하는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다.
17:23.1 이 서로 다른 세포 유형이 어떻게
17:25.2 지정 및 규제
17:28.0 올바른 유형과 올바른 수의 셀 생성
17:30.1 두 항상성 조건 모두에서
17:32.1 및 플라나리아의 재생 조건.
17:34.1 그렇게 함으로써 줄기 세포가 어떻게
17:37.1 동물의 왕국에서 하는 일을 하고,
17:41.0 그리고 아마도 식물 왕국,
17:43.0 그러나 그것은 아직 결정되지 않았습니다.
17:45.0 그래서, 이 세포들은 무엇을 합니까?
17:47.2 알다시피, 그들은 그냥 거기에 앉아 있습니다.
17:49.2 우리는 그들이 본질적으로 조직에 앉아 있는 것을 봅니다.
17:52.0 그래서 우리는 알고 싶었습니다.
17:54.0 그들은 어떤 종류의 행동을 보입니까?
17:55.2 그렇게 하기 위해 우리는
17:57.2 정말, 정말 흥미로운 실험 패러다임
17:59.3 고안된 것, 믿거나 말거나,
1945-1946년 18:02.1 파리에서 제2차 세계 대전 후,
18:05.3 Étienne Wolf와 FranÃâ§ois Dubois,
18:08.2 이 과정을 안내해 드리겠습니다.
18:10.3 이것이 그들이 한 일입니다.
18:12.1 이 실험은 정말 아름답습니다.
18:13.3 본질적으로 박사 학위 논문입니다.
18:15.2 그들은 야생형 동물을 잡았습니다.
18:17.3 그들은 방사선을 쬐는 동물을 가져갔습니다.
18:19.2 그들은 어떤 신모세포도 가지고 있지 않습니다.
18:21.0 그들은 기증자에게서 조직을 제거했습니다.
18:22.2 야생형에 이식하고 질문했습니다.
18:27.2 신모세포가 있는 이 조직은
18:29.1 실제로 조사된 동물을 구조할 수 있습니까?
18:31.2 알았어?
18:33.0 그래서, 당신이 그렇게 할 때,
18:34.1 방사선 조사된 조직을 조사된 동물에게 이식하면
18:36.1 동물이 죽습니다.
18:37.2 문제 없습니다. 제 말은, 이것이 여러분이 예상하는 것입니다.
18:39.1 거기에는 신모세포가 없습니다.
18:40.2 하지만 지금 이식하면
18:43.2 야생형 조직을 조사된 동물로,
18:46.0 네, 동물들은 성장을 하기 때문에 작아집니다.
18:48.0 하지만 실제로 동물을 구출하고,
18:50.1 32일이 지나도 살아있도록
18:52.3 그들은 멋진 머리를 가지고 있습니다.
18:54.1 인두가 있고,
18:55.2 완벽하게 회복된 것처럼 보이지만,
18:57.1 이식만으로,
18:58.2 이식된 조직을 암시
19:00.2 그리고 그 안에 있는 신모세포
19:02.1 실제로 조사된 조직을 다시 채울 수 있습니다.
19:04.0 그리고 동물을 구출하세요.
19:06.0 이제 이런 식으로 실험을 하면
19:08.2 이제 유성 생식 동물의 조직을 이식합니다.
19:11.3 무성 생식 동물로,
19:14.1 성적으로 번식하는 동물은
19:17.1 무성 동물을 유성 동물로 바꾸세요, 알겠죠?
19:19.3 그래서, 우리는 차이점을 말할 수 있습니다
19:22.0 염색체를 보면,
19:24.3 그리고 본질적으로 우리가 하는 일은
19:26.2 방사선 조사된 무성 동물을 숙주로 삼습니다.
19:28.2 그리고 우리는 성적인 야생형 동물을 기증자로 취합니다.
19:32.1 접목을 위해,
19:34.0 그리고 우리가 본질적으로 발견한 것은 그것이 무성 생식 동물을 구출할 뿐만 아니라,
19:38.2 그것은 실제로 그들을 자웅동체의 성적인 동물로 변형시킵니다.
19:42.1 그래서 우리가 아는 것이 정말 중요합니다.
19:44.2 줄기 세포, 신모세포,
19:46.2 체세포뿐만 아니라
19:49.1 뿐만 아니라 생식선에도,
19:51.0은 이 세포가 전능성 줄기 세포에 가깝다는 것을 암시합니다.
19:54.0 당신이 동물의 왕국에 들어갈 수 있는 것처럼,
19:56.3 이해하려고 하면 더욱 흥미롭게 만들 수 있습니다.
19:59.1 이해하고 분석하는 데 도움이 될 수 있기 때문에
20:02.2 세포가 효능을 조절하는 과정.
20:05.1 알았어?
20:06.1 그래서, 그들은 조직을 어떻게 채우나요?
20:08.1 알겠어요?
20:09.2 제 말은, 당신이 그것들을 동물에 이식하고 있다는 것입니다. 그리고 질문은 입니다.
20:12.0 그들은 구별되지 않습니다.
20:13.3 그래서 그들은 이동합니까, 그냥 이동합니까?
20:16.2 수동적 증식을 통해,
20:18.1 또는 그들은 무엇을 하고 있습니까?
20:19.2 이것은 당시 연구실에 있던 대학원생의 작품입니다.
20:21.1 오토 게델회퍼,
20:22.2 우리가 식별한 도구를 본질적으로 사용했습니다.
20:25.1 유전자 발현 프로필
20:28.0 신모세포와 그 자손에 라벨을 붙이고,
20:29.3 그러면 우리는 시간이 지남에 따라 이 세포의 운명을 따를 수 있습니다.
20:34.0 여기 방사선에 노출된 동물이 이식편을 받았습니다.
20:35.2 여기에 정상적인 야생형 조직이 있는 이식편이 있습니다.
20:37.1 모든 파란색 점은 PIWI 마커가 있는 줄기 세포입니다.
20:40.1 이제 우리는 질문을 합니다.
20:41.3 시간이 지나면 어떻게 되나요?
20:43.1 3일, 4일, 이식 후 12일 또는 PT?
20:47.1 그리고 여기에서 볼 수 있는 것은,
20:48.2 진앙처럼,
20:50.2 세포가 방사상으로 이동하기 시작함
20:52.3 동물을 다시 채우십시오.
20:54.0 세포가 움직일 수 있습니다. 알겠죠?
20:55.2 그것이 그들이 조직을 구출하는 방법입니다.
20:57.2 우리가 알아야 할 정말 중요한 것은,
20:59.2 미분화일 때에도 그들은 어느 정도 움직이는 것처럼 보이지만,
21:02.2 별로 빠르지 않고,
21:04.3 하지만 그들은 어느 정도 움직이고 있습니다.
21:06.2 이제 우리는 다음과 같은 질문을 할 수 있습니다.
21:08.0 이동한 다음 증식합니다.
21:09.2 아니면 증식하면서 이동합니까?
21:11.1 그래서 우리는 유사분열 활동을 표시하는 이 마커를 사용했습니다.
21:13.0 여기 이식된 동물이 있습니다.
21:15.2 여기 확산 활동이 있습니다.
21:18.1 보시다시피,
21:19.3 일어나는 일은 세포가 조직 밖으로 이동하는 것입니다.
21:22.1 여기 중앙에 있는 조직을 볼 수 있습니다.
21:24.0 기존에 조사된 조직에서 양성 세포를 볼 수 있으며,
21:26.3 그리고 그것들은 분열하는 세포들입니다.
21:29.0 그래서 그들은 본질적으로 유기체를 확장하고 다시 채우는 것입니다.
21:32.2 그리고 여기에 클린처가 옵니다. 알겠습니다.
21:35.0 이것은 Étienne Wolf와 François Dubois의 위대한 실험입니다.
21:39.2가 나왔습니다.
21:40.1 이제 다음과 같이 질문할 수 있습니다.
21:41.2 그들은 정말로 이주합니까? 괜찮아?
21:43.1 실험적 패러다임을 생각해 낼 수 있습니까?
21:45.2 이것을 측정할 수 있습니까?
21:46.2 그리고 이것이 실험의 탁월함입니다.
21:48.1 그들이 하기로 결정한 것은 플라나리아를 취하는 것이었습니다.
21:51.0 그리고 그 위에 납으로 된 작은 방패를 얹고,
21:53.3 그런 다음 머리와 꼬리를 치명적인 방사선에 노출시킵니다.
21:57.2 그것은 본질적으로 모든 신모세포를 제거해야 합니다
22:00.1 머리와 꼬리,
22:01.3 이제 당신은 질문을 합니다.
22:03.0 동물의 중앙에 보호된 세포를 만들고,
22:05.1 이제 그들은 앞뒤로 여행합니까?
22:08.2 그 조직을 다시 채우고 구출하려면?
22:10.1 상황이 그렇습니다.
22:12.1 이들은 미분화 세포입니다.
22:14.2 그들은 납으로 보호되고,
22:16.0 그들은 무엇을합니까?
22:18.0 그래서 우리는 실험을 반복했습니다.
22:19.2 우리는 이 작은 납 다리를 만들었고, 지금도 그렇습니다.
22:22.1 여기 동물들이 있습니다.
22:23.3 그들은 조사를 받고,
22:25.2 앞부분과 뒷부분에 방사선 조사를 실시했습니다.
22:27.0 중앙은 리드에 의해 보호되었습니다.
22:29.1 이미 보시다시피,
22:31.2 머리와 같은 조직, 예를 들어 바로 여기 이 유기체에서
22:35.1이 흡수되기 시작합니다.
22:36.2 그들은 신모세포에 의해 구출되지 않습니다.
22:38.2 이제 마커로 질문할 수 있습니다.
22:40.2 그들은 무엇을 하고 있습니까?
22:42.0 그리고 여기 보호된 조직을 볼 수 있습니다. 신모세포가 있습니다.
22:44.3 머리와 꼬리에는 레이블이 없습니다.
22:46.3 그리고 시간이 지나면서 일어나는 일은
22:49.0 세포가 전혀 이동하지 않습니다.
22:50.2 조직이 떨어져 나가기 시작함
22:52.2 조직이 떨어져 나가더라도
22:54.0 이 신모세포는 고정되어 있습니다.
22:56.1 그들은 전혀 이주하지 않습니다.
22:57.2 그런 다음 우리는 질문을 했습니다. 음, 무슨 일이 일어나는지
23:00.0 실제로 동물을 자르면?
23:01.2 이제 이 동물들을 데려가면 어떻게 될까요?
중간에 보호되는 23:03.1
23:04.2 그들을 참수?
23:05.3 참수가 이제 이 세포들을 강제로 뽑을 것인가
23:09.1 동물을 동원하고 다시 채우려면?
23:10.2 그리고 우리가 그렇게 할 때,
23:12.2 동물의 목을 베면 이것이 우리가 보는 것입니다.
23:14.2 여기 절단이 없습니다.
23:16.1 여기 신모세포의 파면이 있습니다.
23:18.2 그리고 우리가 머리를 제거할 때,
23:20.2 이제 우리는 본질적으로 발현하는 세포를 볼 수 있습니다.
23:23.0 또는 절단면 바로 근처에 존재,
23:26.0 이동 중임을 암시합니다.
23:28.0 그들은 이주할 뿐만 아니라,
23:29.1 그들은 방향으로 이동하고 있습니다.
23:30.3 꼬리를 보면
23:32.1 우리는 이 세포들이 꼬리쪽으로 이동하는 것을 볼 수 없습니다.
23:34.1 따라서 신모세포는 실제로 동원될 수 있습니다.
23:36.2 이것은 플라나리아의 줄기 세포의 속성입니다.
23:39.1 우리가 알지 못했던,
23:41.1 그리고 우리가 알고 있는 것이 정말 중요합니다.
23:44.0 이 세포들이 환경에서 무엇을 감지하는지 이해하기 위해
23:46.2 재생 응답을 탑재할 수 있도록 합니다.
23:49.1 그래서, 이 연구들은 우리가 다음과 같은 결론을 내릴 수 있게 해줍니다.
23:53.2 동물이 부상을 입으면 신모세포가 이동하고,
23:55.2 다리가 있을 때
23:57.1 구조적 무결성의 관통 다리,
23:59.1 그리고 그 세포의 이동은 방향성이 있는 것으로 보이며,
24:02.1 그냥 무작위로 걷는 것이 아닙니다.
24:03.3 방향입니다.
24:05.1 절단면이
24:06.3은 매우 강력하고 구체적인 신호를 보내고 있습니다.
24:08.2 세포가 특정 위치로 이동하도록 합니다.
24:12.1 마지막으로 여러분과 공유하고 싶은 것은
24:15.1 신모세포에 대해
24:17.1은 정말 놀라운 발견입니다
24:18.3 우리가 만들지 기대하지 않았습니다.
24:20.1 우리는 정말로 세포 분열을 교란시키고 싶었습니다
24:22.0 우리는 이것이 분열하는 유일한 세포라는 것을 알기 때문에,
24:24.0 그래서 우리는 그게, 글쎄, 왜 안되지?
24:26.0 이것을 조절하면,
24:27.2 우리는 이 세포의 능력을 조절해야 합니다
24:29.1 다른 조직 유형을 만들기 위해.
24:30.3 그래서 이것은 실험실 간의 협력이었습니다.
24:33.2 UCSF에 있는 내 연구실과 Wallace Marshall의 연구실,
24:36.2 매우 재능 있는 박사후 연구원은
24:39.1 줄리엣 아짐자데,
24:40.3 방법을 알고 싶었습니다
24:43.2 유기체의 섬모는 구성되고 조절됩니다.
24:47.1 앞서 말했듯이, 우리는 알고 있습니다.
24:49.2 이것이 플라나리아에서 분열하는 유일한 세포라는 것
24:51.2 -- 이것은 말기의 신모세포입니다 --
24:54.1 그리고 나누려면 이러한 중심 구조를 형성해야 합니다
과꽃에 연결하는 24:57.3
25:01.1 염색체를 서로 분리합니다.
25:03.1 그리고 우리는 문헌에서 압니다
25:05.3 그것이 일어나는 일입니다.
25:07.1 빨간색으로 중심자를 볼 수 있습니다.
25:08.2 이것은 내가 Oxford University의 Jordan Raff에게 빌린 영화입니다.
25:11.1 다음은 이것들입니다. 어휴.
25:13.3 중심을 나누는 것.
25:16.0 녹색은 실제 DNA입니다.
25:18.1 그리고 빨간색은 과꽃입니다
25:20.2 세포를 분리하고 하나의 세포에서 두 개의 딸 세포를 생성합니다.
25:24.1 그래서 수년 동안 우리는
25:26.2 중심자는 세포의 방향에 절대적으로 필수적입니다.
25:29.0 및 염색체 분리,
25:30.2 모든 동물이 실제로 중심소자를 사용한다는 사실
25:33.1 이 기능을 실행합니다.
25:35.1 그래서, 우리는 생각했습니다.
25:38.1 모든 중심 단백질을 복제합시다
25:39.2 그리고 우리가 무엇을 찾았는지 보십시오.
25:41.1 그래서 우리는 그렇게 했고 우리는 놀랐습니다.
25:44.0 그것은 세포 분열에 영향을 미치지 않았고,
25:45.2 그래서 우리는, 글쎄요, 왜 그럴까요?
25:47.1 그래서 우리는 조금 더 자세히 살펴보았습니다
25:49.2 그리고 나서 우리는 적어도 두 가지 유형의 세포 분열이 있다는 것을 깨달았습니다.
25:51.2 소위 중심체와 중심체.
25:54.0 이것은 생식 세포에서 볼 수 있는 세포 분열의 유형입니다.
25:56.1 배우자를 생산하는 것들.
25:58.0 그들은 과꽃의 끝에 중심자가 필요하지 않습니다
26:00.2 분리가 진행됩니다.
26:02.2 그리고 우리가 플라나리아를 볼 때, 본질적으로,
26:05.1 우리는 중심자가 있다는 것을 알 수 있습니다.
26:06.1 그러나 그것들은 섬모와 연관되어 있습니다.
26:07.2 동물의 복부 섬모,
26:09.0 하지만 실제로는 전혀 필요하지 않습니다.
26:12.1 이 동물들의 번식을 위해.
26:14.1 이 구성 요소를 보면 바로 그녀가
26:16.1 sas-4 및 plk-4,
26:17.3 신모세포가 재생성되었습니다.
26:21.0 그러나 세포 주기에 영향을 미치는 유전자
26:22.3 같은 중생을 막고,
26:24.3 그리고 중심소자의 존재 여부를 테스트함으로써 끝나는 곳
26:27.3 이 단백질에 대한 항체를 사용하여,
26:30.2 우리는 신모세포에 중심자가 없다는 것을 깨달았습니다.
26:33.2 그래서 이것은 처음으로 예입니다.
세포 분열을 하는 동물의 26:36.1,
26:38.2 유사분열 세포 분열,
26:40.1 중심자가 전혀 없고 전혀 의심되지 않습니다.
26:43.2 전자현미경을 보면
26:45.1 우리는 염색체를 볼 수 있습니다.
26:47.1 우리는 스핀들 극을 볼 수 있습니다.
26:49.1 이 중심주위 행렬을 볼 수 있습니다.
26:50.3 그러나 이 세포 분열에는 중심자가 없습니다.
26:53.1 제가 말했듯이 이것은 첫 번째 데모입니다.
26:55.1 중심자가 동물 유사분열에 필수적이지 않다는 것
26:57.0 그리고 나는 그것을 제안하고 싶습니다
26:59.0 아마도 다른 유기체도 마찬가지일 것입니다.
27:01.0 이 중심세포 분열
27:03.1은 감수분열에 공통적이지만 유사분열에는 없습니다,
27:05.2 플라나리아가 실제로 유사분열을 하고 있지만
27:08.2 우리가 말할 수 있는 한.
27:10.0 좋습니다. 그렇다면 신모세포는 어떻습니까?
27:13.1 올바른 유형을 생산하도록 규제됨
27:16.0 및 셀 수
27:17.2 동물의 형태와 기능을 유지하기 위해?
27:18.3 그래서, 나는 당신에게 줄곧 말해왔다.
27:20.2 이 동물들을 세 조각으로 자를 때.
27:22.1 머리 부분에는 인두가 없고,
27:23.3 일부 신모세포가 필요합니다.
27:25.2 인두를 생성할 수 있는 방식으로 선택
27:28.1 완전한 동물의 재생을 완료할 수 있도록.
27:31.1 꼬리도 같은 방식입니다.
27:32.2 머리를 생성해야 합니다.
27:34.2 인두 생성,
27:36.1 동물이 완전한 유기체로 재생되도록 하십시오.
27:38.1 트렁크도 마찬가지입니다. 알겠죠?
27:40.2 그래서, 어떻게 합니까?
27:42.2 유형만이 아닙니다.
27:44.2 이 조직의 위치와 위치,
27:47.1 하지만 신호 이벤트가 있다는 것도 알고 있습니다.
27:48.3 앞쪽 끝과 뒤쪽 끝에서
27:50.1 상속되지 않은, 말하자면,
절단된 파편에 의한 27:53.0.
27:54.0 그래서 어떻게든 이 조각, 지금,
27:55.2 이 후방 신호를 활성화해야 합니다.
27:57.2 동물이 전방 및 후방 신호를 모두 가질 수 있도록 합니다.
28:01.2 이것이 어떻게 이루어지는지는 우리에게 명확하지 않습니다.
28:04.0 그래서 우리는 그것을 제안하고 싶습니다
28:07.1 이러한 유형의 규정은 기본적으로
28:10.2 결정 또는 차별화의 상태
28:14.2 동물의 한가운데에 있는 이 신모세포는
28:16.3 그럴 수도 있고 아닐 수도 있습니다.
28:18.3 그리고 지금 대중적인 가설은
28:22.1 이 신모세포는 본질적으로 다음을 가정하거나 획득합니다.
28:25.1 특정한 운명.
28:26.0 그것은 우리가 결정론적 모델이라고 부르는 것입니다.
28:28.1 만능 줄기 세포
28:30.1 전문화된 조상을 생산하고,
28:31.1 그리고 이 전문화된 조상들은 계속될 것입니다
28:33.2 필요한 세포를 생산하기 위해
28:36.1 부상 유발 가소성 후,
28:38.1 그리고 결국 모든 것이 수리되면
28:40.1 다시 항상성으로 돌아갑니다.
28:42.1 절단 직전.
28:43.2 이것은 정말 어렵습니다.
28:48.1 설명으로 사용
28:50.1 동물의 파편
28:53.1 앞쪽 끝이나 뒤쪽 끝이 없는 것,
28:55.0 또는 모든 신호,
28:56.2 자체 재설정(이 셀이 이미 커밋된 경우)
28:59.0 이 특정 항상성 상태로.
29:00.2 그래서 우리가 지금 연구실에서 선호하는 것은
29:03.1은 대체 모델입니다.
우리가 확률 모델이라고 부르는 29:04.3,
29:06.1 이는 신모세포가 실제로
29:09.3 하나의 특정한 운명에 헌신하고,
29:11.1 하지만 그들은 본질적으로 들어오고 나가는 것입니다
29:13.2 확률적으로 특정한 상태. 확률적으로.
29:16.2 그리고 그것은 엄청난 정도의 가소성을 허용합니다
29:19.0 문맥에 따라
29:21.0 동물이 절단된 경우
29:23.0 그리고 그 세포는 이 특정한 물마루에 있었고,
29:25.1 실제로 밖으로 나올 수 있습니다.
절단 신호를 통해 29:27.0,
29:28.2 특정 방식으로 전달됩니다.
29:30.0 그래서 그들은 실제로 모두 특정 채널에 관심이 없습니다.
29:32.1 미리 정해져 있고 교환할 수 없는 것,
29:35.1 하지만 확률적 모델입니다
29:36.3 세포가 들어오고 나가는 곳.
29:38.1 그래서, 우리는 가까운 장래에,
29:39.2 이것을 보고 시각화해 보십시오.
29:42.1 동일한 신세포가 실제로 켜고 끌 수 있는지 여부
29:45.3 다른 운명과 관련된 다른 유전자.
29:47.1 그리고 그것이 그 경우라면 확률적 모델이 될 것입니다.
29:52.1 음. 우리는 그것을 뒷받침할 증거를 갖게 될 것입니다.
29:55.0 이것이 우리가 배운 것입니다.
29:58.3 신모세포에 대한 간략한 설명입니다.
30:00.2 우리가 알아내야 할 것이 훨씬 더 많습니다.
30:03.0 기본적으로 동물의 신모세포 수를 어떻게 제어합니까?
30:06.2 이 세포의 운명을 어떻게 제어합니까?
30:08.2 항상성 및 재생성 조건 모두에서?
30:11.1 그리고 나는 앞으로 몇 년이 우리에게
30:14.0 정말 명확한 이해
30:15.2 줄기 세포가 실제로 어떻게 작동하는지, 말하자면,
30:18.1 생체 내 성체 유기체에서.


12.2 차원 축소

종종 변수는 당면한 작업과 관련된 정보를 거의 전달하지 않습니다. 정보를 제공하는 변수의 경우에도 변수가 중복되거나 거의 중복될 수 있습니다. 즉, 둘 이상의 변수가 본질적으로 동일한 정보를 제공합니다. 즉, 케이스 전체에 걸쳐 유사한 패턴을 갖습니다.

이와 같이 관련이 없거나 중복되는 변수는 데이터에서 학습하기 어렵게 만듭니다. 관련 없는 변수는 실제 패턴을 가리는 단순한 노이즈입니다. 유사하게, 두 개 이상의 변수가 중복되는 경우, 이들 간의 차이는 랜덤 노이즈를 나타낼 수 있습니다. 또한 일부 기계 학습 알고리즘의 경우 많은 수의 변수 (p)가 계산 문제를 나타냅니다. 일반적으로 관련이 없거나 중복된 변수를 제거하여 머신 러닝 알고리즘이 식별할 수 있는 패턴을 모호하게 하지 않도록 하는 것이 도움이 됩니다.

예를 들어 의회나 의회에서의 투표를 생각해 보십시오. 특히, 우리는 2008년에 스코틀랜드 의회를 조사할 것입니다. 22 입법자들은 종종 사전 구성된 블록에서 함께 투표하므로 특정 투표 용지에 대한 "찬성" 및 "반대" 패턴은 어떤 의원이 소속되어 있는지 나타낼 수 있습니다(즉, 동일한 의원). 정당). 이 아이디어를 테스트하기 위해 투표 기록별로 구성원을 클러스터링할 수 있습니다.

표 12.1: 스코틀랜드 의회의 샘플 투표 기록 데이터.
이름 S1M-1 S1M-4.1 S1M-4.3 S1M-4
카나반, 데니스 1 1 1 -1
에이튼, 빌 1 1 0 -1
데이비슨 씨 데이비드 1 1 0 0
더글라스 해밀턴, 제임스 경 1 1 0 0
퍼거슨, 알렉스 1 1 0 0
프레이저, 머도 0 0 0 0
갈리, 필 1 1 0 -1
골디, 애나벨 1 1 0 0
하딩, 미스터 키스 1 1 0 0
존스턴, 닉 0 1 0 -1

표 12.1은 투표 기록의 일부를 보여줍니다. 국회의원들의 이름이 사례다. 와 같은 파일 번호로 식별되는 각 투표용지는 변수입니다. 1은 "찬성" 투표를 의미하고 -1은 "반대", 0은 기권을 의미합니다. (n=134) 회원과 (p=773) 투표용지가 있습니다. 이 데이터 세트에서 (p) 는 (n) 을 훨씬 초과합니다. 표에 100,000개 이상의 투표를 모두 표시하는 것은 비현실적이지만 가능한 표는 3개뿐이므로 표를 이미지로 표시하는 것이 좋습니다(그림 12.5 참조).

그림 12.5: 스코틀랜드 의회 투표의 시각화.

그림 12.5는 각 셀이 한 투표용지에서 한 의원의 투표를 기반으로 색상으로 구분된 (134 imes 773) 그리드입니다. 스코틀랜드의 격자 무늬 구조를 볼 수 있지만 여기에서는 많은 패턴을 보기가 어렵습니다. 격자 무늬 패턴은 행렬이 낮은 순위의 행렬로 근사화될 수 있음을 전문가에게 표시합니다.

12.2.1 직관적인 접근

우선, 그림 12.6은 임의로 선택된 두 개의 투표용지에 대한 모든 의원의 투표용지 값을 보여줍니다. 각 위치의 포인트 수에 대한 더 나은 아이디어를 제공하기 위해 임의의 노이즈를 추가하여 값을 지터링합니다. 빨간 점은 실제 위치입니다. 각 포인트는 국회의원 1명입니다. 유사하게 정렬된 구성원은 빨간색으로 표시된 9가지 가능성 중 하나로 그룹화됩니다. 이 두 개의 투표용지에서 9개의 가능성 중 8개가 채워집니다. 이것은 8개의 구성원 클러스터가 있음을 의미합니까?

그림 12.6: 스코틀랜드 의회는 2개의 투표용지를 투표합니다.

직관은 사용하는 것이 더 낫다고 제안합니다. 모두 두 개가 아닌 투표용지. 그림 12.7에서 처음 387개 투표용지(절반)가 나머지 투표용지와 마찬가지로 함께 추가되었습니다. 그림 12.7은 서로 정렬된 두 개의 구성원 클러스터가 있을 수 있음을 나타냅니다. 모든 데이터를 사용하는 것이 두 개의 투표용지를 사용하는 것보다 더 많은 정보를 제공하는 것 같습니다.

그림 12.7: 두 개의 임의 투표 용지 컬렉션에서 스코틀랜드 의회 투표 간의 상관 관계를 보여주는 산점도.

12.2.2 특이값 분해

투표용지의 전반부를 (x) 로, 나머지 투표용지를 (y) 로 합산하기로 선택한 이유를 물을 수 있습니다. 기본 패턴을 표시하는 더 나은 선택이 있을 수 있습니다. 아마도 우리는 더 의미 있는 방식으로 투표용지를 합산하는 방법을 생각할 수 있을 것입니다.

사실, 수학적 접근 방식이 있습니다. 베스트 라고 하는 간단한 행렬을 사용하여 투표자-투표자 행렬에 대한 근사값 특이값 분해 (SVD). (통계적 차원 축소 기법의 주요 구성 요소 분석 (PCA)는 SVD를 사용하여 수행할 수 있습니다.) SVD의 수학은 행렬 대수학 지식을 기반으로 하지만 연산 자체는 누구나 액세스할 수 있습니다. 기하학적으로 SVD(또는 PCA)는 좌표축의 회전에 해당하므로 몇 가지 변수를 사용하여 더 많은 변동성을 설명할 수 있습니다. 그림 12.8은 가장 큰 변동성을 설명하는 두 가지 주요 구성 요소에 대한 각 구성원의 위치를 ​​보여줍니다.

그림 12.8: 구성원을 따라 SVD를 기반으로 하는 스코틀랜드 의회 구성원 클러스터링.

그림 12.8은 세 가지 주요 클러스터가 있음을 한 눈에 보여줍니다. 빨간색 원은 표시 평균 회원. 3개의 클러스터는 평균에서 다른 방향으로 이동합니다. 평균과 가장 가까운 클러스터 사이에 위치가 있는 여러 구성원이 있습니다. 이 클러스터는 정당 가입 및 투표 기록에 따라 스코틀랜드 의원의 정렬을 나타낼 수 있습니다.

그래픽의 경우 위치에 두 개의 변수를 사용하는 것으로 제한됩니다. 그러나 클러스터링은 더 많은 변수를 기반으로 할 수 있습니다. 더 많은 SVD 합계를 사용하면 세 개의 클러스터를 더 분할할 수 있습니다. 위의 그림 12.8의 색상은 5개의 최상의 SVD 합계를 사용하여 5개의 클러스터를 요청한 결과를 보여줍니다. 아래의 혼동 행렬은 각 구성원의 실제 당사자를 클러스터 구성원과 비교합니다.

클러스터링 알고리즘이 얼마나 잘 수행되었습니까? 클러스터를 찾는 데 사용되지는 않았지만 각 의원의 정당 소속은 알려져 있습니다. 클러스터 1은 대부분의 구성원으로 구성됩니다. 스코틀랜드 국민당 (SNP). 클러스터 2에는 다수의 개인과 한 명을 제외한 모든 개인이 포함됩니다. 스코틀랜드 자유민주당. 클러스터 3은 SNP의 나머지 10개 구성원을 선택합니다. 클러스터 4에는 모든 구성원이 포함됩니다. 스코틀랜드 보수당과 연합당, 클러스터 5는 한 구성원을 제외한 모든 구성원을 설명합니다. 스코틀랜드 노동 파티. 대부분의 정당에서 대다수의 구성원은 소수의 다른 유사 투표 동료와 함께 해당 정당의 고유한 클러스터에 배치되었습니다. 다시 말해서, 이 기술은 상당한 대표성을 가진 4개의 다른 정당(즉, 보수당 및 통합당, 노동당, 자민당, 국민당)의 거의 모든 구성원을 정확하게 식별했습니다.

그림 12.9: 투표용지를 따라 SVD를 기반으로 한 스코틀랜드 의회 투표용지 클러스터링.

투표용지 데이터에서 추출할 정보가 더 있습니다. 정치적인 위치의 클러스터가 있는 것처럼 사회적 효과, 경제적 효과 등과 같은 요소에 해당할 수 있는 투표용지의 클러스터가 있습니다. 그림 12.9는 처음 두 가지 주요 구성 요소를 사용하여 투표용지의 위치를 ​​보여줍니다.

이 그림에는 명백한 클러스터가 있습니다. 그래도 해석이 까다로울 수 있습니다. 각 문제에 대해 "찬성" 및 "반대" 투표가 모두 있음을 기억하십시오. 이것은 중심 주위의 점들의 대칭을 설명합니다(빨간색으로 표시됨). 중심에서 각 각도를 따라 반대되는 점은 다음과 같이 해석될 수 있습니다. 사회적으로 자유로운 ~ 대 사회적으로 보수적인 그리고 경제적 자유 ~ 대 경제적으로 보수적인. 법안 자체를 읽고 스코틀랜드 정치에 대한 미묘한 이해를 포함할 가능성이 있는 것을 결정합니다.

마지막으로 주요 구성 요소는 각 개인의 투표권을 유지하면서 국회의원을 재배열하고 투표용지를 별도로 재배열하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 단순히 알파벳순이 아닌 투표용지와 유사한 방식으로 구성원을 재정렬하는 것과 같습니다. 이러한 변환은 그림 12.10과 같이 데이터의 모양을 극적으로 명확하게 할 수 있습니다. 여기에서 두 개의 주요 정당(국민당과 노동당)의 크고 거의 동일한 크기의 반대 투표권이 명확해집니다. 소규모 정당들 간의 동맹은 그림 12.10의 아래쪽 절반에 있는 물을 흐리게 합니다.

그림 12.10: SVD의 기본 벡터에 의해 명령된 스코틀랜드 의회 투표의 예.

그림 12.10의 맨 윗줄에 표시된 사람은 스코틀랜드 국민당의 당수인 Nicola Sturgeon입니다. 우리의 SVD에 의해 식별된 기본 벡터를 따라 그녀는 가장 극단적인 유권자입니다. Wikipedia에 따르면 국민당은 "주류 유럽 사회 민주주의 전통"에 속합니다.

반대로, 그림 12.10의 맨 아래에 있는 사람은 스코틀랜드 노동당의 당원인 Paul Martin입니다. 그림 12.10에서 Martin이 대부분의 투표에서 Sturgeon에 반대했음을 쉽게 알 수 있습니다.

그림 12.10의 아름다움은 그림 12.5에서 볼 수 있는 혼돈에 심오한 질서를 부여한다는 것입니다. 이는 단순히 행(국회의원)과 열(투표용지)을 합리적인 방식으로 정렬함으로써 이루어졌습니다. 이 경우 순서는 투표 행렬의 SVD로 식별되는 기본 벡터에 의해 결정되었습니다. 이것은 기계 학습 기술이 데이터에서 의미 있는 패턴을 식별할 수 있는 방법의 또 다른 예이지만 의미 있는 컨텍스트 이해를 추출하기 위해 인간은 문제에 대한 도메인 지식을 가져와야 합니다.


6 답변 6

나는 먼저 학자금 대출을 없애겠다. 이렇게 하면 11K가 남습니다. 그런 다음 이것을 사용하여 ROTH에 자금을 지원합니다. 기혼자라면 1년에 최대 5000만원까지 적립할 수 있다.

남은 돈에 대해 일반(세금 혜택이 없는) 뮤추얼 펀드를 개설할 것입니다. 지불한 돈의 절반을 학자금 대출에 기부할 수 있고 나머지 절반은 모기지론에 사용할 수 있습니다.

또한 나는 당신의 집에 refi를 하는 것을 볼 것입니다. 현재 모기지 상환액으로 10년 또는 15년을 옮길 수 있습니다.

빚을 갚는 것은 추천하지 않습니다. 둘 다 상당한 저축을 할 만큼 충분히 잘 처리해 온 저리 세금 공제 가능한 대출이며, 부채를 상환하는 것보다 투자를 통해 더 높은 이자율을 얻을 수 있습니다. 뱅가드 ETF나 개선 계좌에 돈을 넣는 것이 장기적으로 더 나을 것입니다.

학자금 대출을 상환할지 여부를 고려할 때 비영리 단체에서 일하기 때문에 공공 서비스 대출 탕감 프로그램에 따라 10년 후에 해당 부채의 일부 또는 전체가 탕감될 수 있다는 점에 유의하십시오.

나는 또한 주요 질문에 약간 반대하고 싶습니다. 나는 옆 사람 못지않게 저축은 많이 하고 부채는 적은 것을 좋아한다. 그러나 이 유산을 받을 것이라는 기대로 인생을 계획하지 않았다면 그것은 횡재수입니다. 비상 사태 및 은퇴를 위한 저축을 잘 하고 있지 않았거나 가계 부채가 많았다면 다른 일을 하기 전에 그 돈을 재정 안정을 위해 사용해야 한다고 말하고 싶습니다. 그러나 당신의 재정은 안정적으로 보입니다. 그러니 횡재수를 가지고 좋은 일을 하십시오. 돌아가신 할머니의 고향으로 여행을 떠나십시오. 그녀의 기억에 작은 장학금을 기부하십시오. 자신의 월급으로는 감당할 수 없는 작은 사치품을 사십시오. 나는 당신이 그것을 모두 쓸 것을 제안하는 것은 아니지만, 손이 닿지 않는 곳에 20%를 사용하는 것은 당신에게 여전히 물질적으로 더 나은 상태를 유지하면서 당신에게 좋은 추억을 줄 것입니다.

미래를 위해 저축하는 것이 중요합니다. 빚을 갚는 것이 중요합니다. 할 수 있을 때 인생을 즐기는 것은 또한 중요한. 균형이 모든 것입니다.

비상 자금이 마련되었고 신용 카드 부채가 없습니다. 그것은 자랑스러워 할 일입니다. 이 두 가지를 아직 처리하지 않았다면 그것이 최우선 과제가 될 것입니다.

내가 당신의 상황이라면 학자금 대출을 갚을 것입니다. 예, 낮은 이자율이지만 완전히 갚고 인생에서 월별 지불을 없앨 수 있는 기회가 있습니다. 가져.

올해 Roth IRA에 이미 기부했는지 여부는 모르겠지만 올해와 내년에 Roth IRA에 대한 최대 기부금을 충당하기 위해 11,000달러를 따로 마련해 두겠습니다.

그러면 약 10,000달러가 남습니다. 다음 차를 위해 따로 모아둔 돈이 있습니까? 그렇지 않다면 이 돈의 대부분을 다음 차에 할당하십시오. 다른 차를 사야 할 때 현금으로 지불하고 자동차 대출을 피할 수 있습니다.

다른 사람들은 학자금 대출을 갚을 것을 제안했는데, 대부분은 한 번만 덜 갚는 것이었습니다. 그러나 저는 각 대출에 대해 조기에 지불함으로써 얼마나 많은 이자를 절약할 수 있는지 계산해 볼 것을 제안합니다.

  1. 귀하는 이러한 각 대출을 몇 년 동안 받았는지 또는 원래 대출 잔액이 얼마인지 말하지 않았지만 대략적인 추측을 했습니다(예: http://www.bankrate.com/calculators/mortgages/amortization-calculator .aspx) 모기지 이자로 월 600달러를 쉽게 지불할 수 있습니다. 모기지에 50K를 적용하고 상각 일정에서 몇 년을 뛰어 넘으면 이제 월 475달러의 이자를 지불하게 됩니다. 지불액은 변경되지 않았지만 추가 $125는 이제 원금으로 사용되어 자본 및 순자산을 구축합니다.
  2. 학자금 대출 잔액과 동일한 계산을 수행하십시오. 대출의 나머지 부분에 대해 얼마나 많은 이자를 지불할 것이며 동일한 기간 동안 모기지에 대해 1단계에서 계산한 것과 비교하면 어떻습니까?

계산을 해보면 왜 가장 높은 이자율로 빚을 갚는 것이 거의 항상 최선의 조언인지 알게 될 것이라고 생각합니다.

모기지를 더 낮은 이자율로 재융자할 수 있는지 여부는 별개의 질문이지만 위의 계산은 상각 일정이 다를 경우에도 여전히 적용됩니다.

모기지와 학자금 대출이라는 두 가지 부채만 언급했지만 저축액이 $19,000인 경우, 이는 저축자이며 다른 부채가 없을 가능성이 높다는 것을 의미합니다.

당신은 당신의 언급하지 않았다 (그물) 수입과 지출 (손익 계산서), 그러나 상당한 저축을 하고 있기 때문에, 당신은 아마도 당신의 수단 내에서 살 것입니다 (수입 > 지출). 귀하가 은퇴 시 $38,000를 언급하였기 때문에 귀하가 정기적으로 은퇴를 대비하여 저축하고 있다고 결론지을 수 있습니다. (당신은 은퇴를 위해 10%를 저축하고 있습니까?)?

큰 저축이 필요할 수 있는 질병이나 기타 부채에 대해 언급하지 않았으므로 6개월 동안 저축($2.5K x 6 = $15K)할 것을 제안하지만 순 지출이 더 적으면 이 금액($2K)을 줄일 수 있습니다. x 6 = $12K).

당신은 당신이 하고 싶은 어떤 투자도 언급하지 않았지만, 당신이 어떤 후보 투자도 언급하지 않았기 때문에 우리는 당신이 아무 투자도 하지 않았다고 가정할 수 있습니다. (특정한) 당신이 특히 매력적이라고 ​​생각하는 투자. 구매를 원할 수도 있는 구매를 위해 저장하고 있는 항목에 대해 언급하지 않았습니다.

$19,000 + $50,000 = $69,000 저축을 합친 경우 $15,000은 편안한 비상 저축이 될 것이며 $54,000를 남겨 모기지 또는 학자금 대출 부채를 줄이는 데 사용할 수 있습니다.

모기지 부채 이자 @4.5%가 더 높기 때문에 해당 부채를 갚는 것은 세금 없이 4.5%의 보장된 수익을 얻는 것과 같습니다. 소득에서 한계 세율은 모기지 이자 공제를 받을 만큼 충분히 낮습니다. (항목화를 하는 경우) 이 수익을 많이 줄이지 않을 것입니다 (항목별 15%).

학자금 대출 부채 이자 @2.8%, 면세 2.8% 보장된 수익을 얻는 것과 같습니다.

분명히 부채 상환에 대한 '투자'에 대한 더 높은 수익은 모기지 잔액을 감소시킬 것입니다. (학자금 대출 대비 투자수익률 50% 이상 높음).

학자금 대출 금리 인상, 모기지 금리 인상 등의 원인이 될 수 있는 상황에 대해 언급하지 않았으며, 모기지와 학자금 대출을 모두 갚는 데 어려움, 상환 금액, 남은 기간 등을 언급하지 않았습니다. 어느 쪽이든 지불하십시오.

지불액을 줄여야 하는 경우(또는 원하는 경우) 학자금 대출을 상환하여 한 번의 지불금을 없애 비용을 줄일 수 있습니다. 또는 모기지를 상환하고 모기지를 리파이낸싱(또는 리팩토링)하여 더 적은 금액을 지불하도록 선택할 수 있습니다. 또 다른 전략(5-7년 동안 집을 소유했다고 가정)은 15년 대출로 재융자할 수 있을 만큼 충분히 모기지 금액을 갚고(신용 점수가 좋다고 가정) 더 낮은(3%) 이율을 얻는 것일 수 있습니다. .

그러나 나는 당신이 고려할 것을 제안 할 것입니다 블렌딩 식 접근하다. 결합 데이브 램지 부채 스노우볼 금리인하 접근법으로 접근한다. 사용 가능한 $54K($57K?)(6개월 비상 자금을 예약한 후)를 가져 와서 둘로 나눕니다. 모기지론은 $27K, 학자금 대출 부채는 $27K입니다. 혼합 투자 수익률은 (2.8+4.5)/2 = 3.65%이고 다음이 있습니다.

다음 단계는

  • 학자금 대출을 상환하는 데 집중한 다음 대출금에서 빠져나온 돈을 모기지 상환에 사용하십시오.
  • 낮은 이자율을 위해 15년 대출로 재융자를 고려하십시오.
  • 약간 작은 비상 자금($13,000)과 나머지 학자금 대출($2,000)을 갚는 것이 편안한 비상 자금을 남길 수 있는지 고려하십시오. (당신의 학자금 대출이 $300/월이라면, 비상 자금의 추가 고갈은 6개월에 걸쳐 필요한 비상 자금 금액의 감소로 상쇄됩니다).

학자금 대출 빚을 갚는 데에는 두 가지 큰 이유가 있습니다. 하나는 Dave Ramsey Debt Snowball 접근 방식으로 이것이 더 작은 부채이므로 심리적인 승리를 나타냅니다. 다른 하나는 학자금 대출 부채가 파산하더라도 특별 대우를 받는다는 것입니다.


4 토론

현재 연구에서 다른 종의 OR에 대한 대규모 in silico 분석을 통해 우리는 고도로 보존된 C-말단 아미노산 모티프의 존재를 명확하게 보여줍니다.

이 연구에서 확인된 OR의 C-말단 모티프는 다양한 GPCR에서 G 단백질 커플링, 수용체 이량체화, 원형질막과의 상호작용 및 내재화에 관여하는 것으로 나타난 양친매성 나선 8, 43, 44와 크게 겹칩니다. 71-76 우리가 식별한 모티프는 비후각 GPCR 및 기타 단백질에서도 잘 알려져 있으며, 예를 들어 ER 보유/검색과 같은 세포내 수송 메커니즘의 맥락에서 단백질-단백질 상호작용의 부위로 확인되었습니다. ER export/plasma membrane translocation, 그리고 다른 기능적 의미와 함께 막-원위 및 -근위 부위에 위치할 수 있습니다. 32, 35, 77, 78 본 연구에서 OR에서 확인된 모티프의 전체 위치는 역행성 인신매매 및/또는 수용체의 신호. 실리코 분석 기반 예측에 따르면, 컨센서스 서열과 일치하는 모티프를 사용한 모든 알라닌 돌연변이 스캔은 각각의 OR의 기능 상실 표현형을 초래했습니다. 그 반대의 경우도 예상한 대로, OR2M3 및 Olfr16의 공통-편향 C-말단 모티프에서 공통-유사 서열을 복원하면 원형질막 발현 및 신호전달 모두에 대해 기능 획득 수용체 표현형이 나타나 보존된 C-말단이 OR의 말단 모티프는 적어도 테스트 세포 시스템에서 선행 인신 매매 및 기능적 발현에 필요합니다. 가장 최근의 연구에서 마우스 OR의 표면 발현에 대한 66개의 중요한 위치에서 OR-합의에서 벗어나는 해로운 영향은 OR의 세포내 보유가 전반적인 구조적 불안정성으로 인해 발생할 수 있음을 시사했습니다. 38 그들의 연구에서 Ikegami et al. 그러나 (2020)은 예를 들어 OR의 선행 인신 매매와 관련된 보존된 C-말단 모티프를 확인하지 않았습니다. 그러나 Ikegami et al.에 의해 식별된 4개의 C-터미널 중 3개의 "중요 OR 합의 사이트"가 있습니다. (2020) (C-term11, C-용어13-14) 합의 유사 모티프 "KxxL"(C-term8-11) 및 "K[+]LL"(C 용어12-15) 우리 연구에서 확인되었습니다.

OR은 C-말단에 가장 잘 보존되고 가장 막에 가까운 C-말단, 이염기성 "[+]x[+]" 모티프를 보유합니다.3-5 (참고문헌 31 참조). C-term에서 염기성 잔기의 알라닌 돌연변이가3 조사된 OR의 표면 발현을 결코 약화시키지 않았다는 것은 막-근위, 이염기성 "[+]x[+]" 모티프가 세포내 수송 메커니즘에 대해 접근할 수 없다는 것을 보여주는 보고서와 일치합니다. 32, 35, 78 대조적으로, C-말단에서 가장 근위 또는 두 염기성 잔기의 알라닌 돌연변이3-5, 또는 C-term을 삭제한 C-말단 잘림3-5 OR8D1에서 GPCR 76, 79, 80 또는 OR 내의 세포내 막-근위 잔기에 대해 이전에 입증된 바와 같이, 우리 연구에서 조사된 OR의 cAMP 신호전달이 상당히 감소하거나 폐지되어 G 단백질 커플링 및 신호전달에 관여함을 시사합니다. 43, 44 예를 들어, 양친매성 나선 8에서 막 근위, 이염기성 "RxR" 모티프를 삭제한 쥐의 멜라닌 농축 호르몬 수용체 Mch1r에 대한 절단 실험은 이 수용체의 G 단백질 신호를 제거했습니다. 76 클래스 II 마우스 OR Olfr73(mOR-EG, MOR174-9)에서 12 AA의 C-말단 절단은 수용체 기능을 폐지했습니다. 81 아마도 이 절단이 C-말단에서 모티프를 삭제했기 때문일 것입니다12-15 ("KKLL") 뿐만 아니라 모티프 C-말단의 마지막 소수성 잔기8-11 (“KxxL”). 이는 OR8D1 및 3개의 다른 OR을 사용한 절단 실험 및 돌연변이 스캔의 결과와 잘 일치하여 두 모티프가 OR의 표면 발현 및 신호 전달에 중요함을 보여줍니다.

또한, 아미노산 환경은 각 모티브의 강도에 영향을 미칠 수 있습니다. 우리의 발견은 C-말단에서 세포질 나선 8의 N-말단 산성 잔기의 품질이6, C-term에서 OR8D1의 "RxR" 모티프에 인접3-5, 영향을 받는 신호는 Kawasaki et al.의 보고서와 일치합니다. (2015) 이 잔기가 마우스 OR Olfr544(mOR-S6)의 G 단백질 신호전달에 관여함을 입증했습니다. 43 Ikegami et al. (2020) 또한 이 입장을 OR의 전반적인 구조적 안정성에 중요한 중요한 합의 입장이라고 지적했습니다. 38 유사하게, 인간 바소프레신 ​​V2 수용체(AVPR2)의 상동 위치에 있는 글루타메이트는 C-말단과 상동인 C-말단 디-류신 모티프와 관련하여10-11 모티브 C-term8-11 ("KxxL") OR에서 AVPR2의 세포 표면 발현에 영향을 미쳤습니다. 82 또한, 미래의 실험은 C-term에서 이염기성 "[+]x[+]" 모티브 내에서 고도로 보존된 트레오닌 또는 아스파라긴의 영향을 밝힐 수 있습니다.3-5, 각각 클래스 I OR 또는 클래스 II OR, 또는 C-term에서 고도로 보존된 알라닌10 C-term의 "KxxL" 모티브 내8-11 클래스 II OR에서.

C-터미널 합의 다니오 레리오 서열은 우리 연구에서 8종에 걸친 합의에서 벗어났습니다. 고도로 보존된 C-말단 "KxxxT" 모티브의 존재 다니오 레리오 물고기 OR이 표 1과 2에 요약된 바와 같이 포유류 편향된 모티프에서 벗어나는 C-말단 아미노산 모티프로 진화했을 수 있음을 시사합니다. 이것은 다른 어류 계통발생 분기군에 대한 조사를 보증하며, 이는 추가적인 어류-전형적인 발견으로 이어질 수 있습니다 , C-말단 모티브.

C-말단 모티프 외에도 GPCR의 비-C-말단 세포내 도메인은 특정 GPCR에서 ER 보유/검색 신호로 기능할 수 있는 "RxR" 모티프와 같은 보존된 이염기성 모티프를 포함할 수 있습니다. 83 C-term에서 고도로 보존된 모티프를 제외하고 OR에서 유사한 모티프3-5, 예를 들어 ICL3에서 찾을 수 있습니다.15-17, 클래스 I 및 클래스 II OR에서 각각 63.6% 및 76.3%의 비율과 "RxK"는 두 클래스(MK, DK, 미공개 관찰)에서 가장 풍부한 모티브입니다. 더욱이, GPCR의 N-말단 도메인 내의 별개의 모티프는 예를 들어 N-말단 글리코실화 부위가 있는 OR에 대해 입증된 세포내, 전향 수송, 84-86을 조절할 수 있습니다. 81 따라서 재조합 OR과 함께 추가 N-말단 태그를 자주 사용하면 테스트 세포 시스템에서 인신매매 모티브의 영향을 어느 정도 무시할 수 있으므로 특정 AA가 있는 개별 장비에서 실험적으로 미묘한 차이를 입증하기 어렵습니다. 모티프 또는 이러한 모티프 내의 단일 AA.

여기에서 우리는 클래스 I 및 클래스 II OR을 구별하고 표면 발현 및/또는 신호 전달에 유용한 고도로 보존된 AA 모티프를 식별했습니다. 이것은 보존된 모티프를 통한 OR과 다른 샤페론의 상호작용을 암시할 수 있으며, 지금까지 그 중 일부만 확인되었을 수 있습니다. 25-29 예를 들어, 미토콘드리아 TIM 샤페론 단백질 계열에서 고유한 아미노산 모티프가 진핵생물 계통에서 유지되는 것으로 나타났으며 미토콘드리아 막간 샤페론에 대한 광범위한 기질 단백질을 제공하는 것으로 제안되었습니다 우주. 87 C-term에서 class-II OR-전형적인 "RxK" 모티프를 변경하는 우리의 실험에서3-5 OR8D1에서 클래스 I OR-전형적인 "KxK" 모티프에 대해, 다소 보수적인 AA 교환이 각 모티프의 기능을 다소 보존하지만 그럼에도 불구하고 그 유효 강도를 조절할 수 있다고 가정할 수 있습니다. 많은 확인된 모티프 내에서 보존적 AA 변화의 발생은 실제로 이전에 글리코실트랜스퍼라제 및 비후각 GPCR에 대해 보고된 현상인 모티프의 특정 퇴화를 드러냈습니다.30, 82, 88, 89 이러한 모티프의 다양화는 진화와 함께 다른 C-말단 모티프의 수의 관찰된 증가와 함께 증가하는 OR 레퍼토리와 조절된 세포내 수송 및 신호전달에 대한 더 높은 수요의 결과일 수 있습니다. 적어도 주어진 수용체 부류 내에서 상이한 C-말단 모티프의 실현 가능한 조합의 더 높은 수준은 미묘한 zip 코딩을 가능하게 할 수 있고, 따라서 각각의 OSN에서 OR의 표면 발현 및 cAMP 신호의 미세 조정을 가능하게 할 수 있다.

따라서 우리는 가상적으로 전체 수용체 레퍼토리의 OR에 개별적으로 C-말단 모티프를 장착할 수 있을 만큼 충분히 가능한 조합이 존재할 수 있는지 여부를 테스트할 수 있습니다. n의 k -순열에 대한 공식을 사용하여 위치 지정(k ≤ n인 n개 항목 모음에서 k개 항목 선택): n ! ( n - k ) ! ). n = 8개의 위치가 다른 모티프를 가정하고(이 연구에서 식별됨, 표 3 참조) 주어진 클래스 I OR이 평균적으로 최대 k = 2개의 다른 C-말단 모티프를 보유하도록 보수적으로 허용하는 경우(그림 2C 비교 ), 이렇게 하면 56개의 조합이 생성됩니다. 이 수의 C-말단 모티프 조합은 예를 들어 인간 또는 오리너구리의 전체 클래스 I OR 레퍼토리를 개별적으로 장비할 수 있게 합니다(보충 자료, Mendeley Data, V1, https://doi.org/10.17632/49n4t7b4r2.1 ). 따라서 클래스 II OR에 대해 C-말단 모티프를 하나만 추가한다고 가정하면 336개의 조합이 생성됩니다. C-말단 모티프가 있는 이 조합 장비는 예를 들어 전체 오리너구리 클래스 II OR 레퍼토리와 인간 클래스 II OR 레퍼토리의 86%를 커버하기에 충분합니다.

이 시점에서 우리는 OR에서 적어도 class-I/class-II를 구별하는 C-말단 모티프의 가상적 역할에 대해 추측할 수 있습니다. 생체 내. 90 또한 Imai et al. (2006)은 OSN의 축색 돌기 표적화가 OR 유래 세포내 cAMP 수준에 의존한다는 것을 입증했습니다. 69 실제로, OR은 냄새 자극이 없을 때 개별 수준의 구성 활성을 가지고 있습니다. 91 Zhang et al(2012)에 따르면 OR의 사구체 축삭 표적화는 자극 특이성과 분리됩니다. 92 클래스 I OR을 발현하는 대부분의 OSN은 마우스 후각 구의 앞등쪽 영역에 축삭을 투영하는 것으로 보고되었으며, 93 이는 냄새에 의존하지 않는 OR 유래 cAMP 신호 전달 때문인 것으로 추정됩니다. 69, 91, 94 따라서 OR의 표면 발현 및/또는 비례, 구성적 cAMP 신호를 제어하는 ​​C-말단 모티프가 있는 개별 조합 장비는 적어도 class-I 또는 클래스 II OR. 유전적으로 조작된 마우스에 대한 미래의 실험은 OSN의 OR 클래스 특이적, C-말단 모티프-의존적 축삭 표적화를 밝힐 수 있습니다.

요약하면, 여기에서 우리는 클래스 I 및 클래스 II 수용체를 구별하고 세포 표면 발현 및 cAMP 신호 전달에서 유익한 역할을 하는 OR 내에서 고도로 보존된 C-말단 모티프의 존재를 입증했습니다.


비디오 보기: 뉴탐스런 생명과학 I 50강 생물과 환경의 상호 관계2 (칠월 2022).


코멘트:

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