미국 NEI (National Eye Institute)의 연구원들은 생쥐가 시각 이벤트를 입력해야하는 중요한 시간적 찰나를 과학적으로 정의했다. 뇌가 시각 정보를 처리함에 따라, superior colliculus로 알려진 진화적으로 보존 된 영역에서 시각적 이벤트가 발생했음을 뇌의 다른 영역에 알린다. 100 밀리 초 동안 이 뇌 영역을 억제하면 마우스에서 시각적 이벤트 인식이 억제되었다. 이러한 발견은 초기 시각 처리단계에 속하는 것으로 초기 시각 처리 단계를 이해하면 정신 분열증 및 주의력 결핍 과잉 행동 장애 (ADHD)와 같은 지각과 시각주의에 영향을 미치는 조건에 대한 설명을 가능하게 한다. 사람이 무언가를 보았다는 것을 알 수있는 능력은 눈과 뇌가 협력하는 것에 달려 있다. 망막에서 생성 된 신호는 망막 신경절 세포 신경 섬유를 통해 뇌로 이동한다. 생쥐에서 망막 신경절 세포의 85 %가 superior colliculus에 연결된다. superior colliculus는 마우스에서 대부분의 초기 시각 처리를 제공한다. 영장류에서, 매우 복잡한 시각 피질은 이러한 시각 처리 부하를 더 많이 차지하지만, 망막 신경절 세포의 10 %는 여전히 기본적이지만 필요한 지각 작업을 관리한다. 이러한 작업의 하나는 시각적인 이벤트가 발생한 것을 감지하는 것이다. 시야 내에서 이벤트가 발생했다는 충분한 증거가있는 경우, superior colliculus 망막 및 피질에서 정보를 수집하고 superior colliculus 뉴런이 활성화 됨으로써 감지되는 것이다. 지각적 의사 결정의 고전적 실험에서 사람이나 원숭이 등의 대상으로 일련의 희미한 수직 흑백 선 (격자)의 이미지를보고, 격자가 약간 회전 여부 또는 언제 회전 여부를 결정하는 실험을 마우스에 적용시키는 새로운 길을 열수 있었는데, 마우스에서 인간에 대한 데이터의 변환은 신중하게 할 필요가 있다고 하나 마우스의 시각 시스템도 인간처럼 이벤트 감지와 시각적 주의에 대한 기본적인 메커니즘을 역시 많이 보유...

화학 요법 약물 독소루비신은 많은 유형의 암을 치료하는 데 사용되지만 약물을받는 일부 환자는 심장 문제가 발생한다. 독소루비신이 심장을 손상시키는 방법에 대한 새로운 접근 방식을 통해 연구자들은 심장을 보호하는 데 도움이되는 실험용 약물을 확인했다. BAI1이라 불리는 실험 약물은 독소루비신의 암세포 사멸 능력을 방해하지 않으면서 독소루비신으로 인한 심장 손상을 예방했다. BAI1은 독소루비신으로 처리 된 마우스에서 심장 세포의 사멸을 위해 요구되는 BAX라는 단백질에 결합한다. 독소루비신에 의해 활성화 될 때, BAX는 심장 세포를 죽게하는 두 가지 생물학적 과정, 즉 세포의 사멸 및 괴사를 개시한다. 연구팀이 보여준 BAI1은 심장 세포의 사멸 및 괴사 두 가지를 모두 차단할 수 있었다. 유방암 및 백혈병의 마우스 모델을 사용하여, 연구자들은 독소루비신 + BAI1로 마우스를 치료하면 심장에 해를 끼치 지 않으면서 종양을 축소시키는 반면, 독소루비신 단독으로는 종양을 축소 시키지만 심장 손상을 초래하는 것으로 나타났다. 많은 암 약물이 심장을 손상시킬 수 있으나 일부 환자에서 심부전으로 이어지는 심장 부작용을 일으킨 독소루비신은 그중에서도 악명이 높은 것으로 잘 알려져 있다. 이 새로운 연구가 심장 세포의 세포 사멸을 통제하는 데 중요한 경로를 밝혀냈으며 암세포를 죽이는 독소루비신의 능력을 빼앗아 가지 않는다는 것을 잘 나타내고 있다. 이 연구를 임상에 적용하기 위해 알버트 아인슈타인 의과 대학에서 독소루비신을 앓고있는 환자에서 BAI1 또는 그와 유사한 BAX 억제를 테스트하기위한 임상 시험을 계획하고 있다. 특정 환자에서 독소루비신으로 인한 심장 손상의 위험이 증가하며 여기에는 노인, 특히 기존 심장병 또는 심장병 위험 요인이있는 사람 그리고 고용량의 약물이 필요할 수도있는 육종과 같은 치료하기 어려운 암이있는 아동이 포함된다. 암 생존자들은 분명 더 오래 살고 있으나 이들 생존자들 중 일부가 독소루비신 처방을 받은 이력에 의해...

증상이 없는 알츠하이머 (alzheimer's) 병에서의 항 아밀로이드 치료 연구에서 최초로 발표된 데이터에 따르면 노의 높은 수준의 아밀로이드 단백질이 알츠하이머 질환의 초기 단계에 관여한다는 사실을 뒷받침하는 연구결과가 발표되었다. JAMA neurology에서 4월 6일자로 출판 된 이 연구에서 대한 참가자 선별 데이터 분석 결과, 임상적으로 정상적인 상태의 노인이 아밀로이드의 축적과 관련하여 가족력, 낮은 인지검사 점수의 획득, 인지 기능의 저하와 관련이 있었음을 명확하게 보여줬다. 본 연구는 최종 종료가 2022년 후반에 완성될 것으로 예상되는 시험이며 상기 질환에 대한 예방 후보제인 단일 클론 항체로 분류되는 solanezumab이 알츠하이머 질환의 임상 증상이 나타나기 전에 작용하는지 여부를 검토하고 만약 작용을 한다면 뇌의 아밀로이드 (amyloid) 관련된 인지 저하의 현상을 늦츨 수 있는지 테스트하고 있으며 2014년 부터 시작된 지속적 예방 시험이다. 오랫동안 알츠하이머 병의 특징으로 여거지는 아밀로이드는 이미 질병의 증상을 보이는 사람들의 임상시험에서 중요한 치료 대상의 기준으로 여겨지는 중요한 바이오 마커에 속한다. 본 연구의 연구 이름은 A4이다. 본 연구가 주목받을 수 있었던 이유는 이전 임상 시험에 진입한 환자들 처럼 문제가 수면위로 드러나기 전에 개입하여 효과적일 수 있었기 때문이다. 특히 치매 증상의 원인이 되는 아밀로이드의 축적을 감소시키기 위한 선구적 역할을 수행할 수 있음이 높이 평가되었다. 해당 연구팀은 높은 수준의 아밀로이드를 가진 인지적으로 정상적인 상태를 가진 참가자를 찾았다. 그들은 이 연구에 관심을 보인 1만 5천명 이상의 사람들을 사전 검열하는 것으로 시작하였으며 그 만 오천명의 참가자 중에서 인지 테스트, 임상 평가 및 유전자형 분석을 위해 6,763명의 임상 시험자가 모집되었다. 인지적 문제나 의학적 이유로 2,277명의 참가자를 배제한 후, 뇌의 아밀로이드 축적을 측정하기 위해 ...

박테리아, 곰팜이, 고세균 원생 생물 및 바이러스와 같은 미세한 유기체인 수조 개의 미생물이 몸 안팎에 존재하고 있으나 사실 대부분 해롭지는 않다. 이것들은 소화를 돕고 유해한 감염을 예방하는 등 신체에서 중요한 역할을 수행한다. 사람의 입에는 750종 이상의 박테리아가 있는 미생물이 서식하는 서식처이다. 이들은 종종 치아의 플라그와 같은곳에 서식하기도 한다. 사람의 입안 균을 시각화 하기 위해 21명의 지원자로부터 입안 균을 시각화하기 위해 형광 이미징을 사용했으며 이 연구는 NIH의 국립 치과 및 뇌안과 연구소의 지원을 받았다. 이 연구느 2020년 3월 24일 Cell reports에 발표되었으며 해양 생물학 연구소의 포시스 연구소와 하버드대의 공동연구로 이뤄졌다. 연구원들은 지원자들의 혀에서 박테리아를 뒤에서 앞으로 긁어 냈다. 그들은 건강한 인간 혀의 샘플에 어떤 박테리아가 존재하는지 알아내기 위해 Human Microbiome Project data를 활용했다. 연구팀은 박테리아가 세 가지 방식으로 혀에 조직되어 있음을 발견하였는데 리 박테리아는 피부 세포층의 바깥층에 붙어 있거나 여러층으로 된 복잡한 컨소시엄으로 구성된 것을 발견하였다. 이러한 컨소시엄의 구서을 이해하기 위하여 연구자들은 인간 혀의 80% 이상에서 발견되는 17개의 가장 많은 박타리아 군을 선택하였다. 신규 영상 기술 (Combinatorial Labeling and Spectral Imaging–Fluorescence in situ Hybridization (CLASI-FISH)) 을 활용하여 박테리아를 형광 라벨링하여 컨소시엄에서 시각화 하였다. DNA 시퀀싱 기반 접근법을 사용한 이전 연구에서는 샘플을 분쇄하고 DNA를 추출해야 했다. CLASI-FISH는 공간 구조를 유지하면서 박테리아를 식별할 수 있는 결과를 나타냈다. 모든 참가자의 컨소시엄 방식에는 방선균, 로티아 및 연쇄상구균의 세 가지 박테리아가 포함되어 있었다. 방선균은 주로 혀에서 상...

알츠하이머 병 (AD)에 대한 연구가 지속적으로 진행되면서 가능한 빨리 혈액 상태를 진단하는데 도움이되는 키트의 활용성에 대한 필요성이 높아지고 있다. 이 검사는 AD가 유사한 증상을 나타내는 다른 형태의 치매와 구별 될 수 있다. 최근 Nature medicine 에 발표된 미국 NIH소속 연구탐은 이러한 기준을 충족하는 간단한 혈액 검사를 설계 하여 발표 했다. 문제는 순환하느 TAU (타우) 단백질이 혈액 검사를 하기에는 너무 빨리 분해되어 사람의 뇌에서 일어나는 일을 확실하게 측정할 수 없다는 것이다. 그래서 이 문제를 해결 가능한 방법을 발견한 것이다. pTau181 이라는 단백질의 약간 다르고 보다 안정적인 버전의 핼역 수준을 테스트하는 방법이다. 최근, 샌프란시스코 캘리포니아 대학교 연구팀은 58세에서 70세 사이의 362명의 혈액 샘플에서 pTau181 의 수치를 측정하였는데, 이 샘플에서 알츠하이머 진단을 받은 56명의 환자와 약한 인지장애가 있는 47명의 환자 그리고 69명의 건강한 대조군이 포함되었다. 그리고 연구원들은 전 측두엽 부위의 퇴행으로 진단 된 190명을 추가로 분석에 포함시켰는데 뇌에서 TAU가 쌓이는 것과 관련하여 행동, 언어 및 운동이 점차 감소하는 치매 형태를 가진 환자군이다. 이 연구에 따르면 pTau181의 수준이 AD가 없는 사람에 비해 AD가 있는 사람의 혈액에서 약 3.5배 높게 발현되는 것을 발견하였다. 근본적인 AD로인해 경증인지 장애가 있는 사람들 또한 pTau181의 증가 경향을 나타내고 있었다. 중요한 부분은 전 측두엽 부위 퇴행 환자 (frontotemporal lobar degeneration (FTLD)) 를 확실하게 구별할 수 있었다는 것이다. 해당 환자는 비교적 드문 질환이지만 65세 미만에서 발병되는 경우 AD와 유사한 증상을 나타낸다. 그러나 이 두 증상이 모두 비슷한 형태로 나타나기 때문에 종종 구별하기가 어렵다. 이번 연구결과는 새로운 혈액 검사가 AD를 진단하고 다른...

2020년 3월 30일자로 Nature cell biology에 게재된 연구결과에 따르면 일부 암 세포가 포도당에 중독될 수 있는 매커니즘이 밝혀졌으며 이 연구 결과를 통해 표적 암 치료법에 대한 새로운 접근법을 제시하고 있다. 암 특이적 대사의 재 구성은 종종 암세포의 생존을 위한 특정 영양소에 크게 의존하는 구조를 택하는데 이 논문에서 연구자들은 이러한 영양소의 공급을 제한하거나 섭취하여 암 세포를 선택적으로 죽일 수 있다고 제안하고 있다. 예를들어 Asparagenase는 급성 림프구 백혈병을 치료하는데 사용 될 수 있는데, 이들 효소는 asparagine 합성 효소가 없어서 생존을 위한 외인성 asparagin에 의존하고 있다. 그렇다면 asparagin 공급을 방해하여 암 세포가 필수 아미노산을 섭취 할 수 없도록하여 암 세포 사멸을 초래한다. 현재의 연구에서 연구원들은 아미노산중에서 cystine에 초점을 맞추고 있다. 그것은 세포의 산화 환원 항상성에 기여하여 독성 화합물의 제거를 보장하기도 하고 글루타티온의 생합성을 위한 전구체의 속도를 제한 기능을 수행하기도 한다. 암 세포는 cystein에 의존하여 강력한 항산화 방어를 유지하는데 대부분 solute carrier family 7 member 11 (SLC7A11) 을 통해 세포 외 cystine을 섭취함으로써 cystein을 공급받게 된다. 그리고 암 세포 내부에서 cystine은 cystein으로 환원되어 글루타티온 생합성을 촉진하게 된다. SLC7A11은 암에서 자주 과 발현되며 암세포 사멸을 감소시키는 글루타티온 수준을 유지하는 데 잘 확립된 역할을 수행하고 있다고 알려져 있다. 세포는 산화 환원 작용의 항상서을 유지하기 위하여 적절한 수준의 환원된 icotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH)를 유지해야 한다. 일반적으로 펜토스 인산화 경로는 주요 NADPH의 공급원이며 생합성 과정은 NADPH의 주요 소비원...

2019년 말 중국 우한에서 새로운 코로나 바이러스가 확인 되었으며 이 바이러스는 32개국으로 확산되어 8만명이 넘는 사람들을 감염 시키고 전 세계적으로 2600명이 사망했다. 바이러스 감염은 심각한 호흡기 증후군을 포함하여 폐렴 등 일련의 질환을 유발한다. 이는 바이러스가 호흡기 상피세포에 감염 될 가능성이 높다는 것을 보여주며 호흡관을 통해 다른 사람에서 사람으로 퍼짐을 나타낸다. 그러나 바이러스를 표적할 수 있는 세포 및 기관이 완전히 밝혀지지 않아, 바이러스 감염 및 바이러스 전염 경로의 병인에 대한 이해 역시 완벽하지 않은데, 최근 사례 보고에 따르면 대변 검체에서 SARS-CoV-2 RNA가 검출되면서 바이러스가 호흡기 뿐만 아니라 위장관 감염에 따른 대변을 통한 전파에 대한 문제가 제기되었다. SARS-CoV-2는 Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2)를 수용체로 인체내 칩입을 위한 공정으로 사용하고 있음은 최근에 입증되었으며 ACE2 mRNA는 바이러스가 인체 내에서 위장 진입을 활용하는 시스템에서 Sodium-dependent neutral amino acid transporter B(0)AT1 (B0AT1)에 의해 고도로 안정화되고 발현이 되는 것으로 알려져 있다. 대변에서의 SARS-CoV-2 RNA의 임상적 의의를 더 조사하기 위하여 입원중인 SARS-CoV-2 RNA 감염환자 71명의 대변에서 바이러스성 RNA를 조사한 결과 한 명의 환자에게서 바이러스 RNA및 바이러스성 Nucleocapsid 단백질이 발견되었음이 보고 되었다. 최근 연구 보고에 따르면 성인의 경우는 호흡기에 SARS-CoV-2가 상주하여 폐렴등의 질환을 유발시켜 위급한 상태로 유도하지만 비교적 호흡기 증상이 없는 청소년이나 유아의 경우는 호흡기에서의 바이러스 검출이 적고 오히려 대변에서 바이러스가 검출되는 보고가 있다. 이 문제로, 증상이 없는 어린이나 청소년 감염자를 통해 취약 계층의 성인에게 전파할 수 있는 여러...

SARS-CoV-2에 대한 이용 가능한 유전자 데이터는 이전에 알려진 바이러스에서 유래 된 것이 아니며 동물 숙주나 자연 감염 후 인간 숙주에 자연적으로 유래한 것임을 시사한다고 3월 17일 Nature Medicine에 발표 된 이 분석은 새로운 코로나 바이러스 (COVID-19)의 자연적 진화에 대한 증거를 제시하고 있다. 코로나 바이러스는 광범위하게 질병을 일으킬 수 있는 대규보 바이러스 군으로 2019년 12월 31일 중국 당국은 세계 보건기구에 심각한 질병을 일으키는 새로운 코로나 바이러스 균주가 발생하여 SARS-CoV-2로 명명했다고 경고했다. 그리고 전염병이 시작된 직후, 중국 과학자들은 SARS-CoV-2의 게놈을 시퀀싱 하고 전 세계 연구자들에게 데이터를 제공했다. betacoronaviruses나 SARS-CoV virus의 기원과 밀접한 관련이 있는 것에 반하여 SARS-CoV-2의 스파이크 단백질에서 수용체 결합 도메인 (RBD)의 게놈과 비교하여 SARS-CoV-2는 다른 바이러스 중 어느 것보다 인간 안지오텐신 전환 효소 2 (ACE2)와의 결합 친화도가 유의하게 더 높다는 것이 밝혀졌다. SARS-CoV-2의 RBD는 인간의 ACE2를 다른 SARS-CoV와 같은 코로나 바이러스와 다른 효율적인 솔루션으로 결합하는데 최적화되어 있다. 실제로 이 시퀀스는 매우 다르기 때문에 자연 선택의 결과라고 결론짓고 있다. SARS-CoV-2 스파이크 단백질의 분석은 O연결 글리칸의 첨가를 보여주었고 스파이크에서 다염기성 절단 부위의 측면은 바이러스의 높은 감염성 및 숙주의 범위를 담당하는 것으로 여겨지는 서열에 삽입 된 프롤린에 의해 형성 되었다. 사람의 betacoronaviruses는 그러한 사이트를 보유하고는 있지만 polybasic cleavage 사이트가 다른 인간의 betacoronaviruses에서 발견되지 않았다. 다른 코로나 바이러스와 비교하여 SARS-CoV-2의 분자 골격에 대한 주요 변화는 자연선...

3월 13일 Nature Communications에 발표 된 연구에 따르면 온도에 민감한 변화에 기반한 확장 가능한 단백질 처리기술을 통해 약물 전달 및 기타 생명공학 응용 분야에서 활용 가능한 고유한 미세 구조를 생성할 수 있으며 이 기술을통해 약물 전달을 효율적으로 만들어 줄 수 있고 보고 되었다. 복잡한 구조와 공간적으로 분리 된 영역을 가진 새로운 미세구조는 재료 과학 및 생명공학 응용 분야에 필요하다. 이러한 생체 적합성 미세 입자의 기능은 크기 및 모양, 내부미세 구조 및 구성 요소의 특성에 의해 결정된다. 현재 생체 적합성 미세 입자가 이러한 영역에서 사용되고 있지만, 이드른 종종 정교한 제조 기술을 필요로 하며 대부분은 중합체의 합성이나 생물학적으로 유 된 다당류로 구성된다. 다중 에멀전으로 구성 된 미세 유체에 의한 제조는 개별 오일 방울에 대한 엄격한 제어를 가능하게 하지만, 재료를 서로 완전히 분리시키는 데 어려움을 겪고 대규모 생산에 사용 될 수 없다. 대안적으로 패턴화 된 마스크를 통해 빛을 비추어 연질 재료에서 형상을 에칭하는 유동 리소그래피는 많은 입자를 빠르게 만들 수 있지만 복잡한 형상 및 내부 구조를 맞추기 어렵다. 따라서 안전하고 효율적인 방식으로 생산 된 대체 생물학적으로 관련 있는 재료를 기반으로 하는 새로운 마이크로 아키텍쳐가 크게 필요하다. 듀크대학의 생명공학자들이 힘을 합쳐 이러한 생물학적 물질을 개발했는데, 이 연구팀은 엘라스틴 유사 폴리펩티다와 부분적으로 정렬 된 단백질의 조합을 용하여 독특한 입자 형태를 만들었다. 엘라스틴-유사 폴리펩티드는 급격한 환경에서도 그들의 안정성을 유지하는 합성 된 바이오 폴리머이다. 이러한 무질서한 단백질은 제어될 수 있는 특특정 온도에서 이동이 가능하며, 물리적으로 가교된 다공성 점턴성 네트워크 형성을 유발한다 (Partially ordered proteins (POPs) integrate ELPs with ordered polyalanine hel...