บาคาร่าเว็บตรง เครือข่ายโลกใบเล็กควบคุมการถอดความในเซลล์

บาคาร่าเว็บตรง รูปแบบการกำกับดูแลที่สนับสนุนการแสดงออกของยีนอาจมาจากการจัดระเบียบเชิงพื้นที่ของจีโนมตามการศึกษาใหม่รายงานในNature Communications ทีมวิจัยร่วมกันจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ เกิททิงเงน และอ็อกซ์ฟอร์ด ได้ใช้การจำลองแบบจำลองดีเอ็นเออย่างง่ายเพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกของการควบคุมทางพันธุกรรมนี้

ที่ส่วนต่อประสานของการจัดเก็บข้อมูลเซลล์

และการสังเคราะห์โปรตีนอยู่ที่การถอดรหัส: กระบวนการคัดลอก DNA เพื่อการแปลเป็นโปรตีนในภายหลัง อย่างไรก็ตาม ด้วยยีนมากกว่า 20,000 ยีนที่มีอยู่ในเซลล์ของมนุษย์ จึงมีความจำเป็นที่จะต้องมีการควบคุมกระบวนการนี้อย่างเข้มงวด กลไกหนึ่งสำหรับการควบคุมเกี่ยวข้องกับปัจจัยการถอดรหัสซึ่งผูกกับโปรโมเตอร์และเริ่มการถอดรหัสโดยการจับคู่กับเอนแฮนเซอร์ที่อยู่ห่างไกล ก่อรูปวงโครงสร้าง

ในการทดลอง นักวิจัยใช้การศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนมเพื่อสร้างความสัมพันธ์ระหว่างยีนหลายพันตัว การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์สามารถช่วยเชื่อมโยงมุมมองของจีโนมทั้งหมดกับการสังเกตจากการทดลองแบบคลาสสิก ตัวอย่างเช่น โดยให้เหตุผลว่าการเพิ่มโปรตีนเพียงไม่กี่ชนิดสามารถเปลี่ยนแปลงสรีรวิทยาของเซลล์ได้อย่างมาก

Davide Marenduzzoผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าวว่า “นี่คือจุดที่ประสบการณ์กับแบบจำลอง [DNA] นี้ในอดีตช่วยได้มาก” โดยอ้างถึงการเป็นตัวแทนของ DNA เป็นลูกปัดและสปริง ในแบบจำลองนี้ คู่เบส 3000 คู่ถูกจัดกลุ่มเป็นทรงกลม ซึ่งบางคู่ทำหน้าที่เป็นหน่วยการถอดรหัสเหมือนโปรโมเตอร์ (TU) ซึ่งเป็นตัวแทนของยีนที่จะถ่ายทอด หรือเป็นสารเชิงซ้อนของปัจจัยการถอดรหัส (TFs)

Davide Marenduzzo และ Chris Brackley

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ: ผู้เขียนอาวุโส Davide Marenduzzo (ซ้าย) และ Chris Brackley ผู้เขียนคนแรก (ขวา) (มารยาท: Davide Marenduzzo)

“เราใช้เวลาในการพัฒนาสนามแรงในอดีต โดยเริ่มจากงานที่เราค้นพบแรงดึงดูดที่เกิดจากการเชื่อม” Marenduzzo กล่าวกับPhysics Worldโดยอ้างถึงองค์ประกอบหลักของแบบจำลอง ปฏิสัมพันธ์แบบหลายวาเลนต์ระหว่าง TU และ TF นำไปสู่การจัดกลุ่มและส่งผลอย่างมากต่อรูปแบบของการถอดความที่สังเกตได้ “การเชื่อมโยงมาจากสมมติฐานง่ายๆ อย่างน่าประหลาดใจ…เนื่องจากกิจกรรมการถอดความถูกวัดโดยการคำนวณโดยใช้เวลาเพียงเสี้ยวเดียวที่ปัจจัย [การถอดเสียง] 

ใช้จ่ายใกล้กับหน่วยการถอดความ เขาอธิบาย

ประการแรก นักวิจัยศึกษาพฤติกรรมของชิ้นส่วนที่ประกอบด้วย 1,000 เม็ดที่มี TU แบบกระจายแบบสุ่ม โดย TFs กระจายอยู่ TU ที่วางชิดกันจะจัดกลุ่ม ซึ่งจะเพิ่มการถอดความภายใน แต่ยังนำไปสู่ความสัมพันธ์เชิงลบของ TU ที่ห่างกันมากขึ้น ในกรณีของ TF จำนวนที่อิ่มตัว สหสัมพันธ์จะยังคงอยู่ในระบบเนื่องจากมี TF มากพอที่จะผูก TU ทั้งหมดโดยไม่ต้องมีส่วนในการโต้ตอบแบบหลายวาเลนต์ อย่างไรก็ตาม หากมี TFs น้อยกว่า TU เช่นเดียวกับในระบบชีวภาพ การแข่งขันสำหรับ TFs จะสร้างเครือข่าย “โลกใบเล็ก” ที่เชื่อมโยงอย่างดี

ภายในกรอบนี้ นักวิจัยได้กู้คืนลักษณะหลายประการของการแสดงออกของยีนในเชิงคุณภาพ เช่น การระเบิดการถอดรหัสสั้น ๆ หรือความแปรปรวนสูงระหว่างเซลล์ นอกจากนี้ พวกเขายังสังเกตการเดินสายไฟเครือข่ายใหม่ภายหลังการกลายพันธุ์ของ TU หรือการนำลูป DNA แบบตายตัวมาใช้

นอกเหนือจากสิ่งที่เรียกว่า “ระบบของเล่น” นี้แล้ว ผู้เขียนประสบความสำเร็จในการสร้างแบบจำลองโครโมโซมมนุษย์ทั้งหมดโดยอิงจากตำแหน่งการทดลองของ TU Marenduzzo รายงานว่าเขา “ยินดีเป็นอย่างยิ่งที่เราจะได้รับข้อตกลงที่สำคัญกับกิจกรรมการถอดรหัสในโครโมโซมมนุษย์ 14: ในขณะที่สหสัมพันธ์ไม่ใหญ่ขนาดนั้น ก็ยังดีที่ไม่มีความเหมาะสม [ของพารามิเตอร์แบบจำลองเพื่อให้ตรงกับข้อมูลการทดลอง] ในแบบฉบับ”

จากผลลัพธ์เหล่านี้ ทีมงานตั้งใจที่จะ “นำแนวคิดเหล่านี้ไปข้างหน้าโดยใช้แบบจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้น…เพื่อสร้างบทสรุปของโครงสร้าง 3 มิติของยีนมนุษย์ทั้งหมดและทำนายกิจกรรมการถอดความของพวกมัน” ขั้นตอนต่อไปของโครงการ Moskal กล่าวคือการสร้างเครื่องสแกน J-PET ที่มีความไวสูงทั้งตัวและทำการถ่ายภาพโพซิตรอนในร่างกาย “ระบบเอกซ์เรย์ J-PET 

ที่ใช้เครื่องเรืองแสงวาบแบบพลาสติกต้นทุนต่ำ

ช่วยลดต้นทุนได้ประมาณห้าเท่า [ด้วยเทคโนโลยีคริสตัล] เมื่อสร้างเครื่องสแกน PET ทั้งหมด” เขากล่าวกับPhysics World “เทคโนโลยี J-PET ก่อให้เกิดโซลูชั่น PET แบบรวมตัวที่สมจริงและคุ้มค่าสำหรับการใช้งานทางคลินิกในวงกว้าง”

สมบัติที่คล้ายคลื่นซึ่งก่อนหน้านี้เห็นได้เฉพาะในลำแสงและอิเล็กตรอนเท่านั้นที่ได้รับการสังเกตเป็นครั้งแรกในอะตอมและโมเลกุล นักวิจัยที่นำโดยEdvardas Nareviciusแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ของอิสราเอลได้ส่งลำแสงฮีเลียมและนีออนผ่านกริดของ nanoslits ที่มีรูปร่างพิเศษทำให้ลำแสงมีโมเมนตัมเชิงมุมของวงโคจรที่ไม่เป็นศูนย์ (OAM) ได้สำเร็จ โครงสร้างที่ได้นั้นเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าวอร์เท็กซ์บีม และสามารถใช้สำหรับการศึกษาฟิสิกส์พื้นฐาน เช่น การตรวจสอบโครงสร้างภายในของโปรตอน

ระบบธรรมชาติจำนวนมากประกอบด้วยกระแสน้ำวน ลองนึกถึงพายุทอร์นาโดและกระแสน้ำวนในมหาสมุทรบนโลก จุดแดงบนดาวพฤหัสบดี และกระแสน้ำวนรอบหลุมดำ ในสเกลทั้งหมด vortices ดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะโดยการไหลเวียนของฟลักซ์รอบแกน ในโลกควอนตัม โครงสร้างที่หมุนวนเหล่านี้พบได้ในอนุภาคต่างๆ ที่สามารถอธิบายได้ด้วยฟังก์ชันคลื่น ซึ่งรวมถึงซุปเปอร์ฟลูอิดและคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์

หน้าคลื่นบิดเบี้ยวเมื่อเฟสของฟังก์ชันคลื่นนี้ หรือฟรอนต์ฟรอนต์ แปรผันในลักษณะเกลียวหมุนรอบแกนเมื่อลำแสงแพร่กระจายผ่านอวกาศ ฟรอนต์คลื่นจะอธิบายว่าบิดเบี้ยว และลำแสงจะลำเลียง OAM เนื่องจากอนุภาคมูลฐานยังมี OAM อยู่ด้วย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยประสบความสำเร็จในการสร้างลำน้ำวนที่มี OAM ด้วยโฟตอนเลเซอร์และแม้แต่อิเล็กตรอน ลำแสงดังกล่าวได้นำไปสู่ความก้าวหน้าที่น่าประทับใจในด้านต่างๆ รวมถึงการถ่ายภาพด้วยแสง กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลและอิเล็กตรอน การสื่อสาร และควอนตัมออปติก

อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการสร้างลำน้ำวนจากอนุภาคที่ไม่ใช่องค์ประกอบ เหตุผลหนึ่งคืออนุภาคคอมโพสิตมีน้ำหนักมากกว่าอิเล็กตรอน หมายความว่าขนาดความยาวที่ลักษณะคล้ายคลื่นของพวกมันเริ่มปรากฏชัด ซึ่งก็คือความยาวคลื่นเดอบรอกลีของพวกมันนั้นเล็กกว่า นี่เป็นความท้าทายเพราะในการสร้างลำแสงที่เหมือนคลื่น อนุภาคจะต้องถูกส่งผ่านตะแกรงเลี้ยวเบนที่มีขนาดร่องที่สอดคล้องกับความยาวคลื่นเดอบรอกลี สำหรับอะตอมและโมเลกุล ความยาวคลื่นนี้โดยทั่วไปจะอยู่ที่ระดับนาโนเมตร ซึ่งเล็กเกินไปสำหรับรอยกรีดที่สร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคไมโครแมชชีนนิ่งทั่วไป

อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าล่าสุดในนาโนเทคโนโลยีทำให้สามารถสร้างตะแกรงส่งสัญญาณที่มีระยะห่างหรือคาบต่าง ๆ ได้ ซึ่งมีขนาดเล็กถึงหลายสิบนาโนเมตร ตะแกรงนาโนเหล่านี้สามารถใช้ในการเลี้ยวเบนคลื่นของสสาร และนั่นคือสิ่งที่ Narevicius และเพื่อนร่วมงานทำ บาคาร่าเว็บตรง