과학의 변화
귀하가 집을 짓고 있는 생명 과학 연구 장비가 구조 생물학에 혁명을 일으킨 것으로 인정받고 Nature 잡지에서 "올해의 연구 방법"으로 간주한 경우 - 말할 것도 없이 천만 달러 이상의 투자가 있을 경우 - 호스팅할 토토 베트맨 아주 아주 잘 작동해야 합니다.
"모두가 그것을 원합니다"라고 Chen Xu 박사는 타이탄 Krios 저온 전자 현미경(cryo-EM)에 대해 말합니다. 물리학자, 재료 과학자, 전자현미경학자인 Xu는 UMass Medical School의 최초 저온-EM 현미경 토토 베트맨 책임자로 임명되었습니다. 이는 뉴잉글랜드 최초의 토토 베트맨이기도 합니다.
Consigli Construction Co., Inc. 팀과 의료 설계사 TRO가 건설하고 설계한 이 저온 EM 토토 베트맨의 건설에는 다음과 같이 호스팅되는 연구 장비와 동등한 수준의 정밀도가 필요하다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. Xu와 같은 과학자와 프로젝트 팀 간의 매우 명확한 의사소통도 가능합니다.
중요: 환경 통제
Cryo-EM 전문 지식으로 국제적으로 인정받는 Xu는 가장 중요한 것이 무엇인지 설명합니다. "이 기계는 매우 최첨단이고 매우 섬세하므로 진동 제어, 실내 음향 등 완벽한 환경이 필요합니다. 얼마나 조용합니까? 실내에 있으므로 온도가 안정적으로 유지되고 전자기 간섭으로부터 보호됩니다.
약물 설계 및 개발을 위한 가장 중요한 새로운 도구 중 하나인 cryo-EM은 광범위한 질병, 특히 알츠하이머병, 면역 장애 및 당뇨병과 같은 신경 질환에 대한 치료 접근법을 식별하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. Xu는 "지난 4년 동안 발전을 통해 이 기술을 매우 적용할 수 있게 되었습니다. 모든 약품 설계자와 모든 제약 회사가 이를 향해 달려가고 있습니다."라고 Xu는 설명합니다.
4,100평방피트 규모의 새 토토 베트맨의 핵심은 2,000평방피트 규모의 현미경실로, 이 토토 베트맨에는 두 대의 현미경이 있습니다. 세계에서 가장 정교한 극저온 전자 장비 중 하나인 타이탄 크리오스(Titan Krios)입니다. 강력하고 다재다능한 Talos-Arctica도 있습니다.
8중 보호 계층
진동, 음향 및 기후 제어에 대한 엄격한 요구 사항에 맞게 이 토토 베트맨을 건설하기 위해 팀은 본질적으로 현미경이 있는 방을 포함하는 8층 벽, 바닥 및 천장으로 구성된 5개의 방으로 구성된 상자를 만들고 있습니다. 두 개의 관찰자 관찰실로 사용됩니다.
TRO의 프로젝트 설계자 Jacob Levine은 "이 설계와 건설에는 많은 과학이 적용되어 있습니다."라고 말합니다.
Consigli의 프로젝트 관리자인 Mark Morrow도 이에 동의합니다. 이 다층 구조의 복잡성과 목적을 설명하면서 Morrow는 다음과 같이 개요를 제공합니다. “이 스위트룸의 건축 단면을 살펴보면 이 8개 층에 1인치 석고 벽판의 외부 층이 포함되어 있고 그 다음에는 6인치 벽판이 포함되어 있음을 알 수 있습니다.
모레는 계속됩니다. "나무 스터드 위에는 3/4인치 합판 층이 있고 여기에 1/4인치 두께의 알루미늄 시트가 부착되어 있습니다. 그런 다음 이러한 시트를 매끄럽게 용접해야 하며 용접 부분을 연마하여 표면이 완전히 매끄러워야 합니다. 이는 전자기 간섭으로부터 공간을 보호하는 데 필수적입니다.
관리, 의료 구축
Morrow는 또한 금속 패널에 필요한 높은 품질의 용접 작업이 의료 토토 베트맨 내에서 수행될 때 연기와 냄새를 제한하기 위해 특별한 완화가 필요하다고 지적했습니다. “안정적인 환경을 조성한다는 관점에서 이상적인 위치에 현미경 토토 베트맨을 지하에 건설하는 동안 용접으로 인해 발생하는 연기와 냄새를 환기시키기 위한 효과적인 전략을 수립하는 것이 중요했습니다.
Morrow는 다음과 같이 덧붙였습니다. "가장 중요한 측면 중 하나는 토토 베트맨 책임자인 Chen Xu 및 UMass 사용자 그룹과의 협력은 말할 것도 없고 이 특별한 환경을 만드는 데 필요한 모든 거래 및 전문 하청업체와의 협력이었습니다.
전문팀
“이 모든 것의 중심에 있는 사람은 우리 교육감 Tim Backlin입니다. Tim은 우리의 접착제입니다. 그는 모든 세부 사항을 조정하고 Chen이 제기한 문제에 대한 대응부터 사내 목공 팀 감독, 현미경 제조업체가 권장하는 전문가와의 협력에 이르기까지 문자 그대로 모든 사람과 연결됩니다."
Consigli/TRO 팀과의 협력을 설명하면서 Xu는 다음과 같이 말했습니다. “그들은 매우 전문적이며 우리 측의 모든 질문과 걱정에 열려 있습니다. 우리는 연구자들이 가능한 가장 편안하고 효율적인 방법으로 현미경실을 사용할 수 있기를 바랍니다.
미래의 cryo-EM 토토 베트맨 건설을 위한 지침을 작성하려는 Xu는 또한 그와 같은 과학자들이 설계 과정에서 3차원 설계 이미지를 보는 것이 얼마나 귀중한지 강조했습니다. “왜냐하면 우리는 익숙하지 않기 때문입니다. 도면을 보면서 공간의 가상 뷰를 통해 사용자는 의도된 내용을 이해할 수 있습니다.
데이터 중요
이 장비의 작업을 지원하기 위해 토토 베트맨에는 연구 샘플 준비를 위한 실험실, 직원 사무실, 대형 기계실, 세 번째 현미경을 위한 공간 및 토토 베트맨의 광범위한 컴퓨터 리소스도 포함되어 있습니다. Xu는 이렇게 설명합니다. “우리는 cryo-EM 데이터 수집 프로세스에서 생성되는 많은 데이터에 대해 이야기하고 있습니다.
올 여름 19개 상자에 담아 의과대학에 전달된 새로운 Titan Krios 현미경은 올 가을 토토 베트맨 개장을 준비하기 위해 향후 2개월에 걸쳐 조립 및 테스트될 예정입니다. 일단 조립되면 상자 모양의 타이탄 크리오스는 높이가 거의 13.5피트에 달하며 각 샘플에 대한 데이터를 수집하는 데 4~5일이 소요됩니다.
이것은 고등학교 생물실험실 시절의 현미경이 아닙니다. Titan Krios 시스템 구입은 매사추세츠 생명 과학 센터에서 500만 달러의 보조금으로 지원되며, 토토 베트맨의 두 번째 현미경 시스템인 Talos-Arctica는 Howard Hughes Medical Institute에서 비용을 지불하고 있습니다.
행운과 정확성이 지속된다면 극저온 EM의 연구 결과가 미래에 무엇을 제공할 것인지 상상해 보는 것은 흥미진진합니다.
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