톱10 하이라이트

2018年9月20日 ~ 2018年10月20日

  • CRISPR에 의한 지놈 교정의 오프 타깃 돌연변이를 측정할 수 있는 시스템 개발

    Nature 561 (2018년9월20일)

    지놈 에디팅을 질병 치료에 응용하려는 다양한 시도들이 있었지만, 이를 인간 질병에 이용하기 위해서는 사전에 이 기술의 안전성 및 유효성을 충분히 조사하는 것이 필요하다. 가장 중요한 우려 사항 중에 하나는 오프 타깃 교정(off-target editing)이 나타날 가능성이며, 이는 원치 않는 유전자 변형을 유발할 수 있다. Keith Joung과 공동연구원들은 오프 타깃 교정을 in vivo에서 추적할 수 있는 VIVO 시스템을 개발하였다. 저자들은 특정 무작위적인 가이드 RNA와의 비교를 통해서, VIVO 스스템이 생쥐의 간에서 오프 타깃 교정을 감지할 수 있다는 사실을 확인하였으며, 이를 통해서 CRISPR-Cas 교정을 치료제로 활용하기 위해서는 좀더 정교한 디자인이 필요하다는 사실을 확인하였다. [Letter, 416쪽]

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0500-9 | 전문  | PDF

  • 태양광을 이용하여 자체 전원 공급이 가능한 피부 부착형 플렉서블 일렉트로닉 디바이스

    Nature 561 (2018년9월27일)

    사람 피부에 부착할 수 있는 플렉서블 일렉트로닉 디바이스(Flexible electronic devices)는 다양한 생화학적 응용이 가능하지만, 이러한 장치에 적절한 전원을 공급할 수 있는 방법이 없었으며, 전원 케이블을 연결할 수 밖에 없었다. Takao Someya와 공동연구원들은 초 박막 플렉서블 유기 태양광 전지를 초박막 트렌지스터 및 센서와 결합시킴으로써, 울트라 플렉서블 일렉트로닉 디바이스가 자체 전력 공급을 받으면서, 피부와 조직으로부터 심장 박동과 같은 생리학적 신호를 외부로부터의 전력 공급 없이도 측정할 수 있다는 것을 입증하였다. 이러한 방법은 자체 전력 공급이 가능한 일렉트로닉스를 개발할 수 있는 일반적인 플랫폼이 될 수 있을 것으로 보인다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0536-x | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-06788-1 | 전문  | PDF

  • 뼈 형성에 관여하는 골막 줄기 세포의 발견

    Nature 562 (2018년10월4일)

    뼈는 안쪽 골 내막 층과 바깥쪽 골막 층에서 형성되며, 이는 골절 회복에서 필수적인 과정이다. 골막 층을 형성하는데 관여하는 줄기세포의 기원과 특성에 대해서는 거의 알려진 바가 없었다. Matthew Greenblatt과 공동연구원들은 유전자 발현 분석과 계열 추적을 통해서 골막 줄기 세포를 확인하였다. 이러한 골막 줄기세포들은 항상성 유지와 손상 이후에 서로 다른 명확히 구분되는 경로를 거치는 것으로 확인되었다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0554-8 | 전문  | PDF

  • 고에너지 상태에서 입자 생성을 통한 QCD 위상 구조 해석

    Nature 561 (2018년9월20일)

    현대 핵 물리학의 잘 알려진 문제는 쿼크-글루온 플라즈마 상태(quark-gluon plasma state)에서 강력하게 상호작용을 하는 물질들의 구조와 상태를 파악하는 것이다. BNL(Brookhaven National Laboratory)와 CERN에서 수행된 실험을 통해서 쿼크-글루온 플라즈마 상태의 형성 및 다이나믹스에 대한 강력한 증거가 밝혀졌다. 하지만, 양자 크로모다이나믹스 이론과 현존 하는 실험 결과 가의 직접적인 연관성을 찾는 것은 아직까지 매우 어려웠으며, 이는 컬러를 입힌 쿼크와 글루온이 자유 입자가 아닌 하드론 형태로만 관찰되었기 때문이었다. 이번 주 리뷰에서 Peter Braun-Munzinger와 공동연구원들은 현재 유일하게 알려져 ㅇㅣㅆ는 양자 크로마다이나믹스 수식을 풀 수 있는 기술인 격자 양자 크로모다이나믹스를 통해서 언급되는 강력한 상호작용 물질의 구조가 서로 다른 충돌 에너지에서의 통계적인 하드론 형성 접근법을 통해서 고 에너지 핵 충돌에서 입자 형성 분석을 통해서 해독될 수 있을 것으로 추정하였다.

    Review

    doi: 10.1038/s41586-018-0491-6 | 전문  | PDF

  • 감수분열 유전자 재조합 개시 단계에서 성별에 따른 매우 다른 차이 확인

    Nature 561 (2018년9월20일)

    비록 수컷과 암컷의 감수 분열 재조합이 서로 다르다고 알려져 있지만, 이에 대한 근원적인 이유에 대해서는 명확히 밝혀진 바가 없었다. Galina Petukhova와 공동연구원들은 단일 세포 분석 기술을 개발하였으며, 이를 통해서 이러한 차이점에 대해서 분석하였다. 저자들은 비록 두 성이 재조합이 일어나는 위치인 감수분열 핫스폿(hotspot)이 유사하였지만, 이에 대한 활용은 성별에 따라서 매우 달랐으며, 한 부위는 한쪽 성별에서 15배 더 높게 사용되는 것을 확인하였다. 이러한 서로 다른 사용 빈도에 기여하는 인자는 염색체 구조와 DNA 메틸화가 관여하는 것으로 확인되었다. 성별에 따른 차이는 초기 감수분열 단계에서 일어날 뿐만 아니라, 후기 감수분열 단계와 DNA 손상 수선 단계에서도 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0492-5 | 전문  | PDF

  • 음이온 전도성 채널 로돕신 GtACR1의 결정 구조 분석

    Nature 561 (2018년9월20일)

    미생물 채널(Microbial channel) 및 펌프 로돕신(pump rhodopsins)은 빛과 양성자 전류를 유도함으로써, 물리학적 현상을 조절할 수 있는 옵토제네틱스 툴을 확립하였다. 하지만, 이러한 옵토제네틱스 활성인자가 널리 보급되었지만, 신경 회로를 억제하기 위한 음이온 유도 ChRs(Channelrhodopsin)은 여전히 매우 초기 단계에 머물러 있다. 이번 주 네이처에 발표된 서로 다른 두 연구를 통해서 Karl Deisseroth와 공동연구원들은 ChRs에서 빛-게이트 음이온 전도도에 대한 분자생물학적인 기초를 발표하였다. 첫 번째 논문에서는 조류에서 분리된 시안 게이트 된 음이온 촊인 GtACR1에 대한 결정 구조를 발표하였다. 이러한 구조에 대한 기능성 분석과 함께, 자자들은 음이온 전도에 대한 기초 개념을 제공할 수 있었다. 두 번째 놈누에서는 pH6.5와 8.5에서의 ChR 구조 분석 결과가 제시되었다. Deisseroth와 공동연구원들은 자연 상태 및 음이온 ChR로부터 얻어진 연구 결과를 바탕으로, 돌연변이 GtACR1이 대규모 광전위와 빠른 키네틱스를 가지며, 이를 통해서 동물의 행동을 조절하는데 이용될 수 있을 것으로 제안하였다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0511-6 | 전문  | PDF

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0504-5 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-06670-0 | 전문  | PDF

  • 광범위한 중화항체 반응을 가진 HIV-1 바이러스 종 추적

    Nature 561 (2018년9월20일)

    Alexandra Trkola와 공동연구원들은 HIV에 대한 항체 반응에서 변이성을 결정하는 중요한 것이 감염되는 바이러스 종에 의해 결정된다는 사실을 확인하였으며, 이는 백신 디자인에 있어서 매우 중요한 요소가 될 것으로 보인다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0517-0 | 전문  | PDF

  • 호밍 시스템을 통한 치료용 T 세포의 뇌 종양 적용 가능성

    Nature 561 (2018년9월20일)

    치료용 T 세포를 뇌로 효과적으로 침투(homing) 시키는 것은 뇌 종양 면역 치료에서 현재까지 장애 요소가 되어 왔다. 저자들은 뇌 종양이 면역 침투를 촉진하기 위해서 면역 세포들이 상피 세포에 결합하는 경로를 어떻게 조절하는지를 밝혔으며, T세포가 뇌로 이동하는 것을 개선하기 위한 침투 시스템을 개발하였다. T세포의 기질을 결합과 다음 단계에서의 트렌스마이그레이션을 촉진이 최적화되도록 만들면, 항암 작용을 가지고 있는 치료용 T 세포가 뇌 종양에 좀더 잘 침투하고 항암 활성이 개선된다는 사실이 확인되었다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0499-y | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-05883-7 | 전문  | PDF

  • 액체-고체 잼화 현상 전이를 통한 척추동물 신체 축 성장

    Nature 561 (2018년9월20일)

    이번 주 네이처 표지는 척추동물 배아에서 배면 체축의 연장을 예술적으로 보여주고 있으며, 이를 통해서 조직 형태 발생의 생리학적 특성과 유리 모듈링 간의 유사성을 하이라이트 해서 보여주고 있다. 이번 주 네이처에서 Otger Campàs와 공동연구원들은 조직 메카닉스, 세포 다이나믹스(cellular dynamics) 와 치료 모델링을 통해서 제브라 피쉬 배아에서 일어나는 조직 형태 발생에서 어떤 역할을 하는지에 대해서 확인할 수 이었다. 저자들은 몸의 후측 발단에서 더 높은 세포 활성(오렌지 색으로 반짝이는 부분)이 조직을 액체와 유사한 상태로 녹임으로써 리모델링을 가능하게 만든다는 사실을 확인하였다. 신체의 성장이 진행되면서, 세포의 활성이 감소하며(파란색 부분), 조직을 ‘프리징(freezing)’시켜서 고체 상태로 만들며, 이를 통해 조직의 구조가 형성되게 된다. 액체에서 고체로의 전이는 거품과 유사한 조직 구조를 통해서 유발된다. 표지 이미지: Brian Long 제공

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0479-2 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-06108-7 | 전문  | PDF

  • 중성자별 융합체 GW170817에서 상대적 제트의 초발광 모션

    Nature 561 (2018년9월20일)

    쌍성계 중성자별의 융합체인 GW170817로부터 유래한 잔광의 방출은 ‘막힌 제트(choked jet)’ 또는 ‘구조적 제트(structured jet)’ 모델을 통해서 설명이 가능하다. 지금까지 얻어진 관측 데이터로는 이러한 옵션 간을 구분하는 것이 어려웠었다. Kunal Mooley와 공동연구우너들은 높은 각속도 해상도 전파 관측을 통해서 융합 이후에 75일과 230일 후에 발생한 초발광 모션의 두 에피소드를 밝힌 결과를 발표하였다. 저자들은 초기 전파 방출이 와이드 앵글 아웃플로우에 의해서 일어났지만, 나중에 얻어진 방출은 평행 제트가 주로 나타났으며, 이는 ‘구조적 제트’모델이 훨씬 더 정확한 가설이라는 것으로 결론 내렸다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0486-3 | 전문  | PDF