톱10 하이라이트

2019年3月26日 ~ 2019年4月25日

  • 인간 암에서 확인되는 ‘발암 히스톤’ 단백질 돌연변이 관련 메커니즘 분석

    Nature 567 (2019년3월28일)

    히스톤 유전자의 특정 돌연변이는 암과 관련이 있으며, H3K27me로 알려져 있는 ‘종양원성 히스톤(oncohistone)’은 매우 드물게 발생하는 소아 교모세포종에서 발견된다. C. David Allis와 공동연구원들은 다양한 암 종에서 발생하는 히스톤 미스센스 돌연변이(missense histone mutation)에 대해서 발표하였다. 저자들은 이러한 돌연변이가 염색체 구조 및 기능을 변화시키며, 이를 통해서 암 생성을 유발하는데 관여하는 메커니즘을 밝혔다. 이러한 연구 결과는 향후 추가적인 연구를 진행하는데 있어서 출발점 역할을 할 것으로 보인다.

    Analysis

    doi: 10.1038/s41586-019-1038-1 | 전문  | PDF

  • 폐암 진화 과정에서 신규 항원에 의해 유발되는 면역 회피

    Nature 567 (2019년3월28일)

    이번 주 네이처에서 Rachel Rosenthal, Nicholas McGranahan, Charles Swanton, 그리고 TRACER 컨소시엄에서는 암의 진화와 몸의 면역 시스템 간의 상호관계에 대해서 조사한 결과를 발표하였다. 연구원들은 88명의 초기 단계 비소세포성 폐암 조직 세포를 대상으로 RNA 염기서열 분석 및 종양 내 면역 세포 수 추정을 이용하여, 면역 미세환경의 선택성에 대한 압력이 몸의 면역 방어 시스템을 어떻게 침투하는지를 밝혀내었다. 이번 연구 결과에서는 면역 미세 환경이 환자 간에 매우 다르며, 심지어 같은 종양의 서로 다른 부위 간에도 큰 차이가 있다는 것이 밝혀졌다. 공동연구팀은 종양의 진화는 다양하게 서로 구분되는 진화적 루트를 통해서 면역 반응을 침투하는 면역 에디팅에 의해서 형성되며, 이는 수술 이후 더 나쁜 예후와 연관되어 있다고 제안하였다. 표지 사진은 면역 CD8 T 세포가 종양 미세 환경 내에 다양하게 침투해 있는 폐암의 모습을 보여주고 있다. 표지 사진: Jeroen Claus/Phospho Biomedical Animation 제공

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1032-7 | 전문  | PDF

  • P3HT를 이용한 효과적, 안정적, 그리고 대량화 가능한 페로브스카이트 태양광 전지 셀

    Nature 567 (2019년3월28일)

    P3HT(Poly(3-hexylthiophene)는 반도체 폴리머 계열 중에서 가장 많이 사용되고 있는 재료이다. 이 물질은 유기 태양광 셀에도 블랜딩 되어 이용되고 있지만, 하이브리드 페로브스카이트 태양광 전지 셀에 이용되는 전체 전이 재료로 사용하는데 있어서는 대량의 도핑 물질이 필요한 spiroOMeTAD 보다 성능이 훨씬 떨어지는 것으로 확인됐었다. 최근 Jangwon Seo와 공동연구원들은 하이브리드 페로브스카이트를 이용하여 2중층 할리드 페로브스카이트(halide perovskite)를 개발한 연구 결과를 발표하였다. 할리드 페로브스카이트(halide perovskite)의 탑 레이어는 위에 도포된 P3HT의 섬유화 형태를 띄고 있으며, 이를 통해 빛을 전환하는 높은 효율 및 안정성을 보였다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1036-3 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-00936-x | 전문  | PDF

  • CAR-T 세포 치료제의 효과를 감소시키는 상호 살해에 따른 항원 탈출 메커니즘

    Nature 568 (2019년4월4일)

    CAR-T 세포 치료는 혈액암과 다른 종류의 암을 치료하는데 대한 희망을 보여줬었다. 하지만, 재발이 일어나기도 한다. Michel Sadelain과 공동연구원들은 생쥐 백혈병 모델에서 CAR-T 세포 치료 후에 발생하는 재발과 관련된 메커니즘을 연구하였다. 부분적 대식작용(Trogocytosis)은 T세포로의 단백질 전달을 통해서 암 세포에 있는 CAR-T 세포가 타깃으로 하는 항원을 억제한다. 이는 종양 세포에서의 낮은 항원 밀도와 동시에 CAR 감소를 통한 T 세포 활성 감소, 그리고 CAR-T 세포를 죽이는 결과를 나타내게 된다. 이러한 메커니즘은 CAR-T 치료를 받고 있는 환자에게서도 나타나는 것을 확인하였으며, CAR-T 세포에 의한 효능 및 항암 반응의 지속성을 개선할 수 있는 방법 개발에 많은 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1054-1 | 전문  | PDF

  • 고형암에서 CAR-T 세포 치료제 효능을 경감시키는 NR4A 전사 인자

    Nature 567 (2019년3월28일)

    Anjana Rao와 공동연구원들은 설치류 암 모델에서 고형암에 대한 어뎁티브 T 세포 치료법(adoptive T cell transfer therapy) 동안에 T세포의 전사적 기능을 조절하는 방법을 개발하였다. 이번 연구를 통해서 T세포의 장기적인 프로그램에 대한 증거를 제공하고 있으며, 이는 NFAT와 NR4ANFAT/Nr4a 전사 인자에 의해서 유도된다. 이는 사이토카인 생성 감소와 함께 CAR-T 세포 기능을 제한하며, 억제성 수용체 발현을 증가시킨다. Nrf4a가 결여된 CAR-T세포는 암을 감소시키며, 고갈로부터 거리를 둔 전사 프로그램 덕분에 생존율을 증가시키며, 효과 인자의 기능을 증대시킨다. 이번 연구 결과를 통해서 NR4ANrf4a 단독 또는 다른 치료법과의 조합을 통해서 CAR-T 효과를 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-0985-x | 전문  | PDF

  • 숙주 건강과 관련된 장내 미생물바이옴의 구조적 변화

    Nature 568 (2019년4월4일)

    SGV(sub-genomic variation) 확인이 가능하게 하는 높은 해상도의 장내 미생물 커뮤니티에 대한 지놈 분석이 가능한 방법을 개발하였다. Eran Segal과 공동연구원들은 이러한 지놈 변이성 부위가 서로 다른 대륙에 있는 인구 집단에서 잘 보존되어 있으며, 박테리아의 건강성과 관련되어 있다는 것을 확인하였다. SGV의 대상이 되는 유전자는 CRISPR 연관 및 항생제 생성 기능, 그리고 하우스 기핑 유전자로부터 감소하였으며, 미생물의 적응과 관련된 것으로 제안되었다. 이스라엘 인구 집단에 대한 분석을 통해서 SGV와 숙주 질환의 위험성과 관련된 124개의 연관성을 밝혔고, 이중 40개가 독립적인 덴마크 인구집단에서 발견되었으며, 미생물 집단과 숙주 간의 가능성 있는 메커니즘 링크를 가설화할 수 있었다. 예를 들어, 이노시톨 카타볼리즘 부티레이트(inositol catabolism butyrate) 생합성 경로와 이 경로가 Anaerostipes hadus와 관련되어 있으며, 매우 낮은 숙주 몸무게 감소 및 대사 질환 리스크를 매우 낮춰주는 것과 관련성이 있었다. 이번 연구를 통해서 미생물 적응과 숙주 건강에 관련되어 있는 마이크로바이옴의 지놈 변동성에 대한 새로운 분석 툴을 확인할 수 있었다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1065-y | 전문  | PDF

  • 나트륨 맛에 대한 화학감각성을 조절하는 신경 회로

    Nature 568 (2019년4월4일)

    체내에 순환하는 나트륨 레벨이 낮으면, 포유류는 소금을 찾는다. 나트륨이 구강 내에서 검출되면, 소금 맛에 대한 빠른 만족감을 얻게 된다. 이러한 신호는 화학감각일 가능성이 있지만, 이러한 조절의 신경학적 기초에 대해서는 여전히 밝혀져 있지 않았다. Yuki Oka와 공동연구원들은 나트륨 미각과 감소, 그리고 나트륨 섭취와 관련하여 모든 방향의 정보를 결합하는 신경 회로를 밝혔다. 이러한 신경 회로는 전-청반(pre-locus coeruleus)을 포함하고 있다. 나트륨에 대한 감지이며, 이 신경들이 섭취와 관련된 것은 아닌 것으로 확인하였다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1053-2 | 전문  | PDF

  • 양자 프로세스의 노이즈를 극복할 수 있는 에러 경감 전략

    Nature 567 (2019년3월28일)

    양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터로는 해결하기 어려운 문제들을 해결할 수 있는 대안으로 제시되고 있지만, 기존 컴퓨터를 뛰어넘는 양자 컴퓨터를 개발하기 위해서는 매우 낮은 에러율 및 양자 에러 교정을 통해 얻어진 오류 내성을 가진 큐비트가 요구된다. 최근 연구를 통해서 완전히 오류 내성 양자 프로세서가 소규모로 입증되는 단계에 있으며, 노이즈가 많은 양자 컴퓨터에 대해서 노이즈를 완전히 억제하는 것보다는 이에 의한 영향을 효과적으로 감소시키는 것이 가능하게 되었다. Abhinav Kandala와 공동연구원들은 5개의 큐비트 초전도 양자 프로세스에 대해서 에러를 경감시킬 수 있는 프로토콜을 적용하였으며, 이를 통해서 추가적인 하드웨어 개선 없이도 컴퓨터 계산 능력을 향상시킬 수 있었다. 이번에 개발된 프로토콜은 자기 및 양자 화학에 대한 헤밀토니안 최적화에 적용되었으며, 이를 통해서 얻어진 컴퓨터 계산 능력은 에러 경감 전략이 없어도 다양한 솔류션에서 정밀성을 얻을 수 있었다. 개선된 응집 시간과 좀더 긴 양자 회로는 좀더 개선과정을 거칠 필요가 있다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1040-7 | 전문  | PDF

  • 보손 원자 간의 페르미온에 의해 일어나는 상호작용 관찰

    Nature 568 (2019년4월4일)

    입자 교환을 기본으로 하는 장거리 상호작용 및 연관성은 고 에너지부터 응축물질 물리학에 이르는 다양한 현상을 유발한다. 세슘 원자의 BEC(Bose–Einstein condensate)가 리튬 원자의 퇴화된 페르미 가스 내에 퍼지면 어떤 일이 일어날까? Brian DeSalvo와 공동연구원들은 이러한 시나리오를 연구하였으며, 매우 놀랍게도 페르미온에 의해 유발되는 보손-보손 상호작용을 밝힐 수 있었다. 중요한 것은, 보손-보손 상호작용은 BEC를 불안정하게 만들 수 있으며, 주어진 조건에서 보스-페르미 솔리톤 형성을 유도할 수 있다. 이번 연구는 초저온 가스 내에서의 상호작용을 유도하는 것에 대한 최초 관측으로써, 저온-원자 시스템의 상호 작용을 연구할 수 있는 새로운 연구 방법을 제공하였다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1055-0 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-00988-z | 전문  | PDF

  • 수소 원자에서 아토초 각 스트라이킹 및 터널링 시간

    Nature 568 (2019년4월4일)

    웨이브-입자 이중성은 양자 메카닉스의 토대가 되는데, 터널링으로 요약될 수 있다. 이러한 현상은 기존 물리학에는 유사한 사례가 없으며, 터널링 시간을 확인할 수 있는 명확한 방법이 없다. 하지만, 터널링 입자가 잠재적인 장애물 아래에서 측정 가능한 ‘터널링 시간’을 가지는지에 대해서는 여전히 질문의 대상이 되고 있다. Igor Litvinyuk과 공동연구원들은 시뮬레이션을 통해서 아토클락 실험의 측정을 하였는데, 이 시간이 수소 원자의 광이온화에 의해 전자를 방출한다는 것을 밝혔으며, 측정 및 시뮬레이션 데이터 간의 높은 일치도에 따라 터널링이 순간적으로 발생한다는 양자 물리학적 관점을 확인할 수 있었다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1028-3 | 전문  | PDF