톱10 하이라이트

2018年5月19日 ~ 2018年6月18日

  • 지금까지 밝혀져 있지 않던 수천 가지 세균 유전자의 기능을 확인하기 위한 돌연변이 표현형 분석

    Nature 557 (2018년5월16일)

    지금까지 수만 개의 세균 지놈 염기서열이 분석되었다. 실험을 통해서 특징이 밝혀져 있는 단백질과의 비교를 통해서 다양한 단백질의 기능이 추정되었지만, 대부분의 세균 단백질들은 기존에 기능이 밝혀진 단백질과 유사하지 않았다. 이와 같이 기능이 밝혀져 있지 않은 단백질들에 대해서, Adam Arkin과 공동연구원들은 트랜스포손을 이용한 돌연변이 실험을 통해서 32가지 유전적으로 추적이 가능한 세균들에서 수천 개 유전자에 대한 돌연변이가 표현형에 어떤 영향을 주는지에 대해서 연구하였다. 저자들은 11,779개의 단백질 암호화 유전자가 기존에 특정 기능을 가진 것으로 알려져 있던 것들과는 연관성이 없다는 사실을 확인하였다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0124-0 | 전문  | PDF

  • 플라즈마 렌즈를 통해서 증폭되는 펄서 방출

    Nature 557 (2018년5월23일)

    성간 메질을 통해서 보이는 전파 방출원은 반짝이고 있는데, 이는 플라즈마가 전파를 조금 다른 경로를 통해서 방출되게 만들기 때문이다. 이러한 사실은 플라즈마 스크린을 렌즈로 사용할 수 있다는 가능성을 보여주고 있지만, 이를 현실에서 실현하는 것은 매우 어려운 일이었다. Robert Main과 공동연구원들은 ‘블랙 위도우(black widow)’ 펄서를 플라즈마 렌즈를 통해서 관찰하였으며, 이를 통해서 동반별에서 유래한 가스 흐름이 펄서로 이동하는 것을 관측하는데 성공하였다. 동반별이 펄서를 가릴 때, 이러한 가스 흐름은 약 70~80배 증가하는 것으로 확인되었다. 증폭된 펄서에서 관찰되는 프리퀀시 구조는 빠른 전파 폭발 FRB121102와 유사하였으며, 이는 플라즈마 렌즈를 통해서 관찰되었다는 것을 제시하고 있다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0133-z | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-05185-y | 전문  | PDF

  • 세레이트를 통해 miRNA 생성을 방지하는 pri-miRNA 리모델링하는 SWI2/SNF2 ATPase CHR2

    Nature 557 (2018년5월16일)

    염색질 리모델링 단백질의 주요 기능은 염색질의 구조를 바꾸는 것이지만, 일부 리모델링 인자는 RNA와 관련된 것으로 밝혀져 있다. 리보핵산단백질(ribonucleoprotein)의 기능에 대해서는 명확하게 밝혀진 바가 없었다. Xluren Zhang과 공동 연구원들은 SWI2/SNF2 염색질 리모델링 인자인 CHR2(BRM으로도 알려져 있음)가 miRNA 생성에 관여하는 단백질 복합체인 마이크로프로세서의 한 구성 인자인 세레이트(Serrate)와 연관되어 있다는 사실을 밝혔다. CHR2는 세레이트와 결합한 후, 주요 miRNA 전구체의 전사를 촉진하며, 동시에 성숙된 miRNA의 축적을 방지하는 기능을 한다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0135-x | 전문  | PDF

  • 수선 기능 결여 tRNA 합성효소에 의해서 유발되는 신경 소실을 예방하는 ANKRD16

    Nature 557 (2018년5월16일)

    tRNA에 아미노산을 결합시키는 역할을 하는 아미노아실 tRNA 합성 효소는 tRNA로부터 잘못 결합된 아미노산을 인지하고 제거하는 기능을 하는 편집 도메인(editing domain)을 가지고 있다. 알라닐 tRNA 합성효소(alanyl tRNA synthetase, AlaRS)의 편집 도메인에서 발생하는 돌연변이는 일부 알라닌 tRNA에 세린을 잘못 결합시키며, 그 결과로 신경 퇴행성 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이번 주 네이처에서 Susan Ackerman과 공동연구원들은 ANKRD16이 돌연변이에 의해서 유발되는 신경 퇴행성 질환과 관련되어 있다는 사실을 밝혔다. ANKRD16은 아미노산이 잘못 들어가 있는 AlaRS로부터 직접 세린을 결합시킬 수 있으며, 이를 통해서 tRNA로 전달되기 전에 편집 이상을 예방할 수 있는 것으로 확인되었다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0137-8 | 전문  | PDF

  • 피라미드 세포에 의한 인터뉴런 생존 조절

    Nature 557 (2018년5월31일)

    대뇌 피질의 신경 회로는 특정 비율의 흥분 및 억제성 뉴런으로 구성되어 있다고 알려져 있지만, 어떻게 이들 간의 균형이 얻어지는지에 대해서는 거의 밝혀진 바가 없었다. Oscar Marin과 공동연구원들은 억제성 신경에 흥분 상태의 신호 입력이 이와 같은 인터뉴런(interneuron)의 생존을 어떻게 예측할 수 있는지를 알려준다는 사실을 확인하였다. 증가된 입력 신호는 PTEN 신호전달과 네거티브 연관성을 가지며, 세포 사멸로부터 인터뉴런을 보호하는 작용을 한다. 따라서, 신경회로에서의 흥분-억제 균형은 활성-의존성 메커니즘에 의해서 조절되는 것으로 보여진다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0139-6 | 전문  | PDF

  • 아날로그 메모리를 이용한 동등-정확성 가속화 신경 네트워크 트레이닝

    Nature 558 (2018년6월7일)

    심층 신경망은 뉴로몰픽 컴퓨터 아키텍쳐(neuromorphic computing architectures)의 한 종류로써, 이미지와 발표 인지와 같은 머신-러닝 문제 해결 기법에 이용되는 기술이다. 이러한 작업을 하기 위해서는 정보가 구성요소들이 다른 수준으로 연결된 네트워크 레이어를 통과해야 한다. 이러한 네트워크가 유용하게 이용되기 위해서는 어느 정도의 수준이 필요할지를 수립하기 위해 대규모 데이터에 의한 트레이닝이 필요하다. 이러한 트레이닝은 매우 느리고, 에너지가 많이 필요한 프로세스이다. 이러한 오퍼레이션을 위해서 여러 가지 접근 방법이 사용되고 있지만, 대부분은 디지털 수준을 기존 디지털 하드웨어에서 구동되는 소프트웨어를 이용하는데 의존했었다. Geoffrey Burr와 공동연구원들은 아날로그-메모리 기반의 접근 방법이 심층 신경망을 훈련시키는데 정확하게 이용될 수 있지만, 훨씬 빠르고 좀더 에너지 효율적인 방식으로 이용될 수 있다는 것을 보여줬다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0180-5 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-05297-5 | 전문  | PDF

  • 1.5도 기온 상승 유지에 대한 파리 협약을 지키기 위한 기후 불확실성 고려 필요성

    Nature 558 (2018년6월7일)

    파리 기후 협약을 통해서 전세계 온도 상승을 산업화 이전 레벨보다 1.5도 이하로 유지하는데 대한 의욕적인 목표가 설정되었다. 하지만, 이러한 목표를 달성하기 위해 온난화 가스 방출을 제한하는 것은 전세계 및 지역적으로도 많은 편차를 보이고 있는 실정이다. Sonia Seneviratne와 공동연구원들은 기후 시스템이 정해진 특정 방출 경로에 대해 어떻게 반응할 것인지에 대한 고려 가능한 불확실성에 대해서 논의하였다. 예를 들어 특정 사회에서 약 1.5도 정도의 온도 상승과 유사한 전체적인 방출 레벨을 달성하더라도, 기후 반응의 불확실성 때문에, 이는 약 2도에 가까워질 수 도 있으며, 극지방은 몇 도의 기온 상승이 나타날 수도 있다.

    Perspective

    doi: 10.1038/s41586-018-0181-4 | 전문  | PDF

  • 원거리 이동을 하는 동물들에게서 확인된 자기인식 능력

    Nature 558 (2018년6월7일)

    사람들은 지난 수백 년에 걸쳐 지도나 나침반에 의존하거나 길을 물어보지 않고도 매우 먼 거리를 정확하게 찾아가는 동물들의 놀라운 능력에 매료됐었다. 최근 이러한 능력을 가진 동물들이 태양, 달, 그리고 별의 위치로부터 정보를 얻을 뿐만 아니라, 지구의 자기장을 감지하는 능력을 이용한다는 사실을 확인할 수 있었다. 매우 미약하고, 동물의 크기에 따라서도 변화되는 자기장으로부터 어떻게 의미 있는 정보를 추출하는지에 대해서는 여전히 미스터리하고 많은 연구가 필요하다. 이번 주 Review란에서 Henrik Mouritsen은 자기인식(magnetoreception)과 다른 감각적 능력들이 어떻게 동물이 이동할 수 있도록 하는지에 대해서 분석하고 있다.

    Review

    doi: 10.1038/s41586-018-0176-1 | 전문  | PDF

  • 3가지 액체 입자들을 통해서 조절되는 C. elegans의 후생학적 유전

    Nature 557 (2018년5월31일)

    C. elegans에서 비암호화 RNA는 후생학적 상태에 관여하며, 여러 세대를 거쳐서 전달된다. Scott Kennedy와 공동연구원들은 이러한 과정에 관여하는 두 개의 단백질인 헬리케이스 ZNFX-1과 아르고나우트 WAGO-4를 추가로 발견하였다. 초기 발달과정에서 이 단백질들은 P 그래뉼(P granule)에서 발견되지만, 이후에는 저자들이 Z 그래뉼(Z granule)로 명명한 입자에서 발견된다. 세 번째 입자인 뮤테터 포시(Mutator foci)는 성체 생식 세포에서 발견된다. 저자들은 이러한 입자에 대한 연구를 통해서 비 암호화 RNA가 세대를 초월한 후생학적 유전이 가능하도록 할 것으로 추정하였다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0132-0 | 전문  | PDF

  • 레지오넬라 이펙터 SdeA에 의한 유비퀴틴 변형의 구조적 기초 분석

    Nature 557 (2018년5월31일)

    유비퀴틴은 다양한 반응들을 통해서 세포 단백질에 결합하여, 이들의 안정성 또는 활성에 변화를 유발한다. 원핵세포는 유비퀴틴을 가지고 있지 않지만, 병원성 세균은 단백질의 유비퀴틴화에 영향을 주는 여러 가지 효소를 가지고 있다. 예를 들어, 레지오넬라 감염 과정에서는 병원균이 생성하는 SdeA가 숙주의 유비퀴틴 효소들과는 별도로 기질 단백질들을 유비퀴틴화 시킨다. 병원균들이 유비퀴틴 대신에 가지고 있는 효소들은 두 종류의 플랫폼으로 구성되어 있는 것으로 생각되고 있는데, 그 중에서 하나는 mART(mono-ADP-ribosyltransferase)로써 유비퀴틴의 ADP-리보실화를 촉매하는데 이용되며, 다른 하나는 PDE(phosphodiesterase) 도메인으로써 포스포리보실-브리지된 유비퀴틴을 기질 단백질에 결합시키는 반응을 촉매한다. 세 그룹의 연구팀들은 각각 독립적으로 SdeA가 유비퀴틴화를 할 수 있다는 사실에 대한 분자생물학적 메커니즘을 연구한 결과를 발표하였다. 저자들의 이번 연구 결과는 이러한 독특한 형태의 유비퀴틴화가 세균 감염에 대해서 좀더 잘 이해할 수 있는 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0146-7 | 전문  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0147-6 | 전문  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0145-8 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-05250-6 | 전문  | PDF