톱10 하이라이트

2018年7月16日 ~ 2018年8月15日

  • 건강한 성인에서의 급성 골수성 백혈병 발생 위험에 대한 예측 방법 개발

    Nature 559 (2018년7월19일)

    나이와 관련된 클론성 조혈작용은 매우 드물지만 급성 골수성 백혈병을 유발할 수 있다. 저자들은 급성 골수성 백혈병이 나타나기 몇 년 전에 발병 위험성을 진단하기 위한 지놈 결정인자를 확인하기 위해서 딥 염기서열 분석을 수행하였다. 저자들은 높은 대립유전자 변형 빈도와 몇 가지 돌연변이들이 몇몇 특징들이 급성 골수성 백혈병의 발달과 연관되어 있다는 사실을 발견하였다. 게다가 저자들은 대규모 전자 건강 기록 데이터베이스를 통해서 급성 골수성 백혈병 발병과 관련된 초기 특성을 밝혔으며, 이를 통해서 초기 진단이 가능하게 될 것으로 기대된다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0317-6 | 전문  | PDF

  • 노화 및 알츠하이머 질환에서 뇌막 림프관의 노폐물 제거 기능

    Nature 560 (2018년8월9일)

    세포 잔류물 및 독성 분자와 같은 노폐물을 체내 조직에서 제거하는 것은 림프관을 통해서 이루어진다. 이번 주 네이처에서 Jonathan Kipnis와 공동연구원들은 뇌도 이러한 시스템을 이용하여 뇌 척수액에 있는 고분자 노폐물들을 뇌를 둘러싸고 있는 뇌막에 위치하고 있는 림프관을 통해서 배출한다는 사실을 밝혔다. 저자들은 뇌막의 림프관 기능에 문제가 생기면 정상 생쥐의 인지 능력이 저하된다는 것을 실험적으로 증명하였다. 연구원들은 노화에 의해서 림프관이 손상되며, 손상된 림프관의 기능을 재건하는 것이 뇌의 클렌징과 기억력 향상에 영향을 준다는 사실을 확인하였다. 알츠하이머 질환에 대한 생쥐 모델을 이용하여, 저자들은 뇌막 림프관을 손상시키게 되면, 베타 아밀로이드 단백질의 제거에 문제가 생겨 뇌에 축적되고, 이를 통해서 아밀로이드의 병리학적 현상이 악화된다는 사실을 밝혔다. 저자들은 뇌막 림프관의 성능 저하를 타깃으로 하면, 노화와 관련된 인지력 손상을 치료하는데 유효한 치료 타깃이 될 수 있다는 사실을 제시하였다. 표지 이미지: Ella Marushchenko 및 Elina Karimullina/Ella Maru Studio 제공

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0368-8 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-05763-0 | 전문  | PDF

  • 전구 스플라이소솜 구조 분석을 통한 스플라이소솜의 조립 및 조절에 대한 구조적 인사이트

    Nature 559 (2018년7월19일)

    비록 스플라이싱 프로세스에서 서로 다른 구조들이 밝혀졌지만, 지금까지 밝혀지지 않은 구조적인 부분은 스플라이소솜 결합의 초기 단계였다. Kiyoshi Nagai와 공동연구원들은 효모의 전구 스플라이소솜 또는 A-콤플렉스의 이미지를 확보하였다. 이번에 밝혀진 구조를 통해서 U1과 U2 서브컴플렉스가 어떻게 상호작용을 하는지에 대한 정보를 제공하였고, 5’ 스플라이스 사이트가 스플라이스솜 내에서 U6가 전달되는지, 그리고 어떻게 B-콤플렉스 폼이 인용될지에 대해서 밝힐 수 있었다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0323-8 | 전문  | PDF

  • 비 바이러스성 지놈 타깃팅을 이용한 T 세포의 기능 및 특이성 재프로그램화

    Nature 559 (2018년7월19일)

    Theodore Roth등은 비-바이러스 전략을 통해서 큰 DNA 단편을 T 세포의 DNA에 전달하는 방법을 개발하였다. 저자들이 개발한 이 시스템은 면역반응을 일으키는 병원성 돌연변이를 수선할 수 있으며, 내인성 T세포 수용체를 앤지니어링 된 수용체로 변경하여 암세포 항원을 타깃으로 할 수 도 있다. 전통적으로 저항성을 가진 T 세포를 바이러스 벡터 없이 지놈 변형이 가능하게 됨으로써, 지놈 앤지니어링을 통해서 임상 적용 및 치료 분야에 이용할 수 있게 될 것으로 기대된다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0326-5 | 전문  | PDF

  • 새로운 반응성에 대한 머신-러닝을 이용한 유기 합성 로봇 조절

    Nature 559 (2018년7월19일)

    반응 개발과 최적화는 화학 연구자 및 의약 산업에서 많은 시간을 필요로 하는 작업이다. 개발 프로세스는 가끔 운 좋은 발견을 가져오지만, 새로운 반응성에 대한 경로와 새로운 화학물질은 매우 변동성이 크다. Leroy Cronin과 공동연구원들은 로보틱스와 머신-러닝 접근법을 통해서 반응성에 대한 조사를 진행하였다. 저자들이 이용한 로봇은 머신-러닝 알고리즘을 통해서 지시를 받으며, 실시간 분석을 위해서 분광광도계 시스템(핵자기 공명 및 적외선 분광광도계)과 결합되어 있다. 이러한 시스템은 반응 결과에 대한 접근 속도를 가속화시킬 뿐만 아니라, 반응률과 새로운 반응에 대한 발견 가능성을 예측할 수 있었다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0307-8 | 전문  | PDF

  • 전립선 암을 촉진하는 골수 세포 유래 IL-23 분비

    Nature 559 (2018년7월19일)

    Andrea Alimonti와 공동연구원들은 종양 침투성 골수성 억제 세포에 의한 IL-23 사이토카인 분비는 안드로겐에 반응하지 않는 전립선암의 발달을 유발한다는 사실을 밝혔다. 전립선 암세포에서 IL-23의 활성화는 안드로겐 수용체의 발현을 유발하는 인산화된 STAT3-ROR 축의 활성화를 조절한다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0266-0 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-05460-y | 전문  | PDF

  • 시신세 기간 동안 일어난 열대지역과 극지역 간의 기온 조절

    Nature 559 (2018년7월19일)

    초기 시신세의 기후는 현재와는 완전히 달리 훨씬 더 기온이 높았는데, 높은 대기 중 이산화탄소 농도도 더 높았고, 극지방에 대륙빙하도 존재하지 않았었다. 그 이후로 이산화탄소가 낮아졌으며, 시신세-올리고세 전환을 향해 기온이 하강하였고, 남극에 대륙빙하가 나타나게 되었다. 하지만, 기후 시스템 간의 상호 연결성은 전체적인 기후 상태와는 어떻게 달랐는지에 대해서는 아직까지 정확히 밝혀지지 않았다. Margot Cramwinckel과 공동연구원들은 2600만년 동안의 적도 부근 해수 표면 온도에 대한 연구를 통해서, 초기부터 후기 시신세까지 약 10도 가량의 온도가 감소했다는 사실을 밝혔다. 저자들은 현재 기록과의 조합을 통해서 열대 지역 및 심해의 온도 감소가 ‘아이스 하우스’를 향해서 동시에 진행되었다는 것을 밝혔으며, 상호 온도가 안정적인 비율을 나타냈다는 사실을 확인하였다. 주요한 대륙빙이 존재하지 않은 상황에서, 극지방에서의 증폭 정도는 평균 기온에서 상수 함수를 상기시켰으며, 냉각기 동안의 보다 높은 증폭기와 온난화 시기에서 안정화되었다는 사실이 확인하였다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0272-2 | 전문  | PDF

  • DNA 기반 승자 독식 전략 신경 네트워크를 이용한 분자 패턴 인식 스캐일 업

    Nature 559 (2018년7월19일)

    화학 농도 구배 또는 인간이 만들어내는 복잡한 냄새를 세균이 추적할 수 있는 능력을 세균이 가지고 있던 없던 간에, 분자 패턴을 인지할 수 있는 능력은 생물의 핵심 능력이다. DNA를 기반으로 하는 신경 네트워크는 분자 컴퓨터와 동일한 기능을 수행할 수 있지만, 각 4비트로 이루어진 4개의 패턴 이상을 수행하는데 한계가 있었다. 이번 주 네이처에서, Lulu Qian과 Kevin Cherry는 이러한 숫자를 9~100개까지 늘렸으며, 10x10 픽셀 그리드에서 1~9까지의 숫자를 구분할 수 있었다. 저자들이 만든 네트워크는 ‘승자 독식 효과’와 같은 경쟁 전략을 통해서 결과를 수정하며, 어떤 숫자를 보고 있는지를 판단하게 된다. 저자들은 주어진 패턴의 100 비트 중 30이 공개되면, 네트워크는 현재의 패턴을 기억하게 되고, 숫자를 인지하게 된다. 이번 연구 결과를 통해서 매우 복잡하고 잡음이 많은 정보를 기반으로 한 유사 메모리를 통해서 분자 컴퓨터 회로를 구성할 수 있다는 것이 확인되었다. 표지 이미지: Olivier Wyart제공

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-018-0289-6 | 전문  | PDF

  • 관상 동맥을 형성하는 초기 전구 세포에 대한 단일 세포 레벨 분석

    Nature 559 (2018년7월19일)

    발달 및 재생 조직에서 새로운 동맥 혈관은 세포 운명 전환을 통해 기존에 존재하고 있던 정맥 혈관으로부터 생성되는데, 이는 혈액 흐름에 의해서 유발되는 것으로 생각되고 있다. 하지만, 동맥과 정맥은 정 반대되는 전사 프로그램을 통해서 형성되며, 정맥 세포가 어떻게 억제된 전사 상태를 극복하고 동맥으로 전환되는지에 대해서는 아직까지 풀리지 않는 문제였다. Kristy Red-Horse와 공동연구원들은 정맥-동맥 세포 운명 전환이 놀랄 만큼 조기에, 혈액 흐름이 있기 전에 일어나며, 관상 동맥을 형성하는 미리 확정된 동맥 세포를 생성하는 프로세스에 의해서 결정된다는 사실을 확인하였다. 저자들은 단일 세포 해상도에서 정맥-동맥 세포 운명 변화에 대한 분석을 통해서, 두 가지 예상하지 못했던 특징을 밝혔다. 첫 번째는 정맥-동맥 변환이 전사 한계점까지 점진적으로 중첩되게 진행되면서 기존에 특정되어 있는 동맥 세포를 형성하며, 두 번째로는 동맥의 기존에 특화된 한계점이 정맥-특이적 전사 인자인 COUP-TF2에 의해서 촉발된 세포 순환 활성화에 의해서 활성이 억제되는 것이었다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-018-0288-7 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-018-05463-9 | 전문  | PDF

  • 분자 및 재료 과학 분야에서의 머신 러닝 활용

    Nature 559 (2018년7월26일)

    화학물질과 재료의 구조 및 특성에 대한 정보 수집 및 큐레이팅은 매우 오랜 역사를 가지고 있다. 예를 들어, 결정 구조에 대한 케임브리지 구조 데이터베이스(Cambridge Structural Database for crystal structure)는 1965년에 만들어졌으며, 현재 백만개의 구조 정보를 포함하고 있다. 데이터 베이스에 대한 검색 서비스는 화학자 또는 재료 과학자들이 반드시 검색해야 할 데이터베이스가 되는데 큰 역할을 하였지만, 병렬로 개발하고 있는 머신-러닝 기술은 컴퓨터 사이언스 분야가 화학 및 재료 과학 분야에서의 기술 발전 및 새로운 재료 개발을 잠재적으로 가속화시킬 수 있다는 것을 보여주고 있으며, 사람의 개입을 최소화하면서 데이터로부터 새로운 재료를 개발 할 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 이번 주 네이처의 리뷰란에서는 화학 및 재료 과학 분야에서의 머신 러닝 기술에 대해서 정리하고 있으며, 화학 및 재료 분야에서의 문제와 머신-러닝 기술을 매칭시킬 수 있는 최적화 방법에 대해서 제시하고, 화학 및 재료 과학 분야에서의 기술 발전을 앞당기는데 대한 머신 러닝 분야에서의 기회에 대해서 제시하고 있다.

    Review

    doi: 10.1038/s41586-018-0337-2 | 전문  | PDF