톱10 하이라이트

2019年4月19日 ~ 2019年5月19日

  • CRISPR-Cas9 스크리닝을 통한 암 치료 타깃의 우선 순위화

    Nature 568 (2019년4월25일)

    합성에 의한 치명적인 상호작용은 타깃이 될 수 있는 암세포의 취약성을 밝힐 수 있다. 저자들은 이와 관련된 두 편의 연구 논문에서 높은 지놈 불안정성 및과도한 돌연변이로 특징되는 MSI(microsatellite instabilities)를 가지고 있는 암세포의 합성 치명적 취약성을 확인한 연구 결과를 발표하였다. 세포주 데이터 세트에 대한 CRISPR 및 RNAi 스크리닝을 통한 데이터 마이닝을 통해서, Adam Bass, Francisca Vazquez와 공동연구원들은 DNA 헬리카아제인 WRN이 MSI 종양에 선택적 의존성을 가지며, 이러한 성질은 이 세포가 가지고 있는 헬리카아제 활성에 의존성을 가진다는 사실을 확인하였다. Mathew Garnett과 공동연구원들은 암세포주에 대한 CRISPR 스크리닝을 실시하여 잠재적인 약물 타깃을 밝혔다. 저자들은 일반적 및 암세포 특이적인 의존성 중에서, WRN이 MSI 세포주의 잠재적인 타깃이며, 이에 대한 조절 감소가 MSI 종양의 항상성 및 적응성을 감소시킨다는 사실을 확인하였다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1103-9 | 전문  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1102-x | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-01086-w | 전문  | PDF

  • 인공지능 행동 방식에 대한 새로운 프레임 워크 제안

    Nature 568 (2019년4월25일)

    인공지능(Artificial intelligence, AI)은 의사 결정, 정치 시스템, 등등 사람들의 사회적 상호작용에 점점 더 많이 결합 및 스며들고 있다. 이러한 인공지능의 혜택을 극대화하고, 개인 및 사회에 대한 위해를 최소화하기 위해서 개별 인공지능 시스템 및 이들이 자신의 환경에서 상호작용하는 것에 대해서 잘 이해하는 것이 필요하다. 이번 주 네이처에서 다양한 분야 및 기관에서 모인 저자들은 새로운 다학제 간 분야 및 머신 행동학을 새롭게 만들고, 인공지능에 의한 기계의 행동 방식과 이들이 사람 및 사회와의 상호작용을 맥락화 할 수 있는 새로운 프레임 워크를 제안하였다.

    Review

    doi: 10.1038/s41586-019-1138-y | 전문  | PDF

  • 사람 장내 미생물총의 새로운 지놈학적 청사진

    Nature 568 (2019년4월25일)

    사람 장내 미생물총 구성은 건강 및 질환과 연계되어 있지만, 수많은 배양 및 염기서열 분석 노력에도 불구하고, 사람 장내 미생물총의 완벽한 세균 구성에 대해서는 명확히 밝혀진 바가 없었다. 이번 주 네이처에 게재된 연구 결과에서 Alexandre Almeida와 공동연구원들은 11,850개의 사람 장내 마이크로바이옴으로부터 얻어진 92,143개의 메타지놈과 관련된 지놈 염기서열 재구성을 통해서 1,952종의 배양 불가능한 미생물 종을 확인할 수 있었다. 이와 같이 배양이 불가능한 지놈을 통해서 기존에 알려져 있던 사람 장내 마이크로바이옴을 계통 분류학적으로 약 281% 확장시키게 되었다. 새롭게 확인된 종은 기존에 덜 연구된 아프리카계 및 남아메리카계 샘플로부터 200% 개선하였으며, 수백 개의 새롭게 합성된 유전자 클러스터를 암호화하고 있다. 이번 데이터를 통해서 이와 같은 메타지놈 데이터들로부터 진핵세포 미생물 및 바이러스에 대한 연구도 가능하게 하였다. 이번 연구는 배양이 불가능했던 장내 미생물의 다양성을 보여줬으며, 장내 마이크로바이옴에 대해 분류학 및 기능적인 특성에 대해 지금까지 없었던 매우 상세한 정보를 제공하였다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-0965-1 | 전문  | PDF

  • 장 세포 오가노이드 발달 과정에서의 자가 조립 및 대칭성 붕괴

    Nature 569 (2019년5월2일)

    장에서 유래한 오가노이드(Organoid)는 단일 줄기세포로부터 조직의 구성을 개괄적으로 보여주는 최초의 사례이며, 장의 유지, 재생, 그리고 기능 이상을 연구할 수 있는 핵심 플랫폼을 제공하였다. Liberali와 공동연구원들은 단일 세포 기반 이미지 촬영 및 유전자 발현 분석을 통해서 재생 프로세스의 특성을 분석하였다. 저자들은 단일 세포가 증식하여 동일한 환경에서 구 형태의 구조를 형성하였으며, 단일 세포에서 YAP1의 일시적인 활성화가 세포가 장 크립트(intestinal crypt)를 재 구성하는 것을 가능하게 하는 대칭성 붕괴를 유발하는 핵심이 되었으며, 첫 파네트 세포의 분화를 시작하게 하였다는 것을 확인하였다. 이번 연구에서 제시된 이미지 촬영 플랫폼은 조직 형성에서의 자가 구성을 분석하는 것을 가능하게 할 것으로 보인다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1146-y | 전문  | PDF

  • 구두로 얘기한 문장의 신경학적 디코팅을 통한 스피치 합성

    Nature 568 (2019년4월25일)

    청각 신호로부터 말을 탈 암호화하는 것은 알고리즘과 전기생리학적 측정 방법의 개선을 통해서 향상될 수 있다. 하지만, 구두로 커뮤니케이션을 하는 능력이 없는 피험자가 한 말을 해석하는 것은 불가능하다. Edward Chang과 공동연구원들은 대뇌 피질에서 성도로 직접 변환되며 따라서 바로 목소리로 듣는 것이 가능한 알고리즘을 제안하였다. 아직까지 이러한 프로세스에 에러가 있고, 문장이 단순해야 하지만, 이번 연구 결과는 향후 발성 인공기관의 기능을 향상시키는데 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1119-1 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-019-01181-y | 전문  | PDF

  • 인간 ATP 시트르산염 리아제에 대한 강력한 억제 메커니즘

    Nature 568 (2019년4월25일)

    ACLY(ATP-citrate lyase)는 크랩스 사이클로부터 유래한 대사체인 시트르산으로부터 아세틸 코엔자임 A(acetyl coenzyme A, CoA)을 합성하는데 관여한다. 이는 탄수화물 대사를 다양한 생화학 반응에 연결시켜주며, 아세틸 코엔자임 A는 지방산 합성 및 단백질의 아세틸화와 같은 반응에 필수적이다. 이번 주 네이처에 발표된 두 편의 연구 논문에서는 ACLY의 구조를 분석한 연구 결과가 게재되었다. 첫 번째 논문에서 Kenneth Verstraete와 공동연구원들은 세균, 고세균, 그리고 사람으로부터 유래한 ACLY의 결정 구조를 밝혔으며, 효소가 ATP를 이용하여 아세틸 코엔자임 A를 형성하는지를 분석하였다. 이들의 연구는 중심 탄소 고정 메커니즘에 대한 진화적 기원을 밝혔다. 두 번째 연구 논문에서 Liang Tong과 공동연구원들은 새롭게 개발된 억제제가 ACLY와 복합체를 형성하고 있는 구조를 냉동 전자 현미경을 통해서 밝혔다. ACLY는 증식에 필요하기 때문에 항암제의 타깃이 되고 있다. 억제제는 시트르산염 부위 인근에 결합하며, 이들의 결합을 방해하게 된다. 두 연구를 통해서 새로운 ACLY 억제제 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1094-6 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/s41586-019-1095-5 | 전문  | PDF

  • 전세계 비만 발생에 대한 BMI 분석

    Nature 569 (2019년5월9일)

    BMI(body-mass index)는 도시에 사는 사람들의 생활환경의 변화에 따라서 대부분의 나라에서 계속해서 높아지는 양상을 보인다. 이러한 현상은 전세계 비만 증대와 관련된 주요한 원인이 되고 있는 것으로 보고 있다. Majid Ezzati와 공동연구원들은 1985년부터 2017년까지 도시와 시골에 거주하는 전세계 성인 1억 명의 BMI 데이터 트랜드를 분석하였다. 기존에 존재하던 주요한 패러다임의 결과와는 달리, 대부분은 평균 BMI가 전세계적으로 증가하였으며, 특히 저임금 및 중위 임금을 받는 거주자들의 거주 지역과 특히 시골 거주자들의 BMI가 증가하였으며, 이는 도시 지역 보다는 시골 지역 인구에서 훨씬 더 빠른 속도로 증가하는 현상이 확인되었다. 저자들은 훨씬 큰 영양 불균형의 불리함을 가지고 있는 저 개발국가에서의 시골 지역의 영양 및 기반 시설의 불균형에 관심을 가져야 한다고 주장하였다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1171-x | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-019-01182-x | 전문  | PDF

  • 육상 생태계 대비 지구온난화에 의한 영향이 훨씬 큰 해양 생태계

    Nature 569 (2019년5월2일)

    글로벌 기후 온난화가 지구 전체를 위협하고 있기 때문에, 연구자들은 어느 지역의 생태계와 생물종이 기온 상승에 가장 심각하게 영향을 받는지에 대한 조사를 통해서 지구 보존 노력에 도움을 주고자 노력하고 있다. 이번 주 네이처에서 Malin Pinsky와 공동연구원들은 총 387종의 냉혈동물에 대한 조사를 통해서 이들이 기온 상승에 얼마나 많은 영향을 받는지에 대해서 조사하였으며, 이를 통해서 해양 생물이 육상 생물에 비해 훨씬 더 큰 영향을 받는 다는 사실을 확인하였다. 연구자들은 299종의 육상 생물과 88종의 해양 생물을 대상으로 종마다 최대한 견딜 수 있는 가장 높은 온도인 열 안전성 한계를 측정하였다. 육상의 경우, 가장 위험성이 높은 종은 중위도 지역에서 확인되었으나, 해양의 경우, 가장 위험성이 높은 종은 열대 지역에 서식하는 종들이었다. 연구팀은 해양 생물의 훨씬 높은 취약성이 이미 대가를 치르고 있는데, 해양의 열 한계가 이미 육상의 2배 이상 증가했기 때문이다. 표지 사진: 대서양 대구 (Gadus Morhua) Paulo Oliveira/Alamy 제공

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1132-4 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-019-01193-8 | 전문  | PDF

  • 세로토닌 트랜스포터-이보가인 결합 복합체에 대한 구조 분석 결과

    Nature 569 (2019년5월2일)

    세로토닌과 같은 신경전달물질은 뉴런으로부터 분비된 후 시냅스 틈을 지나서 인근 뉴런의 수용체에 결합한 후, 다른 신경전달물질의 효과를 조절한다. SERT(serotonin transporter)는 이러한 효과들을 조절하는 작용을 하며, 따라서 세로토닌 작용 성 신호전달 과정의 주요 인자이며, 항우울제 및 신경조절 약물의 타깃이 되고 있다. Eric Gouaux와 공동연구원들은 SERT가 환각물질인 이보가인과 결합한 상태의 구조를 분석하였으며, 이를 통해서 이러한 트랜스포터가 전달 사이클에서 다양한 상태를 가진다는 사실을 확인하였다. 이러한 구조 분석 결과를 통해서 이러한 트랜스포터가 어떻게 작용하는지에 대한 중요한 정보를 밝힐 수 있었으며, 이를 통해서 유사한 다른 신경전달물질인 도파민과 노르아드레날린과 같은 다양한 트랜스포터들의 구조와 관련성도 확인할 수 있었다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1135-1 | 전문  | PDF

  • 화성의 먼지 폭풍에 의한 대기 중 H2O 및 D/H 관측 영향

    Nature 568 (2019년4월25일)

    화성에서의 먼지 폭풍은 대기 순환에 영향을 미치며, 대기 중의 수분 입자 분포와 함께 화성 대기 중 광화학 및 기후에도 잠재적인 영향을 미칠 수 있다. Ann Carine Vandaele와 공동연구원들은 엑소 마스 트레이스 가스 오비터(ExoMars Trace Gas Orbiter)를 통해서 화성의 먼지 입자, 수분, 그리고 HDO에 대한 고해상도 측정을 수행하였다. 저자들은 먼지 폭풍이 발생하기 전에는 고도 40킬로미터 이상에서 HDO의 양이 검출한계 이하로 감소하며, 이러한 HDO의 감소는 얼음 구름의 생성과 우연히 일치하였다. 먼지 폭풍이 발생하는 동안에는 40-80킬로미터 상공에서의 H2O와 HDO의 풍부함은 증가하는 것을 확인하였다. 저자들은 이러한 증가 현상이 먼지 폭풍이 좀더 강력한 대기 순환을 유발하고 얼음 구름의 형성을 방지함으로써, 기온이 어느 정도 더 따뜻해졌고, 이에 의해서 물 방울이 중력에 의해서 좀더 낮은 고도로 떨어지면서 얼음 결정이 승화되면서 때문이라고 제안하였다. 저자들은 이와 같이 H2O에서 HDO로의 변화가 먼지 폭풍이 발달하는 몇 일 내에 일어난다는 것을 확인하였으며, 이러한 먼지 폭풍이 화성 대기에 빠른 영향을 준다는 사실을 제안하였다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1097-3 | 전문  | PDF