톱10 하이라이트

2018年4月26日 ~ 2018年5月26日

  • ENT 과정에서 발생하는 종양 전이 상태 확인

    Nature 556 (2018년4월26일)

    암세포에서 일어나는 상피조직에서 중간엽 조직으로의 전환(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT) 프로세스는 전이와 연관되어 있지만, 여전히 많은 논란의 대상이 되고 있다. EMT에 대한 조사는 상피 및 중간엽 조직과 관련된 마커의 발현을 기반으로 하고 있다. Cédric Blanpain과 공동연구원들은 생쥐 종양 세포에서 다양 종류의 세포 표면 마커를 분석하였으며, 이를 통해서 EMT에서 다양한 전이 상태가 있다는 것을 발견하였고, 이러한 각각의 단계들이 특정 마커와 연관되어 있다는 것을 확인하였다. 흥미로운 사실은, 암 세포에 대한 대부분의 중간엽 서브 세포 집단은 가장 높은 전이 잠재성을 가진 세포들이 아니었으며, 이들은 초기 전이 상태를 가지고 있는 세포들인 것으로 확인되었다. 이러한 연구 결과를 통해서 전이 가능성 증가와 관련된 세포의 가소성에 대한 새로운 정보를 얻을 수 있었다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0040-3 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-04403-x | 전문  | PDF

  • 단일 세포 레벨에서 대장암 세포의 종양 내 지놈 다양성

    Nature 556 (2018년4월26일)

    암은 단일 또는 작은 수의 세포들로부터 유래하여, 지속적으로 증식하는 세포 집단을 형성하게 된다. Michael Stratton과 공동연구원들은 단일 대장암 조직 내에 존재하는 세포들의 지놈 다양성을 조사하였다. 저자들은 3개의 대장암 조직 및 인접한 정상 조직으로부터 유래한 단일세포로부터 만들어진 오가노이드의 체세포성 돌연변이율을 조사하였다. 저자들은 정상적인 대장암 세포보다 대장암세포에서 체세포성 돌연변이가 7배 더 많이 나타나는 것을 발견하였다. 대부분의 돌연변이는 마지막으로 우세한 클론성 암세포 증식 단계에서 획득되었으며, 서로 다른 돌연변이 프로세스에 의해서 형성되었다. 저자들은 동일한 암에서 유래한 세포들이 항암제에 대해서는 서로 다른 반응을 보인다는 사실을 확인하였다. 이러한 결과를 통해서 오가노이드 시스템을 이용하여 대장암 세포의 암 조직 내에서의 다양성을 확인할 수 있게 되었다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0024-3 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-03841-x | 전문  | PDF

  • 빅데이터 시대에서 Felsenstein의 계통분류학적 부트스트랩의 부활

    Nature 556 (2018년4월26일)

    식물 진화의 강건성은 흔히 Felsenstein에 의해서 만들어진 것과 유사한 ‘부트스트랩’ 방법을 이용하여 테스트 된다. 이 방법은 몇몇 분류단위 이상을 포함하는 계통분류군에 대한 관리가 데이터와 컴퓨터 분석 능력에 의해서 제한되는 경우에 매우 유용하게 사용될 수 있다. 최근에는 넘쳐나는 데이터와 충분한 컴퓨터 분석 능력의 증가에 의해서 Felsenstein에 의해서 개발된 부트스트랩 테스트에서 가능하다고 생각했던 것보다는 훨씬 더 많은 분류단위를 포함하는 개통분류군을 포함할 수 있게 되었다. Olivier Gascuel과 공동연구원들은 부트스트랩 방법이 훨씬 더 큰 데이터들에 적용할 수 있도록 개선하였다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0043-0 | 전문  | PDF

  • 대뇌 기저핵에서 도파민 감소에 따른 파킨슨 질환 발병 원인

    Nature 557 (2018년5월10일)

    대뇌 기저핵의 직접 및 간접적인 경로의 활성을 조율하는 것은 신체 움직임에 있어서 중요하지만, 상호작용과 관련된 특성에 대해서는 명확히 밝혀진 바가 없었다. Mark Schnitzer와 공동연구원들은 장기간에 걸친 이미지 촬영 기술을 이용하여, 생쥐 선조체에서의 신경 세포 집단 활성을 확인하였으며, 신체가 움직이는 동안에 두 경로에서 국소적인 클러스터 활성을 확인할 수 있었다. 도파민 감소는 두 신경 세포 집단에서의 활성에 불균형을 유발하며, 국소적인 공간 다이나믹스에 문제를 일으킨다. 약물학적인 치료를 통해서 도파민 감소를 치료하거나, 높은 도파민 레벨을 유지함으로써 운동 기능에서의 변화에 의해서 매칭되는 공감각적 프로파일에서의 신경 활성을 변화시키게 된다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0090-6 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-02589-8 | 전문  | PDF

  • 거울이성질체 변환 촉매성 SN1 반응을 통한 4가 입체 중심

    Nature 556 (2018년4월26일)

    4개의 서로 다른 탄소 치환기를 가진 탄소 원자인 4가 입체중심(quaternary stereocentres)은 생물학적 활성을 가진 작은 유기 분자에서 핵심이 되는 구조적 모티브이다. 이러한 분자는 독특한 미러 이미지를 가지고 있으며, 정확한 구조를 합성하는 것이 매우 어렵다. 이번 주 네이처에서 Eric Jacobsen과 공동연구원들은 일반적으로는 조절하기 힘든 반응 메커니즘을 이용하여 라세미 혼합물로부터 4가 입체 중심을 선택적으로 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. 단일분자 핵친화성 치환(unimolecular nucleophilic substitution, SN1) 반응은 유기 화학 교과서에서 흔히 볼 수 있는 반응이다. 이 반응은 핵친화기가 평면의 양이온 중간체(표지 사진 참초)를 통해서 탄소 원자 위의 기존 치환기를 바꿔준다. 하지만, 메커니즘의 특성은 핵친화기가 어떤 방향에서든지 반응성 탄소 원자로 접근할 수 있으며, 이는 접근하는 그룹을 선택적으로 결합시키는 것이 불가능하다는 것을 의미하고 있다. Jacobsen과 공동연구원들은 키랄 수소-결합 촉매와 루이스산을 이용하여 SN1 반응이 입체 조절 방식으로 작용할 수 있도록 함으로써, 기존의 한계를 극복하였다. 표지 이미지: Ella Maru Studio, Inc.제공.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0042-1 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-04684-2 | 전문  | PDF

  • 아시아 지역에서 재배되고 있는 3,010개 변종 벼에 대한 지놈 염기서열 분석

    Nature 557 (2018년5월3일)

    3,000 라이스 지놈 프로젝트에 참여하고 있는 Zhikang Li, Kenneth McNally, Rod Wing, 그리고 공동연구원들은 아시아지역에서 재배되고 있는 쌀 품종인 Oryza sativa L.의 변이종 3,010개에 대한 전체 지놈 염기서열을 분석하였다. 저자들은 O. sativa의 지놈 다양성과 개체집단 구조를 분석하였으며, 펜-지놈을 구성하였다. 저자들의 분석 결과를 통해서 쌀에 대한 종 내부에서의 다양성, 진화 히스토리, 그리고 재배 히스토리에 대한 보다 상세한 정보를 제공할 수 있게 되었다. 또한 저자들은 쌀알의 길이, 폭, 그리고 세균에 의한 마름병에 대한 저항성과 관련된 전체 지놈 연관성에 대한 맵핑에 자신들의 결과를 이용하는 방법을 제시하였다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0063-9 | 전문  | PDF

  • 복제 시점 중단에 작용하여 염증성 인터페론의 발현을 억제하는 SAMHD1

    Nature 557 (2018년5월3일)

    SAMHD1 단백질은 바이러스 감염, 암 생성, 그리고 만성 염증으로부터 세포를 보호하는 작용을 하지만, 이러한 작용과 관련된 메커니즘에 대해서는 정확히 밝혀진 바가 없었다. Philippe Pasero와 공동연구원들은 SAMHD1이 사람 세포 배양 시 발생하는 복제 스트레스를 인지할 경우 MRE11 뉴클레아제를 활성화시킨다는 사실을 확인하였다. MRE11은 중단된 복제 시점의 DNA 가닥을 분해하며, 이를 통해 복제가 다시 시작될 수 있도록 해준다. SAMHD1이 없는 세포의 경우, 지속적으로 중단되어 있는 복제 시점이 작은 단일 가닥 DNA 단편을 세포질로 방출하며, 이에 따라 제1형 인터페론과 같은 염증성 유전자를 촉진하는 cGAS-STING 복합체를 활성화시킨다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0050-1 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-02804-6 | 전문  | PDF

  • 텔로머라아제 홀로자임에 대한 냉동 전자 현미경 구조 분석

    Nature 557 (2018년5월10일)

    인간 염색체는 끝쪽에 텔로미어라고 하는 보호 캡을 가지고 있으며, 이는 흔히 운동화 끈 끝에 달려 있는 플라스틱 보호 부분과 비교된다. 세포가 매번 분화할 때마다, 텔로미어는 조금씩 짧아지며, 이를 통해서 세포는 분화를 중단하고 사멸하게 된다. 텔로머라아제는 텔로미어의 길이를 증가시킴으로써, 세포 사멸을 차단하게 된다. Kathleen Collins와 공동연구원들은 기질과 결합된 인간 텔로머라아제 홀로엔자임에 대한 냉동-전자 현미경 구조 분석 결과를 발표하였다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0062-x | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-04756-3 | 전문  | PDF

  • ABC 트랜스포터 MsbA의 구조 분석

    Nature 557 (2018년5월10일)

    플립파아제(Floppases)는 세균의 ATP 결합 카세트(ATP-binding cassette, ABC) 트랜스포터(transporter)로써, 그람 음성 세균의 내부 세포막의 바깥쪽으로 LPS(lipopolysaccharide)를 운반하는 역할을 한다. 이러한 트랜스포터는 세균의 생존에 핵심적인 역할을 하며, 따라서 항생제 개발을 위한 타깃이 되어 왔다. 하지만, 이러한 약물 타깃이 되는 ABC 트랜스포터에 대한 분자 수준의 정보에 대해서는 거의 아는 바가 없었다. Christopher Koth와 공동연구원들은 E. coli 플립파아제인 MsbA가 퀴놀린 기반의 억제제인 G907 및 G092와 복합체를 형성한 상태에 대한 결정 구조를 발표하였다. 저분자 약물은 막투과 헬릭스 사이에 결합하였으며, LPS가 내부에 결합된 상태에서 안쪽을 향해 있는 상태로 MsbA의 작용을 중단시키는 것으로 확인되었다. 이러한 리간드는 핵산이 결합하는 부위 및 막투과 도메인이 결합되지 않은 입체성 다른 자리를 통해서도 작용하였다. 이러한 연구 결과를 통해서 ABC 트랜스포터에 대한 선택적인 억제제 개발이 가능할 것으로 보인다.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0083-5 | 전문  | PDF

  • 체온 유지, 산소 및 영양분 공급이 가능한 NMP 장치를 이용한 이식을 위한 간 보존 기술

    Nature 557 (2018년5월3일)

    공여된 간의 이용가능성과 상태는 간 이식의 성공을 결정하는 중요한 요소이다. 이번 주 네이처에서 David Nasralla, Constantin Coussios, Peter Friend와 공동연구원들은 간을 이식하기 전에 이를 보존할 수 있는 새로운 기술을 개발하였다. 일반적으로 공여된 간은 얼음에 보존하게 되지만, 이러한 방법은 장깅 손상을 가하게 된다. 연구원들은 NMP(Nomothermic Machine Perfusion)라는 장치를 이용하여 이러한 문제를 해결하였다. 이러한 장치는 공여된 장기의 체온을 유지하며, 탈산소화된 혈액을 장기로부터 받은 후, 산소와 필수 영양분을 보충한 후, 간으로 다시 되돌려 보낸다. 새롭게 개발된 기술은 얼음에 보관하는 기존 방법에 비해서 보존 시간을 54%더 늘렸으며, 간 손상을 50% 감소시켰다. 이들 연구팀은 NMP시스템이 장기 이식 수술 시에 이식될 장기를 보다 잘 보관할 수 있을 것으로 추정하였다. 표지 사진: AXS Studio, Inc. 제공.

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    doi: 10.1038/s41586-018-0047-9 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/d41586-018-04458-w | 전문  | PDF