톱10 하이라이트

2019年11月13日 ~ 2019年12月13日

  • 인공지능 스타크레프트 II 그랜드마스터 탄생

    Nature 575 (2019년11월14일)

    스타 크래프트 II는 전세계에서 경쟁적으로 플레이 되고 있는 공상 과학 전략 게임이다. 이 게임에서 플레이어는 세 가지 외계 종족 중 하나를 통제하고 상대 적의 행동에 맞게 전략적이고 전술적인 결정을 내려야 한다. 이 게임은 복잡성과 멀티 플레이어 도전 과제가 잠재적인 실제 현실을 반영하기 때문에 인공 지능(Artificial intelligence, AI)의 핵심 도전 과제로 부상했다. 그러나 AI 프로그램은 단순화된 버전의 게임에서도 인간 플레이어와 경쟁하기 위해 고군분투하고 있다. 이번 주 발행호에서 DeepMind의 Oriol Vinyals와 그의 동료들은 AlphaStar라는 AI 프로그램이 모든 온라인 버전의 게임을 통해 인간 플레이어와 경쟁한 후 스타 크래프트 II의 세 가지 외계 종족 모두 그랜드 마스터 수준에 도달했다고 발표했다. AlphaStar는 이제 게임에서 플레이어의 상위 0.2 %에 속하게 되었다. 이 프로그램은 여러 심층 신경망 에이전트(Neural network agents)가 서로 경쟁하여 지속적으로 적응하는 전략 및 대응 전략 세트를 생성하는 다중 에이전트 강화 학습 알고리즘(Multi-agent reinforcement learning algorithm) 덕분에 성공을 거두었다. 표지 이미지 : DeepMind Technologies Ltd with thanks to Blizzard Entertainment 제공

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1724-z | 전문  | PDF

  • 암에서의 약물 내성에 대한 견해

    Nature 575 (2019년11월14일)

    지난 수십 년 동안 특히 분자 구성 성분에 기초한 암을 표적으로 하는 치료법의 개발이 이루어졌다. 특정 유전자 및 경로를 표적으로 하는 많은 약물들이 승인되었으며, 면역 요법은 매우 유망한 치료법으로 부상하였다. 그러나 이러한 성공에도 불구하고 종양은 매우 이질적(Heterogeneous)이며 대부분 약물 내성이 존재한다. 본 리뷰 논문에서는 이러한 약물 내성 현상을 설명하고 이를 극복하기 위한 전략에 대해 기술하고 있다.

    Review

    doi: 10.1038/s41586-019-1730-1 | 전문  | PDF

  • 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic computing)을 통한 스파이크 기반 기계 학습(Machine intelligence)

    Nature 575 (2019년11월28일)

    일반적인 컴퓨터의 경우 이미지 인식과 같은 지능적인 작업을 수행하기 위해서 인간의 두뇌보다 더 많은 에너지를 필요로 한다. 학습과 관련된 시냅스 및 정보를 전달하는 스파이킹 뉴런(Spiking neuron)을 가지고 있는 뇌의 구조와 작동에 대한 이해는 기계 학습(Machine intelligence)의 개발을 위한 컴퓨터를 이용한 새로운 에너지 효율적인 접근법을 고안할 수 있게 해준다. 이러한 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic computing)은 초기에 기존의 실리콘 회로를 사용하여 신경망 유사 알고리즘을 구현하는 것이 제한적이었으나, 생물학적 시스템과 매우 유사한 새로운 하드웨어 시스템이 개발되고 있다. Kaushik Roy와 그의 동료들은 스파이크 기반 방식에 초점을 둔 알고리즘과 하드웨어에 대한 뉴로모픽 컴퓨터의 최신 지견을 보여주고 있으며, 알고리즘-하드웨어 공동 설계(Co-design)의 미래 전망에 대해 논의하고 있다.

    Perspective

    doi: 10.1038/s41586-019-1677-2 | 전문  | PDF

  • NLRP3 inflammasome 활성에 의한 타우병증 유발

    Nature 575 (2019년11월28일)

    표지 이미지는 뉴런 내부에 축적되는 타우(Tau) 단백질(파란색)을 보여준다. 아밀로이드-β와 함께 타우는 알츠하이머병에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 아밀로이드-β가 플라크(Plaques)에 축적되는 반면, 과인산화된 타우 응집체는 신경섬유엉킴(Neurofibrillary tangles)에 축적된다; 이 플라크와 엉킴은 신경 퇴화와 인지력 감퇴에 관여한다. 신체의 자연 방어의 일부인 단백질 복합체 NLRP3 inflammasome의 미세 아교 세포에서의 활성화는 아밀로이드-β 플라크 형성에 필수적이다. 이번 주 호에서 Michael Heneka와 그의 동료들은 NLRP3 inflammasome이 타우 엉킴(Tau tangles) 형성을 유발한다는 사실을 밝혔다. 연구팀은 타우 얽힘이 아밀로이드-β 활성화 미세 아교 세포 및 NLRP3 inflammasome의 downstream에서 발달하며, 이는 알츠하이머병의 아밀로이드-증폭 가설(Amyloid-cascade hypothesis)을 뒷받침한다는 사실을 보여주고 있다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1769-z | 전문  | PDF

  • 반양성자(Antiprotons)와 액시온 유사 암흑 물질(Axion-like dark matter) 간 상호작용의 직접적인 저해

    Nature 575 (2019년11월14일)

    암흑 물질이란 무엇인가? 이 질문에 답하면 입자 물리학과 천체 물리학의 야심찬 연구 프로그램에 동기를 부여 할 수 있다. 많은 암흑 물질 후보 중 하나는 양자 색역학(Quantum chromodynamics)의 강한 전하-패리티(Parity) 문제를 해결하기 위해 최초로 도입된 가벼운 무회전 보손Llight spinless boson)인 액시온(Axion)이다. 액시온과 광자 또는 전자 사이의 상호작용 강도에 대한 한계가 알려져 있지만, 반물질과의 상호작용에 대한 정보는 알려져 있지 않다. Christian Smorra와 공동 연구자들은 초경량 액시온 유사 입자와 반양성자와의 상호작용에 첫 번째 직접적인 제약을 두었다. 이 연구는 다른 반입자들 간의 유사한 상호 작용을 찾는 방법을 제공하고 있다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1727-9 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-03431-5 | 전문  | PDF

  • 음향 포획

    Nature 575 (2019년11월14일)

    생성된 이미지가 실제 공간에서 실제 부피를 차지하는 것처럼 보이는 체적 디스플레이(Volumetric display)는 공상 과학 영화의 필수품이다. Yuraji Hirayama와 그의 동료들은 이러한 디스플레이를 실현하기 위한 목적으로 시스템을 개발했으나, 가청음(Audible sound)과 터치감을 비롯한 추가적인 장점도 가지고 있다. 본 시스템의 근원은 음향 영동(Accoustophoresis)인데, 이로 인해 작은 입자들이 면밀하게 구성된 음장(Sound field)에 의해 포착되고 이동된다. 입자가 적절히 빛나고 빠르게 이동할 경우 자유 공간(Free space)에서 고체 부피(Solid volume)를 차지하는 것처럼 보이게 된다. 그러나 음장을 디스플레이의 드라이버로 사용하면 이미지를 들을 수 있으며 시청자의 피부에 촉각을 유발할 수도 있다. 즉, 표시된 이미지를 보고 듣고 심지어 '터치'할 수도 있다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1739-5 | 전문  | PDF

  • 바일 반금속((TaSe4)2l)에서 액시온 전하 밀도 파동

    Nature 575 (2019년11월14일)

    디랙(Dirac), 바일(Weyl) 및 마요라나 페르미온(Majorana fermions) 관찰에 의해 입증된 바와 같이, 위상 물질(Topology materials)에서의 집단 전자 여기(Collective electronic excitations)는 고 에너지 물리학 측면에서 제안된 입자의 실현을 가능하게 했다. 본 연구에서 전하 밀도 파동 바일 반금속(Charge-density-wave Weyl semimetal)에서 Johannes Gooth와 그의 동료들은 양자장론에서 오랫동안 알려진 또 다른 준입자(Quasiparticle)인 액시온을 관찰하였다. 액시온(Axion)은 비정상적인 자기-전기 수송 효과(Magneto-electric transport effect)를 특징으로 하는 전하-밀도 파동 위상에서 슬라이딩 모드로 식별된다. 이러한 결과는 통해 위상 및 강상관 위상(Strongly correlated)의 교차점에서 물질의 발생을 보여준다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1630-4 | 전문  | PDF

  • 단일 세포 수준에서 사람 간경화 섬유증 해결

    Nature 575 (2019년11월21일)

    이 연구에서 Neil Henderson과 그의 동료들은 단일 세포 RNA 시퀀싱과 최신 데이터 분석을 결합하여 사람 손상 간과 정상 간 간 생검에서 나온 세포의 기능적 다양성을 특성화하고 비교하였다. 이들은 섬유증을 정의하고 섬유증 부위에 위치한 세포의 발현 프로파일에 기초한 수용체-리간드 상호 작용 네트워크를 제시할 수 있는 손상 관련 대식세포 및 내피 세포에 대한 마커를 확인하였다. 이 연구는 광범위한 섬유성 질환을 가진 환자를 치료하기 위해 적절하고 합리적인 치료 타깃을 발견하기 위한 개념적 모형(Conceptual framework)을 제공 할 것으로 기대된다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1631-3 | 전문  | PDF

  • 비소세포성 폐암에서의 미토콘드리아 막 전위 생체 내 이미징(in vivo imaging)

    Nature 575 (2019년11월14일)

    미토콘드리아는 암 세포를 포함하여 에너지 생성과 세포 대사에 필수적이다. David Shackelford와 그의 동료들은 생체 내(in vivo)에서 미토콘드리아 기능을 이미징하는 양전자 방출 단층 촬영법(Positron emission tomography method)을 개발했다. 이 촬영법을 폐암 마우스 모델에 적용함으로써, 종양 세포 간의 뚜렷한 미토콘드리아 기능의 이질성을 관찰하였다. 저자들은 이 기술이 암, 노화, 생리 및 질병에서 미토콘드리아 기능의 영향에 대한 다양한 연구에 적용될 수 있을 것이라고 밝혔다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1715-0 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-03239-3 | 전문  | PDF

  • 미토콘드리아 유입 게이트 구조를 통한 전구 단백질 경로 규명

    Nature 575 (2019년11월14일)

    세포질에서 미토콘드리아로 단백질을 유입하는 것은 미토콘드리아 생합성(Mitochodrial biogenesis)에 필수적이다. 미토콘드리아 외막에서, TOM 복합체는 이들 단백질의 주요 진입 게이트로 작용한다. 저자들은 cryo-EM을 이용하여 3.8Å의 해상도로 효모 TOM 조직 구조를 밝혔다. 구조 및 이와 관련된 생화학적 분석은 모든 진핵생물에서 진화적으로 보존된 복합체의 중요한 특징 및 복합체가 미토콘드리아 막간 공간에서의 생합성을 매개하는 방법에 대한 정보를 제공한다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1680-7 | 전문  | PDF