톱10 하이라이트

2017年10月25日 ~ 2017年11月24日

  • 60,000세대를 거치는 동안 일어나는 분자생물학적 진화 과정에 대한 분석

    Nature 551 (2017년11월2일)

    대장균의 장기간 진화 실험(Escherichia coli long-term evolution experiment, LTEE)은 지금까지 진행된 가장 긴 세균 진화 시험으로써, 약 12개의 개체군과 60,000 세대의 E.coli가 포함되었다. Michael Desai, Richard Lenski와 공동연구원들은 LTEE를 통해서 진행된 60,000세대를 거치는 동안 500세대 단위로 진행한 전체 지놈 염기서열 분석 결과를 발표하였다. 저자들의 분석을 통해서 장기간에 걸친 세균의 복잡하고 다이나믹한 진화 프로세스가 밝혀지게 되었으며, 또한 클론 간섭, 유전적 부동, 그리고 선택에 대한 타깃 이동도 확인할 수 있었다.

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    doi: 10.1038/nature24287 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24152 | 전문  | PDF

  • 염증성 기억을 통해 조직 손상에 대해 민감화된 상피 줄기세포

    Nature 550 (2017년10월26일)

    피부에는 상피 줄기세포가 환경적 손상에 대항하는 장벽을 형성하고 있다. Shruti naik 등은 급성 염증 반응 이후에 상피 줄기세포가 뒤따라 일어나는 조직 손상 동안에 장벽의 재구성을 지연시키는 기억을 유지한다는 사실을 확인하였다. 하지만, 추가적인 손상에 대한 민감도 증가는 조직의 손상을 증가시키며, 자가면역 질환 및 암에 대한 감수성도 증가시키는 것으로 확인되었다.

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    doi: 10.1038/nature24271 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24154 | 전문  | PDF

  • 선택적 저분자 억제제를 통한 USP7 억제를 통한 암세포 성장 억제

    Nature 550 (2017년10월26일)

    탈 유비쿼틴화 효소는 타깃 기질로부터 작은 변형 단백질인 유비쿼틴을 제거함으로써 단백질의 안정성을 조절한다. 이러한 효소 중에 하나인 UPS7은 항암제 개발의 잠재적인 타깃이며, 이 단백질을 억제하면 유비쿼틴화 된 온코단백질인 MDM2가 분해되며, 종양 억제 단백질인 p53의 재 활성화가 일어나게 된다. 하지만, UPS7의 선택적인 억제는 여전히 많은 논란의 대상이었다. David Komander와 공동연구원들은 USP7을 억제하는 작은 두 개의 분자를 밝혔으며, 이들이 in vitro와 세포 내에서 매우 높은 친화력 및 특이성을 가진다는 사실을 확인하였다. 저자들은 이러한 억제제들이 가지는 작용 기전에 대한 구조적인 해석을 제공하였으며, 이들이 암세포의 성장을 억제하는 능력을 보여줄 수 있었다. 이번 주 네이처의 다른 기사에서 Ingrid Wertz와 공동연구원들은 UPS7에 대한 억제제 2개를 별도로 개발하였으며, 암세포에 대한 독성효과를 입증할 수 있었다.

    Article

    doi: 10.1038/nature24451 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24006 | 전문  | PDF

  • 정전기적 도핑을 이용한 MoTe2 단일층의 구조적 위상 전이

    Nature 550 (2017년10월26일)

    전이금속 칼코게나이드계의 단일층에서의 결정 구조 및 물리적 특성의 다양성은 이러한 종류의 2차원 물질에서 많은 관심을 불러일으켰었다. 온도 및 화학적 방식을 통해 이러한 구조와 특성 사이에서의 전환이 가능하다. 전기적 트리거를 이용하여 동일한 역할을 하는 것은 보존제 응용 분야에서 특히 매력적인 분야이다. Yin Wang 등은 이러한 목표를 달성하였으며, 정전기적 대전이 어떻게 몰리브덴 디텔루라이드(molybdenum ditelluride, MoTe2) 단일층의 구조가 서로 다른 두 위상 간에 어떻게 가역적으로 변화시키는데 이용될 수 있는지를 보여주었다. 이번 연구 결과를 통해서 이러한 물질들을 위상 변화 디바이스에 적용할 수 있는 가능성을 열었다.

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    doi: 10.1038/nature24043 | 전문  | PDF

  • 65개의 새로운 유방암 발병 위험 유전자 발견

    Nature 551 (2017년11월2일)

    유방암에 대한 지놈 전체 연관성 연구를 통해서 유방암 발병위험을 증가시키는 흔한 유전학적 변이가 밝혀졌지만, 대부분의 유전학적 위험성은 여전히 제대로 밝혀지지 않았다. Doug Easton과 공동연구원들은 122,000건의 유방암 사례와 105,000건의 대조군을 대상으로 지놈 전체에 대한 연관성을 조사하였다. 저자들은 온코어레이(OncoArray)를 이용하여 지놈 전체에 대한 단일 염기서열 다형성(single-nucleotide polymorphism, SNP)을 조사하였다. 저자들은 전체적으로 65개의 유전자위가 유방암 발병 위험성과 관련되어 있다는 것을 확인하였으며, 기존에 밝혀진 107개의 유방암 발병 위험성 유전자위와 같이 분석하였을 때, 친인척들 중에서 약 18%가 유방암 발병 위험성에 연관되어 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 다형성 위험 점수는 위험 예측 모델에 이용될 수 있으며, 질병에 대한 초기 검출 및 타깃화된 예방을 가능하게 할 것으로 보인다.

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    doi: 10.1038/nature24284 | 전문  | PDF

  • 분자 다이나믹스 시뮬레이션을 통한 금속의 가소성 한계 측정

    Nature 550 (2017년10월26일)

    표지 사진은 위치에서 벗어난 선인 격자 손상의 복잡한 네트워크를 보여주고 있다. 이러한 격자 손상의 움직임은 금속성 탄탈룸이 압력 하에서 흐르도록 해준다. 금속에서 플라스틱의 변형에 대한 완전한 다이나믹스를 가진 원자 시뮬레이션은 중간 규모의 추정치를 포함하고 있다. 이번 주 네이처에서 Vasily Bulatov와 공동연구원들은 금속 가소성에 대한 완전한 다이나믹의 원자 레벨 시뮬레이션을 제시하였으며, 2억 6천 8백만개의 원자를 포함하고 있으며, 각각의 시뮬레이션은 약 2엑사바이트(1엑사바이트=1,018바이트)의 데이터를 생성하였다. 저자들은 자신들의 모델을 이용하여, 몸 중심에 위치한 큐빅 메탈 탄탈룸이 초고도-변형률의 변형에 어떻게 반응하는지를 확인하였다. 저자들은 특정 한계 조건에 도달하게 되면, 전위는 더 이상 기계적인 부하와 쌍정을 완화하지 못한다. 급작스러운 결정 격자의 재정향이 뒤따라 발생하게 된다. 저자들은 이와 같은 임계 상태 이하에서는 손상 스트레스와 전위 밀도는 정상 상태에 도달하게 되며, 금속은 반죽 덩어리처럼 독립적으로 개어질 수 있게 된다는 것을 밝힐 수 있었다. 표지 이미지: Alexander Stukowski 제공.

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    doi: 10.1038/nature23472 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/550461a | 전문  | PDF

  • 두 개의 중성자 별이 융합되면서 발생하는 킬로노바로부터 유래한 광학적 방출 관측

    Nature 551 (2017년11월2일)

    표지 이미지는 두 개의 중성자 별이 충돌하여 융합되면서 킬로노바(kilonova)로 불리는 저 광도의 일시적인 천체가 형성되는 모습을 예술적으로 표현한 것이다. 이러한 현상은 2017년 8월 17일에 첨단 LIGO와 비르고 검출기를 통해서 초기에는 중력파 형태로 관찰됐었다. 중요한 것은 GW170817로 불리는 이러한 현상이 다양한 천문 관측 시설에서 감지되는 강력한 전자기적 신호를 동반한다는 것이다. 그 결과, 감마선 폭발의 결과로 수집된 엄청난 양의 정보가 얻어졌으며, 킬로노바에 대해 연구한 6편의 논문이 이번 주 네이처 News & Views 란에 게재되었다. 킬로노바에서의 광학 및 근적외선 방출은 Iair Arcavi와 그의 연구원들, Elena Pian과 그녀의 연구팀, 그리고 Stephen Smartt와 공동연구원들이 발표한 3편의 연구논문에 게재되었으며, GW170817이 사실상 킬로노바라는 사실을 확인할 수 있었다. Eleonora Troja와 공동연구원들은 융합된 별로부터 유래한 X-선 방출을 발표하였으며, GW170817로부터 유래한 방출 제트류가 축을 벗어난다는 사실을 확인하였다. 5번째 연구논문에서 Daniel Kasen과 공동연구원들은 킬로노바 현상으로부터 무거운 성분이 생성되는 것을 가장 최근 연구 결과를 통해서 확인하였다. 저자들은 중성자별의 융합이 우주에서 가장 무거운 성분을 만든다는 사실을 확인하였다. Daniel Holz와 연구팀은 여러 군데의 관측소를 통해서 킬로노바를 독립적으로 관찰한 이후, 허블 상수를 보정하였으며, 이러한 관찰 결과가 다른 측정값과 일치한다는 사실을 확인하였다. 표지 사진: Aurore Simonnet 제공

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    doi: 10.1038/nature24291 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/nature24153 | 전문  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/nature24290 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24298 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24303 | 전문  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/nature24453 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24471 | 전문  | PDF

  • 노화에 따른 신경 교세포-신경 신호전달 조절에 대한 유전적 차이

    Nature 551 (2017년11월9일)

    노화의 속도는 개인마다 매우 다르다. 선충인 Caenorhabditis elegans의 경우에도 수명 및 나이와 연관된 감소 현상이 매우 다른 것으로 보여주고 있다. Shi-Qing Cai와 공동연구원들은 rgba-1(regulatory-gene-for-behavioural-ageing-1) 및 npr-28(neuropeptide receptor gene-28)의 다형성이 선충에서 노화 속도에 영향을 준다는 사실을 확인하였다. Rgba-1은 신경 교세포에서 발현되는 신경펩타이드를 암호화 하고 있으며, 이 신경펩타이드는 신경 세포에 있는 npr-28에 의해 암호화된 수용체를 활성화시키고, 그 결과 노화를 조절하는 SIR-2.1에 의해서 조절되는 UPRmt의 활성을 감소시키는 결과를 가져오는 것으로 확인되었다.

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    doi: 10.1038/nature24463 | 전문  | PDF

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    doi: 10.1038/551179a | 전문  | PDF

  • 해저 지형에 따라서 형성되는 심해 순환

    Nature 551 (2017년11월9일)

    2.5킬로미터보다 깊은 해저에서 일어나는 심해 순환(Deep ocean circulation)은 해양이 열과 탄소를 흡수하거나 방출하는데 있어서 중요 동력원으로 작용하고 있다. 북 대서양과 같은 일부 지역은 심해층이 형성될 수 있는 곳으로 알려져 있지만, 심해수의 움직임을 조절하는 프로세스에 대해서는 심해 자체만큼이나 알려진 바가 없었다. Casimir de Lavergne와 공동연구원들은 흐름 패턴의 특징을 밝혔는데, 북쪽 4km 깊이와 남쪽 2.5km에서 4km 사이가 해저면의 특정 깊이에서의 분포를 결합하고 있는 것으로 확인되었다. 해양 수심 측량은 기후 구배와 같은 필수적이지 않은 특성들에 비해서 심해 순환을 유발하는 주요한 요소인 것으로 확인되었다. 저자들은 방사선 탄소 동위원소 측정을 모델에 추가함으로써, 표면과 심해저 사이에 위치하고 있는 그림자 층을 밝혔으며, 장기적인 탄소 저장고로써의 높은 잠재력이 있는 것으로 확인되었다.

    Article

    doi: 10.1038/nature24472 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/551178b | 전문  | PDF

  • 전세계적으로 일어나고 있는 숲 가장자리에서의 생물다양성 감소

    Nature 551 (2017년11월9일)

    전세계 숲의 붕괴는 생물다양성 및 생태계 기능의 소실을 유발한다. Marion Pfeifer와 공동연구원들은 이번 주 네이처에 발표된 논문에서 인간에 의해서 전세계적으로 유발된 숲의 붕괴가 1,673종의 포유류, 조류, 파충류, 그리고 양서류에 어떤 영향을 주는지에 대해서 메타 분석을 실시한 결과를 발표하였다. 저자들은 숲의 가장자리에서 종 다양성에 85% 감소하였으며, 조류, 파충류, 양서류, 그리고 포유류에서는 각각 11%, 30%, 41%, 그리고 57% 감소한 것으로 확인되어, 숲의 가장자리에서 심각한 종 다양성 감소가 일어나는 것으로 확인되었다. 이와 같은 결과는 전체적으로 전세계 숲의 절반 이상에서 척추동물 개체수가 변화되고 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

    Article

    doi: 10.1038/nature24457 | 전문  | PDF