톱10 하이라이트

2019年3月21日 ~ 2019年4月20日

  • 2차원 재료를 서로 결합시킬 수 있는 반데르발스 상호작용

    Nature 567 (2019년3월21일)

    서로 다른 반도체 재료를 결합시키는 것은 모든 현대 전자 장비 및 광학장비의 기초가 된다. 이러한 서로 다른 구조 또는 초격자(superlattice)는 서로 다른 방식을 통해서 제작할 수 있지만, 가장 흔하게는 화학적 결합을 이용하며, 이는 재료들이 유사한 축 및 일정한 격자를 형성하고 있어야 하는 것으로 제한한다. 이러한 제한 사항은 그레핀과 같은 2차원 재료로 제한되는데, 이는 이와 같은 재료의 이질성 구조가 화학적 결합이 아닌 상대적으로 약한 반데르발스 상호작용에 의해서 결합되어 있기 때문이다. Xiangfeng Duan과 공동연구원들은 반데르발스 상호작용을 2차원 재료 이상으로 적용하고자 하였으며, 이를 통해서 현재 존재하는 재료를 넘어서 인공적인 이질 구조 및 초격자를 만들 수 있는 잠재적인 가능성을 제공하였다.

    Perspective

    doi: 10.1038/s41586-019-1013-x | 전문  | PDF

  • 인간 암에서 확인되는 ‘발암 히스톤’ 단백질 돌연변이 관련 메커니즘 분석

    Nature 567 (2019년3월28일)

    히스톤 유전자의 특정 돌연변이는 암과 관련이 있으며, H3K27me로 알려져 있는 ‘종양원성 히스톤(oncohistone)’은 매우 드물게 발생하는 소아 교모세포종에서 발견된다. C. David Allis와 공동연구원들은 다양한 암 종에서 발생하는 히스톤 미스센스 돌연변이(missense histone mutation)에 대해서 발표하였다. 저자들은 이러한 돌연변이가 염색체 구조 및 기능을 변화시키며, 이를 통해서 암 생성을 유발하는데 관여하는 메커니즘을 밝혔다. 이러한 연구 결과는 향후 추가적인 연구를 진행하는데 있어서 출발점 역할을 할 것으로 보인다.

    Analysis

    doi: 10.1038/s41586-019-1038-1 | 전문  | PDF

  • 폐암 진화 과정에서 신규 항원에 의해 유발되는 면역 회피

    Nature 567 (2019년3월28일)

    이번 주 네이처에서 Rachel Rosenthal, Nicholas McGranahan, Charles Swanton, 그리고 TRACER 컨소시엄에서는 암의 진화와 몸의 면역 시스템 간의 상호관계에 대해서 조사한 결과를 발표하였다. 연구원들은 88명의 초기 단계 비소세포성 폐암 조직 세포를 대상으로 RNA 염기서열 분석 및 종양 내 면역 세포 수 추정을 이용하여, 면역 미세환경의 선택성에 대한 압력이 몸의 면역 방어 시스템을 어떻게 침투하는지를 밝혀내었다. 이번 연구 결과에서는 면역 미세 환경이 환자 간에 매우 다르며, 심지어 같은 종양의 서로 다른 부위 간에도 큰 차이가 있다는 것이 밝혀졌다. 공동연구팀은 종양의 진화는 다양하게 서로 구분되는 진화적 루트를 통해서 면역 반응을 침투하는 면역 에디팅에 의해서 형성되며, 이는 수술 이후 더 나쁜 예후와 연관되어 있다고 제안하였다. 표지 사진은 면역 CD8 T 세포가 종양 미세 환경 내에 다양하게 침투해 있는 폐암의 모습을 보여주고 있다. 표지 사진: Jeroen Claus/Phospho Biomedical Animation 제공

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-1032-7 | 전문  | PDF

  • 약하게 결합된 구성 요소들의 통계적 메카닉스를 기반으로 한 입자 로보틱스

    Nature 567 (2019년3월21일)

    살아있는 세포는 상처 치료와 같은 일을 수행하기 위해서 서로 뭉치고 집단적으로 작업을 한다. 분자 로보틱스 시스템은 이러한 종류의 프로세스를 모방하기 위해서 만들어 졌지만, 부속에 대한 집중화된 조절이 어느 정도 필요하거나, 규모를 확장하는 것을 제안하는 복잡한 디자인을 필요로 하였다. 이번 주 네이처에서 Hod Lipson과 공동연구원들은 여러 개의 개별 유닛으로 구성되어 있으면서 각각 서로 다른 생물 모방을 할 수 있는 ‘입자 로봇(particle robots)’을 제시하였다. 디스크 형태의 입자는 카메라 조리개와 같이 확장 및 수축이 가능하지만, 개별적으로는 움직일 수가 없다. 자석을 이용하여 입자 간의 결합을 약하게 함으로써, 연구원들은 빛과 같은 외부 자극이 입자들이 개별적으로 진동하는 것을 변화시켜 자극원을 향해서 집합적으로 움직일 수 있도록 변화시킬 수 있었다. 저자들은 25개의 유닛으로 구성되어 있는 입자 로봇을 보여줬으며, 약 100,000개의 부분으로 구성할 수 있다는 것을 보였으며, 이를 통해서 집적화를 통한 확장이 가능하다는 것을 보여주었다. 자극을 통해서 이러한 집합적 움직임이 1/5의 부속이 기능을 하지 않아도 가능하다는 사실을 입증할 수 있었다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1022-9 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-00839-x | 전문  | PDF

  • P3HT를 이용한 효과적, 안정적, 그리고 대량화 가능한 페로브스카이트 태양광 전지 셀

    Nature 567 (2019년3월28일)

    P3HT(Poly(3-hexylthiophene)는 반도체 폴리머 계열 중에서 가장 많이 사용되고 있는 재료이다. 이 물질은 유기 태양광 셀에도 블랜딩 되어 이용되고 있지만, 하이브리드 페로브스카이트 태양광 전지 셀에 이용되는 전체 전이 재료로 사용하는데 있어서는 대량의 도핑 물질이 필요한 spiroOMeTAD 보다 성능이 훨씬 떨어지는 것으로 확인됐었다. 최근 Jangwon Seo와 공동연구원들은 하이브리드 페로브스카이트를 이용하여 2중층 할리드 페로브스카이트(halide perovskite)를 개발한 연구 결과를 발표하였다. 할리드 페로브스카이트(halide perovskite)의 탑 레이어는 위에 도포된 P3HT의 섬유화 형태를 띄고 있으며, 이를 통해 빛을 전환하는 높은 효율 및 안정성을 보였다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1036-3 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-00936-x | 전문  | PDF

  • CAR-T 세포 치료제의 효과를 감소시키는 상호 살해에 따른 항원 탈출 메커니즘

    Nature 568 (2019년4월4일)

    CAR-T 세포 치료는 혈액암과 다른 종류의 암을 치료하는데 대한 희망을 보여줬었다. 하지만, 재발이 일어나기도 한다. Michel Sadelain과 공동연구원들은 생쥐 백혈병 모델에서 CAR-T 세포 치료 후에 발생하는 재발과 관련된 메커니즘을 연구하였다. 부분적 대식작용(Trogocytosis)은 T세포로의 단백질 전달을 통해서 암 세포에 있는 CAR-T 세포가 타깃으로 하는 항원을 억제한다. 이는 종양 세포에서의 낮은 항원 밀도와 동시에 CAR 감소를 통한 T 세포 활성 감소, 그리고 CAR-T 세포를 죽이는 결과를 나타내게 된다. 이러한 메커니즘은 CAR-T 치료를 받고 있는 환자에게서도 나타나는 것을 확인하였으며, CAR-T 세포에 의한 효능 및 항암 반응의 지속성을 개선할 수 있는 방법 개발에 많은 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1054-1 | 전문  | PDF

  • 교모세포종을 타깃으로 하는 산화적 인산화 억제제로 작용하는 지박신(Gboxin)

    Nature 567 (2019년3월21일)

    대부분의 암세포는 자신들의 대사적인 요구 조건을 충족할 수 있도록 세포 내 대사 과정을 재프로그램화 시킨다. Luis Parada와 공동연구원들은 정상 세포와는 연관되지 않지만, 교모세포종을 타깃으로 하는 분자를 스크리닝 한 연구 결과를 발표하였다. 저자들은 저분자 물질인 지박신(Gboxin)이 교모세포종의 사멸을 유도한다는 사실을 발견하였다. 지박신은 미토콘드리아의 산화성 인산화 복합체에 결합하여, F0F1 ATP 합성효소의 활성을 억제한다. 지박신은 여러 생쥐 모델에서 활성을 가지며, 정상 세포에 대한 독성을 유발하지 않고도 교모세포종의 성장을 억제하는 것으로 확인되었다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-0993-x | 전문  | PDF

  • 저분자 이온 채널을 통한 낭포성 섬유증 환자의 기도 상피세포에서의 항 세균 보호 작용 재건

    Nature 567 (2019년3월21일)

    낭포성 섬유증(Cystic fibrosis)은 CFTR(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)의 기능 상실 돌연변이에 의해서 유발되는데, 호흡기 기능 및 숙주의 호흡계 방어기전에 손상을 유발한다. CFTR 기능을 재건하기 위한 특정 돌연변이 타깃 전략이 개발되어 왔지만, 최근 Martin Burke와 공동연구원들은 모든 CFTR 돌연변이에 작용하는 저분자 약물의 효능을 테스트 하였다. 암포테리신 B(Amphotericin B)는 비선택적 이온 채널을 형성하며, 폐 상피세포에서 이온 전달을 개선함으로써, 낭포성 섬유증 환자 및 이 질환에 대한 돼지 모델에서 분리된 배양 세포에서 항 세균 활성과 같은 기능적 특성을 회복시켰다. 이와 같은 CFTR 비의존성 효과는 서로 다른 CFTR 돌연변이를 가진 환자 모두에게 공통적으로 적용할 수 있는 치료법을 제공할 수 있을 것으로 보인다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-1018-5 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-00781-y | 전문  | PDF

  • 단일 뉴런 섭동을 통해서 밝혀진 1차 시각 피질에서의 특징 특이적 경쟁 상황

    Nature 567 (2019년3월6일)

    대뇌 피질에서 뉴런들이 신경학적 묘사 재구성을 위한 컴퓨터화를 수행하는 회로를 형성한다. 신경학 분야의 가장 궁극적인 문제는 국소적인 회로에서 활발히 일어나는 이와 같은 변화를 푸는 것이다. Selmaan Chettith와 Christopher Harvey는 깨어있는 생쥐에서 1차 시각 피질(primary visual cortex, V1)에서 단일 뉴런의 활성을 교란시키고, 이러한 활성이 주변 뉴런에 어떤 영향을 주는지를 이미지화 할 수 있는 방법을 개발하였다. 저자들은 자신들의 실험을 통해서 V1에서 일어나는 국소적 상호작용의 원리를 밝혔으며, 이러한 결과에는 유사하게 튜닝된 뉴런의 억제와 같은 작용도 포함되어 있다. 이러한 기술을 통해서 다른 뉴런 집단에서의 컴퓨터 화를 탐침할 수 있는 일반적인 도구로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

    Article

    doi: 10.1038/s41586-019-0997-6 | 전문  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/d41586-019-00687-9 | 전문  | PDF

  • 고형암에서 CAR-T 세포 치료제 효능을 경감시키는 NR4A 전사 인자

    Nature 567 (2019년3월28일)

    Anjana Rao와 공동연구원들은 설치류 암 모델에서 고형암에 대한 어뎁티브 T 세포 치료법(adoptive T cell transfer therapy) 동안에 T세포의 전사적 기능을 조절하는 방법을 개발하였다. 이번 연구를 통해서 T세포의 장기적인 프로그램에 대한 증거를 제공하고 있으며, 이는 NFAT와 NR4ANFAT/Nr4a 전사 인자에 의해서 유도된다. 이는 사이토카인 생성 감소와 함께 CAR-T 세포 기능을 제한하며, 억제성 수용체 발현을 증가시킨다. Nrf4a가 결여된 CAR-T세포는 암을 감소시키며, 고갈로부터 거리를 둔 전사 프로그램 덕분에 생존율을 증가시키며, 효과 인자의 기능을 증대시킨다. 이번 연구 결과를 통해서 NR4ANrf4a 단독 또는 다른 치료법과의 조합을 통해서 CAR-T 효과를 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

    Letter

    doi: 10.1038/s41586-019-0985-x | 전문  | PDF