청동기 시대 치즈에서 드러난 인간-Lactobacillus 상호작용의 진화 역사 Abstract 발효 유제품 섭취의 오랜 역사에도 불구하고, 발효 미생물이 인류 역사 동안 어떻게 사용되고 진화했는지에 대해서는 거의 알려져 있지 않습니다. 이 연구에서는 Xiaohe 무덤에서 청동기 시대 케피르 치즈 (약 3,500년 전)의 고대 DNA를 복원함으로써 과거의 인간-미생물 상호작용을 탐구했습니다. 이전에는 케피르가 북부 코카서스에서 유럽과 다른 지역으로 전파된 것으로 추정되었으나, 우리는 케피르가 신장 (위구르 자치구)에서 동아시아 내륙으로 전파된 추가 경로를 발견했습니다. 진화 역사 동안 동아시아 균주는 환경 스트레스에 대한 방어적 역할을 하는 여러 유전자 클러스터를 획득했으며, 이는 Lactobacillus 균주가 다양한 환경 틈새와 인간 선택에 적응한 결과일 수 있습니다. 전체적으로, 우리의 결과는 과거 인간 활동이 ...

Single-cell CAR T 아틀라스가 8-year leukaemia remission에서 type 2 function을 밝혀낸다 Abstract Acute lymphocytic leukaemia(ALL)에 대한 chimeric antigen receptor (CAR) T cell 치료의 높은 반응률에도 불구하고 약 50%의 환자가 첫해 내에 재발하며, 이는 cell immune therapy의 다음 단계에서 해결해야 할 시급한 문제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 초장기 CAR T cell 지속성의 분자적 결정 요인을 조사하기 위해 처음 두 개의 CAR T ALL 임상시험에 등록된 소아 ALL 환자 82명과 건강한 기증자 6명으로부터 기저 수준 또는 CAR 특이적 자극 후 주입 전 CAR T cell 695,819개에서 single cell multi-omics 아틀라스를 확보했다. 그 결과, CAR T 주입 제품의 type 2 function 상승이 환자들의 ...

Amylase 유전자좌에서 재발생하는 진화와 선택에 의한 구조적 다양성 형성 Abstract 농업의 채택은 인간 집단에서 녹말이 풍부한 식단으로의 급격한 전환을 초래했습니다. Amylase 유전자는 녹말 소화를 돕는데, 녹말 섭취량이 많은 현대 인구 집단에서 amylase 유전자의 복제 수가 증가한 사례가 관찰되었지만, 최근 선택에 대한 명확한 증거는 부족했습니다. 여기서 우리는 94개의 long-read haplotype-resolved assembly와 약 5,600명의 현대 및 고대 인간으로부터의 short-read 데이터를 사용하여 amylase 유전자좌에서 구조적 변이의 다양성과 진화 역사를 해결했습니다. 우리는 농업 집단에서 amylase 유전자의 복제 수가 어업, 수렵, 목축 집단보다 높다는 것을 발견했습니다. 28개의 독특한 amylase 구조적 형태를 확인하고, 거의 동일한 구조가 최근 인류 역사에서 여러 haplotype 배경에서 반복적으로 발생했음을 증명했습니다. AMY1과 ...

대장암에서의 예후 예측 유전체 및 전사체 시그니처 Abstract 대장암은 핵심 암 경로에 있는 드라이버 유전자에 영향을 미치는 일련의 체세포 유전체 변이에 의해 발생합니다. 이 연구에서는 암을 유발하는 체세포 돌연변이의 기능적 및 예후적 영향을 파악하기 위해, 장기간 추적 관찰된 인구 기반 코호트에서 1,063개의 1차 대장암의 전체 유전체와 전사체를 분석했습니다. 96개의 변이된 드라이버 유전자 중 9개는 이전에 대장암과 연관된 적이 없었고, 24개는 어떤 암과도 관련이 없던 유전자였습니다. 연구에서 두 가지 뚜렷한 경로 공돌연변이 패턴이 관찰되었으며, 시간적 분석을 통해 9개의 초기 드라이버 유전자 변이와 3개의 후기 드라이버 유전자 변이가 확인되었습니다. 또한, 여러 대장암 특이적 돌연변이 과정의 시그니처가 발견되었습니다. WNT, EGFR, TGFβ 경로 유전자, ...

In vivo 상호작용 screening은 전이에 대한 간 유래 constraints를 밝혀낸다 Abstract 전이된 암 세포 중 단 0.02%만이 *명확한 전이(overt metastasis)를 일으킬(seed) 수 있는 것으로 추정된다. 이는 전이의 seeding에 대한 환경적 제약이 존재함을 시사하지만, 이 과정을 제어하는 host factor의 구체적인 landscape는 여전히 명확하지 않다. 여기에서 우리는 transposon 기술과 fluorescence niche labelling을 결합하여 간세포와 전이 세포 간의 상호작용을 체계적으로 조사하기 위한 생체 내 CRISPR activation screen을 개발했다. 우리는 대장암, 췌장암 및 흑색종 동종 마우스 모델에서 간 colonization의 중요한 숙주 유래 조절자로서 plexin B2를 확인했다. 우리는 plexin B2가 종양 세포의 IV형 semaphorin과 상호작용하여 KLF4의 상향 조절을 유도하고, 그 결과 상피 특성의 획득을 촉진하는 ...

인체 SARS-CoV-2 감염 모델을 통해 국소 및 전신 면역 반응 역학을 밝히다 Abstract COVID-19 팬데믹은 여전히 지속 중이며 위협적이지만, 이 질병에 대한 초기 세포 반응의 역학에 대한 이해는 제한적입니다. 이 연구에서는 SARS-CoV-2 human challenge model*을 통해 혈청 음성인 참가자들에게 Alpha 변이 이전의 SARS-CoV-2를 노출시켰습니다. 비인두(nasopharyngeal) 면봉과 혈액 샘플의 single-cell multi-omics profiling을 사용하여 중단된 감염(abortive infection), 일시적 감염(transient infection), 지속적 감염(sustained infection)*의 경우를 각각 시간에 따라 분석했습니다.분석 결과, 특정 시점과 감염 상태에 따라 상피 세포와 면역 세포의 세포 유형 비율과 수십 개의 동적인 세포 반응 상태가 빠르게 변화하는 것을 발견했습니다. 감염 후, 혈액을 도는 인터페론(interferon) 반응이 비인두 반응보다 앞서 발생하는 것을 ...

다중 스케일 위상학을 이용한 세포 분류: 세포내 공간 전사체학 Abstract 공간 전사체학은 조직 내 수백만 지점에서 in situ 유전자 발현을 측정합니다. 현재까지는 전사체의 깊이, 공간 해상도 및 샘플 크기 간의 어느 정도의 절충이 있었습니다. 이미지 기반의 세분화 통합은 이 맥락에서 영향력 있는 연구를 가능하게 했지만, 이미지 품질과 조직의 이질성에 의해 제한됩니다. 반면, 최근의 배열 기반 기술은 대형 샘플 전반에 걸쳐 세포내 해상도로 전체 전사체를 측정할 수 있는 능력을 제공합니다. 현재, 이 정보를 직접 활용하여 개별 세포를 주석하는 세포 유형 식별 접근법은 존재하지 않습니다. 여기서 우리는 전사체 정보와 공간적 맥락을 모두 사용하여 세포내 수준에서 세포 유형을 자동으로 분류하는 다중 스케일 접근법을 ...

임상 성공에 대한 유전적 증거의 영향 정제 Abstract 약물 개발의 비용은 주로 실패에 의해 좌우되며, 임상 프로그램 중 약 10%만이 승인을 받는 것으로 나타났습니다. 이전 연구에서는 인간 유전학적 증거가 임상 개발에서 승인까지의 성공률을 두 배로 높인다고 추정했습니다. 이번 연구에서는 지난 10년 동안 유전 증거의 증가를 활용하여 임상 성공과 실패를 구분하는 특성을 더 잘 이해하고자 했습니다. 유전적 지지를 받는 약물 기전의 성공 확률은 그렇지 않은 경우보다 2.6배 더 높은 것으로 추정됩니다. 이러한 상대적 성공은 치료 영역과 개발 단계에 따라 다르며, 인과 관계가 있는 유전자에 대한 확신이 커질수록 향상되지만, 유전적 효과 크기, 소수 변이 빈도 또는 발견 연도에는 크게 영향을 받지 않습니다. ...

공간적으로 조직된 세포 커뮤니티가 발생 단계의 인간 심장을 형성한다 Abstract 심장은 첫 번째로 발달하는 기관으로, 그 형태에 따라 기능이 크게 좌우된다. 하지만, 다양한 심장 세포 유형이 어떻게 공간적으로 조정되어 심장 기능에 필수적인 복잡한 형태학적 구조를 만드는지는 명확하지 않다. 여기서 우리는 single-cell RNA-sequencing과 high-resolution multiplexed error-robust fluorescence in situ hybridization (FISH)을 통합하여 인간 심장을 발달시키는 심장 세포 유형의 정체성을 해결했다. 이 접근법은 또한 개별 세포의 공간적 매핑을 제공하여 그들이 독특한 심장 구조를 형성하는 세포 커뮤니티로 조직되는 방식을 밝힌다. 우리는 이러한 심장 세포 유형 중 많은 수가 특정 커뮤니티에 독점적인 세부 분화군으로 더 세분화되며, 이는 세포 생태계 및 해부학적 지역에 따른 그들의 ...

Structure of the plant plastid-encoded RNA polymerase Abstract 엽록체 유전자는 광합성과 관련된 단백질을 코딩하며 주로 *Plastid-encoded RNA polymerase(PEP)에 의해 전사된다. PEP은 박테리아 RNA polymerase (RNAPs)와 유사한 Plastid-encoded 단위체들로 구성된 다중-단위체 복합체로, nucleus에서 encoded된 PEP-연관 단백질(PAPs) 세트에 안정적으로 결합한다. PAPs는 PEP 활동과 엽록체의 biogenesis에 필수적이지만, 그 역할은 잘 정의되어 있지 않다. 여기서, 우리는 백색 겨자(Sinapis alba)로부터 native 21-subunit PEP와 PEP 전사 elongation 복합체의 cryoelectron microscopy (cryo-EM) 구조를 제시한다. 우리는 PAPs가 핵심 polymerase를 둘러싸고, 복합체 조립과 안정성을 증진시키는 것으로 보이는 광범위한 상호작용을 형성한다는 것을 확인했다. 연장 과정에서, PAPs는 transcription bubble의 downstream DNA 및 신생 mRNA와 상호작용한다. 이 모델들은 PEP의 subunit인 superoxide dismutase, ...