글로벌 해양 미생물 다양성과 생물탐사에서의 잠재력 Abstract 지난 20년 동안 해양 시스템에서 수집된 미생물 게놈의 수가 눈에 띄게 증가했습니다. 그러나 이러한 해양 유전체 다양성을 생명공학 및 생의학 응용 분야로 전환하는 것은 여전히 도전 과제였습니다.여기서 우리는 공개된 해양 메타게놈에서 43,191개의 세균과 고세균 게놈을 회수하여 138개의 서로 다른 문을 포함하는 광범위한 다양성을 포괄하며, 해양 세균 게놈 크기의 상한선을 재정의하고 CRISPR-Cas 시스템과 항생제 내성 유전자 사이의 복잡한 상호작용을 밝혔습니다. 이 해양 게놈에 대한 컴퓨터 기반 생물탐사 (bioprospecting)를 통해 새로운 CRISPR-Cas9 시스템, 10개의 항균 펩타이드, 그리고 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET : polyethylene terephthalate)를 분해하는 3개의 효소를 발견했습니다. 실험실 실험에서 이들의 효과와 효능이 확인되었습니다.이 연구는 글로벌 ...
거시적 플라스틱 오염의 지역-글로벌 배출량 목록 Abstract 플라스틱 오염에 대한 글로벌 조약 협상은 향후 플라스틱 생산, 사용 및 폐기물 관리에 관한 정책을 형성할 것입니다. 조약 당사자들은 오염 핫스팟과 그 원인을 파악할 수 있도록, 폐기물 흐름과 플라스틱 배출원의 고해상도 기준 데이터를 바탕으로 이익을 얻을 수 있습니다. 국가별로 집계된 폐기물 관리 데이터를 소규모 단위로 분배하면 일반적인 플라스틱 축적 지점과 배출 현상을 식별할 수 있습니다. 그러나 이러한 공간 할당 방식을 사용하여 배출이 발생하는 조건을 평가하는 것은 어렵습니다.여기서 우리는 배출 메커니즘에 대한 개념적 모델링과 측정 가능한 활동 데이터를 결합하여 글로벌 거시적 플라스틱 오염 배출량 목록을 개발합니다. 배출을 관리되거나 비관리된 시스템 (통제되거나 제한된 상태)에서 비관리된 ...
ILC2 유래 LIF licence는 조직에서 전신 면역으로 진행됩니다 Abstract LIF(Leukemia Inhibitory Factor)라는 사이토카인이 면역 세포의 이동과 전신 면역 반응에서 중요한 역할을 한다 면역 세포의 이동과 위치 선정: 면역 세포들이 몸의 특정 위치로 이동하는 것은 면역 감시와 면역 반응을 위해 매우 중요하다. 이 이동은 주로 화학 신호(케모카인)와 이에 반응하는 수용체에 의해 조절된다. LIF의 역할: 그룹 2 선천성 림프구(ILC2)에서 생성되는 LIF가 없으면, 면역 세포들이 폐에서 림프절(LNs)로 이동하지 못하게 된다. 즉, LIF는 면역 세포들이 폐를 떠나 림프절로 이동하는 데 필수적인 역할을 한다. LIF 결핍의 영향: LIF가 없는 경우, 바이러스 감염 시 pDCs(형질세포성 수지상 세포)가 폐에 머물러 있어 국소화된 항바이러스 면역이 강화되지만, 전신 면역 ...
대사체학 파이프라인이 혈류 감염에서 미생물 대사를 강조합니다 Abstract 항균제 내성 (antimicrobial resistance : AMR)의 증가는 임상 개입의 목표가 될 수 있는 세균성 병원성 기능을 식별해야 할 긴급한 필요성을 부각시킵니다. 심각한 감염은 숙주 대사를 크게 변화시키지만, 이전 연구들은 이러한 맥락에서 미생물 대사를 대부분 무시했습니다. 여기서 우리는 숙주와의 복잡한 환경에서 미생물 대사 특징을 발견하기 위한 반복적이고 비교적인 대사체학 파이프라인을 설명하고, 이를 환자들의 그람 음성 혈류 감염 (bloodstream infection : BSI)을 조사하는 데 적용합니다. 우리는 BSI 동안 세균에서 유래된 아세틸화된 polyamine의 수치가 증가한다는 것을 발견하고, 이들의 생성을 담당하는 효소 (SpeG)를 찾아냅니다. SpeG 활성을 차단하면 세균의 증식이 줄어들고 병원성이 감소합니다. 또한 SpeG 활성을 감소시키면 ...
캄브리아기 euarthropod 유충의 기관계 Abstract 캄브리아기 euarthropod의 방사적 진화는 적응력이 뛰어난 신체 구조 덕분입니다. 정교한 뇌와 특화된 섭식 부속지들은 일련의 반복된 기관계와 관절이 있는 부속지의 발달로 이루어져 있으며, 이는 Euarthropoda가 다양한 생태적 환경에서 우위를 점하게 한 근간입니다.유체역학적 lobopodous 부속지('lobopodian worms')를 가진 유충형 생물군에서 euarthropod의 신체 구조가 기원한 것은 Burgess Shale형 화석에서 얻은 데이터에 기반하고 있습니다. 그러나 이러한 보존과 관련된 압축은 내부 해부학을 흐리게 합니다. 인산염화된 미세 화석은 early crown group euarthropod에 대한 3차원적인 관점을 제공하지만, lobopodian 화석은 드뭅니다.여기서 우리는 lobopod, midgut glands, sophisticated head를 가진 3차원적으로 보존된 euarthropod 유충의 내부 및 외부 해부학을 설명합니다. 신경계의 구조는 euarthropod 뇌와 그에 연결된 ...
대규모 연구를 통해 COVID-19 부스터 백신 접종에 효과적인 방법을 탐색하다 Abstract COVID-19 예방 접종을 장려하는 것은 앞으로 수십 년 동안 중요한 정책 과제가 될 것입니다. 수십만 건의 불필요한 입원과 사망을 방지하려면 2022년 또는 2023년 가을에 미국인의 20% 미만이 부스터 백신을 접종 받았던 것보다 더 높은 접종률이 필요합니다. 백신 접종을 장려하는 한 가지 방법은 교통 문제를 해결하는 것입니다. 이전 연구에서는 교통 문제로 인해 백신 접종이 방해받을 수 있으며, 백신 접종 장소에서 멀리 사는 사람들이 접종을 덜 받을 가능성이 높다는 것을 보여주었습니다. 그러나 예방 접종 장소로의 무료 왕복 교통편을 제공하는 것이 얼마나 효과적인지는 알려진 바가 없습니다.이번 연구에서는 약국으로의 무료 왕복 교통편을 제공하는 ...
신속한 DNA unwinding은 engineering된 CRISPR-Cas9에 의한 유전체 편집을 가속화한다 Abstract Thermostable clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) 및 CRISPR-associated (Cas9) enzyme은 긴 단백질 수명으로 인해 유전체 편집 효율성과 전달 능력을 가집니다. 그러나 초기 실험에서는 Geobacillus stearothermophilus Cas9 (GeoCas9)은 배양된 인간 세포에서 거의 비활성 상태였습니다. 진화된 GeoCas9의 변형체는 wedge (WED) domain에 돌연변이를 얻어 자연적인 한계를 극복하고 100배 이상의 유전체 편집 능력을 얻었습니다. Cryoelectron microscopy (cryo-EM) 구조 분석에 따르면, 변형된 GeoCas9 (iGeoCas9) 효소는 iGeoCas9의 WED domain과 DNA substrates 사이에서 보다 향상된 접촉을 보여줍니다. 생화학적 분석을 통해 iGeoCas9이 DNA unwinding을 가속화하여, 박테리아가 아닌 포유류 세포에 일반적인 마그네슘 제한 조건에서 기질을 포착함을 보여줍니다. ...
아프리카 청록색 킬리피시에서의 휴면 상태 진화와 고대 유전자 규제 풍경의 재구성 Abstract 휴면 상태는 생물이 극한 환경에서 생존할 수 있게 합니다. 아프리카 청록색 킬리피시는 완전한 가뭄을 이겨내기 위해 휴면을 진화시킨 것으로 알려져 있습니다. 그러나 극한 생존 상태의 진화 기전은 여전히 알려져 있지 않습니다. 휴면 진화를 이해하기 위해 우리는 다수의 킬리피시 종류의 배아에서 통합적인 멀티-오믹스 연구 (유전자 발현, 염색질 접근성 및 리피도믹스)를 수행했습니다.우리는 휴면이 모든 척추동물에 존재하는 매우 고대의 유전자 이중체 (paralogs)에서 최근에 규제 요소의 재구성을 통해 진화했다는 것을 발견했습니다. CRISPR-Cas9 기반의 간섭 실험에서는 REST/NRSF 및 FOXOs 같은 전사 인자들이 특히 휴면 유전자 발현 프로그램에서 중요하게 작용한다는 것을 확인했습니다. 이 프로그램에는 ...
물고기의 방향 청취 메커니즘 Abstract 먹이나 포식자와 같은 소리원을 찾는 것은 많은 척추동물에게 생존에 중요합니다. 육상 척추동물은 각 귀에서 소리 압력의 시간 지연과 강도 차이를 측정하여 소리원을 찾습니다. 그러나 수중에서는 소리의 물리학적 특성으로 인해 이중귀 신호가 매우 작아 방향 청취가 거의 불가능할 것으로 보입니다. 그럼에도 불구하고, 물고기의 방향 청취는 행동적으로 확인되었으나, 그 메커니즘은 수십 년 동안 알려져 왔습니다. 물고기가 미세한 이중귀 차이에 대해 극도로 민감해진 가능성이나 소리 압력과 입자 운동 신호를 비교할 수 있는 가능성 등 여러 가지 가설이 제안되었습니다. 그러나 실험적 도전으로 인해 명확한 설명이 오랫동안 제한되어 왔습니다. 이 연구에서 우리는 가장 작은 척추동물 중 하나인 투명한 전두선 물고기 ...
Lipoprotein(a) 형성을 억제하는 강력한 소분자 억제제의 발견 Abstract Lipoprotein(a) (Lp(a))는 저밀도 지단백(LDL) 입자와 아포지단백(a) (apo(a))의 상호작용으로 형성되는 지단백 입자이며, 독립적인 심혈관 질환 위험 요인으로 알려져 있습니다. Apo(a)는 먼저 Kringle IV (KIV) 7과 8 도메인을 통해 LDL의 아포지단백 B-100 (apoB-100)의 라이신 잔기에 결합한 후, apo(a)와 apoB-100 사이에 이황화 결합이 형성되어 Lp(a)를 생성합니다. 해당 연구를 통해 Lp(a) 형성의 첫 번째 단계를 apo(a) KIV7-8과의 소분자 상호작용으로 억제할 수 있음을 밝혔습니다. 연구 결과, apo(a) KIV7-8에 결합하는 화합물을 발견하였고, 화학적 최적화와 다중 결합력(multivalency)을 적용하여 Lp(a) 형성을 억제하는 매우 강력한 화합물을 개발했습니다. 프로토타입 화합물과 강력한 다중 결합 억제제인 LY3473329 (muvalaplin)을 경구 투여한 결과, 형질전환 생쥐와 코주부원숭이에서 ...
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