초파리(Drosophila)는 성체 파리를 기생하는 최초로 보고된 기생말벌(parasitoid wasp)의 숙주입니다. Abstract 기생충과 숙주 간의 진화적 갈등은 생명의 나무에서 관찰되는 가장 특화된 적응 중 일부를 이끄는 중요한 원동력입니다. 곤충들 중에서도 이러한 적응은 기생벌에서 나타나며, 기생벌은 살아 있는 숙주 내부 또는 외부에 알을 낳고 성장합니다. 이 논문에서는 초파리 성충을 기생하는 새로운 기생벌 종을 설명하고 있으며, 이는 이전에 보고된 적 없는 기생자-숙주 관계입니다. 모델 생물인 초파리의 자연 기생충에 대한 연구는 19세기 초부터 진행되어 왔습니다. 초파리를 기생하는 기생벌에 대한 최초 기록 이후 200여 년 동안 드로소필리드(Drosophilidae) 기생충에 속하는 거의 200여 종의 확인된 기생벌이 기록되었습니다. 이들에는 초파리 유충 내에 알을 낳는 피기티드(figitid) 및 브라코니드(braconid) 기생벌, 그리고 ...

인체 골격 발달의 기능적 유전체학과 키 유전성의 패턴 분석 Abstract 키의 변이는 긴뼈 성장판을 구성하는 연골세포 (연골모세포)의 조절 변화에 기인합니다. 현재까지 우리는 인체 골격에서 채취한 연골모세포의 후성유전학적 조절과 유전자 발현에 대한 이해가 부족하여, 키 생물학을 조절하는 기본적인 규제 메커니즘을 명확히 이해하지 못하고 있습니다. 본 연구에서는 먼저 다양한 성장판에서 채취한 연골모세포를 바탕으로 인체 골격 발달 과정 전반에 걸친 방대한 후성유전학적 및 전사체 지도를 생성함으로써 이 문제를 해결하고, 인간의 뼈와 관절 발달을 형성하는 새로운 규제 네트워크를 발견하였습니다. 다음으로, 이러한 지도를 키와 관련된 전장 유전체 연관 연구 (GWAS) 신호와 결합하여, 골격 요소 특이적 변이와 전역적으로 작용하는 변이가 골격 성장에 미치는 규제적 영향을 분리하여 ...

자기 조직화된 조직 역학이 배아 조절의 핵심적인 역할을 하며 분열에 기초가 됩니다. Abstract 초기 양막류(Amniote) 발달은 높은 수준의 자기 조직화(self-organization) 능력을 가지고 있으며, 국소적 및 장거리 세포 간 상호작용을 통해 외부 간섭에 적응할 수 있습니다. 이러한 과정은 *배아 조절(embryonic regulation)*이라고 불리며, 이는 조류 배아(avian embryos)를 대상으로 한 실험에서 잘 설명되었습니다. 이 실험에서는 배반엽 디스크(epiblast disk)를 여러 부분으로 나누었을 때 세포 운명이 재조정되어 원래 위치에서 완전하고 균형 잡힌 배아가 형성될 뿐만 아니라, 분리된 다른 부분에서도 추가적인 완전한 배아가 자기 조직화되는 현상이 관찰되었습니다. 배아 자기 조직화에 관여하는 세포 간 상호작용은 분자 신호에 의해 매개된다고 널리 여겨지지만, 그 신호의 정체는 명확하지 않았습니다. 여기에서 ...

뇌 노화에서의 세포 근접 효과를 ‘공간 전사체 시계’로 밝혀내다 Abstract 노화는 인지 기능 저하와 신경퇴행성 질환 위험 증가와 밀접한 관련이 있습니다. 뇌의 노화는 복잡하며, 여러 세포 수준의 변화가 동반됩니다. 그러나 노화된 세포가 인접한 세포에 미치는 영향과 이것이 조직 퇴화에 어떻게 기여하는지는 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다. 나아가, 노화 조직에서 이 질문을 체계적으로 다룰 수 있는 도구 또한 아직 개발되지 않은 상태입니다. 이에 본 연구에서는 성인의 수명 전반에 걸쳐 20개의 연령대와 두 가지 회춘 기법(운동 및 부분적 세포 리프로그래밍)을 대상으로 연구를 수행했습니다. 그 결과, 420만 개의 세포의 조직 내 위치를 기반으로 한 단일 세포 전사체 뇌 지도를 생성했습니다. 이를 바탕으로, 공간 전사체 ...

human blastocyst stage의 발달 진행을 촉진하는 mTOR activity Abstract 많은 포유류는 blastocyst 단계에서 발달 속도를 늦춤으로써 임신과 분만을 일시적으로 분리할 수 있습니다. 생쥐의 경우, 이러한 휴면 상태는 growth-regulating mTOR 신호 경로의 활성을 감소시킴으로써 달성됩니다. 이 능력이 일반적으로 포유류와 특히 human 에게 보존되는지 여부는 알려져 있지 않습니다. 여기에서는 mTOR 신호 경로의 활성을 감소시키면 human pluripotent stem cells (hPSC)와 blastoids가 증식, 발달 진행 및 endometrial cells에 부착하는 능력이 제한된 휴면 상태에 들어가도록 유도한다는 것을 보여줍니다. 이러한 in vitro assays에 따르면 다른 종과 마찬가지로 blastocyst 단계의 human cells에서도 휴면 상태에 들어가는 능력이 활성화되어 있으며 functional 및 molecular levels 모두에서 가역적이라는 사실이 밝혀졌습니다. human ...

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 ...

AI는 방언을 기반으로 사람에 대한 은밀한 인종 차별적 결정을 내린다 Abstract 수백만 명의 사람들이 현재 언어 모델과 상호작용하고 있으며, 글쓰기 도움에서부터 채용 결정에 이르기까지 다양한 용도로 사용되고 있다. 그러나 이러한 언어 모델들은 체계적인 인종적 편견을 지속시키는 것으로 알려져 있으며, 아프리카계-미국인(African Americans)과 같은 그룹에 대해 문제적인 방식으로 편향된 판단을 내리곤 한다. 이전 연구들은 언어 모델에서의 명시적인 인종차별(overt racism)에 초점을 맞췄지만, 사회 과학자들은 특히 미국에서의 민권운동 이후 더욱 미묘한 형태의 인종차별이 발전해왔다는 주장을 제기해왔다. 그러나 이러한 은밀한 인종차별(covert racism)이 언어 모델에서도 나타나는지는 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 언어 모델이 방언에 대한 편견의 형태로 은밀한 인종차별을 구현하며, 아프리카계-미국인 영어(African American English, AAE)를 사용하는 화자들에 ...

규모가 크고 사용자 지시를 잘 따르는 언어 모델의 신뢰성이 낮아진다 Abstract 대형 언어 모델(Large Language Models; LLM)이 더욱 커지고 사용자 지향적으로 설계될수록 신뢰성이 낮아질 수 있다는 연구 결과가 발표되었습니다. 기존에는 모델의 크기, 데이터 양, 계산 자원을 지속적으로 확장(scale up)하고, 후처리(post-filtering), 미세 조정(fine-tuning), 인간 피드백(human feedback) 등을 통해 모델을 더욱 강력하고 사용하기 쉽게 만드는 방법이 주로 사용되었습니다.  그러나 이 연구에서는 이러한 확장과 개선이 오히려 모델의 신뢰성을 저하시킬 수 있다는 점을 밝혔습니다. 여러 언어 모델 군을 대상으로 난이도 일치성(difficulty concordance), 과제 회피(task avoidance), 프롬프트 안정성(prompting stability)의 관계를 연구했습니다. 그 결과, 인간 참가자에게 쉬운 과제는 언어모델에게도 해결하기 쉬웠습니다. 하지만 쉬운 문제를 푸는 데 ...

Stem cells는 tissue fitness를 유지하기 위해 dead cell clearance를 엄격하게 조절합니다. Abstract 매일 수십억 개의 세포가 우리 몸에서 제거됩니다. Macrophages와 dendritic cells는 죽어가는 세포와 잔해를 engulf하는 역할을 하지만, 많은 epithelial과 mesenchymal tissue 세포들도 인근의 apoptotic corpses를 소화할 수 있습니다. 이러한 비운동성, 비전문적인 phagocytes들이 어떻게 죽어가는 세포를 감지하고 제거하면서도 정상적인 조직 기능을 유지하는지는 불분명합니다. 본 연구에서는 hair cycling 동안 발생하는 조직 재생 및 퇴화의 반복적인 과정을 활용하여 이들의 다기능성을 뒷받침하는 메커니즘을 탐구합니다. 우리는 hair follicle stem cells가 인근의 apoptotic된 세포가 방출하는 lipids와 건강한 세포가 방출하는 retinoids라는 지역 분자적 신호를 통해 적절한 시간과 장소에서 일시적으로 phagocytosis를 활성화함을 보여줍니다. 이러한 dual ligand requirement의 ...

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 ...