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  ( The Harmony COVID-19 test includes a small, inexpensive detector (left) that can processes four reaction tubes—shown in the detector—and a sample collection device (center). Results are displayed on a smartphone (right). Credit: Mark Stone/University of Washington )   ( A step-by-step workflow for the Harmony COVID-19 test kit. Credit: Panpradist et al. 2021 )  현재의 코로나 19 PCR 테스트는 시간이 많이 걸린다는 점이 큰 제약점입니다. 이를 보완하기 위해 신속 항원 진단 키트가 나와 있으나 정확도가 많이 떨어진다는 점이 문제입니다. 쉽게 끝나지 않는 코로나 19 방역을 위해서는 더 간편하고 빠르면서 정확도를 보장할 수 있는 대안이 필요합니다.   항원 대신 유전자 증폭을 이용하는 신속 진단 방법으로 RT-LAMP와 qPCR이 있는데, 모두 속도는 빠르지만 정확도는 PCR 테스트보다 떨어진다는 단점이 있습니다. 따라서 많은 연구자들이 PCR 테스트에 준하는 정확도를 목표로 유전자 진단 기술을 연구하고 있습니다.   그중 하나가 워싱턴 대학의 연구팀이 개발한 하모니 코로나 19 테스트 키트 ( Harmony COVID-19 test kit )입니다.  역전사고리매개등온증폭법(RT-LAMP, Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification)을 이용한 코로나 19 진단 키트인데, 기존의 RT-LAMP 진단 키트와 몇 가지 차이점이 있습니다.   하모니 키트의 특징은 쉽게 휴대할 수 있는 등온 증폭장치와 스마트폰으로 어디...

  ( Warty venus clams (Venus verrucosa). Credit: Alicia Bruzos and Seila Díaz Costas (CC BY-SA 4.0) )  일부 암은 다른 개체에 전염될 수 있습니다. 다행히 인간에서는 장기 이식 같은 드문 경우에만 일어나지만, 테즈메니안 데빌 같은 일부 동물에서는 매우 위험한 질병이 될 수 있습니다. 사실 전염성 암(Contagious cancer/transmissible cancer)은 개나 햄스터 같은 흔한 동물에서도 존재합니다.   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/220582539334  그런데 잘 알려지지 않은 사실 중 하나가 바로 조개에서도 전이성 암이 존재한다는 것입니다. 스페인 산티아고 데 콤포스텔라 대학의 다니엘 가르시아-수토 (Daniel García-Souto, a postdoctoral researcher in genetics at the University of Santiago de Compostela)와 그 동료들은 지중해와 대서양의 여러 장소에서 Venus verrucosa (Warty venus clams)라는 조개의 전이성 암을 조사했습니다.   연구팀은 스페인, 프랑스, 이탈리아, 포르투갈, 아일랜드, 크로아티아 해안에서 채취한 345개의 조개에서 사람으로 치면 혈액암의 일종인 hemic neoplasm 을 확인했습니다. 이 암 세포에 대한 유전자 분석은 대서양과 지중해에 있는 조개의 암이 하나의 공통조상에서 유래했다는 사실을  보여줬습니다.     놀라운 일이지만, 연구팀은 그 이유를 매우 간단하게 설명할 수 있었습니다. 바로 선박입니다. 대서양과 지중해는 물론 전 세계 바다를 넘나드는 선박의 선체 균형을 맞추기 위해 물을 채우는 밸러스트 탱크가 그 원인입니다. 이 물을 타고 많은 해양 생물체와 병원체가 이동하고 있...

  ( The left panel shows a wide-field image of M31 with the red box and inset showing the location and image of B023-G78 where the black hole was found. Credit: Iván Éder, HST ACS/HRC )  블랙홀은 질량에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다. 초신성 폭발 결과 만들어진 항성 질량 블랙홀과 은하 중심부에서 생성되는 거대 질량 블랙홀입니다. 전자는 통상 태양 질량의 수 배에서 수십 배이고 후자는 수십 만 배에서 수십 억 배까지 커질 수 있습니다. 하지만 사실 그 중간에 해당되는 중간 질량 블랙홀 ( intermediate-mass black hole )도 존재합니다. 이들은 더 드물고 찾기 어려운 존재이지만, 최근 관측 기술의 발전으로 하나씩 존재를 드러내고 있습니다.   유타 대학의 아닐 세스 교수( Anil Seth, associate professor of astronomy at the University of Utah )가 이끄는 연구팀은 우리의 이웃 은하인 안드로메다에서 태양 질량의 10만 배가 넘는 특이한 중간 질량 블랙홀을 발견했습니다. 항성 질량 블랙홀이 성장한 형태로는 보기 힘든 질량입니다. 과학자들은 이 블랙홀이 오랜 세월 이론적으로만 예측했던 벗겨진 핵 ( stripped nucleus ) 블랙홀이라고 보고 있습니다.   안드로메다 같은 대형 은하는 여러 개의 작은 은하를 흡수하면서 커졌습니다. 흡수된 은하의 중심 블랙홀의 상당수는 결국 중심부에 있는 거대 질량 블랙홀에 흡수되는 운명을 맞이하지만, 일부는 살아남아 은하계 가장 자리를 공전하고 있습니다. 이 경우 블랙홀 주변의 핵만 남은 벗겨진 핵이 되는 것입니다.   연구팀은 안드로메다 은하에 있는 구상 성단인  B023-G078에서 특이한 움직임을 관측하고 여기에 벗...

  ( Credit: Unsplash/CC0 Public Domain )  SARS-CoV-2 바이러스는 ACE2 수용체에 바이러스 돌기 단백질이 결합해 세포 속으로 침투합니다. 따라서 백신과 치료제 개발의 중요한 목표가 이 돌기 단백질입니다. 치료제의 경우 항체 치료제가 결국 ACE2 수용체 대신 돌기 단백질에 결합하는 종류인데, 아예 ACE2 수용체 자체를 이용한 방법도 연구되고 있습니다. 인간의 ACE2 수용체보다 바이러스 돌기 단백질에 더 잘 결합하는 ACE2 수용체 디코이 (decoy)를 만들어 바이러스를 무력화시키는 것입니다.   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/222402071547  일리노이 대학 (University of Illinois Chicago)의 연구팀은 인간의 ACE2 수용체보다 돌기 단백질에 훨씬 잘 결합하는 ACE2 수용체 디코이를 개발했습니다. SARS-CoV-2의 돌기 단백질을 목표로한 백신이나 항체 치료제의 단점은 변화 무쌍한 돌기 단백질 변이에 의해 무력화 될 수 있다는 것인데, 연구팀이 개발한 ACE2 디코이는 연구 시점에 알려진 주요 변이(알파, 베타, 감마, 델타, 엡실론)에 대해서 모두 동등한 결합력을 보였습니다. 오미크론 변이에 대해서는 추가 연구가 필요하지만, 여러 변이에 대응이 가능하다는 이야기입니다.   연구팀은 디코이의 성능을 검증하기 위해 사람의 ACE2 수용체를 지니도록 유전자가 조작된 쥐를 이용해 동물 실험을 진행했습니다. 그 결과 코로나 19 감염 시 사망률을 줄이고 경과를 양호하게 만들 수 있는 것으로 나타났습니다. 참고로 이 약물은 스프레이 형태로 흡입해 호흡기 점막과 폐에서 직접 바이러스를 차단할 수 있습니다.   물론 실제로 오미크론 등 새로운 변이에도 효과가 있는지, 사람에 투여해도 부작용 없이 효과적인 치료가 가능한지는 검증이 필요한 부분입니다. 여러 개의 디코이 ...

  (출처: 엔비디아)  엔비디아가 조용히 12GB 버전의 RTX 3080을 출시했습니다. 그런데  RTX 3080 10GB에서 2GB가 더 늘어나기 위해서는 메모리 버스가 320bit 대신 384bit가 되어야 계산이 맞습니다. 사실 RTX 3080 12GB은 GA102 컷칩 가운데 RTX 3080Ti와 RTX 3080의 중간 버전으로 쿠다 코어를 8960개로 줄이고 클럭을 조금 낮춰 연산 능력을 30.6 TFLOPS로 RTX 3080에 가깝게 만든 버전으로 볼 수 있습니다.  NVIDIA GeForce Specification Comparison   RTX 3080 Ti RTX 3080 12GB RTX 3080 10GB RTX 3070 Ti CUDA Cores 10240 8960 8704 5888 ROPs 112 96 96 96 Base Clock 1.37GHz 1.26GHz 1.44GHz 1.58GHz Boost Clock 1.67GHz 1.71GHz 1.71GHz 1.77GHz Memory Clock 19Gbps GDDR6X 19Gbps GDDR6X 19Gbps GDDR6X 19Gbps GDDR6X Memory Bus Width 384-bit 384-bit 320-bit 256-bit VRAM 12GB 12GB 10GB 8GB Single Precision Perf. 34.1 TFLOPS 30.6 TFLOPS 29.8 TFLOPS 21.7 TFLOPS Tensor Perf. (FP16) 136 TFLOPS 122 TFLOPS 119 TFLOPS 87 TFLOPS Tensor Perf .   (FP16-Sparse) 273 TFLOPS 244 TFLOPS 238 TFLOPS 174 TFLOPS TDP 350W 350W 320W 290W GPU GA102 GA102 GA102 GA104 Transistor Count 28B 28B 28B 17.4B Architecture Ampere Ampere Amper...

  ( A new vaccine contains whole SARS-CoV-2 viral particles that have been chemically inactivated  Credit: Valneva ) ( The manufacturing process for Valneva's whole-virus vaccine. Credit: Valneva )  불활성화 백신 (inactivated vaccine)은 매우 오래된 백신 제조 방법 중 하나로 전체 바이러스를 열이나 약물로 파괴시킨 후 사람에 주입하는 것입니다. 지금처럼 바이러스의 일부 부분을 제조하거나 혹은 mRNA를 제조할 수 없던 시절부터 사용해온 방식으로 현재도 B형, A형 간염 백신 등 여러 백신 제조에 사용되고 있습니다.   프랑스의 제약회사인 발네바 (Valneva)는 불활성화 코로나 19 후보 물질인  VLA2001/VLA2101의 3상 임상 시험을 진행하고 있습니다. 사실 불활성화 코로나 19 백신 자체는 이미 널리 사용되고 있습니다. 중국의 코로나박(CoronaVac)이나 시노팜 BIBP이 이 방식이기 때문입니다. 인도 자체 개발인 코박신 (Covaxin)도 마찬가지입니다.   이미 선진국에서는 우수한 효과 덕분에 mRNA 백신이 표준처럼 된 상황인데, 최근 이런 불활성화 백신들이 오미크론 변이에 별 효과가 없다는 사실이 밝혀지면서 더욱 쏠림 현상이 심해지고 있습니다. 이런 상황에서 발네바 코로나 19 백신이 반전의 기회를 만들 수 있을지 주목됩니다.   이론적으로 보면 바이러스 전체를 이용한 불활성화 백신이 돌기 단백질 이외에 다양한 항원을 주입하기 때문에 바이러스 변이에 대해서 효과가 더 좋을 것 같지만, 실제로는 효과가 그렇게 좋지 않았습니다. 여기에는 여러 가지 이유가 있을지 모르지만, 어쩌면 항원 주입 횟수와 연관이 있을 수도 있습니다. 발네바 백신의 경우 2회 접종이 기본이나 3회 접종을 해본...

   렙틴 (leptin)은 그만 먹으라는 신호를 보내는 호르몬으로 지방 세포에서 생성되어 뇌와 인체의 여러 부위에 영향을 미칩니다. 처음 렙틴을 발견했을 때 과학자들은 인슐린처럼 비만을 치료할 수 있는 핵심 호르몬을 찾았다고 생각했습니다. 하지만 대부분의 비만 환자들이 렙틴 분비 자체가 부족한 것보다 렙틴에 대한 저항성이 있다는 사실이 밝혀지면서 기대했던 치료제는 개발할 수 없었습니다.   렙틴:  https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5141649&cid=60266&categoryId=60266  렙틴 저항성:  https://blog.naver.com/jjy0501/221344935774  이후 과학자들은 렙틴 저항성의 기전을 알아내기 위해 많은 연구를 진행했습니다. 과학자들은 렙틴이 작용하기 위해서 몇 가지 다른 호르몬과 전달 물질이 필요하다는 사실을 알아내고 여기에 치료제의 힌트가 숨어 있다고 생각했습니다.   미시간 대학의 연구팀은 지방 세포에서 만들어지는 histone deacetylase 6 (HDAC6)라는 호르몬이 렙틴 저항성이 있는 쥐에서 렙틴의 감수성을 높이고 비만을 줄일 수 있다는 사실을 발견했습니다. 고지방 식이로 비만을 유도한 쥐에서 HDAC6 투여는 체중을 25%나 감소시켰습니다.   연구팀은 실제 렙틴 저항성을 개선한 것인지 확인하기 위해 렙틴을 생산하지 못하게 유전자 조작된 쥐를 이용해 추가 실험을 진행했습니다. 그 결과 렙틴 없이는 HDAC6의 비만 억제 효과가 작용하지 않았습니다. 이 호르몬이 단독으로 비만을 억제하는 것이 아니라 렙틴의 작용을 돕는다는 점을 시사하는 것입니다.   물론 이런 중간 호르몬 발견이 바로 치료제 개발로 이어지지는 않습니다. 그러나 식욕 조절 및 대사 조절 기전을 파악하다보면 어딘가 치료제 개발에 적합한 목표를 찾을 ...

  ( Credit: Pixabay/CC0 Public Domain )  현재 나와 있는 항바이러스 치료제는 오미크론 변이에 효과가 있지만, 항체 치료제는 효과가 떨어지거나 사실상 무력화되었다는 연구 결과가 나왔습니다. 도쿄 대학과 위스콘신 메디슨 대학의 바이러스 학자인 카와오카 요시히로 ( Yoshihiro Kawaoka )가 이끄는 연구팀은 실험실 환경에서 영장류 세포를 이용해 코로나 19 치료제의 바이러스 중화 능력을 검증했습니다.   연구팀에 따르면 렘데시비르나 몰누피라비르는 오미크론 변이나 우한에서 유행한 초기 오리지널 버전이나 큰 차이가 없는 효능을 지니고 있었습니다. 화이자의 팍스로비드는 경구형이 아닌 주사제 형태로 주입했는데, 역시 효과가 큰 변화가 없는 것으로 나타났습니다. 바이러스 변이라고 해도 주로는 S 단백질 변이이고 바이러스 증식에 필요한 단백질에는 상대적으로 변이가 생기기 힘들다는 점을 생각하면 당연한 결과입니다.   반면 돌기 단백질을 목표로한 항체 치료제들은 좋지 못한 결과를 보여줬습니다. GSK의 소트로비맙( sotrovimab)과 아스트로제네카의 이부실드 (Evusheld)는 효과가 있기는 하지만 오미크론 변이 예방을 위해서는 오리지널 바이러스에 비해 3-100배의 용량이 필요하다는 결과가 나왔습니다. 릴리와 리제네론의 항체 치료제들은 거의 효과가 없는 것으로 나타났습니다.  릴리와 리제네론의 항체 치료제는 결국 FDA에서 승인이 취소된 상태입니다.   관련 기사 :  https://news.naver.com/main/read.naver?mode=LSD&mid=sec&sid1=104&oid=001&aid=0012938704  이번 연구 결과는 앞으로 다양한 변이가 나올 수 있음을 감안할 때 치료제 개발의 목표를 어디로 잡아야 하는지를 보여주고 있습니다. 동시에 다양한 변이가 나와도 효과가 떨어지지...

   지속 혈당 모니터링 센서와 인슐린 펌프, 그리고 이 두 가지를 효율적으로 조절하는 컨트롤 알고리즘을 합친 인공 췌장은 당뇨 치료에 새로운 희망이 되고 있습니다. 과거에는 혈당을 정교하게 조절하지 못해 오히려 저혈당 위험도만 높아지는 등 문제가 없지 않았지만, 오랜 연구 끝에 상당히 정교한 알고리즘을 통해 혈당을 효과적으로 조절할 수 있는 인공 췌장이 개발되고 있습니다.   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221681267292  케임브리지 대학의 로만 호보르카 교수 (Professor Roman Hovorka from the Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science at the University of Cambridge)가 이끄는 연구팀은 평균 5.6세의 소아 1형 당뇨 환자 74명을 대상으로 새로 개발한 인공 췌장 시스템인 CamAPS FX의 성능을 검증했습니다.   참가자들은 16주간 CamAPS FX 시스템을 사용하고 다시 16주간 기존의 방식대로 혈당을 조절했습니다. 그 결과 CamAPS FX 사용 기간 중 HbA1c 수준을 0.7%나 낮출 수 있었습니다. (연구 시작 전에는 7.3%) 그리고 사용 시간 중 71.6%에서 목표 혈당에 도달했습니다. 매우 어린 소아 당뇨 환자에서도 효과적으로 혈당을 조절할 수 있다는 것을 보여준 것입니다.   참고로 CamAPS FX 시스템은 스마트폰 앱과 Dexcom G6 혈당 측정기 (배에 부착), Dana 인슐린 펌프 (역시 배로 주입)의 세 가지 구성 성분으로 되어 있으며 스마트폰 앱을 통해 혈당을 조절할 수 있습니다. 운동을 하거나 식사를 하는 등 여러 가지 상황에서 사용자가 인슐린 분비량을 조절할 수 있어 관리를 잘하면 상당히 정교한 혈당 관리가 가능합니다.  (Introducing the CamAP...

   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/222616527304  윌콕슨 검정은 사실상 t 검정의 비모수 방법이라고 할 수 있는데, 그런 만큼 pairwise t test 같은 다중 비교 (Multiple Comparisons) 기능도 제공합니다. pairwise.wilcox.test가 R에서 기본으로 제공되는데, 물론 여러 번 검정을 하는데서 오는 1종 오류 (귀무 가설이 맞는데 기각하는 것)의 위험성이 증가합니다. 전혀 연관성이 없는데도 20번 이상 검정하면 한 번은 우연히 P<0.05가 나올 수 있는 것입니다. 따라서 사후 검정을 진행하게 되는데 이 기능 역시 pairwise.wilcox.test에서 지원합니다.   pairwise t test :  https://blog.naver.com/jjy0501/221132684701  참고로 비슷한 이름들이 많이 등장하기 때문에 헷갈릴 수 있는데, 윌콕슨 부호 순위 검정 (Wilcoxon signed-rank test)는 짝을 지은 두 개의 샘플이나 샘플이 한 개의 표본을 치료 전후 등으로 두 번 검사한 자료에 주로 사용합니다. 따라서 다중 비교를 한다는 이야기는 두 개 이상의 표본이 있다는 이야기입니다.   그래서 pairwise.wilcox.test는 윌콕슨 순위-합 검정 (Wilcoxon Rank-Sum Test)의 다중 비교가 되겠습니다. 이름 때문에 윌콕슨 부호 순위 검정과 많이 헷갈릴 수 있어 윌콕슨 순위 합 검정을 Mann-Whitney U-test라고 부르는 경우도 많은데 오히려 그것 때문에 더 헷갈립니다.   아무튼 여기서는 네 개의 연못에서 pH를 측정한 결과 서로 값의 차이가 없다는 것을 귀무가설로 검증해보겠습니다. (즉 짝지은 자료가 아님) 각각의 측정은 8번 이뤄졌기 때문에 각 군의 샘플수가 10개 미만으로 비모수 통...