연구원들은 서브픽셀 모션 검출을 위해 용액 공정으로 처리된 강유전성 P(VDF-TrFE) 박막을 사용한 새로운 강유전성 랜덤 액세스 메모리(FeRAM)를 개발했습니다. 이 FeRAM은 수동적인 크로스바 어레이 커패시터를 기반으로 하며, 강유전성 도메인의 비선형 동역학을 이용하여 기생 경로 문제를 효과적으로 제거합니다. 제어된 전기장 극성을 통해 강유전성 도메인을 전환함으로써, 시스템은 이미지 정보를 저장하고 처리하여 이미지 차이를 직접 추출합니다. 이를 통해 수학 함수의 미분 계산이나 이동 물체 식별과 같은 애플리케이션이 가능합니다. 이 시스템은 높은 정확도, 낮은 전력 소비, 추가 메모리 유닛이 필요 없다는 등의 장점을 가지고 있으며, 비디오 감시 및 결함 검출과 같은 애플리케이션에서 큰 가능성을 보여줍니다.
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연구원들은 에너지 집약적인 산소 발생 반응을 경제적인 푸르푸랄 산화로 대체하는 혁신적인 바이어스 프리 이중 수소 생산 시스템을 고안했습니다. 이 시스템은 물 환원을 위한 고효율 PtC/Ni/c-Si 광전극과 고부가가치 푸르푸르산과 수소를 생성하는 푸르푸랄 산화를 위한 구리 양극으로 구성됩니다. 이 설계는 c-Si 광전극의 높은 광전류를 교묘하게 활용하여 외부 바이어스의 필요성을 제거하고 기존의 물 분해보다 훨씬 높은 수소 생산 속도를 달성합니다. 태양 수소 생산 속도는 이전에 보고된 바이어스 프리 PEC H2 생산 시스템의 8배 이상이며, 미국 에너지부(DOE)의 목표를 훨씬 뛰어넘습니다.
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최근 암 대사 연구의 발전으로 종양 세포가 포도당과 지질 대사에 의존하고 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 연구자들은 헥소키나제-2, 포도당 수송체 1, 지방산 합성효소 등의 억제를 포함하여 암세포의 대사 경로를 표적으로 하는 방법을 모색하고 있습니다. 또한 종양 성장 억제를 목표로 6-아미노니코틴아마이드나 에토목시르와 같은 대사 억제제 연구도 진행되고 있습니다. 더 나아가 갈색 지방 조직의 종양 억제 역할에 주목하고 있으며, 추위 노출이나 PRDM16 경로 활성화가 갈색 지방 생성을 촉진하여 종양 성장을 억제할 수 있다는 사실이 제시되었습니다. 이러한 연구들은 대사 조절에 기반한 표적 치료법 등 새로운 암 치료 전략 개발에 중요한 방향을 제시하고 있습니다.
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고대 DNA를 이용한 획기적인 연구는 사하라의 '녹색 시대'와 아프리카 인구 이동에 미친 영향에 대한 이해를 혁신적으로 발전시켰습니다. 북아프리카와 사하라 사막 출신의 고대 게놈 분석을 통해 근동과 사하라 이남 아프리카 인구 집단 간의 복잡한 혼혈 패턴이 드러났습니다. 이러한 결과는 이베리아 반도와 레반트 지역에서의 이주가 북서 아프리카 신석기 시대에 영향을 미쳤음을 강조합니다. 이 연구는 아프리카 인구의 기원과 진화, 그리고 기후 변화가 인류 역사에 미친 막대한 영향에 대한 전례 없는 통찰력을 제공합니다.
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물리학자들은 장미 꽃잎 성장에 사용되는 이전까지 알려지지 않았던 기하학적 트릭을 발견했습니다. 이론 분석, 컴퓨터 시뮬레이션, 고무 같은 플라스틱 시트 실험을 통해 꽃잎이 바깥쪽으로 말릴 때 기계적 피드백이 성장을 조절하여 말린 가장자리와 뾰족한 끝이 형성됨을 증명했습니다. 이 발견은 미래에 공학 및 건축에 응용될 수 있습니다. 이 연구는 기하학적 패턴이 자연에서 발달하는 유기체에 어떻게 영향을 미치는지 보여주며, 생물학적 형태 형성 과정에서 내재적 기하학과 외재적 기하학의 상호 작용을 강조합니다.
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미국 국립보건원(NIH)이 미국 외 연구소와 병원에 대한 자금 지원을 일시적으로 중단하는 정책을 시행하려 하고 있습니다. 이 조치는 신흥 감염병과 암 연구 등 수천 건의 글로벌 보건 프로젝트와 국제 협력에 위협이 됩니다. 이 정책은 NIH 보조금의 약 15%에 영향을 미치고 영국, 캐나다, 독일, 호주 등 여러 국가와의 협력을 저해할 수 있습니다. 비판가들은 이러한 근시안적인 결정으로 인해 예방 가능한 사망자가 발생하고 암 연구 등 중요한 연구 분야의 발전이 저해될 것이라고 주장합니다.
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미국 국립과학재단(NSF)이 큰 혼란을 겪고 있다. 지난주 수백 건의 연구비가 삭감된 데 이어 오늘도 수백 건의 연구비가 추가로 삭감되었다. 이는 NSF 국장 세투라마난 판차나탄이 갑작스럽게 사임한 다음 날 발생했으며, 직원들에게 조기 퇴직 유인책이 제시되었다. 트럼프 행정부는 NSF 예산을 55%, 인력을 50% 감축할 계획인 것으로 알려졌다. 이러한 대규모 연구비 삭감은 일론 머스크가 주도하는 연방 정부 지출 감소 계획과 관련이 있으며, 삭감된 일부 연구비는 '다양성, 형평성, 포용성(DEI)'을 증진시키고 있다는 비난을 받고 있다. 전 NSF 국장 닐 레인은 판차나탄의 리더십을 칭찬하며, NSF의 역할을 축소하려는 노력 속에서 탁월한 역할을 수행했다고 언급했다.
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수십만 건의 정책 문서에 대한 새로운 분석 결과, 미국 정당들이 과학 문헌을 사용하는 방식에 놀라운 차이가 있음이 드러났습니다. 민주당이 주도하는 의회 위원회와 좌파 싱크탱크는 공화당 대응 세력보다 연구 논문을 훨씬 더 많이 인용하는 경향이 있습니다. 이 연구는 민주당과 좌파 그룹이 영향력이 큰 연구를 인용할 가능성이 더 높고, 양측이 동일한 연구나 주제를 인용하는 경우는 거의 없다는 사실도 밝혀냈습니다. Science지에 게재된 이 연구는 민주당이 주도하는 위원회의 문서가 공화당이 주도하는 위원회의 문서보다 과학을 인용할 가능성이 약 1.8배 더 높았다는 것을 보여줍니다.
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50개가 넘는 브라질 연구팀이 참여한 대규모 연구에서 생의학 실험의 절반 이상이 재현 불가능하다는 사실이 밝혀졌습니다. 연구팀은 일반적으로 사용되는 세 가지 생의학적 방법을 선택하여 1998년부터 2017년까지 발표된 논문의 실험을 재현했습니다. 그 결과, 재현성 기준을 충족한 것은 21%에 불과했으며, 원 논문에서 보고된 효과 크기는 재현 실험보다 평균 60% 더 컸습니다. 이는 브라질 생의학 연구의 재현성 문제를 보여주는 중요한 증거이며, 연구 방법과 정책 개선을 위한 중요한 근거가 됩니다.
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160년 전에 수행된 그레고어 멘델의 획기적인 완두콩 실험은 유전학의 기초를 마련했습니다. 하지만 관찰된 7가지 형질 중 3가지의 유전자는 지금까지 미스터리로 남아 있었습니다. Nature지에 발표된 새로운 연구는 최신 게놈 시퀀싱과 정교한 컴퓨터 분석을 사용하여 이 유전자들을 최종적으로 확인하고, 이 유전자들이 꼬투리 색깔, 꼬투리 모양, 꽃의 가지치기를 어떻게 조절하는지 밝혀냈습니다. 이 획기적인 발견은 오랜 수수께끼를 풀어줄 뿐만 아니라 완두콩 유전체학과 식물 육종의 발전을 위한 길을 열어줍니다.
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연구원들은 2차원(2D) 소재(WSe2, 그래핀, hBN) 기반의 서브 나노초 플래시 메모리 소자를 제작했습니다. 제작 과정에는 전자빔 리소그래피, 원자층 증착, 기계적 박리 등이 포함되었습니다. 소자의 구조와 성능은 원자간력 현미경, 투과전자현미경, 에너지 분산형 X선 분광법으로 특성 분석되었습니다. 소자의 전기적 특성을 시뮬레이션하기 위한 준 2차원 모델이 개발되었고, 그 타당성이 실험적으로 검증되었습니다. 이 연구는 고성능, 저전력 차세대 플래시 메모리 소자 개발을 위한 새로운 방향을 제시합니다.
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트럼프 행정부의 과학 연구 자금과 인력에 대한 급격한 감축으로 인해 해외에서 기회를 찾는 미국 과학자들의 대량 유출이 발생하고 있습니다. 네이처 커리어즈의 데이터에 따르면, 2025년 1월부터 3월까지 미국 과학자들의 해외 일자리 지원은 2024년 같은 기간 대비 32% 증가했으며, 해외 일자리를 찾아보는 미국 사용자 수도 35% 증가했습니다. 3월 한 달 동안만 감축이 심화됨에 따라 조회수는 전년 동월 대비 68% 증가했습니다. 수백 건의 연방 연구비 지원이 갑자기 중단되었고, 주요 대학들은 상당한 자금 감축에 직면했습니다. 유럽 기관들은 이러한 일자리를 잃은 과학자들을 적극적으로 채용하고 있으며, '과학을 위한 안전한 장소'와 같은 이니셔티브와 막스 플랑크 협회의 대서양 횡단 프로그램이 피난처와 협력 기회를 제공하고 있습니다. 이러한 두뇌 유출은 단순한 기회 추구가 아니라 미국 학계로부터의 강제 추방을 반영합니다.
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파킨슨병에 대한 임상 시험에서 유도만능줄기세포(iPS 세포) 유래 도파민 전구세포를 이용한 양측 조가비핵 이식이 수행되었습니다. 결과적으로 이 치료법은 안전하고 효과적이며, 심각한 부작용 없이 일부 환자에게서 운동 증상 개선과 도파민 흡수 증가가 관찰되었습니다. 플라시보 효과와 관찰자 편향의 가능성, 최적 환자 선택 기준에 대한 추가 연구가 필요하다는 한계는 있지만, 이 시험은 iPS 세포 유래 도파민 전구세포가 파킨슨병의 재생 치료법으로 안전하고 효과적임을 시사하는 증거를 제공합니다.
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연구 윤리 분석가들은 우려스러운 경향을 발견했습니다. 기업들이 명성 있는 학술지를 인수하여 의심스러운 관행을 가진 약탈 출판물로 전환하고 있다는 것입니다. 최근 연구에 따르면 새로 설립된 국제 기업 네트워크에 의해 인수된 후 이러한 변화를 겪은 학술지가 최소 36개인 것으로 나타났습니다. 이전에 Scopus와 같은 데이터베이스에 색인되었던 이 학술지들은 각각 수십만 유로에 인수되었습니다. 인수 후 많은 학술지들은 논문 처리 비용을 인상하고, 출판량을 크게 늘리고, 원래 범위를 벗어난 논문을 게재하는 등 약탈 출판의 전형적인 특징을 보였습니다. 일부 기업들은 주장을 부인하지만, 투명성 부족과 학술지 웹사이트의 소유권 정보 부재는 학문적 윤리에 대한 심각한 우려와 더욱 엄격한 규제의 필요성을 제기합니다.
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연간 500억 유로의 비용이 드는 광범위한 토양 황폐화에 직면하여 스페인은 문제에 직접적으로 대처하고 있습니다. 지리학자인 Jesús Rodrigo Comino는 AI와 지리 정보 시스템을 사용하여 농부를 위한 도구를 개발하여 포도밭의 토양 관리를 개선하고 침식을 방지합니다. 그의 연구는 EU의 '유럽을 위한 토양 협약' 미션의 일환이며, 현장 실험과 대중 교육을 결합하여 인식을 높이고 지속 가능한 관행을 장려합니다. 기후 변화는 문제를 악화시키고 있으며, 스페인의 문화 유산과 경제를 보호하기 위한 Comino의 연구의 시급성을 강조하고 있습니다.
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매우 치명적인 칸디다 오리스와 같은 항생제 내성 균류는 세계 공중 보건에 점점 더 큰 위협이 되고 있습니다. 매년 약 380만 명이 곰팡이 감염으로 사망하며, 이 수치는 지난 10년 동안 거의 두 배로 증가했습니다. 이 기사에서는 곰팡이 세포와 인간 세포의 유사성으로 인한 항진균제 개발의 어려움과 농업에서의 살균제 광범위한 사용으로 인한 내성 증가 가능성을 강조합니다. 현재 후기 임상 시험 단계에 있는 항진균제는 겨우 3가지입니다. 이 기사는 기초 연구 강화, 진단 도구 개선, 임상 시험 네트워크 구축, 그리고 농업에서의 살균제 사용 제한과 같은 정책 개입을 통해 이 문제를 해결하고 더 많은 곰팡이가 위험한 병원균으로 진화하는 것을 막아야 한다고 주장합니다.
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21세기 가장 많이 인용된 과학 논문은 mRNA 백신이나 중력파 발견과 같은 획기적인 발견에서 나온 것이 아닙니다. Nature지가 가장 많이 인용된 상위 25편의 논문을 분석한 결과, AI 방법론, 연구 질 향상, 암 통계, 연구 소프트웨어가 대부분을 차지하고 있습니다. 리스트 1위는 Microsoft가 2016년에 발표한 "딥 레지듀얼 네트워크"(ResNet)에 관한 논문입니다. 이 논문은 딥러닝에서의 기울기 소멸 문제를 해결하여 AlphaGo, AlphaFold, ChatGPT 등의 AI 도구 출현을 가능하게 했습니다. 이 논문의 성공은 오픈소스라는 점과 AI 분야의 급속한 발전 때문입니다. 연구 방법론, 소프트웨어 도구, 암 통계에 관한 논문들도 높은 인용 횟수를 기록하며 과학 연구에서 방법론과 기본 도구의 중요성을 보여줍니다.
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최근 연구에 따르면, 실로시빈과 MDMA와 같은 사이키델릭 약물을 보조적으로 사용하는 치료법이 치료 저항성 우울증과 PTSD 치료에 유망한 결과를 보여주고 있습니다. 여러 임상 시험에서 상당하고 지속적인 개선이 나타났습니다. 동시에, 홀로트로픽 브레스워크와 같은 브레스워크 요법도 주목받고 있으며, 스트레스, 불안, 우울증 증상 완화에 효과적임을 시사하는 연구 결과가 있습니다. 이러한 요법들은 뇌 활동과 신경 전달 물질 수치를 변화시켜 기분과 정신 상태에 영향을 미치는 것으로 보입니다. 효능과 안전성을 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요하지만, 이러한 발견은 정신 질환 치료에 새로운 희망을 제시하고 뇌와 의식의 미스터리를 탐구하는 흥미로운 길을 열어줍니다.
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이 연구는 단일 세포 RNA 시퀀싱(snRNA-seq), CUT&TAG, ATAC-seq을 사용하여 비만 마우스와 인간의 백색 지방 조직(WAT)을 심층적으로 조사하여 체중 감소 과정에서 WAT 세포 유형의 후성 유전체 지형이 크게 변화하고 유전자 발현 변화의 일부가 지속됨을 밝혔습니다. 이는 비만의 후성 유전적 기억 메커니즘을 시사합니다. 연구원들은 세 개의 독립적인 인간 연구(MTSS, LTSS, NEFA)와 식이 유도 비만 마우스 모델의 샘플을 분석하여 다중 오믹스 분석을 통해 WAT의 세포 유형 변화와 신진대사 기능과의 연관성을 밝혔습니다.
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도쿄대 연구진이 길이 7cm, 너비 4cm, 두께 2.25cm 크기의 닭고기를 배양하는 데 성공했습니다. 이는 지금까지 배양된 가장 큰 단일 조각의 고기입니다. 이러한 획기적인 성과는 성장 조직에 영양분과 산소를 공급하는 새로운 순환 시스템 덕분에 가능했습니다. 아직 식품 등급은 아니지만, 11g짜리 너겟은 큰 진전입니다. 연구팀은 기업과 협력하여 이 기술을 더욱 발전시키고 있으며, 육류 생산에 혁명을 일으킬 가능성을 가지고 있습니다.
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3년간의 협상 끝에 세계보건기구(WHO)는 세계 최초의 팬데믹 조약에 대한 획기적인 합의에 도달했습니다. 이 조약은 미래 팬데믹을 예방하고, 대비하고, 대응하는 것을 목표로 합니다. 완벽하지는 않지만 세계 보건사의 결정적인 순간이며, 세계적 안전을 위한 중요한 규범을 수립합니다. 조약의 핵심은 '병원체 접근 및 이익 공유' 메커니즘으로, 백신, 의약품, 진단 도구의 더욱 공정한 분배를 보장하고 COVID-19 백신 불평등을 반복하지 않도록 설계되었습니다. 협상에 미국이 참여하지 않았음에도 불구하고 조약의 체결은 세계적 협력을 보여줍니다. 시행 세부 사항은 아직 마무리해야 하지만, 이 조약은 세계적 팬데믹 대응을 위한 견고한 기반이 될 것입니다.
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중국이 새롭게 취역시킨 해양조사선 '몽'(夢)호는 동적 안정화 시스템을 탑재하여 거친 파도 속에서도 11km 깊이까지 시추가 가능합니다. 티타늄 합금 시추 로드와 다이아몬드 비트를 사용하여 고온 고압 환경에서도 안정적인 시추를 수행하며, 부유식 실험실을 갖춰 신속한 시료 처리 및 분석이 가능합니다. 첫 과학 시추 탐사는 내년 시작 예정이며, 2030년까지 태평양 또는 인도양 해저면 아래 모호면에 대한 본격적인 시추를 목표로 합니다. 이를 통해 해양 지각 구조, 해양 모호면의 암석학적 특성, 지구 생명체의 한계 등에 대한 전례 없는 데이터를 얻을 수 있을 것으로 기대됩니다. 연구 결과 공유를 위한 국제 협력이 추진될 것입니다.
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이 다학제 연구는 몰타 라트니야 동굴의 심층 발굴과 분석 결과를 제시합니다. 고고식물학, 연대 모델링, 동위원소 분석, 퇴적학, 동물고고학을 결합하여 연구자들은 중석기 시대부터 신석기 시대까지 이어지는 인류의 지속적인 거주 증거를 발견했습니다. 지층, 동식물 유해, 유물 분석을 통해 명확한 단계가 드러났으며, 방사성 탄소 연대 측정을 통해 정확한 연대가 밝혀졌습니다. 이 연구는 몰타 초기 인류 활동과 초기 홀로세 시대 인류와 환경 간의 상호 작용을 이해하는 데 귀중한 자료를 제공합니다.
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국제에너지기구(IEA)의 새로운 보고서에 따르면, 데이터센터의 전력 소비량은 주로 인공지능(AI)에 의해 주도되어 2030년까지 두 배 이상 증가할 것으로 예상됩니다. 이 보고서는 2030년 데이터센터의 전력 소비량이 945테라와트시(TWh)에 달할 것으로 예측하며, 이는 일본의 현재 연간 전력 소비량과 거의 같습니다. AI 서버는 2024년에 이미 데이터센터 전체 전력 소비량의 15%를 차지했습니다. 앞으로 개발도상국은 미래 성장의 5%만 차지할 것으로 예상되는 반면, 선진국은 20% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다. IEA는 계획 중인 데이터센터의 20%가 전력망 연결 지연을 경험할 수 있다고 추정합니다. 전문가들은 AI의 에너지 소비량이 과소평가되었을 가능성을 시사하며, 세계적인 전력 수요 증가에 대처해야 함을 강조합니다.
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본 논문은 최근 몇 년 동안 광전자 뉴럴 네트워크의 급속한 발전을 요약합니다. 심층 학습의 선구적인 연구부터 광자 장치를 사용한 대규모 뉴럴 네트워크 구축에 이르기까지 최신 기술 동향을 다룹니다. 연구자들은 코히어런트 나노포토닉 회로, 회절 심층 뉴럴 네트워크, 광전 증배 등 다양한 광학 컴퓨팅 기법을 모색해 왔습니다. 이러한 연구는 이미지 인식과 스타크래프트 II와 같은 분야에서 획기적인 성과를 가져왔을 뿐만 아니라 무어의 법칙의 한계를 극복하고 무어의 법칙 이후 컴퓨팅의 새로운 길을 열 가능성을 제시합니다.
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하버드 의과대학 연구는 수면에 대한 우리의 이해를 뒤집습니다. 오랫동안 뇌의 휴식으로 여겨졌지만, 수면 부족 실험에서 초파리와 쥐가 장내 활성산소종 축적으로 10일 이내에 사망하는 것으로 나타났습니다. 수면은 뇌를 재설정하고, 신경 독소를 제거하고, 기억을 강화하며, 유전자, 신진대사, 호르몬을 조절하여 신체 항상성을 유지합니다. 뇌가 없는 히드라와 같은 생물도 수면과 유사한 행동을 보이는데, 이는 수면의 기능이 뇌를 넘어 심혈관 질환과 암 위험을 줄이는 전신 건강에 필수적임을 시사합니다.
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획기적인 연구에 따르면 세포의 발전소인 미토콘드리아는 정적인 세포 소기관이 아니라 세포 간을 이동한다는 사실이 밝혀졌습니다! 이러한 “미토콘드리아 전이”는 다양한 세포 종류와 생물종에서 관찰되었으며, 조직 복구, 면역 체계 활성화, 세포 구제에 중요한 역할을 할 가능성이 있습니다. 연구자들은 암과 뇌졸중과 같은 질병에 대한 치료 가능성을 모색하고 있지만, 정확한 메커니즘과 인간에게 미치는 역할은 아직 불분명합니다. 미토콘드리아 전이는 세포 간 통신과 질병 치료에 대한 이해에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
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연구원들은 다양한 분화 배양 프로토콜을 사용하여 인간 유도 만능 줄기 세포(iPSC)로부터 뇌 및 척수 영역 특이적 오가노이드를 생성했습니다. 이러한 오가노이드는 대뇌 피질, 배측 및 복측 중뇌, 척수 등 뇌의 다양한 영역을 모방했습니다. 연구원들은 단일 세포 RNA 시퀀싱, 면역 세포 화학 및 칼슘 이미징을 사용하여 오가노이드의 세포 구성, 유전자 발현 및 뉴런 활동을 자세히 조사했습니다. 또한, 오가노이드를 결합한 어셈블로이드를 생성하여 영역 간 연결성을 연구했습니다. 이 연구는 인간 뇌 발달 및 신경 질환 연구에 귀중한 in vitro 모델을 제공합니다.
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구글 딥마인드 연구원들은 인간의 지시 없이 마인크래프트에서 다이아몬드를 자율적으로 수집하는 것을 학습한 AI 시스템 'Dreamer'를 개발했습니다. 이는 AI의 지식을 일반화하는 능력에 있어 큰 발전을 보여줍니다. Dreamer는 강화 학습과 세계 모델을 사용하여 미래 시나리오를 예측하고, 미리 프로그램된 규칙이나 시범 없이 다이아몬드 수집이라는 복잡한 작업을 효율적으로 계획하고 실행할 수 있습니다. 이 연구는 현실 세계에서 학습하고 적응할 수 있는 로봇을 만드는 길을 열었습니다.
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연구자들은 토양 샘플에서 기존 치료법에 내성이 있는 균주를 포함한 광범위한 병원균에 대해 강력한 항균 작용을 보이는 새로운 항생제 분자를 발견했습니다. Paenibacillus 종에 의해 생성되는 이 lasso 형 펩타이드는 세균 리보솜을 독특한 방식으로 표적으로 하여 내성 발달을 어렵게 합니다. 이 발견은 악화되는 항생제 내성 위기에 대한 투쟁에서 희망의 빛을 제공합니다.
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