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산책 로그 2023년 3월 31일
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대기 오염이 DNA에 해를 끼치지 않고 폐암을 유발하는 방법
생쥐를 대상으로 한 연구에 따르면 종양 성장은 유전적 돌연변이가 아닌 작은 입자로 인한 염증에 의해 유발됩니다.
NEWS, 05 April 2023
How air pollution causes lung cancer — without harming DNA
Studies in mice suggest that tumour growth is triggered by inflammation caused by tiny particles, rather than genetic mutations.
https://www.nature.com/articles/d41586-023-00989-z
대기 오염은 DNA를 돌연변이 시키는 것이 아니라 실험용 마우스의 인간 건강 데이터 및 실험에 관한 광범위한 연구에 따르면 기존 암 유발 돌연변이가 있는 세포의 증식을 촉진하는 염증 환경을 조성함으로써 폐암을 유발할 수 있습니다.
결과는 4월 5일 네이처에 발표되었습니다. 환경 노출로 인한 다른 암에 적용할 수 있는 메커니즘을 제공하고 언젠가는 예방하는 방법으로 이어질 수 있습니다. “발암 물질에 노출되면 실제로 DNA에 아무런 영향을 미치지 않고도 암을 촉진 할 수 있다는 생각”이라고 영국 케임브리지 대학의 의학 유전학자인 Serena Nik-Zainal은 말합니다. “모든 발암 물질이 돌연변이 유발 물질은 아닙니다.”
암을 유발하는 오염
대기 오염으로 인해 매년 전 세계적으로 수백만 명이 사망하며, 여기에는 선암이라는 폐암으로 인한 250,000명 이상이 포함됩니다. 그러나 대기 오염이 어떻게 암을 유발하는지 조사하는 것은 부분적으로 담배 연기나 자외선과 같이 더 잘 연구된 발암 물질의 영향보다 덜 두드러지기 때문이라고 Nik-Zainal은 말합니다.
이 메커니즘을 밝히기 위해 런던의 프랜시스 크릭 연구소 (Francis Crick Institute)의 암 연구원 찰스 스완턴 (Charles Swanton)과 그의 동료들은 영국, 캐나다, 한국 및 대만의 환경 및 역학 데이터를 채굴했습니다. 데이터에 대한 담배 연기의 기여도를 줄이기 위해 팀은 EGFR이라는 유전자에 돌연변이를 일으키는 폐암에 초점을 맞추었습니다. 이러한 돌연변이는 흡연자보다 담배를 피우지 않은 사람들의 폐암에서 더 흔합니다.
연구팀은 EGFR 돌연변이가 있는 폐암이 평균 꽃가루 알갱이 너비의 10분의 1 미만인 지름 2.5 마이크로미터 이하의 흡입 가능한 입자 형태의 대기 오염에 노출되는 것과 관련이 있음을 발견했습니다. 이러한 오염은 내연 기관, 석탄 화력 발전소나 불타는 나무에 의해 배출됩니다.
더 많은 것을 배우기 위해, 팀은 인간 암과 관련된 EGFR 돌연변이를 가지고 실험용 마우스를 설계했습니다. 대기 오염에서 발견되는 것과 유사한 입자에 노출된 마우스는 노출되지 않은 대조군 마우스보다 폐종양이 발생할 가능성이 더 컸습니다.
그러나 폐암의 높은 비율에도 불구하고, 마우스는 폐 세포의 돌연변이 수의 증가를 하지 않았다. 대신, 입자 노출 후 몇 주 동안 지속하는 지속적인 염증 반응의 징후가 있었습니다. 폐로 몰려든 일부 면역 세포는 IL-1β라는 염증 촉진 단백질을 발현했습니다. IL-1β를 차단하는 항체로 마우스를 처리하면 폐암 발병률이 감소했습니다.
종합하면, 결과는 대기 오염이 노화중에 축적되는 DNA 오류의 결과로 폐에 이미 존재하는 돌연변이 세포의 증식을 촉진한다는 것을 시사합니다. “대기 오염이 암을 유발하는 주요 메커니즘은 새로운 돌연변이의 유도 때문이 아닙니다.”라고 샌프란시스코 캘리포니아 대학의 암 연구원인 Allan Balmain은 말합니다. “만성화되는 지속적인 염증은 이러한 돌연변이된 세포가 종양으로 자라게 하는 데 필수적입니다.”
이전 연구에 따르면 암과 관련된 돌연변이를 운반하는 세포가 때때로 건강한 조직에서 발견됩니다. Swanton과 그의 공동 연구자들은 비암성 폐 조직에서 EGFR 돌연변이의 빈도를 조사한 결과 600,000개의 세포 중 약 1개에 존재한다는 것을 발견했습니다. “그들은 거기에 있다”라고 프랜시스 크릭 연구소 (Francis Crick Institute)의 암유전체 학자인 에밀리아 림 (Emilia Lim)은 언론 브리핑에서 말했다. “드물지만 존재합니다.”
예방 조치
폐암 발견은 Balmain과 그의 공동 연구자들이 20개의 알려진 또는 의심되는 인간 발암 물질을 테스트했으며 대부분이 마우스의 DNA 돌연변이 수를 증가시키지 않는다는 것을 발견한 이전 결과와 일치합니다. Balmain은 암촉진 물질이 DNA 서열을 직접 변경하여 작용할 필요가 없다는 인식이 커지고 있으며 그의 실험실은 새로운 돌연변이를 찾는데 의존하지 않는 발암 물질에 대한 테스트를 개발하기 위해 노력하고 있다고 말합니다.
문제는 돌연변이 운반 세포가 대기 오염과 같은 환경 요인에 의해 활성화되는 것을 방지하는 방법입니다. 수백만 명의 사람들이 높은 수준의 대기 오염에 노출되어 있어서 IL-1β 차단 약물로 모든 것을 치료하는 것은 불가능하며 비용이 많이 들고 건강한 사람들에게 원치 않는 부작용을 일으킬 수 있다고 Balmain은 말합니다.
대신 Balmain은 염증과 싸우는 간단한 식이 중재가 일부 암의 위험을 줄일 수 있다고 제안합니다. “이러한 질문을 다시 검토하고 악성 질환 예방에 도움이 될 수 있는 최고의 식이 요인을 확인하려고 노력할 가치가 있습니다.”라고 그는 말합니다. “그들 중 많은 사람이 그렇게 할 수 있습니다 – 우리는 올바른 테스트를 하지 않았기 때문에 모릅니다.“
References
Hill, W. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-05874-3 (2023).
Riva, L. et al. Nature Genet. 52, 1189–1197 (2020).
Martincorena, I. et al. Science 348, 880-886 (2015).
세계는 물 위기에 직면해 있습니다. 4개의 강력한 차트가 방법을 보여줍니다.
수억 명의 사람들이 안전한 물과 위생 시설을 이용하지 못하고 있습니다. 거의 50년 만에 물에 관한 첫 유엔 회의가 변화를 가져올까요?
https://www.nature.com/articles/d41586-023-00842-3
NEWS EXPLAINER, 21 March 2023, Correction 22 March 2023
The world faces a water crisis — 4 powerful charts show how
Hundreds of millions of people lack access to safe water and sanitation. Will the first UN conference on water in nearly 50 years make a difference?
유엔 물 회의가 내일 시작됩니다. 네덜란드와 타지키스탄이 공동 주최하는 3일간의 행사는 뉴욕의 UN 본부에서 열릴 예정이며 거의 반세기 만에 처음 있는 행사가 될 것입니다. 안전한 식수 얻지 못하는 사람이 2000년보다 더 많은 사하라 사막 이남 아프리카(‘아프리카의 방치’ 참조)를 제외하고, 그동안 전 세계적으로 점점 더 많은 사람이 안전한 물과 위생 시설에 접근할 수 있게 되었습니다. (‘두 반쪽 이야기’ 참조) 전 세계적으로 약 5억 명의 사람들이 노상 배변을 해야 하며 수백만 명이 오염된 물 공급에 의존하고 있습니다. 이 회의가 차이를 만들 수 있습니까?
UN이 물에 관한 회의를 조직하는 데 46년이 걸린 이유는 무엇입니까?
가장 간단한 대답은 물(독립적인 주제)이 국제 지속 가능한 개발 정책 의제에서 높은 비중을 차지하지 못했다는 것입니다. 적어도 지금까지는 국제 물 관리 연구소(International Water Management Institute)의 개발 연구 부국장인 Rachael McDonnell이 말했습니다. , 로마에 기반.
1977년 아르헨티나 마르델플라타에서 최초의 UN 물 회의가 열렸습니다. 118개 국가 및 영토의 대표들이 12일 동안 만나 마르델 플라타 행동 계획을 발표했습니다. 20세기 말까지 세계적인 물 위기를 피하려고 1990년까지 국가들이 보편적인 깨끗한 물과 위생을 달성할 것을 권고했습니다.
여러 저소득 국가에서 재정적 지원을 요청했지만 거절당했고 대신 당시 Nature가 보고한 대로 물 프로젝트에 자금을 조달하는 방법에 관한 연구가 제안되었습니다.
2015년 국제 사회는 모두에게 깨끗한 물과 위생 시설을 제공하기 위한 2030년 목표(UN 지속 가능한 개발 목표, SDGs에 따라)를 설정했습니다. 세계보건기구(WHO)와 유엔아동기구 유니세프(UNICEF)의 자료에 따르면 2020년 현재 약 20억 명의 사람들이 여전히 집에 안전한 식수가 부족하고 그 중 약 1/3이 집에 기본적인 손 씻기 시설이 없는 것으로 나타났습니다. 현재의 개선 속도로는 2030년 기한까지 16억 명의 사람들이 집에서 안전한 식수가 부족할 것입니다.
물은 2021년 9월 식량 안보에 관한 UN 회의나 작년 이집트에서 열린 기후 COP27의 우선 순위가 아니었다고 네덜란드의 국제 물 문제 특사인 Henk Ovink는 말합니다. UN의 모든 후속 절차에서 물은 확고한 위치를 차지해야 한다고 그는 강조합니다. 여기에는 7월 로마에서 열리는 UN Food Systems Stocktaking Moment, 9월 뉴욕 SDG Summit, 11월 두바이 COP28이 포함됩니다. McDonnell은 “지금 일어나고 있는 일이 너무 끔찍하고 앞으로 더 악화될 것이기 때문에 46년을 더 기다릴 수 없습니다.”라고 말합니다.
최악의 위기는 어디입니까?
물 위기는 저소득 국가에서 최악입니다. 예를 들어 사하라 이남 아프리카 인구의 약 70%가 안전한 식수 서비스가 부족합니다.
베이루트에 본부를 둔 UN과 연결된 싱크탱크인 아랍 기후 변화 정책 센터의 Carol Cherfane 소장은 이 회의에서 취약한 지역 사회와 분쟁 및 분쟁 후 환경에 있는 사람들의 물 불안정 문제를 먼저 해결해야 한다고 말했습니다. 유니세프와 세계보건기구가 이번 주에 발표한 보고서에 따르면 지난해 소말리아에서 가뭄으로 43,000명이 사망했을 가능성이 있다고 합니다(‘Scorched Earth’ 참조).
의료 및 위생을 위해 물에 대한 더 나은 접근성을 제공하는 것은 또 다른 긴급한 우선순위입니다. 너무 많은 사람이 오염된 물을 사용할 수밖에 없습니다(‘대변 오염’ 참조). 세계보건기구(WHO)와 유니세프(UNICEF)가 물에 관한 20년간의 데이터를 요약한 이전 공동 보고서에 따르면 2021년에는 전 세계 의료 시설 10개 중 1개에 위생 서비스가 없었고 약 8억 5700만 명이 의료 시설에서 물 서비스를 받지 못했습니다.
회의에서는 수자원을 공유하는 국가들이 더 효과적으로 소통하는 방안도 논의할 예정입니다. 국경을 넘는 물 협력 연합(Transboundary Water Cooperation Coalition)은 지난해 말 유엔 과학기구 유네스코(UNESCO) 파리 본부에서 출범했다. 이것은 중동과 북아프리카 국가들에 특히 중요할 것입니다. Cherfane은 “아랍 국가의 수자원 중 약 2/3가 국경 밖에서 유입됩니다”라고 말합니다. “초국경 유역 수준의 접근은 갈등을 일으키는 도구가 아니라 대화와 협력 및 조정을 위한 기회를 만드는 도구로써 매우 중요합니다.”
기후 변화는 수자원에 어떤 영향을 미칩니까?
이번 주에 발간된 기후 변화에 관한 정부 간 패널(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 최신(6차) 평가 보고서에 따르면, 세계 인구의 약 절반이 이미 적어도 올해 중 일부는 심각한 물 부족 위험에 처해 있습니다. 이 숫자는 폭우, 홍수, 가뭄 및 산불 사건과 같은 기후 변화의 영향으로 인해 증가할 가능성이 있습니다. 지구 온도가 산업화 이전 온도보다 1.5°C 상승하면 세계 여러 지역에서 극심한 농업(토양 수분) 가뭄이 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.
회의가 법적 구속력이 있는 물 조약으로 이어질까요?
회의는 ‘물 행동 의제’를 만들 것입니다. 그러나 여기에는 “자발적 약속”이 포함될 것이라고 McDonnell은 말합니다. “구속력이 있는 것은 없습니다. 파리[기후] 협정과 동등한 것은 없습니다.” 더욱이 모든 물 관련 SDGs의 진행 상황을 이행하고 모니터링할 책임이 있는 유엔 주도 기구가 없습니다. Ovink는 “컨퍼런스는 제도적 공허함을 발견했습니다.”라고 말합니다. “우리는 지금 물 컨퍼런스로 매우 바쁘지만 물에 대해서는 그다지 바쁘지 않습니다.”
그러나 새로운 조약이나 제도적 유엔 기구를 세우는 데는 수년이 걸릴 것입니다. 대신 대표단은 기존 조약과 UN 시스템에서 물을 우선시하도록 요구할 것입니다.
일부 국가에서는 특히 해수 담수화 또는 폐수 처리와 같은 프로젝트에 대한 보조금 형태로 더 많은 자금을 요구할 것입니다. 암만에 본부를 둔 요르단 물 및 관개부 대변인 오마르 살라메(Omar Salameh)는 기존의 많은 국제 지원이 대출이라고 말했습니다. “그러나 대출은 이미 어려움을 겪고 있는 경제에 대한 재정적 압박을 악화시킵니다.’라고 그는 말합니다.
유엔 사무총장 안토니오 구테레스(António Guterres)는 COP27에서 발표한 계획을 위한 자금 조달을 강화할 것으로 예상되며, 모든 유엔 회원국에서 기후 조기 경보 시스템을 구축하여 국가가 극한 상황에 더 잘 대비할 수 있도록 합니다. “193명의 회원 중 절반만이 적절한 조기 경보 서비스를 갖추고 있습니다. “향후 5년 동안 약 30억 달러가 필요합니다.”라고 Taalas는 덧붙입니다. 지금까지 이 중 약 10%가 다양한 출처를 통해 모금되었습니다.
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00842-3
GPT-4가 여기에 있습니다 : 과학자들이 생각하는 것
연구원들은 AI에 대해 흥분하고 있지만 많은 사람들은 AI의 기본 엔지니어링이 비밀리에 숨겨져 있다는 사실에 좌절하고 있습니다.
NEWS 16 March 2023
GPT-4 is here: what scientists think
Researchers are excited about the AI — but many are frustrated that its underlying engineering is cloaked in secrecy.
https://www.nature.com/articles/d41586-023-00816-5
인공 지능 회사 OpenAI는 이번 주에 인기 있는 챗봇 ChatGPT를 구동하는 대형 언어 모델의 최신 화신인 GPT-4를 공개했습니다. 이 회사는 GPT-4가 큰 개선을 포함하고 있다고 말합니다 – 이미 인간과 같은 텍스트를 만들고 거의 모든 프롬프트에서 이미지와 컴퓨터 코드를 생성하는 능력으로 사람들을 놀라게 했습니다. 연구원들은 이러한 능력이 과학을 변화시킬 잠재력이 있다고 말하지만, 일부는 아직 기술, 기본 코드 또는 훈련 방법에 대한 정보에 액세스 할 수 없다는 사실에 좌절감을 느낍니다. 이는 기술의 안전성에 대한 우려를 불러일으키고 연구에 덜 유용하게 만든다고 과학자들은 말합니다.
3월 14일에 출시된 GPT-4의 한 가지 업그레이드는 이제 텍스트뿐 아니라 이미지도 처리할 수 있다는 것입니다. 그리고 언어 능력을 입증하듯 캘리포니아주 샌프란시스코에 본사를 둔 Open AI는 이전 버전의 ChatGPT가 10분위 수를 기록한 것과 비교하여 90분위 수로 미국 변호사 시험을 통과했다고 합니다. 그러나 이 기술은 아직 널리 사용되지 않습니다. 지금까지 ChatGPT의 유료 가입자만 액세스할 수 있습니다.
암스테르담 대학교의 심리학자 Evi-Anne van Dis는 “현재 대기자 명단이 있어 지금 사용할 수 없습니다.”라고 말합니다. 그러나 그녀는 GPT-4의 데모를 보았습니다. “우리는 그들이 능력을 입증한 비디오를 몇 개 봤는데 정말 놀라웠습니다.”라고 그녀는 말합니다. 한 가지 사례는 GPT-4가 이미지를 입력으로 처리하는 능력을 보여주기 위해 해당 웹사이트를 구축하는 데 필요한 컴퓨터 코드를 생성하는 데 사용했던 웹사이트의 손으로 그린 낙서였습니다.
그러나 과학 커뮤니티에서는 모델이 어떻게 그리고 어떤 데이터를 훈련했는지, 그리고 실제로 어떻게 작동하는지에 대한 OpenAI의 비밀에 대해 좌절감을 느끼고 있습니다. “이 모든 폐쇄 소스 모델은 본질적으로 과학에서 막 다른 골목입니다.”라고 오픈소스 AI 커뮤니티인 HuggingFace의 기후 전문 연구 과학자인 Sasha Luccioni는 말합니다. “그들[OpenAI]은 연구를 계속 구축할 수 있지만, 커뮤니티 전체에게는 막다른 골목입니다.”
‘레드 팀’ 테스트
로체스터 대학교의 화학 엔지니어인 Andrew White는 ‘레드 팀’으로서 GPT-4에 액세스할 수 있는 특권을 가졌습니다. OpenAI에서 지불하여 플랫폼을 테스트하여 나쁜 일을 하도록 만드는 사람입니다. 그는 지난 6개월 동안 GPT-4에 접근할 수 있었다고 말했습니다. “프로세스 초기에는 이전 버전과 크게 다르지 않은 것 같습니다.”
그는 화합물을 만들고, 반응 수율을 예측하고, 촉매를 선택하는 데 필요한 화학 반응 단계가 무엇인지 봇에 쿼리했습니다. White는 “처음에는 그다지 인상적이지 않았습니다. “매우 사실적으로 보일 것이기 때문에 정말 놀랐지만 여기에서는 원자를 환각시킬 것입니다. 거기에서 한 단계 건너뛸 것입니다.”라고 그는 덧붙입니다. 그러나 그의 레드팀 작업의 일환으로 그가 GPT-4에게 과학 논문에 대한 액세스 권한을 부여했을 때 상황이 극적으로 바뀌었습니다. “이러한 모델만으로는 그다지 훌륭하지 않을 수도 있다는 사실을 깨닫게 되었습니다. 하지만 역합성 플래너나 계산기와 같은 도구를 인터넷에 연결하기 시작하면 갑자기 새로운 종류의 능력이 나타납니다.”
그리고 그러한 능력에는 우려가 따릅니다. 예를 들어, GPT-4가 위험한 화학 물질을 만들 수 있습니까? White는 OpenAI 엔지니어가 White와 같은 사람들의 의견을 바탕으로 GPT-4가 위험하거나 불법적이거나 해로운 콘텐츠를 만드는 것을 막기 위해 모델에 피드백했다고 말합니다.
가짜 사실
허위 정보를 출력하는 것은 또 다른 문제입니다. Luccioni는 문장의 다음 단어를 예측하기 위해 존재하는 GPT-4와 같은 모델은 환각으로 알려진 가짜 사실을 생각해 낼 수 없다고 말합니다. “환각이 너무 많기 때문에 이런 종류의 모델에 의존할 수 없습니다.”라고 그녀는 말합니다. OpenAI는 GPT-4에서 안전성이 향상되었다고 말하지만, 이것은 최신 버전에서 여전히 우려 사항이라고 그녀는 말합니다.
교육에 사용되는 데이터에 액세스할 수 없으면 Luccioni의 안전에 대한 OpenAI의 보증이 부족합니다. “당신은 데이터가 무엇인지 모릅니다. 그래서 당신은 그것을 향상시킬 수 없습니다. 내 말은, 이와 같은 모델로 과학을 수행하는 것은 완전히 불가능하다는 것입니다.”라고 그녀는 말합니다.
GPT-4가 어떻게 훈련되었는지에 대한 미스터리는 암스테르담에 있는 van Dis의 동료인 심리학자 Claudi Bockting의 관심사이기도 합니다. “감독할 수 없는 것에 대해 책임을 지는 것은 인간으로서 매우 어렵습니다.”라고 그녀는 말합니다. “우려 중 하나는 예를 들어 인간이 스스로 가지고 있는 편견보다 훨씬 더 편향될 수 있다는 것입니다.” Luccioni는 GPT-4 뒤에 있는 코드에 액세스할 수 없으면 편향이 발생한 위치를 확인하거나 수정할 수 없다고 설명합니다.
윤리 토론
Bockting과 van Dis는 또한 점점 더 이러한 AI 시스템이 큰 기술 회사에 의해 소유되고 있다고 우려하고 있습니다. 그들은 기술이 과학자들에 의해 적절하게 테스트되고 검증되었는지 확인하기를 원합니다. “이것은 또한 빅테크와의 협력이 물론 프로세스 속도를 높일 수 있기 때문에 기회이기도 합니다.”라고 그녀는 덧붙입니다.
Van Dis, Bockting 및 동료들은 올해 초 AI 및 GPT-4와 같은 도구를 사용하고 개발하는 방법을 관리하기 위한 일련의 ‘살아있는’ 지침을 개발해야 할 긴급한 필요성을 주장했습니다. 그들은 AI 기술에 관한 모든 법률이 개발 속도를 따라잡기 어려울 것이라고 우려하고 있습니다. Bockting과 van Dis는 4월 11일 암스테르담 대학에서 이러한 문제를 논의하기 위해 UNESCO의 과학 윤리 위원회, 경제 협력 개발 기구, 세계 경제 포럼을 포함한 조직의 대표들과 함께 초청 정상 회담을 소집했습니다.
우려에도 불구하고 GPT-4와 그 미래 반복은 과학을 뒤흔들 것이라고 White는 말합니다. “인터넷이 큰 변화였던 것처럼 실제로 과학의 거대한 인프라 변화가 될 것이라고 생각합니다.”라고 그는 말합니다. 과학자를 대체하지는 못하지만, 일부 작업에는 도움이 될 수 있다고 덧붙였습니다. “종이, 데이터 프로그램, 우리가 사용하는 라이브러리, 전산 작업 또는 심지어 로봇 실험까지 연결할 수 있다는 사실을 깨닫기 시작할 것 같습니다.”
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00816-5