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?

 이번 주 소말리아 정부, 유엔아동기구 유니세프, 세계보건기구가 발표한 보고서에 따르면 지난해 소말리아에서 가뭄으로 4만3000명이 사망했을 가능성이 있다고 한다. 크레딧: Jerome Delay/AP/Shutterstock

 

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?

 출처: WHO/UNICEF

 

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.

 출처: WHO/UNICEF

 

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).

 출처: IPCC

 

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.

당시 수단의 관개 장관이었던 야히아 압델 마지드(Yahia Abdel Mageed)는 1977년 제1차 유엔 수자원 회의 사무총장이었습니다. 해당 회의에서 저소득 국가를 위한 재정 지원 요청은 거절당했습니다. 제공: Keystone Pictures USA/Zuma Press/Alamy

 

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

레이커스의 리브스는 커리어 하이인 35점을 득점해 매직를 111-105로 물리쳤다

2023년 3월 20일 월요일 오전 12:53

https://www.nba.com/game/orl-vs-lal-0022201070

 

로스앤젤레스(AP) 오스틴 리브스가 통산 최다인 35득점을 올렸고, 디안젤로 러셀이 18득점을 추가했으며, LA 레이커스는 일요일 밤 올랜도 매직을 상대로 111-105 승리했다.

 

앤서니 데이비스는 15점 11리바운드를 기록했지만, 리브스는 마지막 1분 33초에 LA의 마지막 10점을 포함해 4쿼터에 13점으로 레이커스를 승리로 이끌었다. 드래프트 되지 않은 2년차 프로 선수는 스타들이 즐비한 그의 팀에서 중요한 역할을 얻었고, 레이커스가 2게임 미끄러짐을 끊으면서 리브스는 거의 모든 큰 플레이를 했다.

 

레이커스 팬들은 리브스가 4쿼터에 라인에 반복적으로 출장을 얻으면서 “M-V-P! M-V-P!”라는 구호로 세레나데를 불렀다. 리브스는 18개의 자유투를 기록했고 매직은 17개를 기록했다.

 

리브스는 “그들이 내가 하는 일을 인식하기 위해서 – 분명히 나는 MVP급 선수가 아니다, 그들은 정말 훌륭하다 – 하지만 그들에게 그것을 하는 것은 특별하다.”라고 말했다. “그것은 저에게 큰 의미가 있습니다.”

 

레이커스는 휴스턴과 댈러스에 연속적으로 패한 후 이 경기에 들어가 플레이오프 경주에서 자신들의 빈약한 위치를 위태롭게 하였다. 이 승리로 로스앤젤레스(35-37)는 미네소타와 함께 서부 콘퍼런스 9위에 다시 올랐다.

 

다빈 햄 레이커스 감독은 “(리브스가) 정상인 줄 알았다.”라고 말했다. “그가 1년 내내 그랬던 것. 우리에게 클러치 순간이 다가오고, 내리막길에서 플레이를 시도하고, 페인트를 공격하고 파울을 끌어내는 능력으로 수비를 불편한 상황에 빠뜨렸다. 그는 대단했어. 그는 결국 35점으로 끝났고, 우리는 그들 모두가 필요했습니다.”

 

루키 파올로 방체로는 올랜도를 위해 21점을 득점했지만, 밤사이에 심판들과 반복적으로 언쟁을 벌인 끝에 25.3초로 현명하지 못한 테크니컬 반칙을 했다.

 

“그들이 그것을 그렇게 부를 때 그것은 당신을 어려운 상황에 부닥치게 할 뿐입니다.”라고 Bancero는 말했다. “당신은 반칙 없이 수비하고 싶어 하지만, 우리는 계속해서 호출을 받는다. 계속 반칙을 하는 것 같아요. 우리는 계속해서 반칙 판정을 받으니까 힘들지만 그래도 이길 기회가 있었다. 당신은 그것을 모두 탓할 수 없습니다.”

 

프란츠 바그너도 매직의 6패째인 8경기에서 21득점을 올리며 4경기 로드 스윙을 마무리했다. 웬델 카터 주니어는 16득점 11리바운드를 기록했지만, 올랜도는 하루 전 같은 경기장에서 열린 클리퍼스와의 경기에서 39득점 4쿼터의 독주를 되풀이하지 못했다.

 

올랜도의 자말 모슬리 감독은 “우리가 공격적이고 공격적인 팀이라고 생각하기 때문에 어렵다”고 말했다. “우리는 계속해서 반칙 없이 수비를 더 잘하고, 우리의 도움을 일찍 보여주고, 그러한 전화를 받을 수 있다는 존경을 받아야 한다고 생각합니다.”

 

후반 내내 뒤지던 매직에게 콜 앤서니가 2분 37초를 남기고 동점 3점슛을 날렸다. 뱅체로는 1분 뒤 리브스의 3점슛 시도에 파울을 범했고, 리브스는 자유투 2개를 터뜨린 뒤 바그너가 다시 동점을 만들었다.

 

그러나 리브스는 57초를 남기고 중거리 점프 선수를 친 뒤 바그너가 놓친 3번의 롱 리바운드를 잡아내며 두 번의 자유투를 더 성공시켰다. 밴처로는 레이업을 놓치고 레이커스가 그것을 봉인하는 데 도움을 준 테크니컬 파울을 얻었다.

 

레이커스는 오른쪽 발이 아파서 3주 동안 결장한 르브론 제임스의 최근 부상 공백 동안 6-5로 향상되었다. 함 감독은 경기 전 로스앤젤레스는 제임스가 3주 후 정규시즌이 끝나기 전에 돌아올 것으로 기대한다고 거듭 밝혔다.

 

AP NBA: https://apnews.com/hub/NBA 및 https://twitter.com/AP-Sports

박테리아의 항생제 내성

Antibiotic Resistance in Bacteria-A Review

 

Antibiotics 2022, 11(8), 1079; https://doi.org/10.3390/antibiotics11081079

Received: 4 July 2022 / Revised: 5 August 2022 / Accepted: 6 August 2022 / Published: 9 August 2022

 

초록

배경: 박테리아 간의 다제 내성(MDR)의 세계적인 문제는 매년 수십만 명의 사망 원인입니다. MDR 박테리아의 상당한 증가에 대응하여 가축용 사료 첨가제의 형태뿐만 아니라 2019년 6월 EU 규정의 대상이었던 메타필락시스 및 그 치료를 포함하여 항생제의 사용을 제한하거나 제거하기 위한 입법 조치가 널리 취해졌습니다. 수많은 연구에서 박테리아가 표현형과 유전 전략을 모두 사용하여 항생제에 대한 자연 방어를 가능하게 하고 사용된 항균 화학 물질에 대한 내성을 증가시키는 메커니즘을 유도한다는 것을 문서로 만들었습니다. 박테리아가 개발한, 이 검토에서 제시된 메커니즘은 인간과 동물의 박테리아 감염과 싸우는 능력을 줄이는 데 큰 영향을 미친다. 또한, 환경에서 다중 내성 균주의 높은 유병률과 공생 식물상 및 식인성 병원체와 같은 병원성을 포함한 다른 박테리아 종 간의 약물 내성 유전자의 전달 용이성(대장균, 캄필로박터 종, 엔테로코커스 종, 살모넬라 종, 리스테리아 종, 포도상구균 종.) 인간과 동물의 박테리아 사이에 다중 저항의 급속한 확산을 선호합니다. 인간과 동물에게 위험한 박테리아 사이에 다중 약물 내성의 광범위한 현상으로 인한 세계적인 위협을 감안할 때,이 연구의 주제는 인간과 동물로부터 분리된 “식인성 병리학 자”라고 불리는 가장 빈번한 박테리아에서 내성 메커니즘을 제시하는 것입니다. 선택된 병원체, 특히 인간에 대한 위험 중 다제 내성과 관련된 글로벌 문제의 중요성을 제시하기 위해이 간행물은 또한 세계 여러 지역에서 선택된 박테리아 중 약물 내성 발생 비율 범위에 대한 통계 데이터를 제시합니다. 병원체 내성의 표현형 특성 외에도 이 검토는 특정 항생제 그룹에 대한 약물 내성 유전자 검출에 대한 자세한 정보를 제공합니다. 원고는 또한 Campylobacter spp., E. coli 또는 Enetrococcus spp와 같은 자체 연구 결과를 제시한다는 점을 강조해야합니다. 이 주제와 박테리아 간의 약물 내성 위험에 대한 데이터 제시는 약물 내성 예방 및 박테리아 제어의 항균 방법에 대한 대안 개발을 구현하는 연구를 시작하는 데 기여할 것입니다.

 

키워드 : 항생제 내성; 박테리아; 저항 유전자; 항균제

 

  1. 소개

박테리아 사이에서 항생제에 대한 광범위한 내성은 매년 수십만 명의 사망 원인입니다. 가장 심각한 문제는 최후의 수단 (반코마이신)을 포함하여 일반적으로 사용되는 항생제에 내성이 있는 박테리아의 수가 지속해서 증가하고 있다는 것입니다. 내성 유전자가 전 세계적으로 확산할 수 있는 속도는 전 세계적으로 공중 보건에 영향을 미치고 국제 협력이 필요한 문제의 걱정스러운 증가를 확인시켜줍니다. (보충 표 S1) 전 세계적으로 관찰된 다제 내성 균주 인구의 현저한 증가에 대응하여 2014년 세계 보건기구 (WHO)는 이 현상을 주요 글로벌 건강 위협으로 인식했습니다.

가축용 사료 첨가제의 형태를 포함하여 항생제의 사용을 제한하거나 제거하기 위한 입법 조치뿐만 아니라 EU 규정 2019/6의 주제였던 메타필락시스 및 치료의 항균제로도 널리 취해졌습니다.

미생물 간의 약물 내성을 줄이기 위해 수행된 전략의 목적으로 병원균에 대한 선천적 내성 증가와 관련된 마커를 확인하고 새로운 항균제를 검색하며 인간과 동물 미생물 군집에 대한 항생제 내성 전달에서 박테리아의 역할을 결정하기 위해 동물의 유전적 개선과 같은 분야에서 연구 잠재력을 높이는 것도 필요합니다. 항생제 내성을 극복하기 위해 현재 시행된 전략은 박테리오파지 또는 그 효소의 대체 사용, 차세대 백신 개발에 의존합니다. 또한, 프리바이오틱스, 프로바이오틱스, 박테리아 부산물 및 파이토바이오틱스가 포함된 동물을 위한 새로운 사료 기반 정권을 사용하는 것도 중요합니다. 박테리아, 식물, 무척추동물, 척추동물 및 포유류에 의해 합성된 살균 활성을 가진 단백질 및 펩타이드에도 큰 관심이 있습니다. 이 솔루션은 락토바실러스 종, 스트렙토마이세스, 마이크로코커스 또는 효모 사카로미세스 및 칸디디아와 같이 일반적으로 안전한 것으로 인정되는(GRAS) 박테리아에 의해 생산된 항균 펩타이드의 사용을 기반으로 합니다.

항생제 내성의 발달에 대한 싸움은 전통적으로 주로 임상 조건에서 이루어졌으며 최근에는 내성 박테리아의 전염을 제한하고 항생제 치료 중 선택을 방지하기 위해 농업에서도 발생했습니다. 최근 몇 년 동안 박테리아 간의 약물 내성 보급의 중요한 원천이자 경로로서 환경의 역할에 대한 이해가 증가하고 있습니다.

 

  1. 박테리아 중 약물 내성 획득 메커니즘

가장 간단한 유형의 저항은 타고난 저항이라고 하는 감수성의 자연스러운 부족입니다. 이것은 종, 균주 또는 전체 박테리아 그룹의 지속적인 특성입니다. 주어진 미생물은 특정 항생제 그룹에 대한 ‘선천적’ 내성으로 인해 항생제에 둔감합니다. 항생제에 대한 수용체의 부재, 낮은 친화도, 세포벽 불투과성 또는 효소 생산과 관련이 있을 수 있습니다.

박테리아의 감수성 변화는 1차 또는 2차 일 수 있습니다. 1차 저항은 자발적인 돌연변이의 결과로 발생하며 약물과의 접촉 없이 나타날 수 있습니다. 이러한 유형의 내성은 염색체로 암호화되며 다른 박테리아 종으로 전염되지 않습니다. 돌연변이 박테리아의 발생 빈도는 낮지만 항생제가 있는 경우 돌연변이체는 나머지 개체군보다 유리하므로 생존하고 감수성이 있는 개체군보다 많습니다. 그들은 같은 개체의 다른 생태 학적 틈새로 퍼지거나 다른 거대 생물로 옮겨질 수 있습니다. 항생제를 포함한 항균제로부터 자신을 방어하는 동안 박테리아는 진화 과정에서 항균제의 효과를 상쇄하는 다양한 메커니즘을 개발했습니다. 내성 유전자를 획득한 결과, 박테리아는 다양한 효과 메커니즘을 개발하여 주어진 항생제에 부분적으로 또는 완전히 내성을 갖게 됩니다.

20세기 중반부터 수행된 수많은 과학적 연구를 바탕으로 항생제에 대한 박테리아 내성을 설명하는 여러 메커니즘이 제안되었습니다. 박테리아는 현재 세포에서 항생제의 적극적인 제거, 항생제의 효소적 변형, 항생제의 표적이 되는 세포 성분의 변형, 항생제에 의해 비활성화된 효소의 과발현, 박테리아 세포막의 투과성 변화, 대체 대사 경로의 생성, 항생제의 길항제인 대사 산물의 농도 증가, 항생제의 전구체를 활성화하는 효소의 양 또는 활성의 감소, 항생제의 직접적인 작용 메커니즘과 관련이 없는 조절 시스템의 변형 또는 억제된 대사 경로의 생성물에 대한 수요 감소.

수많은 연구에서 박테리아가 항생제에 대한 자연 방어를 가능하게 하는 두 가지 주요 유전 전략, 즉 종종 항균 화합물의 작용 메커니즘과 관련된 유전자 돌연변이와 수평 유전자 전달을 통한 내성 결정 요인을 암호화하는 외래 DNA의 획득을 사용한다는 것을 문서로 만들었습니다.

수평 유전자 전달은 아직 확인되지 않은 내성 유전자와 알려진 새로운 유전자의 확산에 중요한 역할을 합니다. 이 메커니즘은 저항이 특정 클론 이상으로 확장되도록 합니다. 이러한 방식으로 유전자 전달은 훨씬 더 많은 수의 박테리아에 대해 내성 유전자를 사용할 수 있게 하여 미생물의 주어진 생활 환경에서 환경 (비병원성) 박테리아와 병원체 사이의 종 장벽을 깨뜨립니다. 박테리아 사이의 약물 내성 유전자의 수평 전달 과정은 존재하는 모든 환경에서 발생할 수 있습니다. 그러나 내성 유전자가 환경 박테리아에서 병원성 박테리아로 수평으로 전달되기 위해서는 적어도 일시적으로 같은 환경에 존재해야 합니다. 또한, 계통 발생과 밀접한 관련이 있는 박테리아 간에 수평적 유전자 전달 가능성이 훨씬 더 큽니다. 마지막으로, 박테리아 세포 간의 유전 물질 전달은 항생제와 잠재적으로 금속 및 살생물제와 같은 스트레스 요인에 의해 유도됩니다. 항생제의 선택은 또한 새로운 숙주에서 전달된 내성 유전자의 확립에 이바지합니다. 따라서 병원체에 대한 내성 전달은 특히 항생제 치료 중에 인간과 관련된 박테리아 간에 비교적 흔할 것으로 예상할 수 있습니다. 대조적으로, 다른 서식지를 차지하고 종종 계통 발생학적으로 덜 밀접하게 관련된 환경 박테리아로부터 병원체로의 내성 유전자의 전달은 덜 일반적일 가능성이 크지만, 환경 스트레스 요인은 환경 조건에서 (기회주의적) 인간 병원체와의 수평 유전자 전달을 유도할 수 있습니다. 이것은 내성 인자가 인간 병원체로 옮겨질 때 환경 박테리아에서 다른 병원체로 옮겨지는 것보다 공생과 병원체 사이에 더 퍼질 가능성이 더 크다는 것을 의미합니다.

미생물과 항균 약물 사이의 접촉 조건에서 발생하는 2차 저항으로 이어지는 메커니즘은 훨씬 더 복잡합니다. 2차 저항 메커니즘은 염색체 외입니다. 이 현상을 일으키는 유전자는 세포질의 플라스미드라고 하는 DNA의 작은 원형 분자에 있습니다. 하나의 플라스미드는 여러 가지 항균제에 대한 내성 유전자를 포함할 수 있습니다. 플라스미드는 내성을 암호화하는 유전자를 한 박테리아 세포에서 다른 박테리아 세포로 전달할 수 있습니다. 플라스미드는 주로 접합 및 형질도입을 통해 전달됩니다. 접합 동안, 플라스미드는 둘 이상의 박테리아 세포에 의해 생성된 단백질 가닥을 통해 직접 접촉하여 전달됩니다. 종종 계통 발생 학적으로 멀리 떨어져 있는 다른 종과 속의 박테리아가 접합 과정에 참여할 수 있습니다. 이러한 방식으로 부생 박테리아에서 병원성 박테리아로의 내성 전달은 특히 바람직하지 않습니다. 형질도입은 박테리오파지 (박테리아 바이러스)에 의해 매개되는 기증자 세포에서 수혜 세포로 플라스미드를 전달하는 과정입니다. 박테리오파지가 세포 표면의 수용체에 부착된 후 DNA가 박테리아에 도입됩니다. 박테리오파지는 세포의 대사 과정을 이용하여 바이러스 DNA를 복제하고 바이러스 단백질을 생성합니다. 박테리아 세포 내부에 새로운 박테리오파지가 형성되면 용해 – 용균 사이클을 거칩니다. 파지 DNA는 또한 용해성이라고 불리는 박테리아 염색체 (prophage)에 통합될 수 있습니다. 게놈의 위치를 변경할 수 있는 전이 요소 중에서 삽입 서열 (IS)과 트랜스포존 (Tn)을 구별할 수 있습니다. 삽입 서열은 트랜스포자제를 암호화하는 유전자를 포함하는 DNA 구분이며, 양쪽이 반전된 반복 서열로 둘러싸여 있습니다. 이 효소는 삽입 요소가 DNA의 모든 부위로 이동할 수 있도록 합니다. 저항 유전자는 또한 트랜스포존에 위치할 수 있으며, 때때로 ‘점프 유전자’라고도 합니다. 트랜스포존 (Tn) 중에서 항생제에 대한 내성을 암호화하는 유전자 또는 트랜스포존의 이동과 관련이 없는 다른 유전자 (예 : Tn8)의 양쪽에 있는 두 개의 삽입 서열로 구성된 복합 트랜스포존을 구별할 수 있습니다. 비복합 트랜스포존 (유형 Tn7)에서 추가 형질을 암호화하는 유전자는 짧은 반전 서열로 둘러싸여 있으며 전이는 복제적이며 두 유전자의 산물을 필요로 합니다. 접합 트랜스포존은 단일 세포의 DNA 내에서뿐만 아니라 세포 간에도 전달 될 수 있다는 점에서 고전적인 트랜스포존과 다릅니다. 그들은 플라스미드 또는 박테리아 염색체와 통합된 형태로 발생합니다. 특정 신호에 응답하여 이러한 트랜스포존은 복제할 수 없는 원형 형태를 형성합니다. 전달은 접합 플라스미드의 경우와 유사합니다. 박테리아에서 다중 약물 내성의 진화에서 중요한 역할은 박테리아 염색체와 플라스미드 모두에 위치 할 수 있는 인테그론에 기인합니다. 이것은 유전 정보의 특수 운반체의 특정자가 전좌 유형으로, 저항성 유전자를 카세트로 결합하는 능력이며, 이 형태는 수신자 세포로 함께 전달됩니다.

인간과 동물에게 위험한 박테리아 사이에 다제 내성의 광범위한 현상으로 인한 세계적인 위협을 고려할 때, 이 연구의 주제는 인간과 동물로부터 분리된 박테리아의 내성 메커니즘입니다. 이 검토는 또한 선택된 박테리아 중 약물 내성 발생의 백분율 범위를 제시합니다.

 

CRISPR 아기가 여전히 너무 위험한 이유

CRISPR 아기가 여전히 너무 위험한 이유 — 배아 연구는 도전을 강조합니다

사회가 유전 가능한 게놈 편집의 사회적, 윤리적 의미와 씨름하는 동안 기술적 장애물은 여전히 많습니다.

NEWS 10 March 2023

Why CRISPR babies are still too risky — embryo studies highlight challenges

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00756-0

 

16 세포 단계의 인간 배아는 핀 끝에 있습니다. 연구원들은 게놈 편집 기술이 여전히 번식을 위한 배아에 사용될 만큼 충분히 안전하지 않다고 말합니다.

 

편집된 게놈을 가진 최초의 아이들이 태어난 지 4년이 넘었지만, 게놈 편집 기술은 여전히 번식할 인간 배아에 사용될 만큼 안전하지 않다고 제3차 인간 게놈 편집에 관한 국제 정상 회담 주최 측은 회의가 끝날 때 발표했다.

 

“유전 가능한 인간 게놈 편집은 현재로서는 받아들일 수 없다”라고 3월 8일 발표된 성명서에서 밝혔다. “유전 가능한 인간 게놈 편집의 안전성과 효능에 대한 전임상 증거가 확립되지 않았으며 사회적 논의와 정책 논쟁도 끝나지 않았습니다.”

 

이 성명서는 런던에서 배우자라고 불리는 배아 또는 생식 세포의 게놈을 미래 세대에게 전달할 수 있는 방식으로 변경할 가능성에 관한 토론과 토론의 끝에서 나왔습니다. 회의의 많은 회담은 배아에서 DNA 이중 나선의 두 가닥(일부 형태의 게놈 편집에서 필요한 단계)을 모두 끊는 불확실한 결과와 같은 기술 및 과학적 과제에 초점을 맞췄습니다.

 

이러한 도전 과제 외에도 사회는 기술을 배포해야 하는지에 대한 질문과 씨름해야 한다고 주최 측은 “유전 가능한 인간 게놈 편집의 책임 있는 사용을 위한 거버넌스 프레임워크와 윤리적 원칙이 마련되어 있지 않다”라고 말했다.

 

편집의 효과

일부 연구자들은 유전 가능한 게놈 편집이 유전 질환을 앓고 있는 사람들이 그러한 상태를 자녀에게 전달하는 것을 피하는 데 도움이 될 수 있다고 주장했습니다. 많은 경우에, 이것은 체외 수정 (IVF)과 주어진 유전 질환에 관한 결과 배아의 테스트를 결합하여 이미 수행할 수 있습니다. 그러나 모든 부부의 배아가 필연적으로 유전적 장애를 물려받을 때나 사용 가능한 모든 배아가 책임 있는 유전자를 가지고 있는 경우와 같이 항상 선택 사항은 아닙니다.

 

윤리와 사회 정의에 대한 광범위한 우려 외에도 배아 편집에는 배아, 결과 아동 및 해당 아동의 후손에게 해를 끼칠 가능성을 최소화하기 위해 안전하고 효과적인 게놈 편집 플랫폼이 필요합니다. 그러나 배아의 게놈 편집에 관한 대부분의 연구는 인간 배아에서 일어나는 일을 정확하게 반영하지 못할 수 있는 생쥐와 같은 동물 모델을 사용하여 수행되었습니다. 그리고 잠재적인 게놈 편집 요법이 성인 인간 세포에서 널리 연구되었지만, 배아는 일부 게놈 편집 도구로 인한 DNA 손상에 대해 성인 세포와 다르게 반응할 수 있습니다.

 

소수의 실험실만이 인기 있는 편집 시스템인 CRISPR-Cas9을 사용하여 인간 배아의 게놈을 직접 편집하려고 시도했으며, 이들 중 일부는 정상 회담에서 관련 결과를 발표했습니다.

 

Cas9 효소는 RNA의 유도 조각으로 지정된 부위에서 두 가닥의 DNA를 모두 분해하여 작동합니다. 그런 다음 세포는 두 끝을 함께 꿰매지만 때로는 그 과정에서 몇 개의 DNA 문자를 삭제하거나 삽입하는 오류가 발생하기 쉬운 메커니즘을 사용하거나 빠진 DNA를 연구원이 제공한 주형에서 복사한 서열로 대체하여 DNA 절단을 복구합니다. 배아에서 Cas9에 의해 생성된 DNA 절단은 일반적으로 주형 DNA를 사용하는 대신 오류가 발생하기 쉬운 경로를 사용하여 복구된다고 뉴욕시 컬럼비아 대학의 줄기세포 생물학자인 Deitrich Egli는 회의에서 말했다.

 

Egli와 다른 연구자들은 Cas9에 의해 만들어진 이중 가닥 파손의 결과에 대해서도 보고했습니다. 영국 케임브리지 대학의 발달 생물학자 캐시 니아칸(Kathy Niakan)은 CRISPR-Cas9을 사용하여 인간 배아를 편집할 때 발생하는 염색체의 넓은 영역의 명백한 손실에 대한 실험실의 경험에 관해 이야기했습니다. 포틀랜드의 Oregon Health & Science University의 생식 생물학자인 Shoukhrat Mitalipov는 또한 그의 실험실에서 인간 배아의 편집 사이트에서 큰 DNA 결실을 발견했으며 이러한 결실은 표준 테스트를 사용하여 감지되지 않을 수 있다고 말했습니다.

 

“이 단계의 인간 배아가 이런 종류의 개입을 정말로 용인할 수 있습니까?” 영국 옥스포드 대학의 생식 유전학자인 Dagan Wells는 인간 배아의 DNA 파괴에 대한 반응에 대해 보고했습니다. 그의 게놈 편집 연구 중 하나에서 배아의 약 40%가 깨진 DNA를 복구하지 못했습니다. 그 배아의 3분의 1 이상이 계속 발달하여 일부 세포에서 염색체 조각이 손실되거나 증가했다고 그는 말했습니다. 그러한 배아가 더 발달하도록 허용되면 자손의 건강을 위협할 수 있습니다. “이 결과는 정말로 경고입니다.”라고 그는 말했습니다.

 

더 나은 기술

CRISPR-Cas9 편집에는 DNA 나선의 두 가닥을 모두 끊지 않는 새로운 변형이 있습니다. 예를 들어, 염기 편집은 하나의 단일 DNA 문자를 다른 문자로 변환할 수 있으며, 프라임 편집이라는 기술을 통해 연구자들은 CRISPR-Cas9 편집보다 DNA 서열을 더 예측가능하게 삽입할 수 있습니다. 이러한 방법 중 어느 것도 이중 가닥 파손을 일으키지 않지만, CRISPR-Cas9만큼 철저히 연구되고 최적화되지는 않았습니다. 정상 회담에서 중국 쿤밍 과학 기술 대학의 발달 생물학자 Yuyu Niu는 한 종류의 염기 편집기가 붉은털원숭이 (Macaca mulatta) 배아에서 표적을 벗어난 DNA 돌연변이를 일으키지 않았지만 원치 않는 RNA 돌연변이를 일으켰다고 보고했습니다.

 

배아 편집의 대안은 난자와 정자와 같은 배우자 또는 이를 생성하는 줄기세포를 대신 편집하는 것입니다. 이것은 또한 배아를 편집하려는 노력이 배아의 모든 세포에서 성공하지 못하여 편집된 세포와 편집되지 않은 세포가 혼합된 자손을 초래할 수 있다는 우려를 회피할 것입니다. 정상 회담의 몇몇 연구자들은 실험실에서 배우자 생성에 대한 진전을 보고했지만, 생식 용도로 사용되는 인간 세포로 이를 수행하는 것은 여전히 어려움을 겪고 있습니다.

 

정상 회담 주최 측은 정책 입안자와 대중이 유전 가능한 게놈 편집에 어떤 제한을 가해야 하는지에 대해 고심하고 있음에도 불구하고 연구자들이 이러한 각 옵션을 계속 탐색할 것을 촉구했습니다. “우리는 여전히 연구가 진행되기를 열망하고 있습니다.”라고 정상 회담 조직위원회 위원장인 런던의 Francis Crick Institute의 발달 생물학자 Robin Lovell-Badge는 말했습니다. “동시에 이 기술이 사용되는지에 대해 더 많은 논쟁 해야 합니다.“

 

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00756-0

References

Alanis-Lobato, G. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 118, e2004832117 (2021)

Liang, D. et al. Nature Commun. 14, 1219 (2023).

Kang, Y. et al. Sci. Adv. 8, eabo3123 (2022).

생명과학 심화 탐구, 생명 융합 심화 탐구

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