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  • 1. 우울증 연구
    미국 성인중1~5%가 우울증
    그중25~50%는 적어도 1회이상 자살기도 경험.
    직계가족 중 우울증 환자의 유무에 따른 우울증 발병확률의 차이
    ▶각기 다른 부족들에 대한 우울증 연구-서로 상이한 결과. 하지만 연구 결과가 다르다고 해서 과학자들의 거짓은 아니다.
    질병은 하나의 유전적 이상이 아닌 이상유전자가 세포 속 네트워크를 통해 발현되는 것.
    생물학적 차원에서 빌딩블록을 이해하기 보다 네트워크 과점에서의 접근이 필요함.
  • 2. 2000년 6월 26일
    인간 유전자 해독 작업 시작 선포
    유전자지도
    30억 개의 문자로 이루어짐(TCTAGAAACA ATTGCCATTG TTTCTTC.....)
    문자의 순서에 따라 개인의 유전적 특징이 결정
    인간게놈 프로젝트 선두지휘, 사설기관 셀레나지노믹스의 유전자 해독 작업 지도
  • 3. 분자 생물학의 큰 업적-생명의 조직과 현상을 한권의 책으로 정리
    하지만 우울증의 연구에서와 같이 질병은 유전자 문제가 아니라 생명의 총체성이라는 측면에서 접근해야 한다.
    사이언스
    유전자 해독 결과 인간의 유전자는 좋은 유전자 나쁜 유전자가 존재하는 것이 아니라 여러 단계의 네트워크가 존재한다고 발표
  • 4. 세포성분 규명
    자동차를 구성하고 있는 부속을 알게 된 것과 같음
    신진대사 네트워크
    여러단계의 세포간 생화학 반응
    조절네트워크
    각 부분의 네트워크가 조화롭게 이루어지도록 조절하는 역할.
    생명의 지도의 필요성
    단순히 유전자 해독 단계를 넘어 유전자의 기능적 활동을 확인하는 단계로 넘어가야 한다.
  • 5. 세포속 생화학 반응에 대한 네트워크 조사
    43개의 신진대사반응 자료 입수 후 연구 착수.
    그 결과 신진대사 네트워크는 척도 없는 네트워크의 성질을 띈다.
    몇 개의 분자들이 대부분의 반응에 참여하고 대부분의 분자들이 소수의 반응에 참여.
  • 6. 3단계분리의 세상
    신진대사 네트워크의 평균거리에 대한 측정 결과 대부분의 분자들은 3단계의 생화학 반응을 거치면 모두 연결될 수 있는 좁은 세상
    한 분자에 일어나는 변화는 다른 분자에
    즉각적으로 영향을 미침
  • 7. 43개의 유기체들의 평균거리가 43개 유기체들의 신진대사 Network의 구성분자 수에 무관하게 항상 일치.
    원시 기성 박테리아에서부터 꽃과 같이 진화된 생명체까지 평균거리가 일정.
    허브
    많은 생화학 반응에 참여하는 분자
    (가장 큰 허브=ATP. 그 뒤로 ADP, 물의 순서)
    신진대사 네트워크에서 허브역할을 하는 분자들만 같을뿐 나머지 작은 수의 연결선을 가지고 있는 분자들은 서로 다르다
    43종의 신진대사 네트워크 조사결과 4%의 분자만 43종 모두의 신진대사 네트워크에 참여함
  • 8. 세포들이 어떻게 작용하는 이해하기 위해서는 모든 단백질의 상호작용 이해 필요
    이스트(가장 간단한 유핵세포중 하나)의 경우 6300개의 유전자로 구성.
    6300x6300=약 4000만개의 상호작용 검사 필요
    1989년 스탠리필즈
    두 개의 하이브리드방법소개.
    반자동적 기술 사용으로 시간, 인력낭비 줄임.
    다소간 에러포함.
  • 9. 단백질 네트워크는 척도없는 네트워크의 성질을 가진다.
    스테판부흐티 박사
    박종 박사&공동연구자
    척도없는 네트워크의 성질을 가진다
    (동일한 결과)
  • 10. 유전자 복제
    세포 네트워크 구성에 큰 영향
    유전자복제로 인해 생겨난 단백질은 부모가 갖는 상호작용을 그대로 지니게 된다.
    네트워크 관점에서는 노드의 복제는 부모와 똑같은 연결구조를 갖는 것을 의미한다.
    이과정으로연결선이 많은 노드들은높은확률로 연결선이 증가되고 연결선이 적은 노드들은 그 반대의 결과를 얻는다.
    척도없는 네트워크의 성장과 선호적 연결을 만족 시킴
  • 11. 자기복제 성질
    척도없는 네트워크 형성의 중요한 요소
    복제현상은 단백질 상호작용 네트워크가 성장과 선호적 연결이라는 요소를 동시에 충족
    하지만 자기복제만을 고려한 단백질 상호작용 네트워크 모형이 실제 네트워크의 구조적 성질을 제대로 재현한다고 할 수 없다.
    신진대사 네트워크에 적용가능할지도 의문
  • 12. P53유전자
    암 연구의 혁신적 발견
    P53유전자에 의해 만들어지는 P53단백질
    -> 암세포 성장 억제
    건강한 세포들은 P53분자를 적게 가지고 있지만 방사능 노출이나 다른 영행에 의해 숫자를 늘일 수 있다.
    세포가 인터넷처럼 네트워크로 구성되어 있기 때문에 단순히 P53유전자를 치료한다고 해서 암을 치료할 수는 없다.
    (베르트포겔스타인, 데이드 레인, 아놀드레바인)
  • 13. P53네트워크
    P53분자도 척도 없는 네트워크를 구성한다.
    암 정복을 위해 P53단백질과 상호작용하는 모든 단백질에 관심을 가져야 한다.
    인터넷에서 해커들의 침입으로부터 보호하기 위한 보안책으로 P53단백질과 상호작용하는 네트워크에서 P53단백질을 보호할 수도 있다
    이를 위해 네트워크 구조의 정확한 이해와 이러한 구조를 지배하는 방법을 알아내야 한다.
  • 14. 세포 안에 있는 생화학 네트워크에 대한 충분한 이해가 있으면 환자들을 대상으로 한 임상실험을 통한 시행착오를 겪지 않아도 된다.
    ※환자의 세포 네트워크를 파악하고 거기서 파악한 지침들로 환자가 약을 복용 하기전의 반응을 테스트함으로써 정확하고 부작용 없는 치료가 가능한 시대가 올 것이다.
  • 15. 가까운 미래에는 간단한 검진과 치료로 질병을 치료 할 수 있을 것이다.
    인간 세포속의 완전한 생화학 반응이 완전히 파악되고, DNA와 단백질 칩, 새로운 기술이 발달 되었음을 전제로 함
  • 16. 인간의 유전자수 30000개,
    씨엘레강스(단순한 벌레)의 유전자 수 20000개.
    10000개의 유전자 수가 인간과 벌레를 구분 짓는다.
    유전자 숫자는 우리가 느끼는 복잡성 정도에 비례하지 않는다..
  • 17. 네트워크 관점에서의 질문
    똑같은 숫자의 유전자를 가지고 있는 유전자 네트워크로 얼마나 다른 성질을 가지는 네트워크를 만들어 내 수 있을까?
    세포에 들어있는 유전자가 동일한 두 개의 세포가 있다고 가정하고,
    하나의 유전자가 한곳에서는 on상태이고, 다른 한곳에서는 off상태라고 가정한다.
    한 세포 안에 N개의 유전자가 있으면 서로 다른 상태를 가질 수 있는 경우는 2의 n제곱개가 된다.
    이러한 양을 복잡성을 측정하는 척도로 잡는다면,
    인간의 복잡성은 씨 엘레강스보다10의 3000제곱배가 된다.
    21세기는 생물학적 네트워크의 세기이다.