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

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