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문제 정의
- . 시스템 생물학 : 신호전달(signal transduction), 세포 주기 (cell cycle), 세포 분화(cell differentiation) , DNA 복제 (replication), 물질대사 (metabolism) 등과 같은 세포의 생리활성 반응 조 절에 관여하는 단백질들 또는 유전자 간의 상호작용 망을 구성하고, 그 특성을 연구하며, 동역학적 (dynamics) 인 관점에서 각 분자의 양과 활성 정도를 모델링 하는 연구이다. 최근 재구축된 유전자, 단백질 망을 이용하여 신약 물질의 후보를 발굴하는 연구도 각광을 받고 있다.
- . 유전체학(genomics) : 개체에 존재하는 전체 유전자들의 집합(genome)을 대상으로 하여 유전자들의 구조 및 기능을 분석하는 연구.
- 본 글에서는 컴퓨터과학자들이 이번 바이오 정보기술 특집호를 이해하는데 도움이 될 수 있도록 분자생물학의 기본 개념과 용어를 포괄적으로 살펴보고자 한다. 그리고 현재 컴퓨터 및 정보기술이 생명과학 연구를 위해서 적용되는 분야를 간략히 알아봄으로써 뒤에 나오는 원고들에 대한 전체적인 시각을 갖는데 도움이 되고자 한다.
- 예를 들어, 바이 오데이터는 차원이 높으면서 샘플의 수는 적고 노이즈가 심한 데이터를 분석해야 하는 새로운 문제를 던져준다. 또한 데이터베이스 관점에서 웹상에 널리 흩어져 있는 초대규모의 혼성 데이터들을 통합 분석해야 하는 새로운 문제를 제시한다. 그러나 이러한 기술적으로 흥미 있는 문제는 종종 생명과학자들에게는 흥미 있는 문제가 아닐 수 있다.
- 본 글에서는 컴퓨터과학자들이 이번 바이오 정보기술 특집호를 이해하는데 도움이 될 수 있도록 분자생물학의 기본 개념과 용어를 포괄적으로 살펴보고자 한다. 그리고 현재 컴퓨터 및 정보기술이 생명과학 연구를 위해서 적용되는 분야를 간략히 알아봄으로써 뒤에 나오는 원고들에 대한 전체적인 시각을 갖는데 도움이 되고자 한다.
- 국내의 IT 기반 생명정보학 연구들이 많은 경우 바이 오정보 분석 소프트웨어와 관련되어 이루어지고 있다. 여기서는 이에 대한 몇 가지 연구 사례를 간략히 소개함으로써 현재 컴퓨터 및 IT 기술이 어떻게 바이오 정보를 분석하는데 활용될 수 있는지를 살펴보기로 한다. 보다 상세한 내용은 이 특집호의 각 논문에서 소개될 것이다.
- . 유전자 예측 : 유전자 예측 문제는 생명체의 유전체에 존재하는 유전자의 위치를 정확하게 밝혀내는 것을 목적으로 한다. 이 정보는 유전 자간의 상호관계 , 유전자 산물인 단백질들 간의 상호작용, 비슷한 유전자들을 가지는 생물종간의 연관성을 밝히는데 중요한 역할을 한다〔2〕.
- 상호작용체학(interactomics) : 세포 내에서 단백질, DNA, RNA, 리간드(ligand)들의 상호작용체 (interactome) 에 관한 연구. 유전자망, DNA-단백질, 단백질-단백질 상호작용에 관한 연구.
- 따라서 하나의 아미노산을 지정하기 위해서는 2개의 염기로는 부족하며(4 X 4 = 16 < 20) 적어도 3개의 염기를 필요로 하며(4 X 4 X 4 = 64) 이를 코돈 (codon)이라 한다. 인간유전체 프로젝트는 인간의 전체 유전체의 30억 염기서열을 분석하고 이를 바탕으로 유전자들을 찾아내고 그 기능을 밝히는 것을 목적으로 하였다. 2001년 인간유전체의 초기 버전이 밝혀진 이후 유 전체 후속(post-genome) 연구로서 소위 -omics의 시대가 도래하였으며 그 예를 정리해 보면 다음과 같다.
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