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문제 정의
- 특성을 보면 이질적인 생물학적 데이터베이스 자원들과 소프트웨어 도구들을 통합하여 발생되는 생물학 데이터를 분석하고자 하는 목적으로 개발되었다. Gene Weaver 시스 템에서 특이할 만한 점이 있는데 그것이 바로 분산되어 있고 동적으로 변화하는 분석하기 위해 다중 환경에서 생물 정보학 데이터를 에이전트 개념을 도입하여 해결하고자 했다는 것이다. 다만 아쉬운 점은 시스템을 구성하는 모든 에이전트들이 에이전트로서의 기능에 치우쳐 공통된 구조를 가지도록 만들어졌다는 것과 래핑 작업을 수행하는 에이전트들 모두가 직접 저장장치나 분석 도구들과 통신함으로 인해 때로는 보다 나은 정보를 찾기 위해 에이전트끼리 빈번히 통신하며 발생하는 데이터들을 효율적으로 저장 관리하기 어렵다는 것이다.
- 본 논문에서는 APSS 시스템을 위한 세부단계로서 시스템을 구성하는 단위 에이전트들에 대하여 기술하고자 한다. 각 에이전트들은 인터넷상에 존재하는 각 단백질 데이터베이스 자원들에 대해 현재까지는 래퍼 (wrapper)로서 작동하며 추가적인 설계 및 구현을 통해 에이전트들 간의 통신을 통해 원하는 정보를 검색한 후 온톨로지를 이용하여 정보의 저장 및 이용효율을 높이며 최종적으로 단백질 예측작업까지도 수행할 수 있는 기능을 갖도록 하고자 한다. 다만 현재까지는 생물 정보학 데이터베이스 자원들의 특성을 고려한 에이전트 설계에 초점이 맞추어져 있다.
- 본 논문에서는 APSS 시스템 구성을 위한 단위 에이전트을 설계하고자 하였다. APSS (Agent-based Proteomics Support System)는 다양한 단백체와 관련된 연구를 지원하기 위한 시스템으로서 개방형 네트워크를 지원하며 다중 에이전트를 기반으로 개발 중인 시스템이다[1].
- 본 논문에서는 APSS 시스템을 위한 세부단계로서 시스템을 구성하는 단위 에이전트들에 대하여 기술하고자 한다. 각 에이전트들은 인터넷상에 존재하는 각 단백질 데이터베이스 자원들에 대해 현재까지는 래퍼 (wrapper)로서 작동하며 추가적인 설계 및 구현을 통해 에이전트들 간의 통신을 통해 원하는 정보를 검색한 후 온톨로지를 이용하여 정보의 저장 및 이용효율을 높이며 최종적으로 단백질 예측작업까지도 수행할 수 있는 기능을 갖도록 하고자 한다.
- 서론에서도 언급하였듯이 단백질의 3차 구조를 찾는 과정이 특별하게 정해져 있지 않은 상태에서 1차 구조만 밝혀진 상태에서도 3차원 구조가, 2차원 구조가 밝혀진 상태에서도 3차 구조가, 심지어는 1차 서열만 가지고서도 3차원 구조를 예측할 수 있는 다양성이 존재하기 때문에 이를 고려하여 세부적인 절차를 비교, 분석, 판단하고 최종적으로 예측과정을 설계해야 할 필요가 있다. 우선적으로 우리는 대표적인 단백질 자원 데이터베이스를 에이전트화하여 사용자의 수고를 덜 수 있도록 본 시스템을 사용함으로써 한 곳에서 쉽게 단백질 관련 정보를 찾고 통합할 수 있는 시스템을 고안하고자 한다. 이를 위해서는 단백질 서열에 맞는 1차 구조, 2차 구조 및 폴딩을 이루는 분자 수준의 다양한 정보 등을 찾는 작업이 함께 병행되기도 하며, 때로는 분석용 소프트웨어 등을 이용해서 계산하는 작업도 필요하다.
- 이를 위해서는 단백질 서열에 맞는 1차 구조, 2차 구조 및 폴딩을 이루는 분자 수준의 다양한 정보 등을 찾는 작업이 함께 병행되기도 하며, 때로는 분석용 소프트웨어 등을 이용해서 계산하는 작업도 필요하다. 이러한 방법은 새로운 알고리즘을 개발하는 과정이 아니며 이미 존재하는 자원들을 효율적으로 연결 및 연동시킴으로써 결과적으로 단백질의 구조예측 작업을 돕는 소프트웨어 도구를 개발하는 것이며 사용자에게 편리성을 제공하면서도 신뢰성 있는 결과를 제공할 목적을 갖는다. [그림 4] 는 컴퓨터기술을 이용하여 효과적으로 분석함으로써 단백질의 구조를 찾는 방법들을 도식화하여 나타낸 것이다.
- 하지만 기존 연구를 통해 밝혀진 에이전트들의 구조를 보면 에이전트로서의 기능 구현기능에 치우쳐 도메인의 특성을 제대로 반영하지 못한 채 구현된 것들이 있다. 이에 본 시스템에서는 현 단계에서 단백질 구조예측을 위한 데이터베이스 자원들의 특성을 고려하여 에이전트를 설계함으로써 독립성과 확장성 면에서 장점이 있다. 차후 연구 계획으로 에이전트 설계 상세화 및 협업을 통한 자동 예측 기능 추가, 그리고 온톨로지를 이용한 질의 확장 및 효율적인 정보 관리를 지원하는 기능을 제공하는 것이다.
- 지금까지 본 논문에서는 생물학 도메인에 사용되었던 에이전트들의 구조를 살펴보고 단백질 구조예측작업에 적절하게 이용될 수 있는 단위 에이전트 들을 설계하였다. APSS 시스템은 단백체학 연구지원을 위한 종합 시스템으로서의 목표를 갖고 개발중인 시스템으로서 시스템을 구성하는 단위 에이전트들은 아직까지는 에이전트 본래의 기능인 자율성 및 이기성 등과는 거리가 멀게 느껴질 정도로 단순한 기능을 내포한다.
- 이 시스템은 유전체 분석 목적 및 단백질 구조 예측을 위해 고안된 시스템이다. 특성을 보면 이질적인 생물학적 데이터베이스 자원들과 소프트웨어 도구들을 통합하여 발생되는 생물학 데이터를 분석하고자 하는 목적으로 개발되었다. Gene Weaver 시스 템에서 특이할 만한 점이 있는데 그것이 바로 분산되어 있고 동적으로 변화하는 분석하기 위해 다중 환경에서 생물 정보학 데이터를 에이전트 개념을 도입하여 해결하고자 했다는 것이다.
- MeLiSA시스템은 의학 분야에서 정보검색을 위해 온톨로지 기반의 에이전트기술을 이용한 시스템이다 GeneWeaver 와 달리 단일 에이전트 시스템으로서 [그림 2] 와 같은 구조를 갖고 MeSH 단어목록에 기반하여 Me이 ine 데이터베이스를 검색하는 단순 검색용 에이전트이다. 특이할 점은 질의 생성을 위해 미리 MeSH 단어목록을 기초로 한 의학 온톨로지 데이터베이스를 이용한다는 것이다.
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