초록 ▼

○ 인체 가상세포 모델 기반 분자 및 세포수준의 전통천연물 MC/MT 통합 시뮬레이션 방법론 개발
1단계 (2012~2014): 오믹스 통합 데이터 기반 가상세포 모델링 및 세포 기능 모사 기술 개발
알려진 생물학적 경로 기반 세포 신호전달 및 대사 조절 모델 구축
암, 당뇨, 면역 등 질환 관련 다양한 조건특이적 오믹스 데이터 확보 및 통합
통합 오믹스 데이터 기반 간/지방/암세포 특이적 신호전달 조절기작 모델링
통합 오믹스 데이터 기반 대사성 간질환 특이적 간세포 대사조절기작 모델링
분자 구조 모

○ 인체 가상세포 모델 기반 분자 및 세포수준의 전통천연물 MC/MT 통합 시뮬레이션 방법론 개발
1단계 (2012~2014): 오믹스 통합 데이터 기반 가상세포 모델링 및 세포 기능 모사 기술 개발
알려진 생물학적 경로 기반 세포 신호전달 및 대사 조절 모델 구축
암, 당뇨, 면역 등 질환 관련 다양한 조건특이적 오믹스 데이터 확보 및 통합
통합 오믹스 데이터 기반 간/지방/암세포 특이적 신호전달 조절기작 모델링
통합 오믹스 데이터 기반 대사성 간질환 특이적 간세포 대사조절기작 모델링
분자 구조 모델 및 통합 조절 기작 모델 기반 분자 작용 기작 및 세포 기능 시뮬레이션 기술 개발
대표 분자 상호작용 실험 및 세포 기능 실험을 통한 가상세포 모델 검증

2단계 (2015~2017): 천연물 작용 특이적 주요 세포 기작 모델링 및 조직별 세포 기능 모사 기술 개발
분자 구조 및 통합 조절 기작 분석 기반 주요 천연물 표적 및 특이적 세포 기능 조절 기작 발굴
조직별 주요 천연물 표적 기반 신호전달 및 대사 조절 모델링
가상세포 모델을 통한 다세포 조직 수준 모델 구축
천연물 작용에 따른 세포 기능 조절 시뮬레이션 기술 개발
선별 천연물에 대한 분자 작용 기작 및 세포 기능 조절 분석
선별 천연물에 대한 표적 및 세포 기능 조절 실험을 통한 천연물 작용 특이적 가상 세포 모델 검증

3단계 (2018~2022): 가상 세포 MC/MT 분석 시스템 개발 및 검증
분자 구조 및 조절 기작 기반 세포 기능 조절 통합 네트워크 모델 구축
통합 네트워크 모델 기반 천연물 복합 성분의 복합 표적 발굴 및 복합 세포 기능 조절 통합 시뮬레이션 기술 개발
가상세포 MC/MT 분석 시스템 구축 및 선별 천연물에 대한 복합 성분 분자 작용 기작 및 세포 기능 조절 분석
선별 천연물에 대한 시스템 차원의 표적 및 세포 기능 조절 실험을 통한 가상세포 MC/MT 분석 시스템 검증
가상 세포 MC/MT 분석 시스템에서 검증된 천연물 기반 신약 후보물질 및 질병 치료 모델 도출

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

The goal of the study is to develop the integrative methodology for simulation analyses at molecular and cellular level for discovering new MC/MTs and predicting the efficacy. For this, we organize the research into three periods. We first develop virtual cell modeling system based on integrated omi

The goal of the study is to develop the integrative methodology for simulation analyses at molecular and cellular level for discovering new MC/MTs and predicting the efficacy. For this, we organize the research into three periods. We first develop virtual cell modeling system based on integrated omics data and cellular function simulation system (1st period). Secondly, we develop technologies for modeling of natural substance specific major cellular mechanism and simulating of tissue specific cellular functions (2nd period). Finally, we develop and validate MC/MT analysis system for virtual cells (3rd period).

1st period (2012~2014): Integration of omics data and development of technologies for modeling the primary mechanisms at molecular and cellular levels
□ Development of structure-based simulation technology for studying functions of biomoecules
□ Development of component technologies for simulating condition-specific change of cellular mechanisms and integration of various condition-specific omics data related to the 10 metabolic diseases
□ Development of component technologies for analyzing the primary mechanisms mimicking individual cells and interaction of cells

2nd period (2015~2017): Development of technologies to mimic condition-specific cellular characteristics
□ Development of technologies for modeling condition-specific biological network at molecular and cellular level based on the integrated omics data
□ Development of technologies for controling and designing non-normal cells based on the virtual cell system
□ Development of technologies for statics and dynamics analysis of molecular/cellular/body level virtual cell models

3rd period (2018~2021): Development of molecular models and integrative simulation methodology for discovering and simulating MC/MT
□ Development of technologies for discovering new MC/MT based on molecular structure and binding characteristics and for designing molecules having polypharmacologic characteristics
□ Contruction of integrated virtual cell system and bio-network of natural substance, biomolecule, tissue and efficacy
□ Development of methodologies for discovering novel MC/MT and predicting efficacy based on systemic integration of component simulation technologies and virtual cell system

By develop a simulation system fully considering the issues of MC/MT research on natural substances, we expect that the understanding toward the traditional natural substances will be greatly enhanced. Moreover, the simulation technologies and system based on the virtual cell models we provide can be utilized in the general areas for medicine development since they meet the current tide of 4P medicine. Most importantly, the integrated omics data and associated component simulation technologies developed during the first period make the modeling of virtual cells efficient by recommending most important cellular mechanisms required to be modeled and simulated.

The system can substantially reduce the cost of medicine development by suggesting highly promising MCs and their efficacy to the following validation procedures. In addition, the original technologies and system as products can be used in academic and industrial sectors that are relevant to medical research so that the domestic medical industry is expected to be greatly activated.

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제 1 절 Multi-Component/Multi-Target (MC/MT)의 개념과 필요성 ... 15
• 제 2 절 천연물 기반 MC/MT 연구의 대두 ... 17
• 제 3 절 천연물 소재 MC/MT 연구의 주요 이슈 ... 18
• 제 4 절 시스템 생물학 기반 MC/MT 시뮬레이션 시스템 개발 연구의 필요성 ... 20
• 제 5 절 개별화된 시뮬레이션 기술의 통합을 통한 MC/MT 연구 필요성 ... 21
• 제 6 절 통합 시뮬레이션 시스템 기반 천연물 MC/MT 연구의 경제적, 산업적 효과 ... 23
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 25
• 제 1 절 세계적 수준 ... 25
• 제 2 절 국내수준 ... 28
• 제 3 절 국내외 연구그룹 현황 요약 ... 31
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 34
• 제 1 절 공통 가상세포 모델링 기초 데이터 수집 ... 34
• 1. 멀티오믹스 데이터 수집 및 통합 ... 34
• 2 세포기능 조절 정보 통합 ... 35
• 제 2 절 공통 가상세포 기초모델 개발 ... 35
• 1. 멀티오믹스 기반 유전자 조절 네트워크 구축 기술 개발 ... 35
• 2. 대사 네트워크 모델 기반의 공통 가상 세포 모델 구축 ... 37
• 3. 질병 및 약물 정보 통합 가상세포 공통 기초모델 개발 ... 47
• 제 3 절 공통 가상세포 MCMT 조절회로 모델링기술 개발 ... 53
• 1. 분자구조 및 약물반응 오믹스데이터 기반 가상세포 약물 타깃 발굴기술 개발 ... 53
• 2. 오믹스데이터 기반 가상세포 기능 분석기술 개발 ... 57
• 3. 세포기능 조절 네트워크 기반 가상세포 신호반응 분석기술 개발 ... 63
• 4. 대사 네트워크 모델 기반의 공통 가상 세포 모델 구축 (Integrative Biology, 2015년 2월 게재) ... 73
• 5. 대사성 간질환별 표적 가상 간세포 모델 시스템 구축 (Plos One, 2015년 3월 게재) ... 74
• 6. 전통 천연물의 multi-component multi-targeting (MCMT) 원리 분석 (Nature biotechnology,2015년 3월 게재) ... 77
• 7. 구조 기반 화합물-타겟 네트워크 모델링 기술 개발 (Cell Cycle, 2015년 1월 게재) ... 78
• 제 4 절 사업단 내 융합연계 연구모델 개발 (CONET) ... 84
• 1. 선순환 시너지 연구 파이프라인 확립을 위한 연구모델 구축 ... 84
• 2. 공통 연구 모델 구축 및 사례연구 진행 ... 85
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 86
• 제 1 절 목표 달성도 ... 86
• 1. 정량적 목표 달성도 ... 86
• 2. 정성적 목표 달성도 ... 86
• 제 2 절 관련분야에의 기여도 ... 87
• 1. 기술적 측면 ... 87
• 2. 경제적 측면 ... 87
• 3. 산업적 측면 ... 87
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 88
• 제 1 절 활용 계획 ... 88
• 1. 당해연도 활용계획 ... 88
• 2. 활용방법 ... 88
• 3. 차년도 이후 활용계획 ... 88
• 제 2 절 기대효과 ... 89
• 1. 기술적 파급효과 ... 89
• 2. 사회/경제적 파급효과 ... 90
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 91
• 제 1 절 해외특허로 살펴본 천연물신약 개발연구 세계동향 ... 91
• 제 2 절 제품개발 동향 ... 95
• 제 3 절 주요 피인용 논문 및 특허 리스트 ... 96
• 제 7 장 참고문헌 ... 100
• 끝페이지 ... 104