초록 ▼

□ 연구개요
세포분열은 생명현상에 있어 가장 기본이 되는 과정이지만, 밝혀지지 않은 요소들이 많은 분야이다. 예를 들어, 수축환이 물리적 절단을 담당한다고는 알려져 있으나 이것의 역학에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다. 이를 실험적으로 분석하기 위해서는 세포의 배양, 공정, 실험환경 구축 등 많은 시 간/금전적 비용이 필요하다. 이에 본 연구에서는 수축환에 의한 세포분열 과정에 대한 수리모델링을 정립하고 이를 수치 시뮬레이션으로 구현하여, 생물학적인 관점에서의 비용절감 및 이론적인 기반이 될 수 있는 지식의 연구를 목표로 하

□ 연구개요
세포분열은 생명현상에 있어 가장 기본이 되는 과정이지만, 밝혀지지 않은 요소들이 많은 분야이다. 예를 들어, 수축환이 물리적 절단을 담당한다고는 알려져 있으나 이것의 역학에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다. 이를 실험적으로 분석하기 위해서는 세포의 배양, 공정, 실험환경 구축 등 많은 시 간/금전적 비용이 필요하다. 이에 본 연구에서는 수축환에 의한 세포분열 과정에 대한 수리모델링을 정립하고 이를 수치 시뮬레이션으로 구현하여, 생물학적인 관점에서의 비용절감 및 이론적인 기반이 될 수 있는 지식의 연구를 목표로 하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
분열 시에는 위상적인 변화를 고려할 수 있느면서도 분열 직후 재결합 현상이 나타나지 않는 형태의 세포질을 모사하기 위하여 다구성요소 칸-힐리아드 방정식을 기반으로 하는 수학적 모델을 제시하고, 또한, 세포의 물리적인 분열을 일으키는 수축환의 수축력에 의하여 생겨나는 움직임을 모사하기 위하여 가상경계법을 사용하고 이를 세포질 모델과 잘 결합시키기 위하여 이동방정식을 변형시키고 둘 사이의 결합을 수학적으로 증명하였다. 이에 두 가지 방법론을 결합하여 사용한 새로운 모델을 통하여 기존 모델이 가지고 있었던 분열 전 과정까지만 모사가 가능했다는 단점을 극복해냈으며, 실제 세포분열 과정과 시간을 포함하여 최대한 주어진 조건을 동일하게 맞춰서 진행한 수치 시뮬레이션 결과가 잘 일치함을 보임으로써 본 과제에서 목표로 하던 세포분열 과정에 대한 수학적인 모사가 성공적이었음을 입증하였다. 추가적으로 단순히 주어진 세포의 단 한 번의 분열이 아닌 최초 분열 후 성장, 그리고 재분열과 같은 실제 세포에서 일어나는 것과 같이 여러 번 일어나는 연속적인 분열과정에 대하여 모사가 가능한 더욱 발전된 모델도 제시하였으며 이에 대한 수치 시뮬레이션을 진행하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
전반적으로 기존에 목표했던 수축환을 통하여 일어나는 세포분열에 대한 수리모델링을 정립하였고 이에 필요한 수학적인 해석과 방법론을 개발함으로써, 실제 실험을 통하여 이루어지는 생물학적으로 접근하기 힘든 난제에 대하여 수학을 통한 난제 해결의 실마리를 제시하였다는 것에 큰 의미를 가지고 있다. 또한, 단순히 모델을 제시하였을 뿐만 아니라 해당 모델의 수치적인 해를 구하는 적합한 방법론을 개발하였으며 제시한 모델을 발전시키기 위한 수학적인 연구를 더 진행하였다는 점에서 과제 종료 후에도 해당 분야에 대한 더욱 발전적인 연구를 진행해나갈 수 있는 기반을 닦아놓았다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 17
• 끝페이지 ... 33