104 편의 논문
시스템 생물학은 생명 현상을 단순한 부품의 나열이 아닌, 복잡한 상호작용을 하는 하나의 거대한 시스템으로 바라봅니다. 유전자, 단백질, 세포가 어떻게 조화를 이루며 생명을 만들어내는지 수학적이고 계산적인 방법으로 탐구하여, 의학과 생명공학의 새로운 지평을 열고 있습니다.
Gist.Science 는 생리학 및 분자생물학 분야의 선구적인 연구 자료인 bioRxiv 에 매일 업로드되는 시스템 생물학 관련 프리프린트를 모두 수집하여 정리합니다. 우리는 이 논문들을 전문 용어에 익숙하지 않은 분들을 위한 쉬운 요약과 연구자들에게 필요한 상세한 기술적 설명 두 가지 버전으로 제공하여, 누구나 최신 연구 동향을 쉽게 파악할 수 있도록 돕습니다.
아래에는 bioRxiv 에서 최신으로 올라온 시스템 생물학 분야의 논문 목록이 정리되어 있습니다.
본 연구는 간 동맥 내피 세포의 구멍을 조절하는 특정 유전자 군을 식별하기 위해 단일 세포 유전자 발현과 초고해상도 초미세 구조를 동시에 매핑하는 새로운 세포 오믹스-구조 통합 (COSI) 플랫폼을 도입함으로써 NASH 및 당뇨병과 같은 대사 질환의 평가 및 치료를 위한 새로운 분자 표지자를 제공합니다.
MORPHE 는 이산적인 세포 정체성과 공간적 관계를 연속적인 잠재 공간에 매핑하여 공간 오믹스와 이미지 생성을 연결함으로써 2D 및 3D 데이터셋 전반에 걸쳐 단일 세포 해상도로 생물학적으로 신뢰할 수 있는 조직 구조의 합성, 재구성 및 확장을 가능하게 하는 AI 프레임워크입니다.
본 연구는 영양 결핍 상태에서의 세균 간 경쟁이 사체 재순환에 의해 주도되며, 유지 요구 사항과 영양분 흡수에 대한 생리적 차이가 공유 에너지 풀 모델로 정확하게 예측 가능한 빈도 의존적 생존 역학을 생성함을 보여주는 정량적이며 매개변수가 없는 프레임워크를 확립한다.
본 논문은 단일 세포 기반 모델이 전이 가능한 유전자 조절 및 동적 사전 지식을 인코딩함을 보여주는 통합 벤치마크를 제시하며, 특히 scGPT 의 토큰 임베딩과 scFoundation 의 재구성 헤드와 같은 특정 구성 요소가 제로샷 설정에서 정적 네트워크 재구성 및 동적 전이 탐지 분야에서 기존 방법보다 우수한 성능을 발휘함을 입증합니다.
본 연구는 *C. elegans* 연결체에서 최초로 부호화된 모티프 분석을 제시하여, 고유한 신경 배치를 가진 양성 순방향 루프와 음성 피드백 루프와 같은 특정 3-노드 패턴의 과잉 존재를 드러냄으로써 생물학적 네트워크 조직을 이해하는 데 있어 부호화된 모티프 분석의 유용성을 입증한다.
본 논문은 잡음이 있는 유전자 조절 네트워크에서 다대다 상동 매핑을 수용함으로써 종 간에 걸쳐 크고 결속력 있는 보존된 조절 모듈을 성공적으로 식별하기 위해 엄격한 위상 정렬의 한계를 극복하는 완화된 다목적 최적화 알고리즘을 제안한다.
본 연구는 *S. cerevisiae* 의 단백질 구조적 안정성, 회전 역학 및 풍부도가 단백질 - 단백질 상호작용 네트워크에 대한 주요 제약 요인으로 작용하여 풍부하지만 불안정한 단백질의 우세에 의해 고도로 연결된 허브의 형성을 주도하는 반면 네트워크 병목 현상에는 영향을 미치지 않는다는 것을 밝혀냈다.
본 논문은 말초동맥질환의 새로운 및 잘 보정된 바이오마커를 우선순위화하기 위해 양성-미확인 분류와 앙상블 방법을 통합한 불확실성 인식 그래프 표현 학습 프레임워크를 제시하며, 기존 기준 모델에 비해 우수한 예측 성능과 생물학적 관련성을 입증합니다.
본 연구는 컴퓨터 실험을 통해 여섯 가지 동력학 모델을 비교함으로써 대장균의 암모늄 수송에 대한 전기적 결합 메커니즘을 규명하여 에너지 결합을 설명하고, AmtB 수송체와 글루타민 합성효소의 조율된 조절이 다양한 환경 조건에서 견고한 성장을 보장하기 위해 무용한 순환을 최소화하는 방식을 밝힙니다.
본 논문은 다양한 세포 환경에서 시너지 효과가 어떻게 발현되는지에 대한 기작적 통찰력을 제공하면서도 항암제 시너지에 대해 높은 예측 정확도를 달성하는 분자 신호 전달 네트워크 기반 프레임워크인 Trafikk를 소개합니다.