135 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 59,000 개 이상의 네트워크 위상을 체계적으로 분석하여, sequential 약물 효능이 특정 이분성 가능 모티프, 즉 억제적 교차작용과 결합된 양성 피드백 루프에 의해 지배받음을 밝혔는데, 이는 임계 치료 창을 준수할 경우 첫 번째 약물이 동시 치료로는 접근 불가능한 억제 상태로 시스템을 재구성할 수 있게 해준다는 것을 보여줍니다.
DrugPTM-Bench 는 불균형한 생물학적 환경에서 약물 작용 기전 및 신호 전달 역학에 대한 견고한 예측 모델링을 가능하게 하기 위해 다차원적으로 표준화된 약물 유도성, 세포 유형별 단백질 번역 후 변형을 포함하는 대규모 큐레이션 벤치마크 데이터셋입니다.
본 논문은 정상 및 종양 유전자 조절 네트워크를 양방향 허브로 연결하는 고주파수 'NT-유전자'를 표적화하는 것이 정상 조직 기능을 유지하면서 탈출 경로를 최소화하며 부분적인 암 표현형 역전을 달성하기 위한 최적 전략임을 보여주는 정량적 동역학 모델을 제안한다.
이 논문은 컴퓨터 모델링(HostSim)을 통해 결핵 치료 후 재발 기전을 분석한 결과, 완치 판정 여부에 따라 재발 원인이 '증식 중인 박테리아의 불완전한 사멸' 또는 '괴사 조직(caseum) 내 비증식 상태 박테리아의 재확산'으로 달라질 수 있음을 밝히며, 완치 판정 후 재발하는 환자에게는 괴사 조직 침투력이 좋은 항생제가 효과적일 수 있음을 시사합니다.
이 논문은 반응 - 확산 방정식의 구체적인 형태에 구애받지 않고 튜링 패턴의 보편적 역학을 '경관 (landscape)' 개념으로 설명하는 새로운 프레임워크를 제시하고, 이를 3 성분 시스템 및 외부 형태소와 결합된 모델에 적용하여 손가락 형성 과정의 SOX9 발현 역학을 정량적으로 분석했습니다.
본 연구는 과수원 관리 관행 (특히 멀칭) 이 감귤 뿌리 및 근권 미생물 군집을 재구성하고, 이로 인해 유도된 미생물 군집 특성이 식물의 생리적 성능에 직접적인 인과적 영향을 미친다는 것을 3 년간의 현장 실험과 온실 실험을 통해 규명했습니다.
이 연구는 단일 세포 및 공간 전사체 데이터를 활용하여 신장 질환의 유전적 위험이 특정 세포 유형과 임상 조건에 따라 어떻게 재구성되는지를 규명하고, 이를 통해 질병 특이적인 치료 표적을 발굴하는 '신장 유전 질환 세포 지도 (Kidney Genetic Disease Cell Atlas)'를 구축했습니다.
이 논문은 기존 진핵생물 중심의 한계를 극복하고 프로카리옷의 단백질 당화 다양성을 무표적 방식으로 규명할 수 있는 모듈형 글리코프로테오믹스 플랫폼 'NovoGlyco'를 제안하고, 이를 통해 인간 병원체부터 아스가르드 고세균에 이르기까지 다양한 미생물 군집에서 새로운 당화 구조를 발견한 연구 결과를 제시합니다.
이 연구는 SILAC 기반 심층 인산화체학 분석을 통해 효모에서 세포막 및 세포벽 무결성 신호 전달 경로 (TORC2/PKC) 와 독립적으로 작동하는 새로운 pH 감응성 인산화 네트워크를 규명하고, 이를 매개하는 주요 인자로 Yck1 키나아제를 확인했습니다.
이 논문은 HIV 의 잠복고갈을 극복하고 기능적 완치를 위한 전략을 모색하기 위해 역전사효소 억제제, 프로테아제 억제제, Tat 억제제를 포함한 치료 효과를 반영한 수학적 모델을 개발하고, 이를 통해 치료 중단 후의 바이러스 재발동 및 약물 효능이 잠복고갈에 미치는 영향을 분석했습니다.