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.
이 연구는 전사 인자의 결합 친화도, 농도, 국소화 등 전사적 요인과 프로모터 결합 부위 강도 등 시스적 요인의 상호작용을 체계적으로 분석하여, 유전자 발현 조절에서 결합 부위 강도가 가장 큰 영향을 미치고 전사 인자의 친화도 변화는 주로 완충되며 이들 요소 간에는 성능 트레이드오프가 존재함을 규명했습니다.
MoTrPAC 연구는 건강한 비활동성 성인의 복부 피하 지방 조직에서 유산소 및 근력 운동 후 시간 경과에 따른 전사체, 단백질체, 인산화 단백질체, 대사체 분석을 통해 혈당 조절 및 대사 건강과 관련된 지방 조직 특이적 분자 반응과 운동 유도성 사이토카인 (exerkines) 을 규명했습니다.
이 논문은 대규모 언어 모델 (LLM) 의 환각 오류를 방지하고 정량적 시스템 약리학 (QSP) 모델 보정을 위한 데이터의 완전성과 재현성을 보장하기 위해, 구조화된 검증 스키마를 통해 LLM 과 모델러 간의 협업을 가능하게 하는 MAPLE 프레임워크를 제안하고 평가합니다.
이 논문은 네트워크 약리학 접근법과 실험적 검증을 통해 알츠하이머병 치료에 유망한 신약 재창출 후보물질로 타우로우르소데옥시콜산 (TUDCA) 과 아룬딘 (arundine) 을 발굴하고, 이들이 G 단백질 신호 조절을 통해 질병 관련 분자 표현형을 회복시킨다는 메커니즘을 규명했습니다.
이 논문은 경계 정체를 해결하고 차원의 저주에 강인한 새로운 메타휴리스틱 최적화 알고리즘인 토로이달 서치 알고리즘 (TSA) 을 제안하고, 이를 수학적 종양학의 역문제에 적용하여 생리학적 매개변수를 안정적으로 추정하는 것을 입증합니다.
이 논문은 체외 실험 데이터로 학습된 대규모 인과적 세포 모델 'TwinCell'을 통해 질병과 건강 상태 간의 전환을 주도하는 상류 조절 인자를 식별하고, 이를 다양한 치료 영역에서 임상적으로 검증된 표적과 기작을 재현하는 데 성공하여 신약 개발의 전임상에서 임상으로의 간극을 해소함을 보여줍니다.
이 논문은 MoTrPAC 컨소시엄의 연구를 통해 인간 골격근이 지구력 운동과 저항성 운동에 반응할 때 전사체와 단백질체 변화보다 먼저 ATAC-seq, 인산화 프로테옴, 대사체 변화가 발생하며, MEF2A 및 NFIC 조절을 통한 공통 경로와 운동 유형별 고유한 분자 서명이 시계열적으로 조절됨을 규명했습니다.
이 연구는 간 시계 조절을 받아 순환하는 니코틴산 리보사이드 (NaR) 가 프레포딘 복합체를 통해 단백질 항상성과 CEBPA 발현을 조절함으로써 지방세포 분화와 지질 침착을 시간 의존적으로 조절한다는 새로운 기전을 규명했습니다.
이 논문은 MoTrPAC 연구의 초기 결과를 통해 건강한 성인을 대상으로 한 격렬한 유산소 및 근력 운동이 급성 및 만성적으로 생리적, 대사적 변화를 유발하며 두 운동 방식이 뚜렷하게 다른 적응 반응을 보임을 밝혔습니다.
이 논문은 신경 사후 추정 (Neural Posterior Estimation) 기법을 활용하여 우도 함수가 계산 불가능한 세포 이동 스토캐스틱 모델의 매개변수를 요약 통계량이나 원시 공간 데이터로부터 직접 추론하고, 기존 근사 베이지안 계산 방법의 한계를 극복하여 생물학적 해석 가능한 매개변수를 정확하게 복원하는 프레임워크를 제시합니다.