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 북해와 발트해의 고래돌고래 12 마리의 폐와 근육을 프로테오믹스, 메타볼로믹스, 리피도믹스를 통합 분석하여 호흡기 건강 악화가 면역 반응, 산화 스트레스 및 에너지 대사 불균형에 미치는 전신적 영향을 규명하고, 질병 관련 분자 지문 (SLC25A4, SPEG 등) 을 도출함으로써 해양 포유류의 건강 모니터링 및 보전 전략 수립에 기여함을 보여줍니다.
이 논문은 16 가지의 다양한 분화 프로토콜이 서로 다른 전사 프로그램과 생리학적 특성을 가진 심근세포 상태를 생성하며, 이를 인간 유전체 데이터와 통합하여 특정 심혈관 질환 모델링에 가장 적합한 프로토콜을 체계적으로 선별할 수 있음을 보여줍니다.
이 논문은 효모에서 미토콘드리아 및 세포질 리보솜 간의 경쟁이 미토콘드리아 단백질 합성 속도와 세포 성장 속도의 비율에 의해 결정되는 이진성 대사 스위치를 생성하여 발효와 호흡이라는 두 가지 대사 전략 간의 전환을 가능하게 한다는 것을 규명했습니다.
이 연구는 두 가지 게놈 규모 대사 모델 (Recon3D 및 Human-GEM) 을 활용한 이중 제약 기반 프레임워크를 통해, 치커리 (Stachys affinis) 유래 단쇄 지방산이 간 에너지 대사에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고 모델 간 차이를 보정하여 실험적 연구를 위한 검증된 예측을 제시합니다.
이 논문은 수학적 모델링과 최적 제어 이론을 활용하여 ER 양성 유방암에서 종양 미세환경의 암 관련 섬유아세포 (CAFs) 가 호르몬 치료 저항성에 미치는 영향을 규명하고, CAF 를 표적으로 하는 치료 전략이 기존 내분비 요법의 효과를 향상시킬 수 있음을 제시합니다.
이 논문은 다양한 포유류 세포 유형의 수명, 이식 후 지속성, 면역원성 및 화학적 내성을 통합한 '프로그래밍 가능성 및 지속성 점수 (PPS)'를 제안하고, 이를 통해 유전자 편집, 장기 온 칩 시스템, 면역 요법 등 다양한 응용 분야에 적합한 세포를 체계적으로 선별하기 위한 시스템 프레임워크를 제시합니다.
이 연구는 MRI 기반 5 명의 건강한 대상자에서 구축된 4 심실 전자기계 모델을 통해, 심장 해부학적 차이와 관계없이 전신 및 폐혈관 저항과 같은 혈역학적 부하 조건이 심실 및 심방 기능에 가장 지배적인 영향을 미친다는 것을 규명하고, 이를 통해 개인별 심장 디지털 트윈 보정을 위한 기준 데이터셋과 민감도 분석 프레임워크를 제시합니다.
이 논문은 이진 임계값 방식의 한계를 극복하고 생합성 경로의 병목 현상을 고려하여 조직별 글리칸 합성 잠재력을 정량적으로 추정하는 '글리칸 도달성 분석 (Glycan Reachability Analysis)' 프레임워크를 제안하고, GTEx 데이터셋을 통해 그 유효성을 입증했습니다.
이 논문은 기존 공간 오믹스 분석의 한계를 극복하고 조직 내 세포 간 경계, 기울기, 이질성을 정량화하기 위해 확률적 프레임워크인 MINGL 을 제안하여 조직 구조를 연속적이고 측정 가능한 방식으로 재정의합니다.
이 논문은 과학 문헌에서 추출된 이질적인 분자 상호작용 데이터를 체계적으로 통합하고 정제된 지식 그래프와 비교하여 일관성, 모순, 또는 확장을 분류할 수 있는 모듈형 프레임워크인 VIOLIN 을 제안하고 그 유효성을 검증합니다.