바이오인

2014년 9월 14-18일 호주 멜버른 컨벤션 센터(Melbourne Convention and Exhibition Centre)에서 ICSB(International Conference on Systems Biology)가 진행되었다. 일본의 Hiroaki Kitano (CEO, Systems Biology Institute)에 의해 1회 ISCB가 처음 개최된 후, 어느덧 15번째를 맞이했다(http://www.icsb14.com). 저자는 여성 과학자로서 해당 전공분야(Systems Biology)의 대표되는 국제시스템생물학회에 참석하여 여러 과학자들과 네트워크를 구축하고, 앞으로의 연구 아이디어를 내는 데 있어서 도움을 얻고자 2014 WISET 여성과학자 연구활동지원사업의 일환으로 지원받아 참석하게 되었다.

 목 차

Ⅰ. 주된 발표 내용
   1. 15일 주요 내용
   2. 16일 주요 내용
   3. 17일 주요 내용
Ⅱ. 총평

 
Ⅰ. 주된 발표 내용
 
이번 학회 기간 중 3일동안 아래와 같은 주제로 강연을 들었다. 주요 토픽(Plenary session topics)은 다음과 같으며, 일자 별 주된 내용을 간략히 정리하였다.
? Health and wellbeing
? Ecology, evolution and the environment
? Industrial Systems Biology
? Model systems and new technologies
? High dimensional and multi-scale systems
? Systems biology directions and outreach plenary

1. 15일 주요 내용

 

 

1) Systems medicine for novel avenues into cancer diagnostic and therapy
ICGC(international Cancer Genome Consortium)에서 제공하는 정보를 바탕으로 수많은 그룹에서 여러 암종에 대한 연구 및 치료전략에 대한 다양한 연구를 소개하였다. 본 강연에서는 melanoma 및 prostate cancer에서 확인되는 공통된 유전자 돌연변이 중, ERK pathway(예, BRAF를 포함한 다양한 mutation)에 초점을 맞추어 해당 pathway의 유전자를 대상으로 하는 항암제간의 상관관계 및 메커니즘에 대한 연구를 설명하였다.

2) Mathematical modelling of yeast growth in time and space
Yeast의 cell-cycle을 22개의 유전자로 이루어진 조절 네트워크로 구성하고, 이를 불리언(Boolean) 모델로 기술하였으며 yeast의 세포 군집에 대한 동역학적 특성에 대한 멀티스케일 시뮬레이션을 수행하였다. Yeast에서 CLN2를 발현시켰을 때 yeast의 세포 주기가 군집 상에서 동기화 되는 것을 볼 수 있었다.

2) Mathematical modelling of yeast growth in time and space
Yeast의 cell-cycle을 22개의 유전자로 이루어진 조절 네트워크로 구성하고, 이를 불리언(Boolean) 모델로 기술하였으며 yeast의 세포 군집에 대한 동역학적 특성에 대한 멀티스케일 시뮬레이션을 수행하였다. Yeast에서 CLN2를 발현시켰을 때 yeast의 세포 주기가 군집 상에서 동기화 되는 것을 볼 수 있었다.

3) Mesenchymal stem cell signatures mined from the stemformatics collaboration platform
University of Queensland의 Christine Wells 연구팀은 줄기세포 데이터베이스 "Stemformatics"와 sPLS-DA라는 알고리즘을 통해 11개의 MSC(Mesenchymal stem cell) 마커를 추려내었다. 아직까지 줄기세포 연구는 생물학적 실험이나 기초 수준의 데이터 분석 연구들만 발표되었고, 동역학적 과정을 상세히 분석하는 연구는 발표되지 않았다.

4) Multi-scale modeling of antibiotic cellbots : continuum transport equation
미생물 세포 내부에서 이온의 이동을 효율적으로 기술하였다. 어떤 이온 환경에서 세포 분열, 세포 사멸 등이 일어날 수 있는지 설명할 수 있는 연구이다. 현재까지의 동역학적 분석은 주로, 세포 내 유전자 만을 주된 대상으로 삼아 연구되어 왔다. 그 이유는 실험적 데이터가 충분치 않았고, 컴퓨터의 성능 한계에 기인하였다. 그러나 제안된 연구는 대용량 컴퓨팅 기법을 이용하여 세포 내 분자들의 특성을 기술하는데 그치지 않고, 세포의 이온의 동역학적 특성을 성공적으로 모형화 하였다. 세포 내에서는 비단 유전자뿐만 아니라, 다양한 이온 등이 매우 중요한 역할을 수행하는데 (예, 심근 세포의 칼슘 이온), 제안된 연구를 활용한다면, 이온의 변화를 통해 세포의 상태를 파악하고, 예측하는 것이 가능할 것으로 여겨진다.

5) Computational Physiology : Connecting molecular systems biology with clinical medicine
The university of Auckland의 Peter Hunter 교수 팀은 심장 박동에 관한 생리적 모형에 관한 세계 최고 전문가이다. 과거 이 그룹은 심장의 기능을 모델링하는데 보통 생리적 현상에 관한 특성을 주로 반영하여 모델을 구축하였다. 이번 강연에서는 장기수준에서는 심근의 활성 및 심근벽의 역학, 심장 내에서의 혈류역학을 모두 고려한 모델을 개발하고, 이를 세포 수준의 모델과 연결한 통합 모델링 방식에 대하여 연구하였다. 이 연구의 목적은 세포 내에서 발생하는 분자 특성으로 인하여, 장기수준에서 발생하는 심장 박동의 이상 메커니즘을 이해하는데 있다. 또한 이 연구팀은 동일한 방법론을 적용하여 폐에 대한 통합 모델링에도 도전하고 있다.

6) Spatiotemporal control of cancer stem cells by versatile microRNA mechanism
본 그룹에서는 예전에 연구했던 대장암에서 발견한 암 줄기세포를 대상으로 암 줄기세포의 symmet-ric/asymmetric cell division을 조절하는 p53, miR-34a과 NUMB, NOTCH간의 incoherent feedforward loop 구조를 이용하여 암 줄기세포의 운명이 조절됨을 모델링과 실험으로 증명하였다.