□ 시스템 생물학 연구의 기본요소 2: 모델링
생명과학에서 모델은 실험과 관찰을 통해 얻은 특정 생물학적 기능요소의 구조와 기능에 대한 정보를 추상화된 형태로 표현하려는 것이다. 여기서 기능요소는 예를 들어 간단한 효소반응으로부터 어떤 신진대사과정의 한 부분, 신호변환과정, 세포분할, 복잡한 생체조직 및 기관의 기능, 그리고 마지막으로 유기체 전체에 이르는 상이한 복잡성 수준을 가지는 것이다. 많은 경우 생물학적 모델을 통해 복잡한 연관관계들을 간단한 형태의 그래픽으로 나타낼 수 있기도 한다.
모델의 중요한 기능은 세 가지 정도로 요약할 수 있다:
- 연구대상이 되는 생물학적 현상을 보다 잘 이해할 수 있게 해 주는 보조수단이다;
- 모델에 재현된 기능시스템의 예측 특성을 검증하기 위한 실험을 보다 분명하게 디자인할 수 있다;
- 현재의 인식수준을 쉽게 상호 의사소통할 수 있는 형태로 정리한다.
결국 모델은 생물학적 지식을 코드화할 수 있는 가능성을 의미하며, 따라서 지식발전을 커뮤니케이션할 수 있는 전제인 셈이다.
시스템 생물학은 어떤 특정 기능시스템의 모든 구성요소와 상호작용을 고스란히 파악하는 것을 목표로 한다. 이 때문에 시스템 생물학은 특별한 보조수단없이 간단한 그래픽만으로는 더 이상 모델화할 수 없는 많은 데이터와 복잡성에 직면하고 있다.
컴퓨터 모델링이 시스템 생물학에 없어서는 안될 필수적인 수단인 이유가 여기에 있다. 여기서 컴퓨터는 확보된 데이터들을 저장하고 체계화하며 요약 정리한다. 또 데이터를 네트워크 모델에 통합하고 시뮬레이션해 네트워크의 양태를 예측하는 자동 툴도 확보해야 한다.
이미 물리학이나 공학분야에서는 이러한 컴퓨터 모델이 널리 사용되고 있다. 이에 반해 생명과학에서는 겨우 몇 년전부터 비로소 도입되기 시작했다. 가장 잘 알려진 예가 이른바 E-Cell & Virtual-Cell프로젝트이다. 이것은 한 세포내 모든 분자 차원의 상호작용을 집적컴퓨터회로로 모델링하는 것이다.
출처: http://www.bmbf.de/pub/systembiologie.pdf
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