바이오에도 빅데이터 시대 온다

국제연구팀, 유전자 소셜네트워크 질환모델 개발

▲MORPHIN 웹서버 화면.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 빅데이터 시대에 바이오, 즉 생명공학에도 이를 응용한 시스템 도입이 본격화되고 있다.

국제 공동연구팀이 인간 유전자 2만여개 사이의 상호관계 네트워크를 이용해 동물모델에서 암이나 당뇨 같은 질환을 연구할 수 있는 신호전달경로를 예측·발굴할 수 있는 웹기반 시스템을 개발해 관심을 모으고 있다.

연구팀은 2011년 텍사스 주립대와 공동으로 자체 개발한 인간 유전자소셜네트워크인 휴먼넷(HumanNet)을 이용해 선충, 초파리, 흰쥐 등 동물모델에서 인간의 질환을 연구할 수 있는 새로운 신호전달경로 모델을 발굴하는 웹기반 예측시스템인 'MORPHIN'(www.inetbio.org/morphin)을 개발했다.

유전자 소셜네트워크는 세포 내 모든 유전자들 사이의 관계를 마치 사람들 사이의 친구관계를 보여주는 소셜네트워크와 같은 방식으로 나타내는 네트워크 모델을 말한다. 휴먼넷은 인간의 2만여개의 유전자 사이의 기능적 상관관계를 지도화한 유전자 소셜네트워크이다.

MORPHIN(Model ORganisms Projected on a Human Integrated gene Network)은 모델생물체의 유전자들을 휴먼넷에 반영해 인간의 질환과 모델생물체 간의 관계성 연구를 가능케 하는 웹기반 생물정보학 시스템이다.

모든 연구자가 자유롭게 접근할 수 있는 생물학적 빅데이터를 토대로 한 탐색시스템으로 다양한 인간 질환의 기전연구에 활기를 불어넣을 것으로 기대된다. MORPHIN은 인간 질환 관련 유전자 그룹 1500여개를 탐색해 검색하는 동물모델의 특정 유전자와 기능적으로 관련된 인간 유전자 그룹을 보여준다.

실제 연구팀은 극한 상황에서 꼬마선충이 휴면(休眠)에 들어가는 과정에 관여하는 신호전달 경로가 인간 제2형 당뇨병의 분자기전을 연구하는 모델로 사용될 수 있음을 재확인했다. 대사과정에서 발생하는 아미노산(homocysteine) 과다와 심혈관질환 사이의 관련성을 꼬마선충에서 예측할 수 있음을 제시한 것이다.

이번 연구는 연세대 생명공학과 이인석 교수 주도로 황소현 박사, 텍사스 주립대 마콧(Marcotte) 교수가 참여했다. 미래창조과학부가 추진하는 중견연구자지원사업(도약) 및 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 이뤄졌다. 연구결과는 시스템 생물학 분야 학술지 Nucleic Acids Research지 5월26일자 온라인판(논문명:MORPHIN: a web tool for human disease research by projecting model organism biology onto a human integrated gene network)에 실렸다.

이 교수는 "ICT-BT 융합기술이 인터넷상에서 자유롭게 이용할 수 있는 바이오 빅데이터의 분석을 통해 인간의 질환연구에 기여할 수 있는지를 보여준 연구사례"라며 "앞으로 빅데이터 기반 시스템생물학이 미래의학의 새로운 패러다임이 될 가능성이 높다"고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr