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약발견과 개발에서의 시스템 생물학

전문가 제언: ○ 시스템 생물학은 생물학의 다양한 분야에서 다양한 방법을 통해 얻은 생물학적 데이터를 서로 중첩시켜 총괄적 네트워크를 도출하고 생명현상의 모델링을 시도하는 생물학의 새로운 연구 분야이다. 즉 생물체계를 구성하는 각 요소의 행동을 해석하고 전 구성요소의 동적인 상호관계나 체계 전체를 대상으로 하는 고차적 특성을 통합적으로 취급하는 새로운 학문이다.

○ 시스템 생물학을 세분하면 발현된 RNA를 대상으로 연구하여 이들의 기능 및 상호 작용을 연구하는 전사체학(transcriptomics), DNA에 대한 후성유전학적 변화생리와 전반적인 측정에 대한 연구를 하는 후성유전학(Epigenomics), 발현된 단백질을 측정하고 신호 전달과정의 구성과 연결된 정보를 연구하는 단백질체학(proteomics), 작은 분자와 화학물질의 생체내의 변화, 분포, 대사 등을 연구하는 대사체학(metabolomics) 등이 있으며 이들 분야는 현대 신약개발에서 중요한 응용분야가 되고 있다.

○ 시스템 생물학이 체계적으로 발전되기 1990대 전에는 약의 개발은 생체현상에 대한 마이크로 수준의 자료를 가지고 주로 동물의 병태 모델을 활용하여 이루어져 왔다. 그러나 생체 현상을 분자수준에서 연구하는 시스템 생물학이 발전하면서 생체의 생리 현상들이 세포의 분화, 신호전달 메커니즘과 과정, 이들 과정에 관여하는 단백질이나 효소의 기능이 밝혀지면서 이러한 현상과 기능을 표적으로 하는 전략으로 약 개발연구가 전환하게 된다.

○ 특히 최근에는 시스템 생물학의 미세한 분야로부터 얻어진 대규모의 자료를 컴퓨터로 분석하고 통합하여 시스템 생물학의 네트워크를 형성함으로써 새로운 약 표적의 확인, 약 후보물질의 효능과 활성, 독성, 대사, 분포 배설 등의 평가를 용이하게 하여 신약개발이 더욱 효율적으로 이루어지고 있다. 이러한 전략과 기술의 발전은 궁극적으로는 개인 맞춤형 약이 개발되어 부작용 없이 개인별 질병치료를 더욱 효율적으로 할 수 있을 것이라고 생각된다.

저자: Ellen L. Berg
자료유형: 학술정보