오믹스(Omics): 생정보학 기술을 이용한 새로운 유전체 분석동향
요약:
오믹스(체학)은 현대 생물학의 새로운 방법론이다. 이것은 새로운 철학, 기술, 새로운 종류의 데이타와 지식에 의해 필연적으로 활성화된 것이다. 과거 몇십년동안 앞선 사고를 가진 생물학자들은 생명의 근본원리는 매우 복잡한 네트워크의 분석을 통해서만 가능하리라고 생각해왔다. 프란시스 크릭이 DNA의 구조를 밝힌후 생명연구에서의 핵심이 정보의 흐름이라는 것을 깨닫고, 코돈의 연구에 매진하였다. 그러다가, 점차 뇌신경 네트워크에 관심을 가지게 되고, 죽을때까지 뇌의 기능을 연구하게 되는 것은 생명학(Biology 혹은 Life science)의 주요 문제 인식의 단계를 한 인생으로서 잘 보여주는 것이다.
생명학의 핵심은 에너지를 최대한 활용하기 위한 효율적이고 동력학적인 정보처리에 있다. 그러므로, 현대 생명학의 핵심분야로서 생정보학(Bioinformatics)가 부각되는 것은 매우 당연스런 결과이다.
이 글에서는 생명학의 핵심분야인 유전체학, 생정보학, 그리고, 유전체, 단백체, 발현체, 상호작용체들을 아우르는 체학의 기초원리와 세계적 동향을 논한다.
유전체학
간단히 말해서. 유전체를 연구하는 학문이다. 유전체학은 유전자들의 총합을 체학(omics)적인 관점에서 연구하는 과학이다. 통합적, 관계적으로 유전자들을 분석하고 서로간의 조절을 모델링하는 것을 목적으로하며, 서열해석, 유전자해석, 유전자 네트워크 지도화 등의 분야를 가지고 있다.
생물학, 의학, 산업 등에서 제기된 문제의 해결을 위하여 특정 생물체의 개별 유전자들의 총합인 유전체 및 관련 정보를 체계적으로 연구하는 학문
유전체학은 현대 생정보학의 핵심분야이다. 생정보학의 가장 중요한 정보의 시발점인 유전자 서열정보의 총합을 연구하는 것이 유전체학이기 때문이다. 유전체학은 영국의 케임브리지에서 시작되었다.
유전체학의 역사 (History of Genomics)
유전체학은 영국 케임브리지의 프레드 생어(Fred Sanger)에 의해 탄생되었다고 하는 것이 가장 정확하다. 프레드릭 생어(Frederick Sanger), 톰슨(E. O. P. Thompson) 과 한스 터피(Hans Tuppy)는 1953년 인설린 (Insulin)의 A와 B 체인의 서열을 화학적으로 해석하고 나서 노벨상을 받게된다. 그후 1970년대에 deoxy DNA 서열해석법을 만들었다. 그 서열해석방법의 첫번째 목표는 phi-X174 바이러스의 유전체를 해석하는 것이었다. 이것이 최초의 유전체로, Journal of Molecular Biology에 1970년대에 발표되었다 (Sanger, F. & Coulson, A. R. (1975) J. Mol. Biol. 94, 441-448). phi-X174 바이러스는 5386 개의 염기를 가졌다. 최초의 바이러스 유전체를 다음으로, 최초의 세포소기관(Organelle)의 유전체인 마이코콘드리아의 유전체도 곧이어 해석이 되었다. 이러한 큰 서열들이 나오자, 자연히, 그것을 시각화, 저장, 분석을 할 컴퓨터 소프트웨어들이 필요해졌다. 같은 랩(MRC 센터의 LMB)의 로져 스타던(Roger Staden)이 1977년에 NAR학회지에 컴퓨터로 유전체 서열을 처리하는 방법에 대한 논문을 발표하였다.
유전체학의 분야들
비교유전체학(Comparative genomics)
기능유전체학(Functional genomics)
구조유전체학(Structural genomics)
댓글 0