국내 연구진이 미국 대학 연구팀과 복합적인 생체 리듬 패턴을 수학 모델로 디자인하는데 성공했다.
KAIST는 김재경 수리과학과 교수 연구팀이 다양한 환경에서도 안정적인 생체 리듬을 유지할 수 있는 생물학적 회로 디자인을 설계하는데 성공했다고 31일 밝혔다.
이 디자인은 미분방정식과 확률적인 매개변수 샘플링을 바탕으로 하는 수학적인 모델링으로 이루어졌다. 연구팀은 이 모델링을 통해 두 개의 전사적 네거티브 피드백 회로(Transcriptional negative feedback loops)가 안정적인 생체 리듬을 만들어낼 수 있다는 것을 증명했다.
생체 회로에서 특정 물질이 분비될 때 네거티브 피드백(Negative Feedback)은 물질 분비를 억제하는 역할을 한다. 또 포지티브 피드백(Positive Feedback)은 분비를 촉진하는 역할을 한다.
그동안 포지티브 피드백 역할을 잘 알려졌지만, 잉여로 존재하는 네거티브 피드백 역할은 명확하지 않았다. 연구진이 이를 명확히 한 것이다.
매튜 베넷 미국 라이스 대학 교수와 크레시미르 조식 휴스턴대 교수 연구팀은 이 연구에서 합성생물학을 이용해 안정적인 리듬을 갖는 시스템을 제작하는 역할을 맡았다. 이 연구결과는 국제 학술지 사이언스(Science) 8월 28일자에 게재됐다.
김재경 교수는 “서로 다른 두 종의 박테리아 간 상호작용을 바탕으로 생체 회로를 구현했다”며 “다양한 생물학적 리듬 생성 원리를 밝히는데 새로운 방향을 제공할 것으로 기대한다”고 말했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com