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한의학은 왜 시스템 생물학을 필요로 할까요?

왜 시스템 생물학이 한의학에 적합한 학문일 수 있을까요?


시스템 생물학은 인체를 복합적으로 바라보는 생물학입니다. 그리고 한의학은 복합적인 학문입니다. 기존의 과학으로는 해석할 수 없었던 한의학적 이론들이 시스템 생물학을 통해 해석되고 있습니다. 이에 대해서는 차근차근 설명을 해보겠습니다.



-시스템 생물학의 과정

시스템 생물학과 한의학의 연계를 살펴보기 위해서, 먼저 시스템 생물학이라는 것이 대강 어떤 방식으로 이루어지는지를 파악해야합니다.


예를 들어, 병을 가진 A라는 사람은 정상적인 B라는 사람과 어떤 생물학적 차이를 보이는지 파악하고 싶습니다. 

기존의 생물학에서는 x라는 물질이 서로 다르지 않을까 라는 가설을 세우고 서로간의 x를 비교했습니다. 가설이 틀리면 또 다른 물질을 설정해야하고, 맞더라도 혹시 다른 물질은 없는지 연구를 반복해야합니다.


이에 반해 시스템 생물학은 수많은 물질을 보고 서로 어떤 차이가 있는지를 확인합니다. Genomics의 경우 인간이 가진 3만여 개의 유전자를 동시에 분석하고 어떤 유전자들이 발현에 있어 차이를 보이는지 파악할 수 있습니다.


DNA-microarray_analysis.jpg

(유전자 발현을 분석하는 모습, 색 차이가 유전자의 발현 정도를 보여주는 것입니다.)




그 다음은 어떤 일이 일어날까요? 차이가 나는 유전자들을 뽑아낸 후 이 유전자들의 ‘관계(Network)’를 설정합니다. 기존의 생물학적 데이터베이스에 저장 된 정보들을 통해 a유전자와 b유전자 사이에 관련이 있다면 이를 연결시키는 것이죠. Cytoscape라는 프로그램을 통해 이 작업을 마치면 다음과 같은 네트워크가 형성됩니다.


cyto.jpgSocial_Network_Analysis_Visualization.png



(cytoscape의 구동 모습)                                           (이를 활용한 Network의 예시)



이 중에서 가운데에 연결도 많이 되고 눈에 띄는 중심들이 있을 것입니다. 우리는 바로 이러한 물질들을 생체의 바이오마커로 설정합니다. 즉 이 물질들이 정상군과 비정상군 사이에서 차이를 만들어내는 나는 핵심적인 물질들입니다. 이들이 무슨 역할을 하는지는 기존에 생물학적인 정보가 형성되어있습니다. 이제 그 정보를 활용하여 정상/비정상군이 어떤 생물학적 차이를 가지는지 해석해내면 되는 것입니다.

db.jpg


(기존 생물학의 정보를 담은 DB)


이 방법은 수많은 경우에 적용 될 수 있습니다. 정상 군과 한의학에서 얘기하는 ‘氣滯’환자들의 군을 이와 같은 방식으로 비교하면 ‘氣滯’란 무엇인지 생물학적인 의의를 정립할 수 있는 것입니다. 류마티스 환자의 寒/熱을 구분한 연구는 寒과 熱이 생물학적으로 어떤 근거를 가지는지 설명해주었습니다. 활용방안이 무수히 많이 떠오르실 것이라고 생각합니다.


이는 일부 중의 일부일 뿐이며 수많은 연구 중 극히 일부의 예를 든 것입니다.


한의학이 생물학적 근거를 마련해갈 미래에 대해 분명한 길을 제시해 준 것이며 현재도 관련된 연구들이 차곡차곡 쌓이고 있습니다.


하지만 시스템 생물학이 한의학의 모든 것을 해결해 줄 수 는 없습니다. 몇 번의 글을 더 쓴 후 두 학문의 연계가 가진 한계점에 대해 이야기 해보는 글 또한 준비해볼 예정입니다.


다음번에는 실제 연구를 통해 어떻게 연계가 이루어지는지를 더 명확히 확인해보겠습니다.


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