시스템 생물학의 기초

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1 서 론 1
1.1 세포 내에서 일어나는 일 3
1.1.1 전사, 번역, 유전자 제어에 관하여 3
1.1.2 신호 전달과 단백질 5
1.1.3 대사와 유전자 5
1.2 세포 내의 반응과 패스웨이 6

2 패스웨이 데이터 베이스 9
2.1 주요한 패스웨이 데이터베이스 11
2.1.1 KEGG 12
2.1.2 BioCyc 14
2.1.3 Ingenuity Pathways Knowledge Base 15
2.1.4 TRANSPATH 15
2.1.5 ResNet 18
2.1.6 Signal Transduction Knowledge Environment (STKE):
Database of Cell Signaling 18
2.1.7 Reactome 19
2.1.8 Metabolome.jp 20
2.1.9 마무리 20
2.2 패스웨이를 나타내는 소프트웨어의 소개 22
2.2.1 Ingenuity Pathways Analysis (IPA) 22
2.2.2 Pathway Builder 23
2.2.3 Pathway Studio 23
2.2.4 Connections Maps 24
2.2.5 Cytoscape 24
2.3 패스웨이를 둘러싼 표기 규칙 25
2.3.1 Gene Ontology (GO) 25
2.3.2 PSI MI 26
2.3.3 CellML 26
2.3.4 SBML 27
2.3.5 BioPAX 27
2.3.6 CSML/CSO 28

3 패스웨이 시뮬레이션 소프트웨어 31
3.1 시뮬레이션 소프트웨어의 이면 33
3.1.1 아키텍처: 결정적, 확률적, 혹은 하이브리드? 33
3.1.2 패스웨이의 모델링 방법 35
3.2 주요한 시뮬레이션 소프트웨어 35
3.2.1 Gepasi/COPASI 35
3.2.2 Virtual Cell 36
3.2.3 Systems Biology Workbench (SBW), Cell Designer,
JDesigner 36
3.2.4 Dizzy 37
3.2.5 E?Cell 37
3.2.6 Cell Illustrator 37
3.2.7 마무리 39
4 Cell Illustrator 41
4.1 Cell Illustrator의 설치 43
4.1.1 Cell Illustrator의 설치에 필요한 조건 43
4.1.2 Cell Illustrator의 구성 44
4.1.3 Cell Illustrator의 설치와 실행 45
4.1.4 라이센스의 설치 47
4.2 Cell Illustrator의 기본 개념 47
4.2.1 기본 개념 47
4.2.2 엔티티 (Entity) 48
4.2.3 프로세스 (Process) 51
4.2.4 커넥터 (Connector) 53
4.2.5 요소 간의 연결 규칙 55
4.2.6 요소들을 위한 아이콘 57
4.3 Cell Illustrator의 시작과 모델의 편집 방법 59
4.3.1 요소의 추가 60
4.3.2 모델의 편집과 캔버스의 조작 63
4.4 모델의 시뮬레이션 65
4.4.1 시뮬레이션의 설정 65
4.4.2 그래프의 설정 67
4.4.3 시뮬레이션의 실행 69
4.5 시뮬레이션 파라미터와 규칙 69
4.5.1 이산 엔티티와 이산 프로세스를 사용한 모델의 작성 69
4.5.2 연속 엔티티와 연속 프로세스를 사용한 모델의 작성 77
4.5.3 이산과 연속의 개념 79
4.6 아이콘 요소를 사용한 패스웨이의 모델링 80
4.7 Cell Illustrator로 패스웨이 모델 작성하기 84
4.7.1 분해 (Degradation) 84
4.7.2 이동 (Translocation) 86
4.7.3 전사 (Transcription) 90
4.7.4 결합 (Binding) 93
4.7.5 해리 (Dissociation) 96
4.7.6 억제 (Inhibition) 98
4.7.7 효소 작용에 따른 인산화 101
4.8 마무리 105

5 패스웨이 모델링과 시뮬레이션 109
5.1 신호 전달 경로 모델링 111
5.1.1 주요 등장 인물: 리간드와 수용체 111
5.1.2 EGFR을 매개로 하는 신호 전달의 모델링 112
5.2 대사 경로 모델링 126
5.2.1 화학 반응식과 패스웨이 표현 126
5.2.2 Michaelis?Menten kinetics와 Cell Illustrator의 패스웨이 표현 127
5.2.3 해당 패스웨이 만들기 129
5.2.4 해당 패스웨이 모델의 시뮬레이션 143
5.2.5 모델의 개선 143
5.3 유전자 제어 네트워크 모델 만들기 149
5.3.1 체내 시계와 생물학적 리듬 149
5.3.2 마우스 circadian 리듬의 유전자 제어 네트워크 150
5.3.3 마우스 circadian 리듬의 모델링 150
5.3.4 시뮬레이션으로부터 가설 생성 166
5.4 마무리 172

6 시스템 생물학을 위한 계산 플랫폼 175
6.1 효모의 유전자 네트워크 177
6.2 유전자 네트워크 해석 방법 179
6.2.1 유전자 네트워크의 표시 179
6.2.2 유전자 네트워크 배치 181
6.2.3 패스웨이 검색 기능 183
6.2.4 서브네트워크의 추출 기능 184
6.2.5 두 개의 서브네트워크 비교 185
6.3 시스템 생물학을 위한 Cell Illustrator의 특별한 기능들 188
6.3.1 패스웨이 기술 언어: CSML3.0과 CSO 189
6.3.2 SaaS 기술 190
6.3.3 패스웨이 파라미터 검색 191
6.3.4 고속 시뮬레이션 192
6.3.5 패스웨이 모델을 프로그램 언어로 변환 193
6.3.6 패스웨이 배치 알고리듬 194
6.3.7 패스웨이 데이터베이스 관리 시스템 194
6.3.8 효과적인 시각화: 아이콘의 자동 생성 196

참고문헌 목록 199
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