새로운 소프트웨어, 세포 신호 전달의 비밀을 밝혀내다

새로운 소프트웨어 패키지인 SMART는 신호 전달 과정을 연구하는 것을 훨씬 더 쉽게 만들 수 있습니다. 결과는 시스템 생물학, 약리학 및 생물의학 공학과 같은 생명 과학 분야의 연구를 가속화할 수 있습니다.

캘리포니아 대학 샌디에이고 캠퍼스의 연구자들은 반응 및 수송을 위한 공간 모델링 알고리즘(SMART)이라는 새로운 소프트웨어 패키지를 개발하고 테스트했습니다. 이 패키지는 세포 신호 전달 네트워크를 사실적으로 시뮬레이션할 수 있습니다. 세포 신호 전달 네트워크는 세포가 주변 환경에서 다양한 신호에 반응할 수 있게 해주는 복잡한 분자 상호작용 시스템입니다.

세포 신호 전달 네트워크는 여러 가지 뚜렷한 단계로 구성되며 세포와 세포 내 구성 요소의 복잡한 3차원 모양에 크게 영향을 받으므로 기존 도구로 시뮬레이션하기 어렵습니다.

SMART는 이 문제에 대한 해결책을 제시하며, 이를 통해 시스템 생물학, 약리학, 생물의학 공학 등 생명 과학 분야의 연구를 가속화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구진은 세포가 접착 신호에 반응하여 신호를 보내는 것부터 신경 세포와 심장 근육 세포의 세포 내 영역에서 일어나는 칼슘 방출 사건, 단일 미토콘드리아의 세부 표현 내에서 ATP(세포 내 에너지 통화)를 생성하는 것까지, 다양한 규모에서 생물학적 시스템에서 새로운 소프트웨어를 성공적으로 테스트했습니다.

SMART는 세포 신호 전달 네트워크를 모델링하기 위한 유연하고 정확하며 효율적인 도구를 제공함으로써, 세포 행동에 대한 이해를 높이고 인간 질병에 대한 새로운 치료법 개발을 촉진하는 더욱 자세한 시뮬레이션의 길을 열어줍니다.

Nature Computational Science 에 게재된 이 연구는 미국 공학교육학회 박사후 연구원인 에밋 프랜시스 박사가 주도했으며, 이 박사는 캘리포니아 대학교 샌디에이고 의과대학 약리학과와 캘리포니아 대학교 샌디에이고 제이콥스 공과대학 기계 및 항공우주공학과에 소속된 파드미니 랑가마니 박사가 지도하는 연구 그룹의 일원입니다.

이 소프트웨어의 초기 버전은 Rangamani의 그룹의 전 대학원생이었던 Justin Laughlin 박사가 작성했습니다.

SMART는 노르웨이 오슬로에 있는 Simula Research Laboratory의 Marie Rognes 박사가 이끄는 연구팀과의 지속적인 협업의 일부입니다. 이 연구는 부분적으로 National Science Foundation, Wu Tsai Human Performance Alliance, Air Force Office of Scientific Research, Hartwell Foundation, Kavli Institute of Brain and Mind, European Research Council, Research Council of Norway, KG Jebsen Center for Brain Fluid Research, Fulbright Foundation의 자금 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241219152505.htm