분야
hwp2. 인체 네트워크와 신약 개발
3. 부작용, 네트워크의 반란
4. 예상 못한 연결고리, 네트워크의 선물
5. 내성, 네트워크의 저항
6. 중독과 금단현상, 네트워크의 굴복
7. 조합의약, 네트워크의 협력
8. 양약과 한약, 환원주의와 전일주의
9. 나에게 곡 맞는 맞춤약은?
10. 네트워크 속에 숨은 진주
11. 네트워크의 연결고리를 찾아라
신약개발은 고수익 산업이지만 고위험을 가진 어려움이 있다.
생명체가 자신의 삶을 영위하는 기본적 목적 가운데 하나는 후손을 통해 생명을 이어가고 번성하는 것이다. 이를 위해 생명체는 지속적으로 변화해야 하며 생명을 위협하는 환경에 대응할 수 있어야 한다. 시스템의 안정성과 유연성이 바로 그것이다.
시스템의 안정성을 위해 생명체가 취한 방법 가운데 하나가 구성 인자의 병렬적 배치를 위한 ‘중복’이다. 예를 들어 몸에서 DNA의 원료인 핵산을 만들어 내는 생합성 과정은 정상적인 경우 작동하는 경로와 그 경로가 작동하지 않을 때 활성화되는 또 다른 경로가 있어, DNA가 안정적으로 합성화될 수 있다.
안정성을 유지하기 위한 또 다른 방법은 대사간의 ‘교차’이다. 즉, 대사 간에 상호 교통할 수 있는 길들을 내어 서로의 상태를 점검해 균형을 유지할 수 있게 하는 것이다.
또 다른 방법은 ‘피드백’이다. 체내에 특정 아미노산이 너무 많이 생성되거나 이를 과량으로 섭취하면 이를 생성하는 대사의 활동을 줄이거나 잠시 중지함으로써 과잉 생성되지 않도록 해준다.(억제형) 물론 피드백 과정은 이와 반대로 작은 자극이 지속적인 주기로 돌면서 증폭되는 관계로 연결되기도 한다.(확대형)
이같이 우리 몸의 신진대사는 중복과 교차, 피드백 외에도 다양한 구조와 상관관계를 통해 ‘항상성’을 유지하고 있다. 신진대사의 안정성을 유지하면서도, 동시에 필요할 때는 아주 작은 자극만으로도 신속하게 그 상태를 변화시킬 수 있는 장치 또한 있어야 하는 것이다.
인체를 구성하는 기본 설계도는 유전자에 있다. 그리고 유전자가 발현하는 단백질의 활동에 따라 우리 몸이 형성된다. 생명체의 본질적 특성은 바로 구성 성분 간의 연결고리에서 찾을 수 있다. 생명체의 구성 성분들은 역동적으로 서로 뭉치고 흩어져 다양한 기능을 수행하고 있다. 따라서 이들을 묶어주는 연결고리는 유연함을 특성으로 하며 생리적 조건이나 외부 자극에 따라 매우 가변적이다.
생명체는 단백질, 핵산, 탄수화물 등의 구성성분(하드웨어)과 이들을 잘 구성하여 조화로운 상태로 유지하는 네트워크(소프트웨어)로 구성된다. 현재의 생명과학은 이렇게 발견된 구성 성분들 사이의 연결고리를 이해하는 것에 집중하고 있다. 즉 생명 현상의 하드웨어 연구시대가 가고 소프트웨어 연구시대가 도래한 것이다.
흔히 만능세포라고 불리는 배아줄기세포 연구에 세간의 이목이 집중되는 이유는 배아줄기 세포의 다양한 분화가능성 때문이다. 즉 생체 시스템의 하드웨어 중 일부가 심각한 손상을 입었다 하더라도, 줄기세포를 통해 수리 혹은 복원이 가능해졌다. 예컨대 줄기세포는 손상입은 피부를 재생시킬 수도 있고, 척추신경이나 장기에 손상이 생겼을 때 손상된 부위를 재생시켜 줄 수 있다. 핵심은 줄기세포를 얻어내고 배양하는 지식만이 아니라 줄기세포가 분화하는 과정, 즉 소프트웨어를 이해하고 통제할 수 있는 지식이다.
