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2006년 10월 17일 개최된 문부과학성 정보과학기술위원회의 배부자료를 요약한 내용임. 1. 연구개발 개요 1) 연구의 전체 개요 - 중성자 및 X선결정 해석 등에 의해 얻은 단백질 입체구조 및 단백질의 동적구조의 많은 데이터로부터 중요한 정보를 도출하고, 생체분자 구조의 데이터베이스를 구축하여, 단백질 및 핵산의 생체분자의 기능발현 양식을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 해명하는 방법을 개발하여 왔다. - 주요 연구과제는 다음과 같다. . 단백질 구조정보 데이터베이스의 구축 . 단백질 정보해석 룰의 개발 . 수복(修復)관련 단백질 데이터베이스의 개발 . 분자 시뮬레이션 코드의 개발 2) 가상 연구환경에 대한 필요성 - ITBL의 환경을 이용해 많은 컴퓨터의 데이터베이스에 효율적으로 액세스한다. 많은 데이터베이스에 액세스하여 각 데이터베이스의 해석을 분산함으로써 해석효율을 향상시키기 위해 필요함. - ITBL의 환경을 이용해 많은 CPU 자원을 해석에 이용한다. 생체분자 시뮬레이션에서 CPU 자원을 초병렬적으로 이용하면 계산효율이 향상되기 때문에 필요함 2. 주요 연구과제 내용 1) 단백질 구조정보 데이터베이스의 구축 - 개요 : 세계에 산재되어 있는 핵산 배열, 단백질 아미노산 배열, 단백질과 핵산의 입체구조 정보를 자동적으로 수집 저장하는 시스템을 개발하는 것임. - 달성목표 : 데이터의 수집, 해석, 축적 등 복잡한 정보처리를 시스템화하고 데이터베이스의 자동갱신을 실현한다. 데이터베이스를 일반인에게 공개한다. 2) 단백질 정보해석 룰의 개발 - 개요 : 많은 바이오인포매릭스 해석 프로그램을 조합하여 게놈 등 데이터의 다양한 해석을 쉽게 하기 위해 통합환경 룰 BAAQ시스템을 개발하는 것임. - 달성목표 : ITBL의 TME를 이용해 많은 컴퓨터에 분산되어 있는 프로그램 및 데이터를 유기적으로 통합한 해석 시나리오를 구축한다. 3) 修復관련 단백질 데이터베이스의 개발 - 개요 : 손상을 입은 생체 중에 있는 DNA/RNA는 단백질에 의해 수복된다. 이 수복에 관련된 단백질을 망라한 데이터베이스를 구축하는 것임. - 달성목표 : 해석시스템을 ITBL상에 설정하며, 실제로 예측하고 분자생물학 실험에 의해 결정한다. 4) 분자 시뮬레이션 코드의 개발 - 개요 : 생체 고분자 복합체 시스템을 취급하며 대규모 생체분자 시뮬레이션을 실현하는 시스템 SCUBA를 개발하고 있음. - 달성목표 : SCUBA를 10만 원자 이상의 계열에서 이용할 수 있게 하며, 고속 고정밀 해석을 검증한다. 3. 성과 1) 목표의 달성도 - 단백질 구조정보 데이터베이스의 구축 : 개발완료, 공개 개시 및 데이터의 수시 갱신 - 단백질 정보해석 룰의 개발 : BBAQ의 기반 개발완료. - 수복 관련 단백질 데이터베이스의 개발 : 데이터베이스 개발완료, 공개 개시 - 분자 시뮬레이션 코드의 개발 : SCUBA의 개발 및 고도화 완료. 4. 결론 - 생명정보 해석의 4개 과제에 대해 시스템의 개발 및 가상연구 환경의 유효성 검증을 완료하였다. - 시스템 개발을 통해 ITBL에 의한 연구 커뮤니티 네트워크를 활용하고 생명기능정보학 분야의 연구자와의 커뮤니티 활동을 효율적으로 할 수 있게 되었다. |
