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1. 목적 ○ '항상성'(Homeostasis)은 생명 현상의 기본 원리의 하나로, 그 통합적인 이해와 제어는 인류의 건강 지속에 크게 기여할 수 있다는 인식이 20세기 후반부터 있었다. ○ 그러나, 항상성은 복잡한 현상이며, 전문 연구 분야로 세분화되어 있어, 그 통합적 해명에 필요한 전문 연구 분야간의 정보 교류가 부족하고, 계측 수단, 데이터 이용 기술, 수리 과학으로의 응용수법의 어려움 등으로 연구 추진이 쉽지 않았다. 이 후, 1990년대부터 유전 정보를 비롯한 생명 정보가 바이오인포매틱스(Bioinformatics)의 진전, 차세대 시퀸서(Sequencer)의 보급에 의해 축적되고, 21세기에 들어 슈퍼컴퓨터의 성능 향상에 의해, 생명 현상과 같은 복합계의 모델화를 가능하게 하는 시뮬레이션 기술이 진전하였다. ○ 본 보고서는 생체의 항상성을 유지하는 신경, 면역, 내분비, 맥관(脈管), 조직 회복 등의 각 시스템의 기능을 발생, 탄생, 성장, 발달, 노화 등 개체의 생애 각 단계에서 변화하는 'Homeodynamics'로서 파악하고 또 각 시스템에 공통되어 작용하는 호르몬(내분비의 전달 물질), 신경전달물질, 사이토 카인(Cytokine, 면역계의 전달 물질) 등의 시그널 분자를 개입시킨 시스템간의 '고차 네트워크(Networks of Networks)'라는 시점을 도입해, 항상성에 관한 새로운 이해와 개념의 창출을 목표로 한 통합 연구를 제안한다. 2. 연구개발 영역 제안 ○ 'Homeodynamics' 유지 기구의 '이해'를 위한 연구 - 항상성과 관련한 여러 외적 요인·생체 반응의 정량화 연구 - 정량화된 정보를 기초로 한 항상성 유지 기구의 모델화 연구 - 모델화된 항상성 유지 기구의 생체에서의 실증 연구 ○ 'Homeodynamics' 기구의 제어를 위한 이론화 연구 ○ 의료로의 응용을 위한 중개 연구 3. 연구개발의 추진 방법 ○ 생체 또는 생체 시료를 취급하는 연구자와 생물정보를 취급하는 연구자가 참가하는 연구개발에서는, 개개의 연구 성과로부터 얻어진 정보의 공유화를 통해 수립된 가설을 모델화와 실증 연구의 양면으로부터 검증해, 항상성 유지의 고차 네트워크에 대한 통합적 이해를 목표로 하는 것이 중요하다. ○ 따라서, 연구개발의 추진 체제로는 학술적인 팀형 연구가 바람직하다. 또, 팀형 연구의 성과를 결집, 통제하는 기능을 가지는 거점 또는 플랫폼 조직을 마련해 통합 모델화 연구에 필요한 바이오인포매틱스 정보 취득의 지원이나 각 팀의 연구테마의 조정을 실시한다. 무엇보다 중요한 것은 효과적으로 통합 연구를 진행시키기 위해 전체 조정을 담당하는 거점 리더의 리더십이다. 4. 기대 효과 ○ 본 보고서가 제안하는 연구개발 영역의 추진에 의해, 기초 생물학과 계산 생물학의 융합이 진행되어, 항상성 유지의 이해에서 새로운 연구 분야의 창출과 그 주도권을 획득하는 것을 기대한다. ○ 또, 발달, 성장, 노화의 각 단계에 따라 질병의 발증 예방이나 치료 기술의 개발이나, 복수 약물의 효과적이고 안전한 투여 방법의 확립에도 기여할 수 있다. ○ 따라서 본 보고서가 제안하는 'Homeodynamics'의 관점으로부터의 연구개발이 진행되면, 새로운 생명관을 형성해 나간다고 하는 과학기술의 발전으로의 효과와 생체 현상의 다이내믹한 변화의 이해와 제어에 근거한 건강 장수의 실현에 연결하는 성과를 얻을 수 있다. - 목차 - 1. 제안하는 연구 내용 2. 연구 투자하는 의의 3. 구체적인 연구개발 과제 4. 연구개발의 추진 방법 5. 과학기술상의 효과 6. 사회·경제적 효과 7. 시간축에 관한 고찰 8. 검토 경위 9. 항상성 연구에 관한 국내외 동향 |
