| 초록 |
본 연구는 '꼬마선충의 커넥톰 연구 : 신경세포 공격에 따른 복잡계 네트워크 특성 변화 분석'이라는 제목으로 3년 동안 진행되었음. 꼬마선충의 279개 신경세포와 2990개의 시냅스 연결에 대한 공격에 따른 네트워크의 특성 변화 - 다른 신경세포들에 비하여 공격했을 때 미치는 영향이 큰 신경세포들을 구별하기 위하여 네트워크 분석방법 중 군집계수, 효율성, 그리고 매개 중심성을 분석하여 다른 신경세포들의 평균에서 표준편차의 3배보다 더 큰 변화를 보이는 세포들을 치명적인 세포들로 정하여 12개 신경세포들을 선정함. - 이들 중 9개는 개재뉴런으로 신호를 종합하고 피드포워드/피드백 작용을 하여 전달하는 신경세포들이 중요하다는 것을 발견함. 특히, 위험에 처했을 때 대처하기 위한 오메가턴이나 뒤로 움직이는 생물학적 기능과 관련된 세포들이 효율도 높으며 상대적으로 치명적이라는 것을 파악함. - 신경세포에 대한 전급방법과 동일하게 각 2990개의 시냅스 연결에 공격을 가하고 이들 중 평균에서 표준편차의 6배보다 더 큰 변화를 보이는 시냅스 연결들을 치명적으로 가정하여 29개의 시냅스 연결을 선정함. - 이들은 대부분 치명적인 12개의 뉴런들과 연결되어 있고, 이러한 세포들과 시냅스 연결로 구성된 신경회로가 뒤로 움직임, 위험회피, 사회적인 무리행동 시 산소결핍나 유해기체 등에 대한 반응과 관련이 있음으로 개채보호와 종족보존과 관련한 생물학적 기능이 네트워크의 견고성을 줄이더라도 그 효율성을 확보하고자 세포발달의 협상이 이루어진 것으로 해석됨. - 꼬마선충 커넥톰의 매개 중심성 중에 주요한 3가지 경로와 효율성과 관련한 2가지 경로를 파악하고 이를 바탕으로 커넥톰이 평행과 연속성을 모두 갖추어 완성되어지는 혼합시스템구조를 갖추고 있음을 분석함. 꼬마선충의 좌우 신경세포쌍의 비대칭성에 대한 연구 - 총 92쌍으로 이루어진 신경세포쌍 중에 88쌍이 비대칭적인 연결정도를 가지고 있고, 네트워크 효율성, 군집계수, 매개 중심성 또한 다르며 신경세포들이 서로 연결되어있는 형상을 나타내는 모티프 특징도 비대칭이라는 것을 분석함. 이에 대하여 좌우 신경세포쌍이 동일한 생물학적 기능을 담당하는 것은 아닐 수도 있다라는 가설을 뒷받침할 수 있는 결과를 제시함. - 신경세포와 시냅스 연결에 따른 공격에 대한 네트워크의 특성변화 중에서 신호전달가능성과 커넥톰이 가지고 있는 연결성, 그리고 좌우 신경세포쌍의 연결정도의 차이 등을 바탕으로 알려지지 않은 신경세포들의 생물학적인 기능을 유추해 볼 수 있는 방법을 제시하고, 이에 대한 예를 제시함. (출처:요약문 3p) |
