서론 인체의 구조를 계통적으로 해명한다 : 새로운 학문「오믹스(omics)」 ① 시스템 생물의학이란 무엇인가 - 일대일 의학에서 「다수대 다수의의학」으로 = 17 ② 다중적 피드백론 : 많은 조절제어계가 만들어내는 네트워크 = 19 ③ 오믹스(omics)란 무엇인가 : 포괄적으로 생명정보를 다루는 방법 = 21 ④ 전사체 해석의 충격 = 22 ⑤ 유전체학 : 정적인「유전자」에서 역동적인「게놈」으로 = 24 ⑥ 생활습관병의 발병 기구를 찾는 새로운 기법 = 25 ⑦ 센서→시그널 전달계→유전자 제어-복잡하게 서로 중복된 제어계 = 27 ⑧ 시간적인 변화의 메커니즘을 찾는다 = 28 ⑨ 공간적인 변화를 영상분석에서 찾는다 = 29 ⑩ 단백질체학 : 단백질 복합체에서 제어를 이해하고 약을 만든다 = 30 ⑪ 세포의 정밀한 설계도 cell map = 31 ⑫ 질환과 치료의 경험으로「역시스템학」에서 배운다 = 32 ⑬ 시스템 생물의학이 가능하게 한 암의 새로운 진단과 치료 = 33 ⑭ 시스템 생물의학이 바꾸는 생활습관병의 새로운 치료전략 = 35 ⑮ 수치의 시장보다 제어 시스템의 시정이 중요 = 37 제1장 2만 2천개의 유전자 측정으로 세포상태를 이해한다 : 전사체학이 밝혀낸 복잡한 인체의 구조 개요 = 39 ① RNA를 다수 측정한다 : 혼성화(hybridization)의 원리 = 40 ② 다수의 RNA 데이터의 판독법 = 41 ③ 유전자의 이름도 배양세포도 실수투성이 : 전사체의 충격 = 41 ④ 새로운 개념「상태기계」 = 44 ⑤ 뺄셈 생물학의 중요성 = 44 ⑥ 시그널과 노이즈 : 심장이식에서의 거부반응 = 46 ⑦ 많은 제어계를 구별하는 클러스터 해석 = 48 ⑧ 질환 해명의 열쇠 : 다수의 닫혀있지 않은 피드백 제어 = 50 제2장 정적인「유전자」에서 역동적인「게놈」으로 :유전체학이 밝혀낸 예상 밖의 염색체의 전체상 개요 = 53 ① 조절배열과 반복배열 사이에 산재하는 엑손 : 인간게놈의 전체상 = 54 ② 움직이는 DNA : 반복배열은 인간게놈의 40%를 차지한다 = 57 ③ 유전자 패밀리의 형성 - 중복이 가져온 생물의 다양성 = 59 ④ 생물의 형태도 전사인자가 만든다 = 60 ⑤ 살아 있는 구조물 염색체-역동적인 움직임을 지탱하는 정밀한 장치 = 62 ⑥ 배열만으로는 경절되지 않는 염색체 기능의 조절 = 64 제3장 질환에서 유전자를 찾는「역유전학」, 질환에서 제어 메커니즘을 찾는「역시스템 생물의학」 ① SNP에서 생활습관병의 원인 유전자를 찾는다 = 66 ② 가계조사로 질환의 원인 유전자를 밝혀내는「역유전학」 = 68 ③ 해석의 효율화로 가져온 일배체형의 해석 = 70 ④ 연관(linkage)의 3원칙 : 어려운 다인자 질환의 평가 = 71 ⑤ 복수 변이의 효과는 단순히 합산만 하면 될만큼 단순하지 않다 = 73 ⑥ 조절게놈과학 : 유전체학과 전사체학의 결합 = 74 ⑦ 약물의 부작용을 본다-표적을 맞춘 연구의 중요성 = 79 ⑧ 질환의 원인이 되는 시스템의 탐색으로 = 77 제4장 그 수는 3,000개에 이른다 : 인체를 지배하는 많은 제어계 ① 2만2천 개 유전자의 설계도 = 81 ② 인간의 체내에서 가능하는 3,000개의 제어계 = 83 ③ 전사인자 : 최대 패밀리는 아연손가락(zinc finger) 단백질 = 85 ④ 게놈상의 유전자 패밀리 : 형태를 만드는 호메오도메인 단백질 패밀리 = 87 ⑤ 게놈상의 유전자 패밀리 : 세포 표면에서의 시그널을 전달하는 G단백질 공역혁 수용체 = 89 ⑥ 게놈상의 유전자 패밀리 : 어떤 시그널을 전달하는 패밀리가 발견되어 있는가 = 91 제5장 생물시계를 만들어내는 구조 : 시간생물학(chronobiology) ① 활성화 시그널이 작동하면 활성화 종식 시그널이 유도된다 = 92 ② 활성화의 연쇄 반응-단순하지 않은 유전자 발현 시스템 = 93 ③ 시간축이 만들어내는 주기성 : 디이너미즘 = 97 ④ Clock : 낮과 밤을 만들어내는 유전자 = 98 ⑤ 세포주기는 사이클린 복합체의 연속적인 활성화로 진행된다 = 99 ⑥ 세포주기의 Clock을 시정하는 체크포인트 = 102 ⑦ 체크는 다양한 것을 감지하는 구조에 의한다 = 103 ⑧ 발생, 성장, 성숙, 노화의 스테이지 변화 = 103 제6장 영상분석이 파악한 세포의 살아있는 모습 : 세포의 형태와 이동의 룰 : localizome 개요 = 105 ① 영상분석(Imaging) : 살아있는 세포내의 분자를 실시간으로 본다 = 106 ② 세포 안에서 단백질이 움직이는 기본 시스템 = 109 ③ 수송 시스템은 발아와 융합으로 제어된다 = 110 ④ Vesicle과 세포내 소기관을 움직이는 미소관의 시스템 = 112 ⑤ 세포분열 시의 염색체도 미소관에서 분리된다 = 115 ⑥ 세포의 역동적인 움직임을 지탱하는 액틴 = 116 ⑦ 단백질 국재가 세포의 표면을 바꾼다 = 119 ⑧ 세포막 안에도 차이가 있다 : 콜레스테롤이 풍부한 raft = 120 ⑨ 세포막 안에도 차이가 있다 : 인산화 이노시티드에 의한 세포의 제어 = 123 ⑩ 단백질의 프로세싱으로 장소가 바뀐다 = 124 ⑪ 골격 단백질의 해명이 앞으로의 연구 열쇠 = 126 제7장 단백질의 상호작용으로 밝혀내는 생명 제어의 구조 : 단백체에서 상호작용체로 개요 = 129 ① 어떤 단백질이라도 분류할 수 있는 질량분석법 = 130 ② 어떤 단백질이 있는지 보는 리스트 : 비교유전체학 및 완전장 cDNA 프로젝트 = 133 ③ 질량분석에 의해 거대한 단백질 복합체를 결정할 수 있다 : 스플라이세오솜의 단백질 복합체 = 135 ④ X선 결정구조 해석의 진보 : 단백질 복합체가 보였다 = 135 ⑤ 구조 해석의 high-throughput화 : 결정구조 해석과 NMR 해석 = 136 ⑥ NMR에서는 단백질과 리간드(의약품)의 상호작용도 해석할 수 있다 = 137 ⑦ 단백질 상호작용의 계통적인 해석 : interactome = 138 ⑧ 수용체를 계통적으로 발현해 리간드를 찾는다 : Orphan Receptor Project = 141 ⑨ RNAi로 단백질을 계통적으로 줄여서 본다 = 145 ⑩ 제어의 구조를 상징하는 단백질의 상호작용이 있다 = 146 제8장 유전적으로 정해져 있는 세포의 운명 : 세포의 계보가 만드는 시스템 : cell map 개요 = 148 ① 유전과 환경 : cell map 개념의 탄생 = 149 ② 인간의 세포에서는 cell map이 복잡하다 = 150 ③ 전사인자가 영역의 아이덴티티를 결정한다 : 호메오틱 인자군 = 151 ④ 하나의 세포에서 2개의 다른 세포가 만들어진다 = 152 ⑤ 분화를 결정짓는 유전자 : 마스터 유전자 = 154 ⑥ cell map은 세포분열 동안에도 크로마틴 구조의 재구축으로 전승된다 = 155 ⑦ 농도경사에 의한 발현 조절이 세포의 운명을 결정한다 = 157 ⑧ 주위 세포가 간섭을 한다 : 측방억제와 reciprocal induction(경상적인 유도) = 159 ⑨ 상호작용을 통해 경계를 만든다 : Wnt와 hedgehog의 역할 = 161 ⑩ 세포는 움직인다 : 어디로 이동하느냐로 결정되는 세포의 운명 = 162 ⑪ cell map에 의해 정해져 있는 세포사 = 164 ⑫ 세포의 수명과 노화 : 전신을 감시하는 safety net가 질환 해명의 열쇠 = 165 제9장 시스템 생물의학이 낳은 새로운 암의 진단과 치료 : ① 암 유전자, 암억제 유전자에서 세포증식을 제어하는 메커니즘 전체의 이해로 = 167 ② 증식을 가속화하는 암 유전자 = 168 ③ 효모, 파리, 마우스 : 비교 생물학에 의한 Ras의 증식제어 시스템의 해명 = 170 ④ 전암유전자는 염색체 전좌로 활성화되는 경우도 있다 = 172 ⑤ 증식을 제어하는 암억제 유전자 : Rb 유전자 = 173 ⑥ 게놈 시스템의 수호신 p53 : 세포주기의 체크 시스템 = 175 ⑦ 다단계 발암 : 암은 많은 유전자 이상이 겹겹이 쌓여서 진행한다 = 176 ⑧ Genom wide한 염색체 구조 변화의 해석 = 177 ⑨ 전사체(transcriptome)에 의한 암의 계통적인 진단 = 178 ⑩ 치료가 어려운 줄기세포의 암 = 179 ⑪ 전이암의 치료 : 세포이동과 혈관신생이 열쇠 = 181 ⑫ 세포의 상호작용을 이용한 새로운 암 치료의 가능성 : Wnt와 hedgehog의 시스템 = 183 ⑬ 약물 전달체에 의한 다제내성에 대한 대응 = 184 제10장 생활습관병 치료의 시스템 생물의학 : 제어계의 중복을 계통적으로 이해한다 개요 = 186 ① 콜레스테롤 대사의 피드백 조절 : 닫혀 있지 않는 루프 = 187 ② 스타틴의 다면적 작용 : 생리적 제어와 약리적 작용 2가지 메커니즘 = 189 ③ 핵내수용체와 전사 제어 네트워크 = 191 ④ 인슐린에 의한 혈당의 제어 = 194 ⑤ 지방세포의 센서와 아디포사이토카인 = 195 ⑥ 다수의 제어계로 지배되는 섭식행동 = 196 ⑦ 기초대사량이 연령에 동반하는 변화의 수수께끼 = 198 마지막장 오믹스(omics)의 방대한 정보에서 지식을 얼마나 발견할 수 있을까? ① 다수이 제어계가 서로 중복해서 촉진을 한다 = 200 ② 시그널의 확산과 종식 : 미래의 과제 = 201 ③ 무엇보다 기본적인 제어의 구조 : cell map을 이루는 제어계 = 203 ④ 센서를 표적으로 하는 치료법 = 204 ⑤ 유전자의 오래된 개념과 새로운 오믹스(omics)에서의 개념 = 204 ⑥ 제어계를 선택하여 선택적인 치료를 만든다 = 206 ⑦ 데이터베이스에서 법칙과 치료법으로 = 207 색인 = 209