암과 생체시계의 연결고리, 수학으로 풀었다

KAIST 김재경 교수, 미분 이용해 암 억제 물질의 주기적 변화 원리 규명

생체시계의 핵심 단백질 Period2(Per2)와 암 억제 핵심 물질인 p53의 상호작용 모식도.KAIST 제공

[대전=일요신문] 박하늘 기자 = 한국과학기술원(KAIST) 수리과학과 김재경 교수가 미분방적식을 이용해 생체시계에 의한 암 억제 물질의 주기적 변화 원리를 예측하는데 성공했다고 10일 밝혔다.

김재경 교수의 수학적 모델링은 미국 버지니아 공대 칼라 핀키엘스타인 교수팀이 실험으로 입증돼 생체기계와 암 사이에 연결고리가 있다는 사실이 증명됐다.

뇌 속의 생체 시계는 24시간 주기에 맞춰 사람이 생존할 수 있도록 행동과 생리작용을 조절한다.

이 생체 시계와 실제 시간이 상이해 교란이 생기면 당뇨, 암 등 다양한 질병을 유발할 수 있다.

김재경 교수는 생체시계와 암 억제물질인 p53 사이의 관계를 알아내기 위해 수리모델링을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션 가상실험을 진행했다.

실험결과 p53 단백질을 핵 안으로 끌고 들어가는 물질이 생체 시계의 핵심 역할을 하는 Period2 단백질임을 예측했다.

이 예측은 핀키엘스타인 교수의 실험으로 검증돼 생체시계와 암 사이의 핵심 연결 고리를 발견할 수 있었다.

김 교수의 수리모델을 이용한 실험은 전통적 실험방식보다 비용, 시간, 인력 등을 대폭 줄일 수 있었다.

KAIST 김재경 교수.

연구팀은 이번 연구로 p53 단백질을 정상화하는 수많은 항암제들이 투약 시간에 따라 효과가 달라졌던 원인을 규명하고 나아가 적절한 투약시간을 밝히는데 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

이번 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 11월9일자 온라인 판에 게재됐다.

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