단백질·RNA 기능 이상 기전 규명을 위한 계산 예측 및 네트워크 기반 동역학 분석 연구

Computational prediction and network-based molecular dynamics analysis for protein and RNA functional mechanisms

연구 내용

RNA 염기 변형 부위와 단백질 접힘 속도 및 돌연변이 영향을 계산 예측하고 동역학 네트워크로 기전을 해석하는 연구

본 연구는 RNA의 N7-methylguanosine과 같은 후성유전성 변형 및 단백질의 접힘·상호작용 기전을 계산 기반으로 해석합니다. RNA 변형 부위 예측에서는 서열과 생물학적 패턴을 모델링하여 특정 뉴클레오타이드 위치의 가능성을 추정합니다. 단백질 접힘 속도 예측에서는 구조 파라미터와 네트워크 중심성 지표를 결합해 접힘 과정에 기여하는 복합 요인을 반영합니다. 또한 SOD1 시스템에서는 마이크로초급 분자동역학 시뮬레이션을 수행하고 동적 네트워크 분석 및 주성분 분석을 통해 돌연변이가 이합체화 안정성과 올로스테릭 전달에 미치는 영향을 기계적으로 해석합니다. 이를 통해 변이-구조-기능 간 연결고리를 체계적으로 도출합니다.

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연구 흐름

초기에는 RNA 변형 부위와 단백질 기능 예측을 위해 계산 기반 분류·예측 모델을 구축하는 데 집중했습니다. 이후에는 접힘 속도처럼 정량적 생물학적 지표를 구조 파라미터와 네트워크 중심성으로 설명하는 방향으로 연구 범위를 넓혔습니다. 이어서 SOD1 관련 돌연변이 문제를 분자동역학으로 확장하여 이합체화 안정성 저하와 전달 경로 변화를 동적 네트워크 관점에서 분석했습니다. 최근에는 단일 현상 해석을 넘어 국소·전역 구조 변화와 올로스테릭 커뮤니케이션을 함께 추적하여 기전 단서를 통합하는 흐름으로 발전하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

RNA 변형 부위 기반 생체표지 후보 도출
돌연변이 영향 예측을 통한 질환 기전 가설 생성
단백질 접힘 속도 예측을 통한 발현 최적화 가이드
올로스테릭 전달 경로 분석을 통한 표적 설계
동역학 네트워크 기반 취약 잔기 식별
구조-기능 관계 데이터의 자동 라벨링 보조
계산 기반 실험 우선순위 선별
질환 관련 단백질 변이 스크리닝
다중 분석 지표 결합형 예측 모델 구축
SOD1 계열 단백질 안정성 평가 프레임워크