스킵네비게이션

○ 강 연 일 : 2019년 7월 5일(금)

○ 강 연 자 : 김 신 욱교수(상명대학교 공과대학 건설시스템공학과)

그림 1 약물에 따른 경로의 연관성을 밝히는 순서도

그림 2 기존에 알려져 있는 연관성과 기계학습을 통해 얻어진 네트워크 의해 새로 생성된 관계

○ 연구배경

- 신약을 개발하기 위해서는 10년에서 15년 정도의 시간과 수십억에서 수백억정도의 경비가 소요된다. 그럼에도 불구하고 2000년에서 2008년 사이에 FDA에 승인을 받고 상용화된 약물은 고작 2.% 정도에 머물고 있다. 또한 신약의 개발에 있어서 예상치 못했던 약물의 부작용 또한 간과해서는 안 될 대목이다. 수 십 년간 사용되고 있는 약물은 상대적으로 안전하며 부작용에 대해서도 잘 알려져 있어 대처가 가능하다. 따라서 신약개발을 함에 있어 시간과 경비를 줄이고 부작용에 대한 위험을 줄이기 위해 요즘 가장 주목 받고 있는 분야가 약물의 재배치 (drug repositioning)이다. 약물 재배치는 타 질병에 사용되어지고 있는 약물을 아직 치료약이 개발되지 않는 질병이나 또는 환자의 부작용을 줄이는 방법의 하나로 대체해서 사용할 수 있게 하는 것이다. 이러한 약물의 재배치에 활용되는 방법 중 하나가 Computational approach이다. 기존의 약물에 관한 연구가 하나의 약물과 하나의 타겟 그리고 하나의 질병에 국한 된 것이었다면, 컴퓨터를 이용한 수학적 모델은 이러한 숫자의 개념의 한계를 벗어나 다중 타겟을 대상으로 가능해 졌으며 시스템믹하게 약물의 효능을 관찰 할 수 있다는 것이다.

○ 강연 소개 

- 지난 50년간의 순수수학과 응용수학은 많은 변화가 있었다. 그중 응용수학은 수치해석학의 발달과 알고리즘의 개발에 막대한 영향력을 미쳤다. 수학은 더욱 세분화되어 모든 학문분야에 영향력을 미치고 있다는 것은 누구도 부인할 수 없을 것이다. 그 중 21세기에 들어서 4차 산업혁명이라 일컫는 요즘 가장 많은 투자를 하는 곳 중 하나는 단연코 컴퓨팅사고에 따른 문제해결일 것이다. 이러한 사고는 컴퓨터의 알고리즘을 작성하기 위한 것 뿐 아니라 생활의 곳곳에 적용할 수 있기 때문일 것이다. 이러한 사고의 밑바탕에 수학이 존재하고 있음을 인지하고 있는 사람은 얼마나 될까? 더 나아가 21세기의 가장 핫한 직업군이 될 것이라는 데이터 사이언스의 기본이 수학에 있음을 아는 이는 얼마나 될까? 컴퓨터 프로그램에서 빠질 수 없는 요소로서 수학의 중요성과 그 한 예로 요즘 가장 주목을 받고 있는 약물의 재배치에 사용되는 수학적 모델과 알고리즘에 대해 소개한다.

특히 본 강연에서는 유방암 데이터와 유전자의 집합을 이용하여 약물이 어떤 경로를 이용해 작용하는가와 기존의 연구결과와 결합하여 새로운 해석이 가능하다는 연구결과를 소개하고, 더불어 수학이 computational approach의 중심 역할을 하고 있음에 중점을 두고자 한다.

○ 연구팀 및 연구 소개

- 상명대학교 김신욱 교수팀은 암환자의 임상데이터를 수학적 모델에 적용하여 암아류에 영향력을 미치는 유전자발견이나. 유전자들 간의 상호조절관계를 미분을 사용하여 관찰하는 연구를 진행하며, 유전자의 집합의 활용도를 이용한 암환자에 대한 분석을 진행하고 있다. 특히 약물의 재 배치를 유전자의 집합을 이용하여 밝히는 것에 주요점을 두고 있으며, 행렬을 이용하여 한 경로에서 약물의 조절 네트워크를 밝히는 것을 목표로 연구를 진행하고 있다.