일반기술

단백질 상호작용 네트웍의 분할 시각화 기법

백질 상호작용 데이터는 그 용량이 매우 커지고 있으며 텍스트파일이나 데이터 베이스 형태로 제공된다. 하지만 데이터의 용량이 대규모이므로 상호작용하는 단백질의 긴 리스트 보다는 그래프로 표현하는 것이 이해하기 쉬운 장점이 있다. 그런데 단백질 상호작용 데이터는 무방향그래프로 시각화하면 에지의 교차가 많은 복잡한 비평면 그래프가 되는데 2차원그래프로는 이 에지의 교차를 제거할 수 없고, 각 단백질이 상호작용하는 횟수가 매우 다양하므로 차수가 높은 노드와 차수가 낮은 노드를 동시에 포함하는 그래프가 되며, 여러 개의 연결컴포넌트로 구성된 분리그래프가 된다. 또한 소스 노드와 타겟노드가 일치하는 에지인 셀프-루프를 많이 포함한다. 이러한 특성 때문에 속도가 너무 느려 인터랙티브한 작업을 하기 어렵고, 에지 교차가 지나치게 많아 혼란스러운 그래프를 그리거나 데이터 변경을 반영하여 수정하기 어려운 정적그래프를 생성하므로, 단백질 상호작용의 시각화가 어려운 점이 있었다. 본 기술에서는 단백질 상호작영 데이터를 시각화하기 위하여 차수가 1인 최종노드들의 집합을 제1그룹으로, 절단꼭지점에 의해 분리되는 서브그래프중에서 적은 개수의 노드들을 제2그룹으로, 그리고 나머지 노드들을 제3그룹으로 정한 후, 각 그룹내 노드들간의 최단경로 및 각 그룹 노드들간의 최단경로를 계산하고, 스프링-포스 레이아웃 기법을 적용하여 시각화를 하였으며, 이를 바탕으로 훨씬 빠르며, 미적으로 우수한 그래프로 나타낼 수 있다.본 기술에서는 단백질 상호작용 데이터들의 특성들을 감안하여 단백질 상호작용을 3차원 공간에 그리는 새로운 force-directed 레이아웃 알고리즘을 바탕으로, 노드들을 상호작용 특성에 따라 세 그룹으로 분류하여 시각화함으로써 훨씬 빠르며, 명확하고 미적으로 우수한 그래프로 나타내는 기법을 활용할 수 있다. 또한 본 프로그램은 운영체제로 원도우즈 2000/XP/Me/98/NT 4.0등이 설치된 어떤 PC에서도 수행되도록 하여 프로그램의 활용성을 높였다.본 기술은 명확하고 미적으로 뛰어난 드로잉을 생성하며, 계산시간이 다른 방법에 비해 최대 1/51까지 크게 감소할 수 있는 효과가 있다.