일반기술

대규모 단백질 상호작용 데이터의 효율적 시각화 방법

단백질 상호작용 데이터는 그래프로 표현하는 것이 이해하기 쉬운 장점이 있어서, 시각화에 관한 연구가 진행되고 있다. 그런데 단백질 상호작용 데이터가 시각화되었을 경우 에지의 교차가 많은 복잡한 비평면 그래프가 되며, 여러 개의 연결컴포넌트로 구성된 분리그래프가 되는 경우가 많기 때문에 시각화가 어려운 문제점이 있다. 대부분의 일반 그래프 작성 도구들은 변형된 force-directed 레이아웃 알고리즘을 사용하는데, 이 알고리즘이 융통성 있고 구현하기 쉬우며드로잉 결과도 양호하기 때문이다. 많은 force-directed 알고리즘들이 있지만 이들의 공통적인 문제는 대규모 그래프를 처리하기에 너무 느리며, 이것은 각 반복 스템에서 모든 쌍의 노드들 간의 포스를 계산해야하기 때문이다. 또한 기존의 그래프 드로잉 도구들은 단백질 상호작용 데이터베이스로부터 직접 데이터를 읽지 않고 데이터가 특정형식으로 입력되었을 때만 시각화가 가능하기 때문에 시각화하기에 적합하지 않은 문제점이 있다. 본 기술은 단백질을 노드로 하고단백질 간 상호작용을 에지로 하는 3차원 그래프를 그리는 기술로, 단백질 상호작용 데이터의 모든 노드들을 극 좌표의 수평 및 수직각도 모두를 증가시킴으로써 구체(sphere)표면에 배치하여 레이아웃을 생성하고, 초기 레이아웃의 각 노드를 인접 노드들과의 로컬 스프링 포스와 비인접 노드들과의 글로벌 스프링 포스를 고려하여 평형위치로 이동시키고, 미리 정해진 횟수만큼 반복하여 그래프를 생성한다. 본 기술에서 반복횟수는 사용자에 의해 변경 가능하고, 단백질 상호작용 데이어 베이스와 연동하여 작동하고, 사용자가 선택한 노드에 대한 이웃 노드들의 거리레벨을 일정거리까지 제한함으로써 그래프를 간략화할 수 있다.본 기술의 특징은 기존의 다른 시각화 알고리즘에 비해 속도가 빨라 단백질 상호작용의 시각화뿐만 아니라 인터랙티브한 분석에도 사용될 수 있고, 단백질 상호작용 데이터 베리스에 대한 질의 결과를직접 3차원 공간에 시각화하며, 시각화된 네트웍은 차후 수정 또는 네비게이트 될 수 있는 시스템을 위한 알고리즘이다.기존의 force-directed 알고리즘에 비해 10배이상 빠르고, 데이터베이스를 동적으로 조회하고 그 결과를 직접 시각화하므로 많은 양의 시각화 및 분석이 가능한 효과가 있다.