일반기술

단백질 상호작용 네트워크의 시각화 방법

단백질 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 대규모의 단백질 상호작용 네트워크를 인터랙티브하게 시각화하기 위하여, 다중레벨 기술을 사용하여 그래프를 드로잉한다. 먼저 그룹핑 단계에서는 전체 네트워크의 모든 연결된 구성요소를 식별하여 그룹핑하고, 구성요소 내에서 중간노드 및 피벗노드를 찾고 피벗노드로부터 각 노드까지의 거리를 계산한다. 피벗노드는 본 기술의 키 노드로서 그 선정방법과 개수에 따라 다른 결과를 보여주며, 피벗노드를 너무 많이 선정하면 시간이 많이 걸리고, 너무 적게 선정하면 레이아웃에 대한 결과가 좋지 않다.한편 배치단계에서는 전체 네트워크의 연결된 구성요소의 레이아웃을 찾음으로써 구성요소간의 레이아웃 및 구성요소내의ㅣ 글로벌 레이아웃을 조정한다. 이어서 연결괸 구성요소내의 중간노드의 로컬 레이아웃을 조정하고, 계속해서 각 구성요소내의 모든 노드들의 국소적인 레이아웃을 조정한다.본 기술은 대규모의 단백질 상호작용 네트워크의 모든 연결된 구성요소를 우선적으로 배치하고, 연결된 구성요소내에서 피벗 노드를 중심으로 노드들을 배치한 후, 노드별 인접노드를 중심으로 각 노드들의 위치를 조정함으로써 빠르고 간단하게 단백질 상호작용 네트워크를 시각화할 수 있는 특징이 있다. 그리고 본 프로그램은 실행시스템으로서 원도우즈 2000/XP/Me/98/NT 4.0등을 탑재한다면 어떤 PC라도 실행이 가능한 특징이 있다.본 기술은 실행속도가 빠르고, 단순한 네트워크로 줄일 수 있으며, 웹브라우저에서 실행가능하기 때문에 사용이 용이한 효과가 있다.