12강 / 20강

유전자 팀 — 비슷하게 끊어지면 같은 팀이다

Zhu, Dann et al. (2026) Fig. 3 — functional gene clusters

축구팀에서 골키퍼를 빼면 수비가 무너집니다. 센터백을 빼도 수비가 무너집니다. 빼고 나서 같은 부분이 무너지면, 두 선수는 같은 유닛에 속한 것입니다.

유전자도 마찬가지입니다. 유전자 A를 끄고, 유전자 B를 끄고, 하류에서 같은 유전자들이 같은 방향으로 바뀌면 — A와 B는 같은 기능적 팀입니다.

고등학생묶는 방법

단계	하는 일
1	유전자마다 "껐을 때의 발현 변화" 벡터를 만든다 (길이 2만)
2	유전자 쌍마다 벡터의 유사도를 계산한다
3	유사도가 높은 것끼리 묶는다
4	묶음마다 이미 알려진 경로와 대조해 이름을 붙인다

4단계는 사람이 합니다. 알고리즘은 묶기만 해요. "22번 클러스터"에 "TCR signaling"이라는 이름이 붙은 것은, 그 안에 알려진 TCR 신호 유전자들이 모여 있었기 때문입니다.

클러스터	멤버	기능
79 — Th17 분화	IRF4, BATF, STAT3, JUNB, IPMK, NUP188	Th17 세포 발달
22 — TCR 신호전달	PLCG1, CD247, LCP2, ZAP70, CD3G, VAV1, ...	T세포 수용체 신호
108 — mTORC	PDPK1, RICTOR, MAPKAP1, MLST8	세포 성장·대사
9/10 — Mediator-SAGA	TADA2B 포함, 104개 유전자	전사 공활성 복합체

고등학생무엇을 알 수 있나

쓰임	내용
모르는 유전자의 기능 추정	알려진 유전자들과 같은 팀이면 비슷한 일
경로의 경계 확인	교과서의 경로도와 실제 자료가 맞나
새 구성원 발견	그 경로에 있는 줄 몰랐던 유전자
표적의 맥락	내 표적이 어느 팀에 속하나

"함께 묶이면 함께 일한다"는 강력한 추정이지만 증명은 아닙니다.

같은 결과를 내는 두 유전자가 서로 다른 이유로 그럴 수도 있어요. 예를 들어 둘 다 세포를 스트레스 상태로 만들지만 기전은 다를 수 있습니다.

주요 클러스터의 크기를 비교합니다

Python 브라우저에서 실행

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

cluster_names = ['Cl.79 Th17', 'Cl.22 TCR', 'Cl.108 mTORC', 'Cl.9/10 SAGA', 'Cl.110 Allergy']
cluster_sizes = [6, 11, 4, 104, 8]
colors = ['#f85149', '#1ABFB0', '#E8A838', '#58a6ff', '#bc8cff']

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 4))
bars = ax.barh(cluster_names[::-1], cluster_sizes[::-1], color=colors[::-1], height=0.5)
for bar, v in zip(bars, cluster_sizes[::-1]):
    ax.text(bar.get_width() + 1, bar.get_y() + bar.get_height()/2,
            f'{v}개', va='center', fontsize=10)
ax.set_xlabel('멤버 유전자 수')
ax.set_title('주요 유전자 클러스터')
ax.spines[['top','right']].set_visible(False)
plt.tight_layout()
plt.show()

고등학생클러스터가 잘 안 나오는 경우

상황	왜
파장이 작은 유전자들	변화 벡터가 거의 0 — 닮은지 알 수 없음
세포가 적은 유전자	노이즈가 커서 아무하고도 안 닮음
조건별로 다른 유전자	어느 조건 자료로 묶느냐에 따라 달라짐
여러 일을 하는 유전자	한 팀에 넣기 어려움

첫 줄 때문에 클러스터링은 파장이 큰 유전자 중심으로 만들어집니다. 조용한 유전자들은 묶이지 않고 남아요. 그게 "기능이 없다"는 뜻은 아닙니다.

클러스터에 없는 유전자는 미분류이지 무의미가 아닙니다.

🤔 확인 문제

두 유전자가 같은 클러스터에 들어가려면 어떤 조건이 필요한가요?