Introduction | Center for Chemical Dynamics in Living Cells

Our research is focused on dynamics of the chemical fluctuation in Living cells and its effects on the control capacity of life forms over their biological functions. To achieve the scientific aims, we first developed an accurate mathematical description for stochastic dynamics of vibrant intracellular networks in which both the rate coefficients and enzyme populations were stochastic variables coupled to hidden environmental state. With the new mathematical description of intracellular networks, we then formulated stochastic kinetics theory explaining stochastic dynamics of biological networks and the chemical fluctuation produced by the network in an effective and accurate manner. Using the new stochastic kinetics for biological networks, we would attempt to achieve quantitative understanding of the chemical fluctuation produced by biological networks and its consequence on the probabilistic behaviors of life forms. These researches are expected to help us understand the mystery of how life forms achieve an order, required to develop and sustain their lives, out of fundamentally stochastic chemical processes.

저희 연구실에서는 살아 있는 세포에서 화학적 요동의 동력학 연구를 통하여 생명체의 조절 능력에 어떻게 영향을 미치는지 주로 연구를 하고 있습니다. 이러한 연구를 달성하기 위해서, 우리 연구단에서는 처음으로 주변 환경에 의해 영향을 받는 반응속도와 효소 개수 모두를 확률변수로 묘사하여, 역동적인 세포 내 네트워크를 기술할 수 있는 확률적 동력학을 정확한 수학적 기술방법을 근거하여 개발했습니다. 이러한 세포 내 네트워크를 기술할 수 있는 수학적 기술을 통해, 우리는 생체 네트워크의 확률적 동력학 및 생체 네트워크를 통해 만들어진 화학 요동을 설명할 수 있는 확률적 반응 속도 이론을 만들었습니다.

이러한 새로운 이론을 활용하여 궁극적으로 성취하고자 하는 연구 목적은 생체 반응네트워크 때문에 생성되는 화학적 요동을 정량적으로 이해하고, 이러한 화학적 요동이 생명체에서 어떠한 영향을 주는지 연구하는 것입니다. 또한 우리 연구단에서는 화학 반응 자체가 근본적으로 확률적인데, 이를 생명체가 어떻게 활용하여 질서를 유지하고 삶을 유지해 가는지를 이해하는 것에 목표를 두고 있습니다.