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단일 세포 제어를 향하여: 생체분자 시스템에서의 노이즈-강인 완전 적응 [Nat. Commun.]
외란이 발생해도 최종 산출물 양을 안정적으로 유지하는 강인 완전 적응(Robust Perfect Adaptation, RPA)은 생물학적 시스템에서 중요한 특성이다. 이를 구현하기 위해 널리 사용되는 항대적 적분 피드백(Antithetic Integral Feedback, AIF)은 집단 평균 수준에서는 RPA를 달성하지만, 단일 세포 수준에서는 출력 잡음을 증가시켜 개별 세포 조절 능력을 저해하는 한계가 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 AIF 구조에서 착안한 새로운 조절 모듈인 잡음 제어기(noise controller)를 제안한다. 제안한 모듈을 AIF와 결합한 결과, 외란 이후에도 출력 평균뿐 아니라 잡음 역시 교란 이전 수준으로 유지하는 ‘노이즈 RPA’를 구현함을 확인하였다. 이는 기존 생물학적 제어기의 정밀도를 단일 세포 수준까지 확장하는 중요한 진전이다.
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