활자 유전학에서 하이퍼사이클의 생성
Generation of Hypercycles in Typogenetics
초록/요약
하이퍼사이클(hypercycle)은 자가복제자를 일반화 한 것으로 1970년대 아이겐(Eigen)과 슈스터(Schuster)가 처음으로 그 개념을 제안하였다. 본 연구에서는 하이퍼사이클을 이루는 복제자들을 구하는 것의 시간 복잡도가 매우 크므로 유전자 알고리즘(genetic algorithm)을 사용하여 하이퍼사이클의 크기를 하나씩 늘려가면서 원하는 크기의 하이퍼사이클을 찾았다. 유전자 알고리즘에서 사용 한 적합도 함수는 해밍거리(Hamming distance)가 아닌 편집거리(edit distance)를 이용함으로써 문자열 사이의 거리를 보다 정확히 표현하였다. 또한 듀플렛 엔자임이 아닌 트리플렛 엔자임을 사용하였으며 무작위로 섞은 규칙 집합을 생성하여 다양한 규칙 집합 하에서도 하이퍼사이클이 생성됨을 보였다. 생성된 하이퍼사이클을 이루는 각각의 복제자들에 나타나는 염기의 빈도를 분석한 결과 실제 생물체에서와 마찬가지로 염기의 빈도가 비슷하지 않고 특정 염기들로 치우치는 모습을 보였다. 트리플렛 엔자임에서 사용된 규칙 집합의 명령어 분포를 듀플렛 엔자임의 경우와 다르게 하여 하이퍼사이클을 생성하는 실험을 수행하였다. 명령어 분포가 달라짐에 따라 하이퍼사이클이 생성될 때까지 걸리는 시간이 달라짐을 관찰하였다.
more초록/요약
Russian scientist A. Oparin and England biologist J. Haldane suggested the possibility about the synthesis of organic compounds through chemical evolutions. For this question, origin of life, Urey and Miller's experiment showed that amino acids could be made by electric discharging. Considering that amino acids constitute proteins, this result was astonishing. But it is not the evidence for the origin of life. D. Hofstadter suggested typogenetics as a way to approach the origin of life. Later it was established that the typogenetics was effective model of the study on artificial life. Replicators constitute a hypercycle. Every enzyme of a replicator is applied to the next replicator. As a result the next replicator produces itself. This process comes to an end after the last replicator's enzymes is applied. We used edit distance to measure the similarity and difference between the two strings and tried triplet enzymes, which is the way it works in real-world biological systems. As a result hypercycles of various sized were obtained. We also found that randomly shuffled triplet enzymes could produce autoreplicators and hypercycles.
more목차
제 1 장 서론 = 1
제 2 장 배경 = 3
제 1 절 인공생명 = 3
제 2 절 활자유전학 = 4
제 3 절 기존 연구 = 5
제 3 장 자가복제자의 생성 = 7
제 1 절 사용되는 규칙들 = 7
제 2 절 규칙의 적용 = 10
제 3 절 유전자 알고리즘의 적용 = 12
제 4 장 하이퍼사이클의 생성 = 18
제 1 절 하이퍼사이클의 구성 = 18
제 2 절 트리플렛 엔자임과 규칙 집합 = 20
제 5 장 실험 결과 = 21
제 6 장 결론 = 28
참고 문헌 = 29
Abstrac = 30
