• 제목/요약/키워드: 기능 유전체학

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차세대 염기서열분석을 통한 밀 기능유전체 연구의 현황과 전망 (Current Status and Prospect of Wheat Functional Genomics using Next Generation Sequencing)

  • 최창현;윤영미;손재한;조성우;강천식
    • 한국육종학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.364-377
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    • 2018
  • 차세대 염기 서열 분석 기술의 적용은 빠르게 식물 유전체학의 지식을 확장시킴으로 기능유전자 연구의 발전을 도모하고 있다. 특히, 밀의 기능유전체학의 발전은 기존의 염기서열 분석 기술로는 가능성이 없어 보였다. 하지만 NGS의 발전은 고품질 보통밀의 RefSeq를 완성뿐만 아니라 다양한 밀 계통들의 재염기서열분석을 가능하게 한다. 현재 이렇게 얻어진 고품질 유전정보와 유전적 다형성이 밝혀진 유전자원의 이용으로 밀 기능유전체 연구가 새로운 단계로 접어들고 있다. NGS 기술 및 reverse genetics의 발전은 앞으로 전세계에 펼쳐져 있는 야생형 밀과 재배종 밀 계통들의 유전적인 다양성 분석을 가능케 하고 밀의 유전과 진화 과정을 깊게 이해하는데 큰 도움이 될 것이다. NGS 기술의 사용과 생물정보학의 결합은 타 작물에 비해 뒤쳐진 밀의 기능유전체 연구 속도를 가속화할 것이다. 기능유전체 연구를 활용한 밀 육종의 시대가, 애기장대 및 벼 분야와 같이, 다가오고 있다.

단백질 구조 예측을 위한 서열 연관 규칙 탐사 (Discovering Sequence Association Rules for Protein Structure Prediction)

  • 김정자;이도헌;백윤주
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제8D권5호
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    • pp.553-560
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    • 2001
  • 바이오정보학(bioinformatic)은 생물학 분야 특히 분자 수준의 유전체 연구에서 발생하는 데이터를 저장, 관리, 분석하여 실험 프로젝트를 지원함은 물론, 기능 예측 및 조절에 대한 실험 설계를 가능하게 하는 제반 컴퓨터 기술을 의미한다. 유전체 연구의 다양한 접근 방식 중 단백체학(proteomics)는 유전체의 최종 산물인 단백질을 직접적으로 다룬다는 측면에서 그 효용성에 대해 많은 기대를 모으고 있다. 본 논문에서는 단백질의 기능을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나인 단백질의 구조를 예측하기 위한 데이터 마이닝 기법을 제안한다. 단백질의 일차 구조인 아미노산 서열에 타나나는 부서열간의 연관성이 해당 단백질의 이차 혹은 삼차 구조를 결정하는 중요한 단서임을 설명하고, 아미노산 부서열간의 연관성을 표현하기 위한 모델로서 서열 연관 규직을 정의한다. 서열 연관 규칙의 유용성을 평가하기 위한 지지도와 신뢰도를 새롭게 정의하고, 주어진 단백질 집단으로부터 유용한 서열 연관 규칙을 발견하기 위한 기법을 제안한다. 아울러, SWISS-PROT 단백질 데이터베이스로부터 입수한 단백질 서열 데이터를 이용하여 제안한 기법의 성능을 평가한다.

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배추의 조직 특이적 발현유전자 데이터베이스 (The Brassica rapa Tissue-specific EST Database)

  • 유희주;박신기;오미진;황현주;김남신;정희;손성한;박범석;문정환
    • 원예과학기술지
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    • 제29권6호
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    • pp.633-640
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    • 2011
  • 배추는 배추속 식물의 A genome을 대표하는 모델로서 다양한 배추과 작물의 유전학 및 유전체학과 육종연구의 기반이 되는 중요한 작물이다. 최근 들어 배추 유전체 해독이 완료됨에 따라 유전체의 기능 연구가 보다 활발히 진행될 것으로 기대된다. 유전체 정보로부터 유전자의 구조를 예측하고, 기능을 분석하여 프로모터를 포함한 유용 유전자를 개발하기 위한 필수 재료로 이용되는 것이 다양한 조직 또는 실험 처리로부터 생성된 발현 유전자 데이터이다. 2011년 7월 현재 공공 데이터베이스에는 39개의 cDNA library로부터 분석된 147,217개의 배추 발현유전자가 보고되어 있다. 그러나 이들 발현 유전자들은 체계적으로 분석되거나 데이터베이스 형태로 정리되어 있지 않기 때문에 연구자들이 유전자 서열로부터 유용한 정보를 추출하여 사용하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 해독 완료된 배추 유전체와 함께 발현 유전자 정보를 보다 잘 활용하기 위하여 배추의 조직 특이적 발현유전자 데이터베이스인 BrTED를 개발하였다. 데이터베이스는 EST 서열 처리-정보 검색 단위와 조직특이성 발현 특성 분석 단위로 이루어져 있으며, 각 정보들은 상호 연결되어 유기적인 검색 환경을 제공하게 하였다. BrTED는 23,962개의 단일 조합 유전자서열을 포함하고 있으며, 각 서열들의 유전자 주석과 암호화하고 있는 단백질의 기능을 동시에 제공한다. 또한 각 단일 조합 유전자서열들의 조직별 발현 특이성을 통계 분석을 통해 조사하여 연구자의 검색 기준에 따라 제공한다. BrTED의 실효성을 검증하기 위하여 데이터베이스를 통해 조직 특이적 발현 유전자 29개를 선발하고, 이들의 발현 특성을 RT-PCR로 확인한 결과, 선발한 유전자 모두 목표한 조직에서 특이적이거나 강한 발현을 보였다. BrTED는 조직 특이적 발현유전자를 신속하게 선발할 수 있는 공공 데이터베이스로서 배추의 기능 유전체 연구뿐만 아니라 근연 배추속 작물의 유전학과 유전체학 연구에 유용한 공공 연구 자원으로 이용될 수 있을 것이다.

DNA칩을 이용한 위암의 진단 및 예후 측정

  • 엄원석
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
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    • pp.11-18
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    • 2006
  • 바이오칩의 대표 주자인 DNA 칩은 점차 분자생물학의 주요 도구로 인식되고 있다. 쓰임새 또한 다양해져 기초 생물학, 기능 유전체학 연구뿐만 아니라 임상 현장에서의 적용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 임상분야에서 최근 주목 받고 있는 분야가 DNA 칩을. 이용한 질병진단 및 예후 측정이다. 개별 환자 세포의 분자유전학적 상태는 DNA 칩의 유전체 프로파일링(genome-wide profiling)으로 상세히 파악될 수 있으므로, DNA 칩은 질병의 세부아형 진단, 약물에 대한 개인 민감도 측정, 정확한 예후 측정을 통한 환자의 세심한 관리 등 미래 의료의 핵심이라 할 수 있는 개인별 맞춤 치료(personalized medicare)를 가능하게 하는데 지대한 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 특히 수많은 질병 중에서 현대인의 난치병으로 손꼽히는 암은 DNA 칩 분석의 주요 적용 대상이다. 암에 연관된 복잡한 메커니즘을 기존의 단일 표지자로 진단하는 데는 한계가 있기 때문에, DNA 칩을 이용해 질병의 특정 phenotype과 관련 있는 암의 특이 패턴을 전사체 수준에서 분석하여 새로운 형태의 분자유전학적 표지자(transcriptional molecular signature)를 발굴하는 것이다 본 발표에서는 이러한 연구에 쓰이는 DNA 칩 분석 방법들과 실제 위암 데이터에 적용한 사례에 대해 논의하고자 한다. 연세의대 암전이 연구센터의 17K cDNA 칩을 이용하였으며, 진단 및 예후 측정을 위한 여러 분석 방법을 수행하였다.

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적절한 전방 유도 재현을 위해 수정된 Dahl 원리 및 CAD/CAM 복제 기법을 이용하여 전치부의 기능 및 심미성을 개선한 보철 수복 증례 (Functional and esthetic improvement through reconstruction of anterior guidance using the modified Dahl principle and copy-milled technique of CAD/CAM system: A case report)

  • 김성호;최유성
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권2호
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    • pp.160-170
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    • 2019
  • 상악 전치부와 같은 기능 및 심미성의 개선이 조화롭게 요구되는 부위의 치료 시에는 다른 부위보다 더 많은 지식과 기술을 필요로 한다. 특히 전방 유도(anterior guidance)를 결정하는 상악 전치부 설면 외형을 제대로 형성하지 못하면, 기능적인 불편감과 함께 전체 치열의 불안정성을 야기한다. 적절한 원리를 이용하여 전방유도를 설정한 후 임시 수복물 제작 및 조정을 통해 조화로운 전방 유도를 확보했다면 임시 수복물의 설면 외형을 최종 보철물로 정확하게 재현하는 방법에 대해 주의 깊게 고려해야 할 필요가 있다. 본 증례에서는 체계적인 진단 및 치료를 위하여 수정된 Dahl 원리(modified Dahl principle) 및 computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) 시스템의 복제 기법(copy-milled)을 이용하여 적절한 전방 유도를 설정하고, 지대치의 디지털 이미지와 임시 수복물의 디지털 이미지를 중첩시켜 보다 정확하게 보철물 형태를 재현하고자 하였다. 이에 기능적, 심미적 개선을 도모하여 환자와 술자 모두에게 만족스러운 치료결과 및 예후를 얻었기에 보고하는 바이다.

군통신위성 디지털 중계기의 간섭 회피 처리 구조 설계 및 구현 (Design and Implementation of Interference-Immune Architecture for Digital Transponder of Military Satellite)

  • 설영욱;유재선;정건진;이대일;임철민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권7호
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    • pp.594-600
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    • 2014
  • 현대전에서는 적의 전자기파 공격에 대응하여 안전한 통신 채널을 확보하는 것이 매우 중요하다. 군통신위성 중계기는 차세대 군통신위성에 탑재를 위한 통신 탑재체로써 간섭환경 하에서 지상 터미널 간의 신호를 안전하게 중계하여 전시 통신망을 유지하도록 한다. 본 논문에서 소개하는 위성중계기는 온보드 상에서 부분적인 신호처리를 수행하는데 위성 통신 링크를 저비용으로 제어할 수 있다. 이의 핵심 기능으로써 전송 보안 제어 기능은 통신 링크를 위협하는 간섭 신호에 대한 면역성을 확보한다. 보다 구체적으로 본 논문에서는 전송 보안 제어 기능을 구현하기 위한 효율적인 설계 구조를 소개한다. 핵심 아이디어로써 시분할 형태의 채널 그룹별 제어 코드 생성 및 금지 대역 정보에 대한 소프트웨어 처리 방법으로 전체 하드웨어 복잡도를 현저하게 낮출 수 있음을 설명한다. 생성된 결과 코드가 균등 분포의 임의성을 가짐을 예시하였으며, 우주 인증 시험 결과를 간략히 소개한다.

이동 환자 상시 모니터링 시스템의 시스템 명세 기법 기반 설계와 검증 (System Specification-based Design and Verification of Mobile Patient Monitoring System)

  • 최은정;김명주
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.161-167
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    • 2010
  • 유-헬스케어(U-Healthcare)에서 이동 환자 상태에 대한 모니터링 기술은 필수적이다. 모니터링 기술에서는 이동 환자의 생체 정보가 동적 위치 정보와 함께 정해진 목적지 서버로 전송되어야 하는데 모니터링할 환자의 수가 증가하며 각 환자의 이동성이 불규칙함에 따라 적절한 부하균형 단계가 중간에 필요해진다. 토르소(Torus) 구조를 기반으로 한 이동 환자 상시 모니터링 시스템에서는 이를 반영하여 먼저 환자 생체 정보를 중간노드로 전송한 후 부하균형 기반의 우선순위 정책에 따라 목적지 서버로 연이어 전송된다. 본 논문에서는 계층적이며 객체지향적인 정형화 명세를 기반으로 하는 시스템 명세 기법을 사용하여 이러한 이동 환자 상시 모니터링 시스템의 전체 구조와 구성 노드들의 결합 관계를 정의한 후 각 요소의 기능을 유사코드로 설계함으로써 본 시스템이 효과적인 환자 정보 수집과 전송, 분배 및 판단에 효율적임을 시스템 명세 기법을 통하여 검증한다.

3종의 단일치아 수복용 지대주의 삼차원 유한요소법적연구 : 시멘트 유지헝 대 나사 유지형 (3-D FEA of three different single tooth abutments : Cement-retained Vs Screw-retained)

  • 이정민;김영수;김창회;김용호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.269-288
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    • 1999
  • 현재 골 유착성 임플랜트는 안전하고 유용한 보철 수복 분야의 하나로 자리잡아 가고있다. 과거 완전 무치악 환자에게 있어서 저작 기능의 회복이란 면에 중점을 두었던 경향에서 현재 골유착 임플랜트의 높은 성공률에 의해 부문 무치악, 단일치 수복에 까지 다양하게 사용되고 있다. 특히 심미성과 인접치의 손상을 가하지 않는다는 면에서 단일치 수복에서 골유착 임플랜트 치료에 관심이 모아지고 있다. 단일치 수복에 있어서 심미성이 중요한 문제로 대두되면서 이런 수복에 사용될 수 있는 다양한 계통의 임플랜트들이 개발되어 사용되고 있다. 이중 가장 기본적인 Branemark 계통의 CeraOne 지대주, 최근에 개발된 전부도재 지대주인 CerAdapt 전부주조 지대주인 UCLA 계통등은 높은 성공률을 보이며 많이 사용되고 있다. 임상가들에 의해 나사유지형 보철물이 착탈성이란 관점에서 선호되고 있다. 시멘트유지형 보철물에서는 나사공이 없는 온전한 교합면을 유지한다는 면과 교합력을 받는 면적에 있어서 더 넓은 면을 가진다는 점등 더 많은 장점을 가진다고 주장하는 사람도 있다. 임상가들의 기호에 의해 선택되어지는 나사 유지형과 시멘트 유지형에 있어서 교합력이 야기하는 하중하에서 각각의 응력 분포를 분석할 필요성이 요구되었다. 이 연구는 단일치 수복에 사용되는 CeraOne, CerAdapt UCLA 계통에서 각각의 나사 유지형과 시멘트유지형에서의 응력분포를 삼차원 유한요소법으로 분석하고 상부 구조물에 가해지는 수직하중, 수평 하중, 경사 하중에 의해 야기되는 응력을 비교 분석한 것이다. 본 연구의 연구 결과는 다음과 같다. 1. CeraOne, CerAdapt, UCLA 지대주 모두 시멘트유지형보다 나사유지형에서 응력집중이 컸다. 2. CeraOne 시멘트유지형인 1번 모델에서 응력분산이 유리하였고, UCLA 나사 유지형인 6번 모델에서 가장 불리하였다. 3. 모든 모델에서 고정체 경부에서 가장 큰 응력 집중이 있었고 이것은 UCLA 지대주에서 가장 컸다. 4. 상부 구조물에서 주된 응력의 집중은 교합면에서 일어났다. 5. 골은 상부 피질골, 즉 고정체경부와 만나는 부위에서 가장 큰 응력의 집중이 일어났으며 수평, 경사 하중시 응력집중 양상은 힘을 가한 쪽의 반대쪽 고정체 경부에 응력이 집중되는 양상을 보였다. 6. 전체 모델과 골, 고정체 모두에서 수평 하중과 경사 하중시 보다는 수직 하중시 더 적은 응력값을 보였다.

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고온내성 연료용 알코올 효모균주 Saccharomyces cerevisiae KNU5377에서 HSF1 유전자의 변이주 구축 (Construction of hsf1 Knockout-mutant of a Thermotolerant Yeast Strain Saccharomyces cerevisiae KNU5377)

  • 김일섭;윤혜선;최혜진;손호용;유춘발;김종국;진익렬
    • 생명과학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.454-458
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    • 2006
  • 출아효모인 Sacharomyces cerevisiae S288C균주를 이용한 효모의 게놈이 완성된 후 S. cerevisiae는 다양한 연구 모델로 이용되어져 왔다. 현재까지 효모를 이용한 기능 유전체학 측면에서의 연구는 laboratory strainin인 S288C 균주 또는 그 유래의 균주들이다. 그러나 자연에서 분리된 효모 또는 산업적으로 이용되어지고 있는 S. cerevisiae의 유전학 측면에서의 연구는 낮은 포자형성률 및 형질전환률, 그리고 S288C 균주와의 게놈상의 상이성 때문에 거의 이루어지지 않고 있다. 여기서 우리 연구진은 자연에서 분리된 Saccharomyces cerevisiae KNU5377 균주를 이용하여 random spore analysis를 통해 MATa 및 $MAT{\alpha}$ 타입의 각각의 haploid cell을 분리 후 이미 보고된 KanMX module를 가지고 round PCR기법에 의한 short flanking homology 기법을 이용하여 전사조절인자인 HSF1 유전자가 치환된 변이주를 구축할 수 있었다. 덧붙여, 모든 유전자에 이 기법을 적용할 수는 없다는 것을 확인하였다. 앞으로 이 변이주를 통해 기능 유전체학적인 측면에서 이 유전자의 스트레스와의 관련성을 연구하고자 한다.

과도한 치아 마모 환자에서 교합수직고경 증가를 동반한 완전구강회복 증례 (Full mouth rehabilitation of a patient with excessive worn dentition by increasing vertical dimension of occlusion: a case report)

  • 이종석;심지석;류재준
    • 대한치과보철학회지
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    • 제61권3호
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    • pp.234-244
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    • 2023
  • 치아 마모는 다양한 생리적, 병리적인 원인으로 일어나는 치아 경조직의 상실을 의미하며, 과도한 병적 마모는 치수의 병적 변화, 교합 부조화, 저작 기능 상실 및 심미적 문제 등의 합병증을 유발할 수 있다. 이러한 마모의 원인에 대해서는 교모, 마모, 부식, 굴곡파절에 의해 유발될 수 있으며 구강 내 교합하는 환경에서는 복합적으로 작용함이 알려져 있다. 과도한 병적 마모를 가진 환자의 경우 수복 전 수직 고경의 감소 유무에 대한 판단이 중요하며, 정확한 진단 및 분석과 예지성 있는 치료 계획 수립을 통해 근신경계와 악관절의 안정과 적응을 동반한 완전구강회복이 이루어져야 한다. 본 증례의 환자는 63세 남환으로 치아들이 많이 닳아 있으며 전반적으로 시리다는 주소로 본원에 내원하였으며, 환자의 교합수직고경에 관한 면밀한 분석 이후 교합수직고경의 증가를 동반한 완전구강회복을 시행하였다. 전체 치아의 균등한 접촉, 기능적 악운동과 조화를 이루는 전방 유도 및 측방 운동 시구치부 이개와 교합 평면의 개선을 치료 목표로 하였으며, 만족스러운 심미 및 기능적 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.