• Journal of Digital Contents Society
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• v.17 no.6
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• pp.509-521
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• 2016

A novel Samples Balanced Genetic Algorithm combined with Extreme Learning Machine (SBGA-ELM) for Parkinson's Disease diagnosis and detecting bio-markers is presented in this paper. Proposed approach uses genes' expression data of 22,283 genes from open source ParkDB data base for accurate PD diagnosis and detecting bio-markers. Proposed SBGA-ELM includes two major steps: feature (genes) selection and classification. Feature selection procedure is based on proposed Samples Balanced Genetic Algorithm designed specifically for genes expression data from ParkDB. Proposed SBGA searches a robust subset of genes among 22,283 genes available in ParkDB for further analysis. In the "classification" step chosen set of genes is used to train an Extreme Learning Machine (ELM) classifier for an accurate PD diagnosis. Discovered robust subset of genes creates ELM classifier with stable generalization performance for PD diagnosis. In this research the robust subset of genes is also used to discover 24 bio-markers probably responsible for Parkinson's Disease. Discovered robust subset of genes was verified by using existing PD diagnosis approaches such as SVM and PBL-McRBFN. Both tested methods caused maximum generalization performance.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.30 no.2
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• pp.59-66
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• 2019

We report highly sensitive detection of myocardial infarction biomarkers, such as myoglobin and cTnI, within several hundred seconds using a rotating-analyzer ellipsometer and a biosensor with biochips fabricated on a $SiO_2$-coated tilted silicon substrate. We choose the running buffer to be pure phosphate-buffered saline (PBS) or 10% mixed human serum. When we choose the running buffer to be pure PBS, we obtain diagnostic densities of pure myocardial infarction biomarkers of up to 1 ng/ml and 5 pg/ml respectively. Meanwhile, when we use PBS with 10% human serum, the measured densities of myoglobin and cTnI were up to 1 ng/mL and 1 pg/mL respectively. The measured diagnostic densities are less than 1/15 and 1/80 (in cases of myoglobin and cTnI respectively) of those referenced by the World Health Organization.

• Journal of Digestive Cancer Research
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• v.6 no.2
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• pp.59-63
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• 2018

Over the past decade, circulating tumor cell have received tremendous attention as new biomarkers and basic research subjects.In recent years, research on circulating tumor DNA, exosomes and microRNAs has also been actively conducted.These circulating tumor markers have the potential to become the basis of precision medicine, such as determining the genome / immune profile, monitoring response and tolerance, and selecting therapeutic agents beyond the early diagnosis and prognosis prediction.In this article, we introduce the diagnostic methods, efficacy, meaning, and applicability of various circulating tumor markers.

• Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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• 2006.02a
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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.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.19 no.4
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• pp.134-140
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• 2016

An aptamer-based biosensor using a new redox indicator has been examined for the electrochemical detection of thrombin. The aptamer modified primary aliphatic amine was covalently immobilized onto poly-(5,2':5',2"-terthiophene-3'-carboxylic acid) (polyTTCA) layer. Tetrabromophenolphthalein ethyl ester (KTBPE) was interacted to aptamer and used as an electrochemical indicator. Prior to the detection, the oxidation reaction of KTBPE onto aptamer modified layer was also investigated using differential pulse voltammetry. The characterization of the final sensor (KTBPE/aptamer -polyTTCA) was performed by voltammetry, QCM, and ESCA. After binding of thrombin onto KTBPE/aptamer based sensor, the peak signal of KTBPE was gradually decreased. The sensor exhibited a dynamic range between 10.0 and 100.0 nM with the detection limit of $1.0{\pm}0.2nM$.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2022.11a
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• pp.803-805
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• 2022

자율주행의 시대가 도래함에 따라, 딥러닝 모델에 대한 적대적 공격 위험이 함께 증가하고 있다. 카메라 기반 자율주행차량이 공격받을 경우 보행자나 표지판 등에 대한 오분류로 인해 심각한 사고로 이어질 수 있어, 자율주행 시스템에서의 적대적 공격에 대한 방어 및 보안 기술 연구가 필수적이다. 이에 본 논문에서는 GTSRB 표지판 데이터를 이용하여 각종 공격 및 방어 기법을 개발하고 제안한다. 시간 및 정확도 측면에서 성능을 비교함으로써, 자율주행에 최적인 모델을 탐구하고 더 나아가 해당 모델들의 완전자율주행을 위한 발전 방향을 제안한다.

• Korean Journal of Clinical Laboratory Science
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• v.54 no.4
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• pp.256-264
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• 2022

Ischemic stroke is caused by an occlusion by a thrombus or embolus in a cerebral artery, preventing oxygenated blood from reaching the brain and causing the necrosis of nerve cells. This paper summarizes the serum candidate markers associated with cardiovascular disease and atrial fibrillation (AF) disease that enable an early diagnosis of ischemic stroke studied thus far and compares the odds ratio (OR) of each marker. This study examined the effect size of these serum candidate markers using meta-analysis techniques. The academic database search screening for articles containing the keywords "cardiovascular disease," "atrial fibrillation," "ischemic stroke," and "serum marker" was limited to results for patients with ischemic stroke. The most derived markers in this study were N-terminal pro-B-type natriuretic peptide (NT-pro-BNP), D-dimer, C-reactive protein (CRP), and glial fibrillary acidic protein (GFAP), the rest being investigated individually. In conclusion, NT-pro-BNP appears to be very useful for the early diagnosis of ischemic stroke. Primarily, it is a marker of AF, and more AF markers will be uncovered and studied in the future.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2020.12a
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• pp.54-54
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• 2020

지구온난화에 따라 농업부문 신재생에너지의 중요성이 증대되고 있으며, 화본과 식물은 바이오에너지작물의 중요한 소재를 제공하고 있다. 화본과 식물의 기내대량증식연구의 일환으로 홍띠식물의 기내 재생 식물체의 유전적 안정성에 대한 기초자료를 제공할 목적으로 기내배양으로 재분화시킨 홍띠(Imperata cylindrica 'Rubra') 재분화 식물체 중 녹색체 재생식물체를 대상으로 ISSR 표지를 사용하여 유전적 안정성을 조사하였다. 재분화식물체는 MS (Murashige and Skoog, 1962)배지에 생장조절제를 첨가한 배지에서 배양하였다. 생장점 부위를 적출하여 캘러스를 유도하고(0.1 mg/L 2,4-D와 2 mg/L BA), 캘러스 증식(0.1 mg/L 2,4-D와 0.05 mg/L BA), 신초 재분화( 0.01 mg/L NAA와 2 mg/L BA) 후 MS배지에서 식물체를 양성하고 순화시켰다. 배양은 26±2℃, 25 µmol/m²/s, 14h/10h (day/night) 광조건 하에서 실시하였다. 재분화식물체는 홍띠 및 녹색 재분화식물체 2 종류로 나타났는데, 이는 생장점에서는 홍띠가 분화되었음에도 불구하고 생장점 주변조직에서 유래한 녹새체가 분화된 후 우세하게 자라서 녹색재생체가 우점하는 것으로 추정된다. ISSR 분석은 대조구로 모식물체 홍띠를(8개체), 재분화식물체는 녹색체 중, 1년간 노지포장에서 재배중인 녹색체(10개체)와 실험실내 화분에서 재배중인 시료를(10개체) 사용하였다. ISSR 밴드패턴을 비교한 결과, 재분화체는 실내포트 재배식물체 10.3%, 노지1년 재배식물체 8.3%로 대조구의 4.1%보다 유전적 다형성 비율이 2배 이상 높게 나타났다. 또한 재분화식물체들의 유전적 유사도를 평가하고 군집분석을 실시하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.146.2-146.2
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• 2014

KIST 6MV 가속기는 이온빔 분석 그리고 가속기 질량 분석법(Accelerator mass spectrometry)으로 활용된다. 이온빔 분석으로는 RBS, TOF ERD, PIXE. ${\mu}$-Probe을 할 수 있으며 AMS(Accelerator mass spectrometry)는 액체섬광측정법(LSC)과 비교할때 민감도는 1,000배 정도로 3H, 14C, 26Al,41Ca 을 10-21 ~ 10-18 mole/mg 까지 검출 가능하여. 응용분야로는 BAMS(Biological AMS), 전통과학, 지구과학, 환경과학에 활용되고 있다. 이중 AMS의 생-의학분야(BAMS)의 응용은 최근 매우 중요하게 연구되고 있다. BAMS의 활용 연구에 사용하는 핵종으로는 주로 3H, 14C, 41Ca, 36Cl를 사용하며, 14C 화합물은 쉽게 구할 수 있고, 자연방사선 이하의 낮은 14C labeled drug 사용하기 때문에 1948년 이후 생물학 연구에 혁신적으로 활용되고 있다. 주 활용분야로는 (1) 신약개발은 임상실험 전(Phase 0) 이용되며, 14C로 표지된 bio-molecule을 자연수준의 방사선 농도에서 추적자로 사용하여 질량을 측정하는 방법을 활용. (2) 의과학분야는 인체 내에서의 추적자 연구수행 (3) 항암제 연구는 암조직 중 약물농도와 암효과의 상관성을 연구 (4) 바이오 기술 분야에서는 생약 유효물질의 체내 대사연구 등을 할 수 있어 전세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있다. KIST에서는 6MV가속기를 BAMS 연구에 활용하기 위하여 전처리 단계의 Combustion, Gas transfer, Reduction 등을 자체 제작하여 테스트 중에 있으며, BAMS 샘플의 Gas는 호기중의 성분, 대기 성분이 있으며, Liquid는 혈액(혈장,혈청,적혈구), Solid는 DNA, 세포, 장기 뼈, 피부, 식물조직, 사료, Drug 및 그 대사 류가 있다. AMS 측정 결과는 14C/12C 비율로 나타나며 그 결과를 농도로 환산하여 분석하게 된다. 또한 분석 데이터 신뢰를 확보하기 위하여 표준시료 및 품질관리용 시료를 사용하여 BAMS분석법에 대한 검증을 실시하였다.

• Journal of Genetic Medicine
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• v.6 no.1
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• pp.1-7
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• 2009

Epigenetic changes represented by promoter CpG island hypermethylation and histone modification are an important carcinogenetic mechanism, which is found in virtually all histologic types of human cancer. About 60-70% of human genes harbor CpG islands in their promoters and 5' exonal sequences, and some of them undergo aberrant promoter CpG island hypermethylation and subsequent downregulation of gene expression. The loss of expression in tumor suppressor or tumor-related genes results in acceleration of tumorigenic processes. In addition to regional CpG island hypermethylation, diffuse genomic hypomethylation represents an important aspect of DNA methylation changes occurring in human cancer cells and contributes to chromosomal instability. These apparently contrasting methylation changes occur not only in human cancer cells, but also in premalignant cells. CpG island hypermethylation has gained attention for not only the tumorigenic mechanistic process, but also its potential utilization as a tumor biomarker. DNA methylation markers are actively investigated for their potential uses as tumor biomarkers for diagnosis of tumors in body fluids, prognostication of cancer patients, or prediction of chemotherapeutic drug response. In this review, these aspects will be discussed in detail.