• 제목/요약/키워드: 생물정보학

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미호종개 metallothionein 유전자의 구조 및 중금속 노출과 고온 자극에 대한 MT mRNA의 발현 특징 분석 (Gene Structure and Altered mRNA Expression of Metallothionein in Response to Metal Exposure and Thermal Stress in Miho Spine Loach Cobitis choii (Cobitidae; Cypriniformes))

  • 이상윤;남윤권
    • 한국어류학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.61-69
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    • 2011
  • 멸종위기 어류 미호종개(Cobitis choii)로부터 중금속해독 단백질(metallothionein) 유전자를 분리, 클로닝하고 중금속 및 고온 스트레스에 대한 전사 발현 특정을 분석하였다. 미호종개 metallothionein는 gDNA, mRNA 및 아미노산 서열 모두에서 경골 어류 MT들의 구조적 특징을 잘 보전하고 있었으며, 생물정보분석을 통해 미호종개 MT 유전자 5'-upstream 영역은 중금속 조절, 면역 반응 및 온도 반응에 관여하는 다양한 전사 조절인자들의 부착 위치들을 포함하는 것으로 관찰되었다. 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 망간(Mn) 및 아연(Zn)을 이용한 침지 노출 실험(0.5 및 $1.0\;{\mu}M$; 24시간)에서 미호종개 MT mRNA 발현은 구리 및 카드뮴 처리군에서 가장 많이 유도되었고($1.0\;{\mu}M$ Cu 처리군에서 최대 10배), 망간 처리군에서는 비교적 적은 양의 MT 발현이 유도된 반면(2배), 아연 및 니켈 노출 군에서는 유의적인 MT 발현의 증감이 관찰되지 않았다. 또한 미호종개 MT 전사 발현은 고온 자극 ($25^{\circ}C$로부터 $31^{\circ}C$까지 증가)에도 민감하게 반응하는 것으로 나타나, $31^{\circ}C$ 도달시점에서 $25^{\circ}C$ 초기 MT mRNA 발현 수준보다 9배 높은 mRNA 발현이 관찰되었다. 본 연구 결과는 MT 기반의 유전자 발현 분석을 이용함으로써, 향후 멸종위기 어류 미호종개의 스트레스 반응 연구에 유용한 기초 자료를 제공할 수 있다고 기대된다.

묵납자루 (Acheilognathus signifer; Cyprinidae) metallothionein 유전자의 클로닝 및 특징 분석 (Molecular Characterization of Metallothionein Gene of the Korean Bitterling Acheilognathus signifer (Cyprinidae))

  • 이상윤;방인철;남윤권
    • 한국어류학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.10-20
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    • 2011
  • 한반도 고유종인 묵납자루(Acheilognathus signifer)로부터 metallothionein(MT) 유전자를 분리하고 그 유전자 구조와 발현 특징을 분석하였다. 묵납자루 MT cDNA는 20개의 시스테인(cysteines)을 포함한 60개의 아미노산을 암호화하고 있었고, 이들 시스테인 잔기들의 위치는 잉어목 어류에서 잘 보전되어 있었다. 묵납자루 MT 유전자는 3개의 exon과 2개의 intron으로 구성되어 있었으며 intron영역은 A/T조성 빈도가 높았다. 생물정보 분석법을 통해 묵납자루 MT 유전자의 프로모터 영역은 중금속 조절 빛 스트레스/면역관련 조절에 관련한 다양한 전사 조절인자들의 부착 위치들이 보유하고 있는 것으로 예측되었다. Real-time RT-PCR 분석법을 이용한 묵납자루 MT mRNA의 조직 별 발현 수준을 조사한 결과, 난소와 장 조직에서의 발현 수준이 가장 높았으며 성장과 근욕 조직에서의 발현 수준이 가장 낮은 것으로 확인되었다. 구리를 이용한 중금속 노출 실험(구리 농도 $0.5\;{\mu}M$을 이용, 48 시간 동안 침지 처리)을 통하여 간 조직에서 MT mRNA 발현이 가장 많이 유도되었고(3.5배 이상), 비장, 신장 및 아가미에서도 유의적인 발현양의 증가(1.5~2.5배)가 관찰되었다. 그러나 뇌 및 장 조직에서는 MT 발현양의 변화가 없었다. 본 연구 결과는 향후 멸종위기 고유종인 묵납자루의 중금속 관련 스트레스 연구에 유용한 기초 자료를 제공할 수 있으리라 기대된다.

사람 영구치에서 치주인대 및 치수 조직의 유전자 발현에 대한 비교 연구 (Comparative Gene-Expression Analysis of Periodontal Ligament and Dental Pulp in the Human Permanent Teeth)

  • 이석우;전미정;이효설;송제선;손흥규;최형준;정한성;문석준;박원서;김성오
    • 대한소아치과학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.166-175
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    • 2016
  • 이전 연구에서 사람의 치수와 치주인대의 기능에 대한 구체적인 3만 2천여개의 인체 유전자의 RNA 활성 정보는 없었다. 본 연구의 목적은 사람 영구치에서 얻은 치주인대와 치수 조직 내의 RNA 유전자 발현을 보고하고 각각의 분자생물학적인 차이를 알아보는 것이다. cDNA 미세배열분석에서 두 조직 사이의 유전자 발현 수준에서 4배 이상 차이나는 유전자는 347개로 밝혀졌으며, 치주인대와 치수에서 각각 83개, 264개의 유전자 발현이 4배 이상 차이난다는 것을 보여주었다. 치주인대는 교원질 합성 (FAP), 교원질 분해 (MMP3, MMP9와 MMP13), 골 형성 및 개조 (SPP1, BMP3, ACP5, CTSK와 PTHLH)와 관련된 유전자가 강하게 발현되었다. 반면 치수조직은 칼슘 이온 (CALB1, SCIN와 CDH12)과 법랑질 또는 상아질의 광화 및 형성 (SPARC/SPOCK3, PHEX, AMBN과 DSPP)와 관련한 유전자의 발현이 높게 나타났다. 이들 유전자 중 SPP1, SPARC/SPOCK3, AMBN, DSPP 등의 유전자는 치아의 기능과 관련해서 잘 알려져 있지만, 다른 유전자들은 microarray 분석을 통해서 새롭게 발견된 유전자이다. 이 유전자들은 추가적인 연구가 수행된다면 재생 치료의 좋은 요인을 찾는데 도움이 될 것으로 생각된다.

수중음향과 Kompsat-2 위성영상을 이용한 해초지 분포 추정 (Application of Hydroacoustic System and Kompsat-2 Image to Estimate Distribution of Seagrass Beds)

  • 김근용;엄진아;최종국;유주형;김광용
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제17권3호
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    • pp.181-188
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    • 2012
  • 해초지의 생태적 중요성에도 불구하고 국내 연안에 분포하는 해초지 규모에 대한 정보가 미비하다. 장흥군 회진면 일대의 해초지를 대상으로 수중음향측심기와 고해상도 Kompsat-2($4{\times}4m$) 위성영상을 이용하여 식생유무를 탐지하고 분포크기를 파악하는 연구가 수행되었다. 위성영상을 이용한 식생분석의 정확도는 음향측심기를 통해 얻은 자료분석과 이를 비교하여 검증되었다. Kompsat-2 영상분석으로 계산된 회진면 일대의 해초지 면적은 약 $3.9km^2$로 수중음향 탐사를 통해 구해진 $4.5km^2$ 보다 과소평가 되었다. Kompsat-2 위성영상을 객체기반 영상분류법으로 해초 식생을 분석한 결과는 수중음향 결과 값에 대해 90%의 정확도를 보였는데, 이와 같이 높은 정확도는 Kappa 지수(0.85)로도 확인되었다. 또한 위성영상과 수중음향 결과 간의 유사도는 77.1%로 비교적 높았다. 생물 비파괴적인 수중음향조사와 Kompsat-2 영상분석으로 국내 연안에 산재해 있는 해초지 식생의 광역적인 조사가 가능할 것으로 기대되며, 보다 정확한 탐지를 위해서 다양한 고해상도 위성을 이용한 연구가 활발히 이루어져야 할 것이다.

각시족도리풀(Asarum misandrum)의 유전적 다양성 및 집단 구조 (Genetic variation and population structure of Asarum misandrum (Aristolochiaceae) in Korea)

  • 소순구;김무열
    • 식물분류학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.181-187
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    • 2013
  • 한국과 일본에만 한정 분포하는 각시족도리풀(Asarum misandrum) 4개 집단의 자생지 상태와 합리적인 보전전략의 수립을 위하여 7개의 allozyme marker를 이용하여 유전적 다양성과 구조를 분석하였다. 각시족도리풀 집단의 대립 유전자의 수(A)는 2.05개, 다형적 유전좌위의 비율(P)은 71.4%, 이형접합체의 평균 기대치($H_E$)는 0.294를 나타내어 분포 역이 넓고 주로 내륙에 분포하는 특산식물과 유사하거나 다소 높은 수준의 유전적 다양도를 유지하고 있는데, 그 이유는 자가수분이 가능하지만 타가수정을 주로 하기 때문인 것으로 판단된다. 유전적 구조분석 결과 집단간 $F_{IS}$는 양의 값을 나타내었고 집단간 유전적 분화도는 매우 낮은 결과(0.112)를 보였다. 각시족도리풀의 자생지가 비록 적정 수준의 유전적 다양도을 보이고 있지만, 한국과 일본의 남쪽지방에만 한정분포하는 특징, 불연속적이고 분산되어있는 자생지의 상태, 대부분의 자생지에서 적은 개체가 나타나며 특이하고 희귀한 꽃 때문에 남획될 가능성이 높다는 점 등은 이 식물의 보전을 위한 관심을 필요로 한다. 각시족도리풀은 최근에 기록되어 현재 희귀식물로 지정된 종은 아니지만 보전적 가치가 높다고 판단되며 이 종의 보전을 위해 종 생물학적 정보를 수집하고 유전적 변이의 유지기작을 포함한 합리적인 보전전략의 수립이 요구된다.

내측 연결형 임플란트 지대주의 체결부 길이 변화에 따른 비선형 유한요소법적 응력분석 (The non-linear FEM analysis of different connection lengths of internal connection abutment)

  • 이용상;강경탁;한동후
    • 대한치과보철학회지
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    • 제54권2호
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    • pp.110-119
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    • 2016
  • 목적: 본 연구는 임플란트 지대주의 체결부 길이와 골정에 대한 고정체 상단의 위치에 따라서, 하중 적용 시 고정체, 지대주, 나사 및 골에서의 응력 분포에 어떤 변화가 나타나는지 평가해 보고자 하였다. 재료 및 방법: 원추형 사면과 육각 기둥 형태의 회전저항구조를 갖는 내측 연결형 임플란트에서 지대주의 체결부 길이가 2.5 mm, 3.5 mm, 4.5 mm인 경우와 각 경우에서 고정체 상단이 골정과 같거나 골정보다 2 mm 상방에 위치할 때를 상정하여, 유한요소분석을 위한 모델을 총 6개 형성하였다. 각 경우에서 170 N의 30도 경사하중을 적용하였다. 결과: 6개의 유한요소분석 모델 모두에서, 임플란트는 고정체와 지대주의 체결 상단 부위에서, 주위 골에서는 골정 부근에서 최대 응력 값을 나타냈다. 지대주의 체결부 길이가 길어질수록, 주어진 하중에서 발생되는 고정체, 지대주, 나사 및 골에서의 최대 응력 값은 줄어들었다. 고정체 상단이 골정과 동일한 높이에 있는 경우보다 골정 2 mm 상방에 위치하는 경우에서 지대주의 체결부 길이가 길어질수록 모든 부위에서 더 큰 비율로 최대 응력 값의 감소를 나타내었다. 결론: 지대주의 체결부 길이가 길어질수록 모든 부위에서 주어진 하중에 따른 최대 응력 값이 줄어드는 것을 알 수 있었고, 임플란트의 기계적 및 생물학적 합병증 예방에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

한국의 세 개의 다른 식생기능형태에서의 순복사 추정 (Estimation of Net Radiation in Three Different Plant Functional Types in Korea)

  • 권효정
    • 한국농림기상학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.79-85
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    • 2009
  • 순복사는 지표와 대기간의 생물학적/물리적 과정을 일으키는 주요 원인이며 순복사에 대한 정확한 정보는 기후 예측뿐만 아니라 수자원관리에 중요한 역할을 한다. 그러나 실제 순복사 관측을 하는 지점은 매우 적으며 일반적으로 순복사는 단순 경험방정식으로부터 추정된다. 이 연구에서는 한국의 세 개의 다른 식생기능형태(예, 혼합림, 침엽수림, 그리고 농경지)에서 순복사를 추정하는 두 방법을 제시하였다. 첫번째 방법은 순복사와 전천일사의 관계를 선형회귀식으로 나타낸 방법이고 두번째 방법은 복사수지방정식을 사용한 방법이다. 세 개의 다른 식생기능형태에서 관측된 2008년 자료를 두 방법에 적용하여 순복사를 추정하였다. 일년 자료를 사용하여 선형회귀식을 적용한 결과, 전천일사에 대한 순복사의 비율은 혼합림에서는 70%, 침엽수림에서는 79%, 그리고 농경지에서는 64%를 보였다. 이는 다른 식생기능형태에 따라 순복사와 전천일사의 관계가 달라짐을 보였다. 장파복사를 고려한 복사수지 방정식의 경우, 순복사 추정이 다소 향상되었다. 두 방법 모두 관측된 순복사와 추정된 순복사가 잘 일치함을 보였으며 이는 두 방법을 사용하여 순복사를 추정할 수 있음을 보여준다.

환경인지의 시각적 질과 그 효과에 관한 연구 - 경험미학적 관점 - (The Visual Quality in Environmental Cognition and Its Effect on Human Behavior - From the Perspective of Empirical Aesthetics -)

  • 김주미
    • 디자인학연구
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    • 제11권1호
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    • pp.173-184
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    • 1998
  • 본 연구는 미래 도시경관 ·건축환경에서 요구되는 미학적 질에 관한 연구로 다수가 선호하고 즐거워할 수 있는 과학적이고 객관적인 미적 가치, 시각적 특성들을 제안하는 것이 목표이다. 연구의 이론적 접근방법은 경험 과학적 미학으로 이를 통한 인간지각.인지.행동의 본성을 이해하고자 하였으며 미적 환경이 갖는 시각적 질의 특성을 범주화하고 그 효과를 설명, 예측하고자 하였다. 그리고 환경지각.인지이론과 새롭게 제시된 환경미학모델들을 검토하였으며 환경디자인에 적용될 수 있는 미학적 특성들을 제안하였다. 첫째, 시각적 질에 대한 미적 경험은 심리 생물학적 특성과 인간활동의 결합과정으로 환경의 형식적.상징적 그리고 내적인 표상체계의 상호작용에 의해서 이루어짐을 알 수 있다. 또한 시각적 질은 사회 문화적 가치, 개인적.집단적 가치 등으로 인해 다양성과 차이가 있으므로 절대화 할 수 없는 복잡한 영역으로 간주되었다. 둘째, 시각적 질의 효과, 미적 반응은 궁극적으로 즐거움, 선호, 인간생존을 위한 적응과 자율성 등에 관계된다. 셋째, 미학은 더욱더 통합적인 학제간 연구를 통해 발전될 수 있으며 이러한 미학적 경험자료는 디자인, 계획, 평가를 위한 기초적인 정보가 될 수 있을 것으로 판단된다.

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제주연안 갯녹음(백화) 지역의 해수에 분포하는 세균군의 분자생물학적 분석 (Molecular Analysis of Bacterial Communities Distributed in Sea Water of Whitening Areas of Jeju Coast)

  • 강형일;강봉조;김미란;윤병준;이동헌;오덕철
    • 미생물학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.127-132
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    • 2002
  • 본 연구에서는 갯녹음(백화)현상이 세균생태계와 어떤 관련 이 있는 지에 대한 기초자료 및 정보를 얻기 위하여 갯녹음 현상이 일어난 제주도 성산과 강정지역 연안의 해수에 존재하는 세균군을 16S rRNA중폭기법을 이용하여 조사하였다. 강정지 역에서는 Alcanivorax, Paracoccus, Damselae, Pseudomonas, Rhodovulum, Silicibacter, Sulfitobacter, Roseobacter등 다양한 종류의 세균이 분포되어 있었으며, Alcanivorax가 20%의 빈도로 가장 많이 나타났다. 반면, 성산 지역에서는 Pseudomonas속 균주가 우점종으로서 존재하였으며, Pseudomonas tolaasii (혹은 Pseudomonas corrugata)와 유연관계가 가까운 세균은 44%, Pseudamonas mandeli와 가까운 세균이 24%, Verrucomicrobiales와 가까운 세균은 4%,기타 동정되지 알은 세균은 세 group으로 구분되었으며, 각각 8%,8%, 12%를 차지하여, 두곳에 분포되어 있는 세균군상이 상당한 차이점 이 있음을 확인하였다. 갯녹음 지역인 강정과 성산 해수의 8월(표품 채집시기)의 수온은 $27^{\circ}C$~$27.4^{\circ}C$, 염분의 농도는 30.24-30.60%, pH는 8.23~8.36,용존산소량(DO)은 각각 7.20~7.28로, 두지역에서 매우 비슷한 것으로 조사된 바 있는 데, 이는 수온이나 염분의 농도, 또는 pH보다는 다른 원인에 의하여 두 갯녹음 지역에 분포하는 세균군의 차이를 가져왔음을 제시해 주었다.

희귀·특산식물 매미꽃의 분포와 자생지 식생특성 및 보전 지위 평가 (Distribution, vegetation characteristics and assessment of the conservation status of a rare and endemic plant, Coreanomecon hylomeconoides Nakai)

  • 손성원;정재민;신재권;이병천;박광우;박선주
    • 식물분류학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.116-125
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    • 2012
  • 한반도 특산식물인 매미꽃 자생 집단의 보전대책 수립을 위한 기초자료로 활용하고자 자생 집단의 분포와 식생환경 및 보전지위 평가를 수행하였다. 문헌자료 및 표본정보 수집과 현지조사를 통해 분포도를 작성한 결과 매미꽃은 지리산과 백운산 등 경상남도와 전라남도를 중심으로 주로 한반도 남부지방에 집중 분포하는 것으로 확인되었다. 또한 자생 집단은 주로 해발 227~744 m의 범위에 분포하였으며, 경사는 $5{\sim}11^{\circ}$ 계곡의 중 하부 지역에 많이 분포하였다. 8개 자생 집단에 대한 식생조사 결과 29개 조사구에서 총 238분류군이 출현하였으며, 각 조사구 내 초본층의 피도와 빈도를 기초로 매미꽃의 중요치를 산출한 결과 평균 25.34%로 나타났다. 8개 집단 내에 출현 종의 다양도는 평균 1.52였으며, 균등도와 우점도의 평균은 각각 0.83과 0.17로 산출되었다. 수집된 생물학적 자료를 바탕으로 IUCN 적색목록 기준에 의한 보전 지위를 평가한 결과 매미꽃은 Near Threatened(준위협종)에 포함되는 것으로 나타났으며, 이에 따라 매미꽃 자생 집단의 지속가능한 보존을 위한 전략수립과 필수적인 기초연구의 내용 및 방법이 논의 되었다.