• 원예과학기술지
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• 제32권6호
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• pp.745-752
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• 2014

배추(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)는 경제적으로 매우 중요한 채소 작물로 한국 고유 음식인 김치의 주재료로 쓰인다. 비록 전통적인 선발을 이용한 육종을 통해 농업적 유용 형질을 갖는 많은 품종들이 개발되었지만, 특별한 병해충 또는 기상재해 등 생물적, 비생물적 환경 스트레스 저항성을 증대시키는 육종에 관하여는 오랜 시간이 필요하다. 이러한 저항성 육종은 분자 마커 시스템에 기반하여 다양한, 급격히 진화된 유전 자원의 효율적인 선발에 이용될 수 있다. 특히 배추 전체 유전체 염기서열의 발표로 인해 유전체 수준에서 농업적 유용 형질 유전자 또는 유전 자원의 탐색이 가능하게 되었다. 이 연구에서 분자 마커를 활용한 배추 육종의 최근의 진전에 대하여 논의하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.149-149
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• 2023

미세플라스틱은 입자크기가 5 mm 이하인 플라스틱으로 정의되며, 수계로 유입된 미세플라스틱은 내분비계 교란물질로 작용하여 생태계에 환경독성을 유발하고 오염물질을 흡착·운반할 수 있는 독성 물질의 매개체로서 미세플라스틱의 위해성에 대한 우려가 증가하고 있다. 본 연구는 수용액에서 다양한 미세플라스틱의 납(Pb) 흡착특성을 평가하고 미세플라스틱의 비표면적에 따른 흡착 효과를 비교하고자 하였다. 플라스틱 종류 중 HDPE (High-density Polyethylene)와 PVC (Polyvinyl Chloride)를 각각 세 가지 크기(Group 1: 2.5 mm - 1.0 mm, Group 2: 1.0 mm - 0.3 mm, Group 3: < 0.3 mm)로 제조하여 분류하였으며, 미세플라스틱 입자크기의 비표면적은 BET(Brunauer, Emmett, Teller)분석을 통하여 측정하였다. 담수환경 조성을 위해 pH 7로 조절한 Pb 용액의 농도(0, 0.5, 1, 5, 10, 30 mg/L)별 흡착실험을 수행하였으며 실험결과를 3가지 흡착등온식(Langmuir, Freundlich, Sips 모델)을 사용하여 미세플라스틱에서 Pb 흡착 거동을 나타내었다. BET 분석 측정결과, PVC의 경우 Group 3 > Group 2 > Group 1 순으로 PVC의 입자크기가 작을수록 비표면적이 크게 나타났으며, HDPE 비표면적 또한 비슷한 경향을 보였다. HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착은 Langmuir 모델(R² > 0.97)과 Freundlich 모델(R² > 0.82)보다 Sips 모델(R² > 0.98)이 흡착 거동을 설명하기에 가장 적합하였다. 최대흡착능(Q_m) 상수는 입자크기가 작아질수록 흡착능이 높아지는 추세를 보였으며, 흡착세기(K_F)와 흡착강도(n^-1)는 각 플라스틱의 Group 3(HDPE K_F = 0.028, PVC K_F = 0.032; HDPE n^-1 = 0.225, PVC n^-1 = 0.547)에서 가장 높게 나타났다. 본 연구를 통해 HDPE와 PVC에서 Pb의 흡착특성은 Sips모델로 설명이 가능했으며, 이에 따라 Pb 흡착과정에 복수의 흡착메커니즘이 작용하고 있음을 유추해볼 수 있었다. 미세플라스틱의 입자크기와 비표면적이 Pb 흡착량에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 미세플라스틱이 중금속을 흡착하여 생물체 내로 전이시킬 수 있는 매개체 역할의 가능성을 확인하였다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제50권1호
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• pp.71-76
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• 2018

본 연구는 2017년 1월 3일~3월 25일까지 실험실 연구자를 대상으로 생물 안전성에 대한 현황 연구를 목적으로 한다. 국내 감염병 병원체 취급대학 및 의과대학 소속 실험실에서 병원성 미생물을 취급하는 실험실 연구자 총 500명을 설문 조사하여 실시되었다. 조사 결과에 따르면 응답자는 높은 수준의 인지도를 보였으나 전반적인 생물 안전성 규칙 및 규정을 준수하지는 않았다. 실험실의 생물안전 시설의 등급 여부에 관한 문항에 관한 질문에는 '알고 있다'가 55.8%,'모른다'가 44.2%로 나타났다. 연구자들은 적절한 안전 조치가 개인을 보호 할 수 있으며, 안전 장비와 생물 안전 계획이 충분하지 않음에도 실험실이 안전하다고 믿었다. 생물안전 교육에 관련된 조사에서 연구자의 80%는 실험실 안전에 대한 교육을 받은 경험이 있었고 20%는 안전교육을 받은 적이 없었다. 생물안전교육에 대한 필요성은 66%, 교육내용에 대한 만족도는 46%로 나타났다. 이러한 결과는 연구자들은 이미 생물안전교육을 받은 경험이 있지만 지속적인 교육이 필요한 것으로 생각하였다. 또한 생물 안전성 수준을 향상시키는데 있어 가장 중요한 것은 훈련 프로그램 및 교육시스템을 강화하는 것이라는 의견이 있었다. 결론적으로 실험실에서 일어날 수 있는 위험에 대비하기 위한 실험실 생물 안전에 대한 보다 개선된 교육 시스템을 개발할 필요가 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권5호
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• pp.267-281
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• 2006

단백질-단백질 상호작용(PPI : Protein-Protein Interaction) 데이타는 생물체가 어떠한 메커니즘으로 생명을 유지하는지에 대한 정보를 담고 있다. 질병 연구나 신약 연구를 위해서 PPI 데이타를 이용한 많은 연구들이 이루어지고 있다. 이러한 PPI 데이타의 크기는 Yeast-two-hybrid, Mass spectrometry과 Correlated mRNh expression과 같은 방법들로 인하여 점차 그 증가량이 커지고 있다. 따라서 단백질-단백질 상호작용 데이타의 방대한 양과 복잡한 구조로 인하여 사람이 직접 분석하는 것은 불가능하다. 다행히도 PPI 데이타는 단백질은 노드로, 상호작용은 에지로 표현함으로써 전산학의 그래프 구조로 추상화될 수 있다. 본 논문에서는 방대한 단백질-단백질 상호작용 데이타를 연구자가 다양한 방법으로 손쉽게 분석할 수 있는 워크벤치(workbench) 시스템인 Proteinca (PROTEin INteraction CAbaret)에 대하여 소개한다. Proteinca는 다앙한 데이타베이스의 PPI 데이타를 그래프이론 기반의 분석 기능들을 제공하며, 그래프로 가시화하여 사용자가 직관적으로 이해할 수 있도록 도와준다. 또한, 중력 모델 기반의 간략화 방법을 제공하여 사용자에게 중요 단백질 중심의 가시화를 제공한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1647-1648
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• 2006

화학적, 생물학적 분석, 즉 특정 물질의 존재 유무를 측정하기 위해 마이크로캔틸레버라는 구조체를 제작하여 이를 바이오센서로 응용하였다. 마이크로캔틸레버의 장점은 분석하고자 하는 시료의 양이 적더라도 감지가 가능하고 이를 통하여 분석시간을 단축할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 마이크로캔틸레버 구조물 제작을 위해 보편적으로 많이 이용되는 bulk 미세 가공 기술을 대신하여 표면 미세 가공기술을 이용하였다. 이러한 표면 미세 가공기술은 bulk 미세 가공기술에 비해 공정이 간단하고 값이 싸다는 장점이 있다. 또 액상 실험을 위하여 polydimethylsiloxane (PDMS)와 fused silica glass를 사용한 유체 제어 시스템을 제작하였다. 본 연구에서는 자기조림 이라는 특성을 이용하여 생물분자를 유체 제어 시스템 내의 마이크로캔틸레버 상단에 immobilization 시킨 후 마이크로캔틸레버 상, 하단의 표면 스트레스 차이에 따른 마이크로캔틸레버 자체의 휘어지는 정도를 측정하였다. 이러한 휘어지는 현상을 관찰함으로서 마이크로캔틸레버의 바이오센서로 응용 가능성을 확인한 수 있었다.

• Journal of Platform Technology
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• 제6권4호
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• pp.87-95
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• 2018

개인 전장 유전체 분석 가격의 하락으로 많은 국가들이 10만명에서 100만명까지의 대량 전장 유전체 분석과 엑솜 시퀀싱을 진행하고 있다. 하지만 많은 대형 프로젝트에서 대량의 데이터를 처리할 수 있는 프로그램이나 시스템의 부족으로 많은 비용이 클러스터 구축 및 시스템 구매 비용으로 소비되고 있다. 본 연구에서는 자체 서버나 클러스터 환경을 구축하지 않고도 동시에 수백 개 이상의 전장 유전체 및 엑솜에 대한 단일 염기 다형성(Single Nucleotide Polymorphism; SNP) 분석을 수행할 수 있고, 생물학자들도 쉽게 설치하여 운영할 수 있는 클라이언트 프로그램인 NGSOne을 개발하였다. 대표적인 SNP 분석 도구인 DRAGEN, BWA/GATK 및 Isaac/Strelka2를 선택하여 분석할 수 있고, 3개 툴에서 실행 시간 및 에러의 개수 면에서는 DRAGEN이 가장 좋은 성능을 보였다. 또한 NGSOne은 SNP 분석뿐만 아니라 다양한 분석 도구의 자동적인 실행을 위한 확장이 가능하다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.36-43
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• 2022

점막면역체계는 병원체에 대항하여 정밀하게 설계된 생물체의 방어체계로 그 중 위장관은 최전방에서 가장 중요한 기능을 하는 기관이다. 숙주 감염을 일으키는 병원성 미생물 가운데 식중독을 유발하는 살모넬라는 구강경로로 체내로 들어와 파이어판을 통해서 침입한다. 다양한 혈청형의 살모넬라 균주는 여러 톨유사수용체의 리간드를 통해서 숙주의 선천면역을 자극하지만, 숙주 특이성과 병원성에 따라 장내 점막에서 다양한 후천면역반응을 유도하기도 한다. 우리는 살모넬라 균주 중 비교적 연구가 덜 되어있는 S. enteritidis에 의해 감염되었을 때 장 내에서 일어나는 면역반응을 연구하였다. 우선 마우스에 처리할 적정 농도의 살모넬라 농도를 정하기 위해 살모넬라의 농도를 다르게 하여 실험을 진행하였고 고농도의 살모넬라 처리군에서 더 낮은 생존율과 높은 몸무게 감소율을 관찰하였다. 반수치사량의 반에 해당하는 농도의 살모넬라를 마우스에 감염시켰을 때 장 내 수지상세포와 T 세포에 유의적인 차이가 없는 것을 확인하였다. 하지만 동일한 조건의 마우스에서 회장조직을 염색했을 때 뮤신 분비의 증가와 술잔세포의 감소를 확인할 수 있었다. 또한 밀착연접단백질 유전자의 상대적인 발현량을 분석하였고 살모넬라 처리군에서 Claudin의 유의적인 감소를 확인할 수 있었다. 이어 살모넬라 감염 후 DSS를 처리한 실험에서 살모넬라 처리군에서 생존율이 낮아짐을 확인하여 S. enteritidis가 염증반응을 악화시킨다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제31권3호
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• pp.343-352
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• 2004

최근 생물정보학의 발전과 함께 생물 관련 정보들이 기하급수적으로 증가하고 있다 연구 대상 도 DNA, RNA, 단백질에서 더 나아가 이들의 상호작용 및 조절 메커니즘에 의해 기능들이 어떻게 수행되는 지에 관한 바이오패스웨이까지 포함하게 되었다. 바이오패스웨이는 광대한 양의 정보를 포괄하며 구성체 사이의 유기적 관계를 나타내고 있는 것이므로 이를 컴퓨터로 처리하기 위해서는 보다 명료하며 직관적인 표현이 요구된다. 그러나 기존 시스템에서 사용하는 표기법들은 명료하게 해석될 수 없는 경우가 많고 표현 가능한 영역이 특정 한 단면에만 국한되어 있으며 같은 정보를 표현하여도 시스템마다 표현 레벨과 방식이 달라 시스템 확장 및 통합이 어려운 상황이다. 본 논문에서는 다양한 종류의 바이오패스웨이 지식을 체계적인 단일 표기법을 사용하여 보다 명료하고 효율적으로 표현하며 단일화되고 통일된 UniPath 표기법을 제안하였다. 또한 이 표기법을 적용하여 바이오패스웨이 지식을 그래프 형태로 편집함으로써 그 정보를 등록하며 XML 포맷으로 쉽게 변환할 수 있는 프레임 기반 지식 표현 시스템을 설계하고 실제 데이타에 적용함으로써 타당성을 검증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (2)
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• pp.253-255
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• 2004

인간(human)에게 나타나는 다양성(variation)은 인체의 유전체(genome) 안에서 발생된 SNP(Single Nucleotide Polymorphism)에 의해 나타난다고 알려져 있다. 유전체내의 SNP과 다양성에 대한 연관 연구(Associate study)를 할 때에 약 30여 억 개로 추정되는 염기서열(DNA sequence)물 모두 분석한다면 많은 비용과 시간을 필요로 할 것이다. 이런 비용과 시간을 줄이기 위친 적은 수의 대표 SNP(=tagSNP)을 찾는 연구가 현재 진행 중이다. 우리는 LD계수｜D;｜을 block 분할에 이용하여 생물학적인 의미를 부여한 후, 전산적인 최적해를 찾는 접근을 이용했다. 또한, 기존 연구에서는 large-scale data에 대한 처리가 불가능해서 chromosome의 일부분의 데이터에 대해서안 분석이 시도되었다. 더욱 광범위한 분석을 위해서 chromosome 단위의 처리가 필요하다. 우리는 chromosome단위의 SNP data를 한 번에 처리가 가능한 시스템인 MarSel를 구현하였다

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (B)
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• pp.413-415
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• 2003

최근 바이오인포매틱스의 발전과 함께 생물 관련 정보들이 기하급수적으로 증가하고 있다. 연구 대상도 DNA, RNA, 단백질에서 더 나아가 이들의 상호작용 및 조절 메커니즘에 의해 기능들이 어떻게 수행되는지에 관한 Biopathway까지 포함하게 되었다. Biopathway는 광대한 양의 정보를 포괄하며 구성체 사이의 유기적 관계를 나타내고 있는 것이므로 다양한 형태의 지식을 통합하며 지식의 특성에 맞게 정보를 관리하고 표현함으로써 컴퓨터 프로세싱을 용이하게 하여 정보의 부가가치를 높이는 것이 중요하다. 이러한 Biopathway를 지식표현 관점에서 체계화하고 이를 확장함으로써 궁극적으로 바이오 정보의 거대한 지식베이스를 형성할 수 있다. 본 논문에서는 다양한 종류의 Biopathway 지식을 프래임 형식에 기반하여 보다 명료하고 효율적으로 표현할 수 있는 UniPath 표기법을 제안하였다. 또한 이 표기법을 적용하여 Biopathway 지식을 그래프 형태로 편집함으로써 그 정보를 등록하며, XML 포맷으로 쉽게 변환할 수 있는 시스템을 설계하고 실제 데이터에 적용함으로써 타당성을 검증하였다.