• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.37-40
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• 2011

선택 스플라이싱 (alternative splicing)은 mRNA (messenger RNA)의 전구체인 pre-mRNA가 mRNA로 전사될 때 pre-mRNA의 엑손 영역들 (exons)이 여러 가지 유형 (pattern)으로 다시 연결되는 과정을 말한다. 선택 스플라이싱에 의해 하나의 유전자로부터 서로 다른 mRNA가 만들어 지고 서로 다른 이소형의 단백질 (protein isoforms)이 생성된다. 현재까지 알려진 선택 스플라이싱의 유형은 약 7가지 종류가 있으며, 유전자의 돌연변이 및 질병과 밀접한 연관성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 차세대 시퀀싱 (Next Generation Sequencing : NGS) 기술로 생성된 RNA-Seq 데이터로부터 각 유전자 영역에 대한 선택 스플라이싱 유형을 분류/추출하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는 RNA-Seq 데이터를 DNA 시퀀스와 mRNA 트랜스크립트 시퀀스에 동시 매핑하고, 각 엑손 영역에 정렬된 RNA-Seq 데이터의 커버리지 정보 및 엑손의 접합 (junction) 정보를 이용하여 발현된 트랜스크립트 (transcript)의 종류와 양을 측정한다. 알고리즘의 유효성을 보이기 위하여 시뮬레이션 데이터를 이용한 인간 유전자 영역에서의 선택 스플라이싱 유형 추출 실험을 수행하였으며, 검증된 선택 스플라이싱 DB와 비교, 검증하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권6호
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• pp.570-579
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• 2020

Pre-mRNA의 스플라이싱은 진핵생물 유전자의 적절한 발현에 매우 중요한 역할을 한다. 선택적 스플라이싱은 스플라이싱 위치가 서로 다르게 인식될 때 발생하며 동일한 pre-mRNA로부터 둘 이상의 전사체와 단백질을 생성할 수 있다. 스플라이싱 위치의 결정은 스플라이소솜과 SR 단백질, hnRNP, CBP 등의 스플라이싱 인자에 의해 조절된다. 고온, 저온, 고염, 건조, 저산소 등 다양한 환경 스트레스 조건에서 식물의 많은 스트레스 반응 유전자에 대해 선택적 스플라이싱이 일어나는 것이 알려져 있으며, 이러한 선택적 스플라이싱은 식물이 환경 변화에 적응하기 위한 중요한 기작 중 하나로 여겨진다. 저온, 고온, 고염, 건조 스트레스 조건에서는 스플라이싱 인자의 발현이 변하거나 또는 정상 조건에서와는 다른 스플라이싱 활성을 가짐으로써 선택적 스플라이싱이 일어난다. 환경 스트레스 반응 유전자의 스플라이싱 이소형은 각각 환경 스트레스에 대해 서로 다른 반응을 보이는데 생성되는 조직이 서로 다르기도 하고, 일부 이소형은 넌센스-매개 분해에 의해 분해되기도 한다. 스플라이싱 이소형의 단백질은 환경 스트레스 조건에서 정상 조건과 비교하여 세포 내 위치가 다르기도 하고, 전사인자 또는 효소로서 다른 활성을 가지기도 한다. 이러한 다양한 연구에도 불구하고 식물의 환경 스트레스 반응에서 선택적 스플라이싱에 대한 연구는 일부 스트레스와 유전자에 국한 되어 있고, 아직 분자 기전이 제대로 밝혀지지 않은 부분이 많아 앞으로 더 많은 연구가 필요하다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.102-110
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• 2010

선택 스플라이싱은 유전자 발현의 중요한 과정 중 하나이다. 선택 스플라이싱이 발생함에 따라, 돌연변가 발생하여, 질병을 일으킬 수 있다. 대부분의 선택 스플라이싱 연구는 EST(Expressed Sequence Tag)를 이용한다. 그러나, EST를 이용하여 선택 스플라싱을 예측하는 데는 몇 가지 단점이 있다. EST가 저장되어 있는 라이브러리가 잘 정돈되어 있지 않거나, 잘못 열거되어 있을 경우, 실험 시 EST를 잘못 선택할 수 있다. 또한, EST가 아직 발견되지 않은 유전 서열에서는 선택 스플라이싱을 찾을 방법이 없다. 이 논문에서는 이러한 EST 기반 연구의 약점을 개선하고, 선택 스플라이싱의 탐지 및 예측의 질을 높이기 위해서, pre-mRNA에서 One-leaf One-node Tree 알고리즘을 제안한다. 이 트리는 Arabidopsis thaliana의 각 염색체에 대해서 실험되었다. 실험 결과, 모든 염색체에서 codons에 따라 일반 스플라싱과 선택 스플라싱이 다른 패턴을 가지는 것으로 나타났다. 트리 알고리즘에서 도출된 패턴으로 부터, 아직 발견되지 않은 선택 스플라싱도 예측할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2018년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.323-324
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• 2018

전장 cDNA 클론을 시퀀싱하는 것은 선택적 스플라이싱 형태를 비롯한 정확한 유전자 구조를 정의하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 유전자 및 단백질의 생물학적 기능연구에 중요한 자원을 제공한다. 포괄적이며 비 중복적인 cDNA의 생산은 인간 유전체 연구의 중요한 목표이다. 본 연구에서 제공하는 인간 cDNA 라이브러리 분석 파이프라인은 전장 cDNA를 분석하는 자동화 도구로 여러 연구자들에게 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2018년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.83-84
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• 2018

전장 cDNA 클론을 시퀀싱하는 것은 선택적 스플라이싱 형태를 비롯한 정확한 유전자 구조를 정의하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 유전자 및 단백질의 생물학적 기능연구에 중요한 자원을 제공한다. 포괄적이며 비 중복적인 cDNA의 생산은 인간 유전체 연구의 중요한 목표이다. 본 연구에서 제공하는 인간 cDNA 라이브러리 분석 파이프라인은 전장 cDNA를 분석하는 자동화 도구로 여러 연구자들에게 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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• pp.113-115
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• 2012

전사체(transcriptome) 분석이란 주어진 조건 하에서 현재 세포 내에 발현된 모든 트랜스크립트의 종류와 양을 밝히는 것을 의미하며, 분석 결과는 질병 관련성/유전적 요인 규명 등의 연구에 직접 활용한다. 우리는 선행 연구에서 RNA-Seq 데이터를 이용하여 선택 스플라이싱 과정에 의하여 생성되는 모든 트랜스크립트의 유형을 분류/추출하는 새로운 방법론을 제안한 바 있다. 그 후속 연구로서 본 연구에서는 시간/공간 효율적인 알고리즘 구현을 위한 최적화 방법론을 제안하고, 실용화를 위한 전사체 분석 도구 개발에 대하여 논한다. 개발된 전사체 분석 도구에서는 기존의 분석 도구와 달리 RNA-Seq 데이터의 단계적 분석 결과를 시각적 뷰어를 통하여 검색 가능하며, 이들 기능은 복잡한 전사체 분석 결과의 이해와 타당성 검증에 활용한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제9권4호
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• pp.81-88
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• 2009

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 액션 게임에서 지능 캐릭터의 경로 탐색 방법을 제안하였다. 실험방법으로는 유전자 알고리즘의 특성을 살려 이동 캐릭터가 최단 경로를 선택 할 뿐만 아니라 최적경로 탐색이 가능하도록 하였다. 이 때 염색체의 코드화를 그대로 적용할 경우 많은 치사 유전자가 발생하는데 이 문제를 DNA의 행동 특성의 스플라이싱 방법을 이용하여 해결하였다. 탐색 과정에서 여러 개의 후보 해를 생성하는 유전자 알고리즘의 특징을 이용해서 최단 경로 이외에 최적 경로를 1회의 처리로서 지능 캐릭터가 경로를 탐색하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.211-226
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• 2019

백혈구 공통 항원인 돼지 CD45는 PTPRC 유전자에 암호화 되어 있으며, CD45엑손의 선택적 스플라이싱에 따라 다른 T-세포에서 발현되는 티로신 인산분해효소이다. CD45는 기질인 TCR의 $CD3{\zeta}$ 사슬, Lck, Fyn, Zap-70 kinase의 인산화된 티로신에서 인산을 분해하여 T-세포 항원 수용체(TCR) 매개 신호전달을 조절한다. CD45의 조절이상은 많은 면역 질환과 관련이 있어서, CD45는 면역약물 개발에 표적이 되어왔다. TCR 신호전달의 조절효과를 가진 주요 구조적 특징을 특성화하기 위해, 사람의 알려진 CD45 구조를 템플릿으로 적용하여 돼지 CD45RO(가장 작은 CD45 isoform)의 단백질 구조와 예측된 돼지 CD45RO 모델구조에 $CD3{\zeta}$ 사슬의 ITAM(REEpYDV)를 도킹하여 CD45RO/ITAM 펩타이드 결합구조를 예측하였다. 돼지 CD45RO의 구조적 특징은 세포외영역의 구조견고성과 세포질 내 티로신 인산분해효소 도메인의 KNRY와 PTP signature 기능모티프(두 기능 모티프는 ITAM 펩타이드 결합부위의 좁은 입구로 역할)에 있었다. 주요 구조특성은 돼지 CD45RO-ITAM 펩타이드 결합구조 안정성과 결합친화력을 조절하면서 기질 선택성에 영향을 준다. 돼지 CD45RO의 구조적 특성은 T-세포에 특이적인 면역 조절제를 탐색하는 데에 적용될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.1047-1054
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• 2019

이동성 유전인자는 인간 유전체의 45%를 차지하며 기능성 유전자 내부로 자유롭게 들어갈 수 있다. 이들은 진화과정에서 중복현상으로 다수의 복사수로 생성되며, 생물종다양성 및 계통유전체학 분야에 기여한다. 이동성 유전인자의 대부분은 메틸화 또는 아세틸화 현상과 같은 후성유전학적 조절에 의해 제어된다. 다양한 생물종은 그들만의 고유의 이동성 유전인자를 가지고 있으며, 일반적으로 DNA트란스포존과 레트로트란스포존으로 나뉜다. 레트로트란스포존은 LTR의 유무에 따라 다시 HERV와 LINE으로 구분된다. 이동성 유전인자는 프로모터, 인핸서, 엑손화, 재배열 및 선택적 스플라이싱과 같은 다양한 생물학적 기능을 수행한다. 또한 이들은 유전체의 불안정성을 야기시켜 다양한 질병을 유발하기도 한다. 따라서, 암과 같은 질병을 진단하는 바이오 마커로 사용될 수 있다. 최근, 이동성 유전인자는 miRNA를 만들어 내는 것으로 밝혀졌으며, 이러한 miRNA는 타겟 유전자의 seed 영역에 결합함으로서 mRNA의 분해 및 번역을 억제하는 역할을 수행한다. 이동성 유전인자 유래의 miRNA는 기능성 유전자의 발현에 큰 영향을 미친다. 다양한 생물종과 조직에서 서로 다른 miRNA의 비교 분석 연구는 생물학적 기능과 관련하여 진화학과 계통학 영역에서 흥미 있는 연구 분야라 할 수 있겠다.

• 한국가금학회지
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• 제49권2호
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• pp.99-108
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• 2022

조류 백혈병 바이러스는 암을 유발할 수 있는 전염성이 높은 레트로바이러스의 하나이다. 이는 높은 전파력으로 인해 전 세계적으로 큰 경제적 손실을 초래하고, 다양한 바이러스 하위 그룹이 존재하여 특정 숙주 수용체를 통해 감염이 일어난다. 백혈병 바이러스 A형과 K형 바이러스에 대한 조류 종의 민감성 또는 저항성은 숙주 수용체인 tumor virus locus A(tva)의 유전자형에 의해 결정되고, 바이러스 B형은 숙주 수용체인 tumor virus locus B(tvb)의 유전자형에 의존한다. 대부분 중국에서 tva, tvb 저항성 대립유전자가 밝혀졌지만, 한국에서는 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 자연계에 존재하는 화이트 레그혼, 오골계 그리고 한국 재래 닭의 tva, tvb 유전자의 유전형 빈도를 분석하고, 백혈병 바이러스 감염에 대한 저항성을 확인하고자 하였다. 화이트 레그혼에서는 tva와 tvb 모두 민감성 및 저항성 대립유전자를 포함하여 다양한 유전자형을 가지고 있으며, 오골계에서는 tva와 tvb에 대한 저항성 대립 유전자가 존재하였다. 한국 재래 닭에서는 tva의 경우 민감성과 저항성 대립유전자가 섞여 있으며, tvb의 경우 저항성 대립 유전자형이 존재하였다. 또한, 계통에 따라 tva 전사체의 스플라이싱 패턴과 tvb 전사체의 발현 수준에 차이가 있음을 확인하였다. 마지막으로 닭 배아 섬유아세포에서 조류 백혈병 바이러스 시험관내 감염을 통해 오골계 및 한국 재래 닭에서 유전자형 의존적으로 저항성을 획득함을 확인하였다. 이러한 결과는 일부 오골계와 한국 재래 닭이 조류 백혈병 바이러스 아형인 A, B 그리고 K형에 자연적으로 내성이 있으며 선택적 육종을 통해 경제적으로 우수한 형질을 보존할 수 있을 것으로 사료된다.