• 제목/요약/키워드: 염기서열 분류

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데이터 베이스를 이용한 웹 기반 계통수 추론 시스템 설계 (Design of Web-based Phylogentic Tree Inference System Using DataBase)

  • 김신석;황부현
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.121-124
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    • 2001
  • 계통수는 특정 객체의 분류 즉 특정 객체로부터 추출한 염기서열을 이용하여 그 객체의 소속 분류 집단을 결정하기 위해서 사용될 수 있다. 만약 특정지역에서 획득한 토끼의 종을 구분하기 위해서 이미 분류된 토끼의 염기서열들을 가지고 염기서열들과의 관계를 표현하는 계통수를 제작함으로써, 객체를 분류 할 수 있다. 계통수 제작은 기존의 계통수 제작 도구들(MEGA등)이 사용되지만, 이러한 계통수 제작 도구는 객체의 어떤 특성에 의해서 종이 나뉘어지는 가는 예측 할 수 없다. 계통수 제작에 이용되는 염기서열 데이터는 기존의 염기서열 데이터 베이스들(EMBL, GenBank, DDBJ)에서 인터넷을 이용하여 찾을 수 있지만, 계통생물학을 위해 누적된 데이터가 아니므로, 계통수 제작을 위해서는 사용이 제한적이다. 또 계통수 제작 도구을 사용하기 위해서는 자신이 관련 염기서열 데이터를 수집하여야 한다. 본 논문은 웹기반 계통수 추론 시스템을 제시한다. 본 시스템은 염기서열 데이터를 검색하여, 계통 분류 즉 계통수 제작을 위한 데이터로 저장하고, 이를 이용하여 계통수를 그릴 수 있다. 또한 이렇게 저장된 데이터는 데이터 마이닝 분류 기법을 사용하여, 각 객체 분류 집단을 모델링하며, 분류 속성을 예측할 수 있다.

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한국산 괭이밥속(Oxalis) 식물 ITS DNA 염기서열 분석 (Analysis of ITS DNA Sequences of Korean Oxalis Species (Oxalidaceae))

  • 구자춘;채미숙;이종기;황성수
    • 식물분류학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.419-430
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    • 2007
  • 본 연구는 한국산 괭이밥 4분류군과 도입종 1분류군의 9개체를 대상으로 핵 리보솜 DNA인 5.8S, ITS1 그리고 ITS2 지역 염기서열의 분류학적 특정을 알아보기 위해 수행되었다. 군외군으로 GenBank에 축적되어 있는 16분류군의 동일지역 염기서열도 같이 정렬하여 사용하였다. 정렬 된 ITS 구간의 염기서열 길이는 679 bp 이었다. 분류군 별 유사도 및 염기서열 분기와 계통학적 및 통계학적인 분석 등의 결과는 염기서열 특징이 본 속의 분류에 유용한 것으로 나타났다. 유경종간 및 무경종간에 염기서열 유사도는 95%와 89%로 높게 나타나는 반면, 유경종과 무경종 사이는 64~69%로 비교적 낮게 나타난다. 염기서열 분기에서도 유경종과 무경종간에는 0.36~0.42로 높게 나타나며, 유경종과 유경종 또는 무경종과 무경종간에는 0.04~0.06으로 낮게 나타났다. 계통학적으로 유경종과 무경종 집단은 병계원으로 나타났으며, 두 집단은 각각 신빙성이 높은 단일 계통군을 형성한다. 정렬된 염기서열은 통계학적으로 유의성이 있으며, Duncan 사후검정에서 자주괭이밥은 한국산 분류군들에서 분리되었다.

반추위 곰팡이 다양성 조사 : 메타분석 (Diversity Census of Fungi in the Ruminal Microbiome: A meta-analysis)

  • 송재용;정진영;김민석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.466-472
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 곰팡이 28S rDNA 염기서열의 메타분석을 통하여 반추위 곰팡이의 다양성을 조사하는데 있다. 'rumen'과 'ruminal'이 반추위 곰팡이 유래 염기서열들을 회수하기 위한 검색어로 사용되었다. 2016년 9월부로 모든 28S rDNA 염기서열이 보관되어 있는 Ribosomal Database Project(RDP, http://rdp.cme.msu.edu) 데이터베이스에서 반추위 곰팡이 유래 28S rDNA 유전자 염기서열(n=165)을 획득하였다. 총 165개의 염기서열은 분류학상의 '문(phylum)'인 Ascomycota, Neocallimastigomycota 및 Basidiomycota로 분류되었고, 165개의 염기서열 중에서 각각 109개, 48개, 8개의 염기서열을 차지하였다. Ascomycota 염기서열은 식물병원성곰팡이나 마이코톡신을 생성하는 곰팡이를 포함하고 있는 '속(genus)' Pseudonectria, Magnaporthe, Alternaria, Cochliobolus, Cladosporium 및 Davidiella로 분류되었다. 또한, Basidiomycota 염기서열은 식물병원성곰팡이를 포함하고 있는 '속(genus)' Thanatephorus와 Cryptococcus로 분류되었다. 뿐만 아니라, Neocallimastigomycota 염기서열의 경우 섭취된 조사료의 주요 구조탄수화물을 분해하는 '속(genus)' Cyllamyces, Neocallimastix, Anaeromyces, Caecomyces, Orpinomyces, Piromyces로 분류되었다. 본 연구는 처음으로 28S rDNA 염기서열의 메타분석을 통해 반추위 곰팡이 다양성에 대한 정보를 통합적으로 제공하였다. 본 연구의 결과는 향후 반추위 곰팡이 연구에 대한 방향을 제공할 것이고, 새로운 분석도구 개발에 응용될 수 있을 것이다.

결정트리 분류기법 기반 유전자 계통수 추론 (Inference of Gene Phylogenetic Tree based on Decision Tree)

  • 김신석;황부현
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (1)
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    • pp.280-282
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    • 2001
  • 분자생물학의 급진적 발전은 현대 계통분류학에 큰 변혁을 가져왔다. 특히 유전의 근원물질인 DNA나 RNA를 분리.조작.분석하는 기술의 발전으로 이를 이용만 계통수 제작은 계통생물학의 중요한 실험방법으로 자리잡고 있다. 그 중 염기서열 비교 방법은 현재 유전자 계통수 제작에 가장 널리 이용되는 방법이다. 하지만 이러만 계통수는 각 객체간의 거리만을 표현하고, 객체군간의 차이는 설명하기 힘들다. 본 연구에서는 염기서열의 상대적인 특징(유사도)을 대신하는 염기서열의 총량과 염기 함량 등을 이용해 새로이 분류 기법 중 결정트리 방법에 적응하고, 종 분류의 유전적 모델을 설계한다. 또한 결정트리의 클래스인 종은 상위 클래스들을 포함하고 있어, 본 논문에서는 기존의 결정트리 분류자를 수정한 단계적 결정트기 분류자를 제안한다.

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위치기반 상대빈도차 기반의 바이러스 염기서열 시그너쳐 추출 기법 (A Nucleotide Sequence Signature Extraction Method based on Position-Specific Relative Base Frequency Differences)

  • 황경순;이혜리;이건명;이찬희;윤형우;김성수
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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    • pp.167-170
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    • 2007
  • 동일한 집단에 속하는 개체를 다른 집단에 속하는 개체로부터 구별할 수 있는 염기의 특징을 해당 집단의 시그너쳐라고 한다. 학습 데이터는 두 집단에 속하는 염기서열들이고, 염기서열에 대한 시그너쳐는 개체를 다른 집단과 구별할 수 있는 위치의 염기들로 구성된 서열이다. 제안한 방법에서는 각 집단에 대해서 위치별로 염기의 발생빈도를 계산하고, 가장 발생빈도가 높은 염기를 결정한 다음, 다른 집단의 대응 위치에서 해당 염기의 빈도를 계산하여, 빈도차이가 지정한 분류임계값 이상이면, 해당 위치의 염기를 시그너쳐를 구성하는 특징으로 간주한다. 시그너쳐를 대한 임의의 염기서열에 대한 부합정도는 시그너쳐에 속하는 염기의 학습집단에서의 상대빈도값을 가중치로 하여 계산한다. 임의의 염기서열이 특정 집단에 속하는지 판단하기 위해서는 해당 집단의 시그너쳐에 대한 부합정도를 계산하게 되는데, 부합정도가 얼마이상이 되어야 해당 집단에 속하는 것으로 간주할지 기준이 되는 임계값을 엄밀도 임계값이라고 한다. 엄밀도 임계값은 학습 데이터 집합에 대해서 주어진 시그너쳐에 대한 엄밀도 임계값이 민감도와 특이도를 최대로 하는 것을 선택한다. 제안한 방법을 구현한 바이오인포매틱스 도구를 개발하여, 한국형 HIV-1 바이러스 시그너쳐 추출에 적용하여 분류특성이 우수한 시그너쳐를 추출할 수 있음을 확인하였다.

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한국산 여뀌속 Persicaria절(마디풀과)의 핵 리보오솜 ITS 염기서열 변이 (Variation of nuclear ribosomal ITS sequences of Polygonum section Persicaria (Polygonaceae) in Korea)

  • 곽명해;김민하;원효식;박종욱
    • 식물분류학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.21-40
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    • 2006
  • 본 연구에서는 한국산 여뀌속 Persicaria절 분류군들에 대학 핵 리보오솜 (nrDNA)의 ITS 염기서열 분석을 수행하여 본 절 분류군들의 유연관계를 추정하고자 하였다, 본 연구결과 본 절 분류군의 nrDNA ITS 구간 염기서열은 본 절 분류군의 분류학적 타당성, 한계 및 계급설정 및 분류군 간의 계통적 유연관계를 추정하는 데 있어 유용한 것으로 나타났다. ITS 염기서열 분석결과 얻어진 neighbor-joining tree에서 본 절 한국산 분류군들은 크게 P.amphibium과 나머지 분류군들을 포함하는 ground의 2개의 계열로 구분되었다. 나머지 분류군들을 포함하는 두번째 계열은 다시 (1) P. lapathifolium, (2) P. persicaria와 P. viscoferum, (3) P. orientale 및 P. viscosum, (4) P. japonicum 및 (5) P. longisetum, P. erecto-minus var. koreense, P. caespitosum var. laxiflorum, P. hydropiper, P. pubescence, P. tinctorium, P. foliosum, P. trigonocarpum을 포함하는 group으로 세분되었다. 이러한 결과는 과거 형태적 식별형질에 의해 제안되었던 본 절 분류군간의 유연관계와 근본적으로 일치하였다.

Internal Transcribed Spacer와 5.8S ribosomal DNA의 염기서열 분석에 의한 Agaricus blazei와 근연종에 대한 계통분류학적인 연구 (Phylogenetic Analysis of Agaricus blazei and Related Taxa by Comparing the Sequences of Internal Transcribed Spacers and 5.8S rDNA)

  • 김기영;하명규;이태호;이재동
    • 미생물학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.180-184
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    • 1999
  • Agaricus 속의 계통분류학적 유연관계를 알아보기 위하여 Internal transcribed spacers 1,2, 와 5.8S rDNA 에 해당하는 부위를 PCR 기법으로 증폭하여 염기서열을 비교 조사하였다. 본 실험에 사용되어진 aGARICUS 속 5균주에 대한 염기서열을 분석한 결과, 이들 속은 크게 두 개의 군으로 분류되었다. 첫 번째 분류군은 aGARICUS BLAZEI atcc 76739, 현재 우리나라에서 배양중인 Agaricus blazei, agaricus arvensis IMSNU 32049, 그리고 Agaricus campestris VPI-OKM 25665로 이루어 졌다. 특히, Agaricus blazei ATCC 76739와 현재 우리나라 농가에서 배양중인 Agaricus blazeisms ITS 부위에서 5개의 염기서열에서 변이가 발견되었다. 이러한 변이는 지리적 또는 배양상의 변이로 인하여 특정염기서열에서 변이가 발생한 것으로 간주되므로 이들은 상호 동일종일 것으로 추정된다. 또한, Agaricus arvensis IMSNU 32049 와 Agaricus ampestris VPI-LKM 25665는 Agaricus blazei 하위 분류군을 형성하였다. 두 번째 분류군은 Agaricus bisporus CH 3004와 Agaricus pocillator DUKE-J 173 으로 이루어졌다.

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ITS 염기서열에 의한 한국산 미나리아재비속 미나리아재비절의 분류학적 검토

  • 여성희;이창숙;이남숙
    • 식물분류학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.173-183
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    • 2004
  • 한국산 미나리아재비속 미나리아재비(Acris Schur)절에 속하는 미나리아재비(Ranunculus japonicus)와 근연종인 산미나리아재비(R. acris var. nipponicus) 및 바위미나리아재비(R. crucilobus)의 실체와 분류학적 한계를 파악하기위해 속, 종간 규명에 많이 이용하고 있는 핵리보좀(ribosomal) DNA의 internal transcribed spacer 구간의 염기서열을 분석하였다. 본 연구는 6개의 군외군을 포함하여 총 18개의 DNA 재료(accessions)의 정열된 염기서열들을 바탕으로 bootsrap을 포함한 maximum parsimony와 maximum likelihood 분석법에 의한 계통수로 평가하였다. 연구 결과 Acris절에 속하는 미나리아재비, 산미나리아재비 및 바위미나리아재비는 단계통군으로 나타났으며 특히 미나리아재비(R. japonicus)와 산미나리아재비(R. acris var. nipponicus)는 같은 분계조를 형성하였다. 이와 달리 바위미나리아재비는 미나리아재비와 산미나리아재비에서 분지된 결과를 보여, 한라산 해발 1500m이상의 높은 지역에 분포하는 바위미나리아재비는 미나리아재비의 아종(R. japonicus Thunb. subsp. chrysotrichus (Nakai) Y. N. Lee, comb. nud.)으로 처리하기보다는, 독립된 고유종인 R. crucilobus H. L$\acute{e}$v.으로의 처리를 지지하였다.

염기분포와 대치 비교를 이용한 염기서열 집단의 고유 시그너쳐 추출 (Characteristic Signature Extraction using the Base Distribution Substitution Comparison)

  • 황경순;이혜리;이건명;김성수;이찬희;이성덕;윤형우
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능시스템학회 2007년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.419-422
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    • 2007
  • 유전자 변이가 쉽게 일어나는 바이러스 등은 변이 계통에 따라 집단을 형성하게 된다. 이러한 집단들에 대한 분석은 해당 바이러스 집단에 대한 추적, 백신 및 치료약 개발에서 필수적이다. 어떤 집단의 염기 서열의 특성을 효과적으로 표현하는 패턴을 시그너쳐라 하며, 이러한 시그너쳐는 특정 염기서열 집단의 고유한 특성을 나타내면서 다른 집단과 구별되는 정보를 포함하는 것이 바람직하다. 이 논문에서는 가능한 후보 시그너쳐들을 염기분포를 이용하여 생성해가면서, 시그너쳐 해당부위의 염기를 상대 서열집단의 공통 서열의 염기로 변환하여 집단간의 상대거리를 측정함으로써, 후보 시그너쳐에 의한 집단의 고유성질 표현능력과 집단간 차별화 능력을 고려하여 시그너쳐를 추출하는 방법을 제안한다.

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As계의 오이 모자이크 바이러스 RNA4의 염기서열 결정 (Determination of Nucleotide Sequences of cDNA from Cucumber Mosaic Virus-As RNA4)

  • 김상현;박원목;이세영;박영인
    • 한국식물병리학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.176-181
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    • 1996
  • Aster yomena로부터 분리한 오이 모자이크 바이러스(cucumber mosaic virus) (CMV-As)의 RNA4로부터 완전한 길이의 cDNA를 합성하고 그 전체적인 염기서열(1,043 nt`s)을 결정하였다. CMV-As RNA4는 73개의 염기로 구성된 5`말단의 leader 부위, 657개의 염기로 구성된 외피단백질(coat protein) 유전자 부위 및 312개의 염기로 구성된 3` 말단의 비번역 부위로 구성되어 있음을 확인하였다. 외피단백질 유전자 부위의 염기서열을 다른 계통의 CMV와 비교해 볼 때 그 염기서열이 보전적으로 존재하고 있으나 그 외의 부분은 다양함을 확인하였다. 특히 3` 말단부위의 61개의 염기로 구성된 부위(959-1019)는 다른 계통의 CMV에서는 상당히 유사하지만 CMV-As도 다른 CMV처럼 tRNA와 유사한 구조를 역시 형성함을 확인하였다. CMV-As의 RNA4 염기서열을 다른 계통의 CMV와 비교할 때 CMV-I17F와 가장 유사하였으며(91.9%) S형의 CMV-M과는 가장 낮은 동일성을 보였다(71.1%). 외와 같은 염기성열의 비교 결과와 EcoRI 제한효소 인식부위의 존재로 미루어 CMV-As는 WT형으로 분류된다.

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