• 제목/요약/키워드: 유전다양도

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미국가재(Procambarus clarkii) 수족관 개체군 및 국내 침입 자연개체군의 유전적 변이 연구 (Investigation of genetic variability in commercial and invaded natural populations of red swamp crayfish(Procambarus clarkii) from South Korea)

  • 강지현;황정미;권순직;백민정;박선재;임창섭;배연재
    • 환경생물
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    • 제41권3호
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    • pp.325-334
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    • 2023
  • 미국과 멕시코 지역이 원산지로 알려진 미국가재는 세계적인 침입종으로서, 최근 국내에서도 자연개체군의 출현과 개체수의 증가가 보고 되어왔다. 본 연구에서는 미토콘드리아 COI 유전자 및 초위성체 마커를 이용하여, 다양한 체색을 포함한 침입 자연개체군, 유입경로로 추정되는 수족관 개체군, 원산지 개체군인 미국 개체군의 유전자 다양성 및 집단유전학 분석을 수행하였다. 미토콘드리아 COI 유전자 다양성 분석 결과, 국내에서 채집된 침입 자연개체군(33개체)과 수족관 개체군(226개체)에서 5개의 단상형만이 발견되었으며, 초위성체 마커를 이용한 집단유전학 분석 결과에서도 침입 자연개체군과 수족관 개체군은 낮은 유전자 다양성을 나타냈다. 미국 개체군의 유전자 다양성은 두 마커에서 모두 높게 나타났는데, 이는 일반적으로 원산지(source population) 개체군이 높은 유전자 다양성을 가지는 특성을 보여준다고 할 수 있다. 본 연구에서 미국 개체군에서 수족관 개체군으로 그리고 침입 자연개체군으로 유입된 경로를 직접적으로 보여주지는 않으나, 모든 개체군에서 공유되는 COI 단상형(haplotype)과 낮은 유전적 분화도(FST)로 볼 때, 원산지인 미국으로부터 수입된 개체들이 각기 다른 수족관을 통해 침입 자연개체군으로 유입되었을 가능성을 보여준다. 특히 수족관 개체군은 많은 개체수임에도 불구하고, 매우 낮은 유전적 다양성을 보임으로써 창시자 효과 후 inbreeding에 의한 개체군일 가능성을 보여주며, 이는 소수의 개체로부터 대량 증식되었을 가능성을 보여준다. 또한 서로 다른 체색을 띠는 수족관 개체들은 체색에 따른 유전적 차이는 없었다. 다만 주홍색 가재와 흰색 가재에서 더 높은 inbreeding이 나타났을 가능성을 보여준다. 따라서 자연개체군의 체색의 경우 수족관 개체의 특정 체색으로부터 유입되었다기보다는 자연환경에서 적응에 의해 나타난 변화의 가능성이 높다고 할 수 있다. 또한 침입 자연개체군의 낮은 유전적 다양성으로 볼 때 초기 국내 자연개체군의 유효집단(effective population)의 크기는 크지 않을 것으로 보이며, 근거리에 위치한 두 침입 자연개체군의 비교적 큰 유전적 분화도 결과로 볼 때 두 침입 자연개체군의 유전적 흐름보다는, 원산지인 미국의 다양한 유전자형이 다양한 국내 지역 수족관으로 유입되고, 이후 각각 다른 경로를 통해 각각의 자연개체군을 형성했을 것으로 보인다. 이는 본 연구에 포함되지 않은 다른 유입경로가 있음을 보여주며, 대량 사육되어 판매되는 미국가재가 자연개체군으로 유입되었을 가능성을 나타낸다. 본 연구 결과에서 얻은 미국 개체군, 국내 수족관 개체군, 국내 침입 자연개체군의 유전자 다양성 및 집단유전학 연구는 개체군 증가와 확산이 우려되는 국내 침입 자연개체군의 크기 및 유입경로를 추론하는 데 중요한 정보가 될 것이며, 이후 국내 자연개체군 대량 발생의 분석과 모니터링에 활용될 수 있을 것이다.

혼합.이산 비선형 최적화 문제 해결을 위한 유전알고리즘

  • 윤영수;이상용
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.101-116
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    • 1998
  • 혼합·이산 비선형 최적화문제 해결을 위한 전역적 최적화 알고리즘이 개발되었으며 이 알고리즘은 확률적 최적화기법인 유전알고리즘을 사용한다. 유전알고리즘은 다양한 설계변수를 처리하는데 적합하다. 그러나 기존의 유전알고리즘이 특별히 잘 수행되지 않는 상황이 많이 존재하기 때문에 혼합화에 대한 다앙한 방법이 개발되어지고 있다. 따라서 이 논문은 유전알고리즘에서 최적해 주위에 대한 국고수수렴기법과 정밀 탐색법을 구체화시킨 새로운 혼합유전알고리즘(NHGA)을 개발했다. 사례연구에서는 혼합·이산 비선형 최적화문제를 해결하는데 있어서 NHGA가 상당한 능력을 제공하며 효율적이고 우수한 해를 제공할 수 있다는 것을 보여주고 있다.

고성능 컴퓨팅 환경에서 유전체 서열 분석 벤치마크 (A Genomes Analysis Benchmark in High Performance Computing)

  • 최재훈;정호열;박수준;최완
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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    • pp.30-32
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    • 2012
  • 본 논문에서는 고성능 컴퓨팅 환경에서 유전체 서열 분석 도구들을 벤치마크 하기 위한 시스템을 개발하고 실제 유전체 데이터를 이용하여 성능을 비교하였다. 이 벤치마크 시스템은 유전체 분석 파이프라인 절차에 따라 다양한 분석 도구들을 CPU 멀티 코어와 GPU 매니 코어 환경에서 선택적으로 구동할 수 있도록 지원한다. 따라서, 서로 다른 환경에서 수행된 다양한 유전자 분석 도구의 성능을 실제 유전체 서열 데이터를 이용하여 비교하고 시각화할 수 있다.

유전상담 서비스 모델 분석 : 이론적 탐색 (Models of Genetic Counseling Services and Quality Assurance: A Theoretical Inquiry)

  • 전명희;구웬 앤더슨
    • 한국간호교육학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.524-535
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    • 2011
  • 유전 위험 사정과 상담서비스가 임상실무에 널리 적용되어 감에 따라, 다양한 비용효율 면에서 다양한 상담서비스 모델을 사정하고, 대상자의 임상 요구와 건강문제를 해결하는데 어떤 모델이 유용한 지 확인할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 114건의 현장 관찰과 문헌고찰을 통하여 3가지 유전상담 모형을 분석하였다. 유전의학 전문가 모델, 유전상담사 모델, 임상연구전문가 모델을 중심으로 각 모델의 구조, 전문가의 역할 및 기능, 목표, 물리적 세팅, 교육도구 등을 분석하였다. 각 모형 안에서 환자에게 기대되는 결과 면에서 질적 서비스가 보장되는지 확인하기 위하여 이론적 분석을 실시하였다. 본 연구를 통하여 각 모형의 상담 전, 중, 후 환자 만족, 지식 변화, 상담 효과 및 커뮤니케이션 효과 등을 분석하였지만, 결론적으로 상담서비스가 이루어지고 있는 기관의 구조를 충분히 고려하지 않은 상태에서 최상의 서비스 모델을 제시하기 어려울 것임을 논의하였다.

네트워크 기반 암 관련 유전자의 후성유전학적 제어 시스템 (Epigenomic Control System for Cancer-Related Genes Based on Network)

  • 김학용
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.169.2-169.2
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    • 2012
  • 암 관련 유전자를 후성유전학적으로 제어하는 방법에는 miRNA, DNA 메틸화, 그리고 히스톤 단백질의 변형에 의해서 가능하다. 그러나 후성유전학적 방법을 통해서 암 관련 유전자를 제어하기 위해서는 첫째, 한 유전자에 여러 miRNA들에 의해서 조절되기 때문에 선택의 문제가 있으며, 둘째, 암 관련 유전자를 제어하는 DNA 메틸화 패턴이 다양하며, 셋째, 히스톤 단백질의 변형 자체가 다양하며 각 유전자에 대한 히스톤 변형의 특이성이 있다. 따라서 후성유전학 기반 하에서 암 관련 유전자를 제어하기 위해서는 시스템 수준에서의 접근이 바람직하다. 본 연구에서는 암 관련 유전자의 네트워크를 구축하고, 이 네트워크를 기반으로 암 유전자를 제어하는 miRNA에 최우선 순위를 부여하는 방법, 암 유전자의 DNA 메틸화 모티프 패턴을 분석하는 방법, 히스톤 변형과 암 관련유전자의 상관관계를 분석하는 방법을 제시하고자 한다.

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알로자임을 이용한 청각의 유전적 다양성과 집단구조 (Genetic Diversity and Population Structure of Codium fragile (SURINGAR) HARlOT in Korea Using Allozymes)

  • 이복규;박소혜;허윤성;주무열;최주수;허만규
    • 생명과학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.213-218
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    • 2006
  • 알로자임 분석을 이용하여 청각의 유전적 다양성과 집단구조를 분석하였다. 이 종은 한국내 생태적, 경제적 중요한 자원이지만 유전적 분석이 수행되지 않았다. 전분 젤 전기영동으로 이 종의 한국내 네 집단에 대해 알로자임 변이와 유전 구조를 조사하였다. 15개 대립유전자좌위에 대해 9개 좌위(60.0%)가 적어도 한 집단에 대해 다형현상을 나타내었다. 종수준에서 유전적 다양성은 매우 높았다($H_{ES}$=0.144). 집단수준에서 유전적 다양성은 비교적 낮았다($H_{EP}$=0.128). 청각에서 전체 유전적 다양도의 87%는 집단내에 내포되어 있었다. 청각의 번식방법은 유성생식보다는 무성생식이 우세하고, 집단의 단절, 낮은 자손의 생성, 지리적 격리, 그리고 정착과정이 낮은 유전적 다양성을 설명하는 요인으로 사료된다. 조사한 청각 집단에서 세대당 이주하는 개체수는 1.69로 평가되었다. 이 값은 보통 수준의 유전자 흐름으로 해류를 통한 이동이 주된 요인으로 보인다.

한국 희귀 특산식물 꼬리말발도리 집단의 유전적 다양성 및 구조 (Genetic Diversity and Structure of the Korean Rare and Endemic Species, Deutzia pdaniculata Nakai, as Revealed by ISSR Markers)

  • 손성원;최경수;박규태;김은혜;박선주
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.619-627
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    • 2013
  • 꼬리말발도리(Deutzia paniculata Nakai)는 전 세계적으로 우리나라 경상남북도 일부지역에만 자생하는 매우 제한된 분포범위를 가지는 특산식물이다. 이러한 꼬리말발도리 집단의 유전적 다양성 및 구조를 조사하기 위해 5집단 155개체에 대한 ISSR(Inter Simple Sequence Repeat) 분석이 수행되었다. 총 6개의 ISSR 프라이머를 이용하여 31개의 증폭산물을 관찰하였으며, 집단 수준에서의 유전적 다양성의 평균은 SI(Shannon's information index)=0.429, h (Nei's genetic diversity)=0.271로, 매우 높은 수준으로 나타났다. 집단별로는 큰 차이는 없었지만 비교적 높은 개화율을 보이는 밀양, 양산 집단이 다른 집단에 비해 다소 높은 유전 다양성을 유지하고 있는 것으로 나타났다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 16%가 집단 간 차이에 기인하는 것으로 설명되었으며, 나머지 84%는 집단 내 개체간에 존재하는 것으로 나타났다. 이처럼 제한된 분포범위를 가지는 꼬리말발도리 집단에서 나타나는 높은 유전다양성과 집단간 낮은 유전적 분화율은 완전 타가수정하는 교배양식과 집단내 비교적 풍부한 개체수의 영향인 것으로 판단된다. 따라서 현재의 유전다양성을 유지할 수 있는 적절한 현지 내 보전대책 수립이 요구된다.

대기오염(大氣汚染) 피해지역(被害地域)의 산벚나무 임분내(林分內) 내성(耐性) 및 감수성(感受性) 개체(個體)의 유전적(遺傳的) 차이(差異) (Genetic Differences between the Tolerant and the Sensitive Trees in an Air Polluted Prunus sargentii Stand)

  • 이석우;우수영;구영본;이성규
    • 한국산림과학회지
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    • 제87권1호
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    • pp.74-81
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    • 1998
  • 대기오염의 피해가 심각한 것으로 추정되는 울산 지역 산벚나무 임분으로부터 외형적으로 피해정도가 크지 않은(내성) 개체와 피해가 큰(감수성) 개체를 선발하여 6개 동위효소, 7개 다형적 유전자좌에서의 유전변이를 조사하였다. Got-2 유전자좌를 제외한 모든 유전자좌에서 내성그룹 및 감수성그룹간 대립유전자빈도 및 유전자형빈도는 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났으나, 감수성그룹에서는 발견할 수 없었던 대립유전자 및 유전자형이 내성그룹내 개체에서 발견되었다. 유전적 다양도를 추정하기 위한 모든 통계치(유전적 다수도, 유전적 다양도 및 이형접합도)로부터 내성 개체가 감수성 개체에 비해서 다양한 유전변이를 보유하고 있는 것으로 나타났다.

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에어로졸 데포지션을 통해 제조된 나노 사이즈 결정립 티탄산바륨 박막의 전기적 특성 연구

  • 김홍기;김현주;김승현;이승환;이영희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.656-656
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    • 2013
  • Multi-layer ceramic capacitor (MLCC)는 '전자산업의 쌀'이라고 일컬어 질만큼, 전자부품내에서 매우 중요하고 핵심적인 역할을 하며, 그 응용분야 또한 매우 광범위하다. 이러한 MLCC는 그 사용처에 따라, 초고용량 MLCC, 고전압용 MLCC, 저가제품용 MLCC, 그리고 고용량용 MLCC 등등으로 나뉘어진다. 이 중 최근 각광 받고 있는 스마트폰, 태플릿PC 등의 전자제품군에 사용되는 초고용량 MLCC의 경우, 높은 유전상수 값을 지닌 BaTiO3 기반의 물질이 일반적으로 사용되어지고 있으며, 또한 더 높은 용량(capacitance)을 얻기 위하여 해마다 유전체층의 두께가 점점 줄어들고 있고, 이러한 얇은 유전체층을 만들어 내기위해 유전체층의 결정립 크기도 수 마이크로미터에서 수백, 수십 나노미터 사이즈로 점점 작아지고 있는 상황이다. 하지만 점점 줄어들고 있는 유전체층의 두께와 결정립 크기의 추세와는 상관없이, 전기회로에서 요구되는 인가전압은 줄어들지 않고 일정하게 유지되고 있기 때문에, 유전체층의 내전압 특성은 전자제품의 높은 신뢰성을 위해서 날이 갈수록 중요시 되고 있다. 특히, 수백 나노미터 이하의 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 유전체층의 내전압 특성은, 다양한 내전압 특성 메커니즘이 연구되어진 수 마이크로미터 대역의 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 유전체층과는 다르게, MLCC 제조공정상의 한계와 BaTiO3의 결정립 성장이라는 어려움 때문에, 그 연구가 전무하다 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수십 나노미터 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 막을 만들어낼 수 있는 에어로졸 데포지션 공정을 이용하여 수십 나노미터 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 막을 제조 하였으며, 이 막을 다양한 온도 조건에서 후속 열처리를 통한 결정립 성장을 통해 수십에서 수백 나노미터의 다양한 결정립 크기를 갖는 BaTiO3 막의 내전압 특성을 분석하였다.

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AFLP 마커를 이용한 단양쑥부쟁이 개체군의 유전다양성 보전을 위한 최소개체군의 크기산정 (Assessment of the Minimum Population Size for ex situ Conservation of Genetic Diversity in Aster altaicus var. uchiyamae Populations Inferred from AFLP Markers)

  • 김창균;김호준;최홍근
    • 한국환경생태학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.470-478
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    • 2011
  • 본 연구는 멸종위기식물인 단양쑥부쟁이(Aster altaicus var. uchiyamae)의 개체군을 대상으로 유전다양성을 유지하는데 필요한 최소개체수를 산정하기 위하여 수행되었다. 단양쑥부쟁이가 분포하고 있는 네 지역에서 각각 유전다양성 및 유전적 분화도를 분석하였다. AFLP(amplified fragment length polymorphism) 마커를 이용한 유전적 변이의 분석결과, 총 4개의 프라이머 조합에 대해서 936개의 밴드가 확인되었으며, 그 중 934개의 밴드(99.8%)가 다형성을 보여주었다. 단양쑥부쟁이 개체군 내에서 유전다양성(PPB = 45.3%, h = 0.104, I = 0.168, hs = 0.108)은 높은 수준으로 나타났으며, 개체군 간 유전적 분화도($G_{ST}$ = 0.075, ${\theta}^B$ = 0.079)는 낮은 수준이었다. AMOVA(Analysis of molecular variance)분석 결과에서도 전체 유전적 변이 중 91%가 개체군 내에서 보이는 반면, 9%는 개체군 간 변이에 기인한 것으로 나타났다. 단양쑥부쟁이 개체군에서 보이는 유전적 특성은 개체군 간의 빈번한 유전자 이동에 기인한 것으로 사료된다. 최대화 전략법에 의하여 경기도 여주일대의 3개 개체군을 대상으로(굴암, 도리섬, 삼합) 개체군 내 최소개체수를 산정한 결과 도리섬개체군에서는 17개체, 삼합개체군에서는 16개체, 굴암개체군에서는 11개체로 파악되었다. 단양쑥부쟁이 개체군의 최소개체수에 대한 정보는 효율적인 현지 외 보전을 위한 가이드라인을 제시해 줄 수 있다.