• 제목/요약/키워드: 유전자형과 표현형

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유전학의 유전자형-표현형을 적용한 수정된 이진 입자군집최적화 (Modified Binary Particle Swarm Optimization using Genotype-Phenotype in Genetics)

  • 임승균;이상욱
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집
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    • pp.43-44
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    • 2014
  • 본 논문에서는 유전알고리즘의 유전자형-표현형을 사용한 수정된 이진 입자군집최적화의 두 번째 버전을 소개한다. 첫 번째 버전의 수정된 이진 입자군집최적화는 위치 정보에 유전학의 표현형을 사용한 반면에 제안하는 버전은 유전학의 유전자형을 사용한다. 이진 정보만을 제공하는 표현형에 비해 연속 공간 전체를 탐색공간으로 제공하는 유전자형 정보를 사용하여 해 공간을 보다 넓은 공간으로 만들 수 있다. 10개의 실험 평가 함수에 실험한 결과, 두 번째 버전은 탐색 공간이 넓고 지역최적해가 많은 함수에서 우수한 결과를 보였다.

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유전자형-표현형 개념을 적용한 수정된 이진 입자군집최적화 (버전 2) (Modified Binary Particle Swarm Optimization using Genotype-Phenotype Concept (Version 2))

  • 임승균;이상욱
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.541-548
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    • 2014
  • 본 논문에서는 유전알고리즘의 유전자형-표현형 기법을 적용한 수정된 이진 입자군집최적화의 두 번째 버전을 소개한다. 입자군집최적화는 해를 탐색해 나가는 과정에서 주변의 우수한 해의 위치와 자신의 위치차이 정보를 이용한다. 이러한 위치 차이를 구하는데 있어서 첫 번째 버전의 수정된 이진 입자군집최적화는 표현형을 사용한 반면에 제안하는 버전은 유전자형을 사용한다. 이진 정보만을 제공하는 표현형에 비해 연속 공간 전체를 탐색공간으로 제공하는 유전자형 정보를 사용하여 해 공간을 보다 넓은 공간으로 표시할 수 있다. 벤치마크 함수인 10개의 De Jong 함수에 실험한 결과, 두 번째 버전은 탐색 공간이 넓고 지역 최적해가 많은 함수에서 첫 번째 버전에 보다 우수한 결과를 얻었다.

린덴마이어-시스템의 진화를 통한 모듈형 신경망의 개발 (Development of Modular Neural Networks by Evolving Lindenmayer-System)

  • 이지행;조성배
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (2)
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    • pp.330-332
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    • 1998
  • 모듈형 신경망은 인간의 정보처리 시스템이 고유한 목적이나 기능을 가진 모듈로 되어있다는 신경과학의 연구에 기반하여 제안된 모델이다. 하지만 모듈의 크기와 기능모듈간의 연결구조를 결정하는데 큰 어려움이 있다. 본 논문에서는 간단한 규칙으로 복잡한 구조를 생성해 낼 수 있는 린덴마이어-시스템을 이용하여 모듈형 신경망의 크기 및 연결구조를 만들어내는 과정에 대하여 고찰해본다. 또한, 신경망의 생성규칙을 유전자형으로 표현하고 진화 알고리즘을 적용하여 주어진 문제를 해결할 수 있는 최적의 규칙을 찾아내는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 유전자형과 진화연산은 최적화된 문법규칙 및 신경망의 구조를 만들어 낼 수 있는 가능성을 보여준다.

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한국인 윌슨병의 임상상과 유전자형

  • 이범희;김구환;김주현;정창우;이진;최진호;유한욱
    • 대한유전성대사질환학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.84-87
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    • 2011
  • 윌슨병은 ATP7B의 결함에 의해 발생하는 질환으로 구리 대사 이상질환이다. 구리대사의 이상은 체내에 구리의 축적을 유도하며, 이에 따르는 산화스트레스, 염증반응, 세포소멸사의 환경 조성, 마이토콘드리아의 손상 등이 동반되는 것으로 알려져 있다. 윌슨병은 간질환으로 발현하거나, 신경학적 증상으로 발현하는 환자도 있으며, 일부 환자는 무증상적 시기에 발현하기도 한다. 우리나라의 윌슨병 237 가계를 대상으로 한 연구에서 발현 표현형에 따른 임상상의 차이를 발견할 수 있었다. 또한, 이러한 표현형의 차이는 ATP7B의 유전형과도 일부 상관관계를 보이고 있었는데, 돌연변이의 종류나 위치에 따른 발현 임상상의 차이를 확인할 수 있었다. 그러나, 이외의 부위나 한국인에서 흔한 돌연변이에 따른 표현형은 상관관계를 밝힐 수 없었다. 향후 표현형의 다양성에 영향을 주는 요소를 찾아내고 이들이 임상경과에 미치는 영향을 밝히기 위한 노력이 필요하다.

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한국 토종닭 모색 변이와 TYR 유전자형 간의 상관관계 분석 (Genetic Variations of Chicken TYR Gene and Associations with Feather Color of Korean Native Chicken (KNC))

  • 최진애;이준헌;장현준;이경태;김태헌;이현정;허강녕;김종대;한재용;박미나
    • 한국가금학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.7-14
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    • 2014
  • 본 연구는 한국토종닭의 모색 변이와 TYR 유전자형 간의 상관관계를 규명하기 위하여 '우리맛닭' 실용계 부계로 이용되는 토종닭 순계 H 계통 암탉 207수, 수탉 40수와 '우리 맛닭' 실용계 60수, 육질형으로 많이 이용되는 흑색 모색을 가진 재래닭 L계통, 흰색 모색을 가진 재래닭 W 계통 토종닭 각각 50수, 총 407수 혈액을 채취하고 DNA를 분리하였다. 모색 표현형과 유전자형과의 연관성을 알아보기 위하여 모색 관련 후보 유전자 TYR의 sequencing 결과를 분석하여 유전자 변이를 살펴보았다. L/W 계통 간의 모색 표현형과 유전자형을 비교한 결과, W 계통의 경우, 유전자형은 GG, AA, TT, CC, GG, AA type으로 고정되어 있었다. '우리맛닭' 실용계에서 TYR 유전자를 비교한 결과, 두 개체 간의 유전자형의 빈도 차이는 유의적으로 나타났으며, 5개의 SNP는 갈색 이모색과 관련성이 있을 것으로 생각된다. 하지만 재래닭 L/W 계통과 달리 토종닭 순계 H 계통 간의 경우, 유전자형은 다양하게 나타났으며, 모색 표현형과 유전자형과의 유의적인 연관성을 찾을 수 없었다. 또한, 모색의 관련된 후보 유전자들의 연관성을 분석하기 위해서는 멜라닌 생성에 관여하는 단백질의 발현을 억제해 멜라닌 생성을 차단하는 기능을 가진 PMEL17(premelanosome protein 17)(Kerje et al., 2004) 유전자와 성 결정 유전자인 SOX10(sex determining region Y, BOX 10)(Gunnarsson et al., 2010), MC1R(melanocortin 1 receptor)유전자의 상반된 기능을 가진 ASIP 유전자(agouti signaling protein)(Yoshihara et al., 2012) 등 모색 관련 유전자의 연관성 분석이 더 필요할 것으로 사료된다. 이상의 본 연구는 토종닭의 품종 구분을 위한 분자유전학적 기초 마커 개발 및 정보를 제공함으로써 한국 토종닭 품종의 대상으로 실용계 개발 및 토종닭 보존 계획 방법에 있어서 가치 있는 정보를 제시할 것으로 사료된다.

제한된 분할방법과 한우 경제형질에서 유전자들간의 상호작용 (Restricted partition method and gene-gene interaction analysis with Hanwoo economic traits)

  • 이제영;김동철
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제20권1호
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    • pp.171-178
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    • 2009
  • 제한된 분할방법은 어떤 개체의 표현형을 가장 많이 설명할 수 있는 multilocus 유전자형들의 분할된 그룹을 찾는 것이며 연속형 데이터에 적합하다. 또한 이 방법은 인간의 여러 질병에 영향을 주는 유전자를 찾는 방법으로 주로 이용된다. 그러나 본 연구에서는 제한된 분할 방법을 인간의 질병뿐만 아니라 가축의 경제형질에도 적용할 수 있는 것을 보이기 위해 한우의 여러 경제형질인 등심단면적, 도체중과 일당증체량에 영향을 주는 유전자를 규명해 보았다. 그 결과 모든 경제형질에 영향을 주는 유전자로는 SNP (19_1)$^*$SNP (28_2)의 상호작용이 가장 좋은 SNP로 선정되었다. 따라서 이 유전자 SNP (19_1)$^*$SNP (28_2)가 한우의 경제형질에 가장 많은 영향을 준다는 것을 규명하였으며 제한된 분할 방법이 가축의 경제형질에도 적용할 수 있다는 것을 보였다.

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성발현 연관 분자마커를 이용한 단성화 참외 선발 (Marker-Assisted Selection for Monoecy in Chamoe (Cucumis melo L.))

  • 방선웅;송기환;심성철;정상민
    • 원예과학기술지
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    • 제34권1호
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    • pp.134-141
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    • 2016
  • 멜론에서 개발된 단성화 연관 마커인 T1ex를 참외계통 선발에 적용하였다. T1ex 마커가 멜론에서는 단성화에 대해 두 가지 크기의 변이를 보였으나 참외에서는 단일 크기 변이를 보였고 하나의 계통을 제외한 나머지 105 계통에서 단성화와 양성화에 대한 표현형과 유전자형이 99% 일치함을 보였다. 또한 T1ex 단성화 연관마커의 MAS 적용가능성을 확인하기 위해 참외 품종 육성에 이용되고 있는 240개 개체 중 분자마커 선택법으로 선발된 98개체를 비교해 본 결과 표현형과 유전자형이 100% 일치하였고, 이형 유전자형을 조기에 효과적으로 제거 할 수 있음을 확인하였다. 따라서 멜론에서는 적용이 어렵다고 판단된 단성화 연관 마커 T1ex가 참외에서는 계통 육성과정에서 적용 가치가 매우 높다고 평가된다.

국내 육성 벼 품종 입형 관련 특성 분석 (Characterization of Traits Related to Grain Shape in Korean Rice Varieties)

  • 이창민;이건미;백만기;김우재;서정필;정오영;조영찬;박현수;김석만
    • 한국작물학회지
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    • 제65권3호
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    • pp.199-213
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    • 2020
  • 국내 육성 벼 품종의 입형 특성은 협소한 유전적 배경을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 육성품종의 입형 관련 표현형과 유전자형을 분석하여 생태형에 따른 입형 특성과 대립유전자 효과를 파악하고, 자포니카 품종에 도입된 대립유전자의 기원을 확인하고자 수행되었다. 자포니카 225, 흑미 14, 통일형 생태형 33품종 등 272품종에 대해서 현미 길이, 너비, 두께, 장폭비, 천립중의 표현형과 GW2, GS3, qGL3, qSW5, GS5, TGW6, GW7, GW8 등 8개 입형 관련 유전자형을 분석하였다. 자포니카 품종은 중단립종에 단원형, 흑미와 통일형 품종은 중립종에 중원형 입형 특성을 나타냈다. 표현형에 대한 군집분석을 통해 자포니카 품종 대부분으로 구성된 그룹 1, 흑미와 통일형 품종 위주로 구성된 그룹 2, 자포니카 품종이 포함된 그룹 3 등 세 그룹으로 나눌 수 있었다. 그룹 1은 현미 너비와 두께, 그룹 2는 장폭비와 길이, 그룹 3은 천립중에 의해 영향을 많이 받아 구분되며 그룹 1은 중단립종·단원형, 그룹 2는 중립종·중원형, 그룹 3은 장립종·단원형 입형 특성을 나타냈다. 입형 관련 대립유전자형 분석 결과 gw2 (빈도수 1.1%)와 tgw6 (0.4%) 대립유전자는 매우 드물었으며, qgl3와 gw8는 통일형 생태형에서만 존재하였고 자포니카 품종의 qSW5 유전자형은 qsw5_N이 대부분을 차지하였다. 생태형별 대립유전자 조합의 수는 자포니카 7개(Cj1-Cj7), 흑미 3개(Cj_b1-Cj_b3), 통일형 13개(CT1-CT13)로 자포니카에 비해 품종수가 적은 통일형 생태형이 더 다양하였다. 자포니카 품종의 대표 대립유전자 조합은 자포니카 Cj1, 2 (GW2-GS3_C-qGL3-qsw5_N-gs5-TGW6-gw7(GW7)-GW8)로 여기에 gw2, gs3, qSW5, GS5 대립유전자가 도입됨으로써 다양성이 확대되었다. 흑미 품종의 대표 대립유전자 조합은 Cj_b2, 3 (GW2-gs3-qGL3-qsw5_N-gs5-TGW6-gw7(GW7)-GW8)로 자포니카 대표 조합에서 GS3_C가 gs3로 치환된 조합이다. 통일형 생태형은 GW2 유전자만 다형성이 없었고 7개 유전자에서 13개 대립유전자 조합이 확인되었으며 대표조합은 CT3 (GW2-GS3_C-qgl3-qsw5_N-gs5-TGW6-GW7-gw8)이다. 우리나라 대표 품종인 '신동진'의 입형 특성은 자포니카 대립유전자 조합 Cj2에서 gs3가 도입됨으로써 중대립화되었고, gs3는 미국품종 Calrose로부터 유래한 것으로 판단된다. 국내 육성 벼 품종에 대한 입형 관련 표현형과 유전자형 분석 결과는 우리나라 벼 품종의 입형 특성을 다양화하는데 기여할 것으로 기대된다.

Holstein 종(種) 유우(乳牛)의 유단백질(乳蛋白質)의 유전적다형(遺傳的多型)과 유조성분간(乳組成分間)의 연관성 (Association between Genetic Polymorphisms of Milk Proteins and Milk Compositions in Holstein Cows)

  • 상병찬;이조윤;최종우;성창근
    • 농업과학연구
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    • 제20권1호
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    • pp.56-67
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    • 1993
  • 본(本) 연구(硏究)는 유단백질(乳蛋白質)의 유전적표식(遺傳的標識)(genetic marker)를 유우(乳牛)의 유전적(遺傳的) 개량(改良)을 위한 유우등록 및 선발(選拔) 자료로 활용하고자 1992년 국립 종축원에서 사육증인 Holstein종 159두에서 각각 유즙 시료를 채취하여 Polyacrylarnide gel(PAGE)에 의한 전기영동방법에 의하여 ${\alpha}S1$-casein(${\alpha}S1$-CN) 및 ${\beta}$-casein(${\beta}$-CN), ${\kappa}$-casein(${\kappa}$-CN) 및 ${\beta}$-lactoglobulin(${\beta}$-LG)의 유전적(遺傳的) 다형(多型)을 분석(分析)하여 유전적(遺傳的) 변이체의 표현형(表現型), 유전자형(遺傳子型) 및 유전자빈도(遺傳子頻度)를 추정하고 이들 단백질의 유전적(遺傳的) 다형(genetic polyrnorphisms)과 유조성분과의 연관성을 분석(分析) 검토(檢討)하였다. 유단백질(乳蛋白質)인 ${\alpha}S1$-CN, ${\beta}$-CN, ${\kappa}$-CN 및 ${\beta}$-LG 유전좌위(遺傳座位)의 유전적(遺傳的) 변이체의 표현형(表現型) 분포의 관찰치와 기대치간에 유의적(有意的)인 차이가 인정 되지않아 이들 유전자(遺傳子)들이 유전적(遺傳的) 평형을 이루고 있는 것으로 사료되었다. 유단백질(乳蛋白質) 좌위(座位)의 유전자형(遺傳子型)을 분석(分析)한 결과(結果) ${\alpha}S1$-CN BB유전자형(遺傳子型), ${\beta}$-CN AA유전자형(遺傳子型), ${\kappa}$-CN AA유전자형(遺傳子型) 및 ${\beta}$-LG AB 유전자형(遺傳子型)의 출현빈도(出現頻度)가 각각 79.87%, 84.28%, 71.70% 및 49.10%로 높게 나타났다. 유단백질(乳蛋白質)의 유전자빈도(遺傳子頻度)에 있어서는 ${\alpha}S1-CN^B$${\alpha}S1-CN^C$가 각각 0.899 및 0.101이었고, ${\beta}-CN^A$${\beta}-CN^B$은 각각 0.921 및 0.079이었으며, ${\kappa}-CN^A$${\kappa}-CN^B$은 각각 0.837 및 0.163이었고, ${\beta}-LG^A$${\beta}-LG^B$은 각각 0.378 및 0.622이었다. 분산분석(分散分析) 결과(結果) 유단백질(乳蛋白質)의 유전자형(遺傳子型)들은 유조성분인 유지율, 단백질 함량 및 총 고형분 함량에서 유의적(有意的)인 연관성이 인정되었다. 유조성분 함량에 있어서는 ${\kappa}$-CN좌위(座位)의 BB유전자형(遺傳子型)은 유지율 및 유단백질(乳蛋白質) 함량에서 ${\kappa}$-CN좌위(座位)의 AA 및 AB 유전자형(遺傳子型)보다 유의적(有意的)으로 높게 나타났으며, ${\beta}$-LG좌위(座位)의 AA유전자형(遺傳子型)은 유지율에서 ${\beta}$-LG좌위(座位)의 AB 및 BB 유전자형(遺傳子型)보다 유의적(有意的)으로 높게 추정되었다. 이상의 연구결과(硏究結果)를 종합하여 볼때 유조 성분인 유지율 및 단백질함량을 높히기 위하여서는 ${\kappa}$-CN좌위(座位)의 BB 유전자형(遺傳子型)과 ${\beta}$-LG좌위(座位)의 AA 유전자형(遺傳子型)을 선발(選拔)하는것이 보다 유리할 것으로 생각되었다.

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소 MC1R 우성흑모색 대립인자를 구분하는 변형 프라이머를 이용한 소 품종들의 유전자형 분포 분석 (Analysis of the Genotype Distribution in Cattle Breeds Using a Double Mismatched Primer Set that Discriminates the MC1R Dominant Black Allele)

  • 한상현;김영훈;조인철;장병귀;고문석;정하연;이성수
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제50권5호
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    • pp.633-640
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    • 2008
  • 소의 모색 발현에 결정적인 역할을 수행하며 Extension 좌위에 암호화되어 있는 melanocortin- 1 receptor(MC1R) 유전자형을 변형된 염기서열이 증폭되게 제작된 이중 mismatch primer 쌍을 이용하여 PCR-RFLP 방법으로 분석하였다. 증폭된 PCR 절편들은 MC1R 유전자에서 모색 표현형과 직접적으로 연관되어 있어 중요하게 다루어지고 있는 세 가지 대립인자들(ED, E+, e)로 MspI-과 AluI-RFLP에 의해 성공적으로 구분되었다. MC1R 유전자형의 분포를 조사한 결과 제주흑우는 세 가지 대립인자가 모두 출현하였고, 황-적모색의 한우와 호피문의 칡소에서는 흑모색우성 대립인자 ED가 출현하지 않았다. 반면, 우성흑모색으로 알려진 두 소 품종 Holstein과 Angus는 ED 대립인자의 빈도가 96% 이상으로 조사되었다. 한우×Holstein F1과 한우×Angus F1은 모두 ED/e의 유전자형을 나타내었고, 표현형은 전신 흑색으로 확인되었다. 본 연구에서 고안한 이중 mismatch primer 쌍을 이용한 MC1R 유전자 증폭 절편에 대한 MspI-과 AluI-RFLP 조합은 소의 품종 특성 규명과 품종 식별에서 매우 중요한 유전자 표지인자 중 하나인 MC1R 유전자의 세 가지 대립인자를 식별하는 데 유용한 실험기법이 될 것으로 사료된다.