• 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능정보시스템학회 2007년도 한국지능정보시스템학회
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• pp.341-350
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• 2007

DNA 염기 서열 배치 알고리즘은 분자 생물학 분야에서 단백질과 핵산 서열들의 분석에서 중요한 방법이다. 생물학적인 염기 서열들은 그들 사이의 유사성과 차이점을 나타내기 위해 정렬된다. 본 논문에서는 기존의 DNA 염기 서열 배치 방법을 개선하기 위하여 DP(Dynamic Programming) 알고리즘의 비용증가( O (nm) ) 문제를 해결하는 Quadrant 방법과 품질 정보 및 퍼지 추론시스템(fuzzy inference system)을 적용한 DNA 염기 서열 배치 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안한 DNA 염기 서열 배치 알고리즘은 Quadrant 방법을 적용하여 Needleman-Wunsch의 DP 기반 알고리즘에서의 행렬 생성 단계에서 발생하는 불필요한 정렬 계산을 제거하여 전체 수행 시간을 단축하고, 각 DNA 염기 서열 단편 각각의 길이 차이와 낮은 품질의 DNA 염기 빈도를 퍼지 추론 시스템에 적용하여 지능적으로 갭 비용(gap cost)을 동적으로 조정한다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 NCBI (National Center for Biotechnology Information)의 실제 유전체 데이터로 성능을 분석한 결과, 제안된 알고리즘이 기존의 품질정보만을 이용한 알고리즘보다 개선된 것을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.545-550
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• 2004

생태학, 환경공학, 임상진단 등 생물학 분야에서 미생물의 다양성 연구의 중요성이 대두되고 그 연구가 점증하고 있다. 특히 16S rRNA를 분자지표로한 DNA 염기서열 분석방법이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 16S rRNA의 염기서열 분석과정을 각 단계별로 자동화하고, 생물학자들의 결과 판단이나 사용상의 편의를 도모하기 위하여 웹기반의 미생물 다양성 분석 어플리케이션을 개발하였다. 이를 위하여 단계별 자동화 및 인터페이스 개발에 적합한 폴더-프로세스-필터 모델을 고안하고 적용하였다. 제공되는 생물정보분석도구는 서열입력, 서열방향교정, 다중서열정렬 및 가시화, 서열동정 등의 분석이 있으며, 각 결과는 계통분류도구와 호환 가능하도록 하였다. 또한 신생아의 장내 세균총에 대한 분석을 수행하여 개발된 도구의 유용성을 확인하였다. 개발된 웹 어플리케이션은 리눅스 시스템 상에서 Perl 과 CGI를 이용하였으며, http://home.pusan.ac.kr/～genome/tools/rat.htm으로 접속하여 사용할 수 있다.

• 한국어류학회지
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• 제18권4호
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• pp.293-299
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• 2006

두툽상어 (Scyliorhinus torazame)부터 분리된 항산화 효소 Cu,Zn-superoxide dismutase (Cu,Zn-SOD 또는 SOD1)의 핵산 염기서열 및 추정 아미노산 서열을 대상으로 분자 계통학적 분석을 실시하였다. 종래 알려져 있는 척추동물의 Cu,Zn-SOD 서열들을 포함하여 neighbor-joining (NJ), maximum parsimony (MP), maximum likelihood (ML) 및 Bayesian 분석 등을 포함한 다양한 계통 분석을 수행하였으며, 이를 통해 연골어류인 본 어종의 척추동물 분류군 내에서의 계통적 위치를 추정하고자 하였다. 다양한 분자 계통수로부터 얻어진 대부분의 consensus tree들에서 분석에 사용한 분류군들은 종래 알려진 분류학적 위치와 비교적 잘 일치하였고, 이중 두툽상어는 같은 연골어류종인 blue shark와 높은 유연관계를 나타내면서 보다 진화한 경골어류들과는 확연히 구분되는 분지를 형성하였다. 특히 핵산 염기서열을 바탕으로 한 neighbor-joining 분석에서 두툽상어는 경골어류와 양막동물에 비해 보다 원시형태의 척추동물 Cu,Zn-SOD 유전자의 한 형태를 보유하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국식물병리학회지
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• 제12권1호
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• pp.91-98
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• 1996

벼도열병균 14개 균주와 벼 이외 화본과 식물 도열병균 12개 균주를 대상으로 rDNA의 ITS II 부위를 증폭하여 그들의 핵산 구조 차이를 분석함으로 도열병균 균주간 분류를 시도하였다. 5.8S rDNA의 3`-말단 부위와 28S rDNA의 5`-말단 부위의 sequence 중 5`-CCCGGGAATTCGCATCGATCGATCGAATGAAGA-ACGCAGC-3`와 5`-CCCGGGATCCTCCGCTTATT-GATATGC-3`를 이용하여 PCR 증폭을 하였을 때 벼도열병균 14개 균주는 동일한 길이의 단일 밴드를 형성하였으며 벼 이외 화본과 식물 도열병균에서는 레드톱 식물로부터 분리한 도열병균만이 나머지 균주보다 38bp가 더 큰 길이를 가진 밴드를 형성하였다. PCR로 증폭된 DNA를 HaeIII와 MspI 제한효소로 절단하였을 때 벼도열병균 레이스간에는 제한효소 절단에 의한 전기영동 밴드 형태 차이를 관찰할 수 없었으나, 벼 이외 화본과 식물 도열병균 12개 균주는 3군으로 구분할 수 있었다. 벼도열병균 90=054와 강아지풀에서 분리한 도열병균 G90-5, 기장에서 분리한 G88-4, 바랭이에서 분리한 G88-5 그리고 레드톱에서 분리한 RT 균주의 ITS II 부위의 DNA 염기서열 비교 분석에 의하면 G88-4와는 다른 HaeIII와 MspI 제한효소 위치를 가지고 있었기에 제한효소 절단에 의한 전기영동 형태가 상이하였다. 또한 RT균주는 HaeIII와 MspI위치가 존재하지 않았다.

• 미생물학회지
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• 제33권1호
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• pp.55-65
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• 1997

16S rRNA를 분석한 연구들은 자연 생태계에서 추출한 핵산을 이용하여 16rRNA 유전자의 염기서열을 분석하거나 특정 DNA probe를 이용한 hybridization 실험이 주류를 이루어 왔다. 특히 PCR 기법이 개발됨에 따라 적은 양의 시료를 대량으로 손쉽게 증폭시킬 수 있어 다양한 분야에 응용되고 있다. 세균 군집의 구조를 이해하는데 있어서 PCR 방법의 적용 대상은 주로 16S rRNA 유전자의 염기서열 해독분야이며 해양 생태계를 대상으로 많은 연구 결과가 보고되었다(11,13,21,26). 한편 자연 생태계의 개별적 미생물 분류룬들을 검출하기 위한 특정 oligonucleotide probe의 개발방법들은 미생물 군집의 유전적 다양성에 대한 정보 파악 이외에 배양이 어려운 혐기성 세균과 같은 특정 세균들의 동정에도 이용되고 있다(3,24,55). 본고에서는 세균 군집의 구조와 다양성을 연구하는데 적용 가능한 rRNA 분석방법들을 수계 생태계를 중심으로 살펴보고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.2491-2499
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• 2015

개별 생물의 유전적 특성인 유전형 정보를 얻기 위한 개발된 기법들 중 현재 가장 많이 사용되고 있는 것은 차세대 염기서열결정을 통해 얻어진 서열을 분석하여 단일핵산염기다형현상 기반의 유전형 정보를 얻어내는GBS 방법이다. 현재 TASSEL은 GBS방법을 통해 얻어진 서열을 분석하여 시료의 유전형을 측정하기 위해 가장 많이 사용되고 있는 프로그램 중 하나이다. 그러나 TASSEL은 염기서열결정을 통해 얻어진 서열 중 일부만을 사용하는 한계가 존재한다. 우리는 이러한 한계를 극복하기 위한 효율성 개선에 대한 연구를 시작하였다. 효율성 개선을 위해 TASSEL에서 사용후 버려지는 서열의 퀄리티를 체크하여 에러율 0.1% 이하인 데이터를 확인 한 후 퀄리티가 에러율을 충족하는 부분의 서열들을 필터링 한다. 그리고 마지막으로 바코드와 제한 효소의 부분을 확인하여 길이에 따라 서열을 잘라내어 새로운 데이터 셋으로 생성하는 구조를 반복하는 알고리즘으로 구현 하였으며, 약 17% 이상의 SNP 탐지효율성 증가함을 확인 하였다. 본 논문에서는 이와 같이 유전형 연구에서 사용되지 않는 유전체 염기서열들을 사용하여 더 많은 숫자의 단일 염기 다형성을 탐지하는 방법과 구현된 프로그램을 제시한다.

• 식물병연구
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• 제11권1호
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• pp.56-65
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• 2005

이 연구는 Alternaria속 균류 중에서 분생포자의 형태가 유사하여 분류, 동정이 매우 어려운 소형의 포자를 형성하는 11종의 Alternaria의 종간 유연관계와 분류체계를 확립하기 위하여 공시균들의 ribosomal DNA의 ITS 및 미토콘드리아 small submit 영역의 염기서열 분석, 그리고 URP primer에 의한 핵산지문분석을 실시하였다. 소형의 포자를 형성하는 11종 Alternaria속의 rDNA internal transcribed spacer(ITS) 영역과 미토콘드리아 small submit rDNA 의 염기서열을 분석하였던 바 A. infectoria를 제외한 10종의 Alternaria에서 100%의 상동성을 나타내었다. 이는 공시한 10종의 Alternaria가 유전적으로 매우 근연의 관계에 있음을 나타내며, 이 marker는 공시균들의 종구분에 이용할 수 없음을 나타내는 것이다. URP primer 10종을 공시하여 소형의 포자를 형성하는 Alternaria 균류의 핵산지문분석을 실시한 결과, 개개의 primer 로는 종간의 구분이 불가능하였으나 여러개의 primer를 종합하여 UPGMA분석을 실시할 경우 비록 종간 유사도는 높았디만 각각의 종은 독립된 cluster를 형성하여 종간 구별이 가능하였다. 자리공에서 분리한 Alternaria sp.는 URP-PCR 핵산지문 분석 결과 다른 Alternaria 종들과 차이가 인정됨으로 이 균은 미기록인 신종의 Alternaria로 사료되었다. A.infectoria는 다른 Alternaria 종들과 ITS 분석 및 URP-PCR 핵산지문분석에서 큰 차이를 보임으로서 뚜렷이 구별되는 종으로 판단되었다.

• 식물병연구
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• 제21권4호
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• pp.346-350
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• 2015

국내에서 재배되는 사과 '홍로'에 발생하는 Apple scar skin viroid병의 유전자 계통분석을 하기 위하여 바이로이드 증상이 나타나는 8개 지역(봉화, 청송, 당진, 김천, 무주, 문경, 수원, 영월)의 농가에서 수집한 시료를 RT-PCR 방법을 이용하여 바이로이드 검정을 실시하였다. 검출된 바이로이드의 클로닝과 유전자 염기서열 분석을 통해 8종의 분리주들을 확인하였고 한국, 인도, 중국, 일본 및 그리스에서 보고된 21종의 분리주와 염기서열을 비교하였다. 8개의 분리주들의 핵산 서열은 기존에 보고된 분리주들과 92.2-99.7%의 상동성을 나타냈다. 계통분석을 통해 본 연구에서 보고한 7종의 분리주들은 기존의 것들과 독립된 그룹에 속하는 것으로 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제44권3호
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• pp.212-220
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• 2008

본 연구는 Prevotella nigrescens ATCC $33563^T$에 대한 균주 특이 DNA 프로브라고 보고된 Pn10 프로브의 균주 특이성을 한국인에서 분리된 P. nigrescens의 임상분리 균주를 이용하여 검증하고, P. nigrescens ATCC $33563^T$ 균주 특이 PCR 프라이머를 개발하고자 시행되었다. P. nigrescens와 유전학적으로 가장 가까운 Prevotella intermedia를 포함한 구강 내 치주질환 원인균종인 5균종의 표준균주 및 참고균주, 그리고 P. nigrescens와 P. intermedia의 임상분리 균주를 이용하여 Southern blot 분석법을 시행하였다. Southern blot 분석 결과 Pn10 DNA 프로브에 P. nigrescens ATCC $33563^T$ 및 ChDC KB6 두 균주 지놈 DNA가 검출되었다. P. nigrescens KB6 균주에서 Pn10 DNA 프로브와 상동성이 있는 부위를 PCR법으로 증폭(KB6-Pn10)하여 클로닝한 다음 Pn10 DNA프로브와 같이 핵산 염기서열을 결정하여 상동성을 비교하였다. 그 결과 Pn10과 KB6-Pn10의 핵산염기서열간의 Percent identity는 98.8%였으며, divergence는 0.6%였다. Pn10 DNA 프로브의 핵산염기서열을 바탕으로 두 중류 프라이머 쌍(Pn10-F-AC/Pn10-R-AC 및 Pn10-F-A/Pn10-R-A)을 설계 및 제작하여 P. nigrescens ATCC $33563^T$에 대한 균주 특이성을 PCR법으로 검증하였다. 이들 프라이머 쌍들의 민감도(sensitivity) 조사 결과, 이들은 P. nigrescens ATCC $33563^T$ 지놈 DNA 4 pg까지 검출할 수 있음을 알았다. 이상의 연구 결과를 종합하면, Pn10 DNA 핵산염기서열을 바탕으로 설계된 Pn10-F-AC/Pn10-R-AC 및 Pn10-F-A/Pn10-R-A 프라이머 쌍들은 P. nigrescens ATCC $33563^T$를 신속 정확하게 검출하는 수 있어, 균주의 보존적 측면에서 유용하게 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제54권3호
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• pp.286-288
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• 2018

남자 대학생의 피부에서 분리한 Moraxella osloensis NP7는 베타-락탐과 아미노글리코사이드 항생제에 대해 내성을 보였다. 본 연구에서는 NP7 균주 유전체의 완전한 염기서열과 유전자 주석을 보고하고자 한다. NP7 균주는 원형 염색체와 7개의 플라스미드를 갖고 있다. 염색체는 43.9%의 G + C 함량을 갖는 2,389,582개의 염기쌍을 갖고 있으며, 단백질을 암호하는 2,065개의 유전자를 보유하고 있다. 전체 플라스미드는 평균적으로 40.5%의 G + C 함량을 갖는 654,202개의 염기쌍을 갖고 있으며, 단백질을 암호하는 667개의 유전자를 보유하고 있다. 염색체는 4개의 리보좀 RNA 오페론, 1개의 transfermessenger RNA 유전자, 47개의 tRNA 유전자, 3개의 핵산스위치 유전자 그리고 3개의CRISPR array를 포함하고 있으며, 1개의 CRISPR은 pNP7-1 플라스미드에 존재한다. 베타-락탐과 아미노글리코사이드 항생제에 내성을 부여하는 유전자는 pNP7-1 플라스미드에 존재하고 있다.