• Title/Summary/Keyword: 환경유전자

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Current status on plant molecular farming via chloroplast transformation (엽록체 형질전환 유래 분자 농업의 연구 동향)

  • Min, Sung-Ran;Jeong, Won-Joong;Kim, Suk-Weon;Lee, Jeong-Hee;Chung, Hwa-Jee;Liu, Jang-R.
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • v.37 no.3
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    • pp.275-282
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    • 2010
  • Chloroplast transformation in higher plants offers many attractive advantages over nuclear transformation, including a high-level accumulation of foreign proteins, multi-gene expression in single transformation event via transgene stacking in operons and no position effect due to site-specific integration of transgenes by homologous recombination. Most importantly, chloroplast transgenic plants are eco-friendly because their transgenes are maternally inheritance in most crop plants. However, chloroplast transformation system has limited success in crops alike nuclear transformation. In the past two decades, great progress has been made to overcome the limitations of chloroplast transformation, thus expending chloroplast bioreactor to several important crops including soybean, carrot, lettuce, and oilseed. Therefore, it has become possible that chloroplast transformation of crops can be used not only for the improvement of agronomic traits, but also for the production of vaccines and high valuable therapeutic proteins in pharmaceutical industry.

Molecular Cloning and Characterization of a Novel Metallothionein Isoform Expressed in Tiger Shark(Scyliorhinus torazame) (두툽상어(Scyliorhinus torazame)Metallothionein cDNA의 cloning 및 이의 분자적 특성)

  • Noh, Jae-Koo;Nam, Yoon-Kwon;Kim, Dong-Soo
    • Journal of fish pathology
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    • v.14 no.2
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    • pp.59-64
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    • 2001
  • A complementary DNA encoding metallothionein(MT), a heavy metal-responsive protein was cloned from a cartilaginous shark species. Scyliorhinus torazame. An expressed sequence tag(EST)from the shark liver, which showed high similarity with a MT gene, was isolated and its full-length sequence(390bp)was determined. The putative shark MT cDNA sequence contained an open reading frame consisting 68 amino acids and 182bp of 3-untranslated region including the poly (A+) signal. The deduced amino acid sequence was 41-54% identical to those of other animals including mammals and fish species. Tiger shark MT cDNA showed high conservation in the Cys regions. however, peculiarly contained not only additional five amino acids just prior to the conserved beta-domain but also a Ser residue at C terminal, which has not been seen in other MT sequences.

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Complete genome sequence of Spirosoma aerolatum KACC 17939T, a bacterium related to the DNA repair (DNA 복원에 관련된 박테리아 Spirosoma aerolatum KACC 17939T의 완전한 게놈 서열)

  • Kim, Dong-Uk;Kim, Ju-Young;Kim, Su Jeong;Kim, Min Ji;Lee, Ju Yeon;Kim, Myung Kyum
    • Korean Journal of Microbiology
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    • v.53 no.3
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    • pp.230-232
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    • 2017
  • A Gram-stain-negative, yellow-pigmented bacterial strain, designated Spirosoma aerolatum KACC $17939^T$, was isolated from a biofilm of car air conditioner collected in Republic of Korea. In this study, we report the complete genome sequence of a bacterium Spirosoma aerolatum KACC $17939^T$ obtained using the PacBio RS II platform. The genome comprised of 7,959,595 bp with the G + C content of 48.3%, the genome included 6,640 genes were predicted, among them, 6,471 genes are protein-coding genes.

Nonstandard Machine Learning Algorithms for Microarray Data Mining

  • Zhang, Byoung-Tak
    • Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.165-196
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    • 2001
  • DNA chip 또는 microarray는 다수의 유전자 또는 유전자 조각을 (보통 수천내지 수만 개)칩상에 고정시켜 놓고 DNA hybridization 반응을 이용하여 유전자들의 발현 양상을 분석할 수 있는 기술이다. 이러한 high-throughput기술은 예전에는 생각하지 못했던 여러가지 분자생물학의 문제에 대한 해답을 제시해 줄 수 있을 뿐 만 아니라, 분자수준에서의 질병 진단, 신약 개발, 환경 오염 문제의 해결 등 그 응용 가능성이 무한하다. 이 기술의 실용적인 적용을 위해서는 DNA chip을 제작하기 위한 하드웨어/웻웨어 기술 외에도 이러한 데이터로부터 최대한 유용하고 새로운 지식을 창출하기 위한 bioinformatics 기술이 핵심이라고 할 수 있다. 유전자 발현 패턴을 데이터마이닝하는 문제는 크게 clustering, classification, dependency analysis로 구분할 수 있으며 이러한 기술은 통계학과인공지능 기계학습에 기반을 두고 있다. 주로 사용된 기법으로는 principal component analysis, hierarchical clustering, k-means, self-organizing maps, decision trees, multilayer perceptron neural networks, association rules 등이다. 본 세미나에서는 이러한 기본적인 기계학습 기술 외에 최근에 연구되고 있는 새로운 학습 기술로서 probabilistic graphical model (PGM)을 소개하고 이를 DNA chip 데이터 분석에 응용하는 연구를 살펴본다. PGM은 인공신경망, 그래프 이론, 확률 이론이 결합되어 형성된 기계학습 모델로서 인간 두뇌의 기억과 학습 기작에 기반을 두고 있으며 다른 기계학습 모델과의 큰 차이점 중의 하나는 generative model이라는 것이다. 즉 일단 모델이 만들어지면 이것으로부터 새로운 데이터를 생성할 수 있는 능력이 있어서, 만들어진 모델을 검증하고 이로부터 새로운 사실을 추론해 낼 수 있어 biological data mining 문제에서와 같이 새로운 지식을 발견하는 exploratory analysis에 적합하다. 또한probabilistic graphical model은 기존의 신경망 모델과는 달리 deterministic한의사결정이 아니라 확률에 기반한 soft inference를 하고 학습된 모델로부터 관련된 요인들간의 인과관계(causal relationship) 또는 상호의존관계(dependency)를 분석하기에 적합한 장점이 있다. 군체적인 PGM 모델의 예로서, Bayesian network, nonnegative matrix factorization (NMF), generative topographic mapping (GTM)의 구조와 학습 및 추론알고리즘을소개하고 이를 DNA칩 데이터 분석 평가 대회인 CAMDA-2000과 CAMDA-2001에서 사용된cancer diagnosis 문제와 gene-drug dependency analysis 문제에 적용한 결과를 살펴본다.

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Development of Molecular Markers for Alternative Oxidase Synthesis Genes in Brassica rapa L. (배추 alternative oxidase 합성 유전자와 연관된 분자마커 개발)

  • Jeong, Ye-Sol;Chung, Sang-Min
    • Journal of Life Science
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    • v.20 no.2
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    • pp.208-212
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    • 2010
  • The low and high temperature stress might affect the yield and quality of many crop species. Alternative oxidase (AOX) gene is known as factors related to stress resistance in plants. In order to develop molecular markers related to stress resistance in Chinese cabbage, fifteen ESTs sharing sequence similarity to arabidopsis AOX genes were found using Brassica rapa EST database from NCBI. The polymorphic DNA sequences using the ESTs were then screened between Chinese cabbage, 'Chiifu' and 'Kenshin'. We found four ESTs that have either insertion or deletion between the two cultivars. These polymorphic sites were then targeted for development of the four PCR based molecular markers. These molecular markers developed in this study could be useful for a test of their relationship with abiotic stress resistance in Chinese cabbage.

Transformation of Artemisia adamsii, Endemic to a Gobi Desert, with CLP, Dhn5 to Enhance Environmental Stress Tolerance (CLP, Dhn5 유전자의 도입에 의한 고비사막 자생식물 Artemisia adamsii의 내건성 및 내동성 증진)

  • Han, Kyu-Hyun;Hwang, Cheol-Ho
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • v.30 no.4
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    • pp.315-321
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    • 2003
  • Freezing and drought tolerances in plants are very important for survival in the desert. In an effort to reduce desertifcation in Gobi, a molecular breeding of Artemisia adamsii using the CLP (chitinase like protein, antifreeze protein) and Dhn5 (dehydrin5) genes from barley is performed by introducing them into Artemisia adamsii via Agrobacteria. We had found an optimal combinatorial concentration of hormones at 0.05mg/L of NAA and 0.5mg/L of BA for growth of callus in Artemisia adamsii. In addition, the higher rate of callus induction using hypocotyl as explant was observed comparing to explants of stem and leaf. There were some variations in the level of the proteins expressed among the transgenic lines such that the lines of CLP(CS1-5, 1-7,4-4) and Dhn5(DS2-2, 2-3) lines produce the protein to higher levels. The transgenic lines showing a higher level of Dhn5 exhibited better growth than nontransgenic callus in presence of 10 and 20% PEG. In case of the CLP tansgenic lines, both CS1-5 and CS1-7 showed a higher level of freezing tolerance determined by ion leakage test.

Serotonin Transporter Gene Polymorphism in Korean Stroke Patients-277 Case Control Study (한국인 중풍 환자의 Serotonin Transporter 유전자다형성-환자 대조군 연구 277례)

  • Seo, Jung-Chul;Kim, Jong-In;Kim, Youn-Mi;Nam, Tong-Hyun;Baek, Yong-Hyeon;Choe, Bong-Keun;Kim, Youn-Jung;Kim, Chang-Ju;Chung, Joo-Ho;Yin, Chang-Sik;Kim, Ee-Hwa;Han, Sang-Won;Koh, Hyung-Kyun;Kim, Chang-Hwan
    • Journal of Acupuncture Research
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    • v.19 no.1
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    • pp.111-117
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    • 2002
  • 목적 : 본 연구는 serotonin transporter (5-HTT) 유전자다형성이 중풍의 발병과 관련이 있는지 알아보기 위해 수행하였다. 대상 : 경희의료원 한방병원에 입원한 중풍환자 139명과 각 병원 중풍 기왕력이 없는 건강인 138명을 대상으로 하였다. 방법 : 각 그룹에서 개개인마다 DNA를 분리 정제한 후 Taq polymerase로 증폭하여 한천 겔에서 전기영동을 하여 잘려진 DNA fragment의 양상을 관찰하였다. 결과 : L/L, L/S, S/S의 세가지 유전자형이 검출되었으며 중풍군과 대조군 사이에 유의성 있는 차이는 발견되지 않았다. 개별 allele 빈도에 있어 중풍군과 건강인 사이에는 통계적인 유의성이 나타나지 않았다. 결론 : 이상의 결과를 통하여 5-HTT 유전자다형성은 중풍의 발병과는 직접적인 관련이 없는 것으로 사려되며 더 많은 환자를 대상으로 다른 환경요인 또는 유전자와 연관성에 대한 심도깊은 연구가 필요하다고 하겠다.

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Karyotype Analysis and rDNA Physical Mapping in Rye (Secale cereale L.) (호밀(Secale cereale L.)의 핵형분석과 rDNA의 Physical Mapping)

  • Lee, Joon Soo;Seo, Bong Bo;Kim, Min
    • Korean Journal of Breeding Science
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    • v.42 no.2
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    • pp.163-168
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    • 2010
  • This study was carried out to determine the chromosomal localization of the 5S and 18S-26S ribosomal DNA(rDNA) genes by means of fluorescence in situ hybridization(FISH) techniques, and the constitutive heterochromatin detected by means of Gimsa C-banding technique in rye(Secale cereale L.). The somatic chromosomes number was 2n=14. The karyotype consists of four pairs of metacentrics(chromosomes 1, 2, 3, and 7) and three pairs of submetacentrics(chromosomes 4, 5, and 6). Secondary constrictions appeared in the short arm of chromosome 1. The 5S rDNA genes have been located on two pairs of chromosomes 1 and 5, and 18S-26S rDNAs genes have been located on one pair of chromosome 1. 5S rDNA genes were detected on the distal region of the secondary constrictions in nucleolus organizer regions(NOR) in chromosome 1, and other detected on the intercalary region in the short arm of chromosome 5.

Effects of Thermal and Salinity Stress on Expression of FK506BP in the Red Seabream (Pagrus major) (참돔(Pagrus major)에서 온도 및 염분 스트레스가 FK506BP 발현에 미치는 영향)

  • Min, Byung Hwa;Myeong, Jeong-In;Kang, Han Seung
    • Journal of Marine Life Science
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    • v.2 no.1
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    • pp.34-38
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    • 2017
  • FK506BP (FK506 binding protein 12) is a small peptide with a single FK506BP domain. It is involved in suppression of immune response, oxidative stress and inflammation. The purpose of this study was to investigate the gene expression of FK506BP in red seabream (Pagrus major) exposure to low water temperature (8℃, 33 psu) and low salinity (20℃, 10 psu). Results showed that, the expression of FK506BP was significantly increased in the experiment groups, such as low water temperature (8℃, 33 psu), and low salinity (20℃, 10 psu). These results suggest that FK506BP was played roles in biomarker gene on the environmental stress such as water temperature and salinity.

Study on Genetic Algorithm for Optimal Communication Spanning Tree Problems with Network Reliability (네트워크 신뢰도를 고려한 최적 통신 스패닝 트리 설계를 위한 유전알고리즘에 대한 연구)

  • Kim, Dong-Hun;Kim, Jong-Ryul
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.809-812
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    • 2008
  • 통신 시스템에 대한 관심은 인터넷의 급격한 발전에 의해 가상공간의 출현과 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구축에 대한 요구가 증대됨에 따라 관련 이론 및 기술의 발전을 주도해 왔다. 이와 관련하여 가장 근간이 되는 문제들 중 하나는 최적 정보 통신 스패닝 트리 (OCST: Optimal Communication Spanning Tree) 설계 문제이다. 본 논문에서는 이러한 OCST 설계 문제를 네트워크 신뢰도를 고려하여 해결하기 위해 유전 알고리즘 (GA)를 이용한다. 본 논문에서는 유전 알고리즘을 이용함에 있어서 n개의 노드들로 구성된 네트워크 문제에서 n-2개의 숫자열로 표현 가능한 유전자 표현법을 이용하고 신뢰성 있는 OCST 설계 문제 해결을 위한 해법으로서 유전 알고리즘을 제안한다. 임의로 생성된 예제에 대한 수치 실험을 통해 통신시스템의 기본 문제 중 하나인 OCST 설계 문제의 해법으로서의 제안 알고리즘의 유용성과 효율성을 확인한다.

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