• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제32권4호
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• pp.277-289
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• 2005

선택과 재생산을 특징으로 하는 계통적 학습에서 유전자 프로그램이 가지는 긴 설계시간/높은 계산노력/낮은 계산효율을 극복하고자, 이 논문은 XML에 기반을 둔 유전적 표현 방법을 제안한다. 이 방법에서 유전자 프로그램과 유전자 연산은 기성 DOM 파서의 API 호출에 의하여 관리되기 때문에, 유전자 프로그램을 설계하는데 소비되는 시간이 상당히 단축되는 특징이 있다. 또 표준 XML 스키마를 기반으로 의미적으로 올바른 유전자 프로그램만을 다루기 때문에 탐색공간과 계산노력이 감소된다. 그리고 이형 분산 컴퓨팅 환경에서 유전자 프로그램의 이주에 적합한 시스템 및 형식인 XML을 사용하기 때문에 유전자 프로그램이 병렬적으로 수행될 수 있고, 이에 따라 계산효율이 향상된다. 제안된 방법의 검증을 위하여 포식자-피식자 문제에서 다중 에이전트의 사회적 행동의 진화에 적용한 결과, 유전자 프로그램에 대한 계산시간이 단축됨을 .보인다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.382-382
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• 2011

최근의 극심한 기상이변으로 인하여 발생되는 유출량의 예측에 관한 사항은 치수 이수는 물론 방재의 측면에서도 역시 매우 중요한 관심사로 부각되고 있다. 강우-유출 관계는 유역의 수많은 시 공간적 변수들에 의해 영향을 받기 때문에 매우 복잡하여 예측하기 힘든 요소이며, 과거에는 추계학적 예측모형이나 확정론적 예측모형 혹은 경험적 모형 등을 사용하여 유출량을 예측하였으나 최근에는 인공신경망과 퍼지모형 그리고 유전자 알고리즘과 같은 인공지능기반의 모형들이 많이 사용되고 있다. 하지만 유출량을 예측하고자 할 때 학습자료 및 검정자료로써 사용되는 유출량은 수위-유량 관계곡선식으로부터 구하는 경우가 대부분으로 이는 이렇게 유도된 유출량의 경우 오차가 크기 때문에 그 신뢰성에 문제가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 수위를 직접 예측함으로써 이러한 오차의 문제점을 극복 하고자 한다. Neuro-Fuzzy 모형은 과거자료의 입 출력 패턴에서 정보를 추출하여 지식으로 보유하고, 이를 근거로 새로운 상황에 대한 해답을 제시하도록 하는 인공지능분야의 학습기법으로 인간이 과거의 경험과 훈련으로 지식을 축적하듯이 시스템의 입 출력에 의하여 소속함수를 최적화함으로서 모형의 구조를 스스로 조직화한다. 따라서 수학적 알고리즘의 적용이 어려운 강우와 유출관계를 하천유역이라는 시스템에서 발생된 신호체계의 입 출력패턴으로 간주하고 인간의 사고과정을 근거로 추론과정을 거쳐 수문계의 예측에 적용할 수 있을 것이다. 유전자 알고리즘은 적자생존의 생물학 원리에 바탕을 둔 최적화 기법중의 하나로 자연계의 생명체 중 환경에 잘 적응한 개체가 좀 더 많은 자손을 남길 수 있다는 자연선택 과정과 유전자의 변화를 통해서 좋은 방향으로 발전해 나간다는 자연 진화의 과정인 자연계의 유전자 메커니즘에 바탕을 둔 탐색 알고리즘이다. 즉, 자연계의 유전과 진화 메커니즘을 공학적으로 모델화함으로써 잠재적인 해의 후보들을 모아 군집을 형성한 뒤 서로간의 교배 혹은 변이를 통해서 최적 해를 찾는 계산 모델이다. 이러한 유전자 알고리즘은 전역 샘플링을 중심으로 한 수법으로 해 공간상에서 유전자의 개수만큼 복수의 탐색점을 설정할 뿐만 아니라 교배와 돌연변이 등으로 좁아지는 탐색점 바깥의 영역으로 탐색을 확장할 수 있기 때문에 지역해에 빠질 위험성이 크게 줄어든다. 따라서 예측과 패턴인식에 강한 뉴로퍼지 모형의 해 탐색방법을 유전자 알고리즘을 사용한다면 보다 정확한 해를 찾는 것이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 선행우량 및 상류의 수위자료로부터 하류의 단시간 수위예측에 관해 연구하였으며, 이를 위해 유전자 알고리즘을 이용항여 소속함수를 최적화 시키는 형태의 Neuro-Fuzzy모형에 대하여 연구하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권1호
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• pp.30-33
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• 1997

환경친화형 생물농약개발을 위한 방안의 일환으로, 벼별구 등 농해충병원사상균 Metarhizium anisopliae의 분자생물학적 육종을 위해 영양요구성 돌연변이를 상보하는 선택유전자, ura5 (Orotate phosphoribosyl transferase)를 cloning하였다. Cloning방법으로는 기존에 알려진 사상균의 ura5 유전자들간에 확인된 상보성 염기배열을 합성하여, 이것을 primer로 사용하여 PCR기법에 의해 부분적으로 cloning하였다 또한, PCR기법에 의해cloning된 uras유전자단편의 염기배열을 결정한 결과, Trichoderma resei의 ura5유전자와는 아미노산수준에서 약 85%의 상동성을 나타내었으며, 이 단편을 이용하여 Metarhizium anisopliae의 genomic library로 부터 ura5유전자가 포함된 약 4.4 kb의 DNA단편을 cloning 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1-8
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• 2020

본 논문에서는 드노보 전사체 어셈블리의 수행시간을 단축하기 위해 RNA-seq 서열을 유전자계 정보를 활용하여 여러 노드로 분산이 가능한 방법을 제시한다. 제안하는 전사체 서열 데이터 분산기법의 성능을 측정하기 위해 애기장대의 리드를 4개의 데이터 셋(전체 비분류 리드, 완전 분류 리드, 모델 분류 리드, 무작위 분류 리드)으로 구성하여 실험을 수행하였다. 전체 비분류 데이터와 비교하여 생성된 유전자 콘티그(Contig)는 95% 일치하였고 동일한 리소스들을 사용하는 단일 노드에 비해 본 연구에서 제시하는 분산환경분산 환경 기반의 어셈블리 수행시간은 4.2배 단축되었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (B)
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• pp.470-474
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• 2006

지문인식 시스템의 성능을 측정하기 위해 지문 데이터베이스가 필요하지만, 개인 사생활 문제나 데이터베이스를 구성하기 위한 제약조건 등으로 인해 실제 사용가능한 지문 데이터베이스는 많지 않다. 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 수집된 지문 영상으로부터 다양한 환경적 효과를 가진 지문 영상을 자동으로 생성해주는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 소량의 원본 영상으로부터 목표 환경의 지문을 생성하기 위한 필터 조합을 찾는다. 서로 다른 압력에서 수집된 지문을 대상으로 제안하는 방법을 적용하였으며, 생성된 지문 영상은 실제 환경에서 수집된 것과 비슷한 특성을 나타내었다. 제안하는 방법을 통해 실제로 다수의 지문을 수집하지 않고 각종 환경에서 시스템의 성능을 평가할 수 있다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.81-89
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• 2019

이 연구는 HPV 16 E6/E7 도입 불멸화 구강상피세포의 배양 미세환경과 세포 분화간의 관계를 분석하였다. 배양환경을 변화시켜서 IHOK-EF 세포와 IHOK-EFKGM 세포를 얻었고, 이들 세포의 특성변화를 세포증식분석, 면역형광분석 및 마이크로어레이와 실시간 정량 PCR분석으로 알아보았다. IHOK-EF 세포는 상피세포의 특성을 상실하고 간엽세포의 특성을 획득하였고, 마이크로어레이 분석결과, 분화억제 유전자인 ID2, IL6, TWIST1이 과발현 되었다. 이러한 변화는 초기의 배양환경으로 회복되었을 때, 특별히, ID2와 IL6에서 유전자발현의 복귀를 나타내면서 세포의 특성이 부분적으로 회복되었다. 이 연구는 세포의 특성을 결정하는 연구에서 배양 미세환경의 변화에 따른 세포의 생존을 위한 적응양상을 이해하는데 공헌할 것이며, 향후, 암세포의 미세환경변화에 따른 생존연구에 적용하여 질병에 대한 치료적 접근을 가능하게 할 것이다.

• 환경생물
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• 제37권4호
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• pp.493-502
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• 2019

본 연구는 옥수수 재배 시 환경에 영향을 미치는 노균병 저항성과 관련된 유전자 후보군을 탐색해서 노균병으로 인한 토양오염과 옥수수 생산량 감소를 해결하기 위하여 노균병 저항성 품종을 효율적으로 발굴하기 위한 연구이다. 옥수수의 6번 염색체의 152,892,333과 154,335,437 사이에 있는 노균병 저항성 유전자를 탐색하였으며 이 부분에 존재할 것으로 예상되는 전사체에서 38개의 프라이머 세트를 디자인하여 이 중 16개의 예측 전사체를 가려 내었다. 또한 RT-PCR을 수행하여 감염된 Ki11의 발현이 높은 7개의 전사체로 5개의 품종에 대하여 건강한 샘플과 감염된 샘플을 검정하였고 최종 5개의 후보 유전자군[알려지지 않은 미확인 유전자 2개, OFP transcription factor, bZIP transcription factor, pentatricopeptide repeat (Ppr)]이 발견되었다. 본 연구의 결과로 추가적인 실험 설계를 통해 5개의 후보 유전자군에 대한 재검정을 통하여 확실한 노균병 저항성 유전자를 발굴하고 이를 노균병 저항성 품종 개발 및 방재에 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국육종학회지
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• 제49권3호
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• pp.180-189
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• 2017

현재까지 국내에서는 생명공학작물이 상업적인 재배가 되고 있지 않으나 생명공학작물의 환경 방출을 위해서는 환경위해성 평가가 필수적 수행되어야 한다. 본 연구에서는 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)로부터 모품종인 낙동벼와 잡초성벼인 R55 및 인디카벼인 IR36 로의 화분 매개에 의한 유전자 이동성을 평가하였다. 낙동벼로부터 729,917 립의 종자를 얻었으며, 잡초성벼(R55)로부터는 230,635 립의 종자와 인디카벼(IR36)에서는 596,318 립의 종자를 수확하였다. 교잡개체는 3회의 제초제 살포를 수행하여 제초제 저항성 개체 선별과 Cry1Ac1 immunostrip 검정으로 확인하였으며, 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)에 특이적인 프라이머를 이용한 분자생물학적 방법을 통해 유전자 이동성 여부를 최종적으로 검증하였다. 총 파종된 종자수에 대한 교잡율은 낙동벼에서는 0.0027%, R55는 0.0017%, IR36은 0.0005%로 나타났으며, 모든 교잡개체들은 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)에 근접한 1.2m 내에서 발견되었다. 화분 매개에 의한 해충저항성 Bt 벼(Agb0101)의 유전자 이동 특성은 기존에 연구된 결과들과 유사한 경향으로 보였으며, 벼의 개화기간 중 온도와 강우량 등 기상 조건이 화분에 의한 교잡을 결정하는데 중요한 요인으로 작용하였다. 이에 재배 지역의 기상 환경과 개화시기 중복 여부 등을 유전자변형 벼에 의한 일반 재배품종 및 야생(잡초성)벼로의 유전자 이동에 따른 저감 기술 개발과 안전관리 기준 작성에서 주요 영향 인자들로 고려되어야 할 것이다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제24권3호
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• pp.325-333
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• 1999

최근 중합효소연쇄반응을 이용한 분자생물학적 유전자분석기술의 발달로 성염색체상의 유전좌위 증폭을 통한 성별감정이 활발히 이루어지고 있다. 그중 사람 Y염색체상에 존재하는 남성 고환의 형성을 유도하는 sex-determining region Y(SRY) gene이 규명되어 유전질환의 조기 발견이나 예방 및 태아의 성별판정 등에 응용되고 있다. 그러나, 치아는 외부 환경에 대한 저항성이 가장 높은 장기로 성별감정 등 법의치과학적 개인식별에 널리 이용되고 있음에도 불구하고, SRY 유전자를 이용하여 치아에서의 성별감정에 대한 연구는 시도된 바 없다. 따라서, 본 연구에서는 사람 치아에서 중합효소연쇄반응법을 이용한 SRY 유전자를 검출하여 성별판정에 용용하고자 하였다. 남녀 각각 20개 치아의 치수와 상아질에서 DNA를 추출하여 중합효소연쇄반응 을 시행하고 SRY 유전자를 검색한 결과, 남성에서는 치수 13개중 8개, 상아질 7개중 4개에서 SRY 유전자가 검출되었고, 여생에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과는 중합효소연쇄반응법을 이용하여 사람 치아에서 SRY 유전자를 검색할 때, 남성판별에 유용하고 치아를 이용한 성별감정시 기존의 성별감정에 이용되고 있는 다른 유전자와 함께 SRY 유전자를 검색함으로써 성별감정의 신뢰도를 높힐 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
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• 대한불임학회 2001년도 제2차 연수강좌
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• pp.195-205
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• 2001

태반 영양배엽 (trophoblast)은 포유동물의 발생과정 중 가장 먼저 분화되는 세포로서, 자궁환경내에서 배아가 착상, 발생, 및 분화하기 위해서 반드시 필요한 태반을 형성하는 색심적인 세포이다. 영양배엽 세포의 분화과정중의 결함은 배아의 사산이나 임신질환 등의 치명적 결과를 초래한다. 하지만, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 분자생물학적인 메카니즘은 아직 규명되지 않고 있다. 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 경로를 규경하기 위한 선결과제는 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 많은 유전자들이 밝혀져야만 한다. 본 연구팀은 최근에 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 두 종류의 새로운 유전자들을 찾았다. 한 종류는 homeobox를 보유하고 있는 조절 유전자 Psx이고, 다른 한 종류는 임신호르몬인 태반 프로락틴 라이크 단백질 유전자 PLP-C${\beta}$이다. 본 연구과제의 목표는 이들 유전자의 기능과 조절 메카니즘을 규명함으로써, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 조절경로를 밝히는 것이다. 이를 위하여 다음과 같은 일련의 연구를 수행할 것이다. 1) Psx 유전자가 분화된 영양배엽 세포에서만 발현케 하는 조절 메카니즘을 규명하기 위해 functional assays, in vitro footprinting, gel mobility shift assays, 생쥐형질전화, UV crosslinking, Southwestern blot 등의 방법을 통해 Psx 유전자의 cis-acting 요인과 trans-acting factor를 밝혀 분석한다. 2) 영양배엽 세포의 분화조절 경로를 규명하기 위해 random oligonuclotide library screening, DD-PCR, subtractive screening 등의 방법을 이용하여 Psx 유전자에 의해 조절되는 하부유전자를 밝힌다. 3) Psx 유전자를 knock-out시켜 영양배엽 세포가 발달 및 분화하는데 미치는 역할을 밝힌다. 4) Yeast two-hybrid screening방법을 이용하여 태반 프로락틴 유전자의 수용체를 찾아 이들의 신호전달 기전을 밝힌다. 제1차년 연구결과로서, mouse와 rat으로부터 각각 Psx 유전자의 genomic DNA를 클로닝하여, 유전자 구조를 비교한 결과, mouse Psx (mPsx2)는 4개의 exons으로 이루어져 있는 반면에, rat Psx (Psx3)는 3개의 exons으로 구성되어 있었다. 즉, rPsx3는 mPsx2의 exon1이 없었다. Notrhern blot과 in situ hybridization 분석에 의해 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 발현 조절되는 현상을 밝혔다. 실제로 mPsx2와 rPsx3의 5'-flanking지역을 클로닝하여 염기서열 분석 결과 전혀 homology를 찾을 수 없었다. 또한, 이들 각각 promoter의 activity를 luciferase reporter를 이용하여 조사한 결과 Rcho-1 trophoblast cells에서 각기 다른 activity를 보여 주는 것을 발견하였다. Psx 유전자의 transcription start sites는 Primer extension에 의해 밝혔다. 또한 Psx2 유전자를 knock-out 시키기 위해 targeting vector를 Osdupde1에 제작하였다. 본 과제를 시작할 때 새로운 프로락틴 유전자 하나를 클로닝하여 이 유전자를 PLP-I라고 이름을 붙였다. 이 후 이 유전자 (PLP-I)는 PLP-C${\beta}$라고 이름을 붙이게 되었다. Mouse PLP-C${\beta}$ 유전자의 counterpart를 rat에서 찾아 염기서열을 비교한 결과 mouse와 rat에서 PLP-C${\beta}$유전자의 homology는 약 79% (amino acid level)였다. 본 연구과정을 통해 또 하나의 새로운 PLP-C subfamily member를 mouse로부터 클로닝 하였고, 이 유전자를 PLP-C${\gamma}$라 하였다. PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$의 발현 유형은 Northern blot과 in 냐셔 hybridization 분석에 의해 태반의 제한된 spongitrophoblast와 trophoblast giant cells에서만 발현하는 것을 밝혔다. 놀랍게도 이들 두 새로운 유전자는 alternative splicing에 의해 두 종류의 isoform이 있음을 밝혔다. PLP family member 유전자로서 splicing에 의한 isoforms을 보여 주는 유전자로는 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 최초이다. 이들 isoform mRNAs의 발현 유형은 RT-PCR 방법을 이용하여 규명하였다. 또 하나의 새로운 발견은 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 독특한 유전자 구조를 갖고 있었다. 즉, PLP-C${\beta}$는 exon3의 alternative splicing에 의해 5개 혹은 6개의 exons을 갖는 two isoforms이 생긴다. 반면에 PLP-C${\gamma}$는 exon2가 alternative splcing이 되면서 7개의 exons을 갖거나 6개의 exons을 갖는 isoforms을 만든다. 그리고, PLP-C${\gamma}$의 promoter activity를 trophoblast Rcho-l${\gamma}$ 세포주를 이용하여 PLP-C${\gamma}$ 의 1.5 kb 5'-flanking 지역이 trophoblast-specific promoter activity를 갖고 있음을 밝혔다. PLP-C${\gamma}$ 유전자의 transcription start site는 Primer extension에 의해 밝혔다. 제 1차 년도의 연구결과를 토대로, 2차년에서는 다음단계의 연구를 수행하고자 한다. 즉, 1) mPsx2와 rPsx3의 promoter를 비교분석 함으로서 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 조절되는 메카니즘 규명, 2) Psx와 PLP-C 유전자의 promoter에 있는 cis-acting elements 탐색, 3) Psx2와 Psx3의 단백질을 이용하여 이들이 binding하는 target sequence 규명, 4) 제작한 Psx2 targeting vector를 이용하여 ES cells에서 Psx2 유전자 knock-out, 5) Psx 유전자를 과발현시키는 세포주를 만들고 Psx에 의해 조절되는 유전자 탐색, 6) 새로 밝히 PLP-C members 유전자들의 조절기전을 Rcho-1 세포주를 이용하여 여러 거지 성장인자와 다른 호르몬에 대한 반응을 탐색, 7) Psx와 PLP-C${\gamma}$ 유전자의 chromosomal mapping 등을 밝힐 것이다.