침입탐지 시스템은 정밀성자 적응성, 그리고 확장성을 필요로 한다. 이와 같은 조건을 포함하면서 복잡한 Network 환경에서 중요하고 기밀성이 유지되어야 할 리소스를 보호하기 위해, 우리는 더욱 구조적이며 지능적인 IDS(Intrusion Detection Systems) 개발의 필요성이 요구되고 있다. 본 연구는 데이터 마이닝(Data mining)을 통해 입 패턴, 즉 침입 규칙(Rules)을 생성한다. 데이터 마이닝 기법 중 분류(Classification)에 초점을 맞추어 분석과 실험을 하였으며, 사용된 데이터는 KDD데이터이다. 이 데이터를 중심으로 침입 규칙을 생성하였다. 규칙생성에는 유전자알고리즘(Genetic Algorithm : GAs)을 적용하였다. 즉, 오용탐지(Misuse Detection) 기법을 실험하였으며, 생성된 규칙은 침입데이터를 대표하는 규칙으로 비정상 사용자와 정상 사용자를 분류하게 된다. 규칙은 "Time Based Traffic Model", "Host Based Traffic Model", "Content Model" 이 세 가지 모듈에서 각각 상이한 침입 규칙을 생성하게 된다. 본 시스템에서 도출된 침입 규칙은 430M Test data set에서 테스트한 결과 평균 약94.3%의 성능 평가 결과를 얻어 만족할 만한 성과를 보였다.의 성능 평가 결과를 얻어 만족할 만한 성과를 보였다.
토양 등의 인 제한환경에서 특이적으로 발현하는 벡터를 구축하기 위해서 Enterobacter areogenes의 phoA 유전자의 promoter가 든 pEAAP를 구축하였다. pEAAP는 pET-22b(+)을 BglII와 XbaI으로 절단하여 T7 promoter와 lac operator를 제거하고pho box가 포함된 phoA promoter를 삽입하여 구축하였다. pEAAP가 인 제한 환경에서 특이적으로 발현되는지 조사하고자 Bacillus subtillis var. amyloliquefaciens (KCTC 8913P)의 Phytase유전자인 Bsa-phy1을 도입한 pEAPHY1을 구축하였다. CK-PHY1 (pEAPHY1을 도입한Escherichia coli JM109)는 인 제한 환경에서 41 kD)의 Bsa-Phy1을 발현하였다. 또한, CK-PHY1은 phytate를 유일한 인산원으로 첨가된 고체배지에서 phytate를 분해하여 투명대를 형성하였다.
본 연구는 밀사에 의한 환경스트레스가 닭의 품종에 따라 스트레스 및 대사 연관 유전자들의 발현에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 실시하였다. 공시계는 한국재래닭과 백색레그혼으로 두 품종 모두 40주령 때 대조구($540cm^2$/수) 및 고밀도구($311cm^2$/수)로 분리하고, 50주령까지 10주간 사육하였다. 사양시험 종료 후, 각 개체의 간으로부터 total RNA를 추출하고, 스트레스, 소포체(ER) 스트레스 및 대사 연관유전자들의 발현을 real-time PCR을 이용하여 분석하였다. 한국재래계는 분석된 모든 스트레스 표지 유전자들의 발현이 밀사구와 대조구 사이에 유의적인 변화를 보이지 않았다. 그러나 백색레그혼의 경우, HSP70과 $HSP90{\alpha}$ 유전자의 발현이 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 분석된 ATF6, GRP78, SREBP2 등의 발현은 품종 간 차이를 볼 수 없었지만, XBP1의 경우 백색레그혼이 한국재래계에 비하여 높은 발현을 보였다(P<0.05). 분석된 유전자들 중 FABP4, FATP1, ACSL1 등의 경우, 한국재래계에 비하여 백색레그혼에서 높은 유전자 발현을 보였다(P<0.05). GLUT의 발현은 품종 간에는 영향을 받지 않지만, 밀사에 의한 영향을 받고 있음을 보여주었다. 고밀도사양 체계는 닭의 품종과 관계없이 스트레스 요인이 될 수 있으며, 닭의 품종이나 개량의 정도에 따라 스트레스 반응에 대한 유전적 차이가 있음을 시사하고, 또한 밀사와 같은 환경적 스트레스는 간의 지방 및 포도당 대사에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.
암세포의 침윤은 숙주 조직의의 기저막과 세포외 기질을 침투함으로써 일어난다. 침윤과 전이과정에는 단백질가수분해 효소인 matrix metalloproteinases (MMPs)가 깊이 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며, MMP의 가수분해 활성은 tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs)라는 억제 단백질에 의해 억제된다. TIMP-2는 21kDa 크기의 포유류 단백질로 대장균에서 과발현 시 다른 많은 포유류 단백질과 마찬가지로 가용성이 낮은 봉입체 형태로 발현된다. TIMP-2 단백질의 접힘에 6개의 이황화결합이 필요하고, 이는 일반적으로 대장균 환경은 적합하지 않다. 본 연구에서는 대장균에서 불가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 유전자셔플링 기법의 한 가지인 StEP (staggered extension process)를 변형하고 동시에 $Mn^{2+}$ 농도 변화와 dGTP 불균형을 이용한 무작위 돌연변이 기법을 혼용하여 대장균에서 가용성 TMP-2 재조합 변이체를 생성하고자 하였다. 무작위로 재조합된 TIMP-2 유전자 중에서 가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 선별하기 위해서 chloramphenicol acetyltransferase (CAT)-융합 방법을 도입하였다. CAT 유전자가 가용성으로 발현되는 재조합 TIMP-2 유전자에 융합되면 이를 갖는 E. coli는 높은 chloramphenicol 환경에서 생존이 가능하게 된다. 이러한 in virro mutageuesis 기법과 CAT-융합 방법으로 대장균 가용성 TIMP-2 재조합 변이체를 14가지 얻을 수 있었다. 변이체 TIMP-2의 아미노산서열 분석과 구조 분석 결과 주로 소수성 아미노산이 친수성 아미노산으로 전환되었고, MMP와의 결합이 관여하지 않는 C-말단 부위에 돌연변이가 집중되어 있었다. 본 연구에서 개발된 간편하고 새로운 in vitro 재조합 방법과 CAT을 이용한 스크리닝 기법은 다른 많은 대장균 내 불가용성 단백질의 발현에도 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
식물 잎의 발달과정에서 heteroblasty는 외부 환경에 대한 식물의 형태적 적응 방법을 매우 잘 반영하며 이에 따른 변화는 기관의 최종 형태와 크기에 영향을 미친다. Heteroblasty를 나타내는 인자 중에서 leaf index는 단엽식물의 잎의 최종 모양과 크기를 나타내는 대표적인 인자이다. Leaf index는 결국 잎몸에서의 세포 증식과 세포 신장의 두 요인에 의해 결정된다. 비록 세포의 증식과 신장을 조절하는 유전자와 조절 기작들이 연구되고 있으나 큰 청사진을 제시하기에는 아직 미흡하다. 본 연구에서는 발달과정 중 잎의 leaf index 조절에 관여하는 유전자를 밝히고 그 조절 기작을 알아내기 위하여 애기장대 돌연변이체를 이용한 분자유전학적, 생리학적인 실험을 수행하였다. 잎과 잎 세포가 커지는 돌연변이체인 macrophylla (mac)를 선발하여 잎의 확장과정과 leaf index의 이상으로 인해 잎 기관의 모양뿐 만 아니라 heteroblasty에 변화가 발생했다는 사실을 밝혀냈다. 또한 이 돌연변이체는 기존에 알려진 ROTUNDIFOLIA3 (ROT3) 유전자의 점 돌연변이에 의해 일어났다고 판명되었고 mac/rot3-5로 명명되었다. 브라시노스테로이드 처리로 인해 ROT3 유전자의 발현이 음성 되먹임 저해를 받는 것으로 보아 ROT3 유전자가 브라시노스테로이드 생합성에 관여함을 제시하였다. 또한 암상태에서 ROT3 유전자의 발현이 증가하며, mac/rot3-5 돌연변이체가 야생형보다 암반응이 약하게 나타났다. 이러한 분석 결과를 토대로 본 논문은 ROT3 유전자가 잎의 확장과정에서 잎의 leaf index 조절과 고유한 heteroblasty의 정립에 중요한 역할을 수행하며, 브라시노스테로이드 호르몬의 조절을 통하여 음지회피성과 같은 환경조절반응을 수행하고 있다는 새로운 사실을 제시하였다.
본 연구는 국내로 유입되어 벼를 가해하는 주요 해충인 벼멸구의 감수성 및 항충성의 차이를 조사하고자 품종별 발육기간, 성충 수명, 산자수, 생명표 등을 조사하였다. 벼 품종별 발육실험에서 난기간은 품종에 상관없이 9일 정도로 조사되었고, 전체 약충기간은 품종별로 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 발육단계별 우화율의 경우 Bph1 유전자를 가진 장성벼가 36%로 가장 낮은 수준으로 조사되었다. Bph2 유전자를 가진 친농벼의 경우 우화율이 70%로 가장 높았으며 감수성 품종인 동진 1호는 50%의 우화율을 나타냈다. 저항성 유전자를 가진 품종을 섭식한 벼멸구의 경우 발육기간과의 연관성은 낮지만, 탈피 과정에 영향을 미치는 것으로 추측된다. 벼멸구의 생식과 관련하여 품종에 따라 산란전기는 차이가 없는 것으로 조사되었으며, 산란기간은 $23.1{\pm}2.88$일로 동진 1호가 가장 길었고 Bph2 유전자를 가진 친농벼와 중모 1045는 각각 $19.3{\pm}2.26$일, $18.9{\pm}2.03$일로 통계적으로 유사하였다. 그에 비해 Bph1 유전자를 가진 청청벼와 장성벼의 산란기간이 짧았으며, 특히 장성벼는 $4.7{\pm}1.46$일로 가장 짧았다. 암컷 수명과 산자수는 산란기간과 동일한 경향으로 조사되어 청청벼와 장성벼에서의 벼멸구의 생식능력이 다른 품종에 비해 낮음을 확인하였다. 생명표 분석을 통해 얻어진 데이터를 비교한 결과, 순증가율은 중모 1045 ($64.51{\pm}25.414$), 친농벼($51.61{\pm}28.558$), 동진 1호($43.25{\pm}13.952$), 청청벼($11.02{\pm}7.497$), 장성벼($2.51{\pm}3.620$) 순으로 낮았고, 내적자연증가율은 중모 1045 ($0.196{\pm}0.0155$), 친농벼($0.181{\pm}0.0246$), 동진 1호($0.172{\pm}0.0179$), 청청벼($0.127{\pm}0.0402$), 장성벼($0.048{\pm}0.0582$) 순이었다. 기간자연증가율은 순증가율과 같은 순서였고, 평균세대기간은 동진 1호, 친농벼, 중모 1045, 장성벼, 청청벼 순이었으며, 배수기간은 장성벼에서 가장 긴 것으로 조사되었으나 통계적으로 모든 품종에서 유의했다. 종합해 보면 장성벼의 경우 벼멸구가 번식하는 데 있어서 다른 품종에 비해 가장 불리하며, 저항성 유전자가 있지만 친농벼와 중모 1045는 벼멸구의 번식에 있어서 감수성 품종과 차이가 없는 것으로 조사되었다. 저항성 유전자를 포함한 품종 간에서도 벼멸구의 가해능력이 차이가 있는 것으로 보아, 벼멸구 방제를 위한 저항성 품종 육종에 있어서 다양한 요인을 고려하고, 저항성 유전자가 어떠한 기작을 통하여 저항성 반응을 나타내는지에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구는 여러 말 품종에서 Dopamine Receptor D4 (DRD4)의 유전적 다형성 및 Jeju crossbred에서의 기질특성과의 연관성을 분석하였다. DRD4 유전자의 다형성은 인간을 포함한 다양한 포유동물에서 기질과 연관된 후보 유전자이다. 말의 DRD4의 엑손 3번 영역에 있는 SNP G292A는 Thoroughbred에서 호기심과 경계와 관련이 있는 것으로 보고 되었다. 세 가지 말 품종에서 DRD4 유전자 내 존재하는 변이들의 다형성을 확인하기 위해 Sanger sequencing을 활용하였다. 제주마에서 각각의 빈도는 타 품종과 큰 차이를 보였다. 말의 품성 평가는 Jeju crossbred를 이용하여 수행하였으며, 기질 평가와 접촉 평가를 활용하여 각각 5개 항목과 2개 항목을 점수화 하였다. 품성 평가 결과 각 항목 간의 높은 상관관계를 확인하였다. 말의 DRD4 유전자 내 변이와 품성 평가 결과를 비교한 결과 대립유전자 A를 가지고 있을 때 기질 평가 5개 항목에서 모두 점수가 낮은 경향을 보이는 것을 확인하였으나 유의성은 없었다. Jeju crossbred의 G292A의 SNP과 혈액 내 도파민 수치를 비교한 결과 GA형이 GG형보다 약 2.87배 높은 결과를 확인하였다. 이번 연구를 통하여 DRD4 유전자 다형성과 말의 기질을 평가하기 위한 여러 평가 방법 및 신경전달물질과의 연관성을 확인할 수 있었다. 추가적인 연구를 통하여 품성 평가를 위한 유전자 마커로서 활용 가능할 것으로 사료된다.
플라스틱은 전세계적으로 사용량이 증가함에 따라 해양 환경으로 유입되는 플라스틱 쓰레기의 양도 꾸준히 증가하고 있으며, 미세플라스틱은 해양 생물에 의해 섭취되어 소화관에 축적됨에 따라 성장과 생식에 유해한 영향을 미친다. Cytochrome P450 (CYP)는 환경 오염물질을 대사하는 해독효소로 알려져 있으나 지각류에서는 그 기능에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis에서 clan 2, 3, 4에 각각 속하는 CYP 유전자 9종(clan 2: CYP370A4, CYP370C5; clan 3: CYP350A1, CYP350C5, CYP361A1; clan 4: CYP4AN-like, CYP4AP2, CYP4AP3, CYP4C33-like1)의 서열에 대해 진화적으로 보존된 서열의 유사도를 분석하고 계통분석을 실시하였다. 또한 3종류의 서로 다른 크기의 polystyrene beads (0.05-, 0.5-, 6-㎛ PS beads; 0.1, 1, and 10 mg/L)에 48시간 노출된 기수산 물벼룩에서 이들 9종의 CYP 유전자의 발현을 real time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)로 분석하였다. 결과적으로 기수산 물벼룩 CYP 유전자는 모두 진화적으로 보존된 motif를 가지고 있으며 계통분석 결과 각각 clan 2, 3, 4에 속하는 것으로 확인되었다. 이는 기능적으로 보존되어 있음을 의미한다. CYP 유전자 중 clan 2에 속하는 CYP370C5와 clan 3에 속하는 CYP360A1, 그리고 clan 4에서는 CYP4C122 유전자의 발현이 0.05-㎛ PS beads에 노출되었을 때 유의하게 증가하는 양상을 보였으며, 이는 이들 유전자가 PS 대사에 관여한다는 것을 의미한다. 본 연구는 미세플라스틱이 해양 무척추 동물에 미치는 생물 영향을 분자적 수준에서 이해하는데 도움이 될 것이다.
기계학습의 한 종류인 분류자 시스템은 간단한 문제에 대하여 실시간 처리와 온라인 학습이 가능하다. 그러나 복잡한 환경에서는 빠른 적응이 힘들다. 본 논문에서는 복잡한 환경에서 분류자 시스템의 적응 성능을 개선함으로써 실시간이 가능하도록 전체 환경을 분류하고 각기 다른 룰 셋을 이용하는 룰 클러스터링에 의한 분류자 시스템을 제안한다 환경을 상황에 따라 나눔으로써 전체 환경이 변화하였을 경우 각 상황에 따른 변화에 대해서만 추가적으로 학습함으로써 탐색 공간을 줄여 학습 시간을 감소시킨다. 제안한 시스템은 분류자 시스템 중 ZCS을 이용하여 로봇축구 시스템에 적용하여 기존의 방법과 그 성능을 비교 검토한다.
실험은 심비디움 원괴체 (PLB: protocorm-like bodies)를 재료로 유전자총을 이용한 효율적인 형질전환 조건을 확립하고자 수행되었다. 이 PLB 조직에 제초제저항성 유전자인 bar 유전자와 reporter 유전자인 gus를 포함하고 있는 pCAMBIA3301 벡터를 이용하여 유전자총으로 형질전환 하였다. 형질전환 벡터에 포함되어 있는 제초제저항성유전자 (bar)를 이용하여 선발하게 되므로 선발배지에 첨가될 제초제로서 PPT (Phosphinotricin)의 적정 농도를 찾고자 실험한 결과, 5 mg/l에서 최적의 대부분의 PLB의 생육이 억제되고 신초형성이 이루어지지 않았다. 이를 기반으로 유전자총 실험에 맞는 최적 조건을 찾는 실험을 수행하여 1.0 ${\mu}m$ gold입자크기, 헬륨가스 압력은 1,100과 1,350 psi사이에서는 차이가 없다는 전제 하에 물리적 피해가 덜 가는 1,100 psi를 조건으로 선택하였고, 유전자총과 목표물과의 거리는 6 cm 그리고 DNA 농도는 1회 유전자총 발사횟수당 1.0 ${\mu}g$ 조건을 최적조건으로 하였다. 이 조건을 기반으로 100개의 PLB를 형질전환 하면 평균적으로 6 ~ 8개의 PLB가 제초제 저항성을 나타내는 개체로 성장하고 최종적으로 2개체 정도가 온실에서 순화과정을 거쳐 완전한 형질전환 식물체로 생산된다. 이외에도 유전자총 실험 전에 0.2 M sorbitol과 0.2 M mannitol을 혼합처리하여 4시간 동안 배양시키면 2배 이상 효율을 높일 수 있게 되어, 결론적으로 100개의 PLB를 형질전환 수행하면 최종적으로 3.2 ~ 4.0개 정도의 형질전환 심비디움 식물체가 나오는 효율이라고 할 수 있다. 본 실험을 통해 생산된 형질전환 심비디움 개체들은 PCR 분석을 통해 유전자 도입을 확인하였고, 형질전환 개체 중 임의로 선발된 5계통들의 잎을 Basta 0.5% 용액에 침지한 결과, 3 계통은 제초제에 저항성을 가지는 것으로 확인되었고, 그중 1계통은 아주 강한 저항성을 보여주었다. 본 실험 결과들을 바탕으로 환경저항성 등의 유용유전자가 도입된 형질전환 심비디움 식물체 개발에 기여하리라 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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