• Genomics & Informatics
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• 제4권2호
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• pp.80-86
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• 2006

It is clear that the construction of large insert DNA libraries is important for map-based gene cloning, the assembly of physical maps, and simple screening for specific genomic sequences. The bacterial artificial chromosome (BAC) system is likely to be an important tool for map-based cloning of genes since BAC libraries can be constructed simply and analyzed more efficiently than yeast artificial chromosome (YAC) libraries. BACs have significantly expanded the size of fragments from eukaryotic genomes that can be cloned in Escherichia coli as plasmid molecules. To facilitate the isolation of molecular-biologically important genes in Ashbya gossypii, we constructed Ashbya chromosome-specific BAC libraries using pBeloBAC11 and pBACwich vectors with an average insert size of 100 kb, which is equivalent to 19.8X genomic coverage. pBACwich was developed to streamline map-based cloning by providing a tool to integrate large DNA fragments into specific sites in chromosomes. These chromosome-specific libraries have provided a useful tool for the further characterization of the Ashbya genome including positional cloning and genome sequencing.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권3호
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• pp.436-440
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• 2022

본 연구에서는 염색체가공기술을 이용하여 xylan으로부터 다양한 대사산물을 생산할 수 있는 유전자를 도입한 효모인 공염색체를 구축하였다. 효율적인 염색체가공기술인 PCS법을 이용하기 위해 염색체 splitting에 필요한 splitting fragment (DNA module)를 각각 제작하였고, xylan 대사에 관여하는 유전자군을 가진 YKY164 균주에 형질전환하였다. 두번의 염색체 splitting에 의해 1,124 kb의 효모 7번염색체는 887 kb-YAC, 45 kb-mini YAC와 198 kb-YAC로 가공되었으며, 총 18개의 염색체를 가진 YKY183 균주를 구축하였다. 염색체가공을 위한 splitting efficiency는 50-78%였으며, 45 kb-mini YAC 상에 있는 외래유전자의 발현 및 효소활성은 염색체가공 전과 비교하여 유의미한 변화 및 저하는 관찰되지 않았다. 또한 생산된 재조합효소에 의한 xylan의 분해산물을 확인하였으며, 160 generation 동안 미니 효모인 공염색체는 염색체의 결실없이 안정적인 mitotic stability를 유지하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권5호
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• pp.821-825
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• 2018

A copy number amplification system for yeast artificial chromosomes (YACs) was combined with simultaneous overexpression of genes integrated into a YAC. The chromosome VII (1,105 kb) was successfully split to 887 kb, 44 kb containing the element for copy number amplification, and a 184-kb split-YAC. The 44-kb split-mini YAC was amplified a maximum of 9-fold, and the activity of the reporter enzymes integrated into the split-mini YAC increased about 5-7-fold. These results demonstrate that the mini-YAC containing a targeted chromosome region can be readily amplified, and the specific genes in the mini-YAC could be overexpressed by increasing the copy number.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1995년도 추계학술대회
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• pp.197-200
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• 1995

In this paper, we proposed the multi-step multi-layer artificial neural network(MMANN) to classify the chromosome, Which is used as a chromosome pattern classifier after learning. We extracted three chromosome morphological feature parameters such as centromeric index, relative length ratio, and relative area ratio by means of preprocessing method from ten chromosome images. The feature parameters of five chromosome images were used to learn neural network and the rest of them were used to classify the chromosome images. The experiment results show that the chromosome classification error is reduced much more, comparing with less feature parameters than that of the other researchers.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.233-241
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• 1997

The research on chromosomes is very significant in cytogenetics since genes of the chromosomes control revelation of the inheritance plasma. The human chromosome analysis is widely used to study leukemia, malignancy, radiation hazard, and mutagen dosimetry as well as various congenital anomalies such as Down's, Klinefelter's, Edward's, and Patau's syndrome. The framing and analysis of the chromosome karyogram, which requires specific cytogenetic knowledge is most important in this field. Many researches on automated chromosome karyotype analysis methods have been carried out, some of which produced commercial systems. However, there still remains much room to improve the accuracy of chromosome classification and to reduce the processing time in real clinic environments. In this paper, we proposed a hierarchical artificial neural network(HANN) to classify the chromosome karyotype. We extracted three or four chromosome morphological feature parameters such as centromeric index, relative length ratio, relative area ratio, and chromosome length by preprocessing from ten human chromosome images. The feature parameters of five human chromosome images were used to learn HANN and the rest of them were used to classify the chromosome images. The experiment results show that the chromosome classification error is reduced much more than that of the other researchers using less feature parameters.

• 생명과학회지
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• 제20권5호
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• pp.789-793
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• 2010

복잡한 진핵생물에서의 물리적 지도 작성이나 기능해석에 효모인공염색체(YAC)를 이용하기 위해서는 원하는 target region의 인공염색체화 및 single-copy인 YAC의 복제수를 늘이는 것이 요구된다. 본 연구에서는 YAC manipulation system에 복제수 증폭시스템(copy number amplification system)을 도입한 Simultaneous YAC Manipulation-Amplification (SYMA) system을 구축하였다. 식물염색체를 가진 YAC clone의 splitting과 증폭을 위해 conditional centromere와 thymidine kinase (TK) 유전자를 가진 pBGTK plasmid를 구축하였고, splitting fragment의 PCR을 위한 주형으로 사용하였다. 590 kb의 YAC clone은 splitting과 동시에 copy number amplification element를 가진 100 kb YAC와 490 kb YAC로 분리되었고, 100 kb YAC는 유도기질로 3 mg/ml sulfanilamide와 $50\;{\mu}g/ml$ methotrexate (S3/M50)의 첨가에 의해 14.4배로 그 복제수가 증가하였음을 확인할 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.1-9
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• 2017

유전 알고리즘은 생물 유전학에 기본 이론을 두는 전역 탐색 알고리즘으로, 산업, 뉴럴 네트워크, 웹, 그리고 국방 등의 분야에서 활발히 사용되고 있다. 하지만 기존의 유전 알고리즘은 염색체의 개수가 고정되어 있는 형태여서 시뮬레이션 도중 초기에 주어진 상황보다 더 복잡한 상황이 주어질 수 있는 경우에는 적용이 힘들다는 한계점이 존재한다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해서 염색체 비분리를 적용한 가변 염색체 유전 알고리즘을 제안하였다. 그리고 염색체 수의 변화가 시뮬레이션 결과에 영향을 미치는 것을 확인하기 위하여 대 잠수함 HVU 호위 임무 시뮬레이션에 염색체 비분리를 적용한 가변 염색체 유전 알고리즘을 적용하였다. 시뮬레이션 결과 기존의 유전 알고리즘과는 달리 가변 염색체 유전 알고리즘에서는 더 복잡한 전술이 더 일찍 등장하였으며, 그에 따라 염색체 수가 증가하는 방향으로 진화가 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.646-650
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• 2016

본 연구는 염색체 가공기술(chromosome manipulation technique)을 이용하여 다양한 개수의 염색체를 가진 균주들의 세포 성장속도 및 life span을 비교하여 염색체 수의 증가가 세포 생리에 미치는 영향을 조사하였다. 16개의 염색체를 가지는 숙주세포 FY833 균주와 18개의 염색체를 가지는 YKY18 및 YKY18R 균주, 24개의 염색체를 가지는 YKY24 균주와 30개의 염색체를 가지는 YKY30 균주를 사용하여 specific growth rate를 비교해 본 결과, YKY18 균주와 YKY24 균주는 세포성장의 변화가 거의 없었으나, YKY18R 균주와 YKY30 균주에서는 숙주세포에 비해 각각 25%와 40% 이상 성장이 감소됨을 확인 할 수 있었다. 또한 염색체 수와 노화의 관계를 알아보기 위해 replicative life span을 조사해 본 결과, YKY24균주와 YKY30 균주에서 숙주세포에 비해 약 14%와 45% 정도로 life span이 감소했음을 알 수 있었다. 노화인자로 알려져 있는 telomere의 길이도 인공염색체의 수가 증가될수록 점점 다양해지고 길이가 짧아짐을 확인 할 수 있었다. 따라서 염색체 수의 증가도 새로운 노화원인이 될 수 있다는 가능성을 제시하였고, 본 연구 결과가 다양한 인공염색체를 가진 산업용 균주의 안정적인 개량을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이라 기대한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권2호
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• pp.184-189
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• 2012

We sought to breed an industrially useful yeast strain, specifically an ethanol-tolerant yeast strain that would be optimal for ethanol production, using a novel breeding method, called genome reconstruction, based on chromosome splitting technology. To induce genome reconstruction, Saccharomyces cerevisiae strain SH6310, which contains 31 chromosomes including 12 artificial mini-chromosomes, was continuously cultivated in YPD medium containing 6% to 10% ethanol for 33 days. The 12 mini-chromosomes can be randomly or specifically lost because they do not contain any genes that are essential under high-level ethanol conditions. The strains selected by inducing genome reconstruction grew about ten times more than SH6310 in 8% ethanol. To determine the effect of mini-chromosome loss on the ethanol tolerance phenotype, PCR and Southern hybridization were performed to detect the remaining mini-chromosomes. These analyses revealed the loss of mini-chromosomes no. 11 and no. 12. Mini-chromosome no. 11 contains ten genes (YKL225W, PAU16, YKL223W, YKL222C, MCH2, FRE2, COS9, SRY1, JEN1, URA1) and no. 12 contains fifteen genes (YHL050C, YKL050W-A, YHL049C, YHL048C-A, COS8, YHLComega1, ARN2, YHL046W-A, PAU13, YHL045W, YHL044W, ECM34, YHL042W, YHL041W, ARN1). We assumed that the loss of these genes resulted in the ethanol-tolerant phenotype and expect that this genome reconstruction method will be a feasible new alternative for strain improvement.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권4호
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• pp.564-570
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• 2005

This paper provides a basis for investigating 'The Origin of Artificial Species,' as a robot can be considered as an artificial creature. To design an artificial creature, its general internal architecture is presented and its artificial chromosomes are proposed as its essential components. Rity as an artificial creature is developed in a virtual world of PC to test the world's first robotic 'chromosomes,' which are a set of computerized DNA (Deoxyribonucleic acid) codes for creating robots (artificial creatures) that can have their own personality, and can ultimately reproduce their kind, or even evolve as a distinct species. The effectiveness of the artificial chromosomes is demonstrated by implanting the genetic code into two Ritys living in a virtual world, in order to define their personality.