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Internet-based Information System for Agricultural Weather and Disease and Insect fast management for rice growers in Gyeonggi-do, Korea

  • S.D. Hong;W.S. Kang;S.I. Cho;Kim, J.Y.;Park, K.Y;Y.K. Han;Park, E.W.
    • 한국식물병리학회:학술대회논문집
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    • 한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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    • pp.108.2-109
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    • 2003
  • The Gyeonggi-do Agricultural Research and Extension Services has developed a web-site (www.epilove.com) in collaboration with EPINET to provide information on agricultural weather and rice disease and insect pest management in Gyeonggi-do. Weather information includes near real-time weather data monitored by automated weather stations (AWS) installed at rice paddy fields of 11 Agricultural Technology Centers (ATC) in Gyeonggi-do, and weekly weather forecast by Korea Meteorological Administration (KMA). Map images of hourly air temperature and rainfall are also generated at 309m x 309m resolution using hourly data obtained from AWS installed at 191 locations by KMA. Based on near real-time weather data from 11 ATC, hourly infection risks of rice blast, sheath blight, and bacterial grain rot for individual districts are estimated by disease forecasting models, BLAST, SHBLIGHT, and GRAINROT. Users can diagnose various diseases and insects of rice and find their information in detail by browsing thumbnail images of them. A database on agrochemicals is linked to the system for disease and insect diagnosis to help users search for appropriate agrochemicals to control diseases and insect pests.

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단백질 서열의 상동 관계를 가중 조합한 단백질 이차 구조 예측 (Prediction of Protein Secondary Structure Using the Weighted Combination of Homology Information of Protein Sequences)

  • 지상문
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.1816-1821
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    • 2016
  • 단백질은 대부분의 생물학적 과정에서 중대한 역할을 수행하고 있으므로, 단백질 진화, 구조와 기능을 알아내기 위하여 많은 연구가 수행되고 있는데, 단백질의 이차 구조는 이러한 연구의 중요한 기본적 정보이다. 본 연구는 대규모 단백질 구조 자료로부터 단백질 이차 구조 정보를 효과적으로 추출하여 미지의 단백질 서열이 가지는 이차 구조를 예측하려 한다. 질의 서열과 상동관계에 있는 단백질 구조자료내의 서열들을 광범위하게 찾아내기 위하여, 탐색에 사용하는 프로파일의 구성에 질의 서열과 유사한 서열들을 사용하고 갭을 허용하여 반복적인 탐색이 가능한 PSI-BLAST를 사용하였다. 상동 단백질들의 이차구조는 질의 서열과의 상동 관계의 강도에 따라 가중되어 이차 구조 예측에 기여되었다. 이차 구조를 각각 세 개와 여덟 개로 분류하는 예측 실험에서 상동 서열들과 신경망을 동시에 사용하여 93.28%와 88.79%의 정확도를 얻어서 기존 방법보다 성능이 향상되었다.

PC-Cluster 기반 병렬형 유전자 서열 검색 시스템의 개발 및 성능 평가 (Development and Performance Evaluation of Parallel Sequence Analysis System on PC-Cluster)

  • 신용원;박정선
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.617-621
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    • 2004
  • 최근 들어 유전자 서열의 생산량 증가에 비례하여 유전자 발현 마이크로 칩과 같은 새로운 분석방법과 기술들이 도입되면서 연구자들이 매일 수천개의 서열을 효율적으로 분석해야 할 필요성이 증대되고 있다. 이러한 생명공학분야의 급속한 발전은 대용량 유전자 서열에 대한 빠른 분석이 가능한 컴퓨팅 자원을 요구하고 있으나 IT 인프라에 대한 막대한 투자비용으로 인해 관련 연구기관에서 쉽게 이들 컴퓨팅 자원을 도입하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 저가의 PC서버를 고속의 네트워크로 연결한 PC 클러스터를 활용하여 시스템의 안정성과 신뢰성을 보장함과 동시에 범용성을 지닌 병렬형 유전자 서열 검색 시스템을 구축하였다. 이러한 효율적인 시스템 구축을 통해 생물정보 데이터베이스 및 서열 검색 시스템을 제공하고, 대용량 서열 데이터베이스의 검색 시간을 단축하였다.

DNA 바코드를 이용한 국내 유통 두족류 제품의 원재료 모니터링 연구 (Monitoring of Commercial Cephalopod Products Sold on the South Korea Market using DNA Barcode Information)

  • 유연철;홍예원;김정주;김형수;강태선
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.502-507
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    • 2019
  • 본 연구는 국내에 유통되는 두족류 제품에 대한 모니터링을 수행하였다. 문어와 오징어로 표기되어 판매되는 28개 제품을 대상으로 DNA 바코드를 분석하여 원재료의 종을 동정하였다. DNA 바코드 증폭을 위하여 미토콘드리아의 16S ribosomal RNA 및 cytochrome c oxidase subunit I 유전자 부위를 증폭하는 두 종류의 프라이머 세트를 선정하였으며, 이를 이용하여 증폭된 PCR 산물의 염기서열을 분석하였다. 확보한 염기서열은 'BLAST Search'를 이용하여 미국국립보건원 GenBank에 등록되어있는 생물 종의 염기서열과 비교하여 유사도와 매칭 점수를 고려하여 최종 종을 동정하였다. 동정결과, 원재료를 오징어로 표기한 12개 제품은 아메리카대왕오징어(Dosidicus gigas, n=3), 살오징어(Todarodes pacificus, n=9) 종으로 확인되었다. 반면 문어를 원재료로 표기한 16개 제품의 경우, 6개 제품에서 대만주머니낙지(Cistopus taiwanicus, n=1), 하이야주꾸미(Amphioctopus marginatus, n=1), Scaeurgus unicirrhus(n=1), 아메리카대왕오징어(Dosidicus gigas, n=3)로 동정되어 표기된 원재료와 불일치하였으며, 이 중 3개의 제품은 알레르기 유발 원재료인 오징어가 사용되었음을 확인하였다.

벼 이삭목도열병(病)의 감염(感染)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on Neck Blast Infection of Rice Plant)

  • 김홍기;박종성
    • 농업과학연구
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    • 제12권2호
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    • pp.206-241
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    • 1985
  • 이 연구(硏究)는 목도열병(病)의 감염시기(感染時期)와 조직내(組織內) 감염속도(感染速度) 및 감염(感染)에 영향(影響)을 미치는 전염원(傳染源)의 소재(所在), 엽초내외의 제조건(諸條件) 등(等)을 구명(究明)하여 합리적(合理的)인 방제체계(防除體系)를 확립(確立)하는 자료(資料)를 얻고자 실시(實施)하였다. 1. 벼 이삭목도열병(病)의 감염(感染) 최성기(最盛期)는 수잉기(穗孕期)였으며 그 다음이 출수기(出穗期)로 이 시기(時期)에 대부분의 이삭목이 감염(感梁)되고 있었다. 그러나 통일계(統一系) 품종(品種)은 출수후(出穗後)에도 환경(環境)에 따라 높은 감염(感染) 가능성(可能性)을 갖고 있었다. 2. 벼 이 삭목도열병(病)의 잠복기간(潛伏期間)은 자연조건하(自然條件下)에서 10~22일(日)로 그 변동복(變動福)이 넓었다. 인공접종시(人工接種時) 이삭이 어릴수록 잠복기간(潛伏期間)은 짧았고 감염속도(感染速度)가 심(甚)했으나 지엽절(止葉節) 밖으로 추출(抽出)한 이삭목은 잠복기간(潛伏期間)도 길고 발병률(發病率)도 낮았으며 조직내(組織內) 감염속도(感染速度)가 늦었다. 3. 이삭목도열병(病)의 약제방제(藥劑防除) 적기(適期)는 도열병균(稻熱病菌)의 감염(感染) 최성기(最盛期)와 잠복기간(潛伏期間)을 고려(考慮)할 때 속효성(速效性) 약제(藥齊)는 출수(出穗)5~10일전(日前), 지효성(遲效性) 약제(藥齊)는 10~15일전(日前)으로 추정(推定)된다. 4. 도열병균(病菌) 포자(胞子)의 엽초내 침투(浸透)는 주(主)로 지엽(止葉)을 포함(包含)한 상위(上位) 3개엽(個葉)에서 이루어졌고 강우(降雨)나 이슬, 일액(溢液) 등(等)과 함께 엽초 봉합부(縫合部)에서 침윤현상(浸潤現象)에 의해 이루어졌으며 침투율(浸透量)은 수도(水稻)의 생육기간중(生育期間中) 수잉기(穗孕期)가 가장 많았다. 포자(胞子)의 엽초내 침투(浸透)는 엽설(葉舌)이 크게 저지(沮止)하고 있었다. 5. 엽초내에 침투(浸透)한 포자(胞子)의 이삭에의 부착량(附着量)은 형태적(形態的)으로 복잡(複雜)한 수수절(穗首節)과 수축절(穗軸節)이 가장 많았고 이에는 모용(毛茸)와 퇴화지경(退化枝梗)이 크게 영향(影響)을 미치고 있어 이들이 목도열병(病) 감염(感染)을 조장(助長)하고 있었다. 6. 벼 이삭목도열병(病) 감염(感染) 가능(可能) 포자농도(服子濃度)는 계통간(系統間) 차이(差異)가 있어 통일계(統一系) 품종(品種)은 일반계(一般系)보다 낮은 100개(個) 이하(以下)의 포자농도(胞子濃度)에서도 쉽게 감염(感染)이 되었으며 발병지수(發病指數)도 매우 높아 그 피해(被害)가 더욱 심(甚)했다. 7. 벼 이삭목도열병(病)과 상관(相關)이 높은 이삭목의 질소함량(窒素含量)과 규소함량(硅數含量)은 벼 생육기간(生育時期)에 따라 큰 차이(差異)가 있어 질소함량(窒素含量)은 수잉기(穗孕期)에서 출수기(出穗期)로 갈수록 증가(增加)를 보였고 그 후 다소(多少) 감소(減少)하고 있었다. 규소함량(硅數含量)은 수잉기(穗孕期)로부터 점차 증가(增加)하고 있어 이들 체내성분(體內成分)의 변화(變化)가 목도열병(病)의 발병(發病)을 조장(助長)하고 있었다. 8. 도열병균(稻熱病菌) 포자(胞子)의 비산(飛散)은 대다수 수직(垂直) 방향(方向)으로 상승(上昇)또는 하강(下降)하여 도체(稻體)에 부간(附看)하였으며 수평(水平)으로 이동(移動)하는 포자(胞子)는 극(極)히 적어 출수후(出穗後)의 이삭목에 부간(附看)하는 포자수(胞子數)가 적으므로 출수후(出穗後) 목도열병(病) 감염율(感染率)은 매우 낮을 것으로 추정(推定)되었다. 도체(稻體) 상하위간(上下位間)의 온도차(溫度差)에 의(依)한 공기(空氣)의 이동(移動)은 포자비산(胞子飛散)에 대(對)한 하나의 원인(原因)이었다. 9. 출온기(出穩期)를 전후(前後)한 포자비산(胞子飛散)이 가장 목도열병발병(病發病)과 상관(相關)이 높았으며 지엽(止葉)을 포함(包含)한 상위(上位) 3개엽(個葉)에 형성(形成)된 병반(病斑)이 출수(出穗)를 전후(前後)한 시기(時期)에 포자형성량(胞子形成量)이 많아 직접(直接) 목도열병(病) 전염원(傳染源)으로서 크게 작용(作用)하고 있었다. 10. 엽초내 환경조건(環境條件)은 목도열병(病) 감염(感染)에 극(極)히 호적(好適)하여 엽초내에서 도열병균(病菌)의 침해(侵害)를 받는 경우 품종(品種)의 내병성(耐病性), 시복수준(施服水準)의 차이(差異)에 관계(關係)없이 이삭목이나 지경(枝梗), 인, 마디, 마디사이 등(等) 도체(稻體)의 어느 부위(部位)라도 감염(感染)이 이루어졌다. 11. 엽초내에 침투(浸透)한 우고균(優古菌) 중에서 벼 갈색엽고병균(病菌)인 Gerlachia oryzae 만이 발병(發病)을 다소(多少) 조장(助長)할 뿐 기타(其他)의 균(菌)들은 영향(影響)이 적었으며 품종(品種)의 출수소요일수(出穗所要日數)의 장단(長短)이 목도열병(病) 감염(感染)과 관련(關連)이 있는 것으로 추정(推定)되었다.

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황갈색 재래닭의 간에서 성장 단계별 차등 발현 유전자 분석 (Identification of Differentially Expressed Genes in Four Different Growing Stages in Korea Native Chicken Liver)

  • 이경연;유성란;정기철;장병귀;최강덕;이준헌
    • 한국가금학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.85-90
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    • 2007
  • 한국 재래닭에서 성장에 따른 유전자들의 발현 변화를 알아보고 성장 촉진, 대사 및 면역 관련 유전자를 발굴하기 위하여 주령별로 닭의 간에서 RNA를 추출하였으며 10개의 arbitrary ACPs를 이용하여 차등 발현되는 유전자를 조사하였다. 발현량에 현저한 차이를 보이는 5개의 유전자들이 선별되었으며, 이 중 3개의 유전자들은 BLAST search 결과 이미 기능이 알려진 FTH1, SAA와 HSP90B1으로 밝혀졌다. 그러나 2개의 유전자들은 닭의 genome sequence가 끝났음에도 불구하고 기능이 밝혀져 있지 않아 앞으로 이 유전자들의 기능에 대한 연구가 지속되어야 함을 의미한다. 본 연구에서 닭의 간에서 성장 단계별로 발현 차이를 보이는 유전자들은 앞으로 다른 유전자와 단백질들과의 관계를 통하여 닭의 성장 및 지방 대사를 이해하는데 도움을 줄 것으로 사료된다.

인삼 모상근 프로테옴 데이터 분석 : 인삼 EST database와의 통합 분석에 의한 단백질 동정 (Proteome Data Analysis of Hairy Root of Panax ginseng : Use of Expressed Sequence Tag Data of Ginseng for the Protein Identification)

  • 권경훈;김승일;김경욱;김은아;조건;김진영;김영환;양덕춘;허철구;유종신;박영목
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권3호
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    • pp.161-170
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    • 2002
  • 인삼 모상근의 프로테옴 분석에 의해 얻은 질량분석 스펙트럼 데이터는 MALDI/TOF/MS에서 얻는 질량 스펙트럼과 ESI/Q-TOF/MS에서 얻는 탄뎀 질량 스펙트럼으로 구분된다. 질량 스펙트럼은 단백질이 효소에 의해 분해된 펩타이드들의 분자량 정보를 제공하며, 탄뎀 질량 스펙트럼에서는 아미노산 단위로 분해된 절편 단백질의 분자량으로부터 아미노산 서열을 결과로 얻는다. 펩타이드의 아미노산 서열을 BLAST로 검색하면 유사한 단백질을 GenBank에서 검색할 수 있다. 이러한 단백질 동정 방법은 완전한 유전체 서열이 알려진 생물체의 경우 높은 정확도로 단백질을 동정할 수 있으나, 그렇지 않은 경우는 유사한 단백질이 데이터베이스에 존재하지 않아 분석이 용이하지 않다. 본 연구에서는 질량 스펙트럼 및 절편 단백질의 아미노산 서열을 EST (expressed sequence tag) 서열과 비교하여 프로테옴 데이터와 일치하는 EST 서열을 찾아내고 이를 BLAST검색에 의해 단백질 동정에 활용하였다. ESI/Q-TOF/MS 에서 얻은 아미노산 서열은 길이는 짧지만 데이터의 신뢰도가 높으므로 EST 서열과의 연관 관계를 밝힘으로써 단백질에 대한 정보를 보완할 수 있었다. ESI/Q-TOF/MS에서 얻은 펩타이드의 아미노산 서열을 EST 서열과 비교한 결과 90%의 아미노산 서열이 EST DB에서 발견되었다. NCBI의 nr 데이터베이스에서 아미노산 서열을 검색하여 찾은 단백질이 68%임에 비하여, 인삼 EST 서열에 의한 검색이 22% 더 많은 결과를 얻었다. MALDI/TOF/MS의 질량 스펙트럼에서 nr 데이터베이스로 검색한 결과와 인삼 EST 데이터베이스를 검색한 결과가 일치하는 경우는 47개 중 9개인 19%에 불과하여, 탄뎀 질량 분석으로 아미노산 서열을 얻지 않고, 단지 질량 스펙트럼으로부터 단백질을 동정하는 방법으로는 단백질 동정의 정확한 결과를 기대하기 어려움을 확인하였다.

Identification of Differentially Expressed Genes in Nickel[li]-Treated Normal Rat Kidney Cells

  • Koh, Jae-Ki;Lee, Sang-Han
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.85-90
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    • 2004
  • Nickel(II) compounds are carcinogenic metals which induce genotoxicity and oxidative stress through the generation of reactive oxygen species. In search of new molecular pathways toward understanding the molecular mechanism of nickel(II)-induced carcinogensis, we performed mRNA differential display analysis using total RNA extracted from nickel(II) acetate-treated normal rat kidney cells (NRK-52E). Cells were exposed for 3 days to 160 and 240 uM nickel(II) concentrations. cDNAs corresponding to mRNAs for which expression levels were altered by nickel(II) were isolated, sequenced, and followed by a GenBank Blast homology search. Specificity of differential expression of cDNAs was determined by RT-PCR and Western blot analysis. Two of them (SH3BGRL3 and FHIT) were down-regulated and one (metallothionein) was up-regulated by nickel(II) treatment. The expression of these mRNAs were nickel(II) concentration-dependent. The levels of FHIT and metallothionein proteins were also consistent with the results for mRNAs. Overall, although the fundamental questions related to function of these genes in nickel(II)-mediated carcinogenicity are not answered, our study suggests that they can be interesting candidates for studies of molecular mechanisms of nickel(II) carcinogenesis.

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HCoV-IMDB: Database for the Analysis of Interactions between HCoV and Host Immune Proteins

  • Kim, Mi-Ran;Lee, Ji-Hae;Son, Hyeon Seok;Kim, Hayeon
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제8권1호
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    • pp.1-8
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    • 2019
  • Coronaviruses are known respiratory pathogens. In the past, most human coronaviruses were thought to cause mild symptoms such as cold. However recently, as seen in the Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) and the Middle East Respiratory Syndrome (MERS), infectious diseases with severe pulmonary disease and respiratory symptoms are caused by coronaviruses, making research on coronaviruses become important. Considering previous studies, we constructed 'HCoV-IMDB (Human Corona Virus Immune Database)' to systematically provide genetic information on human coronavirus and host immune information, which can be used to analyze the interaction between human coronavirus and host immune proteins. The 'HCoV-IMDB' constructed in the study can be used to search for genetic information on human coronavirus and host immune protein and to download data. A BLAST search specific to the human coronavirus, one of the database functions, can be used to infer genetic information and evolutionary relationship about the query sequence.

Solution Structure of pA2, the Mimotopic Peptide of Apolipoprotein A-I, by NMR Spectroscopy

  • Won, Ho-Shik
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권11호
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    • pp.4016-4020
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    • 2011
  • A number of mimetic peptides of apolipoprotein A-I, a major component for high density lipoproteins (HDL), were screened from the phase-displayed random peptide library by utilizing monoclonal antibodies (A12). A mimetic peptide for A12 epitope against apolipoprotein A-I was selected as FVLVRDTFPSSVCCP(pA2) exhibiting 45% homology with Apo A-I in the BLAST search. Solution structure determination of this mimotope was made by using 2D-NMR data and NMR-based distance geometry (DG)/molecular dynamic calculations. The resulting DG structures had low penalty value of 0.4-0.6 ${\AA}^2$ and the total RMSD of 0.7-1.7 ${\AA}$. The mimotope pA2 exhibited a characteristic ${\beta}$-turn conformation from Val[2] to Phe[8] near Pro[9] residue.