• Journal of the Korean Data Analysis Society
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• 제20권6호
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• pp.2805-2812
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• 2018

본 연구는 생명정보학(bio-informatics) 분야 중, 특정 병에 관련된 유전자 위치를 찾고자 DNA 시퀀싱(DNA sequencing) 방법을 이용한 메틸화(methylation) 데이터의 분석에 관한 것이다. 반복적인 시퀀싱 과정을 통해 도출되는 메틸화 여부 자료를 비율로 표현한 메틸화 점수는 0과 1사이의 값을 가지게 된다. 이러한 데이터에 집단별 메틸화 점수의 차이를 검토하기 위해 t-검정을 단순히 적용하는 것은 정규분포의 가정에 위배된다. 또한 메틸화 점수 생성과정에서 시퀀싱의 반복수에 따라 결과가 달라 질 수 있으므로 이러한 오차를 고려해서 분석할 수 있는 방법도 필요하다. 이에 본 논문에서는 메틸화 데이터를 하나의 숫자 데이터가 아닌 불확실성을 포함하는 구간형(interval) 데이터로 변환하여 분석하는 심볼릭 데이터 분석(symbolic data analysis) 및 구간형 K-S 검정법을 적용하였다. 또한 구간형 데이터로 변환하는 과정에서 정규분포를 이용하지 않고 베타분포를 이용하여 메틸화 점수의 특성을 반영하여 분석할 수 있게 하였다. 자료분석을 위하여 174명의 실제 암환자 및 정상인들의 DNA 시퀀싱 데이터를 이용하여 제안한 방법의 성질을 살펴보았다. t-검정은 위치모수에 관한 검정만 가능한 반면, 구간형 K-S 통계량은 구간자료에 대해 위치모수뿐만 아니라 분포함수의 이질성에 검정할 수 있으므로 t-검정이 놓칠 수 있는 유의미한 유전자 위치를 찾아낼 수 있음을 확인하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제55권4호
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• pp.378-387
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• 2003

목 적 : 폐암의 발생 기전에서 종양 억제 유전자의 메틸화가 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 폐암의 전이에 관여한다고 알려진 DAP kinase 유전자의 메틸화 양상을 폐암 환자의 말초 혈액 내 종양 DNA를 이용하여 알아보고자 하였다. 방 법 : 조직학적으로 윈발성 폐암으로 진단 받은 총 65명을 대상으로 말초 혈액 내에서 DNA를 추출하였다. 추출한 DNA를 Sodium bisulfite로 처리한 후 methylation specific PCR (MSP) 방법을 사용하여 DAP kinase 유전자의 비정상적인 메틸화 양상을 조사하였으며, 조직학적 양상, TNM병기, 임상 양상에 따른 비정상적인 메틸화 빈도의 차이성을 보았다. 결 과 : 전체 대상군은 남자 43명(65.2%), 여자 22명(33.8%)이었고 평균 연령은 6 1.0세, 평균 흡연력은 22.1갑/년이었다. 전체 65명 중 DAP kinase 유전자의 비정상적인 메틸화는 29명(44.6%)였다. 비소 세포암은 57명중 25명(43.9%), 소세포암은 8명중 4명(50.0%)에서 비정상적인 메틸화가 관찰되었으며, 조직형에 따른 통계학적 차이는 없었다. 비소세포암과 소세포암 모두에서 TNM 병기에 따른 비정상적인 메틸화 빈도의 차이는 없었다. 결 론 : 원발성 폐암 환자의 혈청에서 비교적 높은 빈도로 DAP kinase 유전자의 메틸화를 관찰할 수 있어 비침습적인 종양 표지자 검사로 이용될 수 있는 가능성을 보여 준다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제37권1호
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• pp.25-31
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• 2010

목 적: X 염색체 불활성화는 여성과 남성 사이에 X 염색체의 유전자 발현 유지를 위해 여성의 X 염색체 중 하나가 불활성화 되는 현상이다. 이러한 X 염색체 불활성화는 해독되지 않는 XIST 유전자에 의해 조절된다. XIST 유전자는 오직 불활성화된 X 염색체 에서만 발현되고, 활성화된 X 염색체 에서는 발현되지 않는다. 따라서 체세포에서 활성화된 X 염색체의 XIST 유전자는 promoter 부분이 메틸화 되어있고, 불활성화된 X 염색체에서는 메틸화가 거의 되어 있지 않다. 연구방법: 본 연구에서는 정상 여성과 정상 남성의 XIST 유전자의 promoter와 5'-end 지역의 메틸화 차이를 측정하기 위해 정상여성과 남성의 혈액에서 DNA를 추출하여 파이로시퀀싱 (Pyrosequencing) 방법을 통해 XIST 유전자의 총 8부분의 CpG 영역 (-1696, -1679, -1475, -1473, -1469, +947, +956, +971)을 분석하였다. 결 과: 총 8부분의 CpG 영역을 분석한 결과, promoter 부분인 CpG 1-5 영역 (-1696, -1679, -1475, -1473, -1469)에서는 여성과 남성의 메틸화 정도에 차이가 없었다. 그러나 5'-end 부분인 CpG6-8 영역 (+947, +956, +971)에서는 여성이 45.2% 49.9% 44.2%, 남성이 90.6%, 96.7%, 87.8%으로 메틸화 정도가 차이를 나타냈다. 결 론: 따라서 본 연구에 사용한 방법은 XIST 유전자의 메틸화 패턴의 차이를 기존의 방법보다 신속하고 정확하게 분석할 수 있다는 장점이 있기 때문에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.730-735
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• 2023

지난 10년 동안 인공지능의 도움으로 노화를 정량화하기 위한 수많은 연구가 수행되었다. DNA 메틸화 데이터를 사용하여 다양한 모델이 개발되었으며 흔히 후성유전학적 시계라고 불린다. 후성유전학적 나이 가속화는 일반적으로 질병 상태와도 주로 연관이 있어 보인다. 조현병은 가속 노화 가설과 관련있는 정신질병으로 심각한 정신적, 신체적 스트레스를 동반한다. 다른 심리 질환과 비교했을 때 이 질병은 젊은 사람들에서 높은 사망률과 질병률을 유발한다. 과거 연구에서는 이 질병이 가속 노화 가설과 연관있다고 알려져 있었다. 이번 연구에서는 조현병 환자의 후성유전학적 나이 가속도 변화를 통해 질병에 대한 후성유전학적 통찰을 얻고자 하였다. 후성유전학적 나이 가속화를 측정하기 위해 두 가지 다른 DNA 메틸화 시계 모델을 사용했으며 이는 범조직 모델인 Horvath clock과 Epi clock을 사용하였다. 우리는 Horvath clock과 Epi clock이 모두 호환되는 450k 어레이 데이터를 사용하였다. 그 결과, Epi clock을 사용했을 때 환자샘플에서 후성유전학적 나이 가속화가 더 느리다는 것을 발견했다. Epi clock이 질병으로 인한 DNA 메틸화 변화를 잘 감지해낼 수 있음을 알아내었다. 또한 Epi clock에서 대조군과 환자군에서 차등적으로 메틸화된 CpG 부위를 분석하고 경로 농축 분석을 수행한 결과, 대부분의 CpG가 신경 세포 과정에 관여한다는 사실을 발견했다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제15권1호
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• pp.13-25
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• 2009

서론: $O^6$-methylguanine-DNA methyltransferase (MGMT)는 DNA 염기 손상에 의해 형성된 $O^6$-methylguanine에서 알킬기를 제거하여 DNA 염기 손상을 복구하는 역할을 한다. MGMT의 후생유전적 불활성화가 인체 종양에서 보고되고 있으며, 항암 치료에 대한 저항성에 영향을 주는 요소로 알려져 있다. 본 연구에서는 연부조직육종에서 이러한 MGMT 불활성화가 미치는 영향에 대해 살펴보고자 하였다. 재료 및 방법: 총 62예의 연부조직육종조직에서 메틸화 특이 중합효소연쇄반응을 이용하여 MGMT 유전자의 촉진자 부위 메틸화 정도를 알아보고, 면역조직화학염색을 통하여 MGMT 단백 발현의 소실 양상을 살펴보았다. 결과: MGMT 단백 발현 소실은 진행성 병기(p=0.000), 조직학적 고등급(p=0.005), 종양의 재발 또는 전이(p=0.011), 그리고, 낮은 생존률(p=0.017)과 통계학적 유의성을 보였다. MGMT 유전자 촉진자 부위 메틸화는 조직학적 고등급, 종양의 재발 또는 전이, 그리고, 낮은 생존률과 관련성을 보였다. 또한, MGMT 단백 발현의 소실은 MGMT 유전자 촉진자 부위 과메틸화와 높은 상관성을 나타내었다(p=0.000). 결론: 본 연구는 MGMT 단백 발현의 소실과 MGMT 유전자 촉진자 부위 과메틸화가 연부조직 육종에서 흔히 발생하며 종양의 공격적인 양상 및 나쁜 예후와 관련성이 있다는 것을 보여준다. 또한 MGMT 단백 발현의 소실은 대개 MGMT 유전자 촉진자 부위 과메틸화로 인해 발생한다는 사실을 보여주고 있다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제53권3호
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• pp.432-436
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• 2010

일과성 신생아 당뇨병은 6번 염색체의 부친 이체성, 부친으로부터 유래한 염색체 6q24의 중복, ZAC 또는 HYMAI 유전자의 CpG 섬의 메틸화 결함에 의해 야기된다. 저자들은 고혈당, 거설증, 자궁내성장지연으로 발현되어 부친으로부터 유래된 HYMA1 유전자만을 보인 일과성 신생아 당뇨병 1례를 경험하였다. 생후 18일된 여아가 거설증과 반복되는 고혈당으로 입원하였다. 거설증과 함께 큰 대천문, 작은 턱, 두드러진 눈을 보였으며 혈중 포도당 농도는 200-300 mg/dL로 유지되다가 입원 2일 후부터 인슐린 투여 없이도 정상 범위로 유지되었다. 모체로부터 유래된 메틸화된 대립유전자 유무를 확인하기 위하여 말초 혈액으로부터 genomic DNA를 추출하여 bisulfite를 처리한 후, 메틸화 특이 중합 효소 연쇄 반응으로 HYMAI 유전자의 일부분을 증폭시키고, 제한 효소 BssHII를 이용한 제한 효소 절편 길이 다형성 (restriction fragment length polymorphism, RFLP) 분석을 이용하여 HYMAI 유전자의 메틸화 여부를 확인한 결과, HYMAI 유전자의 메틸화 결함을 보여 부친에서 유래된 HYMAI 유전자만을 갖고 있음을 확인하였다. HYMAI 유전자의 메틸화 검사를 통해 6번 염색체의 각인된 유전자가 증명되었으며 메틸화 결함으로 인해 일과성 신생아 당뇨병이 발생하였다.

• Journal of Gastric Cancer
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• 제6권4호
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• pp.227-236
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• 2006

목적: 유전자 메틸화는 유전자의 서열에 영향을 주지 않으면서 유전자의 발현을 억제하고 세포분열 후 그대로 보존되는 후성적 변화이다. 위암조직과 정상위조직에서 hMLH1, p16, p14, COX-2, MGMT, E-cadherin 유전자와 MINT (MINT1, 2, 12, 25, 31)의 메틸화 상태를 검사하여 위암의 발생 과정에서의 작용과 CIMP 및 Helicobacter pylori균 감염을 포함한 임상병리학적인자와의 연관성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 위암과 정상위 신선 동결 조직 각각 36예를 대상으로 MSP (methylation-specific PCR)방법을 이용하여 메틸화 상태를 분석하였고 CIMP의 분석은 MINT1, MINT2, MINT12, MINT25, MINT31의 5개 marker를 대상으로 시행하였다. Helicobacter pylori균 감염여부는 Warthin-Starry silver 염색을 통하여 분류하였다. 결과: 위암 관련 유전자인 p14, p16, MGMT, COX-2, E-cadherin, hMLH1의 메틸화는 각각 14예(38.9%), 13예(36.1%), 8예(22.2%), 10예(27.8%), 21예(58.3%), 6예(16.7%)였다. MINT1과 MINT25의 메틸화는 위암조직에서 정상위조직에서보다 통계학적으로 유의하게 높게 관찰되었다. CIMP 양성률은 위암조직에서 44.4%로 높게 나타났으며 CIMP-H 위암은 환자의 연령과 종양크기와 연관이 있었다. CIMP 양성 위암은 p16 유전자의 메틸화와 연관이 있었고 p16 유전자의 메틸화는 조직학적으로 저분화, 미만형, 궤양형성하는 위암에서 낮게 나타났다. MINT1의 메틸화는 Helicobacter pylori균과 연관성이 있었다. 결론: 위암에서 hMLH1, p16, p14, COX-2, MGMT, E-cadherin, MINT (MINT1, 2, 12, 25, 31)의 불활성화에 DNA 메틸화가 작용함을 알 수 있었고, Helicobacter pylori균에 의한 위암발생에 MINT1의 메틸화가 연관이 있음을 알 수 있었다.

• 응용통계연구
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• 제29권6호
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• pp.1117-1128
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• 2016

고차원 유전체 자료를 사용하는 유전체 연관 분석에서는 벌점 우도함수 기반의 회귀계수 규제화 방법이 질병 및 표현형질에 영향을 주는 유전자를 발견하는데 많이 이용된다. 특히, 네트워크 기반의 규제화 방법은 유전체 연관성 연구에서의 유전체 경로나 신호 전달 경로와 같은 생물학적 네트워크 정보를 사용할 수 있으므로, Lasso나 Elastic-net과 같은 다른 규제화 방법들과 비교했을 경우 네트워크 기반의 규제화 방법이 보다 더 정확하게 관련 유전자들을 찾아낼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 네트워크 기반의 규제화 방법은 그룹 구조를 갖고 있는 고차원 유전체 자료에는 적용시킬 수 없다는 문제점을 가지고 있다. 실제 SNP 데이터와 DNA 메틸화 데이터처럼 대다수의 고차원 유전체 자료는 그룹 구조를 가지고 있으므로 본 논문에서는 이러한 그룹 구조를 가지고 있는 고차원 유전체 자료를 분석하고자 네트워크 기반의 규제화 방법에 주성분 분석(principal component analysis; PCA)과 부분 최소 자승법(partial least square; PLS)과 같은 차원 축소 방법을 결합시키는 새로운 분석 방법을 제안하고자 한다. 새롭게 제안한 분석 방법은 몇 가지의 모의실험을 통해 변수 선택의 우수성을 입증하였으며, 또한 152명의 정상인들과 123명의 난소암 환자들로 구성된 고차원 DNA 메틸화 자료 분석에도 사용하였다. DNA 메틸화 자료는 대략 20,000여개의 CpG sites가 12,770개의 유전자에 포함되어 있는 그룹 구조를 가지고 있으며 Illumina Innium uman Methylation27 BeadChip으로부터 생성되었다. 분석 결과 우리는 실제로 암에 연관된 몇 가지의 유전자를 발견할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제17권3호통권83호
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• pp.444-453
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• 2007

유핵세포의 게놈(genome)은 단백-DNA복합체인 염색질(chromatin)의 형태로 존재하는데, 생명현상을 유지하기 위해서는 생명체 또는 세포가 처한 상황에 맞게 염색질의 구조를 변화시키는 역동적인 조절기전이 필요하다. 염색질을 구성하는 기본단위는 히스톤 8량체 (histone octamer)를 포함하는 뉴클레오좀(nucleosome)이다. 히스톤 단백에는 여러 종류의 공유결합성 수식이 일어나는데, 그 중 하나가 라이신 잔기(lysine residue)에 일어나는 메틸화이다. 최근 수년간의 연구로 여러 개의 히스톤 라이신 메틸화효소(histone lysine methyltransferase, HKMT), 이에 결합하는 염색질단백 및 메틸화와 관련된 후생유전학적 현상이 밝혀졌으며, 특히 정밀한 연구방법을 동원한 다방면의 실험을 통하여 비록 자세한 기전과 전체적인 윤곽의 규명은 미흡하더라도 라이신 메틸화가 후생유전학적 변화를 초래하는 일부 과정이 규명 되었다. 또한 여러 종류의 라이신 탈메틸화효소가 최근에 발견됨에 따라, 아세틸화, 인산화등 다른 공유결합성 수식보다는 상대 적으로 안정되더라도, 히스톤 메 틸화로 유발되는 후생유전학적 변화가 불가역성이 아님을 알게 되었다.

• Journal of Gastric Cancer
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• 제5권4호
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• pp.228-237
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• 2005

목적: 위암조직에서 P16과 hMLH1 유전자의 메틸화상태를 검사하여 위암의 발생과정에서의 작용과 유전자의 발현에 미치는 영향과 Helicobacter paylori균 감염여부 및 임상병리학적인자와의 연관성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 위암 신선 동결 절편조직 100예를 대상으로 유전자의 단백질 발현상태는 면역조직화학 염색을 시행하여 확인하였고. 메틸화 상태는 methylation-specific PCR(MSP)과 염기서열분석을 시행하였다. 결과: P16유전자의 메틸화는 19예(19%)에서 관찰되었고 이 중 18예(94.7%)에서 P16유전자의 단백질 발현 소실이 있어, P16 유전자의 단백질 발현 소실이 P16유전자의 메틸화와 연관이 있음을 알 수 있었다(kappa 계수=0.317, P=.0011). hMLH1 유전자의 메틸화는 27예(27%)에서 관찰되었고, 이 중 24예(8.8%)에서 hMLH1 단백의 소실이 hMLH1유전자의 메틸화와 연관이 있음을 보여주었다(kappa계수=0.675, p<0.0001). hMLH1 유전자의 메틸화는 나이, 암종의 크기, Lauren 분류와 연관성이 있었다. P16 유전자와 hMLH1 유전자 메틸화 모두 Helicobacter paylori균 감염여부와는 연관성이 없었다. 결론: 위암에서 P16 및 hMLH1 유전자의 불활성화에는 DNA 메틸화가 작용을 함을 알 수 있었고, hMLH1유전자의 메틸화는 나이, 암종의 크기, Lauren 분류와 연관이 있음을 알 수 있었다.