• 제목/요약/키워드: DNA computing

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TFSCAN 검색 프로그램 TFSCAN의 개발

  • 이병욱;박기정;김기봉;박완;박용하
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.371-375
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    • 1996
  • TFD is a transcription factor database which consists of short functional DNA sequences called as signals and their references. SIGNAL SCAN, developed by Dan S. Prestridge, is used to determine what signals of TFD may exist in a DNA sequence. This program searches TFD database by using a simple algorithm for character string comparison. We developed TFSCAN that aims at searching for signals in an input DNA sequence more efficently than SIGNAL SCAN. Our algorithms consist of two parts, one constructs an automata by scanning sequences of rFD, the other searches for signals through this automata. Searching for signal-related references is radically improved in time by using an indexing method. Usage of TFSCAN is very simple and its output is obvious. We developed and installed a TFSCAN input form and a CGI program in GINet Web server, to use TFSCAN. The algorithm applying automata showed drastical results in improvement of computing time. This approach may apply to recognizing several biological patterns. We have been developing our algorithm to optimize the automata and to search more sensitively for signals.

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염기서열 디자인에 사용되는 적합도 함수 분석 (Analysis of Fitness Functions for Sequence Design)

  • 이인희;신수용;장병탁
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (B)
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    • pp.365-367
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    • 2003
  • 염기서열 디자인은 DNA computing, 샘물정보학 등의 분야에서 실험 설계시 고려해야할 중요한 문제 중의 하나이다. 이 문제는 다양한 조건을 만족시키는 최적의 염기서열 집합을 생성하는 조합 최적화 문제로 생각될 수 있으며, 염기서열이 갖추어야 할 조건을 적합도 함수로 사용한 진화 연산 등의 방법이 적용되어 왔다. 본 논문에서는 여러 논문들에서 제시된 적합도 함수의 구체적인 형태를 해 공간상에서 조사해 보았으며, 각 적합도 함수간의 관계도 분석해 보았다.

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Clinical Prediction Based on HPV DNA Testing by Hybrid Capture 2 (HC2) in Combination with Liquid-based Cytology (LBC)

  • Junyangdikul, Pairoj;Tanchotsrinon, Watcharaporn;Chansaenroj, Jira;Nilyaimit, Pornjarim;Lursinsap, Chidchanok;Poovorawan, Yong
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권2호
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    • pp.903-907
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    • 2013
  • Primary screening by HPV DNA testing is an effective method for reducing cervical cancer and has proven more sensitive than cytology. To advance this approach, many molecular methods have been developed. Hybrid capture 2 provides semi-quantitative results in ratios of relative light units and positive cutoff values (RLU/PC). Twenty-five thousand and five patients were included in this study to analyze the correlation between the ratio of RLU/PC and stage of cervical dysplasia. The results show that the RLU/PC ratios ranged from 0-3500 while almost normal cases, ASC-US and ASC-H, had values below 200. Of those samples negative for cytology markers, 94.6% were normal and their RLU/PC ratios were less than 4. With an RLU/PC ratio greater than 4 and less than or equal to 300, the percentages in all age groups were normal 53.6%, LSIL 20.2%, ASC-US 17.2%, HSIL 6.13%, ASC-H 2.72%, and AGC 0.11%, respectively. In contrast, 64.0% of samples with a RLU/PC ratio greater than 300 and less than or equal to 3500 were LSIL. These results should contribute to cost effective cervical cancer management strategies. Further studies of associations with particular HPV genotypes would be useful to predict the risk of progression to cancer.

난소암 조기진단을 위한 다중 바이오마커 선택 알고리즘 성능 비교 (Combination and evaluation to multiplex-biomarkers for check of ovarian cancer)

  • 최광원;김승일;조상연;송혜정;김종대;김유섭;박찬영;신규성;경민선;김영목;박형기;이은영;이명선;김종원
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(C)
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    • pp.176-179
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    • 2011
  • 본 연구에서는 T-Test와 Genetic Algorithm을 사용해 Luminex 사용 환경에서 난소암을 진단할 수 있는 바이오마커의 조합을 찾고 Cancer와 Normal간의 분류 성능을 평가해 보았다. 바이오마커는 혈액, 체액 내의 특정 질환 여부나 상태를 나타내는 단백질, DNA들의 지표 물질이다. 정상인과는 다른 분포를 가진 성분이 환자의 혈액이나 체액에서 발견되면 이를 토대로 질병유무와 상태를 판단할 수 있다. 난소암을 진단할 수 있는 바이오마커 조합을 찾기 위해 T-Test와 Genetic Algorithm를 사용하여 분류성능이 좋은 바이오마커 조합을 각각 선별해 보았고, 선별된 각각의 마커조합을 선형분류기(LDA)를 사용해 평균 민감도, 특이도, 정확도를 비교해 보았다. 실험데이터는 두 곳의 병원에서 제공받은 총 58명(Cancer 27명, Normal 31명)의 혈청에서 21 종류의 바이오마커 데이터를 Luminex-PRA를 통해 얻었다. 본 연구에서는 T-Test로 만들어진 마커조합이 Genetic algorithm으로 만들어진 마커조합 보다 더 좋은 민감도, 특이도, 분류정확도를 보여주었다.

진화하는 그래프 구조 학습을 위한 부스티드 DNA 컴퓨팅 (Boosted DNA Computing for Evolutionary Graphical Structure Learning)

  • 석호식;장병탁
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (B)
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    • pp.265-267
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    • 2005
  • DNA 컴퓨팅은 분자 수준(molecular level)에서 연산을 수행한다. 따라서 일반적인 실리콘 기반의 컴퓨터에서와는 달리, 순차적인 연산 제어를 보장하기 어렵다는 특징이 있다. 그러나 DNA 컴퓨팅은 화학반응에 기초한 연산이기 때문에, 실험자가 의도한 연산을 많은 수의 분자에 동시에 적용할 수 있으므로 실리콘 기반의 컴퓨터와는 비교할 수 없는 병렬 연산을 구현할 수 있다. 병렬 연산을 구현하고자 할 때, 일반적으로 연산에 사용하는 모든 DNA 분자들을 대상으로 연산을 구현할 수도 있다. 그러나 전체가 아닌 일부의 분자들을 상대로 연산을 수행하는 것 역시 가능하며 이 때 자연스러운 방법으로 사용할 수 있는 방법이 배깅(Bagging)이나 부스팅(Boosting)과 같은 앙상블(ensemble) 계열의 학습 방법이다. 일반적인 부스팅과 달리 가중치를 부여하는 것이 아니라 특정 학습자(learner)를 나타내는 분자들을 증폭한다면 가중치를 분자의 양으로 표현하는 것이 가능하므로 분자 수준에서 앙상블 계열의 학습을 구현하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 앙상블 계열의 학습 방법 중 특히 부스팅의 효과를 DNA 컴퓨팅에 응용하고자 할 때, 어떤 방법이 가능하며, 표현 과정에서 고려해야 할 사항은 어떠한 것들이 있는지 고려하고자 한다. 본 논문에서는 규모를 사전에 한정할 수 없는 진화 가능한 그래프 구조(evolutionary graph structure)를 학습할 수 있는 방법을 찾아보고자 한다. 진화 가능한 그래프 구조는 기존의 DNA 컴퓨팅 방법으로는 학습할 수 없는 문제이다. 그러나 조합 가능한 수를 사전에 정의할 수 없기 때문에 분자의 수에 상관없이 동일한 연산 시간에 문제를 해결할 수 있는 DNA 컴퓨팅의 장정을 가장 잘 발휘할 수 있는 문제이기도 하다.개별 태스크의 특성에 따른 성능 조절과 태스크의 변화에 따른 빠른 반응을 자랑으로 한다. 본 논문에선 TIB 알고리즘을 리눅스 커널에 구현하여 성능을 평가하였고 그 결과 리눅스에서 사용되는 기존 인터벌 기반의 알고리즘들에 비해 좋은 전력 절감 효과를 얻을 수 있었다.과는 한식 외식업체들이 고객들의 재구매 의도를 높이기 위해서는 한식 외식업체의 서비스요인, 식음료요인, 이벤트 요인 등을 강화함으로써 전반적인 종사원 서비스 품질과 식음료품질을 높이는 전략을 취해야 한다는 것을 시사해주고 있다. 본 연구는 대구 경북소재 한식 외식업체만을 대상으로 하여 연구를 실시하여 연구의 일반화와 한식 외식업체를 이용하는 이용 고객들이 한식 외식업체를 재방문하는 재구매 의도가 발생하는데 있어 발생하는 과정을 설명하는 종단적 연구를 실시하지 못한 한계점을 가지고 있다.아직 산업 디자인이 품질경쟁력에 크게 영향을 미치는 성숙단계에 이르지 못하였음을 의미한다. (2) 제품 디자인에게 영향을 끼치는 유의적인 변수는 연구개발력, 연구개발투자 수준, 혁신활동 수준(5S, TPM, 6Sigma 운동, QC 등)이며, 제품 디자인은 우선 품질경쟁력을 높여 간접적으로 고객만족과 고객 충성을 유발하는 것으로 추정되었다. 상기의 분석결과로부터, 본 연구는 다음과 같은 정책적 함의를 도출하였다. 첫째, 신상품 개발과 혁신을 위한 포괄적인 연구개발 프로젝트를 품질 경쟁력의 주요 결정요인(제품의 기본성능, 신뢰성, 수명(내구성) 및 제품 디자인)과 연계하여 추진해야 할 것이다. 둘째, 기업은 디자인 경영 마인드 제고와 디자인 전문인력 양성을, 대학은 디자인 현장 업무를 통하여 창의력 증진과 기획 및 마케팅 능력 교육을, 정부는 디자인 기술개발 및 디자인 교육지원의 강화를 통하여 각각 디자인 경쟁력$\righta

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Validation of fetus aneuploidy in 221 Korean clinical samples using noninvasive chromosome examination: Clinical laboratory improvement amendments-certified noninvasive prenatal test

  • Kim, Min-Jeong;Kwon, Chang Hyuk;Kim, Dong-In;Im, Hee Su;Park, Sungil;Kim, Ji Ho;Bae, Jin-Sik;Lee, Myunghee;Lee, Min Seob
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제12권2호
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    • pp.79-84
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    • 2015
  • Purpose: We developed and validated a fetal trisomy detection method for use as a noninvasive prenatal test (NIPT) including a Clinical Laboratory Improvement Amendments (CLIA)-certified bioinformatics pipeline on a cloud-based computing system using both Illumina and Life Technology sequencing platforms for 221 Korean clinical samples. We determined the necessary proportions of the fetal fraction in the cell-free DNA (cfDNA) sample for NIPT of trisomies 13, 18, and 21 through a limit of quantification (LOQ) test. Materials and Methods: Next-generation sequencing libraries from 221 clinical samples and three positive controls were generated using Illumina and Life Technology chemistries. Sequencing results were uploaded to a cloud and mapped on the human reference genome (GRCh37/hg19) using bioinformatics tools. Based on Z-scores calculated by normalization of the mapped read counts, final aneuploidy reports were automatically generated for fetal aneuploidy determination. Results: We identified in total 29 aneuploid samples, and additional analytical methods performed to confirm the results showed that one of these was a false-positive. The LOQ test showed that the proportion of fetal fraction in the cfDNA sample would affect the interpretation of the aneuploidy results. Conclusion: Noninvasive chromosome examination (NICE), a CLIA-certified NIPT with a cloud-based bioinformatics platform, showed unambiguous success in fetus aneuploidy detection.

디지털 켄텐츠 보호를 위한 에이전트기반 포렌식 컴퓨팅 관리 (Agent-based Forensic Computing Management for Protection of Digital)

  • 황철;황대준
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (A)
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    • pp.856-858
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    • 2001
  • 지적 재산권 보호 중에서 디지털 저작물 보호는 근래에 활발히 연구되고 있으며 법 과학 분야는 지문감식, 치아감정, DNA 등 많은 분야가 있다. 법과학 분야 중 법적용 컴퓨팅(Forensic Computing)에 관한 응용은 새로운 연구 과제이다. 그 중에서도 디지털 저작물에 대하여 증거를 보전 하고자 많은 연구가 진행되고 있지만 디지털 저작물에 관하여 네트워크를 통한 능동적 저작물 보호는 미약하다. 현재의 데이터 추출(Extraction), 발굴(Exploitation), 복구, 암호 해독, 패스워스 풀기(Defeat), 미러 이미징 등의 방법 가지고 해결 못하는 경우와 인터넷 상에서 온라인으로 이루어지는 불법 복제에서 결정적 기여(smoking gun)를 찾아내려고 하는 것이 본 논문에서 해결 하고자 하는 부분이다. 오프라인일 경우도 가능하며 분석된 결과는 변호사/대리인, 법인, 보험회사, 법집행관 등에게 온라인으로 제공한다. 진행 과정은 서버에서 파견시킨, 미션을 부여받은 에이전트가 저작물 불법 복제 상황을 트래킹 한 후, 네트워크를 통하여 정해진 시간별로 서버에 전달하면, 법 조항과 매핑시켜서 분석한 다음 서버의 지식베이스에 저장되어 사용자의 요구에 응하는 능동형 디지털 저작물 보호 관리 시스템이다.

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디지털 상거래에서 컨텐츠 보호를 위한 법 적용 컴퓨팅 모델 (Forensic Computing Model for Contents Protection on d-Commerce)

  • 황철;황대준
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2001년도 춘계학술발표논문집 (상)
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    • pp.433-436
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    • 2001
  • 지적 재산권 보호 중에서 디지털 상거래에서 가장 절실한 저작물 보호는 근래에 활발히 연구되고 있으며 법 과학 분야는 지문감식, 치아감정 DNA 등 많은 분야가 있다. 그러나 법과학 분야중 법적용 컴퓨팅(Forensic Computing)에 관한 응용은 아직 부족한 상태이다. 그중에도 디지털 저작물에 대하여 증거를 보전 하고자 많은 연구가 진행 되고 있지만 디지털 저작물에 관하여 네트워크를 통한 능동적 저작물 보호는 미약하다. 현재의 데이터 추출(Extraction), 발굴(Exploitation), 복구, 암호 해독, 패스워스 풀기(Defeat), 미러 이미징등의 방법 가지고 해결 못하는 경우와 인터넷 상에서 온라인으로 이루어지는 불법 복제에서 결정적 기여(smoking gun)를 찾아내려고 하는 것이 본 논문에서 해결 하고자 하는 부분이다. 오프라인일 경우도 가능하며 분석된 결과는 변호사/대리인, 법인, 보험회사, 법집행관등에게 온라인으로 제공한다. 진행 과정은 서버에서 파견시킨, 미션을 부여받은 에이전트가 저작물 불법 복제 상황을 트래킹 한 후, 네트워크를 통하여 정해진 시간별로 서버에 전달하면, 법 조항과 매핑시켜서 분석한 다음 서버의 지식베이스에 저장되어 사용자의 요구에 응하는 능동형 디지털 저작물 보호 관리 시스템이다.

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Bacterial Hash Function Using DNA-Based XOR Logic Reveals Unexpected Behavior of the LuxR Promoter

  • Pearson, Brianna;Lau, Kin H.;Allen, Alicia;Barron, James;Cool, Robert;Davis, Kelly;DeLoache, Will;Feeney, Erin;Gordon, Andrew;Igo, John;Lewis, Aaron;Muscalino, Kristi;Parra, Madeline;Penumetcha, Pallavi;Rinker, Victoria G.;Roland, Karlesha;Zhu, Xiao;Poet, Jeffrey L.;Eckdahl, Todd T.;Heyer, Laurie J.;Campbell, A. Malcolm
    • Interdisciplinary Bio Central
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    • 제3권3호
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    • pp.10.1-10.8
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    • 2011
  • Introduction: Hash functions are computer algorithms that protect information and secure transactions. In response to the NIST's "International Call for Hash Function", we developed a biological hash function using the computing capabilities of bacteria. We designed a DNA-based XOR logic gate that allows bacterial colonies arranged in a series on an agar plate to perform hash function calculations. Results and Discussion: In order to provide each colony with adequate time to process inputs and perform XOR logic, we designed and successfully demonstrated a system for time-delayed bacterial growth. Our system is based on the diffusion of ${\ss}$-lactamase, resulting in destruction of ampicillin. Our DNA-based XOR logic gate design is based on the op-position of two promoters. Our results showed that $P_{lux}$ and $P_{OmpC}$ functioned as expected individually, but $P_{lux}$ did not behave as expected in the XOR construct. Our data showed that, contrary to literature reports, the $P_{lux}$ promoter is bidirectional. In the absence of the 3OC6 inducer, the LuxR activator can bind to the $P_{lux}$ promoter and induce backwards transcription. Conclusion and Prospects: Our system of time delayed bacterial growth allows for the successive processing of a bacterial hash function, and is expected to have utility in other synthetic biology applications. While testing our DNA-based XOR logic gate, we uncovered a novel function of $P_{lux}$. In the absence of autoinducer 3OC6, LuxR binds to $P_{lux}$ and activates backwards transcription. This result advances basic research and has important implications for the widespread use of the $P_{lux}$ promoter.

Development of a New Software Package for Processing and Analyzing DNA Microarray Images

  • Choi, Jin-Ho;Choi, Hee-Jun
    • Journal of Computing Science and Engineering
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    • 제4권4호
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    • pp.350-367
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    • 2010
  • Microarray technology is an interdisciplinary technique that promises a revolutionary progress toward better health and improved quality of life. The paper focuses on the development of an efficient software package, equipped with already well-known methods; also some new methods are proposed that will allow the processing and analysis of thousands of genes on microarray images. The microarray analysis software package (called SmartArray), newly proposed in this paper verifies, through microarray analysis, dramatic changes in the mRNA, protein, and activity level in the rat retina during light deprivation, which have been demonstrated in previous biological experiments. The analysis results demonstrate that SmartArray can successfully find many changes in gene expression levels in each subarray and classify them according to their significance.