• Title/Summary/Keyword: DNA microarray analysis

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The Application of Machine Learning Algorithm In The Analysis of Tissue Microarray; for the Prediction of Clinical Status

  • Cho, Sung-Bum;Kim, Woo-Ho;Kim, Ju-Han
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2005년도 BIOINFO 2005
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    • pp.366-370
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    • 2005
  • Tissue microarry is one of the high throughput technologies in the post-genomic era. Using tissue microarray, the researchers are able to investigate large amount of gene expressions at the level of DNA, RNA, and protein The important aspect of tissue microarry is its ability to assess a lot of biomarkers which have been used in clinical practice. To manipulate the categorical data of tissue microarray, we applied Bayesian network classifier algorithm. We identified that Bayesian network classifier algorithm could analyze tissue microarray data and integrating prior knowledge about gastric cancer could achieve better performance result. The results showed that relevant integration of prior knowledge promote the prediction accuracy of survival status of the immunohistochemical tissue microarray data of 18 tumor suppressor genes. In conclusion, the application of Bayesian network classifier seemed appropriate for the analysis of the tissue microarray data with clinical information.

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Bacillus lentimorbus WJ5의 감마선유도 돌연변이체들에서 공통으로 발현되는 방사선 관련 유전자의 microarray 분석 (Microarray Analysis of Radiation Related Gene Expression in Mutants of Bacillus lentimorbus WJ5 Induced by Gamma Radiation)

  • 이영근;장화형;장유신;허재호;형석원;정혜영
    • 환경생물
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    • 제22권3호
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    • pp.472-477
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    • 2004
  • 본 연구에서는 감마선으로 유도된 돌연변이체들에서 공통으로 발현되는 방사선 관련 유전자들의 발현을 연구하기 위하여, B. lentimorbus WJ5 의 방사선 유도 돌연변이체에서 발현되는 유전자를 DNA microarray로 동시에 탐색하였다. DNA microarray는 B. lentimorbus WJ5 genome을 무작위로 절단하여 2,000 단편으로 구성하였으며, 감마선 $(^{60}/Co)$으로 유도된 7 돌연변이체의 발현을 정량적으로 관찰하였다. 클러스터 분석결과 발현된 408 유전자 중 27개가 감마선 유도 돌연변이체 모두에서 유의하게 발현이 증가되었다. 특히, 복구(mutL, mutM) 에너지 대사 (acsA, sdhB, pgk, yhjB, citB), protease (npr), 산화자극에 대한 환원 (HMM)관련 유전자들이 동시에 증가되었다. 이는 감마선 유도 돌연변이체들에서 자발적인 직/간접 복구 관련 유전자의 발현 증가는 방사선 노출 직후 보이는 stress response와는 다른 현상임을 나타내는 것으로 생각된다.

DNA 마이크로어레이를 이용한 내분비장애물질 노출지표 개발 (Development of Exposure Biomarkers for Endocrine Disrupting Chemicals Using DNA Microarray)

  • 양미희
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제20권4호통권51호
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    • pp.327-332
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    • 2005
  • 장기간 노출 시 발암 등 인체 유해성을 갖는 환경유래 내분비장애물질(endocrine disrupting chemicals, EDCs)에 대한 선택적이고 민감한 노출지표를 개발하기 위하여 본 연구에서는 DNA microarray를 이용하였다. 피험자는 아직 특별한 질환을 갖지 않는 18세 이상 연령, 성을 맞춘 EDCs고농도 노출군(N = 16)과 저농도군(N = 16)으로 구성되었다. 노출정도 구분은 10년 이상 거주지가 K산업폐기물 소각장과 2.5 km 반경 내, 외 인지에 따라 고노출군,저노출군으로 구분하였다. 피험자의 말초혈에서 total RNA를 분리, 각 군당 B인씩 pool로 cDNA를 합성하여 oligonucleotide DNA 칩에 적용하였다. 유전자발현의 차이를 GenePixPro 4.0 software를 이용하여 분석하였다. 총 3장의 칩을 이용하여 공통적으로 저노출군보다 고노출군에서 2배 이상 발현의 증가를 보인 유전자는 plasminogen activator(PLAT)등 12종이 관찰되었고, l/2이하로 발현의 감소를 보인 유전자는 kallikrein 3 (KLK3)등 29종이었다. 이 들 유전자는 PLAT등 면역계 반응에 관여하는 유전자 및 apoptosis, transport, G protein, chromatin, 암화, 발생 (development), 대사 등에 관여하는 유전자들이었다. 그러므로 KLK3등 본 연구에서 발굴한 유전자는 향후 확대된 인구에서 본 연구 결과의 확인을 통하여 EDCs특이적 노출지표로써, 나아가 암 등 EDCs관련 질병의 기전 및 병인학을 구명하는데 이용가치가 높다고 사료된다.

Monitoring of Gene Regulations Using Average Rank in DNA Microarray: Implementation of R

  • Park, Chang-Soon
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제18권4호
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    • pp.1005-1021
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    • 2007
  • Traditional procedures for DNA microarray data analysis are to preprocess and normalize the gene expression data, and then to analyze the normalized data using statistical tests. Drawbacks of the traditional methods are: genuine biological signal may be unwillingly eliminated together with artifacts, the limited number of arrays per gene make statistical tests difficult to use the normality assumption or nonparametric method, and genes are tested independently without consideration of interrelationships among genes. A novel method using average rank in each array is proposed to eliminate such drawbacks. This average rank method monitors differentially regulated genes among genetically different groups and the selected genes are somewhat different from those selected by traditional P-value method. Addition of genes selected by the average rank method to the traditional method will provide better understanding of genetic differences of groups.

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진화 신경망을 이용한 DNA Microarray 데이터 분석 (Analysis of DNA Microarray Data Using Evolutionary Neural Networks)

  • 김경중;조성배
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (2)
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    • pp.733-735
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    • 2003
  • DNA Microarray 기술은 유전자의 발현여부를 매우 빠르게 검사할 수 있는 도구이며 각종 질병의 발생여부를 예측하기 위한 정보를 제공한다. 유전자 발현 데이터로부터 암의 발생 여부를 예측하기 위해서는 기존의 접근방법과 다른 기계학습 기법이 요구된다. 일반적으로 샘플의 개수가 극히 적은 반면에 특징의 개수는 수천에서 수만 개가 존재하기 때문에 문제의 특성에 맞는 분류기의 구조를 결정하는 것이 매우 어려운 일이기 때문이다. 진화 신경망은 신경망의 구조와 가중치를 동시에 학습하며 사용자는 각 개체의 적합도를 평가할 수 있는 방법만 제공해 주면된다. 특히 신경망의 구조를 사전에 고정하지 않아도 되는 장점이 있기 때문에 전문적인 지식이 없는 사용자라도 이용가능하다. 대장암 데이터에 대한 실험결과 제안하는 분류기 모델이 다층 퍼셉트론, SVM (support vector machine), 최근접 이웃 방법에 비해 향상된 성능을 보였다.

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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.

DNA 마이크로어레이 시스템 분석을 통한 S. lividans 유래 항생제 조절유전자 afsR2 기능 분석 (Functional Analysis of an Antibiotic Regulatory Gene, afsR2 in S. lividans through DNA microarray System)

  • 김창영;노준희;이한나;김응수
    • KSBB Journal
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    • 제24권3호
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    • pp.259-266
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    • 2009
  • AfsR2 과발현 S. lividans TK21을 이용하여 DNA microarray를 수행하였다. 그 결과, phosphate starvation과 관련 있는 42개의 유전자들이 up-regulated 되었으며, 특히 SCO4139 (pstB, phosphate ABC transport system ATP-binding protein)와 SCO4142 (pstS, phosphate-binding protein precursor)는 afsR2가 phosphate와 같은 nutrient starvation에 적극적으로 관여한다는 것을 나타내며, SCO4228 (putative phosphate transport system regulatory protein)은 기존에 수행되었던 2D-electrophoresis 연구나 afsS null S. coelicolor를 이용한 DNA microarray 연구에서도 공통적으로 보고되었던 유전자로서 phosphate lilitation에 대한 afsR2의 효과가 지속적으로 검증되고 있음을 뜻한다. 또한 afsR2 과발현을 통해서 sigma factor인 SCO2954 (sigL)과 SCO5147 (sigE)의 발현이 유도되었으며 두 유전자의 구조적인 특징을 고려해 보았을 때 afsR2가 RNA polymerase와의 linker로서의 역할을 추측해 볼 수 있다. 뿐만 아니라 whi 관련 유전자들의 발현 또한 afsR2에 의해 증가되었다. 이는 afsR2가 단순히 2차 대사물질 생합성 조절에만 관여하는 것이 아니라 형태적 분화에 작용함으로써 최종적으로 여러 2차 대사물질의 합성을 유도한다고 말할 수 있다. 이러한 결과들을 토대로 afsR2가 기존에 항생제 생합성에만 관여하는 global regulatory 조절인자가 아닌 방선균이 stationary phase로 전환되는 시점에서 형태적 분화에 영향을 미치고 phosphate limitation stress를 줄여주는 2차 대사의 key-factor regulatory 유전자임을 알 수 있다.

Streptomyces griseus의 특이적 포자형성에 관여하는 유전자의 전사량 분석 (Transcriptional Analysis of Genes Involved in Ectopic Sporulation in Streptomyces griseus)

  • 지원재
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.563-570
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    • 2016
  • S. griseus wild type에서 dasA 유전자의 과발현에 의해 유도된 기저균사의 ectopic sporulation 관련 유전자를 알아보기 위해서, empty vector가 삽입된 균주와 dasA가 과발현된 균주의 전사체를 DNA microarray법으로 비교하였다. DNA microarray 결과를 토대로 dasA 유전자 과발현 균주에서 2배이상 발현량이 증가되었으며 p-value가 0.05 미만(p-value < 0.05)인 유전자들 중에서 false positive 를 제외시키는 작업을 통하여 최종적으로 4개의 유전자(SGR794, SGR2469, SGR3656, SGR3657)와 3개의 cluster (SGR795-797, SGR2377-2378, SGR6997-6998)를 선발하였다. 이들의 전사량은 low resolution Sl nuclease mapping 법을 통하여 dasA 유전자 과발현 균주에서 증가된 것을 확인하였다.

신경정신 의학분야의 방사성동위원소 표지 cDNA 마이크로어레이 (Radioactive cDNA microarray in Neurospsychiatry)

  • 최재걸;신경호;이민수;김명곤
    • 대한핵의학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.43-52
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    • 2003
  • Microarray technology allows the simultaneous analysis of gene expression patterns of thousands of genes, in a systematic fashion, under a similar set of experimental conditions, thus making the data highly comparable. In some cases arrays are used simply as a primary screen loading to downstream molecular characterization of individual gene candidates. In other cases, the goal of expression profiling is to begin to identify complex regulatory networks underlying developmental processes and disease states. Microarrays were originally used with ceil lines or other simple model systems. More recently, microarrays have been used in the analysis of more complex biological tissues including neural systems and the brain. The application of cDNA arrays in neuropsychiatry has lagged behind other fields for a number of reasons. These include a requirement for a large amount of input probe RNA In fluorescent-glass based array systems and the cellular complexity introduced by multicellular brain and neural tissues. An additional factor that impacts the general use of microarrays in neuropsychiatry is the lack of availability of sequenced clone sets from model systems. While human cDNA clones have been widely available, high qualify rat, mouse, and drosophilae, among others are just becoming widely available. A final factor in the application of cDNA microarrays in neuropsychiatry is cost of commercial arrays. As academic microarray facilitates become more commonplace custom made arrays will become more widely available at a lower cost allowing more widespread applications. in summary, microarray technology is rapidly having an impact on many areas of biomedical research. Radioisotope-nylon based microarrays offer alternatives that may in some cases be more sensitive, flexible, inexpensive, and universal as compared to other array formats, such as fluorescent-glass arrays. In some situations of limited RNA or exotic species, radioactive membrane microarrays may be the most practical experimental approach in studying psychiatric and neurodegenerative disorders, and other complex questions in the brain.