• 제목/요약/키워드: Differential Signal

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Sensing the Stress: the Role of the Stress-activated p38/Hog1 MAPK Signalling Pathway in Human Pathogenic Fungus Cryptococcus neoformans

  • Bahn, Yong-Sun;Heitman, Joseph
    • 한국미생물학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물학회 2007년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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    • pp.120-122
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    • 2007
  • All living organisms use numerous signal-transduction pathways to sense and respond to their environments and thereby survive and proliferate in a range of biological niches. Molecular dissection of these signalling networks has increased our understanding of these communication processes and provides a platform for therapeutic intervention when these pathways malfunction in disease states, including infection. Owing to the expanding availability of sequenced genomes, a wealth of genetic and molecular tools and the conservation of signalling networks, members of the fungal kingdom serve as excellent model systems for more complex, multicellular organisms. Here, we employed Cryptococcus neoformans as a model system to understand how fungal-signalling circuits operate at the molecular level to sense and respond to a plethora of environmental stresses, including osmoticshock, UV, high temperature, oxidative stress and toxic drugs/metabolites. The stress-activated p38/Hog1 MAPK pathway is structurally conserved in many organisms as diverse as yeast and mammals, but its regulation is uniquely specialized in a majority of clinical Cryptococcus neoformans serotype A and D strains to control differentiation and virulence factor regulation. C. neoformans Hog1 MAPK is controlled by Pbs2 MAPK kinase (MAPKK). The Pbs2-Hog1 MAPK cascade is controlled by the fungal "two-component" system that is composed of a response regulator, Ssk1, and multiple sensor kinases, including two-component.like (Tco) 1 and Tco2. Tco1 and Tco2 play shared and distinct roles in stress responses and drug sensitivity through the Hog1 MAPK system. Furthermore, each sensor kinase mediates unique cellular functions for virulence and morphological differentiation. We also identified and characterized the Ssk2 MAPKKK upstream of the MAPKK Pbs2 and the MAPK Hog1 in C. neoformans. The SSK2 gene was identified as a potential component responsible for differential Hog1 regulation between the serotype D sibling f1 strains B3501 and B3502 through comparative analysis of their meiotic map with the meiotic segregation of Hog1-dependent sensitivity to the fungicide fludioxonil. Ssk2 is the only polymorphic component in the Hog1 MAPK module, including two coding sequence changes between the SSK2 alleles in B3501 and B3502 strains. To further support this finding, the SSK2 allele exchange completely swapped Hog1-related phenotypes between B3501 and B3502 strains. In the serotype A strain H99, disruption of the SSK2 gene dramatically enhanced capsule biosynthesis and mating efficiency, similar to pbs2 and hog1 mutations. Furthermore, ssk2, pbs2, and hog1 mutants are all hypersensitive to a variety of stresses and completely resistant to fludioxonil. Taken together, these findings indicate that Ssk2 is the critical interface protein connecting the two-component system and the Pbs2-Hog1 pathway in C. neoformans.

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Overexpression of CD44 Standard Isoform Upregulates HIF-1α Signaling in Hypoxic Breast Cancer Cells

  • Ryu, Dayoung;Ryoo, In-geun;Kwak, Mi-Kyoung
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제26권5호
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    • pp.487-493
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    • 2018
  • Cluster of differentiation 44 (CD44), a cell surface receptor for hyaluronic acid (HA), is involved in aggressive cancer phenotypes. Herein, we investigated the role of the CD44 standard isoform (CD44s) in hypoxia-inducible $factor-1{\alpha}$ ($HIF-1{\alpha}$) regulation using MCF7 overexpressing CD44s (pCD44s-MCF7). When pCD44s-MCF7 was incubated under hypoxia, levels of $HIF-1{\alpha}$, vascular endothelial growth factor, and the $HIF-1{\alpha}$ response element-derived luciferase activity were significantly increased compared to those in the control MCF7. Incubation of pCD44s-MCF7 cells with HA further increased $HIF-1{\alpha}$ accumulation, and the silencing of CD44s attenuated $HIF-1{\alpha}$ elevation, which verifies the role of CD44s in $HIF-1{\alpha}$ regulation. In addition, the levels of phosphorylated extracellular signal-regulated kinase (ERK) was higher in hypoxic pCD44s-MCF7 cells, and $HIF-1{\alpha}$ accumulation was diminished by the pharmacological inhibitors of ERK. CD44s-mediated $HIF-1{\alpha}$ augmentation resulted in two functional outcomes. First, pCD44s-MCF7 cells showed facilitated cell motility under hypoxia via the upregulation of proteins associated with epithelial-mesenchymal transition, such as SNAIL1 and ZEB1. Second, pCD44s-MCF7 cells exhibited higher levels of glycolytic proteins, such as glucose transporter-1, and produced higher levels of lactate under hypoxa. As a consequence of the enhanced glycolytic adaptation to hypoxia, pCD44s-MCF7 cells exhibited a higher rate of cell survival under hypoxia than that of the control MCF7, and glucose deprivation abolished these differential responses of the two cell lines. Taken together, these results suggest that CD44s activates hypoxia-inducible $HIF-1{\alpha}$ signaling via ERK pathway, and the $CD44s-ERK-HIF-1{\alpha}$ pathway is involved in facilitated cancer cell viability and motility under hypoxic conditions.

Camphor의 Hedgehog 신호 SMO 조절을 통한 지방구세포 분화 억제효과 (Camphor Inhibits Adipocyte Differentiation via Its Impact on SMO-dependent Regulation of Hedgehog Signaling)

  • 최재영;임종석;이자복;양영헌
    • 생명과학회지
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    • 제30권11호
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    • pp.973-982
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    • 2020
  • 본 연구는 지방구세포 감소를 위한 소재개발로 감국 추출물의 대표물질인 camphor가 갖는 지방구세포 분화억제효과를 관찰하였다. camphor의 세포독성을 확인하기 위해 3T3-L1 세포주를 이용하여 세포독성 측정을 1 day에서 10 day까지 확인하였고, 세포독성은 모두 없었다. PTCH siRNA를 처리 시 PTCH가 비활성되어 분화가 억제되었고, SMO siRNA 처리시 SMO가 비활성화되어 분화가 유도되었다. PTCH 억제는 SMO를 활성화시키는 기전으로HH 신호의 활성화가 지방구세포 분화를 억제시키는 것을 보여준다. FACS를 이용한 Gli1 발현은 KCTC 3237은 62.7±1.5%, camphor는 60.4±2.2% 로 분화된 세포 24.9±3.1% 보다 높은 것을 확인하였다. GC-MS에서 발효된 camphor의 구조변화는 없는 것으로 확인되었으나, KCTC 3237에서 15.41% 양적 증가를 확인했다. 또한camphor가 SMO를 과발현시키고, Gli1의 변화를 조절하였다. 따라서 감국 발효물의 생리활성 물질 중 향후 매커니즘 분석을 위한 활성물질인 camphor를 이용해 동물모델에서 비만억제 효과에 대한 자료가 더 필요할 것으로 여겨지며, 감국 추출물 및 발효물의 HH신호조절이 새로운 비만치료제로 개발될 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.

전류 모드 동작에 기반한 2.4GHz 저전력 직접 변환 송신기 (A 2.4-GHz Low-Power Direct-Conversion Transmitter Based on Current-Mode Operation)

  • 최준우;이형수;최치훈;박성경;남일구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권12호
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    • pp.91-96
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    • 2011
  • 본 논문에서는 전류 모드 동작에 기반한 IEEE 802.15.4 규격을 만족하는 2.4GHz 저전력 직접 변환 송신기를 제안하고 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 제안된 송신기는 디지털-아날로그 변환기, 저역통과 필터, 가변 이득 I/Q 상향 혼합기, 구동 증폭기 및 LO 버퍼를 포함하는 주파수 나누기 2회로로 구성되어 있다. 디지털-아날로그 변환기와 저역통과 필터(LPF), 가변이득 I/Q 상향 혼합기의 트랜스컨덕터 단을 하나의 전류 미러 회로로 합친 간단한 구조를 제안하여 전력 소모를 줄이면서 선형성을 향상할 수 있도록 하였다. 구동 증폭기는 캐스코드 타입의 증폭기로 제어 신호를 이용하여 이득을 조절할 수 있게 하였고, 외부 4.8GHz 신호를 받아 주파수 나누기 2 전류 모드 로직 (CML) 회로를 사용하여 2.4GHz I/Q 차동 LO 신호를 생성하도록 설계하였다. 구현한 송신기는 30dB의 이득 조정 범위를 가지면서 0dBm의 최대 출력 신호에서 33dBc의 LO 누설 성분, 40dBc의 3차 하모닉 성분의 특성을 보이며, 구현한 칩의 면적은 $1.76mm{\times}1.26mm$으로 전력소모는 1.2V 단일 전원 전압으로부터 10.2mW이다.

세포신호계에 있어서 Protein Kinase C: 사람의 전입선 adenocarcinoma PC-3 세포내의 여섯개의 Protein kinase C 동립효소의 translocation (Protein Kinase C (PKC) in Cellular Signalling System: Translocation of Six Protein Kinase C Isozymes in Human Prostate Adenocarcinoma PC-3 Cell Line)

  • Park, Won-Chul;Ahn, Chang-Ho
    • 한국동물학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.439-451
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    • 1993
  • Protein kinase C isozymes in a human prostate adenocarcinoma PC-3 cell line were characterized. Immunoreactive bands and immunocytochemical stains were obsenred in PC-3 cells with antibodies raised against protein kinase C ${\alpha}$, ${\beta}$, ${\gamma}$, $\delta$, $\varepsilon$, and ζ types, respectively. Protein kinase C ${\alpha}$ corresponded to a immunoreactive band at a molecular weight of 80,000-dalton, whereas molecular weights of other immunoreactive isozvmes of protein kinase C were detected at 68,000-dalton. Protein kinHse C $\delta$ and ζ antibodies detected additional bands at 55,000-dalton and 80,000-dalton, respectively Immunocvtochemical study confirmed the results of the immunoblotting experiments qualitatively: all six protein kinase C isozymes were detected in the cytoplasm of PC-3 cells. Translocation of protein kinase C in PC-3 cells were also examined with phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA), bryostatin 2, diolein, and 1-oleoyl-2-acetyl glycerol (OAG). Differential reactions of protein kinase C isozvmes to these activators were obsenred. When PC-3 cells were treated with 10mM bryostatin 2, protein kinase C isozyme u was translocated into the nucleus, whereas s type was translocated into the plasma membrane and the nucleus. Protein kinase C ${\alpha}$ and ζ types were translocated into the nucleus following the treatment with 101M diolein, whereas protein kinase C ${\alpha}$, ${\beta}$, ${\gamma}$, and $\varepsilon$ types were translocated into the nucleus by the treatment with 10mM OAG. Protein kinase C ${\alpha}$ and $\varepsilon$ types were translocated into the nucleus in the presence of 100nM PMA. Protein kinase C $\delta$ type was translocated to the nuclear membrane by these activators, however, only PMA-induced translocation was inhibited by protein kinase C inhibitor, 1-(5-isoquinolinesulfonyll-2-methvlpiperazine dihvdrochloride (H7) . H7 inhibited translocation of protein kinase C ${\alpha}$ type induced by PMA, ${\beta}$ type by OAG and s type by PMA and OAG, whereas it did not affect translocations induced by bryostatin and diolein, respectively. These results suggest that there exist six isoformes of protein kinase C (${\alpha}$, ${\beta}$, ${\gamma}$, $\delta$, $\varepsilon$ and ζ types) in PC-3 cells and that each of these isozvmes distinctivelv reacts to bryostatin, diolein, OAG and PMA, in part due to an altered molecular size and conceivably discrete binding site(s).

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ERS-Envisat SAR Cross-Interferomety를 이용한 고정밀 DEM 생성에 관한 연구 (A Study on High-Precision DEM Generation Using ERS-Envisat SAR Cross-Interferometry)

  • 이원진;정형섭
    • 한국측량학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.431-439
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    • 2010
  • 교차간섭기법은 ERS-2와 Envisat SAR 데이터를 이용하여 긴 기선거리를 지니면서도 양질의 간섭도를 제작할 수 있다. 또한 긴 기선거리에 의해서 고도에 대한 프린지 변화율이 약 5m 내외로 계산되며 이는 매우 정밀한 DEM생성을 가능하게 한다. 본 연구에서는 ERS-2와 Envisat 교차 간섭기법으로부터 정밀한 DEM을 추출하는 효율적인 방안을 제안하였으며 경사가 매우 완만한 알라스카지역에서 교차간섭기법으로 제작된 CInSAR(Cross-Interferometry SAR) DEM과 기존에 존재하는 NED(National Elevation Dataset) DEM을 비교하였다. 연구 결과 차분 간섭도 생성과정에서 NED DEM 오차라고 생각되는 부분이 발견되었으며 이 부분에 대한 CInSAR DEM과의 고도 차이에 대한 표준편차는 2.63m로 계산되었다. 하지만 전체지역에 대해서는 NED DEM과 CInSAR DEM의 고도값 차이에 대한 표준편차는 약 1m로 NED DEM과 매우 유사한 값이 계산되었다. 이는 연구대상 지역이 매우 편평한 지형으로 양질의 DEM이 구축되어 있으므로 매우 유사한 값이 계산된 것으로 판단된다. 하지만 두 DEM에 대한 공간주파수 분석을 하였을 경우 CInSAR DEM은 약 0.08 rad/m(약 40m) 보다 고주파영역에서도 높은 파워 스펙트럼 값을 지닌 반면 NED DEM은 그렇지 못하였다. 결과적으로 16m로 해상도로 구축된 CInSAR DEM의 경우 NED DEM보다 약 2.5배 공간해상도가 높아졌으며 경사가 심하지 않은 지역에서도 정밀한 DEM이 생성되었다.

신경망 기반 독립성분분석을 이용한 효율적인 복합영상분리 (An Efficient Composite Image Separation by Using Independent Component Analysis Based on Neural Networks)

  • 조용현;박용수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.210-218
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    • 2002
  • 본 연구에서는 근사화된 학습알고리즘의 신경망 기반 독립성분분석에 의한 효율적인 복합영상 분리기법을 제안하였다. 제안된 학습알고리즘은 엔트로피 최적화론 위한 목적함수의 판을 구하기 위해, 도함수 계산을 요구하는 뉴우턴법 대신 단순히 함수 값만을 이용하여 계산을 근사화한 할선법 기초한 고정점 알고리즘이다. 이렇게 하면 뉴우턴법에서 요구되는 복잡한 도함수의 계산과정을 간략화 할 수 있어 고정점 알고리즘의 독립성분분석이 가지는 학습성능을 더욱 더 개선시킬 수 있다. 제안된 학습알고리즘의 독립성분분석 기법을 500개의 샘플을 가지는 4개 신호와 $512{\times}512$의 픽셀을 가지는 10개의 영상을 대상으로 임의의 혼합행렬에 따라 발생되는 복합신호 및 복합영상들을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과, 기존의 뉴우턴법에 기초한 고정점 알고리즘의 분석기법보다 빠른 학습속도와 개선된 분리성능이 있음을 확인하였다. 특히 기존의 알고리즘에서 임의로 선정되는 초기값에 의존하는 학습성능과 대규모의 영상분리에서 발생될 수 있는 비현실적인 학습시간도 함께 해결할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Stage specific transcriptome analysis of liver tissue from a crossbred Korean Native Pig (KNP × Yorkshire)

  • Kumar, Himansu;Srikanth, Krishnamoorthy;Park, Woncheol;Lee, Kyung-Tai;Choi, Bong-Hwan;Kim, Jun-Mo;Lim, Dajeong;Park, Jong-Eun
    • Journal of Biomedical and Translational Research
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    • 제19권4호
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    • pp.116-124
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    • 2018
  • Korean Native Pig (KNP) has a uniform black coat color, excellent meat quality, white colored fat, solid fat structure and good marbling. However, its growth performance is low, while the western origin Yorkshire pig has high growth performance. To take advantage of the unique performance of the two pig breeds, we raised crossbreeds (KNP ${\times}$ Yorkshire to make use of the heterotic effect. We then analyzed the liver transcriptome as it plays an important role in fat metabolism. We sampled at two stages: 10 weeks and at 26 weeks. The stages were chosen to correspond to the change in feeding system. A total of 16 pigs (8 from each stage) were sampled and RNA sequencing was performed. The reads were mapped to the reference genome and differential expression analysis was performed with edgeR package. A total of 324 genes were found to be significantly differentially expressed (${\left|log2FC\right|}$ > 1 & q < 0.01), out of which 180 genes were up-regulated and 144 genes were down-regulated. Principal Component Analysis (PCA) showed that the samples clustered according to stages. Functional annotation of significant DEGs (differentially expressed genes) showed that GO terms such as DNA replication, cell division, protein phosphorylation, regulation of signal transduction by p53 class mediator, ribosome, focal adhesion, DNA helicase activity, protein kinase activity etc. were enriched. KEGG pathway analysis showed that the DEGs functioned in cell cycle, Ras signaling pathway, p53 signaling pathway, MAPK signaling pathway etc. Twenty-nine transcripts were also part of the DEGs, these were predominantly Cys2His2-like fold group (C2H2) family of zinc fingers. A protein-protein interaction (PPI) network analysis showed that there were three highly interconnected clusters, suggesting an enrichment of genes with similar biological function. This study presents the first report of liver tissue specific gene regulation in a cross-bred Korean pig.

레이더 간섭기법을 이용한 수치고도모델 해상도 향상에 관한 연구 (A Study on the Enhancement of DEM Resolution by Radar Interferometry)

  • 김창오;김상완;이동천;이용욱;김정우
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.287-302
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    • 2005
  • ERS-1/9 및 JERS-1 SAR 영상의 레이더 영상 간섭기법을 이용하여 대전지역의 수치고도모델 (DEM)을 제작하였다 도심지역에서는 GPS 측량으로부터 추출된 지상기준점(GCP)를 이용하여 생성된 DEM의 정밀도를 분석하였고, GCP가 없는 산악지 역에서는 1:25,000 수치지도로부터 추출된 DEM과의 상대적 고도차를 이용하여 정확도를 평가하였다 위성의 궤도오차 및 phase unwrapping에 의한 고도 오차를 최소화하기 위해 DEM생성에 이용되는 전통적인 InSAR기법 외에 DInSAR기법을 추가로 적용하였다. 또한 DInSAR기법 적용시 사용된 DEM의 해상도에 따른 결과의 정밀도를 분석하기 위해 GTOPO30, SRTM-3, 그리고 1:25,000 수치지도로부터 생성된 DEM을 사용하였다. 하나의 ERS tandem 간섭쌍과, 6개의 JERS-1 간섭쌍 분석 결과, 위상간섭기법 적용 시 평지 지역에서의 정밀도는 DEM 사용 여부 및 사용된 DEM의 해상도에 무관하게 약 5-6 m의 고도오차를 보인다 반면 산악지역에서는 SRTM-3 및 1:25,000 수치지도 DED을 이용한 DInSAR 기법이 phase unwrapping에 의한 오차를 줄이는데 매우 효과적이었다. 또한 6 개의 JERS-1 간섭쌍의 중첩을 통해 제작한 DEM의 경우 레이더 영상의 낮은 신호대잡음비 및 대기에 의한 오차를 줄일 수 있었다. 다수의 SAR 간섭쌍과 저해상도 DEM을 이용한 위상간섭기법은 저비용으로 빠른 시간 내에 DEM 해상도를 향상하는데 매우 효과적인 수단으로 사용될 수 있다.

비프로파일링 기반 전력 분석의 성능 향상을 위한 오토인코더 기반 잡음 제거 기술 (Improving Non-Profiled Side-Channel Analysis Using Auto-Encoder Based Noise Reduction Preprocessing)

  • 권동근;진성현;김희석;홍석희
    • 정보보호학회논문지
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    • 제29권3호
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    • pp.491-501
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    • 2019
  • 최근 보안 디바이스의 물리적 취약성을 찾을 수 있는 부채널 분석 분야에서 딥러닝을 활용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 최신 딥러닝 기반 부채널 분석 기술 연구는 템플릿 공격 등과 같은 프로파일링 기반 부채널 분석 환경에서 파형을 옳게 분류하기 위한 연구에 집중되어 있다. 본 논문에서는 이전 연구들과 다르게 딥러닝을 신호 전처리 기법으로 활용하여 차분 전력 분석, 상관 전력 분석 등과 같은 논프로파일링 기반 부채널 분석의 성능을 고도화할 수 있는 방법을 제안한다. 제안기법은 오토인코더를 부채널 분석 환경에 적합하게 변경하여 부채널 정보의 노이즈를 제거하는 전처리 기법으로, 기존 노이즈 제거 오토인코더는 임의로 추가한 노이즈에 대한 학습을 하였다면 제안하는 기법은 노이즈가 제거된 라벨을 사용하여 실제 데이터의 노이즈를 학습한다. 제안기법은 논프로파일링 환경에서 수행 가능한 전처리 기법이며 하나의 뉴런 네트워크의 학습만을 통해 수행할 수 있다. 본 논문에서는 실험을 통해 제안기법의 노이즈 제거 성능을 입증하였으며, 주성분분석 및 선형판별분석과 같은 기존 전처리 기법들과 비교하여 우수하다는 것을 보인다.