'Contig 구성문제'는 random sequencing 단편들로부터 DNA 염기 서열의 정보를 밝혀낼 경우 발생하는 문제이다. 본 연구에서는 이러한 contig 구성문제를 해결하기 위한 알고리즘을 구성하였으며, X-window 응용 프로그램인 XFAP을 개발하였다. XFAP에서는 dimer 빈도 비교 방법을 사용하여 중첩 가능성이 없는 단편을 효과적으로 제거하였다. 이 방법은 단편 쌍 중첩에서 최소 수용 중첩 길이 내의 각 단편 사이의 dimer 빈도 차이를 이용하여 단편 쌍을 선별하는 것이다. 또한 단편 쌍 최대치 정렬 과정의 메모리 사용량을 줄이기 위해서, Myers 알고리즘을 적용하여 linear space에서 최대치 정렬을 구하는 방법을 사용하였다. 그리고 본 프로그램은 사용자들에게 편리한 그래픽 환경을 제공하기 위해서 Motif 라이브러리를 사용하여 X-window에서 구현되었다. 본 프로그램의 테스트 데이터를 생성하기 위해서 GenBank 데이터베이스에서 일정 길이의 염기 서열을 추출한 다음, sequencing시 일어날 수 있는 모든 오류들을 고려하여 단편 샘플을 생성하였다. 단편 샘플에 대해서 dimer 빈도 비교 방법의 효과 및 실행 시간을 측정하였다. 특히 dimer 빈도 비교 방법의 효율은 단편의 길이에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다.
한국생물정보시스템생물학회 2004년도 The 3rd Annual Conference for The Korean Society for Bioinformatics Association of Asian Societies for Bioinformatics 2004 Symposium
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pp.250-261
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2004
A novel method for ab initio prediction of protein tertiary structures, PROFESY (PROFile Enumerating SYstem), is introduced. This method utilizes secondary structure prediction information and fragment assembly. The secondary structure prediction of proteins is performed with the PREDICT method which uses PSI-BLAST to generate profiles and a distance measure in the pattern space. In order to predict the tertiary structure of a protein sequence, we assemble fragments in the fragment library constructed as a byproduct of PREDICT. The tertiary structure is obtained by minimizing the potential energy using the conformational space annealing method which enables one to sample diverse low lying minima of the energy function. We apply PROFESY for prediction of some proteins with known structures, which shows good performances. We also participated in CASP5 and applied PROFESY to new fold targets for blind predictions. The results were quite promising, despite the fact that PROFESY was in its early stage of development. In particular, the PROFESY result is the best for the hardest target T0161.
배양 계배 근세포의 분호과정에서 fibronectin양의 변화를 immunoblotting법을 써서 정량해 본 결과 근세포의 분화에 따라 감소함을 알 수 있었다. 이처럼 근분화과정에서 fibronectin의 수준이 변하는 이유를 알아보기 위해서 fibronectin의 28,000 dalton(28 kDa)의 amino terminal fragment와 85,000 dalton (85kDa)의 cell binding fragment의 근원세포와의 상호작용에 관해 조사하여 보았다. 125 l-28 kDa fragment가 근원세포와 특이하게 결합하는 양상은 시간 경과에 따라 변하여 60분이내에 최대 수준에 도달하였다. 아울러 28 kDa fragment는 125 I-28 kDa fragment의 결합을 억제하였으나, 85 kDa fragment의 결합은 억제하지 않았다. 이러한 사실은 28 kDa fragment fibronectin수용체와 결합하고 cell adhesion수용체와는 결합하지 않음을 암시하는 것이다. 따라서 fibronectin수준의 감소는 근원세포에 존재하는 fibronectin수용체의 감소와 연관되는 현상으로 추정할 수 있었다.
지금까지 인간이나 다른 생물체의 전체 유전체 염기서열을 밝혀내는 작업은 크게 세가지 방법으로 진행되었다. Clone-by-clone approach, sequence tagged connector approach, random shotgun approach(1)가 그것인데 마지막의 random shotgun approach는 fragment assembly problem을 비롯한 여러 가지 전산학적인 문제들을 수반한다. 이 논문은 저자들의 국내 최초로 미생물체의 전체 염기서열을 random shotgun approach를 이용하여 밝혀낸 경험을 바탕으로 그에 따르는 문제인 fragment assembly problem에 대해 소개하고 그에 수반되는 몇 가지 전산학적인 문제와 몇 가지 해결책에 대해 설명하려 한다.
Our previous report has suggested that the decrease of fibronectin level during mvogenesis is due to the decreased Bvailabilitv of receptor (matrix assembly receptor) for 29-kDa fragment of fibronectin. In the present study, we demonstrate that G protein and adenvlate cvclase system are involved in the regulation of fibronectin matrix assembly and that when fibronectin level in extracellular matrix decreases, the postmitotic fusion-capable cells emerge more frequently from the proliferative population. This proposal is based on the following observations. (1) Cholers toxin, which increases intracellular CAMP, caused a decrease in the ability of mvoblasts to incorporate fibronectin into extracellular matrix. (2) Cholera toxin decreased the proliferation of mvoblasts and Induced the precocious fusion. (3) decAMP, which was found to induce the precocious fusion and decrease the proliferation of myoblasts, decreased the fibronectin level in extracellular matrix and matrix assembly receptor for fibronectin- (4) RGOS, whlh inhibits the incorporation of fibronectin into extracellular matrix, induced the precocious fusion and reduced the proliferaton of mvoblasts. These results suggest that CAMP regulates the fibronectin levels in extracellular matrix and that the alteration of fibronectin level is involved in regulation of the proliferation and differentiation of chick embryonic mvoblasts.
본 논문에서는 기존의 conting 구성 프로그램의 단점인 단편들 간의 결합 실패를 보완하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 매우 긴 DNA의 염기 서열을 자동 서열 분석기로 한번에 분석 가능한 약 700개의 단편들을 한 주형으로 만들어 PCR 방법으로 클론 3을 생성 후, $600\sim700$개의 길이로 단편화하여 기준 주형과 비교하여 일치율을 계산한다. 이때 Compute Agreement 알고리즘을 이용하여 일치율을 계산하는 시간을 단축시킨다. 계산된 단편 쌍들의 중첩 정도를 기준으로 주형마다 2개의 결합 후보 단편을 추출하여 추출된 각 단편들의 일치율과 각 DNA 염기의 A,G,C,T 소속도 및 각 A,G,C,T 이 전 빈도수를 퍼지 추론 규칙을 이용하여 결합 여부를 판단한다. 본 논문에서는 결정된 최 적의 비교 단편을 결합하고, 더 이상 단편이 없을 때까지 반복하여 서열 결합을 완성한다. 실험을 위해 완성된 단백질 지놈인 'Synechocystis PCC6803'을 각각 1만개, 10만개씩 추출하여 $600{\sim}700$개의 길이를 가진 단편을 생성하였으며, 이 단편을 임 의의 mutation을 유발하여 실험한 결과, FAP 프로그램보다 속도가 줄어들었으며, conting 구성 프로그램의 단점 인 결합 실패가 발생하지 않았다.
Hur Cheol-Goo;Kim Sunny;Kim Chang-Hoon;Yoon Sung-Ho;In Yong-Ho;Kim Cheol-Min;Cho Hwan-Gue
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제16권5호
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pp.683-688
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2006
We have developed a program for generating shotgun data sets from known genome sequences. Generation of synthetic data sets by computer program is a useful alternative to real data to which students and researchers have limited access. Uniformly-distributed-sampling clones that were adopted by previous programs cannot account for the real situation where sampled reads tend to come from particular regions of the target genome. To reflect such situation, a probabilistic model for biased sampling distribution was developed by using an experimental data set derived from a microbial genome project. Among the experimental parameters tested (varied fragment or read lengths, chimerism, and sequencing error), the extent of sequencing error was the most critical factor that hampered sequence assembly. We propose that an optimum sequencing strategy employing different insert lengths and redundancy can be established by performing a variety of simulations.
혈청을 비롯해서 extracellular matrix에 존재하는 당단백질인 fibronectin은 근세포의 융합과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구실에서는 최근에 근세포가 분화하는 동안에 fibronectin의 수준이 감소되며, 이러한 감소는 fibronectin의 28 kDa fragment에 대한 수용체으 유용성이 감소하는 결과로 밝혀낸 바 있다. 본 연구에서는 근세포으 융합을 억제하는 물질로 알려진 EGTA를 이용하여 근세포의 융합과 28 kDa fragmen receptor의 관계를 검토하여 보았다.EGTA를 처리한 경우 EGTA를 처리하지 않은 근세포에 비해서 fibronectin의 수준과 28 kDa fragmen binding이 훨씬 적게 감소하였으며, 융합이 봉쇄된 근세포에서 EGTA를 제거하여 융합을 재개시키면 fibronectin의 수준과 28 kDa fragmen의 binding이 정상 근세포 수준으로 환원되었다. 이상의 실험 결과로 볼 때 28 kDa fragmen에 대한 수용체의 감소 또는 변화가 근세포의 분화과정에서 일어나는 fibronectin 수준의 감소와 연관성이 있음을 알 수 있다. 한편, 배양액 내에 trypsin을 처리한 경우에는 처리하지 않은 경우에 비해서 28 kDa fragmen의 binding이 현저하게 감소되었고, gangliosides를 처리한 상태에서는 gangliosides의 농도에 정비례해서 28 kDa fragmen의 binding이 감소되었다. 이 밖에 gel overlay technique을 이용하여 28 kDa fragmen가 SDS-PAGE gel에서 분자량이 약 43kDa인 단백질 및 gangliosides와 binding하는 사실을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과를 종합하여 볼 때, 근세포의 융합은 28 kDa fragmen에 대한 receptor의 감소와 관계가 있으며, 그 수용체는 gangliosides와 비슷한 당을 가지고 있는 당단백질일 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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