• 제목/요약/키워드: Hog1

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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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Construction of an Efficient Mutant Strain of Trichosporonoides oedocephalis with HOG1 Gene Deletion for Production of Erythritol

  • Li, Liangzhi;Yang, Tianyi;Guo, Weiqiang;Ju, Xin;Hu, Cuiying;Tang, Bingyu;Fu, Jiaolong;Gu, Jingsheng;Zhang, Haiyang
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권4호
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    • pp.700-709
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    • 2016
  • The mitogen-activated protein kinase HOG1 (high-osmolarity glycerol response pathway) plays a crucial role in the response of yeast to hyperosmotic shock. Trichosporonoides oedocephalis produces large amounts of polyols (e.g., erythritol and glycerol) in a culture medium. However, the effects of HOG1 gene knockout and environmental stress on the production of these polyols have not yet been studied. In this study, a To-HOG1 null mutation was constructed in T. oedocephalis using the loxP-Kan-loxP/Cre system as replacement of the targeted genes, and the resultant mutants showed much smaller colonies than the wild-type controls. Interestingly, compared with the wild-type strains, the results of shake-flask culture showed that To-HOG1 null mutation increased erythritol production by 1.44-fold while decreasing glycerol production by 71.23%. In addition, this study investigated the effects of citric acid stress on the T. oedocephalis HOG1 null mutants and the wild-type strain. When the supplementation of citric acid in the fermentation medium was controlled at 0.3% (w/v), the concentration of erythritol produced from the wild-type and To-HOG1 knockout mutant strains improved by 18.21% and 21.65%, respectively.

A Ferroxidase, Cfo1, Regulates Diverse Environmental Stress Responses of Cryptococcus neoformans through the HOG Pathway

  • Lee, Kyung-Tae;Lee, Jang-Won;Lee, Dohyun;Jung, Won-Hee;Bahn, Yong-Sun
    • Mycobiology
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    • 제42권2호
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    • pp.152-157
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    • 2014
  • The iron uptake and utilization pathways play a critical role in allowing human pathogens, including Cryptococcus neoformans, the causative agent of fatal meningoencephalitis, to survive within the mammalian body by competing with the host for iron. Here we show that the iron regulon is also required for diverse environmental stress responses and that in C. neoformans, it is regulated by the high-osmolarity glycerol response (HOG) pathway. Between CFO1 and CFO2, two ferroxidase genes in the iron regulon, CFO1 but not CFO2 was induced during oxidative and osmotic stress. Interestingly, we found that the HOG pathway repressed basal expression of both CFO1 and CFO2. Furthermore, when the HOG pathway was blocked, CFO2 also responded to oxidative and osmotic stress and the response of CFO1 was increased. We also established that CFO1 plays a major role in responding and adapting to diverse environmental stresses, including oxidative and genotoxic damage, osmotic fluctuations, heavy metal stress, and stress induced by cell membrane destabilizers. Therefore, our findings indicate that in C. neoformans, the iron uptake and utilization pathways are not only required for iron acquisition and survival, but also play a significant role in the environmental stress response through crosstalk with the HOG pathway.

돈육선물의 가격발견에 관한 연구 (A Study on the Price Discovery of Lean Hog Futures)

  • 변영태
    • 한국조리학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.126-134
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 우리나라 돈육 선물시장이 현물시장에 대해 가격발견기능을 제대로 수행하고 있는지를 알아보는 것이다. 이러한 분석을 위해 2011년 1월 5일부터 2012년 12월 28일까지 자료가 사용되었다. 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 돈육 선물과 현물가격은 장기적으로 균형관계가 존재하는 것으로 나타났다. 둘째, 오차수정모형의 오차수정계수를 이용한 분석에서는 돈육 선물시장이 현물시장에 대해 가격발견기능의 역할을 주도적으로 수행하는 것으로 나타났다. 셋째, Gonzalo와 Granger(1995)와 Hasbrouck(1995)가 제시한 방법론에 따라 GG 정보비율과 Hasbrouck 정보비율 분석에 의하면 우리나라의 돈육 선물시장은 현물시장에 대해 가격발견에 있어서 강하지는 않지만, 어느 정도 우월한 역할을 하고 있는 것으로 나타났다.

곡률과 HOG에 의한 연속 방법에 기반한 아다부스트 알고리즘을 이용한 보행자 인식 (Pedestrian Recognition using Adaboost Algorithm based on Cascade Method by Curvature and HOG)

  • 이영학;고주영;석정희;노태문;심재창
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제16권6호
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    • pp.654-662
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    • 2010
  • 본 논문은 2단계 연속(cascade) 방법을 이용한 향상된 보행자/비보행자 인식 알고리즘을 제안한다. 인식을 위한 분류기로는 약한 분류기를 강한 분류기로 만드는 아다부스트 알고리즘을 적용하였다. 먼저 두 가지 특징벡터를 추출 한다: (i) 기존의 기울기 히스토그램(HOG) 특성과 (ii) 한 점이 가지는 곡률특성 네 가지를 이용한 곡률-HOG를 제안하고 이용하였다. 그 다음 훈련 영상을 통하여 두 가지의 특징 벡터에 대해 약한 분류기로부터 강한 분류기를 얻었으며, 인식은 입력 영상으로부터 하나의 특징을 선택하여 이미 만들어진 강한 분류기를 통하여 1차적인 인식과 오인식을 실시하며, 오인식된 영상에 대해 2차적인 특징을 투입하여 이에 해당하는 강한 분류기를 통하여 2단계 아다부스트 알고리즘을 적용하여 최종적인 인식결과를 얻는다. 두 가지의 서로 다른 특성 벡터를 이용하여 연속 방법에 의한 2단계 아다부스트 알고리즘을 적용한 결과 기존의 실험 방법보다 더 정확한 인식 결과를 얻을 수 있었다.

HOG 특징 연산에 적용하기 위한 효율적인 기울기 방향 bin 및 가중치 연산 회로 설계 (Design of Efficient Gradient Orientation Bin and Weight Calculation Circuit for HOG Feature Calculation)

  • 김수진;조경순
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권11호
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    • pp.66-72
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    • 2014
  • Histogram of oriented gradient (HOG) 특징은 영상 기반 보행자 인식에서 널리 사용되고 있다. HOG 특징을 이용한 보행자 인식의 인식률을 높이는데 가장 중요한 역할을 하는 것은 보간 기술이다. HOG 특징 연산에 보간 기술을 적용하기 위해서는 각 픽셀의 기울기 방향에 가장 근접한 두 개의 기울기 방향 bin과 가중치를 계산해야 한다. 따라서 본 논문에서는 HOG 특징 연산에 적용하기 위한 효율적인 기울기 방향 bin 및 가중치 연산 회로를 제안한다. 제안하는 회로는 탄젠트 함수와 나눗셈 연산을 피하기 위해 미리 계산된 값을 테이블로 지정하여 사용하였으며, 탄젠트 함수와 가중치 값의 특성을 이용함으로써 회로 내 테이블의 크기를 최소화하였다. 또한 처리 속도 향상을 위해 파이프라인 구조를 적용하였으며, 효율적인 coarse 및 fine 탐색 방법을 적용하여 각 픽셀에 대한 기울기 방향 bin과 가중치를 두 클락 사이클 내에 계산한다. 본 논문에서 제안하는 회로는 $1^{\circ}$ 단위로 기울기 방향을 계산하여 기울기 방향 bin과 가중치를 모두 결정하기 때문에 HOG 특징을 위한 보간 기술에 적용되어 높은 인식률을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

HOG와 인공신경망을 이용한 자동차 모델 인식 시스템 성능 분석 (Performance Evaluation of Car Model Recognition System Using HOG and Artificial Neural Network)

  • 박기완;방지성;김병만
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.1-10
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    • 2016
  • 본 논문에서는 영상처리와 기계학습을 이용하여 자동차를 판별하는 시스템을 제안하고 그 성능을 확인한다. 차량의 앞면을 인식 하도록 하였으며 앞면을 선택한 이유는 제조사, 모델별로 앞면이 다르고 개조가 힘들기 때문이다. 제안하는 방법은 먼저 학습 데이터로부터 HOG특징을 추출하고, 이 특징 데이터에 대해 인공신경망 학습기법을 적용하여 판별 모델을 구축한다. 그리고 사용자가 자동차의 앞면을 찍으면 그 사진에서 특징점을 추출하고 특징점을 학습된 판별 모델을 거쳐 차량의 정보를 표시한다. 실험 결과, 98%의 높은 평균 인식률을 보였다.

Analysis of Dual Phosphorylation of Hog1 MAP Kinase in Saccharomyces cerevisiae Using Quantitative Mass Spectrometry

  • Choi, Min-Yeon;Kang, Gum-Yong;Hur, Jae-Young;Jung, Jin Woo;Kim, Kwang Pyo;Park, Sang-Hyun
    • Molecules and Cells
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    • 제26권2호
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    • pp.200-205
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    • 2008
  • The mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway is activated in response to extracellular stimuli and regulates various activities in eukaryotic cells. Following exposure to stimuli, MAPK is known to be activated via dual phosphorylation at a conserved TxY motif in the activation loop; both threonine and tyrosine residues are phosphorylated by an upstream kinase. However, the mechanism underlying dual phosphorylation is not clearly understood. In the budding yeast Saccharomyces cerevisiae, the Hog1 MAPK mediates the high-osmolarity glycerol (HOG) signaling pathway. Tandem mass spectrometry and phosphospecific immunoblotting were performed to quantitatively monitor the dynamic changes occurring in the phosphorylation status of the TxY motif of Hog1 on exposure to osmotic stress. The results of our study suggest that the tyrosine residue is preferentially and dynamically phosphorylated following stimulation, and this in turn leads to the dual phosphorylation. The tyrosine residue was hyperphosphorylated in the absence of a threonine residue; this result suggests that the threonine residue is critical for the control of signaling noise and adaptation to osmotic stress.

색상지도와 멀티 레이어 HOG-SVM 기반의 실시간 신호등 검출 알고리즘 (Real Time Traffic Light Detection Algorithm Based on Color Map and Multilayer HOG-SVM)

  • 김상기;한동석
    • 방송공학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.62-69
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    • 2017
  • 신호등 검출은 첨단운전자보조시스템에서 매우 중요하며 최근 신호등 검출 알고리즘의 연구가 활발히 진행 중이다. 그러나 기존의 영상처리 기반의 신호등검출 알고리즘은 조명의 변화에 민감하다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 다음과 같은 신호등 검출 알고리즘을 제안한다. 먼저 제안하는 컬러맵과 HSV(hue-saturation-value)를 이용하여 신호등의 후보영역을 검출한다. 이후 검출된 신호등 후보영역으로부터 HOG(histogram of oriented gradient) 서술자와 SVM(support vector machine)을 이용하여 신호등을 검출한다. 검출된 신호등 영상을 이용하여 제안하는 Multilayer HOG 서술자를 이용하여 신호등의 방향 정보를 결정한다. 실험결과에서 확인할 수 있듯이 제안하는 알고리즘은 높은 검출성능과 실시간 처리가 가능하다.

Histogram of Oriented Gradient를 이용한 실시간 소실점 검출 (Real-time Vanishing Point Detection Using Histogram of Oriented Gradient)

  • 최지원;김창익
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제48권2호
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    • pp.96-101
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    • 2011
  • 소실점이란 실제 공간의 평행한 선들이 영상 내에 투영되면서 한곳에 모이는 점이다. 본 논문에서는 이러한 소실점의 특성을 이용한 실시간 소실점 검출 알고리즘을 제안한다. 기존의 소실점 검출 방법은 1) 복잡한 계산이 요구되거나 2) 알고리즘에 따라 소실점을 검출할 수 있는 영상이 제한되어 있다. 제안하는 방법은 블록 기반의 HOG(Histogram of Oriented Gradient)를 구하여 영상의 구조적 특성을 이용하는 것으로 영상 내에 존재하는 소실점을 실시간으로 검출한다. 먼저 영상의 블록 단위로 HOG 기술자를 구한 뒤, 제안하는 동적 프로그래밍(dynamic programing)을 이용하여 소실점의 위치를 예측한다. 본 논문에서는 다양한 영상에 대한 실험을 통해 제안하는 알고리즘이 효율적인 소실점 검출 방법임을 보이고자 한다.