• 제목/요약/키워드: In Silico

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Haplotype Reconstruction 소프트웨어의 성능 평가 및 비교 (The Performance Evaluation and Comparison of Softwares for Haplotype Reconstruction)

  • 김상준;나경락;여상수;김성권
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (B)
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    • pp.313-315
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    • 2004
  • SNP(Single Nucleotide Polymorphism)은 생물학적 다양성에 관한 연관성 연구(Association Study)에서 이용되어지고 있다. haplotype을 구하기 위해 genotype data를 Haplotype Reconstruction을 하여 한 가닥씩 분리를 한다. Haplotype Reconstruction의 방법은 생물학적 접근법(molecular method)과, 계산적 접근방법(in-silico method)으로 연구되고 있다 계산적 접근법은 생물학적 접근법에 비해 적은 비용과 시간이 소요되는 장점을 지니지만, phase problem으로 인하여 생물학적 접근법에 비해 정확도가 낮다는 단점을 갖는다. 이런 문제를 해결하기 위한 설러 알고리즘들과 프로그램들이 연구 및 개발되고 있다. 본 논문에서는 현재 개발된 프로그램들에 대해서 다양한 테스트를 통한 각 프로그램의 성능 비교를 하였고, 특성과 문제점을 파악하였다.

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Design of Novel JNK3 Inhibitors Based on 3D-QSAR In Silico Model

  • Madhavan, Thirumurthy
    • 통합자연과학논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.6-12
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    • 2012
  • c-Jun N-terminal kinase-3 (JNK-3) has been identified as a promising target for neuronal apoptosis and has the effective therapeutic for neurodegenerative diseases such as Parkinson's disease, Alzheimer's disease, and other CNS disorders. Herein, we report the essential structural and chemical parameters for JNK-3 inhibitors utilizing comparative molecular field similarity indices analysis (CoMSIA) using the derivatives of 3,5-disubstituted quinolines. The best predictions were obtained CoMSIA model (q2=0.834, r2=0.987) and the statistical parameters from the generated 3D-QSAR models were indicated that the data are well fitted and have high predictive ability. The resulting contour map from 3D-QSAR models might be helpful to design novel and more potent JNK3 derivatives.

In silico Design of Discontinuous Peptides Representative of B and T-cell Epitopes from HER2-ECD as Potential Novel Cancer Peptide Vaccines

  • Manijeh, Mahdavi;Mehrnaz, Keyhanfar;Violaine, Moreau;Hassan, Mohabatkar;Abbas, Jafarian;Mohammad, Rabbani
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권10호
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    • pp.5973-5981
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    • 2013
  • At present, the most common cause of cancer-related death in women is breast cancer. In a large proportion of breast cancers, there is the overexpression of human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). This receptor is a 185 KDa growth factor glycoprotein, also known as the first tumor-associated antigen for different types of breast cancers. Moreover, HER2 is an appropriate cell-surface specific antigen for passive immunotherapy, which relies on the repeated application of monoclonal antibodies that are transferred to the patient. However, vaccination is preferable because it would stimulate a patient's own immune system to actively respond to a disease. In the current study, several bioinformatics tools were used for designing synthetic peptide vaccines. PEPOP was used to predict peptides from HER2 ECD subdomain III in the form of discontinuous-continuous B-cell epitopes. Then, T-cell epitope prediction web servers MHCPred, SYFPEITHI, HLA peptide motif search, Propred, and SVMHC were used to identify class-I and II MHC peptides. In this way, PEPOP selected 12 discontinuous peptides from the 3D structure of the HER2 ECD subdomain III. Furthermore, T-cell epitope prediction analyses identified four peptides containing the segments 77 (384-391) and 99 (495-503) for both B and T-cell epitopes. This work is the only study to our knowledge focusing on design of in silico potential novel cancer peptide vaccines of the HER2 ECD subdomain III that contain epitopes for both B and T-cells. These findings based on bioinformatics analyses may be used in vaccine design and cancer therapy; saving time and minimizing the number of tests needed to select the best possible epitopes.

꼬막(Tegillarca granosa)의 유전적 다양성 분석을 위한 드래프트 게놈분석과 마이크로새틀라이트 마커 발굴 (Genome Survey and Microsatellite Marker Selection of Tegillarca granosa)

  • 김진무;이승재;조은아;최은경;김현진;이정식;박현
    • 한국해양생명과학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.38-46
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    • 2021
  • 꼬막 종류 중 하나인 Tegillarca granosa는 해양 이매패류로서 한국, 중국, 일본 등의 중요한 수산 자원 중 하나이다. 꼬막의 염색체 수는 2n=38로 알려져 있지만, 유전체의 크기와 유전 정보에 대해서는 아직 명확하게 알려져 있지 않다. 꼬막의 유전체 크기 예측을 위하여 NGS Illumina HiSeq 플랫폼을 이용하여 얻은 짧은 DNA 서열 정보를 통하여 in silico 분석으로 유전체 크기를 분석하였다. 그 결과 꼬막의 유전체 크기는 770.61 Mb로 예측되었다. 이후 MaSuRCA assembler를 통하여 드래프트 게놈 조립 작업을 수행하고, QDD pipeline을 이용하여 SSR (simple sequence repeats) 분석을 수행하였다. 꼬막의 유전체로부터 43,944개의 SSR을 발굴하였으며, 다이-뉴클레오타이드(di-nucleotide) 69.51%, 트라이-뉴클레오타이드(tri-nucleotide) 16.68%, 테트라-뉴클레오타이드(tetra-nucleotide) 12.96%, 펜타-뉴클레오타이드(penta-nucleotide) 0.82% 그리고 헥사-뉴클레오타이드(hexa-nucleotide) 0.03%로 구성되었다. 이후 꼬막의 유전적 다양성 연구에 활용할 수 있는 100개의 마이크로새틀라이트 마커의 프라이머 세트를 선별하였다. 앞으로 이번 연구를 통해서, 꼬막의 집단유전학적 연구와 유전적 다양성을 규명하는데 도움이 될 것이며, 나아가 동종들 간의 원산지 분류를 알아낼 수 있을 것이다.

공개용 리소스를 활용한 Haplotype 재조합 시스템 개발 (Development of Haplotype Reconstruction System Using Public Resources)

  • 김기봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.720-726
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    • 2010
  • Haplotype은 연관성을 띠면서 함께 유전하는 SNP (Single Nucleotide Polymorphism) 집단을 반영하고 있기 때문에 맞춤의학 분야에서 haplotype기반의 연구 중요성이 지속적으로 급증하고 있다. in silico 방법을 바탕으로 Haplotype 재조합을 위해 현재 가장 널리 사용되는 공개용 리소스 응용소프트웨어로는 PL-EM, Haplotyper, PHASE 및 HAP 등이 있다. PL-EM, Haplotyper 및 PHASE 등은 리눅스와 유닉스 시스템에서 구동되는 명령라인 응용 소프트웨어이고, HAP는 클라이언트-서버 환경에서 웹기반으로 구동되는 소프트웨어이다. 본 논문에서는 실험적으로 검증된 데이터들을 이용하여 공개용 리소스 소프트웨어들의 정확성을 검증하고, 그러한 검증결과를 토대로 선별된 Haplotyper와 PL-EM 등으로 개발한 통합 haplotye 재조합 시스템에 대해 소개하고자 한다. 개발된 통합 시스템은 사용자 친화적 웹 인터페이스를 갖는 클라이언트-서버 시스템으로 최종 사용자들에게 양질의 haplotype 분석 결과를 제공할 수 있다. Haplotyper의 경우 5명의 개체로부터 얻은 길이가 5인 SNP 유전자형 데이터를 가지고 결과를 분석하였고, PL-EM의 경우 15명의 개체로부터 얻은 길이가 13인 SNP 유전자형 데이터를 가지고 결과를 분석하였다. 그 결과 본 시스템은 두 부분으로 나누어 개개인의 haplotype 정보와 haplotype 집단 정보를 이해하기 쉽게 체계적으로 제공하는 것을 확인하였다. 이러한 측면에서 본 시스템은 haplotype 지도 작성을 통한 질병 유전자 발굴 및 맞춤의약 개발 연구에 매우 유용한 도구로 사용될 수 있으리라 여겨진다.

대홍활석광상 주위의 편마암류의 지화학적 특징과 공존광물의 화학적 평형

  • 이상헌;최기주
    • 암석학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.138-155
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    • 1994
  • 대홍활석광상의 주위에 넓게 발달하고 있는 화강암질편마암내에는 호상편마암이 잔류되어 있으며 이들은 녹색편암상과 녹염석-앰피볼라이트상에 해당되는 2회에 걸친 광역변성작용과 이에 수반된 화강암화작용에 의하여 규질-알루미나(silico-aluminous) 암석으로부터 형성된 동일기원의 변성암이다. 이들 편마암류의 주구성광물은 화강암질편마암에 다량 산출되는 퍼어사이트를 제외하고는 거의 동일하다. 즉 화강암질편마암내에도 2회에 걸친 광역변성작용에 의해 형성된 광물군집이 잔규되어 있다. 이 암석들의 주구성광물중 흑운모, 백운모 및 녹니석의 화학조성은 암석의 전체화학조성, 기원광물의 화학조성, 그리고 변성 및 변질작용 등의 환경에 의하여 규제되어졌다. 이들중 공존하는 광물들 사이에는 화학적평형이 잘 이루어져 있어 광역변성작용이 대체로 안정된 조건하에서 진행되었음을 나타내고 있다. 특히 공존하는 흑운모와 백운모의 화학조성은 처마카이트(tschermakitic)와 펜자이트(phengitic) 치환에 의하여 조절되어졌다. 녹니석은 변질작용이나 화강암화작용에 의하여 주로 흑운모나 백운모로부터 생성되었으며 산상에 관계없이 화학조성은 비슷하다. 변성암류에 발달된 엽리와 절리, 그리고 석영맥의 방향성을 등적투영을 통하여 비교한 결과 절리와 석영맥은 거의 일치하고 있어 열수용액은 주로 절리를 따라 도입된 것임을 시사하고 있다.

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Endoplasmic recticulum stress와 관련된 유전자기능과 전사조절인자의 In silico 분석 (In Silico Analysis of Gene Function and Transcriptional Regulators Associated with Endoplasmic Recticulum (ER) Stress)

  • 김태민;여지영;박찬선;이문수;정명호
    • 생명과학회지
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    • 제19권8호
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    • pp.1159-1163
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    • 2009
  • ER stress에 관련된 유전자의 기능변화와 전사조절인자 분석하기 위해 ER stress를 유도한 간세포에서 expression microarray로 유전자 발현을 확보한 후 GSECA로 분석하였다. ER stress가 유도되면, ER에 주어지는 과도한 부하를 감소시키는 기능들이 증가하는 반면, ER stress가 더 증가함에 따라 ATP 생성이나 DNA repair, 더 나아가 세포분열의 기능이 감소하는 등 세포가 damage을 받음을 알 수 있었다. ER stress에 관련된 전사조절인자로는 FOX04, AP-1, FOX03, HNF4, IRF-1, GATA 등의 전사조절인자들이 ER stress에 의해 발현이 증가하는 유전자들의 promoter에 공통적으로 존재하였으며, E2F, Nrf-1, Elk-1, YY1, CREB, MTF-1, STAT-1, ATF 등의 전사인자들이 발현이 감소하는 유전자들의 promoter에서 공통적으로 존재하여, 이들의 전사인자들이 ER stress에 의한 유전자의 발현조절에 중요한 역할을 하는 전사조절인자임을 알 수 있었다.

부호 영역 DNA 시퀀스 기반 강인한 DNA 워터마킹 (Robust DNA Watermarking based on Coding DNA Sequence)

  • 이석환;권성근;권기룡
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제49권2호
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    • pp.123-133
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    • 2012
  • 본 논문에서는 DNA 시퀀스의 불법 복제 및 변이 방지와 개인 정보 침해 방지, 또는 인증을 위한 DNA 워터마킹에 대하여 논의하며, 변이에 강인하고 아미노산 보존성을 가지는 부호영역 DNA 시퀀스 기반 DNA 워터마킹 기법을 제안한다. 제안한 DNA 워터마킹은 부호 영역의 코돈 서열에서 정규 특이점에 해당되는 코돈들을 삽입 대상으로 선택되며, 워터마크된 코돈이 원본 코돈과 동일한 아미노산으로 번역되도록 워터마크가 삽입된다. DNA 염기 서열은 4개의 문자 {A,G,C,T}로 (RNA은 {A,C,G,U}) 구성된 문자열이다. 제안한 방법에서는 워터마킹 신호처리에 적합한 코돈 부호 테이블을 설계하였으며, 이 테이블에 따라 코돈 서열들을 정수열로 변환한 다음 원형 각도 형태의 실수열로 재변환한다. 여기서 코돈은 3개의 염기들로 구성되며, 64개의 코돈들은 20개의 아미노산으로 번역된다. 선택된 코돈들은 아미노산 보존성을 가지는 원형 각도 실수 범위 내에서 인접 코돈과의 원형 거리차 기준으로 워터마크에 따라 변경된다. HEXA와 ANG 시퀀스를 이용한 $in$ $silico$ 실험을 통하여 제안한 방법이 기존 방법에 비하여 아미노산 보존성을 가지면서 침묵 변이와 미스센스 변이에 보다 강인함을 확인하였다.

Attention 알고리즘 기반 약물의 태아 독성 예측 연구 (Predicting fetal toxicity of drugs through attention algorithm)

  • 정명현;유선용
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.273-275
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    • 2022
  • 임산부에게 약물을 사용하는 것은 태아에게 잠재적인 위협이 될 수 있으므로 임산부가 복용을 피해야 할 약물을 분류하는 것은 필수적이다. 하지만 많은 화합물이 태아에게 독성을 나타낼 수 있는지에 대한 근거가 불분명하며, 그것을 밝혀내기 위해서는 많은 시간과 비용이 투자된다. In silico 기반 가상 스크리닝은 광범위한 화합물에 대해서 적은 비용과 시간으로 어떤 화합물이 태아에게 높은 위험을 보일 수 있는지 예측하는데 활용될 수 있다. 우리는 한국과 호주 정부의 임신 중 약물 처방을 위한 위험 분류 리스트를 활용해 약물의 분류 등급 정보를 가져왔다. 약물의 구조적 특징과 화학적 특징을 기반으로 다양한 머신 러닝 기법을 적용하여 약물의 태아 독성 여부를 예측하는 모델을 생성하였으며, 정량적 성능 평가를 수행하였다. 나아가, attention 알고리즘을 활용하여 제안하는 모델이 약물의 태아 독성을 예측하는 과정에서 화합물의 어떤 하위 분자 구조가 중요하게 활용되었는지 확인하였다. 해당 연구를 통해 광범위한 화합물에 대해 높은 태아 독성 위험도를 가진 약물을 머신 러닝을 통해 예측할 수 있는 것을 확인하였다. 우리의 연구는 단순한 약물의 태아 독성 예측에서 나아가, 유의미한 하위 분자구조를 제공함으로써 연구자들이 약물의 태아 독성을 증명하기 위해 수행하는 실험에서 핵심적인 역할이 가능할 것이다.

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