• 제목/요약/키워드: Matrices

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도메인 조합 기반 단백질-단백질 상호작용 확률 예측 틀 (A Domain Combination-based Probabilistic Framework for Protein-Protein Interaction Prediction)

  • 한동수;서정민;김홍숙;장우혁
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제10권4호
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    • pp.299-308
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    • 2004
  • 최근 단백질 및 도메인과 관련된 방대한 양의 데이타들이 인터넷상에 공표되고 축적됨에 따라, 단백질간의 상호작용에 대한 예측 시스템의 필요성이 제기되고 있다. 본 논문에서는 이러한 데이타를 이용하여 계산적으로 도메인 조합 쌍에 기반하여 단백질의 상호작용 확률을 예측하는 새로운 단백질 상호작용 예측 시스템을 제안한다. 제안된 예측 시스템에서는 기존의 도메인 쌍(domain pair)의 제약성을 극복하기 위하여 도메인 조합(domain combination)과 도메인 조합 쌍(domain combination pair)의 개념이 새롭게 도입하였다. 그리고 도메인 조합 쌍(domain combination pair 또는 dc-pair)을 단백질 상호작용의 기본 단위로 간주하고 예측을 시도한다. 예측 시스템은 크게 예측 준비 과정과 서비스 과정으로 구성되어 있다. 예측 준비 과정에서는 상호작용이 있는 것으로 알려진 단백질 쌍 집합과 상호작용이 없는 것으로 추정되는 단백질 도메인 쌍 집합으로부터 각각 도메인 조합 정보와 그 출현 빈도를 추출한다. 추출된 정보들은 출현 확률 배열(Appearance Probability Matrix 또는 AP matrix)로 불리는 배열 구조에 저장된다. 논문에서는 출현 확률 배열에 기반을 두어, 단백질-단백질 상호작용을 예측하는 확률식 PIP(Primary Interaction Probability)를 고안하고, 고안된 확률식을 이용하여, 상호작용이 있는 것으로 알려진 단백질 쌍 집합과 상호작용이 없는 것으로 추정되는 단백질 도메인 쌍 집합의 확률 값 분포를 생성시킨다. 예측서비스 과정에서는 예측 준비 과정에서 얻어진 분포와 확률식을 이용하여 임의의 단백질 쌍의 상호작용 확률을 계산한다. 예측 모델의 유효성은 효모(yeast)에서 상호작용이 있는 것으로 보고된 단백질 쌍 집합과 상호작용이 없는 것으로 추정되는 단백질 쌍 집합을 이용하여 검증하였다. DIP(Database of Inter-acting Proteins)의 상호작용이 있는 것으로 알려진 효모 단백질 쌍 집합의 80%를 학습 집단으로 사용했을 때, 86%의 sensitivity와 56%의 specificity를 나타내어, 도메인을 기반으로 한 기존의 예측 시스템에 비해서 우월한 예측 정확도를 보여주었다. 이와 같은 예측 정확도의 개선은 본 예측 시스템이 상호작용의 기본 단위로 dc-pair를 채택한 점과 분류를 위하여 새롭게 고안하여 사용한 PIP식이 유효했던 것으로 판단된다.

TiO2/Epoxy 나노복합재의 발열 특성에 관한 연구 (A Study on Exothermic Properties of TiO2/Epoxy Nanocomposites)

  • 안석환;하유성;문창권
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.99-104
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    • 2013
  • Recently, various nanoparticles have been used for filler in polymer matrices. The particles of nano size are whether high or not cross-link density in polymer affects the thermal and mechanical properties of one. The properties change as a result of chemical reactions between the nanoparticles and the surface of the polymer. There are two models for nanocomposites: "repulsive interaction" and "attractive interaction" between the nanoparticles and matrix. In this study, the variation in the curing mechanism was examined when nano-size $TiO_2$ was dispersed into an epoxy (Bisphenol A, YD-128) with different curing agents. The results of this study showed that the exothermic temperature and Tg in the case of the nanoparticles used (Jeffamine) (D-180) at room temperature were reduced by an increase in the $TiO_2$ contents because of the "repulsive interaction" between the nanoparticles and the matrix. The tensile strengths were increased by increasing amounts of $TiO_2$ until 3 wt% because of a dispersion strengthening effect caused by the nanoparticles, because of the repulsive interaction. However, such tensile properties decreased at 5 wt% of $TiO_2$, because the $TiO_2$ was agglomerated in the epoxy. In contrast, in the case of the nanoparticles that used NMA and BDMA, the exothermic temperature and Tg tended to rise with increasing amounts of $TiO_2$ as a result of the "attractive interaction." This was because the same amounts of $TiO_2$ were well dispersed in the epoxy. The tensile strength decreased with an increase in the $TiO_2$ contents. In the general attractive interaction model, however, the cross-link density was higher, and tensile strength tended to increase. Therefore, for the nanoparticles that used NMA, it was difficult to conclude that the result was caused by the "attractive model."

Application of single-step genomic evaluation using social genetic effect model for growth in pig

  • Hong, Joon Ki;Kim, Young Sin;Cho, Kyu Ho;Lee, Deuk Hwan;Min, Ye Jin;Cho, Eun Seok
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권12호
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    • pp.1836-1843
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    • 2019
  • Objective: Social genetic effects (SGE) are an important genetic component for growth, group productivity, and welfare in pigs. The present study was conducted to evaluate i) the feasibility of the single-step genomic best linear unbiased prediction (ssGBLUP) approach with the inclusion of SGE in the model in pigs, and ii) the changes in the contribution of heritable SGE to the phenotypic variance with different scaling ${\omega}$ constants for genomic relationships. Methods: The dataset included performance tested growth rate records (average daily gain) from 13,166 and 21,762 pigs Landrace (LR) and Yorkshire (YS), respectively. A total of 1,041 (LR) and 964 (YS) pigs were genotyped using the Illumina PorcineSNP60 v2 BeadChip panel. With the BLUPF90 software package, genetic parameters were estimated using a modified animal model for competitive traits. Giving a fixed weight to pedigree relationships (${\tau}:1$), several weights (${\omega}_{xx}$, 0.1 to 1.0; with a 0.1 interval) were scaled with the genomic relationship for best model fit with Akaike information criterion (AIC). Results: The genetic variances and total heritability estimates ($T^2$) were mostly higher with ssGBLUP than in the pedigree-based analysis. The model AIC value increased with any level of ${\omega}$ other than 0.6 and 0.5 in LR and YS, respectively, indicating the worse fit of those models. The theoretical accuracies of direct and social breeding value were increased by decreasing ${\omega}$ in both breeds, indicating the better accuracy of ${\omega}_{0.1}$ models. Therefore, the optimal values of ${\omega}$ to minimize AIC and to increase theoretical accuracy were 0.6 in LR and 0.5 in YS. Conclusion: In conclusion, single-step ssGBLUP model fitting SGE showed significant improvement in accuracy compared with the pedigree-based analysis method; therefore, it could be implemented in a pig population for genomic selection based on SGE, especially in South Korean populations, with appropriate further adjustment of tuning parameters for relationship matrices.

부분구조진동형 합성방법에 의한 대형구조계의 진동해석 (Vibration Analysis of Large Structures by the Component-Mode Synthesis)

  • 김병현;정태영;김극천
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권3호
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    • pp.116-126
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    • 1993
  • 대형구조계의 진동해석에 효율적인 방법으로 알려진 부분구조 진동형 합성방법을 방법론적 관점에서 분류하면 부분구조계간의 연결부 경계조건을 어떻게 가정하는가에 따라 구속모드방법, 불구속 모드방법 및 혼합방법으로 대별할 수 있다. 이 방법들 중에서 불구속 모드방법이 보다 효율적이고 또 특정 부분구조의 실험결과 이용이 용이한 장점이 있으나 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 대형 구조계의 진동해석에 효율적이면서 정확도 높은 결과를 얻을 수 있는 불구속 모드방법을 정식화하였다. 불구속 모드방법의 정확도 향상 방안으로서 모드합성시 배제된 고차진동형의 영향을 잉여강성과 더불어 잉여관성 효과도 고려하여 보상하였고, 또 주파수이동기법을 도입하므로써 주관심 주파수 부근에서 더욱 정확도가 높은 결과를 얻을 수 있도록 함과 동시에 부분구조계가 semi-definite system일 경우 특이매트릭스를 처리해야 하는 문제점도 해결하였다. 상기방법의 정확도 및 계산효율성은 선체 2차원 단순화 모델을 포함한 일련의 유한요소모델에 대해 검증되었다. 상기방법에 의한 계산결과는 정확도에 있어서 진동형 합성에 이용된 부분구조계의 최고차 진동수 이하에서는 전체계를 직접 유한요소해석한 경우와 대등하고, 구속모드방법보다 효율적이면서 정확도가 더 높은 결과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

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동남권 지역의 지식 간 연관성 밀도와 기술 복합성 측정에 관한 연구 (A Study on the Measurement of Knowledge Relatedness Density and Technological Complexity in South-east Region)

  • 박기웅;김동현
    • 지역연구
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    • 제37권3호
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    • pp.3-18
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    • 2021
  • 4차 산업혁명이 지역의 산업구조를 변화시키면서, 지역의 특성을 반영한 새로운 산업과 기술의 발전이 요구되고 있다. 본 연구의 목적은 부산, 울산, 경남을 대상으로 지식 간 연관성과 기술의 복합성을 측정하고 지역의 산업 차별화 전략의 가능성이 있는 기술을 파악하는 것이다. 2015~2019년의 특허 자료를 이용하여 652개의 IPC 코드에서 동시출현행렬을 도출하고 지식 간 연관성과 기술의 복합성 지수를 계산하였다. 지식 간 연관성을 이용하여 네트워크 분석을 시행하였다. 분석 결과 동남권의 중심지식은 기계 부문이 큰 비중을 차지하였으며 화학과 전기 부문이 뒤를 이었다. 지역 산업의 차별화 가능성이 있는 기술을 도출하기 위해 위험-편익 프레임워크를 적용한 결과 저위험-고편익의 기술 역량은 상이하게 나타났다. 부산은 기계공학 중 엔진, 기계조작, 운송 등의 기술이 울산은 화학의 환경기술과 재료, 기계공학의 열처리 기술이 저위험-고편익의 역량을 가진 기술로 나타났다. 경남은 김해, 양산, 창원 등에서 기계공학, 화학, 전기공학 일부 기술 등에서 역량이 나타났다. 본 연구의 결과는 지역 내 잠재된 지식을 기반으로 하여 지역성장을 위한 전략 산업의 선정과 도출에 가능성이 있는 기술을 파악하였다는데 의의가 있다.

Insights into the genetic diversity of indigenous goats and their conservation priorities

  • Liu, Gang;Zhao, Qianjun;Lu, Jian;Sun, Feizhou;Han, Xu;Zhao, Junjin;Feng, Haiyong;Wang, Kejun;Liu, Chousheng
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권10호
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    • pp.1501-1510
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    • 2019
  • Objective: An experiment was conducted to evaluate genetic diversity of 26 Chinese indigenous goats by 30 microsatellite markers, and then to define conservation priorities to set up the protection programs according to the weight given to within- and between-breed genetic diversity. Methods: Twenty-six representative populations of Chinese indigenous goats, 1,351 total, were sampled from different geographic regions of China. Within-breed genetic diversity and marker polymorphism were estimated calculating the mean number of alleles, observed heterozygosities, expected heterozygosities, fixation index, effective number of alleles and allelic richness. Conservation priorities were analyzed by statistical methods. Results: A relatively high level of genetic diversity was found in twenty-four population; the exceptions were in the Daiyun and Fuqing goat populations. Within-breed kinship coefficient matrices identified seven highly inbred breeds which should be of concern. Of these, six breeds receive a negative contribution to heterozygosity when the method was based on proportional contribution to heterozygosity. Based on Weitzman or Piyasatian and Kinghorn methods, the breeds distant from others i.e. Inner Mongolia Cashmere goat, Chengdu Brown goat and Leizhou goat obtain a high ranking. Evidence from Caballero and Toro and Fabuel et al method prioritized Jining Gray goat, Liaoning Cashmere goat, and Inner Mongolia Cashmere goat, which agree with results from Kinship-based methods. Conclusion: Conservation priorities were determined according to multiple methods. Our results suggest Inner Mongolia Cashmere goat (most methods), Jining Gray goat and Liaoning Cashmere goat (high contribution to heterozygosity and total diversity) should be prioritized based on most methods. Furthermore, Daiyun goat and Shannan White goat also should be prioritized based on consideration of effective population size. However, if one breed can continually survive under changing conditions, the straightforward approach would be to increase its utilization and attraction for production via mining breed germplasm characteristics.

Graded levels of phytase on performance, bone mineralization and carcass traits of broiler fed reduced dicalcium phosphate

  • de Freitas, Henrique Barbosa;de Souza Nascimento, Karina Marcia Ribeiro;Kiefer, Charles;Gomes, Gilson Alexandre;Santos, Tiago Tedeschi dos;Garcia, Elis Regina Moraes;da Silva, Thiago Rodrigues;Paiva, Luanna Lopes;Berno, Patricia Rodrigues
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권5호
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    • pp.691-700
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    • 2019
  • Objective: This study was conducted to assess increasing doses of phytase added to broiler diets formulated with different levels of available phosphorus (avP), calcium (Ca), and sodium (Na), and the respective effects on performance parameters, quantitative carcass characteristics, ash and phosphorus deposition in tibia and weight of organs. Methods: Three different matrices were assumed for phytase with the following nutritional values: matrix A (MT A): 0.165% Ca, 0.150% avP, and 0.035% Na; matrix B (MT B): 0.215% Ca, 0.195% avP, and 0.045% Na; matrix C (MT C): 0.245% Ca, 0.225% avP, and 0.053% Na. There were six different diets: No phytase (formulated to meet the nutritional requirements); phytase 500 FTU/kg+MT A; phytase 1,000 FTU/kg+MT A; phytase 1,500 FTU/kg+MT A; phytase 1,000 FTU/kg+MT B and phytase 1,500 FTU/kg+MT C. Results: There was no significant phytase influence on performance, quantitative carcass characteristics, ash and phosphorus deposition in tibia and weight of the organ throughout the study period, however, it was possible to observe a tendency of improvement in body weight corrected feed conversion for broilers fed the phytase 1,500+MT C diet, where potentially these birds were more efficient on utilize phytic phosphorus and other nutrients bounded to phytate molecule, translating into improvement in performance, and there was also a non significant numerical improvement in body weight corrected feed conversion of broilers fed this diet. Conclusion: Broilers fed with diets formulated with different levels of avP, Ca, and Na and increasing doses of phytase have shown no change on performance, quantitative carcass characteristics, ash and phosphorus deposition in tibia and weight of organs.

Free vibration of electro-magneto-thermo sandwich Timoshenko beam made of porous core and GPLRC

  • Safari, Mohammad;Mohammadimehr, Mehdi;Ashrafi, Hossein
    • Advances in nano research
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    • 제10권2호
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    • pp.115-128
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    • 2021
  • In this article, free vibration behavior of electro-magneto-thermo sandwich Timoshenko beam made of porous core and Graphene Platelet Reinforced Composite (GPLRC) in a thermal environment is investigated. The governing equations of motion are derived by using the modified strain gradient theory for micro structures and Hamilton's principle. The magneto electro are under linear function along the thickness that contains magnetic and electric constant potentials and a cosine function. The effects of material length scale parameters, temperature change, various distributions of porous, different distributions of graphene platelets and thickness ratio on the natural frequency of Timoshenko beam are analyzed. The results show that an increase in aspect ratio, the temperature change, and the thickness of GPL leads to reduce the natural frequency; while vice versa for porous coefficient, volume fractions and length of GPL. Moreover, the effect of different size-dependent theories such as CT, MCST and MSGT on the natural frequency is investigated. It reveals that MSGT and CT have most and lowest values of natural frequency, respectively, because MSGT leads to increase the stiffness of micro Timoshenko sandwich beam by considering three material length scale parameters. It is seen that by increasing porosity coefficient, the natural frequency increases because both stiffness and mass matrices decreases, but the effect of reduction of mass matrix is more than stiffness matrix. Considering the piezo magneto-electric layers lead to enhance the stiffness of a micro beam, thus the natural frequency increases. It can be seen that with increasing of the value of WGPL, the stiffness of microbeam increases. As a result, the value of natural frequency enhances. It is shown that in hc/h = 0.7, the natural frequency for WGPL = 0.05 is 8% and 14% less than its for WGPL = 0.06 and WGPL = 0.07, respectively. The results show that with an increment in the length and width of GPLs, the natural frequency increases because the stiffness of micro structures enhances and vice versa for thickness of GPLs. It can be seen that the natural frequency for aGPL = 25 ㎛ and hc/h = 0.6 is 0.3% and 1% more than the one for aGPL = 5 ㎛ and aGPL = 1 ㎛, respectively.

라이너 플레이트 및 콘크리트 공동을 고려한 원전 격납건물 벽체의 탄성파 전파 해석 (Elastic Wave Propagation in Nuclear Power Plant Containment Building Walls Considering Liner Plate and Concrete Cavity)

  • 김은영;김보영;강준원;이홍표
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.167-174
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    • 2021
  • 최근 국내 원자력발전소의 격납건물 벽체와 Containment Liner Plate(CLP) 사이에서 다양한 크기의 공극이 발견됨에 따라 원전 격납건물의 보수를 위해 내부 공극의 분포와 크기를 정밀하게 평가할 수 있는 진단기법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 이 연구에서는 격납건물 벽체에서의 탄성파 전파거동을 계산하는 2차원 유한요소해석 기법을 제시한다. 격납건물 벽체를 기반으로 해석영역을 구성하고 경계면에서의 반사파를 제거하기 위해 수치적 파동흡수 경계층인 perfectly matched layer를 도입하였다. Galerkin 기반 혼합유한요소법을 이용해 2차원 유한영역에서 탄성파 파동방정식의 해를 구하여 충격하중에 대한 격납건물 벽체의 변위와 응력을 계산하였다. 제시한 수치적 기법을 이용하여 격납건물 콘크리트 벽체의 CLP 부착 유무와 공동의 위치 및 크기 변화에 따른 탄성파 전파거동을 살펴보았다. 이 연구의 결과는 원전 격납건물 내부의 공동을 진단하는 탄성파 전체파형 역해석 기법 개발에 활용될 수 있다.

가축분뇨 유래 퇴비 및 농경지 중 축산용 항생제의 잔류 및 위해성 평가 (Residue and risk assessment of veterinary antibiotics in manure-based composts and agricultural soils)

  • 백민경;류송희;김성철;홍영규;김진욱;김정규;권오경
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제64권2호
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    • pp.177-184
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    • 2021
  • 축산용 항생제는 투여된 양의 일부만이 체내에서 사용되며 나머지는 분뇨로 배출되며 이를 활용한 퇴비를 농경지에 살포함으로써 농업환경에 유입되어 2차 오염 등을 초래하고 있다. 따라서, 농업환경 중 항생제 관리기준 설정 등 사후 관리 기술이 필요하다. 본 연구는 국내 사용빈도가 높은 것으로 알려진 tetracycline 및 sulfonamide 계열 등의 항생제를 대상으로 매체별 잔류량을 비교하고 퇴비 시용 전·후 농경지 토양 중 잔류항생제의 위해성을 평가하기 위하여 수행되었다. Buffer 및 SPE를 사용한 전처리 방법은 ppb 수준에서 70% 이상의 회수율을 나타냈으며, 검출한계(LOD)의 범위는 퇴비와 토양에서 각각 0.13-0.46 ㎍/kg과 0.05-0.25 ㎍/kg이었다. 잔류 항생제 분석결과 퇴비 중 tetracycline 계열 항생제의 잔류 농도는 5.38-196.0 ㎍/kg, sulfonamide 계열은 below the detection of limit (BDL)-259.0 ㎍/kg 수준으로 검출되었다. 농경지 토양의 경우 각각 0.30-53.3 ㎍/kg, BDL-4.16 ㎍/kg의 잔류 수준을 나타냈으며 토양분배계수(Kd) 값이 높은 tetracycline 계열 항생제의 잔류 농도가 sulfonamide 계열보다 높았다. 퇴비 시용 전후의 농경지 토양의 항생제에 대한 인체위해도는 항생제 종류에 따른 차이가 있었으나, 전체 HQ가 1 이하에서 안전하다는 기준에 의하면 조사된 항생제 5종 모두 인체 위해성이 매우 낮았으며 시용 전·후의 영향이 전체 위해도에 미치는 비율을 고려하면, 퇴비시용이 토양의 항생제에 대한 인체위해성에 미치는 영향은 미비한 것으로 판단되었다.