• Journal of Ginseng Research
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• 제38권4호
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• pp.278-288
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• 2014

Background: Panax ginseng Meyer is a traditional medicinal plant famous for its strong therapeutic effects and serves as an important herbal medicine. To understand and manipulate genes involved in secondary metabolic pathways including ginsenosides, transcriptome profiling of P. ginseng is essential. Methods: RNA-seq analysis of adventitious roots of two P. ginseng cultivars, Chunpoong (CP) and Cheongsun (CS), was performed using the Illumina HiSeq platform. After transcripts were assembled, expression profiling was performed. Results: Assemblies were generated from ~85 million and ~77 million high-quality reads from CP and CS cultivars, respectively. A total of 35,527 and 27,716 transcripts were obtained from the CP and CS assemblies, respectively. Annotation of the transcriptomes showed that approximately 90% of the transcripts had significant matches in public databases.We identified several candidate genes involved in ginsenoside biosynthesis. In addition, a large number of transcripts (17%) with different gene ontology designations were uniquely detected in adventitious roots compared to normal ginseng roots. Conclusion: This study will provide a comprehensive insight into the transcriptome of ginseng adventitious roots, and a way for successful transcriptome analysis and profiling of resource plants with less genomic information. The transcriptome profiling data generated in this study are available in our newly created adventitious root transcriptome database (http://im-crop.snu.ac.kr/transdb/index.php) for public use.

• Mycobiology
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• 제46권3호
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• pp.224-235
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• 2018

Temperature is an important environmental factor that can greatly influence the cultivation of Auricularia cornea. In this study, lignin peroxidase, laccase, manganese peroxidase, and cellulose in A. cornea fruiting bodies were tested under five different temperatures ($20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, and $40^{\circ}C$) in three different culture periods (10 days, 20 days and 30 days). In addition, the V4 region of bacterial 16S rRNA genes in the substrate of A. cornea cultivated for 30 days at different temperatures were sequenced using next-generation sequencing technology to explore the structure and diversity of bacterial communities in the substrate. Temperature and culture days had a significant effect on the activities of the four enzymes, and changes in activity were not synchronized with changes in temperature and culture days. Overall, we obtained 487,694 sequences from 15 samples and assigned them to 16 bacterial phyla. Bacterial community composition and structure in the substrate changed when the temperature was above $35^{\circ}C$. The relative abundances of some bacteria were significantly affected by temperature. A total of 35 genera at five temperatures in the substrate were correlated, and 41 functional pathways were predicted in the study. Bacterial genes associated with the membrane transport pathway had the highest average abundance (16.16%), and this increased at $35^{\circ}C$ and $40^{\circ}C$. Generally, different temperatures had impacts on the physiological activity of A. cornea and the bacterial community in the substrate; therefore, the data presented herein should facilitate cultivation of A. cornea.

• 생명과학회지
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• 제26권9호
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• pp.1097-1104
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• 2016

차세대 염기서열 분석기술의 발달로 대량의 전사수준의 단위체들이 발견되었는데, 이것들 중 대부분의 전사체들은 비암호화 RNA들이다. 이들 중 긴 비암호화 RNA (lncRNA)들은 200개 이상의 뉴클레오티드를 가지며 단백질로 번역이 되지 않는 기능적 RNA 분자들이다. 식물의 lncRNA들은 RNA Pol II, Pol III, Pol IV, Pol V에 의해 전사체가 만들어지고, 전사 후 이들 lncRNA들은 추가적인 splicing과 polyadenylation 과정이 일어난다. 식물의 lncRNA들은 그 발현수준이 매우 낮고, 조직 특이적으로 발현 되지만, 이들 lncRNA들은 외부자극에 의해 강한 발현이 유도된다. 환경스트레스를 포함한 각기 다른 외부자극에 의해 많은 식물 lncRNA들의 발현이 유도되었기 때문에 이들 lncRNA들은 식물의 다양한 생물학적 기능과 식물의 생장발달 과정에 있어 새로운 조절 인자로 고려되고 있다. 특히 후성유전학적인 유전자 억제, 크로마틴 변형, 타겟모방, 광형태형성, 단백질 재배치, 환경스트레스 반응, 병원균 감염등에 관련하여 기능을 한다. 또한 어떤 lncRNA들은 short RNA들의 전구체로 역할도 한다. 최근 식물에서 많은 lncRNA들이 분리 동정되었지만, 이들 lncRNA들의 생리학적인 기능에 대한 현재의 이해는 여전히 제한적이고, 이들의 세부적인 조절 메커니즘 연구는 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 이 총설에서는 식물 lncRNA들의 생합성 및 조절 메커니즘과 현재까지 밝혀진 분자수준에서의 중요한 기능들을 요약 정리하였다.

• 유통과학연구
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• 제16권8호
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• pp.63-68
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• 2018

Purpose - Lettuce (Lactuca sativ L.) is one of the economically important vegetable crops, which worldwide market value is over 100 billion U.S. dollar. In Korea, about 89.7 kilo ton of lettuce was produced in 3400ha in 2016, recoded as No. 1 vegetable crop in domestic green house production. However, recently, domestic lettuce production and cultivation areas are all getting decreased. Thus, novel approaches are needed to be implemented to revive the production. Research design, data and methodology - In this review paper, we first prioritized the end-user traits which are imperative to positively stimulate the domestic lettuce market and discussed relevant genomics strategies. Especially, we assessed a possibility whether school meal program would be a potential niche market. Results - The genomics technologies, which become widely applied in the crop biotechnology since 2008 when next generation sequencing method was developed, may be a good solution in the crop improvement, efficiently gathering valuable information of agriculturally useful traits. Significantly, in lettuce, the high quality whole genome sequence, based on Lactuca sativa cv. Salinas, is publically available and this genomics platform, thus, would be implemented in lettuce breeding program to innovate relevant end-user traits both for the farmers and customers, including the disease resistance to the Fusarium wilt, productivity under hot weather conditions, various nutritional qualities and so forth. These improvements will boost domestic lettuce industries in the near future. Conclusions - Due to the nutritional distinctions comparing to the western style lettuces, domestic leaf lettuces could be one of the important vegetables in the school meal programs. To make it happen, we would better devise diverse recipes to make a salad with it, instead of only using as a wrap vegetable. Meanwhile, novel lettuce varieties need to be developed, which are favorable to the students and also easy to be handled with while processing. Overall, to achieve international competence in the lettuce industries, we need to create elite lettuce varieties that satisfies domestic farmers as well as customers, suitable to various niche markets, such as school meal program. Thus, efficient breeding programs using genomics approaches should be established in advance and careful monitoring on the preference of the related customers for a niche market be continued persistently.

• International Journal of Oral Biology
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• 제43권1호
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• pp.13-21
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• 2018

Radiotherapy (RT) is a mainstay in the treatment of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). For locally advanced HCSCC, concurrent chemoradiotherapy (CCRT) benefits HCSCC patients in terms of better survival and loco-regional control. In this study, we evaluated changes in oral microbiota in patients, who received CCRT for head and neck cancer. Oral rinsed samples were weekly collected before and during CCRT and at 4 weeks following treatment from HNSCC patients, who had received 70 Gy of radiation delivered to the primary sites for over 7 weeks and concurrent chemotherapy. Oral microbiota changes in three patients were analyzed by next-generation sequencing using 16S rRNA 454 pyrosequencing. On an average, 15,000 partial 16S rRNA gene sequences were obtained from each sample. All sequences fell into 11 different bacterial phyla. During early CCRT, the microbial diversity gradually decreased. In a patient, who did not receive any antibiotics during the CCRT, Firmicutes and Proteobacteria were the most abundant phylum. During the early CCRT, proteobacteria gradually decreased while Firmicutes increased. During the late CCRT, firmicutes gradually decreased while Bacteroides and Fusobacteria increased. In all the patients, yellow complex showed a gradual decrease, while orange and red complex showed a gradual increase during the CCRT. At 4 weeks after CCRT, the recovery of oral microbiota diversity was limited. During CCRT, there was a gradual increase in major periodontopathogens in association with the deterioration of the oral hygiene. Henceforth, it is proposed that understanding oral microbiota shift should provide better information for the development of effective oral care programs for patients receiving CCRT for HNSCC.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권2호
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• pp.67-74
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• 2013

근사문자열매칭 문제는 다양한 분야에서 연구되어 왔다. 최근에는 차세대염기서열분석의 비용과 시간을 줄이기 위해 빠른 근사문자열매칭 알고리즘들이 이용되고 있다. 근사문자열매칭은 문자열들의 오차를 측정하기 위해 편집거리와 같은 거리함수를 이용한다. 알파벳 ${\Sigma}$에 대한 길이가 각각 m, n인 두 문자열 X와 Y의 편집거리는 X를 Y로 변환하기 위해 필요한 최소 편집연산의 수로 정의된다. 두 문자열의 편집거리는 잘 알려진 동적프로그래밍을 이용하여 O(mn) 시간과 공간에 계산할 수 있으며, 4-러시안 알고리즘을 이용해서도 계산할 수 있다. 4-러시안 알고리즘은 블록 크기를 t라 할 때, 전처리 단계에서 $O((3{\mid}{\Sigma}{\mid})^{2t}t^2)$ 시간과 $O((3{\mid}{\Sigma}{\mid})^{2t}t)$ 공간이 필요하며, 계산 단계에서 O(mn/t) 시간과 O(mn) 공간을 이용하여 편집거리를 계산하는 알고리즘이다. 본 논문에서는 4-러시안 알고리즘의 계산 단계를 병렬화하고 실험을 통해 CPU 기반의 순차적 알고리즘과 CUDA로 구현한 GPU 기반의 병렬 알고리즘의 수행시간을 비교한다. 본 논문에서 제시하는 4-러시안 알고리즘의 계산단계는 m/t개의 쓰레드를 사용하여 O(m+n) 시간에 편집거리를 계산한다. GPU 기반의 알고리즘이 CPU 기반의 알고리즘 보다 t = 1일 때 약 10배 빠르고, t = 2일 때 약 3배 빠른 결과를 보였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권4호
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• pp.303-311
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• 2019

과피와 과육의 다양한 색은 복숭아 분류에 가장 널리 사용되는 상업적 기준 중 하나이다. 새로운 적색 과육 품종을 육성하기 위해서는 많은 교배 조합과 세대가 진전되어야 한다. 따라서 육종 효율을 높이기 위해서는 목적 형질을 가진 개체에 적용할 조기 선발 분자표지를 개발할 필요가 있다. 과육색이 다르게 발현되는 복숭아 품종의 유전자 발현을 비교하기 위해 2개의 cDNA library를 제작하였다. 적색 과육 품종인 '조생혈도'와 백색 과육 품종인 '미백도'의 유전자 발현 차이를 보기 위해 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술을 사용하였고, 두 품종으로부터 얻은 EST의 염기서열을 결정하고 기존에 보고된 유전자와의 상동성을 분석하였다. '조생혈도'와 '미백도'의 EST database로부터 72쌍의 SNP 분자표지를 선발하였고, 적색 과육 품종 8개와 백색 과육 품종 24개를 구분할 수 있는 SNP 분자표지를 HRM 방법으로 분석하였다. 본 연구에서는 복숭아 EST database를 기반으로 HRM 분석 방법을 이용하여 복숭아 품종의 적육계와 백육계를 구분할 수 있는 효율적인 SNP 분자표지를 개발하였다. 이러한 SNP 분자표지는 복숭아 육종에 유용하게 사용할 수 있으며, 복숭아 품종의 다양한 색 변화에 관한 분자 기작 연구에 좋은 참고자료가 될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제31권4호
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• pp.377-384
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• 2021

진달래(Rhododendron mucronulatum)는 우리나라에서 어렵지 않게 볼 수 있는 개화식물로 꽃이 아름다워 관상목으로 이용되고 있고 생태학적, 약리적으로 잠재력이 있는 중요한 산림자원이다. 우리나라의 대표적 진달래나무군락지인 비슬산군립공원에서 진달래나무 아래의 토양을 채집하여 그 진균 군집의 특성을 조사하였다. 위치와 계절에 따른 진균 군집의 차이를 확인하기 위하여 토양 샘플은 총 3개의 위치에서 2월과 8월에 각각 한번씩 채집하였다. Pyrosequencing을 통해 총 454,157개의 서열을 얻을 수 있었다. 첫번째 채집포인트에서 얻은 샘플의 진균 군집이 6개 샘플 중 가장 종 풍부도가 높았고 가장 다양한 진균들로 구성되어 있음을 확인하였다. 분류 단위 별 분석으로는, Basidiomycota, Ascomycota, Mortierellomycota가 대표적인 문(phylum)으로 나타났으며, Agaricales_f, Mortierellaceae, Clavariaceae가 주요한 과(family)인 것으로 분석되었다. Mortierella 속(genus)은 모든 샘플중에서 가장 우점한 속이었다. 또한 총 진달래와 관련이 있는 것으로 추정되는 19개의 속이 확인되었다. 8월에 채집한 샘플에서 위치에 따라 각각 109개, 111개, 112개의 특이적인 속이 발견되었고, 2월의 샘플과 비교했을 때 2월의 샘플에는 존재하지 않는 28개의 공통된 속이 발견되었다. 이 연구는 추후 진달래나무에 특이적인 진균의 새로운 종을 규명하거나 토양 진균류와 식물의 상호작용을 규명하는 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.365-374
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• 2019

악성종양은 양성종양과 달리 전이가 가능하고 재발이 쉬울 뿐 아니라 생존율 및 삶의 질이 떨어지는 질환이다. 국내의 경우 악성종양 치료 시 건강보험심사평가원이 제시한 항암화학요법 일반원칙에 따라 일괄적으로 치료하는 경향이 있다. 하지만 근래에는 일방적인 약물치료보다는 동반진단제를 사용을 권고하는데 이는 바이오마커를 이용한 분자진단기법으로 동반진단하여 치료 전에 환자의 약물 반응을 예측할 수 있기 때문이며, 국내외 식품의약품안전처에서는 의약품의 반응성 및 안전성을 확보하기 위하여 신약개발단계에서 동반진단제를 함께 개발하기를 권고한다. 본 종설에서는 악성 고형암을 중심으로 동반진단제의 개발방향 및 개발현황을 문헌고찰을 통해 분석하였고, 동반진단제로 사용되는 다양한 분자진단기법, 예컨대 면역조직화학염색법, 중합효소연쇄반응법, 제자리부합법, 차세대염기서열분석법 등에 따른 동반진단제 개발현황 및 미국 식품의약품안전청의 승인사례를 조사하여 최신 동반진단 개발동향을 함께 살폈다. 그리고 동반진단제 개발과정에서 기술적 사항으로 허가시점에 맞춘 분자진단기술을 선택과 진단제에 대한 명확한 기전이해와 더불어 치료와 동반진단제의 융합을 제언하였고, 사회적으로 동반진단제에 대한 공공보험의 급여책정이 필요함을 제언하였다.