• 지능정보연구
• /
• 제19권4호
• /
• pp.55-79
• /
• 2013

본 연구에서는 집중형 센터를 가진 역물류네트워크(Reverse logistics network with centralized centers : RLNCC)를 효율적을 해결하기 위한 혼합형 유전알고리즘(Hybrid genetic algorithm : HGA) 접근법을 제안한다. 제안된 HGA에서는 유전알고리즘(Genetic algorithm : GA)이 주요한 알고리즘으로 사용되며, GA 실행을 위해 0 혹은 1의 값을 가질 수 있는 새로운 비트스트링 표현구조(Bit-string representation scheme), Gen and Chang(1997)이 제안한 확장샘플링공간에서의 우수해 선택전략(Elitist strategy in enlarged sampling space) 2점 교차변이 연산자(Two-point crossover operator), 랜덤 돌연변이 연산자(Random mutation operator)가 사용된다. 또한 HGA에서는 혼합형 개념 적용을 위해 Michalewicz(1994)가 제안한 반복적언덕오르기법(Iterative hill climbing method : IHCM)이 사용된다. IHCM은 지역적 탐색기법(Local search technique) 중의 하나로서 GA탐색과정에 의해 수렴된 탐색공간에 대해 정밀하게 탐색을 실시한다. RLNCC는 역물류 네트워크에서 수집센터(Collection center), 재제조센터(Remanufacturing center), 재분배센터(Redistribution center), 2차 시장(Secondary market)으로 구성되며, 이들 각 센터 및 2차 시장들 중에서 하나의 센터 및 2차 시장만 개설되는 형태를 가지고 있다. 이러한 형태의 RLNCC는 혼합정수계획법(Mixed integer programming : MIP)모델로 표현되며, MIP 모델은 수송비용, 고정비용, 제품처리비용의 총합을 최소화하는 목적함수를 가지고 있다. 수송비용은 각 센터와 2차 시장 간에 제품수송에서 발생하는 비용을 의미하며, 고정비용은 각 센터 및 2차 시장의 개설여부에 따라 결정된다. 예를 들어 만일 세 개의 수집센터(수집센터 1, 2, 3의 개설비용이 각각 10.5, 12.1, 8.9)가 고려되고, 이 중에서 수집센터 1이 개설되고, 나머지 수집센터 2, 3은 개설되지 않을 경우, 전체고정비용은 10.5가 된다. 제품처리비용은 고객으로부터 회수된 제품을 각 센터 및 2차 시장에서 처리할 경우에 발생되는 비용을 의미한다. 수치실험에서는 본 연구에서 제안된 HGA접근법과 Yun(2013)의 연구에서 제안한 GA접근법이 다양한 수행도 평가 척도에 의해 서로 비교, 분석된다. Yun(2013)이 제안한 GA는 HGA에서 사용되는 IHCM과 같은 지역적탐색기법을 가지지 않는 접근법이다. 이들 두 접근법에서 동일한 조건의 실험을 위해 총세대수 : 10,000, 집단의 크기 : 20, 교차변이 확률 : 0.5, 돌연변이 확률 : 0.1, IHCM을 위한 탐색범위 : 2.0이 사용되며, 탐색의 랜덤성을 제거하기 위해 총 20번의 반복실행이 이루어 졌다. 사례로 제시된 두 가지 형태의 RLNCC에 대해 GA와 HGA가 각각 실행되었으며, 그 실험결과는 본 연구에서 제안된 HGA가 기존의 접근법인 GA보다 더 우수하다는 것이 증명되었다. 다만 본 연구에서는 비교적 규모가 작은 RLNCC만을 고려하였기에 추후 연구에서는 보다 규모가 큰 RLNCC에 대해 비교분석이 이루어 져야 할 것이다.

• Molecules and Cells
• /
• 제39권8호
• /
• pp.594-602
• /
• 2016

Alkyl hydroperoxide reductase subunit C from Pseudomonas aeruginosa PAO1 (PaAhpC) is a member of the 2-Cys peroxiredoxin family. Here, we examined the peroxidase and molecular chaperone functions of PaAhpC using a site-directed mutagenesis approach by substitution of Ser and Thr residues with Cys at positions 78 and 105 located between two catalytic cysteines. Substitution of Ser with Cys at position 78 enhanced the chaperone activity of the mutant (S78C-PaAhpC) by approximately 9-fold compared with that of the wild-type protein (WT-PaAhpC). This increased activity may have been associated with the proportionate increase in the high-molecular-weight (HMW) fraction and enhanced hydrophobicity of S78C-PaAhpC. Homology modeling revealed that mutation of $Ser^{78}$ to $Cys^{78}$ resulted in a more compact decameric structure than that observed in WT-PaAhpC and decreased the atomic distance between the two neighboring sulfur atoms of $Cys^{78}$ in the dimer-dimer interface of S78C-PaAhpC, which could be responsible for the enhanced hydrophobic interaction at the dimer-dimer interface. Furthermore, complementation assays showed that S78C-PaAhpC exhibited greatly improved the heat tolerance, resulting in enhanced1 survival under thermal stress. Thus, addition of Cys at position 78 in PaAhpC modulated the functional shifting of this protein from a peroxidase to a chaperone.

• 대한수의학회지
• /
• 제39권2호
• /
• pp.247-256
• /
• 1999

A disease of young Holstein calves characterized by recurrent pneumonia, ulcerative and granulomatous stomatitis, enteritis with bacterial overgrowth, periodontitis, delayed wound healing, persistent neutrophilia and death at an early age had been originally described in 1983 and again in 1987. Most of these calves had stunted growth and a persistent, progressive neutrophilia (often exceeding 100,000/ml). By investigation of pedigrees, all of the affected calves have now been traced to a common sire and confirmed by polymerase chain reaction (PCR) diagnostic DNA testing to be homozygous carriers of a defective allele for bovine CD18. Neutrophils from these calves have several functional deficits and, most importantly, fail to adhere in a ${\beta}_2$-integrin dependent manner. The ${\beta}_2$-integrins represent a family of glycoproteins which participate in various leukocyte adhesion reactions during host defense. The presence or absence of ${\beta}_2$-integrin molecules can be demonstrated on the surface of neutrophils, monocytes and lymphocytes from normal or affected calves using specific monoclonal antibodies and flow cytometry, or by colloidal gold immunolabeling and scanning electron microscopy in backscatter mode. Deficiency of the ${\beta}_2$-integrins on all leukocyte types in Holstein calves is analogous to leukocyte adhesion deficiency (LAD) seen in humans. Neutrophils in bovine (BLAD) and human LAD patients are unable to adhere to the endothelial lining of the cardiovascular system thus interrupting egression of neutrophils into infected tissues. Other leukocytes, while still deficient in expression of the ${\beta}_2$-integrins, are still able to efficiently egress from the blood stream due to interactions of other adhesion molecules that are not as highly expressed on neutrophils. Both BLAD cattle and LAD children (who do not receive bone marrow transplants) often die at an early age as a result of the failure of neutrophils to extravasate into infected tissues. In 1991, Shuster, et $al^{27}$, identified two point mutations within the alleles encoding bovine CD18 in a Holstein calf afflicted with leukocyte adhesion deficiency. One mutation causes an aspartic acid to glycine substitution at amino acid 128 (D128G) in an extracellular region of this adhesion glycoprotein that is highly conserved (> 95% identity) between humans, cattle and mice. The other mutation is silent. Numerous calves with clinical symptoms of leukocyte adhesion deficiency have since been tested and all have been found homozygous for the D128G allele. In addition, calves homozygous far the D128G allele have been identified during widespread DNA testing in the United States. All cattle with the mutant allele are related to one bull, who through artificial insemination (A.I.), sired many calves in the 1950's and 1960's. The carrier frequency of the D128G CD18 allele among U.S. Holstein cattle had reached approximately 15% among active A.I. bulls and 8% among cows. By 1993, the organization of the dairy industry and the diagnostic test developed to genotype cattle, enabled virtually complete eradication of bovine leukocyte adhesion deficiency among current and future A.I. bulls.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.339-344
• /
• 2014

The clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR associated protein (Cas9) system can be applied to produce transgenic pigs. Therefore, we applied CRISPR/Cas9 system to generate FoxN1-targeted pig parthenogenetic embryos. Using single guided RNA targeted to pig FoxN1 genes was injected into cytoplasm of in vitro matured oocyte before electrical activation. In results, regardless of the concentrations of vector, the cleavage rate were significantly (p<0.05) decreased ($4ng/{\mu}l$, 51.24%; $8ng/{\mu}l$, 40.88%; and $16ng/{\mu}l$; 45.22%) compared to no injection group (70.44%). The blastocyst formation rates were also decreased in vector injected 3 groups ($4ng/{\mu}l$, 7.96%; $8ng/{\mu}l$, 6.4%; and $16ng/{\mu}l$; 9.04%) compared to no injection group (29.07%). In addition, the blastocyst formation rates between sham injected group (13.51%) and no injection group (29.07%) also showed significant difference (p<0.05). The mutation rates were comparable between groups ($4ng/{\mu}l$, 18.4%; $8ng/{\mu}l$, 12.5%; and $16ng/{\mu}l$; 20.0%). The sequencing analysis showed that blastocysts derived from each group were successfully mutated in FoxN1 loci regardless of the vector concentrations. However, the deletion patterns were higher than the patterns of point mutation and insertion regardless of the vector concentrations. In conclusion, we described that cytoplasmic microinjection of FoxN1-targeted CRISPR/Cas9 vector could efficiently generate transgenic pig parthenogenetic embryos in one-step.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.318-329
• /
• 2013

본 논문에서는 DNA 시퀀스의 불법 복제 및 변이 방지를 위한 DNA 워터마킹 기법을 제안한다. 제안한 DNA 워터마킹은 랜덤 맵핑 테이블에 의하여 코돈들을 랜덤 원형 각도로 수치화한 다음, 웨이블릿 국부계수 최대치의 Lipscihtz regularity 상수에 의하여 삽입 대상 코돈들을 탐색한다. 워터마크 삽입과정에서 DNA의 아미노산 코드가 변경되지 않도록 하기위하여 삼중 코돈들의 랜덤 코돈 원형 각도에 워크마크를 삽입한다. 삽입 대상 코돈들의 길이와 위치는 랜덤 맵핑 테이블에 의존하므로, 이 테이블을 알지 못할 경우, 워터마크 추출이 어렵다. 그리고 제안한 방법은 다양한 길이의 DNA 서열에 64개 코돈(종료, 개시 코돈포함)들의 랜덤 맵핑 테이블을 적용함으로써 동일한 길이의 워터마크 키를 적용한다. 본 실험에서는 랜덤 맵핑 테이블과 삽입 위치의 높은 엔트로피를 통하여 워터마크의 보안성을 확인하였다. 또한 기존의 DNA-Crypt 워터마킹과의 유사한 용량 하에서 제안한 방법이 낮은 염기 변화율을 가지며, 포인트 변이, 삽입 및 삭제 변이에 대하여 낮은 에러률를 가지며, ROC 분석을 통하여 우수한 검출 능력을 가짐을 확인하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제41권4호
• /
• pp.339-353
• /
• 1994

연구배경 : p53 유전자는 염색체 17p에 존재하는 종양억제유전자인데, 돌연변이가 있는 경우의 mutant protein은 그 반감기가 4~8시간으로 wild type protein의 반감기 6~20분에 비하여 현저한 증가를 보이게 된다. 결과적으로 돌연변이가 있는 경우 p53 단백질이 과축적되어 과발현이 유발되는데, 이러한 기전을 이용하여 p53 면역조직화학염색은 p53유전자의 돌연변이의 검색 방법으로 많이 이용되고 있다. 유방암에서는 p53 핵단백질의 과발현이 있는 경우에 없을 때보다 무병생존기간 및 전체 생존기간 모두에서 유의하게 나쁜 임상 경과를 취함이 보고되고 있지만 폐암에서는 p53 유전자의 돌연변이 유무, 또는 p53단백의 과발현 유무가 예후에 미치는 영향은 아직까지 확실하지 않다. 저자 등은 한국인의 폐암에서 p53 종양억제 유전자의 돌연변이 빈도를 확인하고 이들이 폐암 환자의 임상 경과에 미치는 영향을 분석하며, 면역조직화학염색 및 PCR-SSCP 분석의 감수성과 특이성을 염기서열분석과 비교하여 확인하고자 본 연구를 시행하였다. 방법 : 근치적 폐절제술 후 임상경과를 추적중인 원발성폐암환자 75예를 대상으로 하였으며, 면역조직화학검사 및 분자생물학적 연구를 위하여는 이들의 종양조직(paraffin block)을 이용하였다. p53 단백질의 면역조직화학검사를 위한 일차항체로는 DO7(Novocastra, U.K.)을 사용하였고, PCR-SSCP 및 염기서열분석 등을 위하여는 파라핀 포매조직에서 암조직을 선택적으로 박절하여 DNA를 추출하여 이용하였다. 결과: 1) 전체 75예 폐암환자의 면역조직화학염색 결과 27예(36%)에서 p53단백질의 과발현을 보였다(Table 2.3, Fig 1). 2) 전체 환자의 p53 핵단백질 과발현 여부에 따른 중앙전체생존기간은 p53 음성군과 양성군 모두 25개월, 무병생존기간은 두군 모두 13개월로 동일하였다(Fig. 2). 3) PCR-SSCP 분석에 의한 p53 유전자의 mobility shift는 시험한 58예중 16예(27.6%)에서 확인되었다(Fig 3). Mobility shift 유무에 따른 중앙전체생존기간은 shift가 있는 군과 없는 군에서 각각 27개월과 20개월, 무병생존기간은 각각 8개월, 10개월로 유의한 차이가 없었다. 4) 염기서열분석을 통한 p53 유전자의 돌연변이는 시험한 29예중 10예(34.5%)에서 확인되었다(Fig 4). 염기서열분석 결과 돌연변이 유무에 따른 중앙전체생존기간은 돌연변이가 있었던 군과 없었던 군에서 각각 27개월, 22개월이었으며, 무병생존기간은 각각 20개월과 10개월로 유의한 차이는 없었으나 돌연변이가 있는 경우 조기재발을 하는 경향을 보였다(Fig 5, 6). 5) 면역조직화학염색은 PCR-SSCP 결과를 기준으로 할 때 민감도 67.0%, 특이도 74.0%, 그리고 일치도는 62.5% 이었다. PCR-SSCP의 결과는 염기서열분석 결과를 기준으로 할 때 민감도 91.8%, 특이도 96.2%, 일치도는 95.3% 이었다. 결론 : p53 핵단백질의 과발현 정도, PCR-SSCP 및 염기서열분석상 돌연변이 유무는 비소세포폐암환자의 근치적수술후 예후의 예측지표로서는 그 효용성이 적었으나, 돌연변이가 있는 경우 조기재발을 하는 경향을 보였다. 또한 p53유전자의 돌연변이 검색법으로는 면역조직화학염색보다는 PCR-SSCP법이 우수하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제29권3호
• /
• pp.373-381
• /
• 2019

Site-directed mutagenesis was employed to generate five different triple point mutations in the double mutant (C295A/I86A) of Thermoanaerobacter ethanolicus alcohol dehydrogenase (TeSADH) by computer-aided modeling with the aim of widening the small alkyl-binding pocket. TeSADH engineering enables the enzyme to accept sterically hindered substrates that could not be accepted by the wild-type enzyme. The underline in the mutations highlights the additional point mutation on the double mutant TeSADH introduced in this work. The catalytic efficiency ($k_{cat}/K_M$) of the ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A triple TeSADH mutant for acetophenone increased about 4.8-fold higher than that of the double mutant. A 2.4-fold increase in conversion of 3'-methylacetophenone to (R)-1-(3-methylphenyl)-ethanol with a yield of 87% was obtained by using ${\underline{V115A}}$/C295A/I86A mutant in asymmetric reduction. The ${\underline{A85G}}$/C295A/I86A mutant also produced (R)-1-(3-methylphenyl)-ethanol (1.7-fold) from 3'-methylacetophenone and (R)-1-(3-methoxyphenyl)-ethanol (1.2-fold) from 3'-methoxyacetophenone, with improved yield. In terms of thermal stability, the ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A and ${\underline{V115A}}$/C295A/I86A mutants significantly increased ${\Delta}T_{1/2}$ by $+6.8^{\circ}C$ and $+2.4^{\circ}C$, respectively, with thermal deactivation constant ($k_d$) close to the wild-type enzyme. The ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A mutant reacts optimally at $70^{\circ}C$ with almost 4 times more residual activity than the wild type. Considering broad substrate tolerance and thermal stability together, it would be promising to produce (R)-1-(3-methylphenyl)-ethanol from 3'-methylacetophenone by ${\underline{V115A}}$/C295A/I86A, and (R)-1-phenylethanol from acetophenone by ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A mutant, in large-scale bioreduction processes.

• Molecules and Cells
• /
• 제27권5호
• /
• pp.591-599
• /
• 2009

Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) play important roles in nervous system functions and are involved in a variety of diseases. We previously demonstrated that ginsenosides, the active ingredients of Panax ginseng, inhibit subsets of nAChR channel currents, but not ${\alpha}7$, expressed in Xenopus laevis oocytes. Mutation of the highly conserved Leu247 to Thr247 in the transmembrane domain 2 (TM2) channel pore region of ${\alpha}7$ nAChR induces alterations in channel gating properties and converts ${\alpha}7$ nAChR antagonists into agonists. In the present study, we assessed how point mutations in the Leu247 residue leading to various amino acids affect 20(S)-ginsenoside $Rg_3$ ($Rg_3$) activity against the ${\alpha}7$ nAChR. Mutation of L247 to L247A, L247D, L247E, L247I, L247S, and L247T, but not L247K, rendered mutant receptors sensitive to $Rg_3$. We further characterized $Rg_3$ regulation of L247T receptors. We found that $Rg_3$ inhibition of mutant ${\alpha}7$ nAChR channel currents was reversible and concentration-dependent. $Rg_3$ inhibition was strongly voltage-dependent and noncompetitive manner. These results indicate that the interaction between $Rg_3$ and mutant receptors might differ from its interaction with the wild-type receptor. To identify differences in $Rg_3$ interactions between wild-type and L247T receptors, we utilized docked modeling. This modeling revealed that $Rg_3$ forms hydrogen bonds with amino acids, such as Ser240 of subunit I and Thr244 of subunit II and V at the channel pore, whereas $Rg_3$ localizes at the interface of the two wild-type receptor subunits. These results indicate that mutation of Leu247 to Thr247 induces conformational changes in the wild-type receptor and provides a binding pocket for $Rg_3$ at the channel pore.

• 대한임상검사과학회지
• /
• 제48권2호
• /
• pp.74-81
• /
• 2016

Fluoroquinolone 계 항생제의 광범위한 사용으로 인해 이 약제에 대한 내성 Ureaplasma 종의 분리 비율이 높아지고 있다. Fluoroquinolone 계 항생제 내성은 주로 DNA gyrase와 topoisomerase IV 유전자의 돌연변이로 인해 발생하는 것으로 알려져 있다. DNA gyrase는 A와 B 2개의 소단위로 이루어져 있으며, gyrA와 gyrB 유전자에 의해 암호화되어 있고, Topoisomerase IV는 parC와 parE 유전자에 의해 암호화되어 있다. 본 연구가 진행된 서울의 1개 3차 병원에서 2012년부터 2013년까지 1년동안 Ureaplasma 종의 fluoroquinolone 계 항생제인 OFL과 CIP의 항생제검사 감수성 결과를 분석한 결과 내성과 중등도를 합산할 경우 66.08%, 92.69%로 매우 높은 내성 비율을 보였다. 이에 Ureaplasma 종을 OFL과 CIP에 대한 감수성을 기준으로 4개 그룹으로 분류하여 gyrA, gyrB, parC, parE 유전자의 돌연변이 여부를 검사하여 항생제 내성과의 관련성을 밝히고자 하였다. 그 중 parC 유전자의 돌연변이 빈도가 높아 topoisomerase IV의 돌연변이가 fluoroquinolone 계 약제에 대한 내성과 밀접한 관련이 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 GyrB의 Asn481Ser, ParC의 Phe149Leu, Asp150Met, Asp151Ile, Ser152Val, ParE의 Pro446Ser, Arg448Lys을 추가로 발견할 수 있었다. 최근 fluoroquinolone 계 항생제의 사용이 증가하고 있기 때문에 추후 Ureaplasma 종의 fluoroquinolone 계 항생제 내성에 대한 지속적인 모니터링이 필수적일 것으로 사료되며, 이와 관련한 유전자의 돌연변이 양상과의 상관관계를 분석하여 기존 배양검사의 단점을 보완할 수 있는 분자 진단학적 검사법의 추가적인 분석이 필요할 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제58권1호
• /
• pp.11-17
• /
• 2005

연구배경 : 결핵의 발병에 유전적인 소인이 존재하며 숙주 면역 반응에 $IFN-{\gamma}$가 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 파종성 NTM 또는 BCG 감염증 환자에서 $IFN-{\gamma}$ 수용체 유전자 돌연변이가 밝혀져 있는데, 결핵 환자에서 $IFN-{\gamma}$ 수용체의 부분결핍 유무는 잘 알려져 있지 않았다. 방 법 : 2개 이상의 장기를 침범한 파종성 결핵 환자 6명을 대상으로 염기순서분석을 통해 $IFN-{\gamma}$ 수용체 1과 $IFN-{\gamma}$ 수용체 2의 부분결핍을 초래하는 유전자 이상이 있는지를 살펴보았다. 결 과 : $IFN-{\gamma}R1$의 부분결핍을 초래하는 I87T와 818delT 818del4, 818insA 그리고 $IFN-{\gamma}R2$의 부분결핍을 초래하는 R114C 돌연변이 등 기존에 보고된 유전자 이상은 발견되지 않았다. 결 론 : 본 연구의 대상인 6명의 파종성 결핵 환자에서 $IFN-{\gamma}$ 수용체의 부분결핍을 초래하는 유전자 이상은 발견되지 않았다.