• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.1115-1118
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• 2011

단백질 사이의 상호작용 네트워크(PPI network: Protein-Protein Interaction network)를 이용하여 단백질 기능을 예측 하는 것은 단백질 기능 예측 기법들 중에서 중요한 작용을 한다. 하지만 PPI를 이용한 단백질 기능 예측은 기능의 복잡도와 다양성으로 인해 제한적인 결과를 나타내 왔다. 따라서 본 논문에서는 기존의 연구들 보다 높은 정확도로 단백질 기능을 예측하기 위해 기능 예측을 하려는 단백질과 상호작용 하는 단백질들에 그래프 마이닝 기법을 적용하여 빈발 2-노드 상호작용 패턴을 찾고, 그 패턴을 이용하여 단백질 기능을 예측하는 접근법을 제안하였다. 실험데이터로 DIP(Database of Interacting Proteins)에서 제공하는 단백질 상호작용 데이터를 사용하였으며, 다른 기존의 단백질 기능 예측 기법들보다 높은 정확도를 보여주었다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.306-311
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• 2009

본 연구는 질병과 관련이 있는 단백질들은 질병네트워크를 형성함에 있어서 매우 중요한 인자로 작용할 가능성이 있다는 아이디어에서 출발한다. 우리는 Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM)과 SWISS-PROT으로부터 인간의 단백질 데이터와 질병 정보를 확보하고 질병관련 단백질의 단백질 상호작용 네트워크를 구축 한 후, 이를 바탕으로 질병네트워크를 구축했다. 그 결과 단백질 상호작용 네트워크에는 CALM1, ACTB 및 ABL2와 같은 40개의 허브 단백질이 존재하는 것을 확인했다. 단백질 상호작용 네트워크와 질병 네트워크를 통해서 우리는 질병들간의 상관관계와 각 질병에 작용하는 단백질들의 상관관계를 파악할 수 있었다. 구축된 질병네트워크로부터 APP, ABL1 및 STAT1과 같은 38개의 질병단백체를 찾아냈다. 우리는 이전 연구에서 허브 단백질들이 서브 질병네트워크에서 질병 단백체의 경향이 있다는 것을 증명했다. 하지만, 본 연구에서 전체 질병 네트워크를 분석한 결과 전체 40개의 허브 단백질 중 단 18% 허브 단백질만이 질병단백체임이 확인되었다. 현시점에서 허브 단백질-질병단백체 경향성이 전체 질병네트워크와 서브 질병네트워크간의 차이를 설명할 수 없다. 비록 우리가 이러한 풀리지 않은 문제를 안고 있지만, 단백질-질병 네트워크의 구조 및 기능 분석은 복잡한 인간 질병 시스템에서 분자 수준의 기작과 생물학적 과정을 이해하는데 중요한 정보를 제공할 것이다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권16호
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• pp.6899-6904
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• 2014

NGAL (neutrophil gelatinase-associated lipocalin) is a novel cancer-related protein involves multiple functions in many cancers and other diseases. We previously overexpressed NGAL to analyze its role in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). In this study, a protein-protein interaction (PPI) was constructed and the shortest paths from NGAL to transcription factors in the network were analyzed. We found 28 shortest paths from NGAL to RELA, most of them obeying the principle of extracellular to cytoplasm, then nucleus. These shortest paths were also prioritized according to their normalized intensity from the microarray by the order of interaction cascades. A systems approach was developed in this study by linking differentially expressed genes with publicly available PPI data, Gene Ontology and subcellular localizaton for the integrated analyses. These shortest paths from NGAL to DEG transcription factors or other transcription factors in the PPI network provide important clues for future experimental identification of new pathways.

• 인지과학
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• 제28권4호
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• pp.299-314
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• 2017

In-silico 기반의 약물-표적 단백질 연관관계 예측은 신약 탐색 단계에서 매우 중요하다. 그러나 기존의 예측모델은 입력 값이 고정적이며 표적 단백질의 특질 값이 가공된 데이터로 한정됨으로써 예측 모델의 확장성과 유연성이 부족하다. 본 논문에서는 약물-표적 단백질 연관관계를 예측하는 확장 가능한 형태의 머신러닝 모델을 소개한다. 확장 가능한 머신러닝 모델의 핵심 아이디어는 쌍기반의 뉴럴 네트워크로써, 약물과 단백질의 미가공 데이터를 사용하여 특질을 추출하고 특질 값을 각각의 뉴럴 네트워크 레이어에 입력한다. 이 방법은 추가적인 지식없이 자동적으로 약물과 단백질의 특질을 추출한다. 또한 쌍기반 레이어는 특질 값을 풍부한 저차원의 벡터로 향상 시킴으로써 입력 값의 차이로 인한 편향 학습을 방지한다. PubChem BioAssay(PCBA) 데이터 셋에 기반한 5-폴드 교차 검증법을 통하여 제안한 모델의 성능을 평가했으며, 이전의 모델보다 우월한 성능을 보였다.

• Genomics & Informatics
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• 제11권4호
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• pp.200-210
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• 2013

Studying biological networks, such as protein-protein interactions, is key to understanding complex biological activities. Various types of large-scale biological datasets have been collected and analyzed with high-throughput technologies, including DNA microarray, next-generation sequencing, and the two-hybrid screening system, for this purpose. In this review, we focus on network-based approaches that help in understanding biological systems and identifying biological functions. Accordingly, this paper covers two major topics in network biology: reconstruction of gene regulatory networks and network-based applications, including protein function prediction, disease gene prioritization, and network-based genome-wide association study.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2004년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.511-515
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• 2004

Post-genome 시대에는 유전체뿐만 아니라 단백질에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 특히 단백질-단백질 상호작용 및 단백질 네트워크에 대한 연구를 기반으로 전체 생물 시스템을 분석하는 연구가 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 기존에 생물학자들이 실험을 통해서 증명한 사실들을 논문이나 기타 매체를 통해서 공개를 하고 있다. 하지만 공개된 정보의 양이 방대하므로 생물학자들이 정보를 효율적으로 이용하지 못하는 경우가 많다. 인터넷의 발달로 하루에도 수 없이 쏟아져 나오는 연구 성과들에 쉽게 접근이 가능해졌다. 이러한 매체로부터 생물학적 의미를 가지는 정보를 효과적으로 추출하는 일이 중요하게 대두되었다. 따라서 본 연구에서는 인터넷상에 공개된 다량의 논문 및 기타정보 매체로부터 단백질-단백질 상호작용 정보를 추출한 데이터베이스로부터 단백질의 네트워크를 구성하고 단백질 네트워크를 통해서 생물학적 의미를 가지는 여러 가지 경로 분석 알고리즘을 설계하고 구현한다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권5호
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• pp.2345-2351
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• 2014

Lysyl oxidase-like 2 (LOXL2), a member of the lysyl oxidase (LOX) family, is a copper-dependent enzyme that catalyzes oxidative deamination of lysine residues on protein substrates. LOXL2 was found to be overexpressed in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) in our previous research. We later identified a LOXL2 splicing variant LOXL2-delta72 and we overexpressed LOXL2-delta72 and its wild type counterpart in ESCC cells following microarray analyses. First, the differentially expressed genes (DEGs) of LOXL2 and LOXL2-delta72 compared to empty plasmid were applied to generate protein-protein interaction (PPI) sub-networks. Comparison of these two sub-networks showed hundreds of different proteins. To reveal the potential specific roles of LOXL2- delta72 compared to its wild type, the DEGs of LOXL2-delta72 vs LOXL2 were also applied to construct a PPI sub-network which was annotated by Gene Ontology. The functional annotation map indicated the third PPI sub-network involved hundreds of GO terms, such as "cell cycle arrest", "G1/S transition of mitotic cell cycle", "interphase", "cell-matrix adhesion" and "cell-substrate adhesion", as well as significant "immunity" related terms, such as "innate immune response", "regulation of defense response" and "Toll signaling pathway". These results provide important clues for experimental identification of the specific biological roles and molecular mechanisms of LOXL2-delta72. This study also provided a work flow to test the different roles of a splicing variant with high-throughput data.

• 한국동물위생학회지
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• 제42권2호
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• pp.73-83
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• 2019

Foot-and-Mouth Disease (FMD) is a highly contagious trans-boundary viral disease caused by FMD virus, which causes huge economic losses. FMDV infects cloven hoofed (two-toed) mammals such as cattle, sheep, goats, pigs and various wildlife species. To control the FMDV, it is necessary to understand the life cycle and the pathogenesis of FMDV in host. Especially, the protein-protein interaction between FMDV and host will help to understand the survival cycle of viruses in host cell and establish new therapeutic strategies. However, the computational approach for protein-protein interaction between FMDV and pig hosts have not been applied to studies of the onset mechanism of FMDV. In the present work, we have performed the prediction of the pig's proteins which interact with FMDV based on RNA-Seq data, protein sequence, and structure information. After identifying the virus-host interaction, we looked for meaningful pathways and anticipated changes in the host caused by infection with FMDV. A total of 78 proteins of pig were predicted as interacting with FMDV. The 156 interactions include 94 interactions predicted by sequence-based method and the 62 interactions predicted by structure-based method using domain information. The protein interaction network contained integrin as well as STYK1, VTCN1, IDO1, CDH3, SLA-DQB1, FER, and FGFR2 which were related to the up-regulation of inflammation and the down-regulation of cell adhesion and host defense systems such as macrophage and leukocytes. These results provide clues to the knowledge and mechanism of how FMDV affects the host cell.

• IMMUNE NETWORK
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• 제2권3호
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• pp.137-141
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• 2002

Among the members of the inhibitor of apoptosis (IAP) protein family, only Livin and survivin have been reported to have variant forms. We have found a variant form of c-IAP2 through the interaction with the X protein of HBV using the yeast two-hybrid system. In contrast to the wild-type c-IAP2, the variant form has two stretches of sequence in the RING domain that are repeated in the C-terminus that would disrupt the RING domain. We demonstrate that the variant form has an inhibitory effect on TNF-mediated $NF-{\kappa}B$ activation unlike the wild-type c-IAP2, which increases TNFmediated $NF-{\kappa}B$ activation. These results suggest that this variant form has different activities from the wild-type and the RING domain may be involved in the regulation of TNF-induced $NF-{\kappa}B$ activation.

• BMB Reports
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• 제50권9호
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• pp.478-483
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• 2017

Budding yeast has dozens of prions, which are mutually dependent on each other for the de novo prion formation. In addition to the interactions among prions, transmissions of prions are strictly dependent on two chaperone systems: the Hsp104 and the Hsp70/Hsp40 (J-protein) systems, both of which cooperatively remodel the prion aggregates to ensure the multiplication of prion entities. Since it has been postulated that prions and the remodeling factors constitute complex networks in cells, a quantitative approach to describe the interactions in live cells would be required. Here, the researchers applied dual-color fluorescence cross-correlation spectroscopy to investigate the molecular network of interaction in single live cells. The findings demonstrate that yeast prions and remodeling factors constitute a network through heterogeneous protein-protein interactions.